DE1426058A1 - Drehkolben-Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Dlpl.-Ing. Dipl. oec. publ. MÜNCHEN-Paslng.den 5. Oktober 1962

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FostachocK-Konto: München 433Q1

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Soci&tl Anonyme Andre" Gitroen, Paris XV» Quai Andrl-Gitroen (Frankreich.)

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französische Priorität vom 7»Oktober 1961 aus der französischen Patentanmeldung JTr₀ 875 305

Die Erfindung betrifft eine Drehkolben-Brennkraftmaschine mit epizykloidenförmiger Bewegung, die duroh den Eingriff eines mit dem Kolben umlaufenden Zahnritzels in einen mi"t dem Kolbengehäuse fest verbundenen Zahnkranz bewirkt wird, wobei das (J-ehäugte η Hohlräume und der Kolben n-1 Hocken besitzt, während die Zahl der Zähne des Zahnkranzes einerseits und des Kolbenzahnritzels andererseits η bzw. n-1 proportional ist. Hierbei läuft der Drehkolben in bekannter Weise auf dem Kurbelzapfen einer Kurbelwelle um, deren Lager am Kolbengehäuse oder Ständer befestigt sind«. Jeder Punkt des Drehkolbens läuft auf einer Epizykloiie, und es ist möglich., für den Drehkolben eine derartige lorm zu finden, daß sein äußerer Umriß in Jedem Augenblick durch η feste Punkte läuft, wobei « wie gesagt - η die Zahl iler Hohlräume des Kolbengehäuses ist. Die Zahl der Zähne des Zahnkranzes des Kolbengehäuses steht zu der des Kolbenzahnritzels

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in dem Verhältnis -~=

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art zu schaffen, die im Zweitakt arbeitet, wobei die Motorspülung eine beträchtliche Innenkühlung herbeiführt α

Diese Aufgabe ist nun dadurch gelöst, daß erfindungs— gemäß ;jeder Hohlraum des Kolbengehäuses mit einer Verbrennungskammer ausgestattet ist, welche die Kraftstoffgase um die Zündkerze herum konzentriert, gegebenenfalls zusätzlich zu einer Wirbelbewegung veranlaßt und zu ihrer äußerst raschen Zündung'fuhrt.

Weitere Merkmale der Erfindung und durch sie erzielte Vorteile gehen aus der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnung hervor, die eine Brennkraftmaschine der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Art in einer beispielsweise gewählten Ausführungsfona schematisch veranschaulicht.

Figo 1 ist ein Querschnitt durch einen derartigen Motor, Fig. 2 ein axialer längsschnitt desselben.

Bei dem in Fig. 1 und 2 beispielsweise dargestellten Motor läuft ein zwei bogenförmige I\Tocken aufweisender Drehkolben 2 statt Kolben in einem drei Hohlräume 7 besitzenden

■ j·¹ . Ständer 5 statt Zylindern um. Selbstverständlich können die Hohlräume 7 des Kolbengehäuses 5 und die Nocken des Drehkolbens 2 in einer anderen Anzahl vorgesehen seinj Bedingung ist lediglich, daß die Anzahl dieser beiden Seile jeweils im Verhältnis von mn-1 steht. Die Kurbelwelle 1 trägt den Dreh—

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kolben 2, der seinerseits mit einem Zahnritzel 3 ausgestattet ist, das mit einem Zahnkranz 4 in Eingriff steht, das wiederum mit dem Kolbengehäuse 5 fest verbunden ist.

Die Erfindung beruht nun einerseits auf der Ausnutzung gewisser Eigenschaften des epizykloidalen Gehäusesystems zur Schaffung eines neuen Zweitaktmotors mit neuen und beachtenswerten Besonderheiten und andererseits auf Einrichtungen, die zu einer guten Betriebsweise eines solchen Motors

rührt eines Drehkolbenmotors

beitragen. Eine Schwierigkeit/bei der Herstellung/von dem Erfordernis äußerster Dichtigkeit her, die seinen Teilen eine beachtliche Wärmebeanspruchung auferlegt» Demgegenüber gestattet der hier vorgeschlagene Drehkolbenmotor eine beachtliche Kühlung durch inneren Umstrom von Spülluft durch die entsprechend vorgesehenen Verteileröffnungen.

Jeder Hohlraum 7 des Kolbengehäuses 5 ist erfindungsgemäß mit einer vorzugsweise zu einer Wirbelbewegung der Kraftstoffgase führenden Verbrennungskammer 6 ausgestattet, die ihrerseits eine Zündkerze 9 besitzt. Andererseits ist • jeder Hohlraum 7 des Kolbengehäuses 5 nach einem weiteren Merkmal der Erfindung mit einer Treibstoff-Einspritzdüse ausgerüstet, die in einem solchen Punkt angeordnet ist, daß die Einspritzung die gesamte G-asmenge erfassen kann. Demgegenüber erschienen in bekannter Vfeise Vorrichtungen unerläßlich, die einem Zweitaktmotor einen interessanten Wirkungsgrad geben. Solche Vorrichtungen können nur bei Motoren benachbarter Type, sogenannten hyperzykloiden Motoren angenommen

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werden, bei denen die umfänglichen Dichtungsringe Tom Drehkolben getragen werden und die Dichtung durch Reizung auf der Innenfläche des Kolbengehäuses herbeiführen,' die daher keine ünstetigkeit aufweisen kann, so daß die Verbrennungskammer nur in dem Drehkolben selbst ausgespart werden kann.

Bei den erfindungsgemäß vorgeschlagenen Motoren stehen die im Schnitt dargestellten Verbrennungskammern 6 beispielsweise mit dem Hohlraum 7 in Verbindung, und zwar ' vorzugsweise über eine Einschnürung 8. -In bekannter Vifeise werden somit die Gase zu einer raschen Wirbelbewegung getrieben, wodurch die Zündkerze 9 die äußerst konzentrierte Gasmenge in einer sehr kurzen Zeit zur Zündung bringt und damit den Wirkungsgrad verbessert φ Andererseits werden die Kraftstoffgase schon vom Beginn der Verbrennung an in den Hohlraum 7 getrieben, der nahezu' vollständig von dem Drehkolben2 eingenommen ist, und die dann gezündeten G-ase befinden sich in dem äußerst schmalen Raum zwischen dem Kolbengehäuse und dem Drehkolben, wo ,sie stark abgekühlt werden_s wodurch jegliche Neigung zu einem Knall.unterdrückt und ermöglicht wird, einen sehr hohen Kompressionsgrad zu wählen.

Ein weiteres Merkmal des Motors gemäß der Erfindung besteht darin, daß das Entweichen der Verbrennungsgase, ihre Spülung das- mit dem Motor verbundene Innere Abkühlen sowie ihr. Ersatz durch unverbrauchte Gase über in den seitlichen

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Planschen des Kolbengehäuses unmittelbar über dem nooh zu erörternden Gasdiehtungsring vorgesehene Öffnungen 10 erfolgt.

Im Gegensatz zu dem üblichen Zweitaktmotor mit zylindrischem Kolben ist es nicht der gleiche !Teil dieses Kolbens, der die Öffnung und das Schließen der Einlaß- und Auspufföffnungen bewirkt, was praktisch sämtliche Regelungen der Terbrennung gestattet, wobei das Schließen der Auspuff- und Einlaßöffnung nicht notwendigerweise um den gleichen Drehwinkel der Kurbelwelle entfernt zu sein hat wie ihre öffnung und auch nicht im gleichen Winkel gegenüber dem unteren Totpunkt liegen muß.

Verschiedene Arten der Spülung und inneren Abkühlung, die bei Motoren gemäß der Erfindung möglich sind, sind in den lig· 4-» 5 und 6 dargestellt, bei denen die Strömungslinien der Gase in einer durch die Einström- und Ausströmöffnungen verlaufenden Ebene beispielsweise eingezeichnet sind»

Ein weiteres bedeutendes Merkmal des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Motors besteht darin, daß die Gasabdiehtung durch feste Dichtungssegmente und nicht wie bei hyperzykloiden Motoren durch mit dem ßotor umlaufenden Segmenten bewirkt wird, welche bekanntlich unter dem Einfluß der fliehkraft einen mit der Geschwindigkeit veränderlichen Druck ausüben, der nur bei großen Geschwindigkeiten ausreichend und bei geringen Geschwindigkeiten ungenügend ist.

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Eine/bevorzugte Ausführungsfora dieser Diehtungssegmente ist in Fig» 1 und 2 dargestellte Die äußeren Dichtungssegmente 11 liegen in ffuten des Kolbenge'häuses 5t die nach außen durchbrochen sind» wobei die Bohrungen kleinen kalibrierten Stößeln zur Führung dienen, welche auf die Dichtungssegmente den Druck, von außerhalb des Kolbengehäuses angeordneten Federn übertragen, die somit dem jjiinfluß der warmen G-ase nicht ausgesetzt sind. Diese Bohrungen dienen außerdem gegebenenfalls der Schmierung des Kolbenge-Muses» Die Federn der Stößel können in gewissen Fällen durch etine Hohlsäule ersetzt sein, deren Undichte die Schmierung des Dichtungssegments bewirkt. '

Diese Anordnung kann gegebenenfalls ausgedehnt werden auf die seitlichen Dichtungssegmente12, wobei die einen oder anderen-auch einfach über gewellte, im Boden der Hut angeordnete ß-e ge ns e gme nt e abgestützt sein können.

Die seitliche Abdichtung erfolgt über Dichtungsringe , die in umlaufenden Muten angeordnet sind, die in den seitlichen Flanschen des Kolbengehäuses unmittelbar über den Ansaug- und Auspufföffnungen möglichst in deren Nähe ausge-r spart sind. Eine besondere Ausführungsform dieser Dichtungsringe ist in Fig. 3 dargestellt. Die Dichtungsringe 12, die sieht gespalten werden können, lassen die seitlichen Kanten des Drehkolbens stoßfrei auf ihnen gleiten, wobei sie zweimal feei jedem Umlauf frei werden, wenn sie oberhalb der Öffnungen zii liegen kommen. Sie sind mit einem gewissen umfänglichen Spiel angeordnet, um zu vermeiden, daß sie bei Ausdehnung

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die Hut völlig belegen, und der Druck der Gase kann auf,

ihrer Rückseite Einfluß ausüben. Die Dichtungsringe besitzen hierfür einen nach innen zur G-ehäusemitte ragenden Vorsprung, der dem Diehtungssegment 13 als Schulter dient, das sich radial auf der Innenwand der Hut abstützt und mit einem gewissen umfänglichen Spiel angeordnet ist und so die durch letzteres strömenden G-ase den Dichtungsring 12 über das innere' Segment gegen den Drehkolben 2 stemmen. Die öldichtung wird über Dichtungsringe H bewirkt, die in einer Nut sich befinden, die zwischen den Öffnungen 10 und dem Zahnkranz 4 unmittelbar über letzterem liegen.

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