DE2234665A1

DE2234665A1 - Drehkolbenbrennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2234665A1
Application number: DE2234665A
Authority: DE
Inventors: David Walker Garside
Original assignee: Birmingham Small Arms Co Ltd
Current assignee: Birmingham Small Arms Co Ltd
Priority date: 1971-07-17
Filing date: 1972-07-14
Publication date: 1973-02-01
Also published as: JPS4835208A; GB1383913A; FR2146763A5

Description

THE BIRMINGHAM SMALL ARMS COMPANY LIMITED, Armoury Road,

Small Heath, Birmingham B 11 2 PX/ Großbritannien

Unser Zeichen: B

Drehkolbenbrennkraftmaschine

Die Erfindung betrifft eine Drehkolbenbrennkraftmaschine, bei der sich ein Rotor innerhalb eines Hohlraumes eines Gehäuses dreht. Der Rotor und der Hohlraum sind derart geformt, daß zwi-' sehen diesen Teilen Arbeitskammern ausgebildet werden, deren Volumina sich ändern, wenn der Rotor sich dreht. Das bekannteste Beispiel einer derartigen Brennkraftmaschine weist ein stationäres Gehäuse auf, welches eine zweiflügelige epitrochoidale Bohrung hat, in der sich nach Art eines Planeten ein Drehkolben dreht, der im allgemeinen die Form eines gleichseitigen Dreiecks hat. Die Spitzen des Drehkolbens verbleiben in dichtender Anlage an der Wandung des Hohlraumes und dadurch werden drei Arbeitskammern ausgebildet. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf Brennkraftmaschinen dieser Art, die luftgekühlte Drehkolben haben, wobei ein Kanal im Drehkolben ausgebildet ist, der mit Kanälen oder einem Kanal im Gehäuse fluchtet und der einen Teil des Ansaugkanales in die Arbeitskammer der Brennkraftmaschine bildet, derart, daß die Luft durch den Rotor hindurchgezogen wird und dadurch diesen kühlt. Brennstoff wird üblicherweise in die angesaugte Luft entweder dicht bei der Ansaugstelle eingegeben, so daß das Brennstoff-Luftgemisch durch den Rotor hindurch-

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strömt oder mittels eines Brennstoffeinspritzsystems und zwar direkt in die Arbeitskammern der Brennkraftmaschine.

Ein Nachteil der Kühlung des Drehkolbens mit der angesaugten Luft besteht darin, daß die Luft bei der Kühlung des Drehkolbens selbst erhitzt wird und dies führt zu einer Verminderung des volumetrischen Wirkungsgrades und damit der Leistungsabgabe der Brennkraftmas chine.

Es ist ein Ziel der Erfindung, die Abgabe von Brennstoff in die angesaugte Luft zu verwenden, um eine Kühlung der angesaugten Luft zu bewirken, nachdem diese durch den Drehkolben hindurchgegangen ist und ehe diese in die Arbeitskammern der Brennkraftmaschine eingesaugt wird.

Gemäß der Erfindung weist eine Drehkolbenbrennkraftmaschine ein Gehäuse auf, welches einen Hohlraum und einen Drehkolben hat, der in dem Hohlraum drehbar ist, wobei der Drehkolben und der Hohlraum so geformt sind, daß zwischen diesen Teilen Arbeitskammern ausgebildet werden, deren Volumen sich verändert, wenn der Drehkolben sich dreht, wobei ein Ansaugkanal in die Arbeitskammern vorgesehen ist, der teilweise im Drehkolben ausgebildet ist und wobei diese Brennkraftmaschine dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Vergaser vorgesehen ist, der Brennstoff in die Luft abgibt, welche durch den Ansaugkanal fließt und zwar nachdem diese Luft durch den Drehkolben hindurchgegangen ist und ehe diese Luft in die Arbeitskammern eingesaugt wird.

Die Abgabe von Brennstoff in die erhitzte Luft, die vom Drehkolben zuströmt, erzeugt einen Kühlungseffekt in der Luft und zwar durch die Absorption der latenten Wärme der Verdampfung des Brennstoffes. Der Teil des Ansaugkanales zwischen dem Drehkolben und dem Einlaß in die Arbeitskammer ist üblicherweise ein kurzer innerer Kanal innerhalb des Gehäuses. Um jedoch den Vergaser gemäß der Erfindung bei der Brennkraftmaschine vorsehen zu

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können, muß dieser Teil eine wesentlich größere Länge haben und einen Abschnitt aufweisen, der außerhalb des Gehäuses verläuft« Dies erleichtert ferner die Ableitung der Wärme von der erhitzten Luft, ehe diese Luft in die Arbeitskammern der Brennkraftmaschine eingesaugt wird.

Die Anordnung des Vergasers im Ansaugkanal an einer Stelle nach dem Durchgang im Drehkolben bringt noch einen zweiten Vorteil mit sich, nämlich den, daß die Luft, die durch den Vergaser hindurchgeht, eine Temperatur oberhalb der Umgebungstemperatur hat, und dies führt zu.einer verbesserten Verdampfung des Brennstoffes. .

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung soll in der. folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung erläutert werden« Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht einer Drehkolbenbrennkraftmaschine nach der Erfindung

und
Fig. 2 eine Schnittansicht, genommen längs der Linie A-A der Fig. 1.

Die Brennkraftmaschine-weist, wie Fig. 2 zeigt, den wohlbekannten Aufbau auf, bei dem das Gehäuse einen zweiflügeligen epitrochoidalen Hohlraum aufweist, in dem nach Art eines Planeten ein Drehkolben sich dreht, der im allgemeinen die Form eines gleichseitigen Dreiecks»hat. Das Gehäuse der Brennkraftmaschine weist einen Mittelabschnitt 1 auf, in dem der zweiflügelige epitrochoidale Hohlraum 2 ausgebildet ist und zwei Endeplatten 3 und 4. Eine Welle 5 ist in Lagern 6 und 7 in den Endplatten gelagert und weist ein exzentrisches Lager 8 auf, auf dem drehbar ein Drehkolben 9 montiert ist. Ein Schwungrad 23 und ein Gegengewicht 24 sind an den beiden Enden der Welle 5 montiert. Der Drehkölben 9 weist an jeder seiner drei Spitzen einen Dichtungsstreifen 10

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auf. Jeder Dichtungsstreifen 10 bewirkt eine Abdichtung zwischen einer Spitze und der Umfangswandung des Hohlraumes 2, Der Drehkolben dreht sich nach Art eines Planeten innerhalb des Hohlraumes 2, wobei die Planetenbewegung durch ein außenverzahntes stationäres Zahnrad 12 gesteuert wird, welches mit einem innenverzahnten Zahnrad 13 kämmt, welches vom Drehkolben getragen wird,

Die Endplatte 3 weist einen Lufteinlaßkanal I¹I auf, der öffnungen 15 hat, die zu jeder Seite des Lagers 6 angeordnet sind. Die öffnungen 15 sind derart geformt, daß sie innerhalb der inneren Umhüllungen der Drehung der Seitendichtungen am Drehkolben verbleiben, wobei diese Dichtungen eine gasdichte Abdichtung zwischen den Seiten des Drehkolbens und den Endplatten 3 und 4 bewirken. Die andere Endplatte ist in ähnlicher Weise mit einem ■Kanal 16 und öffnungen 17 ausgestattet und Luft kann von den öffnungen 15 in der Endplatte 3 zu den öffnungen 17 in der End platte ¹I strömen und zwar, durch das Innere des Drehkolbens hindurch. Es sind öffnungen 18 imSteg des Drehkolbens vorgesehen, um eine derartige Luftströmung zu ermöglichen. Zusätzlich sind eine oder mehrere öffnungen 19 im exzentrischen Lager 8 vorgesehen, um eine Kühlströmung von Luft durch das Lager hindurch zu ermöglichen. Ein Kanal 20 verbindet den Kanal 16 mit der Einlaßöffnung der Brennkraftmaschine. Ein Vergaser 21 ist in dieser Leitung 20 vorgesehen.

Die Luft, die in die Arbeitskammern der Brennkraftmaschine eingesaugt wird, strömt durch den Kanal I¹I, das Innere des Rotors, den Kanal 16 ur\d die Leitung 20. Der Vergaser 21 gibt Brennstoff in die Luft ab, die durch die Leitung 20 strömt, und dadurch wird ein Kühlungseffekt in der Luft erzeugt, ehe diese in die Arbeitskammern eingesaugt wird.

Es war bisher üblich, den Vergaser am Einlaß 22 des Kanals 14 vorzusehen, um ein Brennstoff-Ölgemisch in die Luftströmung abzugeben. Das so in die Luft abgegebene öl schmiert den Drehkolben und die Wellenlager.

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Bei der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine kann dieses Schmierungsverfahren der Lager nicht verwendet werden, da der Vergaser hinter dem Durchgangskanal im Drehkolben angeordnet ist. Um die Lager der Brennkraftmaschine zu schmieren, ist es erforderlich, öl in die angesaugte Luft am Einlaß 22 abzügeben, oder es ist erforderlich, ein Druckschmierungssystem zu verwenden.

Um den Kühlungseffekt, der durch die neue Anordnung des Vergasers gemäß der Erfindung erzielt wird, zu ergänzen, kann ein Wärmeaustauscher in der Leitung 22 angeordnet werden, wie es in der britischen Patentanmeldung Nr. 33 676/7! beschrieben wird. Die erhitzte Luft, die vom Drehkolben ausgeht, strömt vorzugsweise zuerst durch den Wärmeaustauscher und dann durch den Vergaser. Der Vergaser erzeugt einen Kühlungseffekt in der teilweise gekühlten Luft, die vom Wärmeaustauseher kommt, wobei es unwirt-· schaftlieh wäre, diesen Effekt mit dem Wärmeaustauseher allein zu erzeugen und zwar wegen des nunmehr im allgemeinen niedrigen Temperaturunterschiedes zwischen der Ansaugluft und der Umgebungstemperatur.

Es wurde vorgeschlagen, zwei Ansaugkanäle in Brennkraftmaschinen dieser Art zu verwenden und zwar einen Kanal, der sich durch den Drehkolben hindurch erstreckt und einen anderen, der den Drehkolben umgibt. In der britischen Patentanmeldung Nr. 2S 680/71 wird beispielsweise eine Drehkolbenbrennkraftmaschine beschrieben, die einen derartigen Drehkolben und einen Bypass-Ansaugkanal aufweist, wobei dieser Bypass-Kanal. mittels eines Ventiles oder einer Klappe verschließbar ist. Die vorliegende Erfindung ist auch bei Brennkraftmaschinen anwendbar, die einen derartigen Bypass-Kanal haben, wobei der Vergaser in einem Kanal angeordnet ist, der gemeinsam für den Kanal durch den Drehkolben hindurch und den Bypass-Kanal vorgesehen ist.

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Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf eine sogenannte Einscheibenmaschine beschrieben, und es sei bemerkt, daß sie in gleicher Weise auch bei Brennkraftmaschinen verwendet werden kann, die zwei oder mehr Scheiben haben. Im Fall einer Zweischeibenmaschine weist die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine einen weiteren Vorteil auf, der darin besteht, daß es nicht erforderlich ist, irgendwelche Dichtungen zwischen der Welle und den Zwischengliedern zwischen den Scheiben vorzusehen. Derartige Dichtungen waren bei Maschinen erforderlich, in denen ein Brennstoff-Luftgemisch durch die Rotoren hindurchströmt, um ein ungleiches Zünden auszuschalten, wenn die Maschine im Leerlauf läuft.

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Claims

Patentansprüche

It) Drehkolbenbrennkraftmaschine mit einem Gehäuse, welches einen ^Kühlraum aufweist, und mit einem Drehkolben, der drehbar in dem Hohlraum angeordnet ist, wobei der Drehkolben und der Hohlraum derart geformt sind, daß zwischen diesen Teilen Arbeitskammern ausgebildet werden, deren Volumina sich ändern, wenn der Rotor sich dreht und mit einem Ansaugkanal, der zum Teil im Drehkolben ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vergaser (21) vorgesehen ist, der Brennstoff in die Luft abgibt, die durch den Ansaugkanal (20) hindurchströmt, nachdem die Luft durch den Drehkolben durchgegangen ist und ehe diese Luft in die Arbeitskammern eingesaugt wird.
2. Drehkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergaser in einer Leitung angeordnet ist, die' den Teil des Ansaugkanales, der in dem Drehkolben ausgebildet ist, mit einer Einlaßöffnung der Arbeitskammern der Brennkraftmaschine verbindet.
3. Drehkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkraftmaschine einen ersten Ansaugkanal aufweist, der teilweise im Drehkolben ausgebildet ist, und einen zweiten Ansaugkanal, der den Drehkolben uumgeht, und daß der Vergaser in einem Kanalabschnitt angeordnet ist, der gemeinsam für beide Kanäle vorgesehen ist.
4. Drehkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschine ein Gehäuse aufweist, welches einen mittleren Abschnitt hat, in dem ein Hohlraum ausgebildet ist, und zwei Endplatten, die diesen Hohlraum abschließen, daß der Ansaugkanal einen Kanal aufweist, der durch die erste der beiden Endplatten verläuft, daß ein Kanal durch den Drehkolben hindurch vorgesehen ist und ein Kanal in der zweiten der beiden Endplatten und daß eine Leitung vorgesehen ist, die den Kanal in der zweiten Endplatte mit einem Einlaß der Brennkraftmaschine verbindet, wobei der Vergaser in dieser Leitung angeordnet ist.

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