DE3600344A1 - Verbesserte maschine mit innerer verbrennung der wankelart mit drehkolben - Google Patents

Verbesserte maschine mit innerer verbrennung der wankelart mit drehkolben

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Description

Eine Wankel-Drehkolbenmaschine ist mit einem zusätzlichen Zylinder und einem Kolben versehen. Der Hilfskolben wird betrieben über eine drehende Platte (swash plate). Die Platte (swash plate) ist an einer Welle befestigt und er­ hält ihren Antrieb von der Antriebswelle der Maschine über einen Getriebesatz. Ein Gleitventil oder Muffenventil ist zwischen dem Hilfszylinder und dem Hauptzylinder vor­ gesehen. Der Hilfszylinder besitzt ein eigenes Luftein­ laßventil. Wenn die Maschine aufgeladen werden soll, ist der Lader an der Druckleitung dieses Ventils angebracht. Der Maschinenrotor und die Welle, auf der die Platte (swash plate) befestigt ist, drehen sich beide mit der gleichen Geschwindigkeit. Eine Brennstoffpumpe und ein Injektor sor­ gen für die Brennstoffversorgung der Maschine. Die Nocken zum Betrieb des Lufteinlaßventils des Hilfszylinders, das Ventil zwischen dem Hilfs- und dem Hauptzylinder und die Kraftstoffpumpe sind auf der Welle der Platte (swash plate) befestigt. Die Kompressionstakte des Haupt- und des Hilfs­ zylinders sind so synchronisiert, daß am Ende des Kompres­ sionstakts das Kompressionsverhältnis der Maschine groß genug ist für eine Selbstentzündung des Brennstoffs, der in den Hauptzylinder eingegeben ist. Desgleichen ist das Gleit- bzw. Muffenventil am Ende des Kompressionstaktes so eingerichtet, daß es schließt. Der gesamte Leistungstakt findet daher nur in dem Hauptzylinder statt. Während des Leistungstaktes in dem Hauptzylinder ist das Lufteinlaß­ ventil des Hilfszylinders so eingerichtet, daß es geöffnet ist, und der Hilfskolben so, daß er zurückgeht bzw. zu­ rückweicht. Dies bewirkt, daß der Hilfskolben Frischluft in den Hilfszylinder einsaugt, für den nächsten Leistungs­ takt der Maschine. Am Ende des Ansaugtaktes in dem Hilfs­ zylinder ist dessen Lufteinlaßventil so eingerichtet, daß es schließt.
Für Maschinen mit variablem Kompressionsverhältnis für einen Betrieb mit verschiedenartigem Brennstoff, wie etwa zur Verwendung in Militärfahrzeugen, ist ein "Cursor" in ein Schlußelement der Platte (swash plate) eingepaßt, durch dessen Betätigung die Platte entweder zu dem Haupt­ zylinder hin oder von diesem weg gleitend bewegt werden kann. Wenn die Platte zu dem Hauptzylinder hinbewegt wird, wird das freie Volumen der Maschine verringert oder das Kompressionsverhältnis vergrößert. Es ist umgekehrt, wenn die Platte von dem Hauptzylinder wegbewegt wird.
Die Welle der Platte (swash plate) ist rechtwinklig zu der Antriebswelle der Maschine. Es ist möglich, die Platte durch einen Nockenring zu ersetzen und die Welle des Nockenrings parallel zu der Antriebswelle der Maschine vorzusehen.
Die Erfindung betrifft Drehmaschinen mit innerer Verbren­ nung einer Art, wie sie in dem US-Patent Nr. 29 88 065 offenbart ist, das am 13. Juni 1961 Wankel et al. erteilt worden ist.
Bei Maschinen dieser Art beträgt das maximale Kompressions­ verhältnis etwa 10 : 1, was unzureichend ist für eine Selbst­ entzündung von Brennstoffen wie Dieselöl, Kerosin usw. Solche Maschinen arbeiten nur mit einem Funkenzündsystem und hauptsächlich mit hochoktanigem Öl als Brennstoff. Die Wankelmaschine arbeitet im Zweitakt-Zyklus. Die Verschmut­ zung, die durch Kohlenwasserstoffemissionen in den Auspuff­ gasen verursacht wird, ist sehr hoch. Der spezifische Brennstoffverbrauch ist etwa 8% höher als bei gleichwerti­ gen Viertaktmaschinen. Eine Aufladung ist nur in einem sehr geringen Ausmaß möglich, wegen Explosionsproblemen.
Versuche, die insoweit gemacht worden sind, die Wankel­ maschine mit einem Kompressions-Zündsystem zu betreiben, sind durchgeführt worden auf der Grundlage von kaskaden­ artigen Rotoren, und solche Systeme waren nicht erfolg­ reich, wegen der Temperaturen, die am Ende des Kompres­ sionstaktes in der zweiten Stufe erreicht wurden, die unzureichend waren für eine Selbstentzündung des Brenn­ stoffs. Diesbezüglich ist bezüglich einer Wankelmaschine kein US-Patent erteilt worden, das funktioniert im Hin­ blick auf ein Kompressionszündsystem.
Entsprechend ist es ein Ziel der hier beschriebenen Er­ findung, eine Wankelmaschine mit einem Kompressions­ zündsystem zu betreiben, ohne eine kaskadenartige Anord­ nung von Rotoren.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, zu ermöglichen, eine Wankelmaschine aufzuladen.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, zu ermöglichen, daß das Kompressionsverhältnis der Maschine variiert wird, für einen Betrieb mit verschiedenen Brennstoffen.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, das Problem der Abdichtung zu lösen.
Darüber hinaus ist es ein Ziel der Erfindung, die Emissionen der Maschine innerhalb von erträglichen Grenzen zu bringen.
Speziell betrifft die hier beschriebene Erfindung Dreh­ kolbenmaschinen der Wankelart. Gemäß dieser Erfindung ist eine Wankelmaschine mit einem zusätzlichen Zylinder ver­ sehen, in dem sich ein Kolben hin- und herbewegt. Die Zündkerze, die Magnet- oder Induktionsspule und der Ver­ teiler sind weggelassen und ersetzt durch eine Kraft­ stoffpumpe und einen Einspritzer. Der Hilfskolben wird durch die drehende Platte (swash plate) betrieben. Diese Platte ist auf einer Welle angebracht und erhält ihren Antrieb über eine Reihe von Getrieben von der Kurbelwelle der Maschine. Ein Gleitventil oder ein Muffenventil ist zwischen dem Haupt- und dem Hilfszylinder der Maschine vorgesehen. Der Hilfszylinder besitzt sein eigenes Luft­ einlaßventil. Wenn die Maschine aufgeladen werden soll, ist der Auflader an die Druckleitung dieses Ventils ange­ paßt. Der Rotor der Maschine und die Welle, auf der die Platte befestigt ist, drehen sich beide mit der gleichen Geschwindigkeit. Eine Kraftstoffpumpe und ein Injektor sorgen für die Brennstoffversorgung zu der Maschine. Die Nocken, die das Lufteinlaßventil des Hilfszylinders be­ tätigen, das Muffenventil zwischen dem Hilfs- und dem Hauptzylinder und die Kraftstoffpumpe sind auf der Welle der Platte (swash plate) angebracht. Die Kompressions­ takte des Haupt- und des Hilfszylinders sind so eingestellt, daß sie so synchronisiert sind, daß am Ende des Kompres­ sionstaktes das Kompressionsverhältnis der Maschine hoch genug ist für eine Selbstzündung des Brennstoffs, der in den Hauptzylinder eingegeben oder eingespritzt wird. Des­ gleichen ist es am Ende des Kompressionstaktes so einge­ richtet, daß das Gleitventil geschlossen ist. Der gesamte Leistungstakt spielt sich daher in dem Hauptzylinder der Maschine ab. Während des Leistungstaktes in dem Hauptzy­ linder ist das Lufteinlaßventil des Hilfszylinders so ein­ gerichtet, daß es geöffnet ist, und der Hilfskolben bewegt sich zurück. Dies bewirkt, daß der Hilfskolben Frischluft in den Hilfszylinder einsaugt, für den nächsten Leistungs­ takt der Maschine. Am Ende des Saugtaktes in dem Hilfs­ zylinder ist das Lufteinlaßventil des Hilfszylinders so eingerichtet, daß es geschlossen ist.
Der Hilfskolben ist nur erforderlich für die Ansaugung der Maschine und die Kompressionstakte und hat keine Be­ deutung, welche auch immer, für die Leistungs- und Aus­ stoßtakte der Maschine. Nachstehend soll daher mit Bezug zu dem Hilfskolben auch von einem "katalytischen Kolben" gesprochen werden. Die Bewegung des katalytischen Kolbens hängt vollständig von der Ausbildung der Platte (swash plate) ab.
Für Maschinen mit variablem Kompressionsverhältnis für einen Betrieb mit verschiedenartigen Brennstoffen, etwa verwendet bei Militärfahrzeugen, ist ein "Cursor" in ein Mittelteil oder Endteil der Platte (swash plate) ein­ gepaßt. Durch eine Betätigung dessen kann bewirkt werden, daß die Platte entweder sich gleitend zu dem Hauptzylinder hin- oder von diesem wegbewegt. Wenn die Platte sich zu dem Hauptzylinder hinbewegt, kommt der katalytische Kolben näher zu dem Hauptzylinder, wodurch eine Abnahme des freien Volumens der Maschine bewirkt wird oder, folglich, ein Ansteigen des Kompressionsverhältnisses. Die Verhält­ nisse sind genau umgekehrt, wenn die Platte von dem Haupt­ zylinder wegbewegt wird.
Die neuen Eigenschaften der Erfindung können besser noch verstanden werden aus der nachstehenden besonderen Be­ schreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, wie sie in der beigefügten Zeichnung auch dargestellt ist, auf welcher zeigt:.
Fig. 1 eine Querschnittsansicht des Zylinders der Maschine;
Fig. 2 eine Endansicht der Darstellung gemäß Fig. 1;
Fig. 3 eine Querschnittsansicht des Rotors der Ma­ schine;
Fig. 4 eine Endansicht der Darstellung gemäß Fig. 3;
Fig. 5 eine Querschnittsansicht eines federbeauf­ schlagten, bewegten Flügelteils des Rotors;
Fig. 6 eine Querschnittsansicht der Kurbelwelle der Maschine;
Fig. 7 eine Endansicht der Darstellung gemäß Fig. 6;
Fig. 8 die zuvor erwähnten Teile in eingebautem Zustand während des Ansaugtaktes, in Quer­ schnittsansicht;
Fig. 9 die zuvor in den Fig. 1 bis 7 erwähnten Teile in zusammengebautem Zustand während des Kompressionstaktes, in Querschnitts­ ansicht;
Fig. 10 die zuvor mit Bezug zu den Fig. 1 bis 7 erwähnten Teile im zusammengebauten Zustand während des Leistungstaktes zum Zeitpunkt der Brennstoffzündung, in Querschnittsan­ sicht;
Fig. 11 die zuvor mit Bezug zu den Fig. 1 bis 7 erwähnten Teile in zusammengebautem Zustand während des Ausstoßtaktes, in Querschnitts­ ansicht;
Fig. 12 eine Grundrißansicht gemäß Fig. 11;
Fig. 13 eine alternative Anordnung eines drehenden Nockenringes anstelle einer drehenden Platte (swash plate), in Querschnittsansicht, dar­ gestellt in der Stellung des Beginns des Kompressionstaktes in dem Hilfszylinder;
Fig. 14 eine Endansicht der Darstellung gemäß Fig. 13;
Fig. 15 eine Anordnung mit drehendem Nockenring am Ende des Kompressionstaktes in dem Hilfs­ zylinder, in Querschnittsdarstellung;
Fig. 16 eine Endansicht der Darstellung gemäß Fig. 15;
Fig. 17, 18 und 19 den "Cursor", eingepaßt in die Platte zur Veränderung des Kompressionsver­ hältnisses der Maschine, in Querschnitts­ ansicht;
Fig. 18 das verringerte freie Volumen (vergleiche Fig. 17) oder das gesteigerte Kompressions­ verhältnis, und Fig. 19 das gesteigerte freie Volumen (vergleiche Fig. 17) oder das ver­ ringerte Kompressionsverhältnis;
Fig. 20 in Querschnittsansicht das Muffenventil zwischen dem Haupt- und dem Hilfszylinder;
Fig. 21 eine Grundriß- oder Gesamtansicht gemäß der Darstellung nach Fig. 20;
Fig. 22 in Querschnittsansicht die Wand zwischen dem Haupt- und dem Hilfszylinder, in welcher das Muffenventil arbeitet;
Fig. 23 ist eine Endansicht der Darstellung gemäß Fig. 22;
Fig. 24 eine Gesamtansicht der Darstellung gemäß Fig. 22;
Fig. 25 in Querschnittsansicht das Muffenventil in seiner geschlossenen Stellung;
Fig. 26 die Gesamtansicht der Darstellung gemäß Fig. 25;
Fig. 27 in Querschnittsansicht das Muffenventil in seiner geöffneten Stellung; und
Fig. 28 eine Gesamtansicht der Darstellung gemäß Fig. 27.
Die nachstehende Beschreibung betrifft eine verbesserte Wankelmaschine, wie sie durch die hier beschriebene Er­ findung erreicht wird. Im Bezug auf diese Beschreibung wird davon ausgegangen, daß Dieselöl als Brennstoff ge­ nommen wird. Gemäß dieser Erfindung ist es möglich, durch eine Variation des Kompressionsverhältnisses irgend­ einen bekannten flüssigen Brennstoff zu verwenden. Mit Bezug zu den Fig. 1 und 2 ist 1 der Zylinderblock oder Körper der Maschine, 2 der Hauptzylinder, 3 der Hilfs­ zylinder, 4 die Einlaßöffnung des Hauptzylinders, 5 die Auslaßöffnung in dem Hauptzylinder, 6 das Luftein­ laßventil für den Hilfszylinder und 7 ein Ventil zwi­ schen dem Haupt- und dem Hilfszylinder.
In den Fig. 3 und 4 ist 8 ein Rotor der Maschine, 9 A, 9 B und 9 C sind drei Ausnehmungen an drei Spitzen des Rotors. Fig. 5 zeigt einen der beweglichen Flügel 10 A, 10 B und 10 C. Die Fig. 6 und 7 zeigen die Kurbelwelle 11 der Maschine. Fig. 8 zeigt den Zusammen­ bau der zuvor erwähnten Teile, während des Ansaugtaktes. In Fig. 8 ist 12 der katalytische Kolben, 13 die Platte (swash plate), 14 der Brennstoffeingeber oder Brenn­ stoffeinspritzer, 15, 16 und 17 die drei Kammern, die durch den Rotor in dem Zylinder 2 gebildet sind, und 20 ist die Welle, auf der die Platte 13 befestigt ist.
Die Wirkungsweise der Maschine ist wie folgt: Während des Ansaugtaktes, wie gezeigt in Fig. 8, ist der Hilfs­ zylinder 3 gefüllt mit Frischluft, die Ventile 6 und 7 sind beide geschlossen und die Bewegung des Rotors 8 in Richtung des Pfeiles bewirkt, daß die Kammer 15 Luft in den Zylinder 2 einsaugt, durch die Einlaß­ öffnung 4.
Während des Kompressionstaktes, wie in Fig. 9 darge­ stellt, wird, wegen der Ausgestaltung des Zylinders und des Rotors, die Luft in Kammer 15 komprimiert. Zur gleichen Zeit wird bewirkt, daß das Ventil 7 geöffnet ist und die Platte 13 bewirkt, daß der Hilfskolben 12 Frischluft aus dem Hilfszylinder 3 in die Kammer 15 des Hauptzylinders 2 pumpt, durch das Ventil 7. Es ist eingerichtet, daß die Kompressionen in der Kammer 15 und dem Zylinder 3 synchronisiert sind. Die adiabatische Kompression der Luft von dem Zylinder 3 in den Zylinder 2 oder die Kammer 15 bewirkt, daß der Druck und die Tem­ peratur der Luft in der Kammer 15 auf einen Wert an­ steigen, ausreichend für eine Selbstzündung von Diesel­ öl, das in die Kammer 15 durch den Injektor 14 bei oder nahe dem Ende des Kompressionstaktes eingegeben wird. Fig. 10 zeigt das Ende des Kompressionstaktes in beiden Zylindern 2 und 3. Die Zündung des Brennstoffes in Kammer 15 bewirkt, daß der Leistungstakt in der Maschine beginnt. Am Ende des Kompressionstaktes ist eingerichtet, daß das Ventil 7 schließt und daß das Ventil 6 öffnet. Während des Leistungstaktes ist eingerichtet, daß der Kolben 12 zurückweicht oder zurückgeht. Dies bewirkt, daß Frischluft in den Zylinder 3 durch das Ventil 6 eingesaugt wird. Am Ende des Saugtaktes in dem Zylinder 3 ist eingerichtet, daß das Ventil 6 schließt, so daß der Zylinder 3 nun voll mit Frischluft ist für den nächsten Leistungstakt der Maschine. Wenn die Maschine aufgeladen werden soll, wird der Auflader oder Lader an der Druckseite des Ventils 6 angebracht.
Wenn das Ventil 7 geschlossen ist, findet der gesamte Leistungstakt in dem Hauptzylinder der Maschine statt. Es muß beachtet werden, daß gemäß dieser Erfindung der Hilfszylinder und der Kolben nur erforderlich sind, um zusätzliche Luft zur Selbstzündung des Brennstoffes in den Hauptzylinder zu geben, und nicht an dem Leistungs­ takt teilnehmen. In dem Hilfszylinder gibt es nur einen Ansaug- und einen Kompressionstakt. Nur die Kompressions­ takte sind beiden Zylindern gemeinsam. Der Kompressions­ takt in dem Hilfszylinder geht vor sich während des Leistungstaktes in dem Hauptzylinder.
Fig. 11 zeigt den Ausstoßtakt der Maschine. Wenn die Ausstoßöffnung zu der Kammer 15 hin öffnet, werden die Gase in der Kammer 15 durch die Ausstoßöffnung 5 aus­ gestoßen.
Fig. 12 zeigt eine Grund- oder Gesamtansicht der Dar­ stellung gemäß Fig. 11, um den Antrieb für die Platte 13 zu zeigen. Ein Kegelradgetriebe 18 an der Kurbel­ welle 11 der Maschine bewirkt, daß sich das Kegelrad­ getriebe 19 an der Welle 20 der Platte 13 dreht. Das Getriebeverhältnis der Kegelräder 18 und 19 ist so ge­ wählt, daß die Platte 13 sich in der gleichen Geschwin­ digkeit wie der Rotor 8 dreht. In diesem Fall ist die Welle 20 rechtwinklig zu der Kurbelwelle 11. Die Fig. 13 und 14 zeigen eine alternative Anordnung zum Be­ treiben des Kolbens 12. Diese umfaßt einen exzentri­ schen Nockenring 21, der mit Hilfe von Speichen an dem Schlußstück oder Mittelstück des Getrieberades 26 angebracht ist, das sich auf der Kurbelwelle 11 dreht. Ein Getrieberad 22, das fest an der Kurbelwelle 11 ange­ bracht ist, bewirkt, daß sich eine zweite Welle 24 in der gleichen Geschwindigkeit wie der Rotor 8 dreht, mit Hilfe eines Getrieberades 23. Ein zweites Getriebe­ rad 25, das an der Welle 24 angebracht ist, besitzt ein 1 : 1 Getriebeverhältnis mit dem Getrieberad 26. Daher dreht sich der Nockenring 21 in der gleichen Geschwindig­ keit wie der Rotor 8. Fig. 13 zeigt den Kolben 12 in seiner oberen Totpunktstellung (b.d.c. position). Die Fig. 15 und 16 zeigen den katalytischen Kolben 12 in seiner unteren Totpunktstellung (t.d.c. position) am Ende des Kompressionstaktes. In dieser Anordnung ist die Welle 24, an die der Nockenring 21 angebracht ist, parallel zu der Kurbelwelle 11.
Die Fig. 17, 18 und 19 zeigen ein Verfahren, durch das das Kompressionsverhältnis der Maschine variiert werden kann, für einen Betrieb mit verschiedenen Brennstoffen.
Dieses umfaßt einen "Cursor" 32, der an die Platte 13, etwa an den Mittelpunkt der Platte 13, angebracht ist, und durch eine Betätigung dessen die Platte entweder zu dem Hauptzylinder hin- oder von diesem wegbewegt werden kann. Wenn die Platte 13 zu dem Hauptzylinder 2 hinbewegt wird, wird das freie Volumen der Maschine re­ duziert (vergleiche Fig. 17 und 18) und in der Folge das Kompressionsverhältnis gesteigert. Die Verhältnisse sind umgekehrt (vergleiche Fig. 17 und 19), wenn die Platte 13 von dem Hauptzylinder 2 wegbewegt wird. Durch diese Anordnung kann das Kompressionsverhältnis von etwa 4 auf 30 verändert werden, zur Verwendung irgendeines bekannten flüssigen Brennstoffes. Wenn jedoch das Kompres­ sionsverhältnis geringer als 16 : 1 ist, ist eine Selbst­ entzündung des Brennstoffes nicht möglich und Mittel für eine Funkenzündung sind notwendig. Gegenwärtig werden Maschinen mit variablem Kompressionsverhältnis in großem Ausmaß bei Militärfahrzeugen verwendet. Fig. 20 zeigt das Ventil 7 zwischen dem Hauptzylinder 2 und dem Hilfs­ zylinder 3. Dies ist ein Muffenventil oder Gleitventil, wie es bei Flugzeugmotoren verwendet wird und ist ähnlich dem Auge einer fotografischen Kamera. Das Muffenventil weist eine Gleitplatte 7 mit einer Öffnung 27, einge­ schnitten in dessen Fläche, auf.
Fig. 21 zeigt eine Gesamtansicht der Darstellung gemäß Fig. 20.
Fig. 22 zeigt in Querschnittsdarstellung die Wand zwischen dem Hauptzylinder 2 und dem Hilfszylinder 3, in die die Gleitplatte 7 aufgenommen ist. 28 ist eine Öffnung, die in die zuvor erwähnte Wand eingeschnitten ist, und 29 und 30 sind zwei Ausnehmungen, in denen die Gleit­ platte 7 aufgenommen ist.
Die Fig. 23 und 24 zeigen eine End- bzw. eine Gesamt­ ansicht der Darstellung gemäß Fig. 22.
Fig. 25 zeigt einen Zusammenbau der Teile, die mit Bezug zu den Fig. 20 und 22 erwähnt sind, wenn das Ventil 7 sich in seiner geschlossenen Stellung befindet. An der Welle 20 ist ein Nocken 31 angebracht, um das Ventil 7 zu betreiben. In seiner geschlossenen Stellung sind die Öffnungen 27 und 28 außerhalb einer Phase und daher kann Luft aus dem Zylinder 3 nicht in den Zylinder 2 ein­ dringen.
Fig. 26 zeigt die Gesamtansicht der Darstellung gemäß Fig. 25.
Fig. 27 zeigt das Ventil 7 in seiner geöffneten Stellung. Der Nocken 31 bewirkt nun, daß die Gleitplatte 7 die Öffnungen 27 und 28 in Phase bzw. miteinander in Über­ einstimmung bringt. In dieser Stellung kann Luft aus dem Hilfszylinder 3 in den Hauptzylinder eindringen.
Fig. 28 zeigt eine Gesamtansicht der Darstellung gemäß Fig. 27.
Bei den zuvor erwähnten Figuren sind die Kraftstoff­ pumpe, die Nocken zur Betätigung der Kraftstoffpumpe, das Einlaßventil für den Hilfszylinder usw. nicht dar­ gestellt, im Interesse einer Klarheit der Darstellung und da deren Funktion im Stand der Technik bekannt ist.
Die federbelasteten beweglichen Flügel 10 A, 10 B und 10 C in den drei Ausnehmungen 9 A, 9 B und 9 C jeweils an den drei Spitzen des Rotors 8, wie gezeigt in den Fig. 3 und 5, verhindern ein Austreten von Gasen in den Kammern 15, 16 und 17, von einer Kammer in die andere. Da der gesamte Brennstoff während des Leistungs­ taktes der Maschine verbrannt wird, werden dadurch die Kohlenwasserstoffemissionen in erträgliche Verschmutzungs­ grenzen gebracht. Eine leichte Feder oder eine Mehrzahl von leichten Federn in den Körpern der Flügel bewirkt, daß die Flügel ständigen Kontakt mit der Oberfläche des Zylinders 2 halten, wenn der Rotor 8 gedreht wird. Die Federn und die Zentrifugalkraft bewirken, daß die Rotorspitzen die Gase abdichten. Wenn der Rotor sich im Uhrzeigersinn dreht, berührt der Flügel die linke Wand der Ausnehmung, um eine Strömung der Gase zwischen den Kammern über einen Weg unterhalb des Flügels zu ver­ hindern.
Die hier beschriebene Erfindung erbringt die folgenden Vorteile:
  • 1. Eine Wankelmaschine kann betrieben werden mit einem Kompressionszündsystem ohne daß eine kaskadenartige Anordnung von Rotoren erforderlich ist.
  • 2. Der katalytische Kolben hat, obwohl er sich hin- und herbewegt, nicht die Wirkung eines Leistungs­ taktes und trägt auch nicht zu Vibrationen der Ma­ schine bei.
  • 3. Die Wankelmaschine kann aufgeladen werden.
  • 4. Durch Einpumpen von Überschußluft findet eine voll­ ständige Verbrennung des Brennstoffes statt, was Kohlenwasserstoffemissionen in erträgliche Verschmut­ zungsgrenzen bringt und
  • 5. es können Maschinen mit variablem Konstruktionsver­ hältnis konstruiert werden, mit einem sehr einfachen Mechanismus.

Claims (5)

1. Verbesserte Verbrennungsmaschine der Wankelart mit Drehkolben, aufweisend:
  • a) einen Hilfszylinder und einen Kolben, angebracht an den Zylinder der Wankelmaschine;
  • b) ein Ventil zwischen dem Haupt- und dem Hilfs­ zylinder, das öffnet zu Beginn des Kompressions­ taktes der Maschine und schließt am Ende des Kompressionstaktes der Maschine;
  • c) eine Kraftstoffpumpe und einen Injektor, um Brennstoff in den Hauptzylinder der Maschine einzugeben oder einzuspritzen, am Ende des Kompressionstaktes;
  • d) ein Lufteinlaßventil für einen Hilfszylinder, das am Ende des Kompressionstaktes der Maschine öffnet und das schließt am Ende des Leistungs­ taktes der Maschine; und
  • e) eine sich drehende Platte (swash plate) um den Hilfskolben zu betreiben.
2. Verbesserte Maschine der Wankelart mit Drehkolben nach Anspruch 1, bei der die Welle der Platte recht­ winklig oder parallel zu der Achse der Kurbelwelle der Maschine ausgerichtet sein kann.
3. Verbesserte Maschine der Wankelart mit Drehkolben nach Anspruch 1 oder 2, bei der ein federbelasteter beweglicher Flügel vorgesehen ist in der Ausnehmung jeder Spitze des dreieckigen Rotors, um ein Entweichen von Gasen zwischen den Kammern abzudichten.
4. Verbesserte Maschine mit Drehkolben der Wankelart nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der das Kompressions­ verhältnis der Maschine verändert werden kann, indem ein "Cursor" in die Platte eingepaßt wird, so, daß die Platte zu dem Hauptzylinder hin oder von diesem weg bewegt werden kann, wodurch das freie Volumen der Maschine ver­ größert oder verkleinert wird.
5. Verbesserte Maschine der Wankelart mit Drehkolben wie hierin beschrieben und dargestellt in der beige­ fügten Zeichnung.
DE19863600344 1986-01-04 1986-01-08 Verbesserte maschine mit innerer verbrennung der wankelart mit drehkolben Withdrawn DE3600344A1 (de)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101178025B (zh) * 2007-11-16 2010-06-30 包先国 往复式活塞供燃气的转子发动机
CN101929383B (zh) * 2010-07-12 2011-12-07 包先国 活塞供燃气转子发动机
US11619165B1 (en) 2020-11-04 2023-04-04 William Todd Hodges Rotary combustion engine with integrated multistage fuel system
US11506116B2 (en) 2020-11-04 2022-11-22 William Todd Hodges Rotary combustion engine with integrated multistage fuel system

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS4944805B2 (de) * 1971-09-20 1974-11-30

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