DE2503076C3 - Kreiskolben-Verbrennungskraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kreiskolben-Verbrennungskraftmaschine der im Oberbegriff des Patentanspruchs beschriebenen Gattung. Eine solche Kreiskolben-Verbrennungskraftmaschine ist aus der US-PS 37 80 707 bekannt Mit dem Ziel, den bekannt hohen Brennstoffverbrauch aufgrund von Schwierigkeiten einer vollständigen Verbrennung im hinteren Teil der Verbrennungskammer zu mindern, ist dort vorgeschlagen, durch einen in der Umfangswand mündenden Einlaßkanal Luft und durch in gegenüberliegenden Seitenwänden n.ündende weitere Einlaßkanäle ein Brennstoff-Luft-Gemisch der Verbrennungskammer zuzuführen. Hierdurch soll e-ne Schichtung des Brennstoff-Luft-Gemisches zur vollsiändi cren Verbrennung dergestalt erwirkt werden, daß sich in der in Kreiskolben-Drehrichtung vorauseilenden Region der Verbrennungskammer ein mageres Gemisch und in der nachlaufenden Region ein fettes Brennstoff-Luft-Gemisch ausbildet.

Nachteilig ist hierbei die Mündung der Gemisch-Einlaßkanäle in der Seitenwand des Kreiskolbengehäuses. Hierdurch wird das Gemisch vom Seitenkaral senkrecht zur Drehrichtung des Kreiskolbens, d. h. parallel iur Kreiskolben-Drehachse, in die Verbrennungskammer geleitet und trifft auf die von der Umfangswand des Kreiskolbengehäuses her eingespeiste Luft. Dies bewirkt eine erhöhte Turbulenz in der Kammer, welche einer eindeutigen und stabilen Schichtung entgegenwirkt. Nachteilig ist ferner, daß sich der Brennstoffverbrauch aufgrund der gewünschten Schichtenausbildung mit einem voreilendcn mageren Gemisch und einem nacheilenden fetten Gemisch aufgrund der Strömungsverhältnisse in der Kammer nicht herbeiführen läßt.

Aus der DE-OS 24 01 989 ist es ferner bekannt, eine Gemischschichtung in einer Verbrennungskammer finer Kreiskolben-Verbrennungskraftmaschine dadurch lu erzielen, daß durch zwei verschiedene Einlaßkanäle Unterschiedlich mit Brennstoff angereicherte Gemische ■ugeführt werden. Dabei soll die Schichtung derart erfolgen, daß im vorauseilenden Bereich ein fettes Brennstoff-Luft-Gemisch Und iii der nacheilenden Region ein mageres Brennstoff-Luft-Gemisch ausgebildet wird. Hierzu münden die Einlaßkanäle entweder in den Seitenwänden des Kreiskolbengehäuses oder es ist Vorgesehen daß sich eine Haupteinlaßöffnung in der ÜrrifärigsWafid befindet Und eine zusätzliche Einlaßöffnung in einer Seitenwand, Eine bis zur Zündung stabile

ίο

Schichtung läßt sich mit diesen Maßnahmen nicht erreichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine bis zum Arbeitstakt getrennte und stabile Schichtung der Füllung einer Verbrennungskammer einer Kreiskolben-Verbrennungskraftmaschine der eingangs genannten Art sicherzustellen, bei der eine vorauseilende Schicht eines fetten Brennstoff-Luft-Gemisches gesondert von einer nacheilenden Schicht reiner Luft ist, wob.'i über den Ansaug- und Verdichtungstakt nur geringfügige Durchwirbelungen erfolgen sollen.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die in dem Patentanspruch genannten Merkmale gelöst

In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung schematisch dargestellt Es zeigt

Fig. 1 eine Schnittansicht einer Kreiskolben-Verbrennungskraftmaschine,

Fig.2 eine Innenseitenansicht eines Teils der Umfangswand des Kreiskolbengehäuses mit darin ausgebildeten Kanälen und

F i g. 3 eine schematische Darstellung des geschichteten Gasgemischs in der Verbrennungskammer.

In der Zeichnung ist die Erfindung an einer Kreiskolben-Verbrennungskraftmaschine, die ein aus einer Wandung la mit einer inneren Oberfläche 4 bestehendes Kreiskolbengehäuse 1 aufweist, dargestellt Die innere Oberfläcb-: 4 bildet die Umfangswand einer Kreiskolbenkammer, in welcher exzentrisch drehbar ein Kreiskolben 2 mit drei Scheitelkanten 3a, 3b, 3c mit je einer bei der Drehbewegung des Kreiskolbens gleitend an der Umfangswand 4 anliegenden Scheiteldichtung angeordnet ist. Ein auf einer Exzenterwelle 6 befestigtes Zahnrad 7 greift in eine Innenverzahnung 5 des Kreiskolbens 2 ein. Die Umfangswand 4 ist von trochoidaler Form mit einem Paar gegenüberliegender kurzachsiger Seiten 10 und IZ Der Kreiskolben 2 ist mit drei konvex gekrümmten und besonders geformten Seiten 8a. Sb, 8c versehen, die sich jeweils zwischen einem Paar Scheiteldichtungen erstrecken und von denen jede mit zentral angeordneten ßrennkammerausnehmungen 9 versehen ist.

Eine Zündkerze 11 ist in einer der kurzachsigen Seiten 10 der Gehäusewandung la angeordnet. Ein Ausströmkanal 13 ist in der gegenüberliegenden kurzachsigen Seite 12 ausgebildet. Der Auslaßkanal 13 ist in einem, in Umlaufrichtung des Kreiskolbens 2 gesehen, rückwärtigen Teil der kurzachsigen Seite 12 angeordnet. Wie Fig. I entnehmbar ist, läuft der Kreiskolben 2 im Uhrzeigersinn um.

F i g. 2 zeigt eine Innenansicht der kurzachsigen Seite 12 der Umfangswand 4, in der eine Anordnung von Kanälen gemäß der Lehre der Erfindung ausgebildet ist. Der erste Kanal ist ein Umfangskanal 14, der durch die Umfangswand 4 in der kurzachsigen Seite 12 in einem in Richtung des Kolbenumlaufs vorderen Bereich verläuft. Der periphere Kanal 14 befindet sich nahe der Mitte der kurzachsigen Seite 32 und dient der Einleitung eines Brennstoff-Luftgemischs in die Kreiskolbenkammer. Zweite Kanäle in der Form eines Paars peripherer Kanäle 15a und \5b verlaufen durch die kurzachsige Seite 12 in Drehrichtung des Kreiskolbens gesehen vor dem penpheren Kanal 14. Durch diese Kanäle 15a und 15/> wird Luft in die Verbrennungskammer des Motors eingeleitet

Eine Leitung 16 verbindet den Kanal 14 mit einem Einlaßkanal 19 eines Vergasers 18 und eine Leitung 17 die beiden Kanäle 15a und i5b mit einem Lufteinlaßkanai 20 des Vergasers 18. Der Vergaser 18 ist im

£. _f \J *J

Γ\7 C

wesentlichen von herkömmlicher Ausführung, wobei der Einlaßkanal 19 mit einem Lufttrichter 21 verbunden und eine Drosselklappe 22 in Strömungsrichtung hinter dem Lufttrichter 21 angeordnet ist. Eine Düse 25 spritzt Brennstoff aus einer Brennstoffkammer 23 über eine Leitung 24 in den Kanal 19, der das solcherart gebildete dichte Gemisch aus Brennstoff und Luft führt und dem peripheren Kanal 14 zuleitet

Der Lufteinbßkanal 20 ist mit einer weiteren Drosselklappe 26 versehen, welche mit der Drosselklappe 22 gekuppelt ist und über die im Motor erzeugte Saugwirkung, die die peripheren Kanäle 15a, 15b beaufschlagt, reine Luft von einem Luftfilter heranführt.

Wie aus den Fig. 1 und 3 ersichtlich ist, ist eine Verbrennungskammer A zwischen der Umfangswand 4 des Gehäuses 1 und den gekrümmten Seiten des Kreiskolbens 2 angeordnet In Fig. 1 ist der Motor in einer Arbeitsphase dargestellt, in welcher sich eine Kreiskolbenseite 8a an dem mit den Kanälen 14 sowie 15a, 15ft versehenen Teil der Umfangswand 4 befindet. Der periphere Kanal 14 öffnet sich unmittelbar nach dem Ansaugtakt zur Verbrennungskammer A, r-'.chdem sie von der Scheiteldichtung 3a des Kreiskolbens 2 passiert wurde. So gelangt ein dichtes Luft-Brennstoffgemisch vom Gemischeinlaßkanal 19 des Vergasers 18 bei weiterer Drehung des Kreiskolbens 2 und Hinweggleiten der Scheiteldichtung 3a über die peripheren Kanäle 15a, 15b in die Verbrennungskammer A. Diese Kanäle öffnen sich anschließend zur Verbrennungskammer A, in die somit Luft vom Lufteinlaßkanal 20 des Vergasers 18 aus einströmen kann.

Das dichtere Luft-Brennstoffgemisch und die separat zugeführte Luft die solcherart in die Verbrennungskammer A eingeleitet wurden, werden gezwungen, in Drehrichtung des Kreiskolbens 2 die Verbrennungskammer entlangzuströmen. Je nach Zündeinstellung und Lage des eingeführten Gemischs gelangt jedoch das dichtere Gemisch zu Beginn des Einströmens zur Mitte der Verbrennungskammer und verbleibt auf deren Vorderseite, wie dies das Bezugszeichen X in Fig.3 aufzeigt Da gemäß Fig.3 in welcher die Kreiskolben-Drehrichtung durch einen Pfeil bezeichnet ist, das Luft-Brennstoffgemisch X am vorderen Ende der Verbrennungskammer verbleibt, gelangt die nachfolgend zugeführte Luft zum rückwä.-tigen Teil der Verbrennungskammer und verbleibt auch dort Die eingeleitete Luft im hinteren Abschnitt der Verbrennungskammer ist durch das Bezugszeichen Y bezeichnet Wie ersichtlich, werden also zwei getrennte Schichten gebildet, wobei die Schicht X ein dichteres Luft-Brennstoffgemisch und die Schicht Y Luft allein aufweist.

Auf diese Art und Weise wird in der Verbrennungskammer eine Füllung aus einem geschichteten Gemisch

ίο gebildet, dessen vordere Schicht aus dem im vorderen Teil der Kammer befindlichen dichteren Luft-Brennstoffgemisch besteht während sich eine Luftschicht im rückwärtigen Abschnitt der Verbrennungskammer befindet Die Füllung wiederum wird bei fortschreitender Drehung des Kreiskolbens unter den geschilderten Bedingungen komprimiert und am Ende des Kompressionstaktes durch die Zündkerze gezündet Danach verbrennt nur das Gemisch im vorderen Teil der Verbrennungskammer explosionsartig, wobei durch Ausbreitung der hierdurch erzeugte' Flamme dem Kreiskolben 2 eine Drshkraft beaufschlagt wird.

Bei weiterer Drehung des Kreiskolbens werden das verbrannte Gas und die Luft im rückwärtigen Teil der Verbrennungskammer mitbewegt und anschließend

2ϊ durch den Ausströmkanal 13 aus dem Gehäuse ausgetragen.

Der vorbeschriebene Arbeitsablauf wiederholt sich bei fortschreitender Drehung des Kreiskolbens 2 über seinen gesamten Arbeitszyklus hinweg in anderen

so Verbrennungskammern in im wesentlichen ähnlicher Art und Weise.

Somit werden erfindungsgemäß sowohl ein dichteres Gemisch als auch Luft über drei periphere Kanäle 14, 15a, 15b so in die Verbrennungskammer A eingeführt,

J? daß in den eingeleiteten Gasen eine nur geringfügige Durchwirbelung sichergestellt ist. Damit läßt sich eine Schichtung der Füllung und infolgedessen eine Füllung erzielen, welche stabiler und genauer bemesser ist. Gegenüber den herkömmlichen Kreiskolbenmotoren,

■to bei denen sich der Lufteintrittskanal in der Gehäuseseite befindet, bietet der erfindungsgemäße Kreiskolbenmotor wesentliche Vorteile und ein überlegenes Leistungsverhalten, indem der volumetrische Wirkungsgrad beträchtlich verbessert und die Energieaufladung

-⁴^ vereinfacht wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Kreiskolben-Verbrennungskraftmaschine mit in einem Trochoid-Gehäuse angeordnetem Kreiskolben, dessen Scheiteldichtleisten bsim Umlauf gleitend an der inneren Umfangswand des Trochoid-Gehäuses anliegen, in welchem ein umfangsseitiger Einlaßkanal zum Einführen von Luft und ein weiterer Einlaßkanal zum Einführen eines fetten Brennstoff-Luft-Gemisches ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Luft-Einlaßkanal aus einem Paar beidseitig der Mittelebene der Umfangswand (4) ausgebildeter Öffnungen (15a, t5b)besteht, welche in Kreiskolben-Drehrichtung in gleichem Abstand hinter dem Gemisch-Einlaßkanal (14) ausgebildet sind, der in der Mittelebene der Umfangswand (4) mündet