DE3123121A1 - Rotary internal combustion engine - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
- F01C1/00—Rotary-piston machines or engines
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- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B53/00—Internal-combustion aspects of rotary-piston or oscillating-piston engines
Abstract
Description
Drehkol benverbrennungsmotorRotary piston internal combustion engine
Dies Erfindung betrifft einen Drehkolbenverbrennungsmotor mit minciestens einem Arbeitsraum mit mindestens einem Abgasauslats, einem Verbrennungslufteinlaß, einem Treibstoffeinlaß und einer Einrichtung zur Auslösung des Verbrennungsvorganges.This invention relates to a rotary piston internal combustion engine with minimum a work space with at least one exhaust gas outlet, a combustion air inlet, a fuel inlet and a device for initiating the combustion process.
Drehkolbenverbrennungsmotoren sind bekannt beispielsweise durch den sogen. Wankel-Motor. Solche bekannten Motoren weisen jedoch den Nachteil auf, daß sie einen kompliziert gestalteten (trochoidförmigen) Arbeitsraum benötigen und hierdurch unrund laufende Massen (Drehkolben) erforderlich machen.Rotary piston internal combustion engines are known for example by the sucked Wankel engine. However, such known motors have the disadvantage that they need a complicated (trochoid-shaped) working space and thereby Make non-circular masses (rotary piston) necessary.
ber Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen Drehkolbenverbrennungsmotor der eingangs beschriebenen Art vorzuschlagen, dessen Arbeitsraum einfacher gestaltet ist und damit fertigungstechnisch besser beherrschbar ist und der außerdem keine unrund laufenden Massen aufweist und somit die damit verbundenen Drehzahlbeschränkungen und Vibrationen vermeidet.The invention is based on the object of a rotary piston internal combustion engine to propose the type described above, whose workspace is made simpler is and is therefore more manageable in terms of production technology and which, moreover, is not Has out-of-round masses and thus the associated speed restrictions and avoids vibrations.
Nach der Erfindung ist diese Aufgabe gelöst durch einen kreiszylindrischen Arbeitsraum, in welchem zwei den Arbeitsraum radial je in zwei Hälften teilende und sich je über die Länge des Arbeitsraumes erstreckende Drehflügel koaxial zueinander und zur Zylinderachse um diese und in einem begrenzten Winkel relativ zueinander nur in einer und für beide Drehflügel gleichen Drehrichtung drehbar angeordnet sind, wobei beide Drehflügel Uber ein in Drehrichtung der Drehflügel sperrendes Gesperre mit einer koaxial angeordneten Antriebswelle verbunden sind. Der kreiszylindrische Arbeitsraum ist sehr einfach herstellbar. Die hierzu koaxiale Anordnung der Drehflügel ermöglicht eine exakt ausgeglichene Massenverteilung.According to the invention, this object is achieved by a circular cylindrical Work space in which two radially divide the work space into two halves and rotating blades each extending over the length of the working space coaxially to one another and to the cylinder axis around this and at a limited angle relative to one another are only rotatable in one direction of rotation that is the same for both rotating blades, with both rotating blades via a locking mechanism that locks in the direction of rotation of the rotating blades are connected to a coaxially arranged drive shaft. The circular cylindrical Work space is very easy to produce. The coaxial arrangement of the rotary blades for this purpose enables an exactly balanced mass distribution.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Drehflügel so geformt sind, daß sie in einer Drehwinkellage den Abgasauslaß abdecken.According to one embodiment of the invention it is proposed that the Rotary vanes are shaped so that they cover the exhaust outlet in a rotational angle position.
Durch diese Gestaltung wird erreicht, daß keine Abgase angesaugt werden können. Hierzu müssen die Drehflügel lediglich entsprechend dick gestaltet oder z.B. mit einer Abdeckschürze ausgerüstet sein.This design ensures that no exhaust gases are sucked in can. For this purpose, the rotary blades only have to be designed or appropriately thick e.g. be equipped with a cover apron.
Das Prinzip des Drehkolbenverbrennungsmotors nach der Erfindung soll anhand der beigefügten Zeichnungen nun näher erläutert werden.The principle of the rotary piston internal combustion engine according to the invention is intended will now be explained in more detail with reference to the accompanying drawings.
Es zeigen Figur 1 Querschnitt durch den Arbeitsraum des Motors am Ende eines Arbeitsspiels Figur 2 Querschnitt nach Figur 1 zu Beginn eines Arbeitsspiels Figur 3 Querschnitt nach Fig. 1 während des Arbeitsspiels Figur 4 Viertelschnitt I-I nach Figur 1.It shows Figure 1 cross section through the working space of the engine on End of a work cycle Figure 2 Cross section according to Figure 1 at the start of a work cycle FIG. 3 cross section according to FIG. 1 during the working cycle; FIG. 4 quarter section I-I according to Figure 1.
Ein Zylinder 14 weist einen kreiszylinderförmigen Arbeitsraum 1 auf, welcher einerseits durch einen Zylinderboden 15 und andererseits durch einen Zylinderdeckel 16 abgeschlossen ist. Im Inneren dieses Arbeitsraumes 1 sind koaxial zur Zylinderachse 8 zwei Drehflügel 6 und 7 angeordnet. Die Drehflügel 6 und 7 bestehen je aus Flügelteilen F 2 und F 4 bzw.A cylinder 14 has a circular cylindrical working space 1, which on the one hand by a cylinder base 15 and on the other hand by a cylinder cover 16 is complete. Inside this working space 1 are coaxial with the cylinder axis 8 two rotary blades 6 and 7 are arranged. The rotary wings 6 and 7 each consist of wing parts F 2 and F 4 resp.
F 1 und F 3. Die Flügelteile F 1 und F 3 des Drehflügels 7 sind auf einer Nabe 17 und die Flügelteile F 2 und F 4 des Drehflügels 6 sind auf einer Nabe 18 angeordnet. Die Naben 17 und 18 sind über Gesperre 11 bzw. 12 mit einer Abtriebswelle 13 verbunden. Die Naben 17 und 18 weisen außenliegende Lagersitze 21 bzw. 22 auf, auf denen wiederum Gesperre 23 bzw. 24 angeordnet sind, welche sich andererseits in Lagerbohrungen 19 bzw 20 des Zylinderbodens 15 bzw. des Zylinderdeckels 16 abstützen. Die Gesperre 11 und 12 sperren hierbei in umgekehrter Drehrichtung wie die Gesperre 23 und 24. Uber Lagerdeckel 25 und 26 wird der gesamte innere Aufbau in axialer Richtung fixiert.F 1 and F 3. The wing parts F 1 and F 3 of the rotary wing 7 are on a hub 17 and the wing parts F 2 and F 4 of the rotary wing 6 are on a hub 18 arranged. The hubs 17 and 18 are via locking mechanisms 11 and 12, respectively, with an output shaft 13 connected. The hubs 17 and 18 have external bearing seats 21 and 22, respectively, on which in turn locking mechanism 23 and 24 are arranged, which on the other hand support in bearing bores 19 and 20 of the cylinder base 15 and of the cylinder cover 16, respectively. The locking mechanism 11 and 12 lock in the opposite direction of rotation as the locking mechanism 23 and 24. About bearing cap 25 and 26 is the entire internal structure fixed in the axial direction.
Die koaxial zueinander angeordneten Drehflügel 6 und 7 unterteilen den kreiszylinderischen Arbeitsraum 1 in 4 Sektoren.Subdivide the rotating vanes 6 and 7, which are arranged coaxially to one another the circular cylindrical working space 1 in 4 sectors.
Diese 4 Sektoren müssen in jeder Drehstellung ausreichend gegeneinander abgedichtet sein.These 4 sectors must be sufficient against each other in every rotary position be sealed.
Im folgenden soll nun die Arbeitsweise des Motors nach dem Ausführungsbeispiel beschrieben werden.The following is the mode of operation of the engine according to the embodiment to be discribed.
In der Drehstellung nach Fig. 1 ist der Drehflügel 6 in Richtung des Pfeils 10 um seinen größtmöglichen Winkel 9 relativ zum Drehflügel 7 verdreht. In dieser Stellung schließen die Flügelteile F 1 und F 4 den kleinstmöglichen Raum zum Ausstoßen des Abgases und die Flügelteile F 2 und F 3 den kleiristmöglichen Kompressionsraurn zum Komprimieren des Verbrennungsluft-Gasgemisches ein. Die Drehflügel 6 und 7 oder wahlweise deren Naben 17 bzw. 18 sind so ausgebildet, daß sie in dieser Drehstellung an geeigneten Flächen aneinander liegen, sodaß spätestens jetzt der Drehimpuls, der dem Drehflügel 6 aus dem gerade abgelaufenen Arbeitsspiel erteilt wurde, auch den Drehflügel 7 in Richtung des Pfeiles 10 weiterdreht. Dies bedeutet also, daß nunmehr beide Drehflügel 6 und 7 gleichzeitig und gleichsinnig in Richtung des Pfeiles 10 gedreht werden.In the rotary position according to FIG. 1, the rotary vane 6 is in the direction of the Arrow 10 rotated by its largest possible angle 9 relative to the rotary wing 7. In In this position, the wing parts F 1 and F 4 close the smallest possible space for ejecting the exhaust gas and the wing parts F 2 and F 3 the smallest possible Compression space for compressing the combustion air-gas mixture. The rotary wing 6 and 7 or optionally their hubs 17 or 18 are designed so that they are in this Rotation position on suitable surfaces lie against each other, so that now at the latest the Angular momentum given to the rotary vane 6 from the work cycle that has just ended was, the rotary wing 7 continues to rotate in the direction of arrow 10. this means so that now both rotary vanes 6 and 7 simultaneously and in the same direction in the same direction of the arrow 10 can be rotated.
Hierbei erreichen sie eine Drehstellung nach Fig. 2. In dieser Drehstellung erfolgt über die Einrichtung 5 zur Auslösung des Verbrennungsvorganges die Zündung durch einen Zündfunken. Der nunmehr durch die nachfolgende Verbrennung im Kompressionsraum ansteigende Druck will den Drehflügel 7 in Richtung des Pfeiles 10 und den Drehflügel 6 in umgekehrter Drehrichtung drehen. Der Drehflügel 6 und das Gesperre 24 sind auf der Nabe 18 angeordnet und über die Lagerbohrung 20 des Zylinderdeckels 16 mittels des Gesperres 24 mit dem Zylinder 14 verbunden. Das Gesperre 24 -ebenso wie auf der anderen Seite das Gesperre 23- sperrt die zum Pfeil 10 umgekehrte Drehrichtung.Here they reach a rotary position according to FIG. 2. In this rotary position ignition takes place via the device 5 for triggering the combustion process by a spark. This is now due to the subsequent combustion in the compression chamber increasing pressure wants the rotary vane 7 in the direction of arrow 10 and the rotary vane Turn 6 in the opposite direction of rotation. The rotary wing 6 and the locking mechanism 24 are arranged on the hub 18 and via the bearing bore 20 of the cylinder cover 16 by means of of the locking mechanism 24 is connected to the cylinder 14. The locking mechanism 24 -as well as on on the other side, the locking mechanism 23 blocks the direction of rotation that is reversed to arrow 10.
Dies bedeutet für die Ausgangssituation nach Fig. 2, daß der Drehflügel 6 dem von der Verbrennung herrühenden ansteigenden Druck nicht ausweichen kann. Der auf der Nabe 17 angeordnete Drehflügel 7 hingegen kann in Richtung des Pfeiles 10 drehen, weil das Gesperre 23 diese Drehrichtung freigibt. Das in der Nabe 17 angeordnete Gesperre 11 hingegen sperrt diese Drehrichtung, sodaß hierdurch die Abtriebswelle 13 -wie gewünschtgedreht wird. Der Drehflügel 6 steht also still, während der Drehflügel7 sich in Richtung des Pfeiles 10 dreht. Durch diese Drehbewegung vergrößert sich jedoch der von den Flügel teilen F 4 und F 1 eingeschlossene Raum, sodaß hier ein Unterdruck entsteht und damit durch den Verbrennungslufteinlaß 3 -der im Ausführungsbeispiel gleichzeitig Treibstoffeinlaß 4 istein Treibstoff-Luftgemisch angesaugt wird.For the initial situation according to FIG. 2, this means that the rotary vane 6 the increase resulting from the combustion Don't avoid pressure can. The rotary vane 7 arranged on the hub 17, however, can move in the direction of the Rotate arrow 10 because the locking mechanism 23 releases this direction of rotation. That in the Hub 17 arranged locking mechanism 11, however, blocks this direction of rotation, so that this the output shaft 13 -is rotated as desired. The rotary vane 6 stands still, while the rotary vane 7 rotates in the direction of arrow 10. By this turning movement However, if the space enclosed by the wing parts F 4 and F 1 increases, so that a negative pressure arises here and thus through the combustion air inlet 3 The fuel inlet 4 in the exemplary embodiment is a fuel-air mixture is sucked in.
Wie der Fig. 1 entnommen werden kann, schließen die Flügelteile F 1 und F 2 einen Raum ein, der bei dem Arbeitsspiel nach Fig. 1 bereits ein Treibstoff-Luftgemisch angesaugt hat.As can be seen from FIG. 1, the wing parts F close 1 and F 2 a room that already has a fuel-air mixture in the work cycle according to FIG. 1 sucked in.
Durch die Drehrichtung des Drehflügels 7 in Richtung des Pfeiles 10 wird dieser von den Flügel teilen F 1 und F 2 eingeschlossene Raum immer kleiner, sodal3 hier das Treibstoff-Luftgemisch komprimiert wird. Eine Mittelstellung dieses Vorganges ist in Fig. 3 dargestellt. Schließlich ist die Drehbewegung des Drehflügels 7 in Richtung des Pfeiles 10 an ihrem durch den Winkel 9 gekennzeichneten Maximalwert angekommen.By the direction of rotation of the rotary vane 7 in the direction of the arrow 10 this space enclosed by the wing parts F 1 and F 2 becomes smaller and smaller, so that the fuel-air mixture is compressed here. A middle position of this The process is shown in FIG. 3. Finally, the rotary motion of the rotary vane 7 in the direction of arrow 10 at its maximum value indicated by the angle 9 arrived.
Der Arbeitsdruck ist durch die Vergrößerung des Arbeitsraumes stark abgefallen und durch die Kompression der Druck in Richtung des Drehpfeiles 10 auf den Flügelteil F 2 stark angestiegen. Unmittelbar mit oder ganz kurz vor Erreichen der Grenzwinkellage des Winkels 9 wird also durch die Kompression auf den Flügelteil F 2 der größte Druck ausgeübt, während gleichzeitig der Flügelteil F 3 den Abgasauslaß 2 öffnet.The working pressure is strong due to the enlargement of the working area dropped and due to the compression the pressure in the direction of the rotary arrow 10 on the wing part F 2 increased sharply. Immediately with or shortly before reaching the critical angle position of the angle 9 is thus due to the compression on the wing part F 2 exerted the greatest pressure, while at the same time the wing part F 3 the exhaust outlet 2 opens.
Hierdurch bricht der Arbeitsdruck zusammen und bereits der Kompressionsdruck treibt den Flügelteil F 2 vorwärts bis wieder eine Drehlage erreicht ist, die der der Fig. 2 entspricht.As a result, the working pressure collapses and so does the compression pressure drives the wing part F 2 forward until a rotational position is reached again, which is the corresponds to FIG.
Nach erfolgter Zündung bleibt nunmehr der Dret'flügel 7 stehen, während der Drehflügel 6 von dem Flügelteil F 2 in Richtung des Pfeiles 10 gedreht wird. Diese Drehrichtung wird von dem Gesperre 24 freigegeben. Das Gesperre 12 hingegen sperrt diese Drehrichtung, sodaß die Welle 13 nunmehr vom Drehflügel 6 angetrieben wird. Es erfolgt somit ein kontinuierlicher Drehantrieb der Abtriebswelle 13.After ignition has taken place, the drift wing 7 now stops while the rotary wing 6 is rotated by the wing part F 2 in the direction of the arrow 10. This direction of rotation is released by the locking mechanism 24. The locking mechanism 12, however locks this Direction of rotation, so that the shaft 13 is now from the rotary vane 6 is driven. There is thus a continuous rotary drive of the output shaft 13th
Ln den Figuren 1 - 3 ist eine stark vereinfachte Darstellung gewählt, bei welcher die erforderlichen Einlaß- und Auslaßöffnungen direkt in der Wandung des Zylinders 14 angeordnet sind. Für die Funktion des Motors ist dies nicht erforderlich.A greatly simplified representation is selected in FIGS. 1 - 3, in which the required inlet and outlet openings directly in the wall of the cylinder 14 are arranged. This is not necessary for the motor to function.
Fertigungstechnisch günstiger ist die Anordnung dieser Öffnungen beispielsweise im Zylinderdeckel, wie dies nach Fig. 4 dargestellt ist.The arrangement of these openings is, for example, more favorable in terms of production technology in the cylinder cover, as shown in FIG.
Im Ausführungsbeispiel ist ein Ansaugmotor mit Yremdzündung beschrieben. Es ist hierbei nicht erforderlich1 daß die Zündkerze einen Zündfunken in einem ganz bestimmten Moment abgibt. Es reicht vielmehr völlig aus, wenn diese Zündkerze kontinuierlich Funken abgibt, sodaß eine aufwendige Zündanlage und die dazugehörige Steuereinrichtung entfallen kann.In the exemplary embodiment, an aspirated engine with spark ignition is described. It is not necessary1 that the spark plug have an ignition spark in one whole given moment. Rather, it is completely sufficient if this spark plug is continuous Gives sparks, so that a complex ignition system and the associated control device can be omitted.
lurch die Drehbewegung der Drehflügel ist eine Zündung des trennbaren Gemisches immer nur dann möglich, wein sie für die Punktion des Motors auch richtig ist.Through the turning movement of the rotary wing is an ignition of the separable Mixtures are only possible if they are correct for the puncture of the motor is.
Der Motor nach der Erfindung kann jedoch auch als Selbstzünder -also nach dem Dieselprinzip- ausgeführt werden. lierzu ist lediglich erforderlich, Verbrennungslufteinlaß 3 und 'rreibstoffeinlaß 4 zu trennen. Es darf durch den Einlaß 3 nur noch Verbrennungsluft eintreten. Die Einrichtung 5 zur Auslösung des Verbrennungsvorgariges ist dann keine Zündkerze mehr sondern eine mit einer Einspritzpumpe verbundene Einspritzdüse. Der Arbeitsablauf des Motors ist dann genau so wie bereits beschrieberl. Es erfolgt lediglich in der Drehwinkellage der Drehflügel nach Fig. 2 nicht die Zündung durch einen Funken sondern durch den Einspritzvorgang. Bei der nach dem Dieselprinzip arbeitenden Variante muß allerdings darauf geachtet werden, daß der Einspritzvorgang in der richtigen Drehwinkellage erfolgt.However, the engine according to the invention can also be used as a compression-ignition engine be carried out according to the diesel principle. lierzu is only required, combustion air inlet 3 and 'fuel inlet 4 to separate. Only combustion air is allowed through inlet 3 enter. The device 5 for triggering the preliminary combustion is then not Spark plug rather than an injection nozzle connected to an injection pump. Of the The work process of the engine is then exactly as described above. It takes place only in the angular position of the rotary vane according to FIG. 2 does not ignite a spark but rather through the injection process. In the case of the diesel principle working variant, however, care must be taken that the injection process takes place in the correct angle of rotation.
Der beschriebene Drehkolbenverbrennungsmotor zeichnet sich aus durch einen überschaubaren, unkomplizierten Aufbau, sehr einfach herzustellenden Dichtflächen und vollkommen ausgeglichener Massenverteilung aller drehenden Massen.The rotary piston internal combustion engine described is characterized by a manageable, uncomplicated structure, sealing surfaces that are very easy to produce and perfectly balanced mass distribution of all rotating masses.
Liste der verwendeten Bezugszeichen 1 Arbeitsraum 2 Abgasauslaß 3 Verbrennungslufteinlaß 4 Treibstoffeinlaß 5 Einrichtung zur Auslösung des Verbrennungsvorganges 6 Drehflügel 7 Drehflügel 8 Zylinderachse 9 Winkel 10 Pfeil 11 Gesperre 12 Gesperre 13 Abtriebswelle 14 Zylinder 15 Zylinderboden 16 Zylinderdeckel 17 Nabe 18 Nabe 19 Lagerbohrung 20 Lagerbohrung 21 Lagersitz 22 Lagersitz 23 Gesperre 24 Gesperre 25 Lagerdeckel 26 Lagerdeckel F 1 Flügelteil F 2 Flügelteil F 3 Flügelteil F 4 Flügelteil LeerseiteList of the reference symbols used 1 working space 2 exhaust gas outlet 3 Combustion air inlet 4 fuel inlet 5 device for triggering the combustion process 6 rotary vane 7 rotary vane 8 cylinder axis 9 angle 10 arrow 11 locking mechanism 12 locking mechanism 13 Output shaft 14 cylinder 15 cylinder base 16 cylinder cover 17 hub 18 hub 19 bearing bore 20 bearing bore 21 bearing seat 22 bearing seat 23 locking mechanism 24 locking mechanism 25 bearing cover 26 bearing cover F 1 sash part F 2 sash part F 3 sash part F 4 sash part Blank page
Claims (2)
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| DE19813123121 DE3123121A1 (en) | 1981-06-11 | 1981-06-11 | Rotary internal combustion engine |
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Publications (1)
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| DE3123121A1 true DE3123121A1 (en) | 1982-12-30 |
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
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- 1981-06-11 DE DE19813123121 patent/DE3123121A1/en not_active Ceased
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