DE2539209A1 - Drehkolben-verbrennungskraftmaschine - Google Patents
Drehkolben-verbrennungskraftmaschineInfo
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Description
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CONSEILS EN BREVETS
DiPL-iNG H. TISCHER · dipl.-ing. W. KERN · dipl.-ing; H.-P. GAUGER
D β MÜNCHEN 2
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TAL 71
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TELEFON (089)22
IHR ZEICHEN: YOUR REF.i
UNSER ZEICHEN; GFK-2094
OUR REF.: _ Ix, .
OUR REF.: _ Ix, .
Gg/Ki
datum: 3O September 1975
betreff= Anwaltsakte: GFK-2694
REF.·
FORD-WERKE AKTIENGESELLSCHAFT, 5 KuLN-UEUTZ7 OTTOPLATZ 2
Drehkolben-Verbrennungskraftmaschine.
Die Erfindung betrifft eine Drehkolben-Verbrennungskraftmaschine, bei der eine Zündeinrichtung mit wenigstens zwei Zündkerzen vorgesehen
ist, die in einen umfangseitigen Kühlungskanal für eine im Wärmeaustausch mit den Verbrennungskammern stehende trochoide Gehäusewand
durchsetzenden und in Fließrichtung des Kühlmittels auf Abstand zueinander angeordneten Gewindeaugen montiert sind.
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Cei den Drehkolbenmaschinen der vorgenannten Art erfüllt die in der Regel mittels Wasser bewirkte Kühlung der trochoiden Gehiiusewand
den hauptsächlichen Zweck, eine wirtschaftliche Kraftstoffausnutzung
und eine hohe Lebensdauer oder Deuerhciftigkeit solcher Maschinen
zu erreichen. Üie Wasserkühlung soll dabei insbesondere die Hetallflächen auf beträchtlich niedrigere Temperaturen bringen, die
während des Verbrennungscblcufs die höchste Wärmebeaufschlagung erfahren,
und weiterhin soll sie für einen weitreichenden 'Wärme- bzwo
Ternperctur< usgleich sorgen, damit nicht infolge extremer Temperaturabweichungen
Verformungen besonders der trochoiden Gehäusewand begünstigt werden, welche dann zu einer entsprechenden Beeinträchtigung
des Verbrennungsablaufs führen0 Es kann hierbei als bekannt
vorausgesetzt werden, daß die kritischste Stelle zur Erfüllbarkeit
dieser Iweckvorstellung in der unmittelbaren Nähe der Zündeinrichtung
liegt, die gewöhnlich nn der uebenachse der trochoiden Gehäusewrnd
angeordnet ist, also dort, wo das Kühlwasser eine im wesentlichen geradlinige Fließrichtung hat, die anordnungsbedi'ngt meistens
etwa vertikal verläuft.
Sofern Verformungen der trochoiden üehüusewand hauptsächlich infolge
einer unzureichenden Kühlung der kritischen Heißstellen in der unmittelbaren Nähe der Zündkerzenachsen auftreten, so können dadurch
die verschiedenen Gas- und üldichtungen an 'Wirkung verlieren und folglich die Drehkolbenmaschine eine entsprechend höhere Leistungseinbuße
erleiden. Die trochoide Gehäusewand ist dabei kritischer als die stirnseitigen Seitenwände, hauptsächlich unter dem Gesichtspunkt,
daß bei einer Zerstörung des wandseitigen Schmierölfilms infolge örtlicher Überhitzungen der in einer exzentrischen anordnung
drehende ürehkolben mit seinen in den Ecken bzwo Spitzen angeord-
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neten Dichtungen eine ziemlich schnelle Verschlechterung der gegenseitigen
Abdichtung der verschiedenen Verbrennungskammern und damit eine entsprechend starke Beeinträchtigung der korrespondierenden
.nrbeitstokte der Maschine ergibt. In diesem Zusammenhang ist außerdem
noch zu berücksichtigen, daß mit einer kalten !faschine besonders zur Winterszeit rasch durchgeführte Deschleunigungsvorgänge und besonders
bei hohen Fahrgeschwindigkeiten bzwo Drehzahlen auftretende
Selbstzündungen das gesamte Maschinengehäuse und besonders die genannte
trochoide Gehäusewand wiederholt plötzlichen und ziemlich hohen termischen Stoßbelastungen aussetzt, was zur Bildung von
Viärmerissen besonders an den üewindeaugen führt, wo gewöhnlich größere Wanddickenunterschiede auftreten. Solche Wärmerisse bilden
sich dabei nicht nur an der den Verbrennungsgasen ausgesetzten Überfläche der trochoiden Gehäusewand, sie bilden sich vielmehr auch
längs der Gewindebohrungen der Gewindeaugen infolge der bei der Montage der Zündkerzen gewöhnlich ausgeübten ,-jizugskräfte, durch
die dann eine gewisse Vorspannung im Material der Gewindeaugen und des angrenzenden Dereichs der trochoiden Gehäusewand erzeugt wird.
Im Extremfall können solche Wärmerisse zu einer Leckage des Kühlungskanals führen, sodaß dann das Kühlmittel in die angrenzenden Verbrennungskammern
fließen kann. Unter Berücksichtigung dieser Darlegungen sollte es verständlich erscheinen, warum bei solchen Drehkolbenmaschinen
in Verbindung hauptsächlich mit der Auswahl der Stelle, an welcher die Zündeinrichtung angeordnet wird, die Ausbildung des
Kühlungssystems von besonderer Wichtigkeit isto
Was die Ausbildung der Zündeinrichtung anbetrifft, entspricht es bis jetzt der allgemeinen Praxis, die beiden Zündkerzen in einer
miteinander fluchtenden Anordnung längs der den Kühlungskanal in
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der Fließrichtung des Kühlmittels unterteilenden iüttelebene anzuordnen»
Diese fluchtende Anordnung wird hauptsächlich unter dem Gesichtspunkt bevorzugt, daß es dadurch unter Berücksichtigung der
exzentrischen Drehbewegung des Drehkolbens entlang der inneren Oberfläche der trochoiden Gehäusewond möglich ist, die beiden Zündkerzen
zur Erreichbarkeit einer optimalen Maschinenleistung ziemlich nahe cm der Nebenachse des Trochoids anzuordnen. Hierzu ist jedoch
festzustellen, daß bei der Drehung des Drehkolbens euch das verdichtete
Luft-uroftstoff-Gemisch an dieser Drehbewegung teilnimmt,
was die Ausbildung der für solche Drehkolbenmaschinen charakteristischen Flammenfront mehr zu der Führungsseite des Drehkolbens hin
zur Folge hat und damit eine entsprechend unvollständige Verbrennung des Gemischanteils, welcher ständig an der Machlaufseite des
Drehkolbens eingefangen bleibt. Die zweite Zündkerze erfüllt folglich
bei den Drehkolbenmaschinen den Zweck, bei einer mit der einen Zündkerze entweder gleichzeitig oder verzögert erfolgenden Zündung
auch eine genügend vollständige Verbrennung dieses Restanteils des
Luft-Kraftstoff-Gemisches zu erzeugen, damit in den Auspuffgasen entsprechend
wenig unverbrannte Gaskomponenten enthalten sindo Die fluchtende Anordnung der beiden Zündkerzen entlang der genannten
iüttelebene wurde folglich bis jetzt unter dem hauptsächlichen Gesichtspunkt gewählt, daß nur auf diese Weise unter gleichzeitiger
Berücksichtigung des räumlichen Fortpflanzungsvermögens der Gase eine optimale Verbrennung des Gemisches möglich ist, weil dann eben
von einer solchen zentralen Stelle aus alle maßgeblichen Bereiche der zugeordneten Verbrennungskammer unter gleichen Voraussetzungen
erreichbar sind. Höhere Untersuchungen haben jetzt aber gezeigt, daß durch eine solche fluchtende Anordnung der Zündkerzen die KUhlmittelströmung
durch den Kühlungskanal hindurch örtliche Unterbrechungen
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erfahren kann, und zwar infolge einer örtlichen Dampfbildung besonders
dort, wo die Gewindeaugen den Kühlungskanal durchsetzen, sodaß dann an diesen Stellen eine entsprechend verringerte Viärmeabfuhr
stattfindet, wcs wieder zu der vorhergehend geschilderten Problematik führte Hierbei sollte noch interessant erscheinen, daß
aufgrund von Vergleichsmessungen festgestellt wurde, ciaii bei einer
Drehkolbenmaschine mit den heute an sich üblichen zwei Drehkolben die der Montage der Zündkerzen dienenden Gewindeaugen gewöhnlich
einer Wärmebeaufschlagung unterliegen, die im wesentlichen der halben Verbrennungswärme entspricht, während sie bei einer vierzylindrigen
Hubkolbenmaschine einer Wäreebeaufschlagung von nur etwa
einem Viertel der gesamten Verbrennungswärme unterliegeno Es ist
folglich auf diese höhere V/ärmebeaufschlagung der Gewindeaugen zurückzuführen,
daß es dort bei den urehkolbenmaschinen leichter zu einer solchen Dampfbildung kommt, welche eine kontinuierliche Strömung
des Kühlmittels durch den Kühlungskanal hindurch stört. In abhängigkeit
von dem jeweiligen Ausmaß einer solchen Dampfbildung ist dann aber eine entsprechende Ausbildung von wärmeren bis heißen
Stellen an diesen Orten mehr oder weniger störend, wobei eine gewisse Unkontrolliertheit auftritt, welche die Beherrschung der vorerwähnten
Problematik entsprechend kritischer macht«,
Der Erfindung liegt folglich die Aufgabe zugrunde, eine Ürehkolben-Verbrennungskraftmaschine
der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß unter vergleichbaren Verhältnissen eine optimalere Kühlung
der trochoiden Gehäusewand durchführbar ist, um insbesondere jede hauptsächlich von den Gewindeaugen ausgehende Tendenz zu einer
Verformung besonders dieser Gehäusewand unter dem Einfluß eines unzureichenden Wärmeausgleichs auf ein optimales Minimum zu verringerno
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liiese Aufgebe wird erfindungsgemäüj dadurch gelöst, acß bei einer
solchen Drehkolbenmaschine die beiden Gewindeaugen bezüglich der den Kühlungskcnal längs der Fließrichtung des Kühlmittels unterteilenden
hittelebene nichtfluchtend angeordnet sind und doß ihre i-iittelcchsen
die den Verbrennungsgasen ausgesetzte Überfläche der trochoiden Gehäusewand cn zv/ei zu einer vorzugsweise in derselben
tiittelebene liegenden Mittellinie versetzten Orten schneiden.
Hit einer solchen Anordnung der Gewindeaugen kann hauptsächlich erreicht
werden, daß die in der Fliel3richtung des Kühlmittels stromaufwärts
gelegenen Lereiche der Gewindecugen intensiver mit dem
Kühlmittel umspült werden, wodurch es innerhalb des Kühlungskanals
zu der Ausbildung von Strömungswirbeln um .die Gewindeaugen herum
kommt, welche eine Dampfbildung entsprechend stark einschränkt. Es
kommt folglich zu einem entsprechend verbesserten Wärmeaustausch zwischen den Gewindeaugen und dem Kühlmittel, wodurch der Gesamtwirkungsgrad
des Kühlungssystems entsprechend verbessert wird. Die zueinander versetzte Anordnung der uewindeaugen bringt aber weiterhin
auch noch eine verbesserte Verbrennung, insbesondere dann, wenn gemäß einer zweckmäßigen Ausbildung der Erfindung die Achsen der
Gewindeaugen schiefwinklig zueinander und zu der genannten iiittelebene
des Kühlungskanals cuf dabei vorzugsweise verschiedenen Seiten derselben angeordnet sind, weil auf diese Weise der speziellen
Fortpflanzung der Gase mehr Rechnung getragen wird, wie dies aufgrund entsprechender Vergleichsversuche festgestellt werden konnte.
Weitere vorteilhafte und zweckmäßige Ausbildungen der Erfindung sind
in den verschiedenen Unteransprüchen erfaßte
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hin ,-.usfUhrungsbeispiel uex crfindung ist in der Zeichnung schematisch
dargestellt und wird nachfolrend näher beschrieben,, Hs zeigt
rigo 1 eine ScheffiDdarstellunc zur Veranschv-ulichung der erfin-QungsgeiaöiJen
«-tnordnung der beiden iünakerzen bei einer
Drehkolbenmaschine ucx in Figo l<
gezeigten jixtt
Fig, U. eine entsprechende Schem'jdorstellung zur Veranschαulicliung
der bekonnten und den Ausgangspunkt der vorliegenden
Erfindung bildenden Zündkerzenanordnung,
Fiao ί einen Querschnitt durch eine L/rchkolbenmaschine geraüß
Erfindung,
Figo 4 eine /vnsicht dieser ^rehkolbenracschine in iiichtung der
!-"feile 4 in Fig» C,
Fig. i? eine Ansicht dieser tinzelheit in Richtung der Pfeile ü
in Fig. 4 und
Fig, 6 eine entsprechende Ansicht in Richtung tier Pfeile 6 in
Fig, 4.
tine Drehkolbenmaschine der vorliegend interessierenden Art hat gewöhnlich
ein Gehäuse vh, einen in diesem angeordneten Ürehkolben E,
ein Ansaugsystem G für die zu verbrennenden öetnischcinteile, eine
Zündeinrichtung D, ein Kühlsystem E und Gewindeaugen F, welche für
die iiontage je einer Zündkerze der Zündeinrichtung D eingerichtet sind.
Diese Geviodeaugen F sind bei allen bis jetzt bekannten Orehkolbenraaschinen
längs der Mittelebene 54 eines das Kühlsystem E hauptsächlich bildenden umfcngseitigen Kiihluiigskancsls angeordnet, den diese
Gewindeaugen für einen Wärmeaustausch mit den Verbxennungsgcisen
durchsetzen, was in Fig. 2 rait den beiden Kreislinien 8 «und 9 σ-nge-
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deutet isto Eine solche fluchtende Anordnung der Gewindeaugen längs
der Mittelebene 54 des Kühlungskanals hat den bereits geschilderten Kachteil, daß es in der in Fig. 2 durch einen Pfeil verdeutlichten
Fließrichtung des Kühlmittels besonders bei höheren Maschinenleistungen zu einer Dampfbildung an stromaufwärts gelegenen Bereichen
der beiden Gewindeaugen kommt, wodurch dort die KUhlmittelströmung
unterbrochen wird und entsprechende Heißstellen entsteheno Die Dampfbildung
an dem stromaufwärts gelegenen Gewindeauge wirkt auch zurück auf das stromabwärts angeordnete Gewindeauge, sodaß es dort verstärkt
zu einer Störung des Strömungsbildes kommt, derart, daß es auch an stromabwärts gelegenen Bereichen der beiden Gewindeaugen zu einem
etwa halbmondförmigen Äbreissen der KUhlmittelströmung kommt, wie es in Fig0 2 mit der Sichel 50 verdeutlicht ist· Es kommt folglich
an den Gewindeaugen zu einer entsprechend ungleichmäßigen V/ärmeverteilung,
welche ein Verformen des Gehäuses A und die geschilderte Bildung von Wärmerissen besonders in dem Bereich der relativ dUnnen
trochoiden Gehäusewand begünstigt, über welche der Wärmeaustausch mit den Verbrennungsgasen vorgenommen wirdo
Eine wesentlich gleichmäßigere Wärmeverteilung kann mit der erfindungsgemäß
vorgeschlagenen versetzten Anordnung der Gewindeaugen erhalten werden, wofür die später noch näher geschilderten Umstände
maßgebend sindo Die versetzte Anordnung der Gewindeaugen erlaubt
eine Beibehaltung der Grundkonstruktion einer solchen Drehkolbenmaschine, die also beispielsweise den Üblichen dreieckigen Drehkolben
B hat, der auf dem Exzenter 18 einer Lagerwelle 19 angeordnet isto
Der Kolben hat die üblichen gekrümmten Oberflächen 13, die sich zwischen
den mit je einer Dichtung 14 versehenen Ecken erstrecken und mit der Innenwand 10 des Gehäuses A, deren Neben- und Hauptachsen
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mit 11 und 12 bezeichnet sind, drei Verbrennungskammern 15, 16 und
17 begrenzen, deren jeweiliges Volumen bei der Drehung des Kolbens
verändert wird.
Die Maschine kann weiter das Übliche Ansaugsystem C umfassen, das
durch einen Ansaugkanal 20 und einen Auspuffkanal 21 gebildet wird und insbesondere einen Vergaser 22 hat, der die Gemischanteile dem
Ansaugkanal 20 zuleitet,, Weiterhin kann die Zündeinrichtung D ebenfalls
nur zwei Zündkerzen 25 und 26 umfassen, die auf verschiedenen Seiten der Nebenachse 11 angeordnet werden sollten und wofür die Übliche
Ausbildung mit einem Aussengewinde 28 und einem flachen Elektrodenabstand ausgewählt werden kann0 Besonders in dieser Ausbildung
können dann die ZUndelektroden 27 und 29 solcher Zündkerzen als
punktförmig angesehen werden mit einer Anordnung auf der jeweiligen Kerzenachse, auf der auch das zugehörige Kerzenkabel 30 angeordnet
ist» Schließlich kann auch für das Kuhlsystem E die herkömmliche
Ausbildung praktisch unverändert beibehalten werden, also insbesondere das Vorsehen einer Anschlußöffnung 31 fUr den umfangseitigen
KUhlungskanal 46, der gegen das Gehäuseinnere durch eine relativ
dünne Gehäusewand 34 abgetrennt ist, über welche es zu einem Wärmeaustausch mit den Verbrennungsgasen kommt« Die Anschlußöffnung 31
des Kühlungskanals 46 ist etwa in der 7 Uhr-Position angeordnet, während eine Auslaßöffnung 32 etwa in der 1 Uhr-Position angeordnet
ist«, Im Übrigen kann der Kohlungskanal 46 mit einer inneren Leitein
richtung 33 für das Kuhlmittel ausgerüstet sein, die gemäß einem älteren Vorschlag die Strömung des Kühlmittels so aufteilt, daß es
längs der Gehäusewand 34 an den Stellen zu einer stärkeren Wärmeabfuhr kommt, für die mit einer höheren Wärmebeaufschlagung während
der Verbrennung des Gemisches zu rechnen ist·
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Die den Kühlungskanal 46 durchsetzenden Gewindeaugen F bzwo 40, 41
sind nun bei der erfindungsgemäßen ürehkolbenmaschine bei einer aus fertigungstechnischen Gründen zu bevorzugenden zylindrischen Formgebung
so angeordnet, daß ihre Mittelachsen 44 und 45 schiefwinklig zu der Mittelebene 54 des Kühlungskanals 46 in dessen im wesentlichen
vertikal ausgerichtetem Abschnitt angeordnet sind0 Die Anordnung
ist dabei weiterhin so getroffen, daß die als punktförmig anzunehmenden Elektroden 27 und 29 der beiden Zündkerzen 25 und 26 in
der Oberfläche 10 der beiden angrenzenden Verbrennungskammern 15 und 16 liegen, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß die praktisch
mit den Hittelachsen 44 und 45 zusammenfallenden Kerzenachsen 47 und 48 diese Oberfläche 10 an zwei auf verschiedenen Seiten von
einer Mittellinie 61 gelegenen Stellen schneiden, sodaß das in Figo 1 angedeutete Versatzmaß 60 bezüglich dieser vorzugsweise in
der Mittelebene 54 liegenden Mittellinie 61 auftritt» Bezüglich dieses
Versatzmaßes 60 sollte vorzugsweise gelten, daß es bei beiden Gewindeaugen zusammengenommen weniger als etwa das Durchmessermaß
jedes der beiden Gewindeaugen beträgt. Das auf die Mittellinie 61
bezogene gemeinsame Versatzmaß der beiden Gewindeaugen ist in Figo
durch den Doppelpfeil 52 angedeutet. Für eine solche Anordnung kann dann davon ausgegangen werden, daß die in der Fließrichtung des Kühlmittels
stromaufwärts gelegenen Bereiche 40a und 41a der beiden Gewindeaugen 40 und 41 ohne eine gegenseitige Überlappung sind, sodaß
das Kühlmittel «it einer praktisch gleichen Intensität beide Gewindeaugen
umspulen kann und es daher nicht zu der Dampfbildung kommt, die bei der bekannten fluchtenden Anordnung der Gewindeaugen längs
der Mittelebene 54 zu einem Abreissen der Kühlmittelströmung und damit
zur Bildung entsprechender Heißstellen führen kann,
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Hinsichtlich der schiefwinkligen Anordnung der beiden Gewindeaugen
sollte hauptsächlich gelten, daß deren Hittelachsen 44 und 45 jeweils
unter einem spitzen Winkel 70 zu der Mittelebene 54 ausgerichtet sind, der zwischen etwa 25 und 65 beträgt, und unter einem
weiteren spitzen Winkel 72 zwischen etwa 15 und 55 , der dabei gegenüber
einer senkrecht zu der liittelebene 54 angeordneten Querebene 55 ausgebildet ist«. Eine solche schiefwinklige Anordnung der
Achsen 44 und 45 der beiden Gewindeaugen 40, 41 ist bei deren versetzter
Anordnung jedoch nicht eine unabdingbare Maßnahme, vielmehr ist es auch möglich, diese Achsen entweder in die Mittelebene 54
oder in die jeweils zugehörige Querebene 55 zu verlegen, sodaß dann die Winkel 70 und 72 den Viert Null annehmen. Schließlich sollte noch
gelten, daß die Elektroden 27 und 29 in einem Abstand 51 längs der
Mittellinie 61 angeordnet werden, der weniger als das 12-fache Üurchmessermaß der Gewindeaugen beträgt, wobei bezüglich dieses
Maßes aber gilt, daß es in einem gewissen Ausmaß von der Größe von Verbrennungstaschen 73 abhängig ist, sofern solche in den Uberflächen
13 des ürehkolbens ausgebildet sind0 Unabhängig von der Größe
und Ausbildung dieser Taschen 73 sollte jedoch gelten, daß bei einem verhältnismäßig kleinen Durchmesser der Gewindeaugen, der zur Vernachlässigbarkeit
der von den stirnseitigen Seitenwänden auf die Kuhlmittelströmung ausgehenden Wirkung bevorzugt werden sollte, dann
der Abstand zwischen den Gewindeaugen längs der Mittellinie 61 etwa
das 50-fache Durchmessermaß der Gewindeaugen beträgt,, Je größer
also der Einfluß der stirnseitigen Seitenwände auf die Kühlmittelströmung
ist, desto geringer sollte der gegenseitige Abstand der Gewindeaugen in der Fließrichtung des Kühlmittels gewählt werdeno
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Abschließend soll noch kurz ein Vergleichsversuch mit den daraus ableitbaren Schlußfolgerungen geschildert werden, mit dem das Strömungsbild
des Kühlmittels cn den Gewindeaugen untersucht wurde, soweit die Gewindeaugen die bekannte fluchtende Anordnung längs der
i-iittelebene 54 des Kühlungskancls hatten bzwo die erfindungsgemäß
vorgeschlagene versetzte Anordnung. Es wurden hierzu zwei entsprechende Modelle angefertigt, und zur Sichtbarmachung der Wasserströmung
um die Gewindeaugen herum wurden dem Wasser ziemlich kleine Kunststoffteilchen von einer neutralen Dichte beigemischt. Weiterhin
wurde die Wasserströmung einer Elektrolyse unterzogen, damit sich gasförmiger Wasserstoff bilden konnte mit einer Bläschengröße,
die kleiner ist als die bei einer Drehkolbenmaschine typischerweise auftretende Größe der Dampfbläscheno Es ergab sich dabei dann für
die herkömmliche fluchtende Anordnung der Gewindeaugen die bereits geschilderte, entsprechende Ansammlung von Gasbläschen an den stromaufwärts
gelegenen Bereichen der Gewindeaugen, während es bei dem Modell mit der versetzten Anordnung der Gewindeaugen zu keiner solchen
Ansammlung von Gasbläschen kam. Aufgrund dieses Vergleichs konnte ein um bis zu 44/- höherer Wärmeaustauschkoeffizient zwischen
der Kuhlmittelströmung und den Gewindeaugen errechnet werden, wobei hierzu eine maximale Strömungsgeschwindigkeit von etwa 1,25 m/sec
bei einem Strömungsvolumen von etwa 0,934 dm /see für die tatsächliche
Drehkolbenmaschine zugrunde gelegt wurde. Weiterhin wurde an der Gehäusewand eine Temperatur von etwa 160 C und in der Mittelebene
des Kühlungskanals eine Temperatur von etwa 107 C gemessen, was eine mittlere Temperatur von etwa 132 C ergab. Die kleinste
Fläche, die bei den Gewindeaugen in dem Kühlungskanal der Kühlmit-
2 telströmung ausgesetzt war, betrug etwa 7,55 cm , und die aufgrund
dieser Angaben errechnete Reynold°sche Zahl ergab den Wert 1,2 χ 10 ,
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- ίο -
was einer kontrollierten Turbulenzströmung entspricht. Der riärmeaustauschkoeffizient wurde schließlich für die bekannte Anordnung mit
dem Wert 8 800 kcal/m / C/h und für die erfindungsgemäße Anordnung
mit dem Wert 12 700 kcal/m / C/h errechnet, wobei für die Gewindeaugen ein Durchmesser von etwa 21,ό mm und eine Höhe von etwa
20,3 mm angenommen wurde» Hieraus kann gefolgert werden, daß der
Temperaturgradient über die Breite der Oberfläche 10 der trochoiden
Gehäusewand 34 weniger eine variable Verteilung mit einem höchsten
Temperaturwert an der Mittellinie 61 hat, wie es bei einer fluchtenden Anordnung der Gewindeaugen der Fall ist, vielmehr hat der Temperaturgradient bei der erfindungsgemäßen Anordnung der Gewindeaugen
eine mehr gleichförmige Verteilung, wobei aber eine geringere Symmetrie vorherrscht« Hinsichtlich dieser mehr gleichförmigen Verteilung
ist das Versatzmaß 60 von sehr großer Bedeutung, und diesbezüglich
sollte abschließend noch gelten, daß dieses Versatzmaß 60 weniger als etwa das Radiusnaß der Gewindeaugen betragen sollte, damit optimale Kühlungswirkungen erreichbar sind«
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Claims (1)
- -H-Ansprüche^)Ürehkolben-Verbrennungskraftmaschine, bei der eine Zündeinrichtung mit wenigstens zwei Zündkerzen vorgesehen ist, die in einen umfangseitigen Kühlungskanal für eine im Wärmeaustausch mit den Verbrennungskammern stehende trochoide Gehäusewand durchsetzenden und in Fließrichtung des Kühlmittels auf Abstand zueinander angeordneten Gewindeaugen montiert sind, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gewindeaugen (40, 41) bezüglich der den Kühlungskanal (E, 46) längs der Fließrichtung des Kühlmittels unterteilenden Hittelebene (54) nichtfluchtend angeordnet sind und daß ihre Mittelachsen (44, 45) die den Verbrennungsgasen ausgesetzte Oberfläche (1O) der trochoiden Gehäusewand (34) an zwei zu einer vorzugsweise in derselben Hittelebene liegenden Hittellinie (61) versetzten Orten schneiden <,2» Drehkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittpunkte der Mittelachsen (44, 45) der beiden Gewindeaugen (40, 41) um ein vorzugsweise gleiches Versatzmaß (60) auf verschiedenen Seiten von der Hittellinie (61) der den Verbrennungsgasen ausgesetzten Oberfläche (1O) der trochoiden Gehäusewand (34) angeordnet sind,Drehkolbenmaschine nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das gemeinsame Versatzmaß (52) der Schnittpunkte der Mittelachsen (44, 45) der beiden Gewindeaugen (40, 41) bezüglich der Mittellinie (61) der den Verbrennungsgasen ausgesetzten Oberfläche (10) der trochoiden Gehäusewand (34) nicht größer ist als das Durchmessermaß jedes der zylindrisch geformten Gewindeaugen ο609812/0730 i*urehkolbenmaschine noch den /Ansprüchen 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß dus einfache Versatzmaß (όθ) des jeweiligen Schnittpunktes einer iiittelnchse der beiden Gewindeaugen (40, 41) bezüglich der Üittellinie (öl) der den Verbrennungsgasen ausgesetzten Oberfläche (1O) der trochoiden Gehausewand (24) v/eniger als das Radiusmeß des zugehörigen Gewindeauges beträgt«,Urehkolbenmaschine nach einem der Ansprüche T bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gewindeaugen (40, 41) in einem Abstand (51) längs der l'iittelebene (54) des Kühlungskanals (E, Ao) angeordnet sind, der wenigstens ein Durchmessermaß jedes der beiden Gewindecugen beträgt und nicht größer ist als der oO-fache Wert dieses Durchmessermaßes.6. Drehkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen (44, 45) der Gewindecugen (40, 41) schiefwinklig zueinander und zu der Hittelebene (54) des Kühlungskanals (E, 4ü) angeordnet sind0Drehkolbenmaschine nach Anspruch ό, dadurch gekennzeich net, daß wenigstens das eine Gewindeauge (40, 41) einen spitzen Winkel (70) mit der iiittelebene (54) des Kühlungskanals (E, 4o) und einen weiteren spitzen Winkel (72) mit einer rechtwinklig zu dieser Mittelebene ausgerichteten -äuerebene (55) einschließtoDrehkolbenmaschine nach den Ansprüchen ό und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der eine spitze Winkel (70) zwischen etwa 25 und 65 und der weitere spitze Winkel (72) zwischen etwa 15 und 55 beträgt.- 16 -609812/0730Drehkolbenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Gewindeaugen (40, 41) ein für die Erzeugung einer wirbelströmung des Kühlmittels um die Gewindeaugen herum eingerichtetes Leitorgan (53) angeordnet istoOo Drehkolbenmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitorgan (53) einen im wesentlichen in der Fließrichtung des Kühlmittels ausgerichteten gekrümmten Verlauf hat«,609812/073 0Leerseite
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