DE3337518A1

DE3337518A1 - Einlasssystem fuer rotationskolbenmotoren

Info

Publication number: DE3337518A1
Application number: DE19833337518
Authority: DE
Inventors: Ikuo Hiroshima Matsuda; Haruo Okimoto; Tomoo Tadokoro
Original assignee: Toyo Kogyo Co Ltd
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1982-10-15
Filing date: 1983-10-14
Publication date: 1984-04-26
Also published as: US4562804A; DE3337518C2

Description

80504

TOYO ZOGYO G0._} LTD. Aki-gun, Hiroshima-ken (Japan)

Einlaßsystem für Rotationskolbenmotoren

Die Erfindung betrifft einen Rotationskolbenmotor, insbesondere ein Einlaßsystem für Rotationskolbenmotoren. Speziell betrifft die Erfindung ein mit seitlichen Einlaßöffnungen versehenes Einlaßsystem für Rotationskolbenmotoren mit zwei Rotationskolben.

Ein Rotationskolbenmotor besitzt im allgemeinen ein Gehäuse mit einem kolbenaufnehmenden Gehäuseteil und zwei seitlichen Gehäuseteilen, die an einander entgegengesetzten Seiten des kolbenaufnehmenden Gehäuseteils 'befestigt sind und in diesem einen kolbenaufnehmenden Hohlraum begrenzen. In dem kolbenaufnehmenden Hohlraum ist ein im wesentlichen vieleckiger Rotationskolben angeordnet, dessen Umfangsflache mit der Innenwandung des kolbenaufnehmenden Gehäuseteils Arbeitsräume begrenzt, deren Volumina beim Umlauf des Rotationskolbens zyklisch verändert werden. Im allgemeinen ist der kolbenaufnehmende Gehäuseteil mit einer Auslaßöffnung und sind die seitlichen Gehäuseteile mit Einlaßöffnungen ausgebildet. Infolgedessen werden in jedem Arbeitsraum aus einem Einlaßvorgang, einem Verdichtungsvorgang, einem ■Verbrennungsvorgang, einem Expansionsvorgang und einem AusSchiebevorgang bestehende Arbeitsspiele nacheinander durchgeführte

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Es ist schon vorgeschlagen worden, in derartigen Rotationskolbenmotoren unter Ausnutzung von Druckstößen im Einlaßkanal die Zuführung von Gas in einem weiten Drehzahlbereich des Motors optimal zu steuern. Beispielsweise wird in der am 27. Januar 1970 ausgegebenen US-PS 3 491 733 (Soubis u. Mitarb.) vorgeschlagen, den Einlaßkanal in zwei verschieden lange Kanäle zu teilen und diese voneinander getrennten Kanäle mit zwei voneinander getrennten Einlaßöffnungen mit unterschiedlichen Schließzeitpunkten zu verbinden, so dass bei schnelllaufendem Motor beide Kanäle und beide Einlaßöffnungen und bei langsamlaufendem Motor nur ein Kanal und die früher schließende Einlaßöffnung verwendet werden. Mit dieser Anordnung kann man in einem großen Drehzahlbereich des Motors den Einlaß durch eine Resonanzwirkung unterstützen.

Dabei betrifft die genannte US-PS aber einen Rotationskolbenmotor mit nur einem Rotationskolben und ist in der US-PS nicht angegeben, wie die Druckstöße in den Kanälen verwendet werden können. Ferner ist in der genannten US-PS ein Rotationskolbenmotor angegeben, in dem die Einlaßöffnungen am Umfang des kolbenaufnehmenden Gehäuseteils vorgesehen sind. Motoren dieser Art haben den Nachteil _i dass die öffnungszeiträume der Einlaßöffnungen und der Auslaßöffnung einander überschneiden, so dass das Abgas unter seinem eigenen Druck in den im Einlaßzustand befindlichen Arbeitsraum geblasen werden und daher die in diesen eingelassene Gasmenge vermindert wird. In den letzten Jahren ist man bemüht, den Abgasdruck zu erhöhen, weil Einrichtungen zum Unterdrücken des Motorgeräuschs und zum Reinigen der Abgase verwendet werden. In Motoren mit Turboladern ist der Abgasdruck noch höher. Daher ist es bei Verwendung einer am Umfang angeordneten Einlaßöffnung nicht möglich, durch eine Resonanzwirkung die eingelassene Gasmenge zu vergrößern.

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■^ine Aufgabe der Erfindung besteht darin, für Rotationskolbenmotoren mit zwei Rotationskolben ein Einlaßsystem zu schaffen, in dem Druckstöße in Einlaßkanälen wirksam zum Vergrößern der eingelaseenen Gasmenge verwendet werden können.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, für Rotationskolbenm&oren mit zwei Rotationskolben ein Einlaßsystem zu schaffen, das seitlich angeordnete Einlaßöffnungen besitzt und in dem im Einlaßkanal für den einen kolbenaufnehmenden Hohlraum auftretende Druckstöße zum Vergrößern der Ladung für den anderen kolbenaufnehmenden Hohlraum ausgenutzt werden.

Ferner besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, für Rotationskolbenmotoren mit zwei Rotationskolben ein Einlaßsystem zu schaffen, das seitlich angeordnete Einlaßöffnungen besitzt und in dem bei schneilaufendem Motor ein Druckresonanzeffekt erzeugt werden kann, durch den die eingelassene Gasmenge vergrößert wird.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass beim Öffnen der Einlaßöffnung in deren Bereich unter der Einwirkung des Druckes der Verbrennungsgasreste eine Druckwelle erzeugt wird und dass bei modernen Motoren der höhere Abgasdruck dazu führt, dass diese Druckwelle stärker wird. Gemäß der Erfindung wird bei schnellaufendem Motor, insbesondere bei einer Motordrehzahl zwischen 5000 und 7000 U/min, die in dem zu einem kolbenaufnehmenden Hohlraum führenden Einlaßkanal erzeugte Druckwelle über den zu dem anderen kolbenaufnehmenden Hohlraum führenden, anderen Einlaßkanal der diesem zugeordneten Einlaßöffnung zugeführt, in der diese Druckwelle knapp vor dem Schließen

der zuletztgenannten Einlaßöffnung eintrifft.

Gemäß der Erfindung besitzt ein Rotationskolbenmotor mit zwei Rotationskolben ein Gehäuse mit zwei kolöenaufnehmenden Gehäuseteilen, die je eine trochoidenförmige Innenwandung haben, einem zwischen den kolbenaufnehmenden Gehäuseteilen angeordneten, mittleren Gehäuseteil und zwei an den Seiten kolüenaufnehmenden Gehäuseteile befestigten, seitlichen Gehäuseteilen, von denen jeder mit dem benachbarten kolbenaufnehmenden Gehäuseteil einen kolbenaufnehmenden Hohlraum begrenzt, ferner zwei im weser&ichen vieleckige Rotationskolben, die in je einem der kolbenaufnehmenden Hohlräume angeordnet sind und Scheitelteile besitzen, die mit der Innenwandung der betreffenden kolbenaufnehmenden Gehäuseteile in Gleitberührung stehen, so dass die Drehkolben Arbeitsräume bilden, deren Volumina sich zyklisch ändern, wobei die Rotationskolben von einer Exzenterwelle getragen werden und mit einer Phasendifferenz umlaufen, die einem Drehwinkel der Exzenterwelle von 180 entspricht, eine Einlaßanordnung mit mindestens einem Paar von voneinander getrennten Einlaßöffnungen, die in dem mittleren Gehäuseteil und/oder je einem der seitlichen angeordnet sind, in je einen der kolbenaufnehmenden Hohlräume münden und bei umlaufendem Rotationskolben von diesem schließbar sind, eine Einlaßkanalanordnung mit mindestens einer Drosselklappe und Einlaß-Zweigkanälen, die zu je einer der Einlaßöffnungen führen und stromabwärts von der mindestens einen Drosselklappe durch einen Verbindungskanal mitein^ ander verbunden sind, wobei der Öffnungszeitraum jeder der Einlaßöffnungen einem Drehwinkel der Exzenterwelle von 270 bis 520 Grad entspricht, der Verbindungskanal und die zu je einem der kolbenaufnehmenden Hohlräume

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führenden Einlaß-Zweikanäle eine Gesamtlänge zwischen 0,57 und 1,37 m haben, so dass beim Betrieb des Motors mit einer· Drehzahl von 5000 bis 7000 U/min eine während des Öffnungszeitraums einer Einlaßöffnung in dem dieser zugeordneten Einlaß-Zweigkanal erzeugte Druckwelle sich zu der anderen Einlaßöffnung fortpflanzt und in dieser knapp vor dem Schließen derselben eintrifft und daher dem Motor eine zusätzliche Gasmenge zugeführt wird. Nach einer Weiterentwicklung des Erfindungsgedankens wird der Verbindungskanal mit einem Beruhigungsraum mit vergrößertem Volumen ausgebildet. Es können Einlaßöffnungen in beiden seitlichen Gehäuseteilen und in dem mittleren Gehäuseteil vorgesehen sein. Zwei in dem mittleren Gehäuseteil ausgebildete und in je einem kolbenaufnehmenden Hohlraum mündende Einlaßöffnungen können mit je einem der Einlaß-Zweigkanäle in Verbindung stehen, die miteinander durch einen Verbindungskanal verbunden sind. Zwei in den seitlichen Gehäuseteilen ausgebildete Einlaßöffnungen können mit je einem weiteren Einlaß-Zweigkanal in Verbindung stehen und diese weiteren Einlaß-Zweigkanäle können durch einen weiteren Verbindungskanal miteinander verbunden sein. In einer derartigen Anordnung können die zu den Einlaßöffnungen in dem mittleren Gehäuseteil führenden Einlaß-Zweigkanäle und der sie verbindende Verbindungskanal oder die zu den Einlaßöffnungen in den seitlichen Gehäuseteilen führenden Einlaß-Zweigkanäle und der sie verbindende Verbindungskanal die vorgenannte Länge haben und kann die jeweils andere Kanalanordnung bei unter geringer Last laufendem Motor im wesentlichen geschlossen sein<>

Im Eahmen der Erfindung wird der vorgenannte Drehzahlbereich angesichts der Tatsache bestimmt, dass in diesem Drehzahlbereich die meisten Motoren die größte Leistung

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abgeben, so dass die größte Verbesserung hinsichtlich der Vergrößerung der Menge der eingelassenen Gasmenge und der Ausgangsleistung erzielt werden kann. Der Öffnungszeitraum der Einlaßöffnung soll einem Drehwinkel der Exzenterwelle von mehr als 270° entsprechen, weil dieser Wert dem Umlauf zwischen dem oberen Totpunkt und dem unteren Totpunkt des im Einlaßzustand befindlichen Arbeitsraums entspricht und der Einlaßvorgang mindestens in diesem Zeitraum stattfinden kann. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass unbeschadet der Wahl des Öffnungszeitraums der Einlaßöffnung entsprechend einem Drehwinkel von 270° die Einlaßöffnung nicht genau am oberen bzw. unteren Totpunkt, sondern vorzugsweise etwas später geöffnet bzw. geschlossen werden soll, weil die Strömung des einzulassenden Gases durch dessen Trägheit verzögert werden kann. Der Öffnungszeitraum der Einlaßöffnung soll einen oberen Grenzwert von 320° nicht überschreiten, damit die Einlaßöffnung keine Verbindung zwischen zwei miteinander benachbarten Arbeitsräumen herstellen kann. In der Praxis sind die Arbeitsräume voneinander durch Seitendichtungen getrennt, die auf Seitenflächen des Rotationskolbens vorgesehen sind, so dass der tatsächliche Öffnungszeitraum der Einlaßöffnung um etwa 40° größer ist als der auf Grund der Form des Rotatbnskolbens theoretisch berechnete Wert. Daher wird bei der Festlegung des Öffnungszeitraums der Einlaßöffnung gewöhnlich die Anordnung der Seitendichtungen mitberücksichtigt. Bei der Bestimmung des vorstehend angegebenen, oberen Grenzwertes braucht die Anordnung der Seitendichtungen jedoch nicht berücksichtigt zu werden, weil bei dem durch die Erfindung zu verbessernden Betrieb mit hohen Drehzahlen der kleine Spalt zwischen der Seitenfläche des Rotationskolbens und dem seitlichen oder mittleren Gehäuseteil keinerlei Einfluß ausübt.

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Es ist wichtig, dass der Verbindungskanal stromabwärts von der Drosselklappe angeordnet ist, damit diese die Fortpflanzung der Druckwelle nicht behindert» Die Gesamtlänge des Verbindungskanals und der einzelnen Einlaßkanäle wird durch folgende Formel bestimmt:

L = (Θ - 180 - θο) . 60/360 H . C (1)

Darin ist

L die Gesamtlänge

θ der Öffnungszeitraum der Einlaßöffnung

Έ die Drehzahl des Motors

C die Schallgeschwindigkeit

θο der Ruhezeitraum, d.h.· die Summe des Zeitraums zwischen dem Öffnungszeitpunkt der Einlaßöffnung und der Erzeugung der Druckwelle und des Zeitraums, der erforderlich ist, um bis zum vollständigen Schließen eine befriedigende Ladung zu erzielen; dieser Ruhezeitraum beträgt etwa 20 ·

Somit gibt der Ausdruck (Θ - 180 - θ₀) den Drehwinkel der Exzenterwelle an, der dem Zeitraum von der Erzeugung der Druckwelle an einer Einlaßöffnung bis zum Eintreffen der Druckwelle in der anderen Einlaßöffnung entspricht.

Der Ausdruck 60/360E" entspricht dem für eine Umdrehung des Motors erforderlichen Zeitraum. Da bei einer Umgebungstemperatur von 20° die Schallgeschwindigkeit C 34-3 m/s beträgt, hat bei einer Motordrehzahl N von 5000 bis 7000 U/min die Länge L einen Wert von 0,57 "bis 1,37 m· In der Gleichung (1) wird der Einfluß der eingelassenen Luft-

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strömung auf die Fortpflanzung der Druckwelle vernachlässigt, weil die Geschwindigkeit der EinlaßstrfSiEung im Verhältnis zur Schallgeschwindigkeit nur niedrig ist«

Die vorstehend angegebenen und weitere Aufgaben und Merkmale der Erfindung gehen aus den nachstehenden Beschreibungen von bevorzugten Ausführungsformen anhand der beigefügten Zeichnungen hervor. In diesen zeigt

Figur 1 im Schnitt einen S)tationskolbenmotor nach einer Ausführungsform der Erfindung

Figur 2 schematisch das Einlaßsystem des Motors gemäß Figur 1

Figur 3 einen Schnitt längs der Linie III-III in Figur 1

Figur 4- ein Steuerungsdiagram für die Einlaßöffnungen des Motors gemäß den Figuren 1 bis 3

Figur 5 eine Drehmomentcharakteristik des Motors, aus der die durch die Erfindung erzielte Verbesserung hervorgeht

Figur 6 in einer der Figur 2 ähnlichen Darstellung eine andere Ausführungsform der Erfindung

Figur 7 im. Schnitt den Motor gemäß der Figur 6

Figur 8 in einem der Figur 3 ähnlichen Schnitt die Ausführungsform gemäß den Figuren 6 und 7

Figur 9 ein Steuerungsdiagramm für die Einlaßöffnungen

Figur 10 die Drehmomentcharakteristik des Motors gemäß

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den Figuren 6 bis 9 und

Figur 11 ein Steuerungsdiagramm für die Einlaßöffnungen einer weiteren Ausführungsform.

Gemäß den Figuren 1 bis 3 umfaßt ein Rotationskolbenmotor mit zwei Rotationskolben zwei Motorteile IA und IB. Jeder dieser Motorteile IA und IB besitzt einen kolbenaufnehmenden Gehäuseteil 2 mit einer trochoidenförmigen Innenwandung 2a. Gemäß der Figur 3 sind die kolbenaufnehmenden Gehäuseteile 2 voneinander durch einen mittleren Gehäuseteil 4a getrennt. Die kolbenaufnehmenden Gehäuseteile 2 sind auf ihrer äußeren Seite mit je einem der seitlichen Gehäuseteile 4 verbunden, die mit Einlaßöffnungen 3 ausgebildet sind. Somit bilden die kolbenaufnehmenden Gehäuseteile 2, die seitlichen Gehäuseteile 4 und der mittlere Gehäuseteil 4a ein Gehäuse 5, das zwei kolbenaufnehmende Hohlräume enthält.

In, jedem der kolbenaufnehmenden Hohlräume ist ein im wesentlichen dreieckiger Rotationskolben 6 angeordnet. Die Rotationskolben 6 sind auf einer Exzenterwelle 7 montiert und besitzen Scheitelteile, die mit Scheiteldichtungen 13 und mit Eckdichtungen 14 versehen sind. Ferner sind die Rotationskolben an ihren Seitenflächen mit Seitendichtungen 12 versehen. Beim Umlauf der Rotationskolben 6 gleiten die Scheiteldichtungen 13 auf den Innenwandungen 2a der kolbenaufnehmenden Gehäuseteile 2. Die Seitendichtungen 12 werden in Gleitberührung mit den Flächen der seitlichen Gehäuseteile und des mittleren Gehäuseteils 4a gehalten. Infolgedessen begrenzt in jedem der kolbenaufnehmenden Hohlräume des Gehäuses 5 der Rotationskolben Arbeitsräume 8, deren Volumina beim Umlauf des Rotationskolbens 6 zyklisch verändert werden. Die auf der Exzenterwelle 7 montier-

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ten Rotationskolben 6 laufen mit einer Phasendifferenz von 180° um. Die kolbenaufnehmenden Gehäuseteile*2 sind mit Auslaßöffnungen 9 ausgebildet und mit Zündkerzen 10 und 11 versehen.

Das Einlaßsystem des Motors besitzt einen Luftfilter 15, der mit einem gemeinsamen Einlaßkanal 16 verbunden ist_e Dieser ist mit einem Luftmengenmesser 17 und einer Drosselklappe 18 versehen. Der gemeinsame Einlaß-Zweigkanal ist über eine Beruhigungskammer 21 mit zwei Einlaßzweigkanälen 16a und 16b verbunden,, die zu je einer der Einlaßöffnungen 3 führen, die in je einen der kolbenaufnehmenden Hohlräume münden. Jeder seitliche Gehäuseteil 4 ist im Bereich der Einlaßöffnung 3 mit einer Kraftstoffeinspritzdüse 19 versehen.

In an sich bekannter Weise werden die Einlaßöffnungen 3 von den Rotationskolben 6 aufgesteuert, wobei der Öffnungszeitraum jeder Einlaßöffnung 3 einem Drehwinkel der Exzenterwelle 7 von 270 bis 320 Grad entspricht. In der Figur 2 erkennt man, dass die Einlaßzweigkanäle 16a und 16b stromabwärts von der Drosselklappe 18 angeordnet sind und dass ihre Länge £p beträgt. Der Mittelabstand der Mündungen zwischen den einzelnen Einlaßzweigkanälen 16a und 16b beträgt 0*. Infolgedessen bildet die Beruhigungskammer 21 einen Verbindungskanal 20 der die Einlaßzweigkanäle 16a und 16b miteinander verbindet. Da die Beruhigungskammer 21 ein relativ großes Volumen besitzt, kann sie eine Druckwelle von dem einen Einlaßzweigkanal im wesentlichen ungeschwächt zu dem anderen Einlaß-Zweigkanal weiterleiten. Die Gesamtlänge L der Einlaß-Zweig-Kanäle 16a und 16b und des Verbindungskanals 20 wird nach der Formel L = £^ + & 2 berechnet und beträgt zwischen 0,57 und 1,37 m·

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Cfetzt sei auf de ^'igur 4 "bezuggenommen. Bei einer Drehzahl des Motors von 5000 bis 7000 U/min wird an der Einlaßöffnung 3 eines Motorteils, beispielsweise des Motorteils IB, eine Druckwelle erzeugt, wenn diese Einlaßöffnung im Zeitpunkt A aufgesteuert wird. Diese Druckwelle pflanzt sich durch die Einlaß-Zweigkanäle 16a und 16b und den Verbindungskanal 20 zu der Einlaßöffnung 3 des anderen Motorteils, beispielsweise des Motorteils IA, fort. Infolge der vorstehend angegebenen Gesamtlänge L trifft die Druckwelle an der Einlaßöffnung 3 des anderen Motorteils knapp vor dem Schließzeitpunkt B dieser Einlaßöffnung ein. ^ie Druckwelle verhindert einen Rückschlag von eintretendem Gas aus dem sicn in der Endphase des Einlaßvorganges befindenden Arbeitsraum und vergrößert die eingelassene Gasmenge. Die im Zeitpunkt G in Figur 4- an der Eingangsöffnung 3 des Motorteils IA erzeugte Druckwelle trifft an der Einlaßöffnung 3 des Motorteils IB knapp vor dem Schließzeitpunkt D dieser Einlaßöffnung 3 ein. Infolgedessen kann man je nach der gewählten Gesamtlänge L das Drehmoment des Motors gemäß der ausgezogenen Linie oder der gestrichelten Linie erhöhen.

In den -Figuren 6 bis 8 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung gezeigt. In dieser Ausführungsform ähnelt der Aufbau des Motors im allgemeinen dem der vorhergehenden Ausführungsform. Daher sind einander entsprechende Teile mit denselben Bezugsziffern bezeichnet wie in der vorhergehenden Ausführungsform. Die vorliegende Ausführungsform unterscheidet sich von der vorhergehenden dadurch, dass der mittlere Gehäuseteil 4-a mit Hilfseinlaßöffnungen 3a ausgebildet ist, die in je einen der kolbenaufnehmenden Hohlräume münden. Gemäß der Figur 6 ist jede Hilfseinlaßöffnung 3a so ausgebildet, dass sie im wesentlichen

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gleichzeitig mit der in denselben kolbenaufnehmenden Hohlraum mündenden Einlaßöffnung 3 auf gesteuert-, aber später als diese geschlossen wird.

Das Einlaßsystem besitzt einen Luftfilter 15» der mit einem gemeinsamen Einlaßkanal 16 verbunden ist. Dieser ist mit einem Luftmengenmesser 17 versehen. Der gemeinsame Einlaßkanal 16 ist in seinem stromabwärtigen Teil durch eine Trennwand 23 in einen Haupteinlaßkanal 22a und einen Hilfseinlaßkanal 22b geteilt, die mit einer Hauptdrosselklappe 18a bzw. einer Hilfsdrosselklappe 18b versehen sind. Der Haupteinlaßkanal 22a ist über eine Beruhigungskammer 21a mit Einlaß-Zweigkanälen 16a und 16b verbunden, die zu je einer der in den seitlichen Gehäuseteilen 4 ausgebildeten Einlaßöffnungen 3 führen. Daher bildet die Beruhigungskammer21a einen Verbindungskanal 20a, der die Einlaß-Zweigkanäle 16a und 16b miteinander verbindet. Der Hilfseinlaßkanal 22b ist über eine Beruhigungskammer 21b mit Einlaß-Zweigkanälen 116a und 116b verbunden, die zu je einer der Hilfseinlaßöffnungen 3a führen, ^ie Beruhigungskammer 21b bildet einen 'Verbindungskanal, der die Einlaß-Zweigkanäle 116a und 116b miteinander verbindet. Die Hilfsdrosselklappe 18b ist normalerweise geschlossen und beginnt sich zu öffnen, wenn das Droscelklappenbetätigungselement noch weiterbetätigt wird, nachdem die Hauptdrosselklappe 18a über eine vorherbestimmte Stellung hinaus oder vollständig geöffnet worden ist. In dieser Ausführungsform sind Kraftstoffeinspritzdüsen 19 in den Einlaß-Zweigkanälen 16a und 16b im Bereich der Einlaßöffnungen 3 vorgesehen.

In dieser Ausführungsform entspricht der Öffnungszeitraum der Einlaßöffnungen 3a einem Drehwinkel der Exzenterwelle 7 von 270 bis 320 ° und der öffnungszeit-

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raum der Einlaßöffnungen 3 einem Drehwinkel von 230 bis 290 Grad. Bei der Wahl des Öffnungszeitraums der Einlaßöffnungen 3 wurde berücksichtigt, dass diese Einlaßöffnungen bei unter niedriger Last laufendem Motor verwendet werden. Ein Öffnungszeitraum von 230° ist notwendig, damit eine für den Betrieb des Motors ausreichende Ladung gewährleistet ist. Damit im Betrieb unter niedriger Last kein Rückschlag erfolgen kann, darf der Öffnungszeitraum nicht größer sein als 290°.

Die Längen der Einlaß-Zweigkanäle 16a und 16b und die Länge des Verbindungskanals 20a sind so gewählt, dass ihre Gesamtlänge zwischen 0,57 und 1,37 πι beträgt. ^Die Längen der Einlaß-Zweigkanäle 116a und 116b und die Länge des von der Beruhigungskammer 21b gebildeten 'Verbindungskanals sind so gewählt, dass ihre Gesamtlänge 0,25 bis 1,03 m beträgt. Man kann auch Kanäle 16a, 16b und 20a verwenden, die der vorstehend ansgegebenen Forderung nicht genügen, sofern die Kanäle 116a, 116b und der von der Beruhigungskammer 21b gebildete Verbindungskanal der Forderung genügen.

In der Figur 9 erkennt man, dass die in einem Motorteil erzeugten Druckwellen an den Einlaßöffnungen des anderen Motorteils eintreffen, knapp bevor diese Einlaßöffnungen geschlossen werden. Infolgedessen kann gemäß Figur 10 die Ausgangsleistung des Motors erhöht werden.

Figur 11 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel mit anderen Steuerzeiten für die Einlaßöffnungen. In diesem Ausführurigsbeispiel wird die Hilfseinlaßöffnung 39 für den Betrieb unter hoher Last vor der Einlaßöffnung 3 geöffnet und nach der Einlaßöffnung 3 geschlossen. Mit

diesen Steuerzeiten für die Einlaßöffnungen kann man ähnliche Ergebnisse erzielen.

Die Erfindung ist nicht nur auf Einspritzmotoren, sondern auch auf Vergasermotoren anwendbar, bietet aber bei ihrer Anwendung auf einen Einspritzmotor größere Vorteile. Die Erfindung kann ohne weiteres auch auf aufgeladene Motoren angewendet werden.

Vorstehend wurde die Erfindung anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben, doch ist der Erfindungsgedanke in keiner Weise auf Einzelheiten dieser Ausführungsbeispiele eingeschränkt, die im Rahmen des Erfindungsgedankens abgeändert werden können.

Leerseite

Claims

PATENTANSPRÜCHE

K 1ο/Rotationskolbenmotor mit zwei Rotationskolben, gekennzeichnet durch ein Gehäuse mit zwei kolitoenaufnehmenden Gehäuseteilen, die je eine trochoidenförmige Innenwandung haben, einemw sehen den kolbenaufnenmenden (fehäuseteilen angeordneten, mittleren Gehäuseteil und zwei an den Seiten kolbenaufnehmenden Gehäuseteile befestigten, seitlichen Gehäuseteilen, von denen jeder mit dem benachbarten kolbenaufnehmenden Gehäuseteil einen kolbenaufnehmenden Hohlraum begrenzt, ferner zwei im wesentlichen vieleckige Rotationskolben, die in je einem der kolbenaufnehmenden Hohlräume angeordnet sind und Scheitelteile besitzen, die mit der Innenwandung der betreffenden kolbenaufnehmenden Gehäuseteile in Gleitberührung stehen, so dass die Drehkolben Arbeitsräume bilden, deren Volumina sich zyklisch ändern, wobei die Rotationskolben von einer Exzenterwelle getragen werden und mit einer Phasendifferenz umlaufen, die einem Drehwinkel der Exzenterwelle von 180° entspricht, eine Einlaßanordnung mit mindestens einem Paar von voneinander getrennten Einlaßöffnungen, die in dem mittleren Gehäuseteil und/oder je einem der seitlichen angeordnet sind, in je einen der kolbenaufnehmenden Hohlräume münden und bei umlaufendem Rotationskolben von diesem schließbar sind, eine Einlaßkanalanordnung mit mindestens einer Drosselklappe und Einlaß-Zweigkanälen, die zu je einer der Einlaßöffnungen führen und stromabwärts von der mindestens einen Drosselklappe durch einen Verbindungskanal miteinander verbunden sind, wobei der Öffnungszeitraum jeder der Einlaßöffnungen einem Drehwinkel

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der Exzenterwelle von 270 bis J20 G-rad entspricht, der Verbindungskanal und die zu je einem der kolbenaufnehmenden Hohlräume führenden Einlaß-Zweikanäle eine Gesamtlänge zwischen 0,57 und 1,37 m haben, so dass beim Betrieb des Motors mit einer Drehzahl von 5000 bis 7000 U/min eine während des Öffnungszeitraums einer Einlaßöffnung in dem dieser zugeordneten Einlaß-Zweigkanal erzeugte Druckwelle sich zu der anderen Einlaßöffnung fortpflanzt und in dieser knapp vor dem Schließen derselben eintrifft und daher dem Motor eine zusätzliche Gasmenge zugeführt wird.
2. Rotationskolbenmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in den Einlaß-Zweigkanälen Kraftstoffeinspritzdüsen angeordnet sind.
3. Rotationskolbenmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungskanal von einer erweiterten Kammer gebildet wird, die zwischen dem gemeinsamen Einlaßkanal und Einlaß-Zweigkaitälen vorgesehen ist.
4. Rotationskolbenmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Gehäuseteil mit einem Paar von Einlaßöffnungen ausgebildet ist, die in je einen der kolbenaufnehmenden Hohlräume münden, dass die seitlichen Gehäuseteile mit einem zweiten Paar von Einlaßöffnungen ausgebildet sind, die in je einen der kolbenaufnehmenden Hohlräume münden, und dass die in einen kolbenaufnehmenden Hohlraum mündende . Einlaßöffnung des einen Paars über die Einlaß-Zweigkanäle und den Verbindungskanal mit der in den anderen kolbenaufnehmenden Hohlraum mündenden Einlaßöffnung dieses Paars verbunden ist.
5. Rotationskolbenmotor nach Anspruch 4-, gekennzeichnet

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durch eine Ventileinrichtung, die bei einem Betrieb des Motors unter hoher Last einen Eintritt von einzulassendem Gas in die Einlaß-Zweigkanäle gestattet, die durch den Verbindungskanal miteinander verbunden sind.
6. Rotationskolbenmotor nach Anspruch 4·, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Einlaß-Zweigkanäle und den "Verbindungskanal miteinander verbundenen Einlaßöffnungen so angeordnet sind, dass sie später geschlossen werden als die Einlaßöffnungen des anderen Paars.
7· Rotationskolbenmotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Einlaß-Zweigkanäle und den Verbindungskanal miteinander verbundenen Einlaßöffnungen so angeordnet sind, dass sie früher geöffnet werden als die Einlaßöffnungen des anderen Paars,
8. Rotationskolbenmotor nach Anspruch 4·, dadurch gekennzeichnet, dass die in je einem der kolbenaufnehmenden Hohlräume mündenden Einlaßöffnungen des anderen Paars miteinander durch eine weitere Kanalanordnung verbunden ist, die eine Gesamtlänge von 0,25 bis 1,03 m hat, und dass der Öffnungszeitraum der Einlaßöffnungen des genannten anderen Paars einem Drehwinkel der Exzenterwelle von 230 bis 290 Grad entspricht.
9. Ein Gefräuse mit zwei kolbenaufnehmenden Gehäuseteilen, die je eine trochoidenförmige Innenwandung haben, einem zwischen den kolbenaufnehmenden Gehäuseteilen angeordneten, mittleren Gehäuseteil und zwei an den Seiten kolbenaufnehmenden Gehäuseteile befestigten, seitlichen Gehäuseteilen, von denen jeder mit dem benachbarten kolbenaufnehmenden Gehäuseteil einen kolbenaufnehmenden Hohlraum begrenzt, ferner zwei im wesentlichen vieleckige Rotationskolben, die in je einem der kolbenauf-

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-benehmenden Hohlräume angeordnet sind und Scheitelteile besitzen, die mit der Innenwandung der betreffenden kolbenaufnehmenden Gehäuseteile in ^leitberührung stehen, so dass die Drehkolben Arbeitsräume bilden, deren Volumina sich zyklisch ändern, wobei die Ibtationskolben von einer Exzenterwelle getragen werden und mit einer Phasendifferenz umlaufen, die einem Drehwinkel der Exzenterwelle von 180° entspricht, eine Einlaßanordnung mit einem ersten Paar von Einlaßöffnungen, die in den seitlichen Gehäuseteilen ausgebildet sind und in je einen der kolbenaufnehmenden Hohlräume münden, einem zweiten Paar von Einlaßöffnungen, die in dem mittleren Gehäuseteil ausgebildet sind&nd in ge einen der kolbenaufnehmenden Hohlräume münden, wobei der Öffnungszeitraum der Einlaßöffnungen des einen Paars einem Drehwinkel der Exzenterwelle von 270 bis 320 Grad entspricht und die Einlaßöffnungen dieses Paars durch eine Kaualanordnung in einer Gesamtlänge von 0,57 t>is 1,37 m miteinander verbunden sind, so dass bei mit einer Drehzahl von 5000 bis 7000 h/min laufendem Motor eine Druckwelle, die in der in den einen kolbenaufnehmenden Hohlraum mündenden Einlaßöffnung dieses einen Paars erzeugt wird, in der in den anderen kolbenaufnehmenden Hohlraum mündenden Einlaßöffnung dieses Paars knapp vor dem Schließen der zuletztgenannten Einlaßöffnung und daher die Ladung vergrößert wird, ferner mit einer Ventileinrichtung, zur Steuerung des Gaseintritts in die genannte Kanalanordnung und mit einer weiteren Kanalanordnung zum Zuführen von einzulassendem Gas zu den Einlaßöffnungen des genannten anderen Paars.
10. Eotationskolbenmotor nach Anspruch 9j dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungszeitraum der Einlaßöffnungen des genannten anderen Paars einem Drehwinkel der Exzenterwelle von 230 bis 290 Grad entspricht und dass die Einlaßöffnungen des genannten anderen Paars durch eine zweite Kanalanordnung mit einer Gesamtlänge von 0,25 bis 1,03 m miteinander verbunden sind.