DE2360304A1

DE2360304A1 - Verbrennungsdrehkolbenmotor

Info

Publication number: DE2360304A1
Application number: DE2360304A
Authority: DE
Inventors: Joachim Marcus
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-12-04
Filing date: 1973-12-04
Publication date: 1975-06-05

Description

Joachim Marcus

Yerbrennungsdrehkolbenmotor.

Die Erfindung "betrifft einen Verbrennimgsdrehkolhenmotor

der vorrangig den heutigen Erkenntnissen und Notwendigkeiten dienen soll, /indem er Brennstoff sparen hilft und die Umwelt weniger, als es bisher der lall war, belastet. . '_-'■-. '.-·

Es ist bekannt, daß der Kolbenverbrennungsmotor mit ca. 20$ Brennstoff ausnutzung einen außerordentlich schlechten Wirkungsgrad, außerdem starken Verschleiß

und hohes Gewicht hat. : ■ '-..

Dies führte zu laufenden Vorschlägen von Drehkolbenmotoren, denen aber immer Dichtung.sschwierigkeiten eigen waren, weil die Lagerung der.Drehkolben zum Teil wie beim Wankelmotor ineinanderliegen und zu Ungenauigkeiten und Rattern führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde diese Mangel zu beseitigen, den Brennstoffverbrauch zu reduzieren und das Abgas günstiger zu beeinflussen. ^: :

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Lagerung von 2 Drehkolbenwellen außerhalb der drehenden "Kolben" erfolgt und durch überdimensionierte Lager und spielfreien Zahntrieb| in bekannter Bauweise, einen sehr präzisen Lauf in genauer Lage sichert, womit ein reibfreier und gut dichtender Kreisprozeß abläuft, der eine Schmierung nicht erfordert. Diese nicht notwendige Schmierung gestattet den Verzicht auf Kühlung / bzw. eine drastische Reduzierung dieser,, womit der beträchtliche Wirkungsgradverlust einer Kühlung vermieden wird.. Λ

Eine in der Zeichnung dargestellte Zahnform, aus der Übersetzung 1:2 entstanden, geradeverzahnt_r und die besondere Lage der Ein— und Austritte,. ""tier> Über ström— effekt mit Brennstoffzufuhr und Zündung ermöglicht die Verwendung als Verbrennungsmotor. λ ;

Die mit dieser Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen darin, daß der Motor insbesondere als Fahrzeugmotor Energie spart und die Umweltbelastung verringert. Der neue Drehkolbenmotor ist im Vergleich zu einem Kolbenmotor kleiner und leichter. Eventuell kann das Kühlsystem ganz entfallen. Der Motor wird nicht mehr geschmiert, deshalb entfallen Ölvorrat, ölpumpe und Filter. Der Startvorgang erfordert eine geringere Leistung, da die Eeibung eines Kolbenmotors entfällt, das bedeutet einen kleineren Anlasser und kleinere Batterien. Insgesamt führt das zu einem merklich kleineren Fahrzeuggewicht und entsprechend geringerem Brennstoffverbrauch. Da der Motor selbst einen wesentlich besseren Wirkungsgrad besitzt, ist der Verbrauch auch von dieser Seite noch einmal reduziert.

Außerdem werden an den Brennstoff geringere Ansprüche gestellt, eventuell ist ein Dieselbrennstoff ausreichend. Die durch die Bauform erzwungene günstigere Verbrennung eines additivlosen Brennstoffes, ohne eine Mitverbrennung von Schmieröl, ergeben eine vielfach geringere Umweltbelastung durch das Abgas, welches wiederum durch den geringeren Brennstoffverbrauch in kleineren Mengen anfällt. Die Lärmbelästigung kann ohne Leistungsverlust um ein Vielfaches verringert werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in seinem wesentlichen Kernstück dem Kolbenlauf und dem Kreisprozeß in den folgenden 9 Zeichnungen dargestellt und beschrieben.

Die unterschiedliche Bezeichnung der Räume ist notwendig, da die Zuordnung der .Räume zueinander eine Verschiebung erfährt, wie in der Beschreibung von Figur 8 unter L zu erkennen ist.

Die weiteren zum Motor gehörenden Teile und Einrichtungen sind, um den Umfang der Beschreibung klein zu halten, nicht mit aufgeführt und für das Verständnis des Motors nicht von Bedeutung.

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Die Figuren 1 - 9 zeigen die einzelnen Abläufe, die in vier Funktionen unterteilt werden.

"" F ■>■ Füllen ' ".;: \ - .- '■-■'-■ K .".-=■" Kompremieren .-._■■:. B =; Brennen.;.: ;

L = leeren, Expandieren^ =, .

Da sich der Verbrennungsraum im Bereich B teilt ist im Folgenden unterschieden. V . .

V = Vorraum ." " - -; - """■;-.-■-■" N = Nachraum - ' ^{; ;}

Die Räume um die schneller drehende felle· in i'orm eines Zahnrades werden römisch von 1 — IV beziffert,.

Die Räume des langsam laufenden Gegenrades arabisch . von 1-8.

im Füllbereich.sind bezeichnet mit ; .

E = der Frischlufteintritt ; ^; A .-.-;=^: Abgasäustritt. ■ .■ \ --.-."■ ' - - '

Die übrigen Austritte'für Abgas sind bezeichnet mit

Α'.λ im L =; ,Expansionsbereieh - . -;.""-A" im E = ]fcompressionsbereieh.₅

In Figur 1. erfolgt bei = ^; y-_'■■: _:; ■ - -·■

F Restfüllung.des Raumes I mit Gebläsefrischluft auf ^v leichten Überdruck. ; '■_■'■■_

. Restentspannung des Raumes IY.

K Fast^^ En'de der .Spülung des Raumes/ ,2 . , ; , , durch Verkleinerung ".·" des Raumes Ii. '■■_■-

B -Die Verbrennung läuft', das Volumen aus· 57 'strömt über TJ nach 3N und erhält Brennstoff und beginnt den Arbeitsprozeß. >· ■ · * . '"■'-■-

Ii Die Räume III und 4 führen die Drü'ekenergie durch Entspannung in mechanische Energie, über.

In Figur 2 erfolgt bei

F Restfüllung des Raumes I mit Gebläsefrischluft. Restentspannung des Raumes: IV.

Z Beginn der Kompression der Räume II und 2.

B Die Verbrennung läuft. 3V füllt über U weiter 3N.

I Die Räume III und 4 kommen zum Ende der Entspannung.

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_ 4 In Figur 3 erfolgt bei ·

F Der Saum 1 ist mit Frischluft gefüllt und scheidet aus der weiteren Betrachtung unter F aus. Der Raum IY wird vom Eintritt E zum Austritt A durchblasen.

K Die Säume II und 2 werden weiter verkleinert und die Firschluft kompremiert.

B Der Zünd- und Einspritzvorgang ist beendet, die Expansion schreitet fort.

L Die Expansion des Saumes 4 ist beendet. Der Raum III entspannt weiter.

In Figur 4 erfolgt die

Fortsetzung der Funktionen wie in Figur 3> nur daß nun in III auch die Leerung einsetzt.

In Figur 5 erfolgt bei

F Die weitere und kräftigere Durchspülung des Raumes IY mit Frischluft.
Saum I bleibt unverändert.

K Die Kompression steigert sich.

B Die Expansion geht weiter.

L Die Leerung durch Überdruck des Saumes III beginnt.

In Figur 6 erfolgt bei

F Die weitere und stärkste Spülung des Raumes 4.

K Die Kompression des Raumes 2 tritt in ihre letzte Stufe.

B Die Expansion des Raumes 3 geht weiter. L Die Leerung des Raumes III geht weiter.

In Figur 7 erfolgt bei

F Die Durchspülung des Raumes IV beginnt sich abzuschwächen.

K Die Kompression von II 2 steigert sich. Eine leichte Kompression von I beginnt.

B Der Raum 3 expandiert weiter. L Der Raum III entspannt.

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In Pigur 8 erfolgt bei ·

P Die Eestspülung des Raumes IV.

K Die weitere leichte Vorverdichtung von I,

B Die Endkompression II 2.

L Der Raum 3 erweitert sich zu 3 II« Der Raum III ändert sich nicht.

In Figur 9 erfolgt bei

F Der Austritt wird schon sehr klein, so dai3 der Spülvorgang von Raum IV dem Ende zugeht. ·

K. Die Leichte, vorverdichtete Luft von Raum I' spült nun den Raum 1.

B Die Kompression ist praktisch beendet und das überströmen beginnt.

Das Volumen 2V wird über U nach 2N gedrückt. In dieser Phase beginnt die Zündung und Brennstoffeinspritzung. -.-■"-■ .

L Der neu gebildete Raum II 3 expandiert weiter. Der Raum III beginnt über den Austritt seine öffnung.

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Claims

Patentanspräche

Il .J Verbrennungsdrehkolbenmotor,

dadurch gekennzeichnet, daß eine in der Zeichnung dargestellte spezielle Zahnform, die besondere Lage der Ein- und Austritte und der Überströmeffekt die Verwendung als Verbrennungsmotor ermöglichen.
2. Verbrennungsdrehkolbenmotor,

dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung von 2 Drehkolbenwellen außerhalb der.drehenden "Kolben" erfolgt und durch überdimensionierte Lager und spielfreien Zahntrieb, in bekannter Bauweise, einen sehr präzisen Lauf in genauer Lage sichert, womit ein reibfreier und gut dichtender Kreisprozeß abläuft, der eine Schmierung nicht erfordert. Die nicht notwendige Schmierung gestattet den Verzicht auf Kühlung bzw. eine drastische Reduzierung dieser, womit der beträchtliche Wirkungsgradverlust durch diese vermieden wird.
3. Verbrennungsdrehkolbenmotor,

dadurch gekennzeichnet, daß das Zahn- und Gegenrad im Verhältnis 2:1 übersetzt und mit den Formen entsprechend der Zeichnung in den Haupteingriffsphasen eine 3 fach-fast-Berührung mit der in Anspruch 2 genannten Reibfreiheit besitzt, und daß die "Verzahnung" nicht in der üblichen Weise schräg, sondern gerade, oder nur leicht schräg ist, um den .üompressionseffekt in einem Zahnraum zu steuern.
4. Verbrennungsdrehkolbenmotor,

dadurch gekennzeichnet, daß die Lärmbelästigung der Umwelt durch den .ίοtor, unabhängig vom Abgasdämpfer, wesentlich geringer ist, da die Expansion weiter fortschreitet und damit der aus tr it"ts druck niedriger ist. Der Austritt der Abgase je Verbrennungsraum, welcher sich in 2 Räume teilt, läuft an je 2 Stellen ab. Diese 4 Auspuffe je Raum sind zeitlich unterschiedlich verschoben. Eine Schallwellen·^· erzeugung ist damit fast vollständig zerstörbar, .was mit dem nachfolgenden Rohrsystem perfektioniert werden kann.

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5. Verbrennungsdrehkolbenmotor,

dadurch gekennzeichnet, daß eine Düse die Brennstoffeinspritzung in 8 Räume, die sich an derHüse vorbeidrehen, durchführt und damit eine gleichmäßigere.Dosierung auf die 8 Räume sichert.

Das Einspritzen in die Verbrennung erfordert nur noch einen-anspruchslosen, umweltfreundlichen Brennstoff und ermöglicht trotzdem eine hohe Verdichtung mit dem entsprechend hohem thermischen Wirkungsgrad.
6. Verbrennungsdrehkolbenmotor nach Anspruch 1 und 3,

dadurch gekennzeichnet, daß das gesamte zu verarbeitende Gasvolumen durch die' Zwischenräume der ineinanderkämmenden beid'en Teile mit hindurch genommen wird und damit entgegen dem Zahnradpumpensystem arbeitet. .
7· Verbrennungsdrehkolbenmotor nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß der Motor durch ein Gebläse belüftet wird. Ein Saugvorgang findet nicht statt, wodurch ebenfalls eine Leistungssteigerung vornehmlich im Teillastbereich ohne Mehraufwand an Brennstoff entsteht.
8. Verbrennungsdrehkolbenmotor nach Anspruch 1,

dadurch, gekennzeichnet, daß der Expansionsraum größer als der Verdichtungsraum ist. Das Verhältnis ist etwa 5:3· Diese xntehsivere Ausnutzung der Expansion bewirkt zwangsläufig eine Yifirkungsgradverbesserung.
9. Verbrennungskolbenmotor nach Anspruch 1 und 5,

dadurch gekennzeichnet, daß eine intensive Wirbelung, durch das Überströmen erzeugt, einen guten Verbrennungsablauf ergibt, wodurch das Abgas weitgehendst frei Ton CO /", also erheblich umweltfreundlicher, ist. "" "
10. Verbrennungsdrehkolbenmotor· nach Anspruch 1 und 5,

dadurch gekennzeichnet^ daß der fiegelvorgang über die beiden Spülvorgänge und die Brennstoffsteuerung erfolgt.

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