DE2500755C3

DE2500755C3 - Working fluid control for a central-axis rotary piston engine

Info

Publication number: DE2500755C3
Application number: DE19752500755
Authority: DE
Inventors: Huschang Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart; Eckhardt Dietrich Dipl.-Phys. 7300 Esslingen Sabet
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Filing date: 1975-01-10
Publication date: 1978-01-26

Description

Die Erfindung betrifft eine Arbeitsniitlelsteuerung für eine mittelachsige Umlaufkolben-Kraftmaschine mit mindestens zwei innerhalb eines kreisringförmigen im Bereich seines äußeren Umfanges Ein- und Auslaßöffnungen aufweisenden Gehäuses umlaufenden, jeweils zwei miteinander starr verbundene, diametral gegenüberliegende Kolben aufweisenden Kolbenpaaren, wobei das eine Kolbenpaar kleinerer Masse mit ungleichförmiger und das andere Kolbenpaar größerer Masse mit gleichförmiger Winkelgeschwindigkeit Arbeitsräume einschließend umlaufen, wovon die Kolben des letztgenannten Koibenpaares im Radialschnitt sich nach außen verbreitern und ihrer äußeren Umfangswandung in Umfangserstreckung axial symmetrisch versetzt zwei, die jeweiligen Arbeitsräume in entgegengesetzter Richtung vergrößernde Aussparungen aufweisen und die Kolben des ungleichförmig umlaufenden Kolbenpaares an ihrem Umfang achsparallele Steuerkanten haben.The invention relates to a working level control for a center-axis rotary piston engine with at least two within a circular ring-shaped im Surrounding area of its outer circumference having inlet and outlet openings, respectively two pairs of pistons that are rigidly connected to one another and have diametrically opposite pistons, one pair of pistons having a smaller mass with a non-uniform mass and the other pair of pistons having a larger mass Circulate mass with uniform angular velocity including working spaces, of which the pistons of the last-mentioned pair of Koibenpaare in radial section widen outwards and their outer circumferential wall two axially symmetrically offset in the circumferential extent, the respective working spaces in opposite directions Direction enlarging recesses and the pistons of the unevenly circumferential Piston pairs have axially parallel control edges on their circumference.

Eine derartige Arbeitsmittelsteuerung für eine mittelachsige Umlaufkolben-Kraftmaschine ist im HauptpaSuch a working medium control for a central-axis rotary piston engine is in the main catalog

tent 22 01 772), beschrieben.tent 22 01 772).

Die bekannten Aussparungen ergeben jedoch keine voll befriedigenden Arbeitsräume und haben auch eine unerwünschte Abhängigkeit der Steuerzeitpunkte in den beiden Totpunkten zur Folge.However, the known recesses do not result in fully satisfactory work spaces and also have one undesired dependence of the control times in the two dead centers result.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, für die Beaufschlagung der Arbeitsräume mil Brennstoff-Luft-Gemisch günstigere Formen der Arbeitsräurne und Voraussetzungen für eine voneinander unabhängige Festlegung aller Steuerzeitpunkte für beide Totpunkte zu schaffen.The invention is therefore based on the object for the loading of the work rooms with fuel-air mixture more favorable forms of work rooms and Requirements for a mutually independent determination of all control times for both dead centers to accomplish.

Diese Aufgabe wird bei Kraftmaschinen der vorgenannten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Begrenzung der Aussparungen in den Kolben größerer Masse von jeweils zwei geradlinigen Steuerkanten gebildet werden, wovon eine Steuerkanie 11111 der Kolbenmantellinic einen Winkel einschließt und welche mit anderen Begrcnzungskanien der Einlaß- und Auslaßöffnungen zusammenarbeiten als die Steuerk.inlen der Kolben kleinerer Masse.This object is achieved in prime mover of the aforementioned type according to the invention in that the limitation of the recesses in the piston of greater mass by two straight control edges be formed, of which a Steuerkanie 11111 of the piston skirt line encloses an angle and which with other limits of the inlet and Outlet ports work together as the control ports the piston of smaller mass.

Diese Einlaß- und Auslaflöffnungen können grundsätzlich jede beliebige Gestall aufweisen; zur exakten Fixierung der Öffnungs- und Schließzeilpunkte isi es jedoch zweckmäßig, den Einlaß- und AusluUöffmingen die Gestalt eines Parallelogramms /u geben, dessen Begrenzungskanten parallel zu den Steuerkanten der Kolben größerer und kleinerer Masse verlaufen.These inlet and outlet openings can in principle have any shape; for the exact fixation of the opening and closing line points isi es however, it is advisable to use the inlet and outlet openings give the shape of a parallelogram / u, whose boundary edges are parallel to the control edges of the Pistons of larger and smaller mass run.

Will man zur Erzielung eines möglichst raschen und vollständigen Gaswechsels die Ein- und Auslaßöfftmngen möglichst groß bemessen, muß man Vorsorge treffen, daß bei kleineren Abmessungen der limfangsbreiie der kleinen Kolben bzw. der Steuerstege der großen Kolben ein Überströmen der Gase von dem einen in den anderen Verdichtungsraum verhindert wird. Dies geschieht dadurch, daß man die öffnungen in mehrere, voneinander getrennte Einzelöffnungen solcher Größe und Gestalt unterteilt, daß sie sowohl von den großen als auch von den kleinen Kolben abgedeckt werden.If you want to achieve the fastest and most complete gas exchange possible, the inlet and outlet openings dimensioned as large as possible, one must take precautions that with smaller dimensions the limfangschreiie the small pistons or the control webs of the large pistons prevent the gases from flowing over one in the other compression space is prevented. This is done by the openings in several, separate individual openings of such a size and shape that they are divided by the large as well as the small pistons are covered.

Bei einer solchen Ausbildung der Ein- und Auslußöffnungcn einerseits und der mit diesen zusammenwirkenden, je eine Öffnungs- und eine Schließkante aufweisenden Steuerstegen der beiden Kolben andererseits ist es möglich, durch eine axiale Verlagerung der Ein- und Auslaßöffnungen unter Beibehaltung beispielsweise des Öffnungszeitpunktes für den Luft- oder Gemischeinlaß in der einen Totpunktlage den Öffnungszeitpunkt in der anderen Totpunktlage zu verändern.With such a design of the inlet and outlet openings on the one hand and the cooperating with these, each having an opening and a closing edge Control bars of the two pistons on the other hand, it is possible by an axial displacement of the input and Outlet openings while maintaining, for example, the opening time for the air or mixture inlet to change the opening time in the other dead center position in one dead center position.

Andererseits kann durch eine Verbreiterung der Ein- und Auslaßöffnungen eine Veränderung des Öffnungs- oder Schließzeitpunktes in derjenigen Totpunktlage hervorgerufen werden, in der sich ein kleiner Kolben vor der betteffenden öffnung befindet, während eine solche Verbreiterung keine Verschiebung der entsprechenden Zeitpunkte in der anderen Totpunktlage zur Folge hat, in der der diagonale Stcuersteg eines großen Kolbens sich vor der Ein- bzw. Alislaßöffnung befindet.On the other hand, by widening the inlet and outlet openings, a change in the opening or closing time are caused in that dead center position in which there is a small piston in front of the opening of the bed, while a Such widening does not shift the corresponding points in time in the other dead center position The result is that the diagonal crosspiece of a large piston is located in front of the inlet or outlet opening.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Ausbildung der Kraftmaschine ist der, daß die Breite des Steuersteges der großen Kolben unabhängig von der Breite der Umfangsfläche der kleinen Kolben gewählt werden kann.Another advantage of the inventive design of the engine is that the width of the Control land of the large piston is chosen regardless of the width of the circumferential surface of the small piston can be.

Auch für die Zündverhältnisse ergeben sich aus der erfindungsgemäßen Ausbildung der Kraftmaschine wesentliche Vorteile. So können beispielsweise die Zündzeitpunkte in den beiden Totpunktlagen unterschiedlich eingestellt werden, d. h. es kann durch die Wahl der Lage der Zündkerze bzw. der Glühkerze dieThe design of the engine according to the invention also results in the ignition ratios substantial advantages. For example, the ignition times can be different in the two dead center positions be set, d. H. by choosing the position of the spark plug or the glow plug, the

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Verbindung /wischen dem die Zündung bewirkenden Organ und dem Brennraum zu dem jeweils gewünschten Zeilpunk! hergestellt werden. Dies hat insbesondere bei Glühzündung Vorteile, da bei entsprechender Wahl der Lage der Glühkerze die Möglichkeit einer zu frühen s Zündung und damit die Gefahr einer Temperatursteigerung der Glühkerze ausgeschlossen ist. Damit ist die Gefahr einer zunehmenden Voreilung des Zündzeitpunktes vermieden. Andererseits kann eine Zündkerze auch bei verhältnismäßig hoher Temperatur betrieben werden, was zur Zündung magerer Gemische erwünscht sein kann, da der Zeitpunkt der Zündung innerhalb des Zeitiiiiervalls erfolgt, währenddessen der Verdichtungsraum mit der Zündkerze oder auch einer Vorkammer in Verbindung steht. i_S Connection / wipe between the organ causing the ignition and the combustion chamber to the respectively desired target! getting produced. This has advantages in particular in the case of glow ignition, since if the position of the glow plug is selected accordingly, the possibility of an early ignition and thus the risk of an increase in temperature of the glow plug is excluded. This avoids the risk of an increasing advance of the ignition point. On the other hand, a spark plug can also be operated at a relatively high temperature, which can be desirable for igniting lean mixtures, since the point in time of ignition occurs within the time interval during which the compression chamber is connected to the spark plug or also to an antechamber. i _S

In der Zeichnung ist in scheinatischer Weise ein Alisführungsbeispiel der erfindungsgeinäßen Arbeitsmittelsteiiening dargestellt. Ks zeigtIn the drawing there is a seemingly a Alis guiding example of the working equipment structure according to the invention shown. Ks shows

F i g. 1 in perspektivischer Darstellung das aus je vier Kolben bestellende Kolbensystem einer l'-ennkraftmasfhine: F i g. 1 a perspective representation of the piston system of a l'-ennkraftmasfhine, each consisting of four pistons:

Fig. 2 zwei große und zwei kleine Kolben in der einen Totpunktlage in abgewickelter Darstellung; 2 shows two large and two small pistons in the one dead center position in a developed illustration;

F i g. J je zwei Kolben in der anderen Totpunktlage;F i g. J two pistons each in the other dead center position;

F i g. 4 und F i g. > eine den F i g. 2 und j entsprechen- _iS de Darstellung derselben Kolben mit jeweils vergrößerter FinlaU- und Aiisl.ißöffnung.F i g. 4 and FIG. > a f i g. 2 and j corresponding _iS de representation of the same piston and each with an enlarged FinlaU- Aiisl.ißöffnung.

Die in Fig. I gezeigten vier eine größere Masse aufweisenden Kolben I sind zusammen nut einem Stirnseitenleil 2 des Kolbetigehäiises einstückig ausge- |_U bildet. Die Kolben I weisen an ihrem Umfang nach entgegengesetzten Richtungen randoffene Aussparungen J und 4 auf. durch welche die an die Kolben I angrenzenden Vcrdiehtiingsräume 5 und 6 (Fi g. 2 bis 5) vergrößert werden. Die Aussparungen 3 und 4 werden durch Umfangsflächenteile 7 und 8 begrenzt, die in der Zeichnung nicht dargestellte Dichtleisten aufnehmen, mittels deren zwei benachbarte Arbeitsräume gegeneinander bzw. gegenüber dem Außenrahmen des Kolbengehäuses abgedichtet werden. Zwischen je zwei Kolben 1 bewegt sich jeweils ein Kolben 11 kleinerer Masse, die starr mit einer Nabe 12 verbunden sind. Am Umfang des Kolbengehäuses sind, wie in den F i g. 2 und 3 dargestellt ist, Auslaß- und Einlaßöffnungen 13 und 14 vorgesehen, die die Gestalt von Parallelogrammen aufweisen. Aus Fig.4 ist zu ersehen, daß eine Verbreiterung der Einlaßöffnung 14' in Umfangsrichtung zur Folge hat. daß die Verbindung des Verdichtungsraumes 6 mit der Einlaßöffnung 14' zu einem gegenüber der Fig. 2 späteren Zeitpunkt unterbrochen wird, während diese Verbreiterung, wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, keinen Einfluß auf den Zeitpunkt der Unterbrechung der Verbindung des Verdichtungsraumes 5 mit der Einlaßöffnung 14' hat. Umgekehrt hat eine Verbreiterung der Einlaßöffnung 14' in Achsenrichtung keinen Einfluß auf den Zeitpunkt der Unterbrechung der Verbindung des Verdichtungsraumes 6 mit der Einlaßöffnung, während, wie aus Fi g. 5 ersichtlich ist, eine solche Verbreiterung den Zeitpunkt der Unterbrechung des Verdichtungsraumes 5 mit der Einlaßöffnung verändert. Analog verhält es sich mit der Auslaßöffnung 1 3'. Diese ist, wie in F i g. 4 und 5 dargestellt, in vier Einzelöffnungen unterteilt, die zwischen sich zwei Stege aufweisen, von denen der eine parallel zu den Steuerkanten der kleinen Kolben 1 i und der andere parallel zu den Steuerkanten des Steges 7 eines großen Kolbens verläuft. In den F i g. 2 bis 5 ist die Lage einer Kerze 15 eingezeichnet, deren Wahl den Zündzeitpunkt bestimmt.The four pistons I shown in FIG. 1, which have a greater mass, are made in one piece together with one end face part 2 of the piston housing _U forms. The pistons I have open-edged recesses J and 4 on their circumference in opposite directions. by means of which the twisting spaces 5 and 6 adjoining the pistons I (FIGS. 2 to 5) are enlarged. The recesses 3 and 4 are delimited by peripheral surface parts 7 and 8, which receive sealing strips, not shown in the drawing, by means of which two adjacent working spaces are sealed against one another or against the outer frame of the piston housing. A piston 11 of smaller mass, which is rigidly connected to a hub 12, moves between each two pistons 1. On the circumference of the piston housing, as shown in FIGS. 2 and 3, outlet and inlet ports 13 and 14 are provided which have the shape of parallelograms. From Figure 4 it can be seen that a widening of the inlet opening 14 'results in the circumferential direction. that the connection of the compression chamber 6 with the inlet opening 14 'is interrupted at a later point in time compared to FIG. 2, while this widening, as can be seen from FIG 14 'has. Conversely, a widening of the inlet opening 14 'in the axial direction has no influence on the time at which the connection between the compression space 6 and the inlet opening is interrupted, while, as shown in FIG. 5 it can be seen that such a widening changes the time of the interruption of the compression space 5 with the inlet opening. The situation is analogous with the outlet opening 1 3 '. This is, as in FIG. 4 and 5, divided into four individual openings which have two webs between them, one of which runs parallel to the control edges of the small pistons 11 and the other parallel to the control edges of the web 7 of a large piston. In the F i g. 2 to 5 the position of a candle 15 is shown, the choice of which determines the ignition point.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

25 OO 755 claims:

1. Work equipment control for a central axis Rotary piston engine with at least two within an annular, in the area of his outer circumference having inlet and outlet openings circumferential housing, two each piston pairs having diametrically opposed pistons, rigidly connected to one another, wherein one pair of pistons with a smaller mass with a non-uniform and the other pair of pistons of larger mass with uniform angular velocity circulating including working spaces, of which the pistons of the last-mentioned pair of pistons widen towards the autJen in a radial section and in their outer circumferential wall in the circumferential extent axially symmetrically offset two, the respective work spaces in opposite directions Have enlarging recesses and the pistons of the unevenly rotating piston pair axially parallel control pits on their circumference have, according to Ilaupipatent 22 01772. thereby marked that the limitation of the Recesses in the piston (I) of greater mass, each formed by two straight .Steuerkanten one of which is a control edge with the piston skirt line encloses an angle and which with other delimiting edges of the inlet and outlet openings (U, 14) work together than the Steiierkanten the piston (11) of smaller mass.

2. Arbeitsmittelsteuerimg according to claim 1, characterized characterized in that the control edges of the piston (1) of greater mass and the piston (11) smaller mass parallel to the delimiting edges of the parallelogram which has the shape of a parallelogram Inlet and outlet openings (H, 14) run.

J. Arbeitsmittelsteuening according to claims I and 2, characterized in that the inlet and Outlet openings (H, 14) in several separate individual openings of the same size and Shape are divided so that they are both from the Kolbon (1) of greater mass and from the piston (11) smaller mass can be covered.