DE2448475B2 - Gemischverdichtende Kreiskolben-Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine gemischverdichtende Kreiskolben-Brennkraftmaschine in Trochoidenbauart nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Kreiskolben-Brennkraftmaschine ist Gegenstand der DE-OS 24 Ol 989 (potentielles älteres Recht).

Bei der bekannten Maschine wird durch die Seiteneinlaßöffnung ein mageres Luft-Brennstoff-Gemisch in die Ansaugkammer eingeführt.

Als Stand der Technik zeigt die AT-PS 2 33 900 eine Kreiskolben-Brennkraftmaschine, bei der der Brennstoff in das führende Ende der Arbeitskammer eingespritzt wird, welches mit der über die Einlaßöffnung zugeführten Luft bereits aufgefüllt ist. Diese Anordnung macht eine aufwendige Zwangseinsteuerung des Brennstoffs erforderlich. Ganz abgesehen davon lagert sich der eingespritzte Brennstoff auf der Gehäusewand und auf dem Kolben ab, so daß eine Feinstzerstäubung des Brennstoff-Luft-Gemisches kaum erreichbar ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, zur Vermeidung von unverbrannten Rückständen in den Verbrennungsgasen eine Brennstoffschicht anzustreben.

Diese Aufgabe wird bei einer gemischverdichtenden Kreiskolben-Brennkraftmaschine der oben genannten Art dadurch gelöst, daß durch die Seiteneinlaßöffnung Luft eingeführt wird.

Durch diese Maßnahme werden unverbrannte Rückstände in den Verbrennungsgasen weitgehend vermieden, so daß der Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine entsprechend verbessert werden kann.

Der Erfindungsgegenstand ist nachstehend anhand der Zeichnung näher veranschaulicht. In dieser zeigen in schematischer Weise

F i g. 1 einen Querschnitt durch die Kreiskolben- t>o Brennkraftmaschine,

F i g. 2a bis 2d Schaubilder, welche die verschiedenen Betriebszustände der Kreiskolben-Brennkraftmaschine zeigen, wobei sich der Kolben in verschiedenen Winkelstellungen befindet. <>5

Wie aus F i g. 1 ersichtlich, besitzt die Kreiskolben-Brennkraftmaschine einen dreieckförmigen Kolben 5, welcher in dem Gehäusemantel 2 exzentrische Drehbewegungen vollführen kann. Der Gehäusemantel 2 bildet innerhalb einer trochoidenförmigen Umfangswand 1 einen Arbeitsraum, welcher von zwei Seitenteilen begrenzt wird, wobei in der F i g. 1 lediglich das eine Seitenteil 4 dargestellt ist Das Seitenteil 4 besitzt dabei eine flache Innenfläche 3, wobei der Kolben S drei Ecken besitzt, von welchen eine jede Ecke eine Dichtleiste 6a bis 6c aufweist, welche während der Drehbewegung des Kolbens 5 mit der Umfangswand 1 in Berührung stehen. Der Kolben 5 besitzt auch Dichtstreifen 7, welche etwa parallel zu den drei Kolbenflanken in beiden Kolbenstirnwänden angeordnet sind.

Mit der Bezugsziffer 8 ist ferner ein Hohlrad bezeichnet, in welches das Ritzel 10 eingreift Dieses Ritzel 10 ist gehäusefest Der Kolben 5 besitzt drei Flanken 11a bis Hc; welche in ihrer Mitte jeweils Aussparungen 12 aufweisen, die als Brennkammern dienen.

Der Gehäusemantel 2 besitzt achsnahe und achsFerne Zonen. In einer der achsnahen Zone 13 sind Zündkerzen 14 angeordnet, welche sich durch die Umfangswand 1 des Gehäusemantels 2 hindurch in das Innere des Arbeitsraames erstrecken.

In der anderen achsnahen Zone 15 ist eine Umfangseinlaßöffnung 17 und eine Umfangsauslaßöffnung 16 vorgesehen.

In einer Lage, welche sich — in Drehrichtung des Kolbens 5 gesehen — in Bezug auf die Umfangseinlaßöffnung 17 vorne befindet ist eine Seiteneinlaßöffnung 18 im Seitenteil 4 vorgesehen.

Die Umfangseinlaßöffnung 17 ist mit einer das Brennstoff-Luft-Gemisch führenden Leitung 31 verbunden, während die Seiteneinlaßöffnung 18 für Luft an eine Luftleitung 32 angeschlossen ist Die Leitungen 31 und 32 liegen in einem Vergaser 30 und stehen mit den Einlaßöffnungen 17 und 18 über die Saugleitungen 19,20 in Verbindung.

In der Leitung 31 ist entsprechend einem herkömmlichen Vergaser ein Venturirohr 33, eine Drosselklappe 34 und eine Düse 37 zum Einspritzen des Brennstoffes vorgesehen, welcher aus einer Schwimmerkammer 35 über den Kanal 36 zugeführt wird, um das Brennstoff-Luft-Gemisch zu bilden, das in die Umfangseinlaßöffnung 17 eingeführt wird. Im mittleren Teil des Kanals 36 ist eine Düse 38 angeordnet, welche ein fettes Brennstoff-Luft-Gemisch bildet

In der Luftleitung 32 ist eine Drosselklappe 39 gelagert, welche mit der Drosselklappe 34 in Wirkverbindung steht, um als Folge des Ansaughubes der Brennkraftmaschine in die Seiteneinlaßöffnung 18 nur reine Luft über einen nicht weiter dargestellten Filter einzusteuern.

Während der in den Fig.2a bis 2d dargestellten Arbeitszyklen der Brennkraftmaschine ist während der ersten Halbperiode des Ansaughubri die Umfangseinlaßöffnung 17 frei, da sich die an der L.cke des Kolbens 5 liegende Dichtleiste 6a an der Umfangseinlaßöffnung 17 vorbeibewegt hat (Fig.2a). Dabei wird das fette Brennstoff-Luft-Gemisch des Vergasers 30 über die Leitung 31 in die Ansaugkamnier A eingesteuert, welche zwischen der Flanke 11a des Kolbens 5 und der Umfangswand 1 des Gehäusemantels 2 liegt. Die Mischung wird dann gezwungen, in Richtung des verlaufenden Bereiches der Kolbenflanke 11a zu strömen.

Wenn als Folge der exzentrischen Drehbewegung der Kolben 5 sich weiterbewegt und die obere Totpunktlage

des Arbeitszyklus erreicht, wird die Seiteneinlaßöffnung 18 stufenweise oder zunehmend freigegeben, da sich der Dichtstreifen 7 über diese Seiteneinlaßöffnung 18 hinwegbewegt (Fig.2). Dabei nimmt die Menge der Luft durch die Leitung 32 stufenweise z-.i und wird in zunehmend größer werdenden Mengen in die Ansaugkammer A eingesteuert

Wenn die Umfangseinlaßöffnung 17 dadurch geschlossen wird, daß an ihr die Dichtungsleiste 6b vorbeibewegt wird, so daß die Einsteuerung des fetten Brennstoff-Luft-Gemisches in die Ansaugkammer A unterbrochen wird (F i g. 2c), so wird die Seiteneinlaßöffnung 18 vollständig freigegeben und läßt eine große Menge an Luft in die Ansaugkammer A eintreten. Während dieser Zeit ist der voreilende Bereich der Ansaugkammer A mit einer großen Menge an fettem Brennstoff-Luft-Gemisch bereits gefüllt, so daß die durch die Seiteneinlaßöffnung 18 eingesteuerte Luft in Richtung des nacheilenden Bereichs der Ansaugkammer A angesammelt wird. Die so bewerkstelligte schichtenweise Einlagerung des Gemisches wird während der exzentrischen Drehbewegung des Kolbens 5 weiter komprimiert Am Ende der Kompressionsphase wird dann das Gemisch von den Zündkerzen 14 gezündet (F i g. 2d), wobei lediglich die fette Mischung in dem führenden Ende der Ansaugkammer A vollständig verbrennt und die Flamme sich in Richtung des führenden Endes ausbreitet. Die Abgase werden über die Umfangsauslaßöffnung 16 während der weiteren Drehbewegung des Kolbens 5 aus dem Gehäusemantel 2 ausgeschoben.

Die Verbrennung wird lediglich im voreilenden Bereich der Ansaugkammer A durchgeführt, wo das verorennbare, vergleichsweise fette Brennstoff-Luft-Gemisch vorhanden ist, während im wesentlichen im nacheilenden Bereich keine Verbrennung erfolgt, wo im wesentlichen nur Luft vorhanden ist Auf diese Weise ist

ίο nur ein geringer Brennstoffverbrauch zu verzeichnen, der anderenfalls als Folge der unverbrannten Anteile ganz erheblich größer wäre.

Versuche haben gezeigt, daß der Brennstoffverbrauch ganz erheblich herabgesetzt werden kann. Die Herab-Setzung der Menge der unverbrannten Bestandteile in den Auspuffgasen führt zwangsläufig auch zu einer Herabsetzung der schädlichen Bestandteile der Auspuffgase, nämlich CO und HC. Dieser große Vorteil fällt insbesondere dann ins Gewicht, wenn besondere Maßnahmen ergriffen werden müssen, um die schädlichen Bestandteile in den Auspuffgasen zu vermeiden. Da die erfindungsgemäße Kreiskolben-Brennkraftmaschine in der Weise arbeitet, daß ein fettes Brennstoff-Luft-Gemisch als Folge der Drehbewegung des Kolbens 5 in Schichtenform anfällt, kann der Aufbau des Vergasers 30 und der Brennkraftmaschine in ungleich einfacherer Weise durchgeführt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Gemischverdichtende Kreiskolben-Brennkraftmaschine in Trochoidenbauart mit einem mehreckigen, an seinen Ecken Dichtleisten und in seinen Stirnwänden eingelassene Dichtstreifen aufweisenden Kolben, welcher Arbeitskammern bildend innerhalb eines Gehäuses umläuft, das aus einem Gehäusemantel mit einer Umfangseinlaßöffnung für ein reiches Brennstoff-Luft-Gemisch und zwei to Seitenteilen mit einer — in Kolbendrehrichtung gesehen — der Umfangseinlaßöffnung nachfolgenden Seiteneinlaßöffnung in einem Seitenteil besteht, wobei deren Lagen zueinander so gewählt sind, daß zu Beginn der Ansaugphase ausschließlich die Umfangseinlaßöffnung, dann die Umfangseinlaßöffnung sowie die Seiteneinlaßöffnung gleichzeitig und am Ende der Ansaugphase ausschließlich die Seiteneinlaßöffnung aufgesteuert sind, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Seiteneinlaß-Öffnung (18) Luft eingeführt wird.