DE212021000450U1

DE212021000450U1 - Rotationskolbenmotor

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Publication number: DE212021000450U1
Application number: DE212021000450.4U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-08-31
Filing date: 2021-08-27
Publication date: 2023-05-10
Anticipated expiration: 2031-08-28
Also published as: GEP20227399B; US20230265787A1; WO2022043718A1

Abstract

Kreiskolbenmotor mit einem Gehäuse einem Zylinder, einer Verbrennungskammer für das Gemisch, einem Kolben mit einem Mechanismus für Hubkolbenbewegungen sowie einem Rotor (1), der an die Ausgangswelle angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor Scharniere (2) aufweist und mit Dichtungstrennwänden (3) sowohl entlang der Peripherie des Umfangs als auch auf der Seite innerhalb des Gehäuses (4) versehen ist, dass mindestens ein Zylinder (5) Ansaug-, Auslass- und Spülfenstern (6, 7 , 8) aufweist, dass die Ausgangswelle (9) eine Arbeitskammern (10) aufweist, dass die Arbeitskammern an der äußeren Oberfläche des Rotors in Form von Vertiefungen ausgebildet sind, dass abgestumpften Köpfe der Kolben (11) in die Vertiefungen einfahrbar sind dass die Vertiefungen kreisförmig um den Rotor angeordnet sind, dass die Zylinder (5) mit einer mit der Arbeitswelle verbundenen Vorrichtung (12) zum Ansaugen, Verdichten, Verbrennen des Arbeitsgemisches und zum Ausstoßen von Abgasen, zusammenarbeiten und dass die Oberflächen der Vertiefungen und die Oberflächen der abgestumpften Kolbenböden so ausgeführt sind, dass sie im Moment der maximalen Kompression des brennbaren Gemisches parallel zueinander angeordnet sind.

Description

Gebiet der Technik.
Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet des Maschinenbaus, der Energie, nämlich des Motorenbaus.
Stand der Technik:
Es ist bekannt, dass derzeit eher Kolben-Verbrennungsmotoren (ICE) als stationäre Kraftwerke und Kraftantriebe von Fahrzeugen eingesetzt werden als Kreiskolbenmotoren (RPD). Hubkolben-Verbrennungsmotoren mit relativ hohem Wirkungsgrad und guter Motorlebensdauer haben eine komplexe Konstruktion. Die Konstruktion setzt einen Kurbelmechanismus mit einer großen Anzahl von wechselnden Trägheitslasten voraus. Diese Bauteile üben Hin- und Herbewegungen aus, haben einen komplexen Gasverteilungsmechanismus und haben geringe spezifische Leistung. Darüber hinaus treten Einschränkungen bei Erhöhung der Drehzahl und Drehmomentkraft auf. Wankel- und Frede-Kreiskolbenmotoren haben eine hohe Leistungsdichte bei relativ einfacher Konstruktion. Sie haben aber eine hohe Temperatur- und Abgastoxizität sowie eine hohe Wärmedichte und Verschleißrate der Hauptteile. Ferner haben sie einen hohen Kraftstoffverbrauch und keinen Drehmomentvorteil gegenüber Kolbenmotoren. Wichtige Details sind außerdem schwierig herzustellen.
Ähnliche Vorrichtungen sind in folgenden Druckschriften beschrieben: US3,699,930 WO 2013077776 A PCT / RU 2012/001102 /3/.
Das nächste Analogon der vom Autor beanspruchten Erfindung ist das Patent RU 201 1146256 . Dieses Patent implementiert ein Design, das es ermöglicht, einen kompakten Hochleistungs-Verbrennungsmotor mit einem Wirkungsgrad von mehr als 50% zu schaffen Z4Z. Dieser Hochleistungs-Verbrennungsmotor hat keine hin- und hergehenden Bewegungen und wechselnde Belastungen im kinematischen Schema. Die Kraftübertragung vom Arbeitsmedium auf die Hauptwelle erfolgt nur aufgrund von schrittweise und kontinuierlich ausgeführten Drehbewegungen. In einer kontinuierlichen Rotationsbewegung werden mehrere Hauptstrukturelemente des Motors kombiniert - Rotoren mit Arbeitsschaufeln, die sich auf einer Arbeitswelle befinden. Wenn sich die Arbeitselemente des Motors drehen, werden mehrere hermetisch geschlossene Kammern zum Expandieren des Arbeitsfluids geschaffen, die ihr Volumen schrittweise und kontinuierlich vergrößern. Dadurch wird ein Arbeitshub von beträchtlicher Länge ausgeführt, was den den thermodynamischen Wirkungsgrad des Arbeitszyklus, Öffnen des Austrittsfensters zum Absaugen von Arbeitsgasen in dem Moment, in dem sie bereits einen Mindestrestdruck und eine Mindestübertemperatur aufweisen, erhöht. Auf diese Weise werden ein hoher thermodynamischer Wirkungsgrad des Motors, Geräuschlosigkeit und Abgasreinheit realisiert. Durch die Erfindung wird die Motordrehzahl (Standard-Vergaser-Drosselklappensteuerung) quantitativ gesteuert und gleichzeitig ein hohes Luftüberschussverhältnis (wie bei einem Dieselmotor mit Selbstzündung) bereitgestellt.
Aufgrund der oben genannten Merkmale ist es möglich, einen einfachen, aber hocheffizienten Motor mit Vormischung in einem Standardvergaser zu bauen. Es müssen keine komplexe und teure Zusatzgeräte für die moderne Gemischbildung (Kraftstoffeinspritzdüsen, Hochdruck-Benzinpumpen und Zwangsluftverstärkungsvorrichtungen) verwendet werden. Es wurde eine hohe Einfachheit des Designs und eine signifikante Minimierung des kinematischen Schemas des Motors erreicht.Das ist der Schlüssel zu einer starken Zuverlässigkeit und einem möglichen niedrigen Preis bei hohen technischen und wirtschaftlichen Indikatoren und attraktiven Verbrauchereigenschaften ist. Der Motor ist kompakt, hat eine einfache Konstruktion und eine geringe Anzahl von Teilen. Dadurch können im Vergleich zu bestehenden Motoren verschiedener Typen höhere Betriebsparameter erreicht werden.
Trotz aller Vorteile des obigen Standes der Technik sind seine Nachteile von Bedeutung. Dazu gehört die Unmöglichkeit, die Dichtheit der Kammern zu erreichen, in denen das Gemisch komprimiert wird, was zu erheblichen Verlusten beim Energieverbrauch und folglich beim Wirkungsgrad führt. Bei diesem Motor ist es auch unmöglich, ein hohes Verdichtungsverhältnis zu erreichen. Daher ist es gemäß der Konstruktion dieses Analogons der Erfindung unmöglich, einen umweltfreundlichen und leisen Motor mit hoher Leistung und geringem Verbrauch eines brennbaren Gemisches zu schaffen.
Der Zweck des erfindungsgemäßen Rotationskolbenmotors (RLD) besteht darin, einen zuverlässigen Betrieb bei hohem Verdichtungsgrad des brennbaren Gemisches bzw. hoher Leistung eines umweltfreundlichen Motors bei geringem Verbrauch eines brennbaren Gemisches zu schaffen. Die Einzigartigkeit dieses Motors besteht darin, dass seine Teile trotz der hohen Drücke in der Verbrennungskammer des Gemisches, die bei herkömmlichen Motoren eine zerstörerische Detonation verursachen, keiner Zerstörung ausgesetzt sind.
Offenbarung der Erfindung.
Rotationskolbenmotor, enthaltend ein Gehäuse, einen Zylinder, eine Gemischbrennkammer, einen Kolben mit einem Mechanismus, der Kolbenhubbewegungen bereitstellt. Ferner einen Rotor 1, der mit der Ausgangswelle verbunden ist. Der Rotor ist auf Scharnieren 2 mit Dichtungstrennwänden 3 montiert. Diese sind ist sowohl entlang des Umfangs als auch auf der Seite innerhalb des Gehäuses 4 angeordnet. Mindestens ein Zylinder 5 hat Ansaug-, Abgas- und Spülfenstern 6, 7 und 8.
Die Abtriebswelle 9 weist Arbeitskammern 10 auf, die auf der äußeren Oberfläche des Rotors ausgebildet sind. Die Kammern haben die Form von Aussparungen , in welche die stumpfen Köpfe von Kolben 11 einführbar sind. Die Aussparungen sind kreisförmig um den Rotor angeordnet, sind und sich in Zylindern 5 im Betriebsmodus eines Zwei- oder Viertakt-Verbrennungsmotors hin- und herbewegen. Es ist einen mit der Arbeitswelle verbundene Vorrichtung 12 zum Ansaugen, Verdichten, Verbrennen des Arbeitsgemisches und Ausströmen von Abgasen vorgesehen. Die Oberfläche der Vertiefungen und die Oberflächen der abgestumpften Kolbenböden sind so ausgebildet, dass der Moment der maximalen Kompression des brennbaren Gemisches erreicht wird. Der Rotor ist in Form eines Hohlrings ausgeführt. An seiner Innenfläche sind Aussparungen angebracht, die (mit Eintrittsmöglichkeit) in die innerhalb des Rotors am Umfang befindlichen abgestumpften Kolbenköpfe eintreten können. Die können die Form eines rechteckigen Prismas haben.hergestellt werden._Die Aussparungen befinden sich im mittleren Teil des Rotors auf seiner Innen- oder Außenfläche. Die Kolbenachse steht in einem spitzen Winkel zum Radius des Rotors. Der angegebene Satz wesentlicher Merkmale, die die RPD-Optionen charakterisieren, ist dem Stand der Technik nicht bekannt und folgt nicht explizit daraus. Nur das Vorhandensein von Unterscheidungsmerkmalen in dieser Erfindung ermöglicht das Erreichen des beabsichtigten Ergebnisses.
Ein Beispiel der Erfindung (industrielle Anwendbarkeit)
Das Wesen der Erfindung wird durch eine schematische Zeichnung veranschaulicht.

1 und 2 zeigt das Schema des Motors.

Hier ist ein auf Scharnieren 2 montierter Rotor 1 mit Dichtungstrennwänden 3 sowohl entlang der Peripherie des Umfangs als auch auf der Seite innerhalb des Gehäuses 4 mit einem Zylinder 5 und Fenstern für Ansaugen 6, Auslassen 7 und Auslassen 8 mit einer Ausgangswelle 9 gezeigt. Arbeitskammern 10 sind an der Außenfläche in Form von Vertiefungen ausgeführt, in welche die kopfstumpfen Teile eintreten und sich in ihnen bewegen können.Diese befinden sich an der Außenseite des Rotors entlang des Umfangs des Kolbens 11, sodass eine Vorrichtung 12 hin- und hergehende Bewegungen auszuführen kann, die mit der Arbeitsausgangswelle 9 verbunden ist.
Dies sorgt für Ansaugen, Verdichten, Verbrennen des brennbaren Gemisches und der Abgase. Jede der Oberflächen des Hohlraums und des abgestumpften Teils des Kolbens, der die Verbrennungskammer bildet, ist so hergestellt, dass sie im Moment der maximalen Kompression des brennbaren Gemischs parallel zueinander ausgerichtet werden können.
Der Detonationsrotationsmotor arbeitet wie folgt: Der an den Scharnieren 2 montierte Rotor 1 wird in Drehung versetzt und dreht die Welle 9 durch äußere Kraft. Zwischenwände 3 innerhalb des Gehäuses 4 dichten die Kammern und den Rotor insgesamt ab. Gleichzeitig bewegen sich die mit der Ausgangswelle 9 verbundenen Kolben 11 in den Zylindern 5 mittels der Vorrichtung 12 hin und her. Diese saugen durch das Fenster 6 ein und blasen dann durch das Fenster 8 aus. Der Kolben, der sich in den Hohlraum bewegt, definiert die Kammer zwischen den Oberflächen der Wand des abgestumpften Kolbens und den Wandvertiefungen mit hohem Druck.
Danach wird das Gemisch in der Arbeitskammer 10 verbrannt, und der Arbeitshub des Rotors wird mit einem großen Drehmoment in Rotationsbewegung versetzt. Als nächstes werden die Abgase durch das Fenster 7 abgelassen. Es ist zu beachten, dass sich das Gemisch bei der Abwärtsbewegung des Kolbens aufgrund der hohen Rotationsgeschwindigkeit, die diesem Gemisch verliehen wird, und der damit verbundenen großen Diffusion gut vermischt. Die abgestumpften Teillinien der Kolben verlaufen im Moment der maximalen Kompression des brennbaren Gemisches parallel zueinander. Bei der Erfindung tritt keine Explosion wie bei herkömmlichen Verbrennungsmotoren auf, sondern diese Kraft wird gerichtet, um ein Drehmoment der Welle zu erzeugen.
Dieses RPD-Design sorgt für eine vollständigere Verbrennung des brennbaren Gemischs und eliminiert Energieverluste am OT (67%). All dies erhöht den Motorwirkungsgrad und seine Umweltfreundlichkeit erheblich.

1. Die nächsten Entsprechungen der vom Autor beanspruchten Erfindung sind das Design „ROTOR INTERNER VERBRENNUNGSMOTOR“ Rotary intern Verbrennung Motor.
2. US -Nr. 3.699.930 .
3. F01C1/20 Rotationskolbenmaschinen oder -motoren vom ineinandergreifenden Typ, d . e. mit Eingriff von zusammenwirkenden Elementen, die denen eines Zahnradgetriebes ähnlich sind, das kein Innenachsentyp ist, mit gezahnten Rotationskolben mit unterschiedlichen Zahnformen, W02Q13077776A2 WIPO (PCT), PCT/RU2012/001 102
4. RU 2011 146256 Nächstliegendes Analogon der vom Autor beanspruchten Erfindung, das das Design eines Sechstakt-Rotationsmotors umsetzt.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 3699930 [0003, 0016]
WO 2013077776 A [0003]
RU 2011146256 [0004, 0016]
RU 2012/001102 PCT [0016]

Claims

Kreiskolbenmotor mit einem Gehäuse einem Zylinder, einer Verbrennungskammer für das Gemisch, einem Kolben mit einem Mechanismus für Hubkolbenbewegungen sowie einem Rotor (1), der an die Ausgangswelle angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor Scharniere (2) aufweist und mit Dichtungstrennwänden (3) sowohl entlang der Peripherie des Umfangs als auch auf der Seite innerhalb des Gehäuses (4) versehen ist, dass mindestens ein Zylinder (5) Ansaug-, Auslass- und Spülfenstern (6, 7 , 8) aufweist, dass die Ausgangswelle (9) eine Arbeitskammern (10) aufweist, dass die Arbeitskammern an der äußeren Oberfläche des Rotors in Form von Vertiefungen ausgebildet sind, dass abgestumpften Köpfe der Kolben (11) in die Vertiefungen einfahrbar sind dass die Vertiefungen kreisförmig um den Rotor angeordnet sind, dass die Zylinder (5) mit einer mit der Arbeitswelle verbundenen Vorrichtung (12) zum Ansaugen, Verdichten, Verbrennen des Arbeitsgemisches und zum Ausstoßen von Abgasen, zusammenarbeiten und dass die Oberflächen der Vertiefungen und die Oberflächen der abgestumpften Kolbenböden so ausgeführt sind, dass sie im Moment der maximalen Kompression des brennbaren Gemisches parallel zueinander angeordnet sind.
Kreiskolbenmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor hohlringförmig ausgebildet ist und an seiner Innenfläche die Ausnehmungen ausgebildet sind, die (mit Eintrittsmöglichkeit) in die umlaufenden Kolbenköpfe eintauchen können.
Kreiskolbenmotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben in Form eines rechteckigen Prismas ausgebildet ist und die Aussparungen sich im Mittelteil des Rotors auf seiner Innen- oder Außenfläche befinden.
Kreiskolbenmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , dadurch gekennzeichnet, dass die Achse des Kolbens in einem spitzen Winkel zum Radius des Rotors angeordnet ist.