DE2009732A1 - Rotary piston internal combustion engine - Google Patents
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Description
Drehkolben-Verbrennungskraftmaschine.Rotary piston internal combustion engine.
Die Erfindung betrifft eine Drehkolben-Verbrennungskraftmaschine, die sich durch besondere einfachheit auszeichnet und bei der sich erstmalig die Expansionskraft des Verbrennungsgemisches voll auf den Drehkolben direkt in Drehrichtung auswirkt.The invention relates to a rotary piston internal combustion engine, which is characterized by its particular simplicity and in which, for the first time, the Expansion force of the combustion mixture fully on the rotary piston directly in the direction of rotation affects.
Wohl ist das Prinzip dieser Erfindung, soweit es den zylindrischen Läufer mit Drehkolben und den zylindrischen Beiläufer mit Aussparung für den Durchlauf des Drehkolbens betrifft, seit langem bekannt, jedoch ist es bis heute nicht gelungen, eine auf diesem Prinzip beruhende brauchbare Drehkolben-Verbrennungskraftmaschine zu konstruieren, bei der im Gegensatz zum gebräuchlichen Otto- bzw. Dieselmotor, wo selbst die Expansion der verbrennenden Gase erst über sich hin- und herbewegende Kolben mittels Pleuel und Kurbelwelle in Drehrichtung umgeformt wird, die Expansionen direkt in Drehrichtung wirksam werden.Well, the principle of this invention, as far as it is the cylindrical Rotor with rotary piston and the cylindrical shim with recess for the passage of the rotary piston has long been known, but it has not yet been possible to a usable rotary piston internal combustion engine based on this principle to be constructed in which, in contrast to the common gasoline or diesel engine, where even the expansion of the burning gases only occurs via reciprocating The piston is reshaped in the direction of rotation by means of the connecting rod and crankshaft, the expansions take effect directly in the direction of rotation.
Der einzige, nach langwierigen Versuchen, auf dem Markt sich langsam durchsetzende Drehkolbenmotor, ist der Wankel-Motor.The only one, after lengthy attempts, on the market slowly prevailing rotary piston engine, is the Wankel engine.
Doch hat dieser Drehkolben-Motor den Nachteil, daß sich die Expansion der verbrennenden Gase nicht voll, sondern nur zu einem größeren 9?eil in Drehrichtung als umgekehrt auswirkt.But this rotary piston engine has the disadvantage that the expansion of the burning gases are not full, but only to a greater extent in the direction of rotation than has the opposite effect.
Weitere ITachteile dieses oors sind das komplizierte Gehäuse mit Trocheidenbahn, die damit schwierige Abdichtung an den Stirnseiten, die schwierigere Auswuchtung des exzentrisch laufenden Drehkolbens, sowie die notwendige Innenverzähnung -um nur einige Nachteile zu nennen - die die hierllit zur Xr= findung angemeldete Drehkolben-Verbrennungskraftmaschine nicht aufweist.Further disadvantages of this oors are the complicated housing with trochoidal track, the difficult sealing on the end faces, the more difficult balancing of the eccentric rotating piston, as well as the necessary internal teeth -um only to name a few disadvantages - the rotary piston internal combustion engine registered here for the Xr = finding does not have.
In Abbildung A ist eine Drehkolben-Verbrennungskraftmaschi= ne nach der Erfindung d2rgestellt und die Figuren B bis G zeigen die Funktionsweise des Motors, der im Grunde nur aus drei hauptteilen besteht und zwar aus dem Gehäuse, der Dreh= kolbenwelle mit Drehkolben und der Beiläuferwelle mit Bei= läufern.Figure A shows a rotary piston internal combustion engine according to of the invention and Figures B to G show the operation of the Motor, which basically consists of only three main parts, namely the housing, the rotary piston shaft with rotary piston and the idler shaft with auxiliary rotors.
Das Gehäuse (1) wird durch eine Zwischenwand (2) in zwei ge= trennte Räume geteilt und mit den Gehäusedeckeln (3) und (4) abgeschlossen0 Im unteren Teil des Gehäuses ist die Drehkolben= welle (5) mit den Drehkolbenläufern (6) und (7) sowie der Schwung- und Abtriebsscheibe (6) drehbar gelagert. Im oberen Teil des Gehäuses befindet sich die Beiläuferwelle (9) mit den Beiläufern (10) und (11), die Aussparungen für den Durchlauf der Drehkolben aufweisen. Drehkolbenläufer (6) und (7) und Beiläu= fer (10) und (11) sind, um einen kontinuierlichen Ablauf der= selben zu gewährleisten und auch um eine möglichst dichte Tren= nung der Ringräume zu erreichen, an den Stirnseiten mit einer Verzahnung versehen.The housing (1) is separated into two by a partition (2) Rooms divided and closed with the housing covers (3) and (4) in the lower part of the housing is the rotary piston shaft (5) with the rotary piston rotors (6) and (7) as well as the flywheel and driven pulley (6) rotatably mounted. In the upper part of the Housing is the idler shaft (9) with the idlers (10) and (11), which have recesses for the rotary lobes to pass through. Rotary lobe rotor (6) and (7) and Beiläu = fer (10) and (11) are to ensure a continuous flow of the = to ensure the same and also to separate the annular spaces as tightly as possible to achieve, provided with a toothing on the front sides.
Durch diese Konstruktion ergeben sich wie aus den Abbildungen ersichtlich, zwei hintereinander liegende Ringräume (1) und (II), die durch die Beiläufer (10) und (11) unterbrochen wer= den, und in denen durch den Umlauf der Drehkolben auf der ei= nen Seite derselben angesaugt, auf der anderen Seite dagegen komprimiert wird.As can be seen from the illustrations, this construction results in two annular spaces (1) and (II) lying one behind the other, which are connected by the shim (10) and (11) interrupted who = the, and in which by the rotation of the rotary piston on sucked in on one side of the same, on the other hand compressed will.
Bei entsprechender Versetzung der Drehkolbenläufer mit Drehkolben (6) und (7) um ca.160 Grad und Anordnung eines Ansaugekanales (12) am Ringraum (I), durch den Tuft-Kraftstoffgemisch angesaugt wird, eines Eins ritzkanales (15) in der Zwischenwand (2), durch den vom Kompressionsraum (14) des Ringraumes (I) in den Zündraum (16) des Ringraumes (II) komprimiertes Luft-Kraftstoffgemisch eingespritzt und durch eine Zündkerze (17) zur Verbrennung gebracht wird, sowie eines Ausscheidekanales (18) im Ringraum (II), durch den die Verbrennungsrückstände nach erfolgter Expansion ausgeschieden werden, ergibt sich eine Drehkolbenverbrennungskraftmaschine nach der Erfindung, die im Viertakt-Prinzip, Ansaugen - Komprimieren - Zünden - Ausscheiden arbeitet. Dabei findet im ringraum (I) das Ansaugen und Komprimieren statt, während im Ringraum (II) gezündet und ausgeschieden wird.With a corresponding offset of the rotary lobe rotor with rotary lobe (6) and (7) by about 160 degrees and arrangement of a suction channel (12) on the annular space (I), is sucked in by the tuft fuel mixture, one ritz channel (15) in the partition (2) through which the compression space (14) of the annular space (I) in the ignition chamber (16) of the annular chamber (II) is injected with a compressed air-fuel mixture and is brought to combustion by a spark plug (17), as well as a separation channel (18) in the annular space (II), through which the combustion residues after expansion are eliminated, a rotary piston internal combustion engine results of the invention, which is based on the four-stroke principle, intake - compression - ignition - elimination is working. The suction and compression takes place in the annular space (I) while is ignited in the annular space (II) and excreted.
Aus Figur B ist ersichtlich, daß bei Drehung des Drellkolbenläufers mit Drehkolben (6) in Pfeilrichtung an der oberen Seite desselben durch den Ansaugekanal (12) begonnen wird, Luft-Kraftstoffgemisch im Ringraum (I) anzusaugen, während an der unteren Seite dieses Drehkolbens die Komprimierung des bei dem vorherigen Durchlaufs dieses Drehkolbens angesaugten Gemisches in diesem Ringraum beginnt.From Figure B it can be seen that when the rotary piston rotor rotates with rotary piston (6) in the direction of the arrow on the upper side of the same through the suction channel (12) is started to suck in air-fuel mixture in the annulus (I) while on the lower side of this rotary piston the compression of the previous pass this rotary piston sucked in mixture begins in this annulus.
Figur C zeigt den gleichen Ringraum (I) bei weiterer Drehung des Drehkolbenläufers mit Drehkolben (6( um ca. 250 Grad in Pfeilrichtung. In dieser Stellung hat sich der Ringraum (I) auf der einen Seite dieses Drehkolbens bereits zu etwa dreiviertel seines Volumens mit frischem Luft-Kraftstoffgemisch angesaugt, während auf der anderen Seite desselben die Komprierung des vorher angesaugten Gemisches sow#eit fortgeschritten ist, daß nun die Aussparung für den Durchlauf des Drehkolbens im Beiläufer (1o) den Druckausgleichsspalt (13) freigibt und sich j jetzt das komprimierte Gemisch auch auf das Volumen dieser Aussparung ergießt. Dies ist notwendig, um eine vorzeitige zu hohe Komprimierung des Luft-Kraftstoffgemisches zu vermeiden und um schon frühzeitig auch die Aussparung für den Durchlauf des Drehkolbens des Beiläufers (1o), die in der Folge zusammen mit dem Restringraum (I) den Kompressionsraum (14) bildet, mit komprimiertem Luft-Kraftstoffgemisch zu füllen.Figure C shows the same annular space (I) with further rotation of the rotary piston rotor with rotary piston (6 (by approx. 250 degrees in the direction of the arrow. In this position the annular space (I) on one side of this rotary piston is already about three quarters of its volume with fresh air-fuel mixture sucked in while on the other hand, the compression of the mixture previously sucked in has progressed so far that now the recess for the passage of the rotary piston in the bypass (1o) the pressure compensation gap (13) releases and j now the compressed Mixture also pours onto the volume of this recess. This is necessary to get a to avoid premature excessive compression of the air-fuel mixture and around the recess for the passage of the rotary piston of the follower also early on (1o), which together with the residual annulus (I) form the compression chamber (14) forms to fill with compressed air-fuel mixture.
In Figur D ist nun die Verdichtung nach weiterer Drehung des DrehkolbenläuSers mit Drehkolben (6) und dessen Beilaufer (10) mit Aussparung für den Durchlauf dieses Drehkolbens in ffeilrichtung soweit fortgeschritten, daß in dem verbleibenden Restringraum (I) einschließlich des Volumens der Aussparung für den t'urcblauf des Drehkolbens im Beiläufer (10), welche Raume zusammen den Kompressionsraum (14) bilden, das Luft-Kraftstoffgemisch auf das erforderliche Maß komprimiert worden, und es ist ersichtlich, daß nun durch die Aussparung dieses Beilaufers auch der Einspritzkanal (15), der von diesem ringraum (I) in den Zündraum (16) des Ringraumes (II) führt, freigegeben wurde. Im Jftngraum (II) ist zu diesem Zeitpunkt der Einspritzkanal noch geschlossen.In Figure D is the compression after further rotation of the rotary piston runner with rotary piston (6) and its filler (10) with recess for the passage of this Rotary piston advanced so far in ffeilrichtung that in the remaining annular space (I) including the volume of the recess for the flow of the rotary piston in the shroud (10), which spaces together form the compression space (14), the air-fuel mixture has been compressed to the required degree, and it can be seen that now by the recess of this Beilaufers also the injection channel (15), which of this annular space (I) leads into the ignition chamber (16) of the annulus (II), has been released. In the youth room (II) the injection channel is still closed at this point in time.
In Figur S ist der Ringraum (II) zu dem Zeitpunkt dargestellt, wo sich der Einsritzkanal (15), der vom Kompressionsraum (14) in den Zündraum (16) dieses Ringraumes führt, zu öffnen beginnt und das komprimierte Luft-Kraftstoffgen'isch in diesem eingespritzt wird. Fu diesem Zeitpunkt hat sich der Drehkolbenläufer mit Drehkolben (6) im Ringraum (I)-gegen Figur C um etwa 10 Grad weiterbewegt und den Einspritzkanal (15) dort voll freigegeben. Es ist ersichtlich, daß die Einspritzung in den Zündraum (16) des Ringraumes (II) erst dann beginnt, wenn durch die Drehbewegung die Aussparung für d-en Durchlauf des Drehkolbens im Beiläufer (11) soweit fortgeschritten ist, daß in diese Aussparung kein frisches Luft-Kraftstoffgemisch einströmen kann. Dies ist aus dem Grunde wichtig, weil bei früherer Einspritzung auch das Volumen dieser Aussparung mit frischem komprimierten Verbrennungsgemisch gefüllt, und in der folge ungenützt durch den Ausscheidekanal (18) entweichen würde.In Figure S, the annular space (II) is shown at the point in time where the Einritzkanal (15) from the compression chamber (14) in the Ignition chamber (16) of this annular chamber leads, begins to open and the compressed air-fuel mixture is injected into this. At this point in time, the rotary lobe rotor has with Rotary piston (6) in the annular space (I) -move about 10 degrees against Figure C and the Injection channel (15) fully released there. It can be seen that the injection in the ignition space (16) of the annular space (II) only begins when the rotary movement the recess for the passage of the rotary piston in the bypass (11) has progressed so far is that no fresh air-fuel mixture can flow into this recess. This is important because if the injection is earlier, the volume will also be affected this recess filled with fresh compressed combustion mixture, and in the consequence would escape unused through the separation channel (18).
figur F zeigt die Stellung von Drehkolbenläufer mit Drehkolben (7)-sowie dessen Beiläufer mit Aussparung für den Durchlauf des Drehkolbens (11) des Ringraumes (II) im Zündmoment. In den Zündraum (16) wurde inzwischen durch den Einspritzkanal (15), der nun wieder geschlossen ist, komprimiertes Luft-Kraftstoffgemisch eingespritzt7 das nun durch die Zündkerze (17) zur Verbrennung gebracht wird. Es ist ersichtlich, daß sich die nun folgende Expansion ausschließlich auf den Drehkolben in Drehrichtung auswirkt.Figure F shows the position of the rotary lobe rotor with rotary lobe (7) -as well its shim with recess for the passage of the rotary piston (11) of the annular space (II) at the moment of ignition. The injection channel has meanwhile entered the ignition chamber (16) (15), which is now closed again, injected compressed air-fuel mixture7 which is now brought to combustion by the spark plug (17). It can be seen that the now following expansion is exclusively on the rotary piston in the direction of rotation affects.
In Figur G hat sich die Expansion des verbrennenden Luft-Kraftstoffgemisches voll auf den Drehkolbenläufer mit Drehkolben (7) im Ringraum (II) ausgewirkt und diesen um etwa 26o Grad in Pfeilrichtung bewegt. un gibt dieser Drehkolben den Aussclieidekanal (18) frei, durch den beim nachsten Umlauft desselben die Verbrennungsrückstände ausgedrückt werden.In Figure G, the expansion of the burning air-fuel mixture has been observed fully impacted on the rotary lobe rotor with rotary lobe (7) in the annular space (II) and this by about 26o degrees in Arrow direction moves. un gives this Rotary piston free the Aussclieidekanal (18) through which the same during the next circulation the combustion residues are expressed.
Nach Einspritzung des komprimierten Luft-Kraftstoffgemisches in den Zündraum (16) und Schließung des Einspritzkanales (15) von der Entzündung und Verbrennung desselben im Zündraum (10) des Ringraumes (II) verbleict im Restkompressionsraum (14) des Ringraumes (I) ein Teil des komrpimierten Verbrennungsgemisches, das sich während des Durchlaufes des Drehkolbens (6) durch die Aussparung des Beiläufers (io) in den bereits mit frischem Luft-Kraftstoffgemisch angereicherten Eingraum (I) ergibt, und dort schon vor Beginn des neuen Ansaugevorganges einen Überdruck bewirkt. Um dieses Mehr an unverbrauchtem Verbrennungsgemisch nicht durch den Ansaugekanal (12) entweichen zu lassen, sondern für die nachste Verbrennung nutzbar zu machen, ist es notwendig, den Ansaugekanal (12) durch ein Einlaßventil bis zu dem Zeitpunkt zu schließen, wo durch die Weiterbewegung des Drehkolbens (6) auf der Ansaugeseite dieses Ringraumes wieder ein Vakuum entsteht. Aus dieser, Grunde ist in den Figuren B, C und D, die den Ringraum I darstellen, ein selbsttätiges Einlaßventil am Ansaugekanal (12) symbolisch dargestellt.After the compressed air-fuel mixture has been injected into the Ignition chamber (16) and closure of the injection channel (15) from the ignition and combustion the same in the ignition space (10) of the annular space (II) remains in the residual compression space (14) of the annular space (I) a part of the compressed combustion mixture that is during the passage of the rotary piston (6) through the recess of the slider (io) into the single room already enriched with fresh air-fuel mixture (I) results, and there already an overpressure before the start of the new suction process causes. Not to get this extra amount of unused combustion mixture through the intake duct (12) to let it escape, but to make it usable for the next combustion, it is necessary to open the suction duct (12) through an inlet valve up to the point in time to close where by continuing to move the rotary piston (6) on the suction side this annulus creates a vacuum again. For this reason is shown in the figures B, C and D, which represent the annulus I, an automatic inlet valve on the intake duct (12) shown symbolically.
Da es nicht möglich ist, das komprimierte Luft-Kraftstoffgemisch vom Kompressionsraum (14) des Ringraumes (I) restlos in den Zündraum (16) des Ringraumes (II) einzuspritzens ist es, um eine Anreicherung des Zündraumes (16) mit Verbrennungegemisch in der erforderlichen Komprimierung zu erreichen, notwendig, den Ansauge- und Kompressionsringraum (I) volumenmäßig entsprechend größer zu halten als den Zünd- und Ausscheideringraum (II). Dies kann u.a. durch eine entsprechende Verbreiterung des Ringraumes (I) gegenüber dem Ringraum (II) geschehen, wie aus Abb. A ersichtlich.Since it is not possible to transfer the compressed air-fuel mixture from Compression space (14) of the annular space (I) completely into the ignition space (16) of the annular space (II) is to be injected in order to enrich the ignition chamber (16) with combustion mixture to achieve in the required compression, necessary, the To keep the intake and compression annulus (I) correspondingly larger in terms of volume as the ignition and separation ring space (II). This can be done, among other things, by a corresponding Widening of the annulus (I) compared to the annulus (II) done, as from Fig. A can be seen.
Claims (6)
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