DE19903672A1 - Rotary piston engine as bi-cylinder for mobile or stationary mode - Google Patents
Rotary piston engine as bi-cylinder for mobile or stationary modeInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B57/00—Internal-combustion aspects of rotary engines in which the combusted gases displace one or more reciprocating pistons
- F02B57/08—Engines with star-shaped cylinder arrangements
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01B—MACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
- F01B13/00—Reciprocating-piston machines or engines with rotating cylinders in order to obtain the reciprocating-piston motion
- F01B13/04—Reciprocating-piston machines or engines with rotating cylinders in order to obtain the reciprocating-piston motion with more than one cylinder
- F01B13/06—Reciprocating-piston machines or engines with rotating cylinders in order to obtain the reciprocating-piston motion with more than one cylinder in star arrangement
- F01B13/068—Reciprocating-piston machines or engines with rotating cylinders in order to obtain the reciprocating-piston motion with more than one cylinder in star arrangement the connection of the pistons with an actuated or actuating element being at the inner ends of the cylinders
Abstract
Description
Die Erfindung beschreibt einen Verbrennungsmotor bei dem in einem kreisförmigen Endloszylinder ein Kolben kreisförmig rotiert, der gleichzeitig als Zylinder ausgebildet ist, in dem ein weiterer Kolben rechtwinklig zum rotierendem Kolben durch Bewegung Kraftstoff ansaugt, verdichtet und beim Zünden arbeitet (Fig. 1, 2 und 3).The invention describes an internal combustion engine in which a piston rotates circularly in a circular endless cylinder, which is simultaneously designed as a cylinder, in which another piston sucks in fuel at a right angle to the rotating piston, compresses it and works when it is ignited ( FIGS. 1, 2 and 3 ).
Die im Rotationskolbenmotor oder auch als Kreiskolbenmotor be kannte Technik nutzt einen dreieckigen Körper als sich um die eigene Achse in einem asymmetrischem geschlossenen ovalen Zylinder arbeitenden Kolben, wobei die Kanten des dreieckigen Kolbens an der Wandung des asymmetrischen Ovals Verdichtungs- und Brennkammern bilden. Die Kanten des Kreiskolbens dichten aber unbefriedigend ab, so daß Kraftstoff und Energieverluste entstehen. The be in the rotary piston engine or as a rotary piston engine Known technology uses a triangular body as the center of attention own axis in an asymmetrical closed oval cylinder working piston, the edges of the triangular piston on the Wall of the asymmetrical oval compression and combustion chambers form. The edges of the rotary piston seal unsatisfactorily from, so that fuel and energy losses arise.
Die Verdichtung des Kraftstoff-Luftgemisches ist u. a. dadurch negativ beeinflusst. Eine optimale Kompression wie beim Kolbenmotor ist nicht befriedigend möglich. In der Praxis hat sich höherer Benzinverbrauch und Reparaturanfälligkeit gezeigt. Beim herkömmlichen Kolben motor-Verbrennungsmotor ist zwar die Benzinverbrauch durch Optimierung, insbesondere der kraftstoffzuführenden Aggregate, in jüngster Zeit erheblich verbessert worden, aber der Energieverlust wegen entstehen den Gewichtsmassen durch Fliehkräfte, die auf die Kolben wirken sowie deren abrupte Umkehr im Zylinder, wegen der Umwandlung der Längsbe wegungen in Drehbewegungen, kostet Energie und begrenzt die Möglich keit weiterer Ausnutzung des Kraftstoffes durch z. B. noch höhere Dreh zahlen. Desweiteren ist der herkömmliche Verbrennungsmotor-Viertakter mit aufwendigen Techniken hinsichtlich der Ventilsteuerungen und der Ventile selbst mit den zu überwindenten Ventilfederdruck, versehen. Beim Zweitaktmotor wirkt sich ein höherer Kraftstoffverbrauch und Schadstoffausstoß ungünstig aus, und der Nachteil des Umwandels von Längsbewegungen in Drehbewegungen ist ebenfalls durch abrupte Umkehr bewegung der Kolben mit Kraft- und Materialverschleiß durch Pleuel stangen gegeben.The compression of the fuel-air mixture is u. a. thereby negative influenced. Optimal compression like the piston engine is not satisfactory possible. In practice there has been higher gasoline consumption and susceptibility to repairs are shown. With the conventional piston engine combustion engine is indeed the gasoline consumption by optimization, especially the fuel supply units, in recent times have been significantly improved, but due to the loss of energy the masses of weight due to centrifugal forces that act on the pistons as well their abrupt reversal in the cylinder because of the transformation of the longitudinal be movements in rotary movements, costs energy and limits the possibilities speed of further utilization of the fuel by e.g. B. even higher rotation numbers. Furthermore, the conventional four-stroke internal combustion engine with complex techniques regarding the valve controls and the Valves themselves with the valve spring pressure to be overcome. The two-stroke engine has a higher fuel consumption and Pollutant emissions, and the disadvantage of converting Longitudinal movements in rotary movements is also due to abrupt reversal Movement of the pistons with force and material wear due to connecting rods given poles.
Der in den Patentansprüchen angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, möglichst optimal zu vermeiden, Längsbewe gungen in Drehbewegungen umwandeln zu müssen, aber unbesehen dessen eine Verdichtung des Kraftstoff-Luftgemisches herbeizuführen, um eine technisch verbesserte und dabei einfachere und kraftstoff sparende, Schadstoffausstoß vermindernde Technologie zu erzielen.The invention specified in the claims lies Underlying the problem, to avoid as far as possible, longitudinal movement must be converted into rotary movements, but without being seen to bring about a compression of the fuel-air mixture, a technically improved and at the same time simpler and more fuel to achieve saving technology that reduces pollutant emissions.
Dieses Problem wird durch die in den Patentansprüchen aufgeführten Merkmale gelösst, indem die Anordnung der Zylinder und Kolben eine bei der Umwandlung der im Kraftstoffbefindlichen Energie, durch Drehbewegungen in Kraft umgesetzt wird. Durch diese Anordnung ergibt sich auch eine optimale Verdichtung des Kraftstoff-Luftge misches, weil ein Kolben in einem Zylinder, der gleichzeitig auch die Funktion eines Arbeitskolbens ausführt, rechtwinklig zu diesem, den Ladevorgang und den Verdichtungs- sowie Ausstossvorgang/Auspuff ausführt. Hierbei befinden sich sämtliche Teile, die sich im kreisförmigen Endloszylinder befinden, gemeinsam in Drehbewegung.This problem is addressed by those listed in the claims Features solved by arranging the cylinders and pistons one in the conversion of the energy in the fuel, by Rotational movements are implemented in force. By this arrangement there is also an optimal compression of the fuel air mix because a piston in a cylinder that at the same time performs the function of a working piston, perpendicular to it, the loading process and the compression and exhaust process / exhaust executes. Here are all the parts that are in the circular endless cylinders are located together in rotary motion.
Der sog. Bizylinder, der gleichzeitig Kolben ist und in dessen zylindrischer Aussparung ein weiterer Kolben rechtwinklig zu diesem Bizylinder arbeitet (Fig. 5), dreht sich im Endloszylinder. The so-called bicylinder, which is also a piston and in the cylindrical recess of which another piston works at right angles to this bicylinder ( FIG. 5), rotates in the endless cylinder.
Hierbei, bewirkt durch die, exzentrische Kolbenantriebswalze, (Fig. 1, Indikator 8, Fig. 6, Indikator 8), wird der Kolben hin- und her, bzw. auf und ab bewegt.Here, caused by the eccentric piston drive roller ( FIG. 1, indicator 8 , FIG. 6, indicator 8 ), the piston is moved back and forth or up and down.
Die Bizylinder sind für einen Endloszylinder doppelt ausgelegt, können aber auch zweimal doppelt pro Endloszylinder ausgelegt oder mit nur einen Bizylinder ausgelegt sein. In diesem Falle befindet sich gegenüberliegend ein Schwunggewicht (Fig. 7).The bizylinders are designed twice for an endless cylinder, but can also be designed twice twice per endless cylinder or with only one bizylinder. In this case there is a swing weight opposite ( Fig. 7).
Es ergeben sich Takte wie folgt:
There are bars as follows:
- 1. Ansaugen; Der Kolben im Bizylinder begibt sich im Ansaugbereich nach unten und öffnet dabei mit seiner Oberkante die Kraftstoffeinlassöffnung. Der gegenüberliegende Bizylinder im Endloszylinder begibt sich nach oben um im Auspuffbereich zum ausstossen, nachdem im Zündbe reich die Zündung erfolgte. (Fig. 1, Indikator 15, 17).1. suction; The piston in the bicylinder moves down in the intake area and opens the fuel inlet opening with its upper edge. The opposite bicylinder in the endless cylinder moves upwards to eject in the exhaust area after the ignition has taken place in the ignition area. ( Fig. 1, indicator 15 , 17 ).
- 2. Ausstossen; Verdichten; Der Kolben im jetzt weitergelaufenen Bizylinder ver dichtet das Kraftstoff-Luftgemisch, während der Kolben des gegenüberliegenden Bizylinders den Auspuffbereich erreicht hat und ausstösst (Fig. 2, Indikator 30A u. 18).2. expelling; Compacting; The piston in the now running bicylinder compresses the fuel-air mixture, while the piston of the opposite bicylinder has reached and exhausted the exhaust area ( Fig. 2, indicator 30 A and 18 ).
- 3. Arbeiten; Der bei 1. Ansaugen im Bizylinder oben gewesene Kolben hat mit komprimierten Gemisch den Zündbereich erreicht und bewegt sich wieder in Abwärtsrichtung (Fig. 3, Indikator 16).3. work; The piston at the first intake in the bicylinder has reached the ignition area with the compressed mixture and is moving again in the downward direction ( FIG. 3, indicator 16 ).
Die Steuerung und Einstellung für Zündzeitpunkt, Verdichten und Ausstossen, erfolgt durch Ausrichten der Verzahnung der Zahnräder mit den Zahnkränzen für den Antrieb der exzentrischen Kolbenwalzen antriebswellen (Fig. 7, Indikator 11 u. Fig. 4, Fig. 4A, Ind. 12).The control and setting for ignition timing, compression and ejection takes place by aligning the toothing of the gear wheels with the gear rings for driving the eccentric piston roller drive shafts ( Fig. 7, indicator 11 and Fig. 4, Fig. 4A, Ind. 12 ).
Die Kolben im Bizylinder werden beim Zünden und bei Kraftstoff einspritzung in Abwärtsbewegung versetzt. Deshalb ist der Er findungsgegenstand mit einer Vorrichtung ausgestattet, welche be wirkt, daß der Kolben gezwungen ist, den exzentrischen Kolbenan triebswalzen bei der Abwärtsbewegung zu folgen.The pistons in the bicylinder are used for ignition and fuel injection set in downward motion. That is why he is invention equipped with a device which be acts to force the piston against the eccentric piston drive rollers to follow the downward movement.
Die zentrischen Kolbenabrollwalzen sind in einem in der Kolben höhlung eingebrachten Gehäuse gelagert (Fig. 9, Indikator 27 u. 21).The central piston unrolling rollers are mounted in a housing in the piston cavity ( Fig. 9, indicator 27 and 21 ).
Zwischen den zentrischen Kolbenabrollwalzen befinden sich als Achse die Welle (Fig. 9, Ind. 22). In den exzentrischen Kolben antriebswalzen befindet sich eine doppelte Laufrollenschiene (Fig. 8 und 9, Indikator 25).The shaft ( Fig. 9, Ind. 22 ) is located as an axis between the central piston rolling rollers. In the eccentric piston drive rollers there is a double roller track ( Fig. 8 and 9, indicator 25 ).
Von einer Laufrollenschiene zur anderen gegenüberliegenden, führt eine Welle (Fig. 9, Indikator 24A). An jedem Ende der Laufroll schienenwelle sind die Laufrollen gelagert. Durch eine starre Schubstange (Fig. 9, Indikator 23) ist die Laufrollenwelle mit der Welle der zentrischen Kolbenabrollwalzen verbunden. A shaft leads from one roller track to the other opposite ( FIG. 9, indicator 24 A). The rollers are supported at each end of the roller track shaft. The roller shaft is connected to the shaft of the central piston rolling rollers by a rigid push rod ( FIG. 9, indicator 23 ).
Die Laufrollenschienen bilden an der Rollfläche der exzentrischen Kolbenabrollwalzen innenliegende Falze, in denen sich die Laufrollen (Fig. 6, Ind. 24) an der Laufrollschienenwellen-Enden, befinden (Fig. 8 u. 9. Ind. 25).The roller tracks form internal folds on the rolling surface of the eccentric piston unrolling rollers, in which the rollers ( FIG. 6, Ind. 24 ) are located at the ends of the roller track shaft ( FIGS. 8 and 9, Ind. 25 ).
Beim Drehen der zentrischen Kolbenwalzenantriebswelle (Fig. 4 u. 6, Ind. 8) wird bewirkt, daß die exzentrische Kolbenantriebswalze durch die im Falz(Laufrollenschienen) befindlichen Laufrollen den Kolben nach sich ziehen, wobei die zentrischen Kolbenabrollwalzen auf den Laufflächen der exzentrischen Kolbenantriebswalze abrollen (Fig. 8, Ind. 26).When the central piston roller drive shaft ( Fig. 4 and 6, Ind. 8 ) is rotated, the eccentric piston drive roller is caused to pull the piston by the rollers located in the fold (roller rails), the central piston roller unrolling on the running surfaces of the eccentric piston drive roller ( Fig. 8, Ind. 26 ).
Als Ausgleichsgewichte gegen Unwucht befinden sich auf der zentrischen Kolbenwalzenantriebswelle zwei exzentrische Ausgleichs schwungscheiben (Fig. 4, Ind. 10).As balancing weights against unbalance there are two eccentric balancing flywheels on the central piston roller drive shaft ( Fig. 4, Ind. 10 ).
Mit der Erfindung werden die Vorteile der Möglichkeit des Betreibens eines Verbrennungsmotores mit höheren Drehzahlen und damit höherer Kraftentwicklung bei Einsparung von Kraftstoff und Schadstoff minderung erreicht. Hierzu trägt der Umstand des Entfallens der Umwandlung von Hin- und Herbewegungen in Drehbewegungen und gleichzeitiger optimaler Kompression des Kraftstoff-Luftgemisches sowie des Entfallens von Pleuel, Ventilfedern, im Falle des Patent anspruches 1 Entfall von den Ventilen und deren Steuerungsein richtungen, bei.With the invention, the advantages of the possibility of operation an internal combustion engine with higher speeds and thus higher Power development while saving fuel and pollutants reduction achieved. This is due to the fact that it is no longer applicable the conversion of back and forth movements into rotary movements and at the same time optimal compression of the fuel-air mixture as well as the omission of connecting rods, valve springs, in the case of the patent Claim 1 Elimination of the valves and their control directions, at.
Ein weiterer Vorteil wird dadurch erreicht, indem der Motor frei von komplizierten und störungsanfälligen Techniken optimale Leistung er bringt. Damit wird ein großer Vorteil der Betriebswirtschaftlichkeit und Wirtschaftlichkeit hinsichtlich Anschaffungskosten erzielt.Another advantage is achieved by keeping the motor free of complicated and failure-prone techniques to perform optimally brings. This becomes a huge advantage of business economics and profitability in terms of acquisition costs.
Die weitere Ausgestaltung der Erfindung mit Kompressor oder bei Dieselantrieb mit dem bekannten Hochdrucksystem "Common-Rail- Technologie", kann der Erfindung eine noch optimale Leistung verleihen. Im Zusammenhang der Nutzung von Wasserstoff als Antriebs kraftstoff für Verbrennungsmotoren, kommt diese Erfindung der An wendung von Wasserstoff sehr entgegen. Das betrifft insbesondere die Anwendung der in der DE 195 04 142 A1, 1995 und der 26 17 361, 1976 beschriebenen Erfindung über einfache Herstellung und Anwendung von Wasserstoff in Verbrennungsmotoren. The further embodiment of the invention with a compressor or Diesel drive with the well-known high pressure system "Common-Rail- Technology ", the invention can still perform optimally to lend. In connection with the use of hydrogen as a drive fuel for internal combustion engines, this invention arrives very opposed to hydrogen. This applies in particular the application of those in DE 195 04 142 A1, 1995 and 26 17 361, 1976 described invention about simple manufacture and application of Hydrogen in internal combustion engines.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung Fig. 10 dargestellt. Es handelt sich um die Möglichkeit der diversen Anordnungspositionen (z. B. liegend) der Erfindung bei mobilen oder sta tionären Einsatz. Desweiteren zeigt die Zeichnung eine der diversen Möglichkeiten der Anordnung von Ölpumpe (Fig. 10, Ind. 34), Schmier ölverteilung (Fig. 10, Ind. 34) und Ölwanne (Fig. 10, Ind. 33).Another embodiment of the invention is shown in the drawing in FIG. 10. It is the possibility of various arrangement positions (e.g. lying) of the invention in mobile or stationary use. Furthermore, the drawing shows one of the various possibilities of arranging the oil pump ( Fig. 10, Ind. 34 ), lubricating oil distribution ( Fig. 10, Ind. 34 ) and oil pan ( Fig. 10, Ind. 33 ).
Beim Einsatz als Flugmotor kann die Ölverteilung bzw. die Schmierung des Motors im allgemeinen wie die bei Sternmotoren angewandt werden, wie auch bei jedem anderen Einsatz der Erfindung.When used as an aircraft engine, the oil distribution or the Lubrication of the engine in general like that of radial engines can be used as in any other use of the invention.
Ausgestaltet kann die Erfindung auch mit mehreren Zündkerzen sowie Ausstoss/Auspufföffnungen pro kreisförmigen Endloszylinder sein. Diese Möglichkeit ergibt sich aus der gewollten unabhängig vonein ander zu regelnden Lade-Zünd- und Ausstosszeitpunkte und Positionen im kreisförmigen Endloszylinder, unabhängig zu regeln für jeden Bizylinder über dessen Zahnradantrieb für die exzentrische Kolben abrollwalze. The invention can also be designed with several spark plugs as well Ejection / exhaust ports per circular endless cylinder. This possibility arises independently of the intended one other charging ignition and ejection times and positions to be regulated in a circular endless cylinder, independently adjustable for everyone Bicylinder via its gear drive for the eccentric pistons unrolling roller.
11
Kreisförmiger Endlosrotationszylinder
Circular endless rotation cylinder
22nd
Bizylinder
Bizylinder
33rd
Kolben
piston
44th
Motorachswelle
Motor axle shaft
55
Kühlwassermandel
Cooling water almond
66
Kühlwasserraum
Cooling water room
77
zentrische Kolbenabrollwalzen
centric piston unrolling rollers
88th
exzentrische Kolbenantriebswalzen
eccentric piston drive rollers
99
zentrische Kolbenwalzenantriebswelle
centric piston roller drive shaft
1010th
exzentrische Ausgleichsschwungscheiben für
exzentrische Kolbentriebwalze
Eccentric balance flywheels for eccentric piston drive rollers
1111
Zahnrad für Trieb der zentrischen Kolbenwalzenantriebswelle
Gear for driving the central piston roller drive shaft
1212th
Zahnkranz für Antrieb des Zahnrades für Trieb der
exzentrischen Kolbenwalzenantriebswelle.
Gear ring for driving the gear wheel for driving the eccentric piston roller drive shaft.
1313
Kraftstoffzufuhrleitung
Fuel supply line
1414
Vorrichtung für Kolbenbewegung
Piston movement device
1515
Zündkerze
spark plug
1616
Zündung
ignition
1717th
Kraftstoff-Füllung im Bizylinder
Fuel filling in the bicylinder
1818th
Auspuff
Exhaust
1919th
Kolbenringe
Piston rings
2020th
Ölabstreifring
Oil control ring
2121
Wellenlager für symmetrische Kolbenabrollwalzen
Shaft bearings for symmetrical piston rolling rollers
2222
Welle für symmetrische Kolbenabrollwalzen
Shaft for symmetrical piston unrolling rollers
2323
Schubstange
Push rod
2424th
Laufrollen
Casters
2424th
A Laufrollschienenwelle
A roller track shaft
2525th
Laufrollenschiene
Roller track
2626
Abrollfläche
Rolling surface
2727
Gehäuse für zentrische Kolbenabrollwalzen- und Lager
Housing for centric piston rolling rollers and bearings
2828
Laufbüchse im Bizylinder
Liner in the bicylinder
2929
Kolbenringdurchführung im Bizylinder
Piston ring bushing in the bicylinder
3030th
Kraftstoffeinlass-Öffnung geschlossen durch Kolbenoberkante
Fuel inlet opening closed by the top of the piston
3030th
A Verdichtung des Kraftstoffluftgemisches
A Compression of the fuel-air mixture
3131
Kompressor
compressor
3232
Bizylindereinlassventil
Bicylinder inlet valve
3333
Ölwanne
Oil pan
3434
Ölpumpe
Oil pump
3535
Ölverteilungsleitungen
Oil distribution lines
3636
Öleinfüllstutzen
Oil filler neck
3737
Ölablaß
Oil drain
Claims (4)
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