DE2522960A1 - Vorrichtung an drehkolbenmotoren zur durchwirbelung der kraftstoffmischung - Google Patents

Vorrichtung an drehkolbenmotoren zur durchwirbelung der kraftstoffmischung

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DE2522960A1
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rotary piston
explosion
gas
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    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B55/00—Internal-combustion aspects of rotary pistons; Outer members for co-operation with rotary pistons
    • F02B55/14—Shapes or constructions of combustion chambers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C21/00—Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
    • F01C21/08—Rotary pistons
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00—Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/22—Rotary-piston machines or engines of internal-axis type with equidirectional movement of co-operating members at the points of engagement, or with one of the co-operating members being stationary, the inner member having more teeth or tooth- equivalents than the outer member
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Description

Vorrichtung: an Drehkolbenmotoren zur Durchwirbelung; der Kraftstoffmischung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung an Drehkolbenmotoren zur Durchwirbelung und Verbesserung der Kraftstoffmischung, wobei nach der Explosion die Entspannung des Gases in die Drehrichtung des Drehkolbens gelenkt wird, mit in der Schubrichtung des Rotors wirkenden kurvenförmigen Hotorflächen, Die Vorrichtung kann sowohl an Explosionsmotoren als auch an Verbrennungskraftmaschinen von zwei oder vier Takten mit oder ohne Zündung verwendet werden.
Bekannte Drehkolbenmotoren enthalten einen festen Stator, der ein Gehäuse bildet, dessen Innenfläche· im Schnitt eine Epitrochoide ist, und andererseits einen Drehkolben, der die Form
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eines Dreiecks mit gleichen, kurvenförmigen Seiten hat. Jeder Scheitelpunkt des Drehkolbens berührt leicht die epitrochoide Kurve-, und seine drei Seiten entfernen sich von dieser Kurve und nähern sich ihr wieder auf Grund der exzentrischen Lage der Drehachse, wobei sie drei Kammern veränderlichen Volumens bilden.
In der Mitte jeder Fläche des Drehkolbens ist eine Mulde eingelassen, welche das Hauptvolumen der Explosionskammer bildet. Als Folge ihrer Lage im Moment der Explosion erzeugt die Expan· sion des Gases»eine Kraft, welche senkrecht zur Umfangsbewegung des Rotors gerichtet ist, was unter dem Gesichtspunkt der Energieerzeugung einen sehr geringen Wirkungsgrad ergibt. Daher kommt es, dass der von dieser Kraft angetriebene Rotor zwar den Totpunkt überschreitet, aber die Expansionskraft gibt ihm nur einen unvollkommenen Schub auf eine schräge, ablenkende Fläche, welcher das Ausstossen des Gases zum Auspuff hin beschleunigt. Hierdurch ist der schlechte Wirkungsgrad dieser Motoren begründet, insbesondere bei geringer Belastung. Hinzu kommt noch das Fehlen von Verwirbelungen, welche die Verbrennung sgase mischen könnten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der oben genannten Art zu schaffen, die diese Ή& chteile vermeidet und die gestattet, die gesamte kinetische Explosionsenergie zu verwerten, das Expansionsgas in die Umdrehungsrichtung des Drehkolbens zu richten bzw. abzulenken und die Verwirbelungen, welche die Vermischung des KraftstoffStrahls begünsti-
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gen, zu verbessern, wodurch gleichzeitig'die Umweltverschmutzung verringert wird.
Gemäss der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst,' dass die dreieckigen Flächen des Drehkolbens so profiliert sind·, dass sie je einen Wandteil aufwiesen, der im wesentlichen senkrecht zur Umfangsrichtung des Drehkolbens steht.
Durch die Anordnung nach der Erfindung wird gleichzeitig der Übergang durch den Totpunkt erleichtert bzw. geglättet, der Strömungswiderstand verringert und die Dauer der Expansion nach jeder Explosion verlängert, womit eine Erhöhung der Leistung, eine Verringerung des Kraftstoffverbrauchs und allgemein eine Erhöhung des Drehmonents,vor allem bei geringer Belastung, erreicht wird.
In den Figuren ist die Erfindung zeichnerisch erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 die Ausbildung der Flächen eines bekannten Drehkolbenmotors,
Fig. 2 und J die Wirkflächen der Drehkolbenwände nach der Erfindung,
Fig. 4-, 5 und 6 vergrösserte Ansichten der Wirkflächen, die die Explosionskammer verlängern,
Fig. 7 und 8 die Takte der Explosion, Expansion und des Ausströmens der Gase.
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Der bekannte Drehkolben enthält drei kurvenförmige Flächen 1, 2 und 3 mit einer axialen Explosionskammer 4. Wenn die Explosion erfolgt, üben die senkrechten Kräfte A ihre Schubwirkung in Richtung der Achse X-X aus, ohne dass eine Komponente in Umfangsrichtung entsteht. Es ist daher nötig, dass der Drehkolben vermittels seiner Schwungkraft über den Totpunkt gleitet. Sobald der Totpunkt überschritten ist, wirkt die Schubkraft des Gases auf die kurvenförmigen Abschnitte 5, 6 (Pfeil B), welche die Explosion zulassen, jedoch keine Schwungkraft aufnehmen.
Die in den Fig. 2 bis 6 dargestellte Vorrichtung nach der Erfindung schafft nicht nur eine Verwirbelung bei der Einströmung, bei der Kompression und bei der Explosion, sondern sie weist auch Schubflächen 7j 8 auf (Pfeil C), welche das Überschreiten des Totpunktes erleichtern und auf den Drehkolben den MaxiiiELschub bis zum Ausströmen übertragen.
Die Wandprofile können Mulden 10 enthalten, die durch einen Vorsprung 11 voneinander getrennt sind, wodurch sie gleichzeitig einenaerodynamischen Beschleuniger und deine verjüngte Schubfläche bilden, wobei der senkrechte Wandteil 12 eine maximale Schubfläche darstellt, der fast die gesamte kinetische Energie der Explosion und Expansion bis zur Entleerung verwertet.
Diese Wandteile können mit einer dreieckigen Ausnehmung 13,
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wie in Fig. 4- und 5 dargestellt, versehen sein, sie können abe; auch, wie in Fig. 6 dargestellt, mit Eindrücken in Form eines kurvenlinigen Dreiecks oder in Form eines Bhombus versehen sein.
Die Explosions/Expansions-Takte 18, 19 (Fig. 7 und 8) sind auf diese Weise völlig ausgeglichen, so dass das Überschreiten des Totpunktes durch die Schwungkraft des Drehkolbens und die Drucklinien des Gases annulliert ist, wodurch der Wirkungsgrad bei geringen Drehzahlen verbessert wird.
Es ist möglich, an der Seite die Zuführungs- und Entleerungsleitungen anzuordnen sowie auch die Tiefe und Länge des den Schub aufnehmenden Wandteils zu verändern.
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Claims (8)

  1. Patentansprüche
    / Λ.Ι Vorrichtung an Drehkolbenmotoren zur Durchwirbelung und Verbesserung der Kraftstoffmischung, wobei nach der Explosion die Entspannung des Gases in die Drehrichtung des Drehkolbens gelenkt wird, mit in der Schubrichtung des Drehkolbens wirkenden kurvenförmigen Eotorflachen, dadurch gekennzeichnet,
    dass die dreieckigen Flächen (1, 2, 3) des Drehkolbens so profiliert sind, dass sie je einen Wandteil (7, 8, 12) aufweisen, der im wesentlichen senkrecht zur Umfangsrichtung des Drehkolbens steht.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    da,ss das Wirkprofil des Drehkolbens einen kurvenförmigen Teil enthält, dem ein zu diesem senkrecht stehender Wandteil (7i 8> 12) folgt, der eine Schubfläche zur völligen Ausnutzung der kinetischen Energie bis zum Ausströmen des Gases bildet und eine Entspannung des Gases im Sinne der Drehrichtung des Drehkolbens gewährleistet, wobei das Volumen der Explosionskamtner in Drehrichtung nach vorne hin sieh.progressiv vergrössert, so dass eine Vorverstellung der Zündung oder der Einspritzung ermöglicht wird.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der oder die Wandteile mit kurvenförmiger Krümmung
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    einen "aerodynamischen Beschleuniger1·1 bilden, der eine Durchwirbelung sowohl im Zeitpunkt der Ansaugung als auch während der Explosion und Entspannung hervorrufen um dadurch das Mischungsverhältnis des KraftstoffStroms-verbessern.
  4. 4-. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis J,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Wandprofil Mulden (10) aufweist, die durch einen Vorsprung (11) voneinander getrennt sind.
  5. 5- Vorrichtung nach Anspruch 4-,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Vorsprung (11), der die Rotorfläche in mehrere Abschnitte einteilt, mehr oder weniger ausgeprägt sein kann, um entsprechend dem Verwendungszweck die zur kurvenförmigen Wand des Rotors senkrecht stehenden Flächen (7, 8, 12) zu vergrössern.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 4- und 5»
    dadurch gekennzeichnet,
    dass hinter den die Explosionskammer bildenden Mulden (10) Ausnehmungen angeordnet sind, welche zur Kanalisierung des ausströmenden Gases dienen, nachdem diese ihre Schubkraft abgegeben haben.
  7. 7· Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
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    dass die Wandteile (7, 8, 12) mit einer dreieckigen Ausnehmung (13, 14) verseilen sind.
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die dreieckige Ausnehmung mit Eindrücken in Form eines kurvenlinigen Dreiecks bzw. in Form eines Rhombus (15, 16, 17) versehen ist.
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DE19752522960 1974-05-30 1975-05-23 Vorrichtung an drehkolbenmotoren zur durchwirbelung der kraftstoffmischung Pending DE2522960A1 (de)

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US (1) US4024842A (de)
JP (1) JPS517321A (de)
DE (1) DE2522960A1 (de)
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GB (1) GB1494275A (de)
IT (1) IT1028972B (de)

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