DE2433942B2

DE2433942B2 - Luftansaugende rotationskolben- brennkraftmaschine mit brennstoffeinspritzung

Info

Publication number: DE2433942B2
Application number: DE19742433942
Authority: DE
Inventors: Masaharu; Satou Haruhiko; Hiroshima Shimoji (Japan)
Original assignee: Toyo Kogyo Co Ltd
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1973-07-16
Filing date: 1974-07-15
Publication date: 1976-11-18
Also published as: JPS5214810Y2; DE2433942A1; JPS5030107U; US3905337A

Description

Die Erfindung betrifft eine luftansaugende Rotationskolben-Brennkraftmaschine mit einem einen Kolben und Arbeitskammern umschließenden Gehäuse, bestehend aus Seitenteilen, wovon in mindestens einem Seitenteil eine Lufteinlaßöffnung vorgesehen ist, in dessen Ansaugkanal ein Drosselventil angeordnet ist, und einem trochoidenförmigen Mantel, welcher im Bereich der Ansaugkammer eine von einer drehzahlabhängigen Brennstoffeinspritzpumpe gespeiste Brennstoffdüse und eine Hilfsluftöffnung hat, deren ebenfalls ein Drosselventil aufweisender Hilfsluftkanal derart abgewinkelt in die Ansaugkammer mündet, daß der aus ihr nur bei Leerlauf- und Teillasidrehzahl, wenn das Drosselventil im Ansaugkanal in Schließstellung ist, austretende Luftstrom den aus der Brennstoffdüse austretenden Brennstoffstrahl schneidet.

Eine derartige Rotationskolben-Brennkraftmaschine ist Gegenstand der älteren Anmeldung P 23 47 686.0. Mit den dort vorgeschlagenen Lösungsmitteln wird erreicht, eine eine ordnungsgemäße Zündung sicherstellende Zerstäubung des eingespritzten Brennstoffs auch dann zu gewährleisten, wenn der Einspritzdruck mit der Motordrehzahl sinkt und eine ausreichende Zerstäubung des eingespritzten Brennstoffs durch die bei niedriger Motordrehzahl mit geringerer Geschwindigkeit angesaugte Verbrennungsluft allein nicht mehr erreicht werden kann. ⁶S

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei einer Rotationskolben-Brennkraftmaschine obengenannter Art auch bei geringer Drehzahl den eingespritzten Brennstoff zur Herstellung eines geschichteten Brenn stoff-Luft-Gemisches so zu zerstäuben, daß eine möglichst vollständige Verbrennung erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Rotationskolben-Brennkraftmaschine der eingangs be schriebenen Art dadurch gelöst, daß die Mündung des Hilfsluftkanals in axialer Richtung breiter ist als in Umfangsrichtung des Mantels, so daß der aus dem Hilfsluftkanal austretende Luftstrom an seinem Schnittpunkt mit dem Strom des eingespritzten Brennstoffes eine größere Breite aufweist als dieser. Die Dimensionierung des Hilfsluftkanals bei der erfindungsgemäßen Rotationskolben-Brennkraftmaschine führt dazu, daß die Zeiten, während der der Hilfsluftkanal und die Austrittsöffnung für die verbrannten Gase miteinander verbunden sind, seki- verkürzt werden, so daß die Möglichkeit einer Verdünnung der angesaugten Luft durch die Verbrennungsgase beträchtlich verringert wird. Weiterhin wird durch die erfindungsgemäüe Art der Zuerstäubung des Brennstoffes bei Leerlauf- und Teillastdrehzahl die Bildung eines geschichteten Gemisches veibessert und eine Ablagerung von Brennstofftröpfchen auf den Innenwandungen der Gehätiseseitenteile verhindert.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unter ansprüchen näher beschrieben.

Ein Ausführungsbe spiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch die Rotationskolben-Brennkraftmaschine in schematischcr Darstellung.

Fig. 2 einen Schnitt durch die Rotationskolben-Brennkraftmaschine längs der Linie 11-11 in F i g. I,

Fig. 3 einen Schnitt durch einen Teil der Rotationskolben-Brennkraftmaschine längs der Linie HIIII m F i g. 2 und

F i g. 4 einen der F i g. 3 entsprechenden Schnitt durch eine andere Ausführungsform einer Rotationskolben-Brennkraftmaschine.

Die in den F i g. 1 und 2 dargestellte Rotationskolben-Brennkraftmaschine besitzt ein Gehäuse mit einem Gehäusemantel 2 und zwei Seitenteilen 3. die an einander entgegengesetzten Seiten des Gehäusemantels 2 befestigt sind. Der Gehäusemantel 2 weist eine im Querschnitt trochoidale innere Wandung auf. Im mittleren Gehäuseteil ist ein dreieckiger Kolben 4 drehbar gelagert, dessen Ecken über Dichtleisten 4;i mit der inneren Wandung 2a des Gehäusemantels 2 in Gleitberührung stehen, so daß der Kolben mit dem Gehäusemantel 2 sowie den Seitenteilen 3 Arbeitskammern von veränderlichen Volumina begrenzt. In F i g. 2 z. B. befindet sich der Kolben 4 in der Ansaugkammer Ci im Zustand des Ansaughubes, in der Verbrennungskammer C? im Zustand der Zündung und Verbrennung und in der Ausschubkammer Cj im Zustand des Ausschiebehubes.

Der Gehäusemantel 2 weist einen Hilfsluftkanal 5 auf, der in die Ansaugkammer Ci mündet. Der Gehäusemantel 2 ist feiner mit einet Brennstoffdüse 6 versehen, die zum Einspritzen von Brennstoff in die Ansaugkammer C; dient. Mindestens einer der Gehäuseseitenteile 3 weist eine stirnseitige Lufteinlaßöffnung 7 auf, die in die Ansaugkammer Ci mündet. Der Hilfsluflkanal 5 und der in die Lufteinlaßöffnung 7 mündende Ansaugkanal 9 sind an ein Luftfilter 10 angeschlossen und mit je einem Drosselventil 11 bzw. 12 versehen. Diese Drosselventile werden durch nicht dargestellte, an sich bekannte Mittel gleicnzeitig betätigt.

Die Querschnittsflache der Mündung des Hilfsluftkanals 5 ist kleiner als die der in einer oder beiden Seitenteilen befindlichen Einlaßöffnung 7. Das Verhält nis der wirksamen Querschnittsf.äche des Hilfsluftkanals 5 zu der des Ansaugkanals der Lufteinlaßöffnung 7 liegt zwischen 1 :3 und 1 :9. Dabei wird als wirksame Querschnittsfläche die kleinste Ouerschnitisfläche des ganzen Strömungsweges im jeweiligen Kanal bezeichnet.

Die Drosselventile il und !2 sind miteinander to verbunden. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, bleibt das Drosselventil 11 etwas geöffnet, wenn das Drosselventil 12 vollständig geschlossen ist.

Aus der Fig. 3 geht hervor, daß die öffnung des Hilfsluftkanals 5 die Form eines langgestreckten Schlitzes hat, der sich in der Axialrichtung des Mantels 2 erstreckt und eine Länge /hat.

Der Mantel 2 ist ferner mit schematisch dargestellten Zündkerzen 13 und mit einer Auslaßöffnung 14 verschen. Mit 15 ist die Abtriebswelle der Brennkraftmaschine bezeichnet.

Wahrend des Betriebes der Brennkraftmaschine unter geringer Last oder mit niedriger Drehzahl isi das Drosselventil 12 geschlossen, wahrend das Drosselventil Il etwas geöffnet bleibt, so daIi Frischluft in die Ansaugkammer Ci nur durch den Ansaugkanal 8 und den Hilfsluftkanal 5 eintritt. Da die Öffnung des HiHsluftkanals 5 nur eine kleine Querschnittsfläche besitzt, ist gewährleistet, daß ein nahe/u konstanter Ansaiigluftstrom von betrachtlicher Geschw indigkeit in den Arbeitsraum tritt. In einem geeigneten Zeitpunkt des Arbeitsspiels wird durch die Düse 6 Brennstoff in einer solchen Richtung eingespritzt, daß der Strom Jos eingespritzten Brennstoffes den Strom der durch den llillsluftkanal 5 in die Ansaugkammer C, angesaugten Luft schneidet, so daß der Brennstoff zerstäubt und mit der Luft gemischt wird. Da die angesaugte Luft mit einer beträchtlichen Strömungsgeschwindigkeit in die Ansaugkammer Ci eintritt, kann in einem Teil der Ansaugkammer ein relativ reiches Gemisch und in dem übrigen Teil der Ansaugkammer ein relativ armes Gemisch und/oder Luft vorhanden sein. Man kann daher in der Ansaugkammer ein geschichtetes Gemisch bilden, das durch die Zündkerzen 13 in seinem fetten Bereich gezündet wird. Da die Öffnung des Hilfsluftkanals 5 nur eine kleine Querschnittsflache besitzt, kann man die Überschneidungszeit verkürzen, so daß die Möglichkeit einer Verdünnung der angesaugten Luft durch Verbrennungsgase beträchtlich verringert wird. Die Öffnung des Hilfsluftkanals 5 hat die Form eines langgestreckten Schlitzes, so daß der Strom der durch den Hilfsluftkanal angesaugten Luft breiter ist als der Strom des eingespritzten Brennstoffes am Schnittpunkt zwischen dem Strom des eingespritzten Brennstoffes und dem Strom de: durch den Hilfsluftkanai 5 angesaugten Luft. Dadurch wird ferner die Zerstäubung des Brennstoffes und die Bildung eines geschichteten Gemisches verbessert und eine Ablagerung von Brennstoff tröpfchen auf den Innenwandungen der Gehäuseseitenteile verhindert.

Statt mit einer schlitzförmigen Liifteinlaßöffnung kann der Hilfsluftkanal auch cmeÖflnung aulweisen, die in mehrere kleine Löcher unterteilt ist. die in I i g. 4 mit 5;i bezeichnet sind.

Beim Betrieb des Motors mit hoher Drehzahl und unter hoher Last ist das Drosselventil 12 geöffnet, so daß Luft durch den Ansaugkanal 9 in die Ansaugkammer C] strömen kann. Infolgedessen wird der Ansaugkammer C: mehr Luft zugeführt, so daß die Leistung des Motors erhöht wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Luftansaugende Rotationskolben-Brennkraftmaschine mit einem einen Kolben und Arbeitskam- mern umschließenden Gehäuse, bestehend aus Seitenteilen, wovon in mindestens einem Seitenteil eine Lufteinlaßöffnung vorgesehen ist, in deren Ansaugkanal ein Drosselventil angeordnet ist, und einem trochoidenförmigen Mantel, welcher im Bereich der Ansaugkammer eine von einer drehzahlabhängigen Brennstoffeinspritzpumpe gespeiste Brennstoffdüse und eine Hilfsluftöffnung hat, deren ebenfalls ein Drosselventil aufweisender Hilfsluftkanal derart abgewinkelt in die Ansaugkammer mündet, daß der aus ihr nur bei Leerlauf- und Teilhstdrehzahl, wenn das Drosselventil im Ansaugkanal in Schließstellung ist, austretende Luftstrom den aus der Brennstoffdüse austretenden Brennstoffstrahl schneidet, dadurch gekennzeich- μ net, daß die Mündung des Hilfsluftkanals (5) in axialer Richtung breiter ist als in Umfangsrichtung des Mantels (2), so daß der aus dem Hilfsluftkana! (5) austretende Luftstrom an seinem Schnittpunkt mit dem Strom des eingespritzten Brennstoffes eine größere Breite aufweist als dieser.

2. Rotationskolben-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsluftkanal (5) eine Einlaßöffnung in Form eines langgestreckten Schlitzes aufweist.

3. Rotationskolben-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsluftkanal (5) eine Einlaßöffnung aufweist, die aus mehreren kleinen, in einer in axialer Richtung verlaufenden Reihe angeordneten Löchern besteht.