DE2320353A1 - Mittelachsige umlaufkolben-kraftmaschine - Google Patents

Mittelachsige umlaufkolben-kraftmaschine

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DE2320353A1
DE2320353A1 DE19732320353 DE2320353A DE2320353A1 DE 2320353 A1 DE2320353 A1 DE 2320353A1 DE 19732320353 DE19732320353 DE 19732320353 DE 2320353 A DE2320353 A DE 2320353A DE 2320353 A1 DE2320353 A1 DE 2320353A1
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Max Schueler
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/02Rotary-piston machines or engines of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
    • F01C1/063Rotary-piston machines or engines of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents with coaxially-mounted members having continuously-changing circumferential spacing between them
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B53/00Internal-combustion aspects of rotary-piston or oscillating-piston engines

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Description

  • Mittelachsige Umlaufkolben-rraftmaschine Die Erfindung bezieht sich auf eine mittelachsige Umlaufkolben-Kraftmaschine mit wenigstens zwei in einem zylindrischen Gehäuse umlaufenden, auf Naben angeordneten Kolben paaren, die während ihres Umlaufs Rammern unterschiedlicher Volumina bilden, und eine Zündung für das verdichtete Luft-Kraftstoffgemisch besteht, wobei Auspuff- und benachbarte Ansaugöffnungen für das E£-bringen komprimierbarer und zündfähiger Gemische im peripheren Abstand von der Zündstelle im Gehäuse vorgesehen sind, und wobei wenigstens ein Kolben paar unter der Einwirkung einer Rücklaufsperre steht.
  • Eine mittelachsige flotationskolbenmaschine dieser Art ist nach der DT-AS 1 903 836 bekannt. Um hierbei die Nabenbewegung in eine gleichförmige Drehbewegung der Welle umzuformen, muß ein verhältnismäßig aufwendiges Differentialgetriebe verwendet werden. Außerdem vermag die bekannte Maschine lediglich ein fest vorgegebenes Kompressionsverhältnis einzuhalten. Weiterhin ist hierbei auch die Verbrennung verhAltnismäßig unvollkommen, so daß nicht nur die 17irtschaftlichkeit verringert wird, sondern gleichfalls der Gehalt an Kohlenmonoxid im Abgas und damit dessen Giftigkeit zunimmt.
  • Im Vergleich zu Rotationskolbenmaschinen anderer Bauart besitzen diejenigen der einleitend bezeichneten Gattung bekanntlich den Vorteil, daß die Abdichtunq der von den Kolben geschaffenen Räume verhältnismäßig problemlos ist, da die Ptotationskolben mit ihren Mantelflächen hinreichend Platz für mehrere, achsial beabstandete Dichtungsleisten bilden. Die Dichtung erfolgt also hierbei entlang'einer Fläche und nicht, wie bei manchen anderen Rotationskolbenmaschinen, entlang einer Kante. Darüberhinaus haben die hier in Rede stehenden mittelacheigen Rotationskolbenmaschinen den Vorteil eines äußerst einfachen, konstruktiven Aufbaus, sofern man von den erwähnten Mitteln zur Geschwindigkeitssteueruncj absieht.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine mittelachsige Rotationskolbenmaschine zu schaffen, bei welcher-man die bisher bekannt gewesenen, aufwendigen Mittel zur Lösung des Problems der ungleichförmigen Relativgeschwindigkeit der Kolben untereinander in erheblichem Ausmaß vereinfachen kann. Darüberhinaus sollen gleichfalls die Anpassungsmöglichkeiten einer derartigen Maschine an die Belastung sowie die Verbrennung verbessert werden. Dies wird in Verbindung mit weiteren, nachstehend noch zu beschreibenden Vorteilen erfindungsqemäß dadurch erreicht, daß eine Rücklaufsperre ständig auf dasjenige der beiden Kolbenpaare, welches als Filfskolbenpaar ausgebildet ist, einwirkt und sich an einem bezüglich der Kolben drehungen festen Widerlager abstützt, welches außerdem eine auf das Hilfskolbenpaar wirkende, einrückbare Vorlaufsperre trägt, die das Hilfskolbenpaar in Umlaufrichtung vor der Zündstelle im Gehäuse bzw. Zündstellung festzuhalten vermag und von einem vom anderen Kolbenpaar, welches als Arbeitskolbenpaar für den Antrieb ausgebildet ist, gesteuerten Organ in seine Festhaltestellung zu bringen ist, wobei das Organ die Vorlaufsperre frühestens dann wirksam werden läßt, wenn das Arbeitskolbenpaar die Zündstellung erreicht hat, und wobei das Hilfskolbenpaar solange in dieser Stellung festgehalten bleibt, bis der angrenzende Arbeitskolben mindestens die Nähe der Auspufföffnung erreicht hat.
  • Ein in der vorstehend vorgeschlagenen Weise ausgeführter Motor kennzeichnet sich durch eine praktisch gleichförmige Geschwindigkeit des Arbeitskolbenpaares, welches fest mit der Abtriebswelle verbunden ist. Von der Abtriebswelle kann man die praktisch gleichförmige Geschwindigkeit über bekannte Betriebe oder auch unmittelbar auf das in Drehung zu versetzende Teil, wie vor allem das Fahrwerk eines Fahrzeuges, ü-bertragen. Im Gegensatz zum Arbeitskolbenpaar läuft im wesentlichen lediglich das Hilfskolbenpaar mit ungleichförmiger Geschwindigkeit um, wobei das Hilfskolbenpaar sogar vorübergehend vollständig zum Stillstand kommt, um nach seiner Freigabe eine beträchtliche Beschleunigung zu-erfahren, bis seine Geschwindigkeit diejenige des Arbeitskolbenpaares erheblich überschreitet, um sodann wieder in zunehmendem Maße eine Abbremsung zu erfahren, an deren Endpunkt die Vorlauf sperre wirksam wird. Diese Arbeitsweise ist im wesentlichen darauf zurückzuführen, daß die vom Hilfskolben hinter sich angesaugte Luft vom dann folgenden Arbeitskolben zunächst verdichtet wird. Am Ende dieses Vorganges hat der Hilfskolben seine Arretierungsstellung erreicht und bleibt vor-Ubergehend arretiert, woraufhin die Verdichtung infolge des gleichmäßig weiterlaufenden Arbeitskolbenpaares zunimmt.
  • Wenn schließlich, kurz bevor der vorlaufende Kolben des Arbeitskolbenpaares die Auspufföffnung erreicht hat, die Arretierung des Hilfskolbens freigegeben wird, setzt er sich infolge der hinter ihm komprimierten Luft in beschleunigte Bewegung und verringert dabei seinen Abstand zum vorlaufenden Arbeitskolben derart, daß das zwischen beiden Kolben eingeschlosse Abgasvolumen aus der Auspufföffnung gedrückt wird.
  • Die vom Hilfskolbenpaar aufgenommene Geschwindigkeit-sinkt dann aber wieder unter diejenige des Arbeitskolbenpaares ab, weil der dem zuletzt betrachteten Hilfskolben qeqenüberliegende lIilfskolben des Ililfskolbenpaares das vor ihm befindliche Zündgemisch verdichtet. Am Ende dieses Vor@anges, zu welchem die kinetische Energie des ITilfskolben paares ohnehin praktisch aufgezehrt ist, wird letzterer dann von der Vorlauf sperre erneut festgehalten, bis die Zündung des komprimierten Gases erfolgt ist und sich der Arbeitskolben genügend weitergedreht hat. Beim vorher genannten Vorgang kommt es zur Verdichtung des Luftvolumens zwischen dem festgehaltenen Hilfskolben und dem nacheilenden Arbeitskolben, bis schließlich nach Freigabe des Hilfskolbens der erwähnte Vorgang eine Wiederholung erfährt.
  • Während eines Umlaufs wirken auf das Ililfskolbenpaar im übrigen die durch die Explosion des zündfähigen Gemisches entstandenen Kräfte also derart ein,daß er dadurch die rleiqunq hat, bei gleichförmig umlaufendem Arbeitskolbenpaar seine Geschwindigkeit kurz vor der Zündung wesen der dann bestebenden , hohen Kompression bis auf nahezu Null zu verringern, während es mit zunehmender Expansion der Verbrennungsgase auf der anderen Seite des llilfskolbens zur Verdichtunq kommt, die ihm bei Freigabe der Vorlaufsperre einen entsprechenden Geschwindigkeitsanstieg gestattet. Man kann zweckmass ig das Widerlager in einem bezüglich des Drehpunktes des Systems bestehenden Winkelbereich mit der Maßgabe einstellbar machen, daß sich die insgesamt bestehende rinqriffsdauer der Vorlaufsperre verändert. Auf diese leise läßt sich leicht ein unterschiedliches kompressionsverhältnis erzielen, und zwar wegen der von außen bestehenden rinariffsmöglichkeit auch während des Laufs der Maschine wobei die FiShrungsbahn des Widerlagers vorteilhaft ein Sriralabschntt ist Die auf das Hilfskolbenpaar einwirkende Rücklaufsperre ist zweckmäßig eine Freilaufkupplung, welche die zur lamlaufrichtung entgegengesetzte Drehrichtung blockiert. Weiterhin ist das Arbeitskolbenpaar vorteilhaft mit einem Nocken ausgeführt, an dem ein die Vorlaufsperre betäti@ender Hebel angreift. Die Vorlaufsperre selbst läßt sich beispielsweise als Schlepphebelsperre ausbilden, die von dem vorerwähnten I!ebel ausgelöst wird und unter einem Winkel an beispielsweise einem Nabenfortsatz des EIilfskolhenpaares angreift, der kleiner als der Reibungswinkel ist und somit den weiteren Umlauf des Systems sperrt, bis der Nocken nicht mehr an dem erwähnten IIebel angreift. Je nach Lage der Anlenkstelle für die Schlepphebel kann man es somit erreichen, daß die Schlepphebel, beginnend zu einem stets gleichen Zeitpunkt, während unterschiedlich langer Zeit das Hilf skolbenpaar blockieren.
  • Die Ungleichförmigkeitsbewegung des Hilfskolbenpaares wird also erfindungsgemäß im wesentlichen durch die Thermodynamik des Systems erzeugt; die Vorlauf sperre hat lediglich noch eine unterstützende Funktion, wenn die Geschwindigkeit ohnehin nahezu den Wert Null erreicht hat. Darüberhinaus ist ein wesentlicher Vorteil die Möglichkeit, den Verdichtungsgrad zu verändern.
  • Um die Voraussetzungen für die ungleichförmige Bewegunq des Hilfskolbenpaares einerseits und die gleichförmige Bewequng des Arbeitskolbenpaares andererseits noch zu verbessern, wird das Hilf skolbenpaar vorteilhaft schmaler und von geringerer klasse als das Arbeitskolbenpaar ausgebildet. Weitere Verbesserungen lassen sich dadurch erzielen, daß zwischen der Auspufföffnung und der Ansaugöffnung eine vergleichsweise kleine Öffnung vorgesehen ist, von der ein in den Kompressionsraum endigender Kanal ausgeht; der einen nur während des letzten Teiles des Auspuffhubes in seine öffnungsstelle gesteuerten Verschluß besitzt. Hierdurch wird erreicht, daß ein Teil der komprimierten Luft zum Ausspülen der Verbrennungsgase benutzt werden kann.
  • Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß dem vom Hilfskolben bei der Kompression hinter sich angesaugten TJuftvolumen kraftstoff für die F dung eines zündfahigen Gemisches zuführbar ist, unca daß die ses durch einen zusätzlichen Zündvorgang im Anschluß an die Zündung des Arbeitstaktes zu dem Zeitpunkt zündbar ist, in welchem der IIilfskolben die Zündstelle freigegeben hat. nie Zündungen lassen sich grundsätzlich leicht mittels Trocken an den Naben der Folbenpaare steuern, wobei für die vorstehend beschriebene Zündung die DJabe des ITilfskolbenpaares geeignet ist. Die nseitere Zündung führt zu einer easexxansion die erheblich besser als komprimierte Luft in der Lage ist, das Hilfskolbenpaar in seiner Geschwindigkeit zu beschleunigen.
  • Hierbei läßt sich ein unterschiedlicher Verdichtungsgrad des Arbeitstaktes schon dadurch erreichen, daß die Menge des zuletzt erwähnten, eingespritzten Kraftstoffes verändert wird.
  • Der Zeitpunkt, zu welchem das lIilfskolbenpaar'freiqegeben wird, kann dabei konstant gehalten werden.
  • Ein wesentlicher Unterschied zwischen diesen beiden Ausführungsformen der Erfindung besteht darin, daß der im Verzögerungsverlauf befindliche Hilfskolben von dem Augenblick an, in dem die Geschwindigkeiten der beiden Kolben gleich groß sind, nach dem ersten Vorschlag durch einen steil abfallenden Gegendruck zum Stillstand gebracht wird, während er beim zweiten Vorschlag durch einen steil ansteigenden Gegendruck zum Stillstand gelangt.
  • Da die zur Verdichtung'eines zündfähigen Gemisches erforderliche Arbeit nur etwa ein Drittel der Bruttoleistung eines Motors beträgt, kann die vom iiilfskolben angesaugte Luftmenge nicht nur demgemäß gedrosselt, sondern auch in diesem Falle zum Ausspülen der Restgase aus dem Auspuffraum benutzt werden. In beiden Fällen kommt es somit zu einer Erhöhung der nutzbaren Motorleistung. Konstruktiv läßt sich die Steuerung der Verdichtung mittels der vorerwähnten, zusätzlichen Hilfstakte leicht dadurch erreichen, daß zwei einander benachbarte Ansaugöffnungen mit geringem peripheren Abstand vorgesehen sind, die mit Verschluß-Drosselklappen ausgebildet sind, deren Stellung vom Arbeitskolbenpaar derart gesteuert ist, daß die in Umlaufrichtung vor der Zündung liegende Ansaugöffnung beim Ansaughub des Arbeitskolbens geschlossen ist.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung lassen sich ebenfalls die Verbrennungsverhältnisse nennenswert verbessern.
  • Dies wird dadurch erreicht, daß in die Ansaugöffnung bzw.
  • in die Ansaugöffnungen Kraftstoff mit Düsen eingespeist wird, die tanqential auf eine Kreisbahn ausgerichtet sind, die in Nähe der zylindrischen Innenwand des Motors verläuft. Auf diese Weise gelangt ein besonders fettes Chemisch innerhalb des Gehäuses in den Bereich des Motorgehäuses, das den Zündkontakten am nächsten ist. Von dieser Stelle aus kann sich die Verbrennung in radialer Richtung ausbreiten, wobei wegen der Schichtung des Gemisches in Nähe der zentralen Kolbennabe nahezu nur noch reine Luft vorlegt.
  • Zur weiteren Veranschaulichung der Erfindung sei auf die sich auf ein Ausführungsbeispiel beziehenden Zeichnungen Bezug genommen.
  • Darin zeigen jeweils in schematischer Darstellung: Fig. 1 einen Querschnitt während der Zündstellung für den Arbeitstakt, Fig. 2 einen Querschnitt während der Zündstellung für den Hilfstakt, Fig. 3 die Ansaugstellung des Arbeitskolbens, Fig. 4 einen Längsschnitt mit Ölumlauf, Fig. 5 ein Schema für die Rücklaufsperre und die Vorlaufsperre, Fig. G eine perspektivische flarst iliing eines cehtiusede ck(ls mit einem fest angebrachten @olbenpaar und Fig. 7 eine Darstellung des Motorgehäuses.
  • Gemäß Fig. 1 laufen im IIohlzylinder 3 das Arbeitskolbenpaar 7, welches mit seiner Nabe in fester Verbindung mit der Abtriebswelle 6 steht, sowie das Hilfskolbenpaar 8 um die Abtriebswelle 6 um. Stirnseitig ist der Motor durch Gehäusedeckel 4 und 5 verschlossen, wie sich aus Fig. 4 ergibt. Man erkennt weiterhin die Auspufföffnung 15 sowie die beiden Ansaugöffnungen 16 und 17, von denen die beiden letzteren mit den Drosselklappen 18 bzw. 19 einstellbar bzw.
  • verschließbar sind. Die beiden Ansaugöffnungen sind mit Ansaugrohren 20 ausgeführt. Man erkennt weiterhin an der der Auspufföffnung 15 und der Ansaugöffnung 16 gegenüberliegenden Stelle die Zündkerze 1n, die in eine Gehäusebohrung 12 eingesetzt ist. Schließlich ist noch in Nähe der Auspufföffnung eine Öffnung 25 erkennbar, die mit einer weiteren, hier nicht dargestellten Öffnung des Kompressionsraumes in Verbindung steht, welche nur kurz vor Beendigung des Auspuffvorganges zu öffnen ist. Während dieses letztgenannten Vorganges ist das Hilfskolbenpaar 8 noch durch in Fis. 1 mit 27 schematisch bezeichnetem Mittel am Vorlauf qehindert, wohingegen das Arbeitskolbenpaar 7 vorlauf. Auf der Rückseite des vor der Zündkammer festgehaltenen Kolhens des Arbeitskolbenpaares kommt es bei vorlaufenden Arbeitskolbenpaar jedoch zu einer Verdichtung, von welcher ein Teil der Ausspülung der Restgase durch die Auspufföffnung dient, hvor letztere von dem anderen Kolben des Kolbenpaares 8 verdeckt wird.
  • Das für den Arbeitstakt erforderliche (".emiscD wird zweckmäßig über die Ansau@öffnung 16 angesaugt, damit ein mö@-lichst großes Ansaugvolumen erzeugt wird.
  • Während Fig. 1 die Zündung des Arbeitstaktes zeigte, veranschaulicht Fig. 2 die Zündung des Hilfstaktes. Für letzteren ist es zuvor zur Ansaugung eines verbrennungsfähigen Gemisches gekommen, jedoch wurde nur soviel Kraftstoff eingebracht, wie er für den dem Arbeitstakt vorausgehenden Verdichtungstakt erforderlich ist. Die Zündung des Hilfstaktes erfolgt, wie sich Fig. 2 entnehmen läßt, zu dem Zeitpunkt, zu welchem ein Kolben des Arbeitskolbenpaares die mit 26 bezeichnete Stellung eingenommen hat.
  • Gemäß Fig. 3 kommt es im Bereich der Ansaugöffnungen 16 bzw. 17 zur Einspritzung von Kraftstoff mittels der Düsen 21. Deren tangentiale Ausrichtung auf umfangsnahe Rreisbahnen führt dazu, daß man eine Schichtung des Zündgemisches erhält, bei welcher die Schicht 22 fett, die Schicht 23 mager und die Schicht 24 nahezu kraftstofffrei ist. Ein derartiges Zündgemisch verbessert die Motorleistung erheblich und führt zu einer wesentlich vollständigereren Verbrennung, so daß auch die Abgase weitgehend giftfrei sind. Die an die Gehäusebohrung 12 angrenzende Zündkammer hat eine weitere, nach außen führende Bohrung 13, die von einer konischen Ventilnadel 14 unter dem Druck einer Feder geschlossen gehalten wird. Der Schaft der Ventilnadel 14 kann durch ein in der Zeichnung nicht wiedergegebenes Gestänge, welches von einem auf der Abtriebswelle 6 befindlichen Nocken gesteuert wird, verschoben werden, um die Zündkammer zu entlüften.
  • Der Druck des gezündeten Gasgemisches stützt sich beim Arbeitstakt auf den gegen Rücklauf gesperrten lIilfskolben ab und wirkt unmittelbar als Drehmoment auf den Arbeitskolben.
  • Wenn der sich hierdurch mit praktisch gleicher Geschwindigkeit weiterdrehende Arbeitskolben die in Fig. 3 gezeichnete Stellung erreicht hat, kommt es weniq später zum Auspuff der Verbrennungsgase, welcher durch den nachlaufenden Hilfskolben und durch die abschließende Spülung vervollständigt wird.
  • Der in Fig. 4 dargestellte Ölumlauf derfolgt unter Verwendunq einer hohlen Abtriebswelle 6. Sie besitzt seitliche öffnungen, die auf entsprechende Kanäle in den Naben der Kolbenpaare 7 und 8 ausgerichtet sind. Die Kanäle durchsetzen die Kolbenpaare und endigen in Öffnungen in Nähe der Rolbenumfänge, die den Gehäusedeckeln 4 bzw. 5 zugekehrt sind.
  • Die Mittel für die Vorlaufsperre bzw. für die Rücklaufsperre sind in Fig. 5 schematisch dargestellt. Darin veranschaulicht das linke Teilbild eine stirnseitige Draufsicht auf die mit dem Hilfskolbenpaar fest verbundene Kreisscheibe 38. An deren Umfang liegen unter geringer Federbelastung sowie in Umlaufrichtung geneigte Schlepphebel 37 an, die jeweils an den festen Stellen 36 angelenkt sind. Es handelt sich somit um eine nur in einer Richtung sperrende Freilaufkupplung, die man auch anders ausbilden könnte. Das rechte Teilbild veranschaulicht die nur zeitweise wirkende Vorlaufsperre. Da diese durch die Bewegung des Arbeitskolbenpaares gesteuert wird, zeigt die Zeichnung eine stirnseitige Ansicht auf die Kreisscheibe 31, welche mit dem zeichnerisch nicht erkennbaren Arbeitskolben in Verbindung steht. Weiterhin erkennt man die größer ausgebildete, das Hilfskolbenpaar tragende Kreisscheibe 38. Die Drehbwegung des Motors erfolgt hierbei, wie auch im Falle der die Rücklaufsperre zeigenden Darstellung, im Uhrzeigersinn. Die Peripherie der Kreisscheibe 31 ist an zwei sich gegenüberliegenden Stellen segmentartig ausgespart, so daß sich Sekanten 41 ergeben, an welchen die Enden zweier Hebel 40 anliegen. Die beiden Hebel sind in den Gelenken 42 gelagert, die sich ihrerseits in ihrer während des Betriebes festen Lage in Richtung der Doppelpfeile 43 verschieben und einstellen lassen. Auf diese Weise kann man den Wirkungseingriff der Hebel 40 an den Sekanten 41 verändern; dies ist z.B. dann erforderlich, wenn man den Zeitpunkt verändern will, zu welchem während eines Umlaufs des Motors das in Vorlaufrichtung arretierte Hilfskolbenpaar freigegeben werden soll. Um eine Sperre zu ermöglichen, ist an jedem Hebel 40 an der Stelle 49 noch ein Schlepphebel 44 angelenkt, der. an der Peripherie der Scheibe 38 angreift, sofern der Hebel 40 von der Peripherie der Scheibe 31 in den Bereich der Sekante 41 übergeht. Das Gelenk 42 läßt sich zweckmäßig entlanq eines Spiralabschnittes verschieben, so daß sich der Einqriffspunkt des hinreichend lang bemessenen sowie federbelasteten Hebels 44 stets so wählen läßt, daß er an der gleichen Stelle des Umlaufs des Hilfskolbenpaares, nämlich kurz vor der Zündung, letzteres festhält, wohingegen die Dauer der Arretierung in der beschriebenen Weise veränderbar ist. An Stelle der Sekante 41 läßt sich zur Unterstützung dieser Wirkung auch eine zweckentsprechende Kurve wählen, deren Beginn beispielsweise so gestaltet ist, daß der Hebel 40 unabhängig von der qewählten Lage des Gelenkes 42 zu Beginn der'Kurve eine Stellung einnehmen kann, in welcher der Hebel 44 den Vorlauf sperrt.Die eine seitigen Pfeile in Fig. 5 deuten die Kraftwirkung von Federn an.
  • An Stelle der vorstehend beschriebenen Mittel für die Sperrung des Vorlaufs können vorteilhaft auch zeichnerisch nicht dargestellte, elektromagnetisch gesteuerte Organe Verwendung finden, die mittels eines Magneten gesteuert werden, der mit der Scheibe 31 umläuft.
  • Der Zusammenbau des Motors kann im übrigen sehr leicht ausgeführt werden. Fig. 6 zeigt eines der beiden Kolbenpaare 7 bzw. 8 mit der dazugehörigen Scheibe 31 bzw. 38. Wie Fig.
  • 7 erkennen läßt, werden die beiden Kolbenpaare 7 und 8 über die Abtriebswelle 6 unter Zwischenschaltung des Hohlzylindera 3 geschoben, wobei lediglich das Arbeitskolbenpaar 7 und seine Scheibe 31 in feste Verbindung mit der genannten Abtriebswelle 6 gebracht wird.
  • Vorstehend konnte dargelegt werden, daß die neue Rotationskolbenmaschine einen konstruktiv äußerst einfachen und den bisher bekannt gewordenen Ausfährungsformen somit überlegenen Aufbau hat. Weiterhin ist es, wie ausgeführt werden konnte, leicht möglich, den Verdichtungsgrad der Maschine zu verändern. Dies kann mit Hilfe entsprechender Einstellmittel ohne Schwierigkeiten sogar während des Betriebes geschehen, so daß sich die Maschine den jeweiligen Belastungsverhältnissen anpassen kann. Da außerdem für die Verdichtung in der Regel etwa 30 % der erzeugten und verwertbaren Motorleistung verbraucht werden, bedeutet die Erzeugung der Verdichtungsarbeit mit Hilfe eines zusätzlichen, sich an einen Arbeitstakt anschließenden HilfstakteXeine beträchtliche Entlastung der Motorleistung, so daß insgesamt eine demgemäß höhere Leistung zur Verfügung steht. Schließlich ermöglicht die erfindungsgemäß vorgeschlagene Art der Kraftstoffeinbringung über eine vollständigerere Verbrennung nicht nur eine Leistungssteigerung, sondern gleichfalls eine Herabsetzung der Kohlenmonoxydgehalte im Abgas, wodurch dessen Giftigkeit erheblich vermindert wird.
  • Zur Anpassung an unterschiedliche Belastungen lassen sich zweckmäßig mehrere erfindungsgemäße Maschinen auf einer gemeinsamen Abtriebswelle anordnen.
  • Erfindungsgemäß ergibt sich eine hesonders vorteilhafte netriebsweise, wenn infolge Drosselunq der Caszufuhr für den Arbeitstakt und damit verbundener Verrinqerung des Verdichtungsenddruckes bei gleichem Verdichtungsgrad die Drossel für das ilfstaktgemisch weiteWgeöffnet wird, um hiermit einen höheren Verdichtungsgrad zu erreichen, so daß der Verdichtungsenddruck etwa konstant auf seinem optimalen Wert gehalten wird. Dies bedingt erheblich verbesserte Verbrennungsverhältnisse im Leerlaufbetrieb, so daß die Luftverunreinigung in der flähe von Verkehrsampeln wirkungsvoll verringert wird. Neben vielen anderen vorteilhaften Möglichkeiten qestattet die quantitative Einstellung eines zndfigen Gemisches für den Hilfstakt u.a. auch die Anpassung an unterschiedliche Benzinarten, wie z.B. an Normalkraftstoffe bzw. Superkraftstoffe.

Claims (14)

  1. PATENTANSPRÜCHE:
    i) Mittelachsige Umlaufkolben-Kraftmaschine mit wenigstens zwei in einem zylindrischen Gehäuse umlaufenden, auf Naben angeordneten Kolbenpaaren, die während ihres Umlaufs Kammern unterschiedlicher Volumina bilden, und eine Zündung für das verdichtete Luft-Kraftstoffgemisch besteht, wobei Auspuff- und benachbarte Ansaugöffnungen für das Einbringen komprimierbarer und zündfähiger Gemische im peripheren Abstand von der Zündstelle im Gehäuse vorgesehen sind, und wobei wenigstens eine der Naben unter der Einwirkung einer Rücklaufsperre besteht, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rücklaufsperre (36, 37) ständig auf dasjenige der beiden Kolbenpaare (7, 8) einwirkt, welches als Hilfskolbenpaar (8) ausgebildet ist, und sich an einem bezüglich der Kolbendrehungen festen Widerlager abstützt, welches außerdem eine auf das Hilfkolbenpaar (8) wirkende, einrückbare Vorlaufsperre (40, 42, 44, 49) trägt, die das Hilfskolbenpaar in Umlaufrichtung vor der Zündstelle im Gehäuse bzw.
    Zündstellung festzuhalten vermag und von einem vom anderen Kolbenpaar (7), welches als Arbeitskolbenpaar für den Antrieb ausgebildet ist, gesteuerten Organ in seine Festhaltestellung zu bringen ist, wobei das Organ die Vorlaufsperre (40, 42, 44, 49) frühestens dann wirksam werden läßt, wenn das Arbeitskolbenpaar (7) die Zündstellung erreicht hat, und wobei das Hilfskolbenpaar (8) solange in dieser Stellung festgehalten bleibt, bis der angrenzende Arbeitskolben mindestens die Nähe der Auspufföffnung (15) erreicht hat.
  2. 2. Mittelachsige Umlaufkolben-Kraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem vom Hilfskolben bei der Kompression hinter sich angesaugten, angrenzenden Luftvolumen Kraftstoff für die Bildung eines zündfähigen Gemisches zuführbar ist, und daß dieses durch einen zusätzlichen Zündvorgang im Anschluß an die Zündung des Arbeitsaktes zu dem Zeitpunkt zündbar ist, zu welchem der Hilf skolben die Zündstelle freigegeben und der nacheilende Arbeitskolben diese noch nicht erreicht hat.
  3. 3. Mittelachsige Umlaufkolben-Kraftmaschine nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerlager in einem bezüglich des Drehpunktes des Systems.bestehenden Winkelbereich mit der Maßgabe einstellbar ist, daß sich der Eingriffsbereich der Vorlaufsperre verändert.
  4. 4. Mittelachsige Umlaufkolben-Kraftmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Arbeitskolbenpaar (7) fest mit der Abtriebswelle (6) verbunden ist, auf welcher das Hilfskolbenpaar (8) frei umläuft.
  5. 5. Mittelachsige Umlaufkolben-Kraftmaschine, nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der beiden Kolbenpaare auf seiner dem jeweils anderen Kolbenpaar gegenüberliegenden Stirnseite mit einer Kreisscheibe (31,38) fest verbunden ist, welche Kreisscheibe (31,38) zusammen mit einem die Auspuff- und Ansaugöffnungen (15,16,17) aufweisenden Hohlzylinder (3) das Innenvolumen der Maschine um schließen.
  6. 6. Mittelachsige Umlaufkolben-Kraftmaschine , nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtriebswelle (6) hohl ausgeführt ist und seitliche Offnungen besitzt, die auf entsprechende Kanäle in den Naben der Kolbenpaare ausgerichtet sind, welche Kanäle die Kolbenpaare durchsetzen und in Öffnungen in Nähe der Kolbenumfänge endigen.
  7. 7. Mittelachsige Umlaufkolben-Kraftmaschine, nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfskolbenpaar(8)schmaler und von geringerer Masse als das Arbeitskolbenpaar (7) ausgeführt ist.
  8. 8. Mittelachsige Umlaufkolben-Kraftmaschine, nach den Ansprüch'en 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,daß zwischen der Auspufföffnung (15) und der Ansaugöffnung (16) eine vergleichsweise kleine Öffnung vorgesehen ist, von der ein in den Kompressionsraum endigender Kanal ausgeht, der einen nur während des letzten Teils des Auspufftaktes in seine öffnungsstellung gesteuerten Verschluß besitzt.
  9. 9. Mittelachsige Umlaufkolben-Kraftmaschine, nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwei einander benachbarte Ansaugöffnungen (16,17) mit geringem peripheren Abstand vorgesehen sind, die mit Verschluß-Drosselklappen (18,19) ausgebildet sind, deren Stellungen vom Arbeitskolbenpaar (7) derart gesteuert sind, daß die in Umlaufrichtung vor der Zündung liegende Drosselklappe (18) beim Ansaughub durch das Arbeitskolbenpaar geschlossen ist.
  10. 10. Mittelachsige Umiaufkolben-Kraftmaechine , nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in die Ansaugöffnung (16) bzw. Ansaugöffnungen (16,17) Kraftstoff mit Düsen (21) einspritzbar ist.
  11. 11. Mittelachsige Umlaufkolben-Kraftmaschine, nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (21) tangential auf eine Kreisbahn (24) ausgerichtet sind, die in Nähe der zylindrischen Innenwand der Maschine verläuft.
  12. 12. Mittelachsige Umlaufkolben-Kraftmaschine, nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfskolbenpaar (8) mit einem die der Umlaufrichtunq entgeqenqesetzte Drehrichtung sperrenden Freilauf ausgeführt ist,
  13. 13. Mittelachsige Umlaufkolben-Kraftmaschine,nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Arbeitskolbenpaar (7) mit einem Nocken versehen ist, an dem ein die Vorlaufsperre betätigender Hebel (40) angreift.
  14. 14. Verfahren für den Betrieb einer mittelachsigen Umlaufkolben-Kraftmaschine nach den Ansprüchenl bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß bei nrosselung der Gaszufuhr für das Arbeitstaktgemisch und der damit verbundenen Verringerung des Verdichtungsenddruckes bei gleichbleibendem Verdichtungsgrad die Gaszufuhr für das flilfstaktgemisch mit der Maßgabe erhöht wird, daß sich ein höherer Verdichtungsgrad ergibt, bis der optimale Verdichtunasenddruck erreicht ist.
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DE19732320353 Pending DE2320353A1 (de) 1973-04-21 1973-04-21 Mittelachsige umlaufkolben-kraftmaschine

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013004808A1 (de) * 2013-03-18 2014-09-18 Siegfried Illmer "Ringzylinderkolbenmotor"eine Verbrennungskraftmaschine mit mindestens zwei sich gegenüberliegenden massereichen, in einem ringförmigen Zylinder ununterbrochen umlaufenden Arbeitskolben, zwischen denen mindestens zwei massearme Steuerkolben diskontinuierlich durch ein Umlaufrädergetriebe und eine elektromagnetisch steuerbare Kupplung bewegt werden
EP2820305A4 (de) * 2012-02-02 2016-02-24 Exodus R&D Internat Pte Ltd Pumpen- und/oder kompressorenanordnung mit passenden schwingfähigen schaufelelementen zur gleichzeitigen aufnahme und abgabe von fluiden
EP3070289A4 (de) * 2013-11-13 2017-06-07 Shili He Drehmotor

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US9777624B2 (en) 2013-11-13 2017-10-03 Shili HE Improved-efficiency rotary engine with moveable baffle

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