DE1576204A1 - Kreiskolben-Brennkraftmaschine in Trochoidenbauart - Google Patents

Kreiskolben-Brennkraftmaschine in Trochoidenbauart

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DE1576204A1 DE19671576204 DE1576204A DE1576204A1 DE 1576204 A1 DE1576204 A1 DE 1576204A1 DE 19671576204 DE19671576204 DE 19671576204 DE 1576204 A DE1576204 A DE 1576204A DE 1576204 A1 DE1576204 A1 DE 1576204A1
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Description

P 1ί> 76 204.6-13 worn 15. 4. 196
AUDI NSU AUTO UNION AKTIENGESELLSCHAFT, Neckarsulm/UJürtt. und d S N K E L GIYIBH, Lindau/Bodensee
Kreiskolben-Brennkraftmaschine in Trochoidenbauart
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kreiskolben-Brennkraftmaschine in TrochoidBnbauart mit einem Gehäuse, das aus einem Mantel mit mehrbogiger Innenfläche und Seitenteilen besteht und in dem ein mehreckiger Kolben exzentrisch drehbar angeordnet ist, der mit seinen Ecken an der inneren Mantelfläche entlang gleitet, umbei Arbeitskarnmern mechselnden Volumens gebildet u/erden, und u/obei im Mantel und/oder in den Seitenteilen Einlaß- und Auslaßsteueröffnungen für die Zuführungen won Frischgas bziu. für den Ausschub der verbrannten Gase vorgesehen sind, an die sich ein Einlaß- bziu. ein Auslaükanal anschließt.
Es ist bekannt, eine Entgiftung der Abgase won Brennkraftmaschinen unter anderem durch Zuführung won Oxydationsluft zu den Abgasen im Auslaükanal zu erreichen. Ferner ist es bekannt, daß hohe Temperaturen im Auslaükanal die Bildung schädlicher Bestandteile im Abgap verringern oder verhindern.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, bei einer Kreiskolben-
Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art eine Abgasentgiftung Of5
mit einfachen Mitteln zu erreichen. Diese Aufgabe u/ird erfindungs- ο
gemäß dadurch gelöst, daß im Mantel und/oder in den Seitenteilen ^
in Drehrichtung das Kolbens vor der Auslaßsteueröffnung aina Vor- **"*
auslafJ-5tßuaröf fnung vorgesehen ist, von dar aina VorauslaOleitung O)
auegeht, dia in dan Auslafikanal mündet. Die in der betreffenden q
Arbeitekammer befindlichen Gase haben im Moment dar Freigabe dieser l/araij'älad-a taueröf f nung oina u/aeentlich höhara Tempora tür ale in dem Augenblick, in dem dia normale Auslaflateueröf fnurig freigegeben u/ird. Demzufolge heizen die/ durch dia Varaunlattleitung in den /ujUenkana 1 überströmenden Verbrennungsgasa den letzteren auiueih auf, daß Ί i t. aner.hliüfiend durch die AuslaiJeteuaröf f nung in dan Auslafl-
kanaj ui ritr abfinden Abgase zarentzt u/ardun, so dall d-ia ULIi-Uing
ili'-har Eint band bei J η un tnrbuhdtm ist. BAD ÖR/PINAL
Um eins möglichst umfassende Aufheizung des AuslaOkanala und der diesen durchströmenden Abgase zu erreichen, ist es zweckmäßig, den Auslaßkanal won einer Ringkammer zu umgeben, die einerseits mit der Vorausleitung und andererseits durch eine Mehrzahl von Öffnungen mit dem Inneren des Auslaßkanals verbunden ist. Weiterhin ist es zu/eckmäßig, den Auslaßkanal insbesondere im Bereich des Gehäuses gegen Wärmeableitung zu isolieren, Diese Isolierung kann durch einen Luftspalt erfolgen, der zwischen dem Auslaßkanal und dem umgebenden Gehäuse vorgesehen ist. Die Erwärmung der in den Auslaßkanal eintretenden Abgase kann zusätzlich dadurch erreicht werden, daß im Auslaßkanal nahe der Auslaßsteueröffnung ein an sich bekannter Glüheineatz vorgesehen ist, der gegen die Ulandung des Auslaßkanals wärmeisoliert ist.
Die vorher beschriebenen maßnahmen zur Aufheizung des Auslaßkanals bzw. der diesen durchströmenden Abgase können mit Maßnahmen zur Erzielung einer Nachverbrennung kombiniert werden. Zu diesem Zweck kann in den Auslaßkanals und/oder in die Vorauslaßleitung eine Leitung zur Zuführung von Oxydationsluft münden. Zweckmäßigerweise wird auch hierbei der Auslaßkanal bzw. die Vorauslaßleitung von einer Kammer umgeben, die einerseits mit der Luftzufuhr und andererseits über eine Mehrzahl von Öffnungen mit dem Inneren des Auslaßkanals bzw. der Vorauslaßleitung in Verbindung steht.
Um die Notwendigkeit, für die Förderung der Oxydationsluft eine eigene Luftfördereinrichtung vorzusehen, zu umgehen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, eine Kreiskolben-Brennkraftmaschine in Trochoidenbauart mit dreibogiger innerer Mantelfläche und viereckigem Kolben zu verwenden, wobei in einen Bogen des Gehäuseinnenraumes ein Saug- und ein Druckkanal für Luft mündet und wobei dieser Druckkanal mit dem Auslaßkanal bzw. mit der Vurauslaßleittung in Verbindung steht. Auf diese Weise wird die sonst nur zur Kühlung verwendetß Luft zusätzlich zur Nachoxydation der Verbrsnnungegase verwandet.
Drei AunführungsbBispiele werden im folgenden anhand der Zeichnunyan näher erläutert.
BAD ORiGiNAL Es zniejnn:
009832/0293 " Λ "
Fig. 1 eine Kreiskolbsn-Brennkraftmaschine mit zuieibogiger innerer Mantelfläche in schematischer Darstellung,
Fig. 2 eine Kreiskolben-Brennkraftmaschine mit dreibogiger innerer Mantelfläche, und
Fig. 3 eine" Teilansicht der in Fig. 2 dargestellten Maschine mit
einer anderen Ausführung der Erfindung. . ,
Die in Fig. 1 gezeigte Kreiskolben-Brennkraftmaschine u/eist einen Mantel 1 mit zwsibogiger Innenfläche 2 auf. Auf dem Exzenter 3 einer Exzenterwelle'4 ist ein dreieckiger Kolben b drehbar gelagert, der mit seinen Ecken 6 ständig an der inneren Mantelflache 2 entlang' gleitet. Dadurch, werden drei volumenveränderliche Arbeitskammern 7a, 7b und 7c gebildet, in denen jeweils ein Viertaktverfahren mit entsprechender Phasenverschiebung stattfindet.
Im Mantel 1 sind ein Einlaßkanal B für Frischgaae, eine »chematisch angedeutete Zündkerze 9 und ein Auslaßkanal 10 vorgesehen. Die Steueröffnungen Ba und 1Da der Kanäle B und 10 werden von den Ecken 6 des Kolbens b übersteuert. In der dargestellten Lage des Kolbens beginnt für die Arbeitskammer 7a der Ansaugtakt, während sich die Arbeitskammer 7b im Verdichtungstakt befindet und die Kammer 7c sich dem Ende ihres Expansionstaktes nähert.
In Drehrichtung D des Kolbens 5 ist im Mantel 1 vor der Auslaß-Steueröffnung 10a eine Vorauslaß-Steueröffnung 11 vorgesehen, die durch eine Vorauslaßleitung 12 mit einerRingkammer 13 in Verbindung steht. Die Rihgkammer 13 umgibt denAuslaükanal 10 und ist mit dem Inneren desselben durch Öffnungen 14 verbunden. In Fig. 1 hat der Kolben b soeben die Vorauelaß-Steueröffnung 11 gegenüber der Arbeitskammer 7c freigegeben, so daß noch nicht vollständig expandierte Gase mit großem Uiärmeinhalt durch die Leitung 12, die Ringkammer 13.und die Öffnungen 14 in den Auslaßkanal 10 überströmen können. D^r Auslaßkanal 10 wird hierdurch' so stark erwärmt, daß die Bildung schädlicher Bestandteile in den Abgasen, die nach weiterer Drehung des Kolbens 5 durch die dann freigegebene Auslaßsteueröffnung 10a in dan Auslaßkanal 10 eintreten, vermieden wird.
0 0 9832/0293
BAD ORIGINAL " 4 "
Zur zusätzlichen Aufheizung dieser abgase kann im auslasskanal 10 nahe der Aurlaßsteueröffnung 10a ein an oich bekannter Glüheinsatz 15 in Form eones Leitbleches vorgesehen werden, der gegenüber der Wandung des AuslaOkanals 10 wärmeisoliert ist.
Um eine Nachverbrennung der Abgase im Auslaßkanal 1ü zu erreichen, ist es bekannt, in den Auslaßkanal Oxydationsluft einzuführen. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 kann diese Luftzuführung zum Ausiaßkanal 10 oder auch zur Vorauslaßleitung 12 erfolgen. Um eine eigene Luftfördereinrichtung zu vermeiden, ist bei der Ausführung gemäß Fig. 2 und 3 sine Kreiskolben-Brennkraftmaschine in Tronhoidenbauart vorgesehen, deren Mantel 1' eine rireibogige Innenfläche 21 aufweist und deren viereckiger Kolben 5' mit dem Mantel 1' vior volumenveränderliche Arbeitskammern 16a, 16b, 16c und 16d bildet. In den Bogen 17a des Gehäuseinnenraums mündet der Einlaßkanal 8 und von dem Bogen 17b geht der Auslaßkanal 10 aus. Der Gehäusebogen 1Vc meist in seinem in Bezug auf die Drehrichtung D des Kolbpns b1 vorlaufenden Bereich eine Luftansaugöffnung 1B und in seinem nachlaufenden Bereich eine Ausschub9teueröffnung 19 auf.
Bei Drehung des Kolbens 51 in Richtung des Pfeiles D findet in jeder ' Arbeitskammer ein Arbeitsverfahren statt, das die normalen vibt Takte des Ansaugens, l/erdichtens, Expandierens und Ausschipbens und daran anschließend einen Luftansaug- und einen Luftfördertaki. umfasst. Die Kammer 16a befindet sich gerade im Ansaugtakt. DiB Kammer 16b ist nahe dem Ende ihres Expansionstaktes. Die Kammer 1fic hat ihren Ausschubtakt beendet und kommt nach weiterer Drehung des Kolbens mit der Ansaugsteueröffnung 1ü in Verbindung. Die Kammnr 16d steht mit der Ausschubsteueröffnung 19 in Verbindung, wodurch bsi weiterer Drehung des Kolbens 5' die vorher in die Kammer 1 (ui eingesaugte Luft durch den an die Steueröffnung 19 anschließenden Druckkanal 20 in eine Ringkammer 21 gefördert u/ird, die den Auslaßkanal 10 umgibt und mit dem Inneren desselben durch Öffnungen 22 in Verbindung steht. Der Aualaßkanal 10 ist wie beim Ausführungsbpispiel gemäß Fig. 1 von einer weiteren Ringkammer 13 umgeben, die durch Öffnungen 14 mit dem Inneren des Auslaßkanalg 10 und durch die? Leitung 12 mit der VorauslaÜ-Steueröffnung 11 in Verbindung steht.
BAD OHiGINAt, '
0 0 9832/0293 _.,... -.·■
In der dargestellten Lage das Kolbens b1 wird somit gleichzeitig einerseits Oxyda tionsluf t durch den Druckkanal 20 und andererseits heißes /iucjas durch die l/orauslaßleitung 12 in den Auslaßkanal 10 gefördert. Dadurch ergibt sich eine Nachverbrennung der durch die Auslaßsteuoroffnung 10a abströmenden Abgase bei erhöhter Temperatur, womit die Bildung schädlicher Bestandteile weitgehend vermieden wird.
Die Ausführung gemäß Fig. 3 entspricht weitgehend derjenigen gemäß Fig. 2 mit dem Unterschied, daß der Druckkanal 20 nicht in den Auslaßkanal 10 sondern in die l/orauslaßleitung 12 mündet. Die l/orauslaßleitung 12 ist dabei von einer Ringkammer 21' umgeben, die durch Öffnungen 22' mit dem Inneren der Vorauslaßleitung 12 in Verbindung steht. Hierdurch wird eine besonders wirkungsvolle Nachverbrennung bei geringeren (lilotorbelastungen erreicht. Bei der Ausführung gemäß Fig. Δ ist der Auslaßkanal 10 gegenüber dem umgebenden Gehäuse dadurch wärmeisoliert, daß zwischen dem Auslaßkanal 10 und dam Gehäuse ein geschlossener Ringraum 23 vorgesehen ist. Dadurch wird die Järmeabgabe auf das Gehäuse verringert.
In den dargestellten Ausführungsbeispielen sind die Steueröffnungen öa, 11 und 19 in der inneren Mantelfläche 2 bzw. 21 angeordnet. Es ist jedoch grundsätzlich möglich, diese SteuBröffnungen auch in einem oder beiden Seitenteilen des Gehäuses vorzusehen. Desgleichen könnte die Steueröf fnung 1h in Fig. 2 auch in der inneren IKlantelf ificho 2' angeordnet werden, obgleich es zur Vermeidung einer Überschneidung zwischen dem Ausschubtakt für die verbrannten Gase und dem Ansaugtakt für Luft zweckmäßig ist, die gezeigte Anordnung zu wählen.
- Patentansprüche -
BAD ORIGINAL j
ÜÜ9832/0293
«· ο ■·

Claims (1)

  1. Pa tentansprüche
    1. Kreiskolben-Brennkraftmaschine in Trochoidenbauart mit einem Gehäuse, das aus einem Mantel mit -mehrbogiger Innenfläche und Seitenteilen besteht und in dem ein mehreckiger Kolben exzentrisch drehbar angeordnet ist, der mit seinen Ecken an der inneren Mantelfläche entlang gleitet, wobei Arbeitskammern wechselnden Volumens gebildet werden, und wobei im Mantel und/ oder in den Seitenteilen EinlaU- und Auslaßsteueröffnungen für die Zuführung won Frischgas bzm. für den Ausschub der v/erbrannten Gase vorgesehen ist, an die sich ein Einlaß- bzw. ein AuslaGkanal anschließt, dadurch gekennzeichnet, daß im Mantel (1, 1') und/oder in den Seitenteilen in Drehrichtung (D) des Kolbens (b, b1) uor der Auslaüsteueröf'fnung (iOa) eine Vorauslaß-Steueröffnung (11 ) uorgesehen ist, won der eine Vorauslaßleitung (12) ausgeht, die in den Auslaßkanal (10) mündet.
    2. Kreiskolben-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaßkanal (1O) von einer Kingkammer (ib) umgeben ist, die einerseits mit der Uorauslaßleitung (12) und andererseits durch eine Mehrzahl von Öffnungen (14) mit dem Inneren das AuslaUkanals (10) verbunden ist.
    'O. Kreiskolben-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaßkanal (1O) nahe der Auslaßsteuer-Öffnung (iüa) einen an sich bekannten gegen die Wandung des Auslaßkanals (10) ujärmeisoliarten Glüheinsatz (iLi) aufweist.
    4. Kreiskolben-Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis >ί dadurch gekennzeichnet, daß flor Auslaßkanal (1U) insbesondere im Bereich des Gehäuses wärmeisoliert ist.
    ti. Kreleknlhen-BronnkraftmaschiriB nach Anspruch 4, dadurch gukennzeichnet, daß zwisrlun dom Aus Idßkana 1 (10) und dam umgnbendem Gehäuse Bin Luftspalt (2^) vorgosehpn ist.
    U09832/0293
    b. Kreiskolben-Orennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis j, dadurch gekennzeichnet, daß in den Asulaßkanal (10) und/ oder in dip i/orausJaBleitung (12) eine Leitung (20) zur Zuführung von Oxydationsluft mündet.
    7. Kreiskolben-Brennkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaßkanal (10) bzw. die Vorauslaßlcitung (12) von einer Ringkammer (21 bziu. 21') umgeben ist, dira einerseits mit der Luftzufuhrleitung (20) und andererseits über eine Mehrzahl von Öffnungen (22 bztu. 22') mit dem Inneren des Auslaßkanals (10) bzu). der Vorauslaßleitung (12) in Uerbindung steht.
    h. Kreiskolben-Brennkraftmaschine nach Anspruch 6 oder 7 mit einer deibogigen Innenmantelfläche und einem viereckigen Kolben, wobei vier Arbeitskammern wechselnden Volumens gebildet werden, und wobei ein Gehäusebogen aine Ansaugsteueröffnung und eine Ausschubsteueröffnung für Luft aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausschubsteueröffnung (19) mit dem Auslaßkanal (1O) und/oder mit der Uorauslaßleitung (12) in Verbindung steht.
    13. 4. 1967
    TP Sp/ri
    BAD ORIGINAL
    ~~ ~* 0 0 9 8 3 2/0293
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