DE2110333A1 - Kreiskolben-Brennkraftmaschine - Google Patents
Kreiskolben-BrennkraftmaschineInfo
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Description
AUDI NSU AUTO UNION AKTIENGESELLSCHAFT, Neckarsulm/Wirtt.
und WANKEL GMBB1 Lindau/Bodensee
Die Erfindung bezieht aich auf eine Krei«kolben-Brennkraft«
maschine mit einen Gehäuse, das sich aus einen Mantel nit uehrbogiger Innenfläche und Seitenteilen zusammensetzt und
in dem auf dem Exzenter einer Exzenterwelle ein mehreckiger Kolben drehbar gelagert ist, der nit Diehtteilen versehen
ist, die an den Innenflächen des Gehäuses entlanggleiten und benachbarte Arbeit«kammern gegeneinander abdichten.
Bei derartigen Maschinen sind die Dichtteile und die damit
zusammenwirkenden Gehäusewände starken Beanspruchungen ausgesetzt. Eine lange Lebehedauer kann daher nur erreicht
werden, wenn der Verschleiß dieser Teile soweit wie möglich
reduziert wird. Um den Verschleiß an den Innenflächen des Gehäuoest insbesondere an der inneren Mantelfläche, gering
zu halten, werden diese Flächen häufig mit einer abrieb« festen Beschichtung versehen. Es hat sich nun herausge·
stellt, daß sieh in den Arbeitskammern, und zwar bevorzugt im sogenannten "kalten Bogen1*, insbesondere während
des Startvorgangs biß zum Erreichen der normalen Betriebstemperatur
ein sauree Kondensat bildet, das die Beschichtung der G«rh£u»einnenflächen angroift und die Bildung eines
Schmierfilmes verhindert» Dadurch ergibt sich ein erheblicher Vorschleiß der Dichtteile und der Laufbahn.
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Der Erfindung lioet die Aufgabe s« Grunde, den Verschleiß der
Diehtteile und der Laufbahn au verringern. Diese Aufgabe wird
erfindungsgeaäß dedtareh gelost, daß eine Vorrichtung zum Einführen
eines basischen Additivs in die Arbeitskesuaern zu«
Mindest während der Yartnlatifphase der Brennkraftmschine vorgesehen
wird· Dadurch wird erreicht, daß das saure Kondensat
durch das basische Additiv neutralisiert wird, so daß die vorher beschriebene Beschädigung der Qeh&useinnenflatihen und der
davit verbundene hohe Verschleiß der Dichtteile nicht eintritt.
Das basische Additiv kann Bestandteil des zur Schmierung der
Dichtteile bestirnten Schmieröle sein» In diesen Dall ist
jeweils ein eigener Schnierölbehälter für das I.«gersehiaier-31
und für das Dichtteile*Schmieröl notwendig» Das Additiv
kann jedoch auch Bestandteil des Kraftstoffes serin.
Bin Verwendung aine3 nit baaisehen Auditoren lojji arte:a
Schmieröls für die Dichtteile soll, wie orwähnt vorzuga-
wBiae nur während der WartslAu£phaee der Breiuakraf beaschine
verwendet werden» da durch das Additiv eist erhöhter Aachs»
anfail eintritt * Daher ist 03 zweckstSßig. für d:Le ych
der Dichtceil* einen Behälter nit dom legierten Schmieröl
und einen zweiten Behälter mit Lagersehmieröl satiie awel
aus diesen Behältern fördernde Öl dosier pumpen vorzusohaiij
die ao gesteuert sind, daß die das legierte Schuiercl
fordernde Dosierpumpe nur während der Waralaufphase dar
Brennkraftmaschine und die andere nur in den anderen !k triebsbareichen
förderte Zu diesem Zweck kann er'.neal din
iciiie Tf.nd dann die andere DoeisrpuBpe auf HhII^FÖs dertrag
eingestallt werden. Das üaacbelten z.B. in Abhängigkeit
von der Betriebstemperatur3 durch die Startorklappen-Betütigung
oder durch einen Zeitschalter erfolgen«
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Ana t «lie der Verwendung ft i nc 6 dt ba öl sehen Additiven legierten
Schmieröls während dor Tfarnlaufphase kann auch das bast ecb
Additiv allein dos Schau, eröl zugegeben werden· Dies kann durch
eine gesondert angetriebene Dosierpumpe erfolgen, deren Antrieb bei Erreichen der gewünschten Betriebstemperatur abgeschaltet wird. Das Additiv kann auch direkt dem Kraftstoff
oder auch de« Kraftatoff-Ölgemiach oder den Kraft st off «Öl-Luftgeraisch
angeführt werden» Schließlich äst es auch möglich, das Additiv direkt in die Arbeitekararaern zu bringen,
wie dies für Schmieröl on sieh bekannt ist.
Weitere Einzelheiten und Markealo der Erfindung ergeben sich
aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen,
in denen einige Ausführungsbeispiele der Erfindung
dargestellt sind· Ss zeigt:
Fig. i eine sclieaatische Darstellung einer JCr ei skolb an*-
Brennkraftmaschine mit ihren Schmiersystem.
Tig. y sine Abwandlung des in Fig. 2 dargestellten
S chtsi ereys t oas,
Fig. k einen Schnitt durch das SchwioHoergehäuso eines
Vergasers» und
Fig. 5 eine Vorrichtung zur Zugabe des Additiv» zu dem
für die War tslaufphase der Brennkraftmaschine benötigten Kraftstoff.
In Fig. 1 ist axt 1 eine Kreiekolben-Brenrikraftinaschin© bezeichnete
deren Gehäuse sich aus einea liantsl 2 axt aehrbogiger
Innenfläche und Seitenteilen 3, 4 zusaotiaensetsst
• k
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und ia de« avf oiaasj tainter S eiaer Exzenterwelle 6 eia
ackiger XollMfta 7 drehbar f«lagert let. Der Kolben 7 let
«it Axi«ldicht«ngen 0 end RadialtiChtungen 9 versehen, dia
an den XnnenflSeliea des 6eh£use>s entlanggleiten und benachbart·
Arbeitskammer» gegeneinander abdichten. I« Mantel 2 eind
ein Einlaßkanal 10 sowie ein nicht dargestellter Analaßkanal
und eine Zündkerze angeordnet. Der Xinla»kanal IO «tent fiber
ein Saugrohr 11 «it eine« Tergaeer IS in Verbindung, de«
Kraftstoff aas de« Kraftstofftank 13 durch eine Kraftstoffpumpe
Ik zugeführt wird.
Die Lager 15 der Exzenterwelle 6 und das KoIbanlager 16
Bv werden über Bohrungen 17 in der Exzenterwelle 6 und im
Exzenter 5 alt Schalerul rersorg*. Zu diese« Zweck ist eine
SchnierSlpuape l8 rorgesehea« die τοη der Exzenterwelle 6
angetrieben wird und das öl durch die Leitung 19 aus der
Ölwanne 20 ansaugt und durch die Förderleitung Sl in die Bohrungen 17 druckt. Ton den Lagern 1$ gelangt das Schmieröl
durch Bohrungen 22 in den Seitenteilen 3, k zurück in die
Ölwanne 20. Das zur Schal«rung der Lager 15 und 16 dienende
Öl kann gleichzeitig in bekannter Weise zur Kühlung des Kolbens 7 herangezogen warden·
Zur Schmierung der Diehtteile 6, 9 wird ein Spozialschmieröl
dea Kraftstoff beigegeben und «it diese« in die Arbeitskaaaern
P eingeführt. Das Spe*ialsch«ier<Sl, das basische Zusätze ent«.
hält; ist in eine« eigenen Behälter 23 enthalten, aus de«
es von einer von der Exzenterwelle 6 angetriebenen Öldoeier»
pumpe 24 durch die Leitung 25 angesaugt und durch die Lei· tang 26 in die Kraftstoffleitung 27 stromaufwärts der Kraft-'
stoff-Förderpumpe 1% gedrückt wird. Der Regelhebel 28 der
Öldosierpumpe 2k ist durch ein GeetSnge 29 «it de« Gaspedal
30 verbunden, das außerdem durch ein Gestänge 31 mit der Drosselklappe 32 im Saugrohr 11 verbunden ist. Die Pompe 24
fördert im Üherschuß and da· zuviel geförderte Schmieröl
wird durch die Leitung 33 ia den Behälter 23 zurückgefordert.
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«Μ ■» m»
J« nach der Stellung des Gaspedale 30 wird ein· größere oder
kleinere Sebmierälaenge den Kraftstoff durch die öldosierpuape
Sk beigegeben. Durch dia Zuführung dea Schmieröls au*
Kraftstoff vor dw Kraftatoff-FÖrderpwepe lh erfolgt eino
gute Vereischung das Kraftatoff es «it dea Öl in der Förderpumpe
14·
Bei dem in Figo 1 gezeigten Anaführungebeispiel wird das
mit basischen Zusätzen legierte Schnieröl für die Dichtteile
während der ganzen Betriebsdauer der Brennkraftmaschine zugegeben. Nachdem jedoch das saure Kondensat, das durch die
basischen Zusätze neutralisiert worden soll, in erster Linie nur während der Yarmlaufphase der Brennkraftmaschine gebildet
wird, ist es zweckmäßig* die Verwendung dieses mit basischen Zusätzen logierten Schmieröls auf diese Phase zu
beschranken, da derart legierte Schmieröle zu vermehrter Aschebildung neigen, und während des übrigen Arbeitsbereiches
das Lagerschaieröl auch für die Schmierung der Dichtteile zu
verwendenο Eine derartige Anlage ist in Fig. 2 dargestellt,
wobei gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 versehen sind« Bei dieser Ausführung sind zwei Öldosierpumpen
Jh und 35 vorgesehen? von denen die Pumpe aus dem Behälter 36 ansaugt, der axt basischen Zusätzen
legiertes Schmieröl enthält, während die Dosierpumpe 35
normales Lagerschmioröl aus der Ölwanne 20 der Brennkraftmaschine
ansaugt· Die Förderleitungen 37 bzw« 38 der "beiden Dosierpumpen Jk und 35 münden wiederum in die Kraftstoffleitung
27 stromaufwärts der Kraftstoff-Förderpumpe i4»
Beide Dosierpumpen Jk und 35 werden gemeinsam von der
Exzenterwelle 6 angetrieben« Die beiden Regelhebel 39 und
4ö der Dosierpumpen Jk und 35 werden wie beim vorherigen Beispiel von dem Gaspedal 30 verstellt, jedoch in diesem
Fall über eine Kulisse kl· Die Kulisse 4l weist zwei zueinander
entgegengesetzt gerichtete dreieckförmige Kulissenschlitze
42 und 43 auf, von denen der Schlitz 42 mit dem
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Zapfen 44 mm End· das Regelheb·!* 39 der Doeierpuap· 34 and
der Schlits ky fldt de« Zapfen 45 *■ Ende dee Regelhvbela
der Dosierpumpe 35 zusaeeenwirkt. Die Kulisse 4i ist Über
ein. Gestänge 46 out dem Gaspedal 3O verbunden und kann up
den Anlenkpunkt 47 durch ein Solenoid 48 entgegen der Wirkung
einer Zugfeder 49 in die dargestellte Lage verschwenkt
werden. In dieser Lage liegt der Zapfen 44 in der Ecke des Kullsseneefilitzee 42, so daß bei einer Bewegung des Gaspedals
30 der Regelhebel 39 verstellt wird» Der Zapfen 45
dagegen befindet sich in dem parallel zur Verschieber&eh«
tung verlaufenden Abschnitt des Schlitzes 43* so daß bei
einer Deweguag aex Gaspedals 30 der Regelhebel 40 nicht
verschwenkt wird* Diese dargestellte Lage der Kulisee 4l entspricht u»r ffarailaufphase der Brennkraftmaschine, in
der das Solenoid 43 beispielsweise über einen auf die
Meuschinentemp^ratur ansprechende» TfecrsBoetat erregt ist.
Wenn die gewünschte Betriebstemperatur erreicht ist, wird das Solenoid 43 stressoios «sad die Feder 49 zieht die Kulis.?©
4l in der Zeichnung aaeh säten« wobei üßT Zapfen 44 in den
parallel zur Verschieberiehtung verlaufenden Abschnitt des
Kulissenschlitze β 42 gelangt und «3er Regelhebel 39 in
seine Ausgaiigslage Kyrückkehrt und der Zapfen 45 in die
Ecke des Euligsaenschlitses gedrückt wird, so daß nunmehr
durch dis Bewegung des Gaspedals 30 der Regelhebel 40 der
Dosierpumpe 35 verstellt und normales Lagerschmieröl durch
die Forclerleitung 30 zur Kraftstoffleitung 27 gefördert
wird.
Eine Abwandlung der in Fig. 2 dargestellten Ausführung ist
in Fig. 3 gezeigt«. Es sind wieder«» zwei Öl dosier pump en 34a
und 35a vorgesehen, deren Regelhebel 50 und 51 durch ein Gestänge 52 gemeinsan von de» Gaspedal 30 verstellt worden»
Die Dosierpumpe 35a saugt Lagerecheieröl aus der Ölwanne
der Brennkraftnaschine an und fördert dieses ständig durch
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dl· Förderleitung 38a in die Kraftstoffleitung 37· Die Saugleltung
53 der Öldoaierpumpe 3%a «teilt Bit eine« Behälter 5t
in Verbindung, in welohem mm n«r da« basische Additiv enthalten
1st· Während die Öldosierpumpe 35« und die Schmieröl«
puape 18 wie bei den vorhergehenden Beispielen von der Exeenterwelle 6 angetrieben werden, erfolgt der Antrieb der
Dosierpumpe 34» über einen eigenen Elektromotor 55. Der Motor
55 wird nur während der Warmlaufphase der Brennkraftma«chine
eingeschaltet und da« von der Dosierpumpe 3%a geförderte
Additiv gelangt über die Förderleitung 56 in die Förderleitung 38a der Dosierpumpe 35«· Alternativ kann das Additiv
auch direkt in die Kraftstoffleitung 27 gefördert werden, und zwar, wie bei 56a und 56b angedeutet, vor oder hinter der Mündung
der F.ör der leitung 38a in die Kraftstoffleitung 27· Die
in Fig. 3 gezeigte Anlage hat den Vorteil, daß die Dieinteile
-Schmierung während der gesamten Betriebsdauer durch
das Lagerschmieröl erfolgt und nur ein kleiner Zusatzbehälter 54 für das Additiv erforderlich ist. Falls ein Nach"
füllen von Additiv einmal versehentlich unterbleibt, so ist dadurch die Schmierung auch während der Varmlaufphase nicht
unterbrochen, was der Fall ist, wenn bei der Ausführung gemäß Fig. 2 ein Kachfüllen dee Behälters 36 unterblieben ist.
Um die aufwendige Dosierpumpe für das Additiv zu vermeiden, kann eine Vorrichtung vorgesehen werden, mit der eine bestimmte
Menge an Additiv der normalerweise für das Warmlaufen der Brennkraftmaschine benötigten Kraftstoffmenge
beigegeben wird» Eine derartige Vorrichtung 1st bei«piels>
halber in Fig. k dargestellt*. Hierbei wird eine thermische
Pumpe 60 verwendetr die aus einem wärmeisolierten Gehäuse
6l besteht, dessen Innenraum 62 durch eine Membran 63 sur Punpenkntnser 64lü.n abgeschlossen ist·
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Der Innenrau« 62 1st mit einem Attsdehnungsmedium, beispielsweise
Wachs, gefüllt und enthält eine elektrische Heizspirale 65· Die Pumpenkammer 64 ist durch Saug* und Druckventil« 66
und 67 mit dem Behälter 68 für da« Additiv und mit der Kraftstoffleitung
69 verbunden. Während der Warmlaufphase der Brenn« kraftmaschine wird die Heizspirale 65 an eine Stromquelle angeschlossen,
wodurch das Ausdehnungsmedium im Innenraum 62 erwärmt wird, sieh ausdehnt und die Membran 63 in der Zeichnung
nach unten drückt,, womit das in der Pumpenkammer 64 enthaltene
Additiv unter Überwindung des Ventils 67 in die Kraftstoffleitung 69 gedrückt wird und Mit dem Kraftstoff in das Schwimmergehäuse
70 des Vergasers strömt· Wenn die Warmlaufphase der Brennkraftmaschine beendet ist, kann die Stromzufuhr zur Heizspirale
65, beispielsweise Mittels eines Thermostaten oder einer Zeitschaltuhr, abgeschaltet werden* Das Ausdehnungsmedium la
Innenraum 62 zieht sich zusammen und der dadurch in der Pumpenkammer 64 entstandene Unterdruck saugt Additiv aus dem Behälter
68 über das Ventil 66 aii. Beim nächsten Startvorgang steht so» mit in der Pumpenkammer 64 wiederum Additiv zur Förderung in
der Kraftstoffleitung 69 zur Verfügung, Die gleiche Wirkung wird naturgemäß auch erreicht, wenn die Heizspirale 65 erst
beim Abstellen der Brennkraftmaschine von der Stromquelle abgeschaltet wirdο Die Heizleistung der Heizspirale 65 ist so
abgestimmt, daß bis zum Erreichen der unkritischen Motortemperatur Additiv in die Kraftstoffleitung 69 gefördert wird.
Die thermische Pumpe 60 berücksichtigt selbsttätig unterschiedliche Außentemperaturen, da bei niedrigen Außentemperaturen
mehr Additiv angesaugt wird und die Aufheizzeit bis zum Erreichen dar vorgegebenen Sndtemperatur länger ist und ■
somit über einen längeren Zeitraum Additiv zugegeben wird. Selbstverständlich kann diese Vorrichtung auch zur Förderung
des Additivs in das Schmieröl verwendet werden·
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%, Dia in Pig. 4 gezeigte Vorrichtung kann prinzipiell auch für
dl· Zuführung eines «it basischen Zusätzen legierte» Sch«ier-UIs
während der Varolaufphase der Brennkraftmaschine verwendet
werden. Diese Vorrichtung würde also an die Stelle der Dosierpumpe $h in der Ausführung gemäß Pig· 2 treten»
Pig. 5 zeigt eine Vorrichtung« bei der das Additiv nur de« für die tfaralaufphaae der Brennkraftmaschine erforderlichen
Kraftstoff heigegeben wird« Zu diese* Zweck ist ein Zwischenbehälter
71 zwischen de« Kraftstofftank 13 und der Kraftstoff »Förderpumpe Ik angeordnet, der in der Lage ist,, die
für die Wartalauf phase benötigte Kraftstoff «enge aufzunehmen. Die Kraftstoffleitung 27 durchsetzt den Behälter 71 und 1st
nit einer Drosselbohrung 72 versehen, durch welche der Zwischenbehälter 71 während des Stillstandes der Brennkraftmaschine
nit Kraftstoff, gefüllt wird· Nahe des Bodens des Behälters 71 sind in der Kraftstoffleitung 27 ein
Schwimmerventil 73 sowie Bohrungen fk vorgesehen. Der Behälter
71 enthält einen Schwimmer 75t der «it einer Punpenaembran
76 verbunden ist. Die Pumpenkamner 77 ist durch Druck- und Saugventile 78 und 79 einerseits nit de« Inneren
des Zwischenbehälterβ 71 und andererseits «it de« Behälter
80 für das Additiv verbunden· Sine tntiüftungsleitung 8l
führt von de« Zwischenbehälter 71 zu« Kraftstoffbehälter 13«
Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung ist folgende: Bei stillstehender Brennkraftmaschine füllt sich der Zwischen·
behälter 71 durch die Drosselbohrung 72 allmählich «it Kraftstoff,
wobei das Schwimmerventil 73 geschlossen wird· Mit steigendem Flüssigkeitsspiegel i« Zwischenbehälter 72
wird der Schwimmer 75 angehoben, wodurch die PuKpenmembran 76 ihren Förderhub ausführt und das i« Pumpenrau« 77 befindliche
Additiv in den Zwischenbehälter 71 fördert, in de« es sieh «it de« Kraftstoff «lacht. Bei Inbetriebnahme der Brenn-
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kraftmaschine wird der Kraftstoff »«nächst aus dem Zwischenbehälter
71 entnommen» bis das Schwimmerventil 73 den Zufluß
von dem Kraftstofftank 13 freigibt. Mit absinkendem Flüssigkeit esplegal im Zwischenbehälter 71 bewegt sich der Schwimmer
75 nach unten, wodurch die Pumpenmembr&n 76 ihren Saughub
ausführt und Additiv aus dem Behälter 80 in den Pumpenraum 77 saugt, so daß im Pumpenraw· 77 nun wieder Additiv für
den nächsten PSrderhub sur Verfugung steht.
Selbstverständlich sind viele Abwandlungen der dargestellten Ausführungsbeispiele denkbar· So ist es vor allem möglich,
das Additiv direkt in die Arbeitskammern der Brennkraftmaschine einzubringen, wie dies für die Zuführung von
Schmieröl an sich bekannt ist· Da die Zugabe des Additive
nur in sehr geringen Mengen erfolgt» kann es zur Erleichterung der Dosierung zweckmäßig sein, nicht das reine
Additiv, sondern ein Gemisch aus Additiv und Kraftstoff oder dergleichen einzuführen. Sin solches Gemisch kann
direkt in die Arbeitskammem oder auch in das Saugrohr der Brennkraftmaschine eingeführt werden·
- Patentansprüche -
209838/0291
Claims (1)
1.3.1971
Sp/bä
Sp/bä
209838/0291
Leerseite
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