DE2344690A1 - Rotationskolbenmotor - Google Patents

Description

Dipl.-lng. H. Sauerland · Dr.-{ng. R. König · DipL-lng. K. Bergen Patentanwälte · 4οαα Düsseldorf 3O ■ Cecilienallee 76 - Telefon 432733

4. September 1975 28 875 B

Aisin. Seiki Kabushiki Kaisha,1, Asahi-machi 2-chome, Kariya-shi, Aichi-ken,Japan

"Rotationskolbenmotor"

Die Erfindung bezieht sich auf einen Rotationskolbenmotor, der aus einem Gehäuse mit einer inneren Mantelfläche, einem mehreckigen, mit an den Ecken angeordneten Dichtungen entlang der Mantelfläche gleitenden Kolben und einer im Bereich der Mantelfläche im Gehäuse angeordneten, zur Aufnahme einer Zündkerze dienenden Öffnung besteht.

Um an der Mantelfläche eine bessere Verbrennung eines unter Druck stehenden brennbaren Gemischs zu erhalten, sollte die die Zündkerze mit dem Gemisch verbindende Öffnung verhältnismäßig groß sein. Um jedoch eine gute Abdichtung zwischen dem expandierenden, unter hohem Druck stehenden Gas und dem unter Druck stehenden Gemisch zu erhalten, wenn die einen Linienkontakt bildende Kantendichtung die Öffnung passiert, sollte die Abmessung der Öffnung verhältnismäßig klein sein«

In einem herkömmlichen Rotationskolbenmotor' ist die Öffnung kreisförmig, wobei der Durchmesser lediglich darauf abgestimmt ist, durch die in der Öffnung eingesetzte Zündkerze eine gute Zündung des Gemischs zu erhalten. Auf diese Weise wird zwar eine gute Zündeigenschaft erreicht,

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jedoch tritt ein Überströmen des Brenngases zu dem unter Druck stehenden Gemisch auf, insbesondere, wenn der Motor mit geringer Umdrehung läuft, wie beispielsweise im Leerlauf. Die Nachteile einer solchen schlechten Abdichtung werden im folgenden beschrieben.

Bei niedriger Umdrehung des Rotationskolbenmotors und wenn eine der Kantendichtungen des Kolbens die Zündker— zenöffnung passiert, strömt Brenngas aus dem davor gelegenen Arbeitsraum über die Öffnung in das unter Druck stehende Gemisch. Das bedeutet, daß das Gemisch zu früh vor dem oberen Totpunkt brennt, so daß der Rotationskolbenmotor zum Abbremsen neigt.

Um dieses Problem zu vermeiden, wird die Leerlaufdrehzahl hoch genug gehalten, um das Überströmen zu verhindern. Wenn jedoch die Leerlaufdrehzahl zu hoch ist, ergibt sich ein bedeutendes Anwachsen der Kupplungsbela— stung und damit eine Beeinträchtigung der Lebensdauer der Kupplung. Wenn ferner ein mit einem solchen Rotationskolbenmotor angetriebenes Fahrzeug ein Getriebe mit; einem Drehmomentwandler aufweist, besteht die Gefahr, daß während des Parkens des Fahrzeugs die Kriechgeschwindigkeit sich erhöht, so daß eine größere Bremskraft erforderlich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rotationskolbenmotor der eingangs genannten Art zu schaffen, der sowohl eine gute Zündung ermöglicht als gleichzeitig auch eine gute Abdichtung aufweist, um das Überströmen von Brenngas zu verringern.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die Öffnung der Zündkerze als die Zündkerze mit dem unter Druck stehenden Gemisch verbindender Schlitz ausgebildet

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ist, dessen Längserstreckung parallel zur Längsrichtung der Kantendichtung verläuft.

Da die Breite des Schlitzes im Vergleich zum Durchmesser der herkömmlichen kreisförmigen Öffnungen in Bewegungsrichtung der Kantendichtung sehr schmal ist, ist die Zeit, die die Kantendichtung zum Überschreiten der Schlitzöffnung benötigt, sehr kurz, so daß das tiberströmen von Brenngas entlang, der Kantendichtung merklich reduziert wird. Dadurch wird ein frühzeitiges Verbrennen des unter Druck stehenden Gemischs wirksam verhindert.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäß ausgebildeten Rotationskolbenmotor ;

Fig. 2 eine Einzelheit gemäß A in Fig. 1 j und

Figo 3 eine Aufsicht in Richtung des Pfeils a gemäß Fig. 2.

Ein in Fig. 1 dargestellter Rotationskolbenmotor grundsätzlich herkömmlicher Konstruktion besteht aus einem Gehäuse 1 mit einer inneren Mantelf lache 2, an der ein dreieckförmiger Kolben 4 mit drei Eckkantendichtungen 5, 5>j und 5p umläuft, und der durch Zusammenwirken eines nicht dargestellten inneren Zahnrades des Kolbens 4 mit einem gleichfalls nicht dargestellten Außenzahnrad des Gehäuses 1 eine oszillierende Bewegung durchführt. Das Gehäuse 1 besitzt ferner einen Einlaßkanal 6, einen Auslaßkanal 8 und eine Öffnung 3 zur Aufnahme einer Zündkerze 7. Eine mit dem Kolben 4 verbundene Abtriebswelle

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überträgt über eine nicht dargestellte Getriebeverbindung die Antriebskraft des Rotationskolbenmotors auf einen Verbraucher, wie beispielsweise ein Getriebe eines nicht dargestellten Fahrzeugs.

Der in Fig₀ 1 dargestellte Rotationskolbenmotor arbeitet in der folgenden Weise:

Ausgehend vom Einlaßkanal 6 findet über einen ersten Drehwinkel von ungefähr 90° des Kolbens 4 der Ansaugtakt statt, wobei über den Einlasskanal 6 ein brennbares Gemisch in den Motor eingesaugt wird. In der nächsten 90°-Drehphase des Kolbens 4 findet der Verdichtungstakt statt, in welchem das Gemisch komprimiert wird. Ungefähr im letzten Teil des Verdichtungstaktes wird das Gemisch durch die Zündkerze 7 gezündet. In der nächsten 90°-Drehphase läuft der Expansionstakt ab, in welchem das gezündete Gemisch expandiert und dabei das Motordrehmoment erzeugt. Die letzte 90°-Drehphase ist der Auslaßtakt, in welchem das gezündete Gas über den Auslaßkanal 8 abgelassen wird. Es versteht sich, daß die angegebenen Winkel keine genauen Werte darstellen. Die Abtriebswelle 9 macht bei jedem Viertaktzyklus des Kolbens 4 jeweils eine Umdrehung.

Die oben beschriebene Konstruktion und die Funktionsweise des Motors sind allgemein bekannt und es ist daher eine ausführliche Erläuterung nicht notwendig.

Das Merkmal der Erfindung bezieht sich auf die Form der Öffnung 3, die es ermöglicht, daß das brennbare Gas mit der Zündkerze 7 und dem von der Mantelfläche 2 umschlossenen Raum in Verbindung gelangt, um das Gemisch zu zünden.

Wie aus den Fig. 2 und 3 hervorgeht, ist die Öffnung 3

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erfindungsgemäß als Schlitz ausgebildet, dessen Längserstreckung parallel zur Längsrichtung der Kantendichtung 5 verläuft, so daß die Breite des Schlitzes in der Drehrichtung klein ist.

Theoretisch "bildet die Kantendichtung 5 mit der Mantelfläche 2 des Gehäuses 1 eine Linienberührung, so daß Jede kleine im Gehäuse gebildete Öffnung einen Abströmweg entlang der Kantendichtung 5 bildet, wenn diese die Öffnung 3 passiert. Da jedoch die Breite der Öffnung 3 im Vergleich zu einer herkömmlichen kreisförmigen Öffnung, wie sie in Fig. 3 in gestrichelten Linien dargestellt ist, klein ist, ist die Zeit, in der die Kantendichtung 5 die Öffnung 3 passiert, sehr kurz. Wenn bei einer bekannten Rotationskolbenmaschine die Kantendichtung entlang der Zündkerzenöffnung gleitet, findet in dem gemäß Fig. 1 auf der rechten Seite der Kantendichtung 5 gelegenen Raum CL die Verdichtungsphase statt, in welcher unter Hochdruck stehendes gezündetes Gas vorhanden ist. Der auf der linken Seite der Kantendichtung 5 liegende Raum Cp enthält das unter Druck stehende brennbare Gemisch, was noch nicht vollständig verdichtet ist. Wenn nun an der Kantendichtung 5 über die Zündkerzenöffnung 3 ein Überströmen stattfindet, strömt das brennende unter Hochdruck stehende Gemisch in das brennbare unter niedrigem Druck stehende Gemisch, so daß dieses Gemisch zu früh gezündet wird.

Da die Zeit für die Bewegung der Kantendichtung entlang der geringen Breite der Öffnung 3 beim Gegenstand der Erfindung sehr kurz ist, kann kaum heißes Gas aus dem Raum CL in den Gemischraum Cp überströmen. Dies ist deshalb der Fall, weil nur, nachdem die Berührungslinie der Kantendichtung 5 die linke Kante der Öffnung 3 passiert, ge-

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kühlt es, unter hohem Druck stehendes Gas im Zündkerzenraum in den Gemischraum Cp strömt und das heiße, unter Hochdruck stehende Gas im Raum CL in die Öffnung 3 strömt, um das Gemisch iia Raum C~ zu zünden, so daß nicht genügend Zeit für das Gas zur Verfügung steht, um durch die Öffnung 3 zu strömen. Somit wird ein frühzeitiges Zünden und ein Anhalten des Motors verhindert. Da das frühzeitige Zünden gewöhnlich bei niedrigen Drehzahlen, "beispielsweise im Leerlauf auftritt, wird "bei herkömmlichen Motoren die Leerlaufdrehzahl hoch gehalten. Eine hohe Leerlauf drehzahl hat jedoch eine ganze Reihe von Nachteilen. Gemäß der Erfindung kann die Leerlaufdrehzahl niedrig gehalten werden, so daß die genannten Nachteile vermieden werden.

Die Fläche der schlitzförmigen Öffnung 3 kann zum Zünden durch die Zündkerze die Hälfte der Fläche der herkömmlichen kreisförmigen Öffnung' . betragen. Somit kann die Breite des Schlitzes im Vergleich zu der kreisförmigen Öffnung weiterhin sehr klein gehalten werden.

Wenn unmittelbar hinter dem Auslaßkanal eine Nachverbrennungsanlage angeordnet ist, um das austretende Gas zu reinigen und dadurch eine Luftverschmutzung zu verhindern, wird bei herkömmlichen Anlagen durch den Druck des austretenden Gases das Überströmen vergrößert. Durch die erfindungsgemäße schlitzförmige Ausbildung der Zündkerzenöffnung wird jedoch das Überströmen auch in diesem Fall auf einem Minimum gehalten und damit ein frühzeitiges Verbrennen des unter Druck stehenden Gemischs verhindert.

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Claims (1)

1. Aisin Seiki Kabushiki Kaisha, 1, Asahi-machi

   2-chome, Kariya-shi, Aichi-ken,Japan

   Patentanspruch:

   Rotationskolbenmotor, bestehend aus einem Gehäuse mit einer inneren Mantelfläche, einem mehreckigen, mit an den Ecken angeordneten Dichtungen entlang der Mantelfläche gleitenden Kolben und einer im Bereich der Mantelfläche im Gehäuse angeordneten, zur Aufnahme einer Zündkerze dienenden Öffnung, dadurch g e kennzeichnet, daß die Öffnung (3) als
   Schlitz ausgebildet ist, dessen Längserstreckung parallel zur Längsrichtung der Kantendichtung (5) verläuft.

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