DE19513073A1 - 4-Takt-Verbrennungskraftmaschine - Google Patents

Description

Bei herkömmlichen Verbrennungskraftmaschinen werden ca. 2/3 der durch den Treibstoff aufgenommenen Energie über den Aus­ puff, in Form von Wärme und ungenutzter Expansionsarbeit, durch Kühlung und mechanische Verluste, wieder abgegeben, was den Wirkungsgrad des Motors einschränkt.

Bauartbedingt ist bei konventionellen Motoren das Kompress­ ionsvolumen gleich dem Expansionsvolumen, wodurch das Arbeitsvermögen im Expansionstakt begrenzt wird.

Der im Schutzanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, das Arbeitsvermögen des Expansionstaktes sowie das Kompressionsverhältnis zu erhöhen, den Kühlungsbedarf zu minimieren und das Leistungsgewicht (Leistung/Gewicht) zu erhöhen.

Das Problem wird durch die im Schutzanspruch 1 aufgeführten Merkmale (Expansionsvolumen ) Kompressionsvolumen) gelöst.

Mit der Erfindung wird erreicht, daß die, im Arbeitstakt ex­ pandierenden, Verbrennungsgase sich über den Betrag des Kom­ pressionsvolumens hinaus ausdehnen und so mehr Arbeit in Rotationsenergie umsetzen können. Durch die größere Expansion verringern sich Druck und Temperatur der Rauchgase erheblich, so daß die Anforderungen an die Kühlung und Schalldämpfung minimiert werden können. Durch die sich ergebende niedrige Betriebstemperatur, kann ein sehr hohes Kompressionsver­ hältnis realisiert werden, was den Wirkungsgrad weiter er­ höht.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Schutz­ anspruch 2 angegeben.

Die Ausführung der Erfindung wird anhand der Fig. 1 und 2 erläutert.

Fig. 1 Maschine vor dem Zündzeitpunkt mit Komponenten­ bezeichnung,

Fig. 2 Maschine nach dem Zündzeitpunkt.

In den Figuren ist die Maschine mit dem Gehäuse (Stator) [1], Rotor [2], den Schiebern [3], Einlaß [4] und Auslaß [5] dargestellt.

Die in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellte Maschine arbeitet nach folgendem Prinzip:

Bei der Drehbewegung des Rotors [2] werden die Schieber [3] durch Zentrifugalkraft, Federdruck, Gasdruck im Rotorinneren, oder mechanische Zwangsführung gegen die Wandung des Gehäuses (Stator) [1] gedrückt und folgen so dessen Kontur während des Umlaufes.

Die Geometrie zwischen Rotor, Schieber und Stator ist so ausgebildet, daß sich bei der Maschine ein Ansaug- und Kom­ pressionsbereich [7], sowie ein Arbeits- und Auspuffbereich [8] bilden (4-Takt-Verfahren).

Über den Ansaugkanal [4] wird ein zündfähiges Luft-Gas-Gemisch angesaugt (Darstellung Fig. 2). Der Ansaugprozeß ist in der Stellung gemäß Fig. 1 abgeschlossen und geht direkt in die Kompressionsphase über. In der Stellung gemäß Fig. 2 wird die Zündung [6] eingeleitet. Im weiteren Verlauf der Drehbewegung dehnt sich das Rauchgas im Expansionsbereich [8] aus, bis sich die entsprechende Kammer zum Auslaß [5] gemäß Fig. 2 öffnet.

Da das Volumen in den Kammern des Expansionsbereichs größer ist als im vorangegangenen Kompressionsbereich, kann das Rauchgas weiter expandieren und somit die thermische Energie besser umsetzen.

Claims (2)

1. 4-Takt-Verbrennungskraftverfahren dadurch gekennzeichnet, daß

• - das Expansionsvolumen [8] größer als das Kompressions­ volumen [7] ist.
• - das Kompression und Expansion der Arbeitsgase nicht im selben Arbeitsraum ablaufen.

2. Verbrennungskraftmaschine nach Schutzanspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß

• - ein Rotor [2] mit mehreren integrierten Schiebern [3], die durch Fliehkraft, Federdruck, Gasdruck oder mechan­ ische Führung gesteuert werden, in einem ellipsenförmigen Gehäuse [1] rotiert.
• - mehrere Kammern gebildet werden, die während eines Umlaufs ihr Volumen derart variieren, daß die 4-Takt-Arbeitsweise mit mehreren Zündungen pro Umdrehung er­ reicht wird.
• - durch dezentrale Anordnung der Drehachse des Rotors das Expansionsvolumen größer als das Kompressionsvolumen aus­ gebildet ist.
• - die Maschine, als Fremd- oder Selbstzünder, mit Brenn­ stoffen jeder Art, betrieben werden kann.