DE60314981T2 - Verbrennungsmotor - Google Patents

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    • F01C1/00Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/30Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
    • F01C1/34Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and relative reciprocation between the co-operating members
    • F01C1/344Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member
    • F01C1/3446Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member the inner and outer member being in contact along more than one line or surface
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B53/00Internal-combustion aspects of rotary-piston or oscillating-piston engines

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor, der ein Gehäuse mit einer Kammer aufweist, in welcher ein Rotor angeordnet ist, der mit einer Anzahl Flügel versehen ist, die sich in radialer Richtung zur Wand der Kammer erstrecken und die die Kammer in eine Anzahl von Abteilungen teilen, wobei jede der Abteilungen zum Ausführen wenigstens einer der folgenden Funktionen dient: a) Ansaugen und/oder Komprimieren von Gas, das für die Verbrennung erforderlich ist; b) den Brennstoff zur Verbrennung bringen; c) Erzeugen von Arbeit; und d) Ablassen von Verbrennungsgasen, wobei ein erstes Paar Flügel rotierbar auf einer ersten Rotationsachse angebracht ist und wobei ein zweites Paar Flügel rotierbar auf einer zweiten Rotationsachse angebracht ist, wobei die Rotationsachsen exzentrisch in der Kammer angeordnet sind.
  • Eine derartige interne Verbrennungsmaschine ist im Gebiet der Technik als Rotationsmotor bekannt. Der Rotationsmotor weist im Vergleich zu dem herkömmlichen internen Verbrennungsmotor, dem "Ottomotor", eine Anzahl von Vorteilen auf. Durch Ersetzen des Kolbens durch einen Rotor ist für den Rotationsmotor im Prinzip nur eine Kammer erforderlich. Der Rotationsmotor weist nun an sich eine ausgeglichene Konstruktion auf, wobei zusätzliche Gewichte für das Gleichgewicht, wie sie beim Ottomotor gebräuchlich sind, weggelassen werden können. Der Rotationsmotor weist somit ein Minimum an Bestandteilen auf, wodurch die Zuverlässigkeit erhöht wird und der Herstellungskosten gesenkt werden.
  • Ein Beispiel für einen Rotationsmotor ist in der Beschreibung des Amerikanischen Patents US 6,070,565 beschrieben. Bei dem bekannten Rotationsmotor sind die Flügel paarweise mittels einer Wippe gekoppelt, die sich um einen feststehenden Punkt hin- und herbewegt. Die Translationsbewegung der Flügel in dem Rotor ist hierdurch nicht gleichmäßig, da die Flügel jedes Mal kurz zu einem Stillstand kommen, wenn die Bewegung der Wippe umgekehrt wird. Dies hat Reibungsverluste zur Folge, wodurch die Effizienz des Rotationsmotors negativ beeinflusst wird. Durch die ruckartige Bewegung werden des Weiteren zusätzliche Vibrationen erzeugt. Weiterhin ist die maximale Rotationsgeschwindigkeit durch diese Konstruktion eingeschränkt.
  • Ziel der Erfindung ist es, einen Rotationsmotor der im Oberbegriff genannten Art mit einer verbesserten Konstruktion und einer höheren Effizienz vorzusehen. Der Rotationsmotor gemäß der Erfindung weist zu diesem Zweck das Merkmal auf, dass die Flügel jedes Paars relativ zueinander unabhängig rotierbar sind. Die unabhängig voneinander rotierbaren Flügel weisen den Vorteil auf, dass bei einer praktisch konstanten Winkelgeschwindigkeit eine gleichmäßige Bewegung ausgeführt wird. Der Rotationsmotor weist hierbei eine geringe Vibration auf und unterliegt relativ wenigen Beschleunigungs- und Bremskräften, was zu einer höheren Effizienz wie auch zu einem größeren Komfort bei verringertem Gewicht beiträgt.
  • Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform des Verbrennungsmotors gemäß der Erfindung ist jeder der Flügel des ersten Paars (5A, 5B) mit einem vorstehenden Bereich zum Anbringen auf der Rotationsachse 5 ausgestattet. Gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform des Verbrennungsmotors gemäß der Erfindung ist jeder der Flügel des zweiten Paars (6A, 6B) mit einer Aussparung mit einem vorstehenden Bereich auf jeder Seite zum Anbringen auf der Rotationsachse 6 ausgestattet. Jeder vorstehende Bereich ist vorzugsweise mit einem Lager ausgestattet, das um die Rotationsachse angebracht ist. Dies führt zu einer außerordentlich stabilen Konstruktion, selbst bei hohen Rotationsgeschwindigkeiten.
  • Gemäß einer praktisch bevorzugten Ausführungsform ist die Kammer aus drei Zylindern zusammengebaut, deren Achsen im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen. Der Querschnitt eines ersten Teils der Kammer weist vorzugsweise die Form eines ersten Kreises mit der ersten Rotationsachse als Mitte und einem Radius, der ungefähr gleich zu den radialen Abmessungen des größten der zugeordneten Flügel ist, auf. Der Querschnitt eines zweiten Teils der Kammer weist vorzugsweise die Form eines zweiten Kreises mit der zweiten Rotationsachse als Mitte und einem Radius, der ungefähr gleich zu den radialen Abmessungen des größten der zugeordneten Flügel ist, auf. Durch Verändern der Position der Rotationsachsen und der Länge der Flügel können die Volumen der Abteilungen optimal angepasst werden, und somit ebenfalls das Verhältnis zwischen der Abteilung "Ansaughub" und der Abteilung "Arbeitshub". Daraus resultierend kann eine höhere Effizienz erhalten werden bei einer geringeren Abgastemperatur und einem geringen Abgasdruck, was eine geringe akustische und Wärmebeeinflussung der Umwelt bewirkt.
  • Gemäß einer weiteren praktisch bevorzugten Ausführungsform ist der Radius des zweiten Kreises größer als der Radius des ersten Kreises, wodurch eine optimale Leistung des Verbrennungsmotors erzielt wird.
  • Um die Gestaltung der praktisch bevorzugten Ausführungsformen zu vervollständigen, weist der Querschnitt eines dritten Teils der Kammer vorzugsweise die Form eines dritten Kreises auf, welcher zwischen dem ersten und dem zweiten Kreis angeordnet ist.
  • Gemäß einer folgenden bevorzugten Ausführungsform weist der Rotor eine Anzahl von Aussparungen auf zu dem Zweck, eine entsprechende Anzahl von Abteilungen zu bilden, um den Brennstoff zur Verbrennung zu bringen. Der bekannte Rotationsmotor weist immer eine Aussparung an zwei gegenüberliegenden Seiten auf. Gemäß der Erfindung ist eine Mehrzahl von Aussparungen auf beiden Seiten des Rotors angeordnet. Durch Verändern der Anzahl an Aussparungen, die verwendet werden, kann die Leistung des Motors stufenweise von einer Teilleistung zu einer vollen Leistung und umgekehrt gebracht werden. Im Allgemeinen ist es der Fall, dass durch eine größere Anzahl von Aussparungen eine feinere Steuerung der Motorleistung ermöglicht wird. Dies führt ebenfalls zu einer höheren Effizienz und saubereren Abgasen. Durch die technischen Möglichkeiten und unter Kostengesichtspunkten ist jedoch die maximale Anzahl an Aussparungen in der Praxis begrenzt. Die Aussparungen werden in zwei gegenüberliegenden Reihen angeordnet, so dass Verbrennung stattfinden kann und Arbeit zwei Mal pro Rotation erzeugt werden kann. Die Aussparungen sind vorzugsweise schalen- oder rillenförmig. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Verbrennungsmotor für das direkte Einspritzen von Brennstoff in die Aussparungen geeignet. Indem für die Aussparungen relativ kleine Volumen gewählt werden, ist die Direkteinspritzung über den gesamten Geschwindigkeitsbereich aktiv. Durch die geringen Volumen der Aussparungen wird das Erzielen des gewünschten Mischungsverhältnisses von Luft und Brennstoff erleichtert, wodurch Pumpverluste sogar weiter verringert werden können, als dies bei einem Ottomotor mit Direkteinspritzung der Fall ist. Bei einer besonders effizienten bevorzugten Ausführungsform ist der Verbrennungsmotor angepasst, die Motorleistung zu steuern, indem die Anzahl an Aussparungen, in die Brennstoff eingespritzt wird, verändert wird.
  • Bei einer besonders eleganten Ausführungsform arbeitet der Verbrennungsmotor nach dem Prinzip der Selbstentzündung. Ein Zündungsmechanismus ist nun nicht erforderlich.
  • Die Erfindung wird nun genauer unter Bezugnahme auf die Zeichnungsfiguren einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben, in denen:
  • 1 eine schematische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform des Verbrennungsmotors gemäß der Erfindung darstellt;
  • 2 eine schematische Vorderansicht des Verbrennungsmotors aus 1 darstellt;
  • 3A schematisch einen Querschnitt durch den Verbrennungsmotor aus 1 in Draufsicht darstellt, wobei der Rotor in einer ersten Position ist;
  • 3B schematisch einen Querschnitt durch den Verbrennungsmotor aus 1 in Draufsicht darstellt, wobei der Rotor in einer zweiten Position ist;
  • 3C schematisch einen Querschnitt durch den Verbrennungsmotor aus 1 in Draufsicht darstellt, wobei der Rotor in einer dritten Position ist;
  • 3D schematisch einen Querschnitt durch den Verbrennungsmotor aus 1 in Draufsicht darstellt, wobei der Rotor in einer vierten Position ist;
  • 4 schematisch einen Querschnitt durch einen Teil des Verbrennungsmotors aus 1 in einer perspektivischen Ansicht darstellt;
  • 5 eine schematische Ansicht einer zweiten bevorzugten Ausführungsform des Verbrennungsmotors gemäß der Erfindung ohne Zündungsmechanismus darstellt.
  • 1 zeigt eine schematische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines Verbrennungsmotors 1 gemäß der Erfindung. Der Verbrennungsmotor 1 weist ein Gehäuse 2 auf, in dem sich ein Raum oder eine Kammer 3 befindet. In der Kammer 3 ist ein Rotor 4 angeordnet, auf welchem Flügel oder Blätter 5A, 5B, 6A, 6B angeordnet sind. Die vier Flügel teilen die Kammer in eine Anzahl von Abteilungen. Das Gehäuse 2, die Kammer 3 und der Rotor 4 sind im Allgemeinen zylinderförmig.
  • Der Rotor 4 weist eine Anzahl an Aussparungen 7A–H zur Aufnahme von Brennstoff auf. Die Aussparungen sind auf jeder Seite des Rotors angeordnet und können unterschiedliche Formen aufweisen. Üblicherweise sind sie schalenförmig oder rillenförmig. Ein Beispiel für eine Schalenform ist eine Halbkugel oder ein Becken mit einem elliptischen Querschnitt, welches einem halben Ei ähnelt. Ein Beispiel für eine Rillenform ist ein Halbzylinder. In 1 sind zur Veranschaulichung halbkreisförmige Aussparungen 7A–D dargestellt. Die Anzahl an Aussparungen 7 beträgt zwei oder mehr pro Seite und hängt von der Motorkapazität ab. Zu Veranschaulichungszwecken wird davon ausgegangen, dass eine Anzahl zwischen vier und zehn pro Seite für einen Motor mit einer Kapazität von 100 cm3 ausreichend ist.
  • An der Innenseite des Gehäuses 2 befinden sich Mittel zum dosierten Zuführen von Brennstoff. Diese Brennstoffdosiermittel weisen vorzugsweise Brennstoffeinspritzer 8 auf, die für Direkteinspritzung geeignet sind. Nahe den Brennstoffeinspritzern 8 ist ein Zündmechanismus 9, zum Beispiel eine Zündkerze, zum Zünden des Brennstoffs angeordnet. Der Zündmechanismus 9 ist nicht erforderlich, da der Motor auch gemäß dem Prinzip der Selbstentzündung arbeiten kann. In 5 ist zur Veranschaulichung eine zweite Ausführungsform eines Rotationsmotors gemäß der Erfindung ohne Zündmechanismus dargestellt.
  • In 2 ist der Verbrennungsmotor 1 schematisch in Vorderansicht dargestellt. Der Verbrennungsmotor 1 weist eine Welle 10 zum Befestigen des Motors an der Außenumge bung auf. Die von dem Motor erzeugte Arbeit kann durch Koppeln mit einer der vielen im Gebiet der Technik bekannten Übertragungsmechanismen übertragen werden. In der dargestellten bevorzugten Ausführungsform ist der Rotor 4 zu diesem Zweck mit einem Seitenteil 13 für den Antrieb eines Zahnrads mittels eines Antriebriemens 15 gekoppelt.
  • In 3A3D ist ein schematischer Querschnitt durch den Verbrennungsmotor 1 dargestellt, wobei sich der Rotor jeweils in einer ersten, zweiten, dritten, vierten Position befindet. Der Rotor 4 ist mit einem ersten Paar Flügel 5A, 5B ausgestattet, welche um eine Rotationsachse 5 rotierbar sind. Ein zweites Paar Flügel 6A, 6B ist um eine zweite Rotationsachse 6 rotierbar. Die erste Rotationsachse 5 und die zweite Rotationsachse 6 verlaufen im Wesentlichen parallel in einigem Abstand zueinander und erstrecken sich längs zur Kammer 3. Beide Rotationsachsen sind exzentrisch in der Kammer angeordnet. Die beiden Flügel 5A, 5B des ersten Paars sind unabhängig voneinander rotierbar, ebenso wie die beiden Flügel 6A, 6B des zweiten Paars. Dies wird unter Bezugnahme auf 4 näher erläutert. An den Außenenden der Flügel sind jeweils Gelenke 15A, 15B und 16A, 16B angeordnet, welche den Flügeln bezogen auf den Rotor 4 ausreichend Bewegungsspielraum geben.
  • Eine erste wichtige Funktion der Flügel ist es, die Kammer 3 in Abteilungen zu teilen. Zu diesem Zweck folgen die Flügel während des Rotierens der Wand der Kammer 3. Jeder Flügel ist an seinen Außenenden sowohl in radialer als auch axialer Richtung mit einem geeigneten Dichtmaterial ausgestattet. Zwischen der Wand der Kammer und dem Rand der Dichtung ist ein bisschen Abstand, um zu ermöglichen, dass die Rotation des Rotors ohne Behinderung erfolgen kann. Ein Beispiel für ein geeignetes Dichtungsmaterial ist keramisches Material. Eine zweite wichtige Funktion der Flügel ist die Leistungsübertragung. In dieser Hinsicht wird das erste Paar Flügel 5A, 5B auch als Kompressionsflügel bezeichnet, und das zweite Paar Flügel 6A, 6B werden als Arbeitsflügel bezeichnet.
  • Die Form der Kammer 3 weist üblicherweise einen nicht runden Querschnitt auf. Die Kammer 3 ist aus drei exzentrischen Zylindern zusammengebaut, die sich teilweise überlappen. Der Querschnitt ist aus drei exzentrischen Kreisen gebildet. In 3A3D hat der linke Teil der Kammer 3 die Form (eines Teils) eines Kreises L mit Achse 5 als Mitte und einem Radius, der ungefähr gleich zu den radialen Abmessungen der Flügel 5A und 5B ist. Der rechte Teil der Kammer 3 hat die Form (eines Teils) eines Kreises R mit Achse 6 als Mitte und einem Radius, der ungefähr gleich zu den radialen Abmessungen der Flügel 6A und 6B ist. Der mittlere Teil von Kammer 3 hat die Form (eines Teils) eines Kreises M. Das Verhältnis der Volumen der zugeordneten Zylinder L und R bestimmt die Leistung des Verbren nungsmotors. Diese Volumen können angepasst werden, indem die Position der Achsen 5 und 6 gewählt wird, sowie durch die Wahl der radialen Abmessungen der Flügel. Das optimale Volumenverhältnis ist eine Funktion des Kompressionsverhältnisses. Zum Beispiel ist bei einem Kompressionsverhältnis von 1:18, was für einen Dieselmotor üblich ist, das Volumenverhältnis ungefähr VolumenL:VolumenR = 1:3.
  • Der Rotor 4 weist einen im Wesentlichen runden Querschnitt auf. Sein Durchmesser ist im Wesentlichen gleich zu dem Durchmesser des Kreises, der den mittleren Teil M bildet, bei dieser Ausführungsform ist dies der kleinste Durchmesser von Kammer 3.
  • Auf der Unterseite der Kammer sind ein Einlass 11 für Luft und ein Auslass 12 für Verbrennungsgase angeordnet.
  • Während der Rotation ist die Kammer in Abteilungen aufgeteilt, deren Volumen sich ändert. Die Anzahl an Abteilungen verändert sich und beträgt entweder drei oder vier, abhängig von der Position des Rotors. Auf diese Weise wird die Funktion des Ansaughubs, des Kompressionshubs, des Arbeitshubs und des Auspuffhubs realisiert, was nachstehend erläutert wird.
  • Der Verbrennungsmotor gemäß der Erfindung arbeitet wie folgt.
  • In 3 ist der Rotor in einer ersten Position dargestellt. Die Kammer ist nun in drei Abteilungen geteilt, jeweils 3A3C. In Abteilung 3A wird Luft mittels des Einlasses 11 angesaugt. Die in Abteilung 3B vorhandene Luft wird in Aussparung 7A und in allen Abteilungen, die in der gleichen Reihe angeordnet sind, maximal komprimiert. Nun spritzen die Brennstoffeinspritzer 8 Brennstoff in eine oder mehrere Aussparungen (abhängig von der gewünschten Leistung), so dass ein verbrennbares Gemisch pro eingespritzter Aussparung erzeugt wird. Ist der Brennstoff Benzin, beträgt das Verhältnis 1 Teil Brennstoff zu 14 Teilen Luft. Das Gemisch wird mittels einer Zündkerze 9 zu Explosion gebracht. In Abteilung 3C findet nach einer vorausgegangenen Verbrennung die Ausdehnung statt und es wird Arbeit produziert.
  • In 3B ist der Rotor 4 in einer zweiten Position dargestellt, in welcher der Rotor um ungefähr 45 Grad im Uhrzeigersinn rotiert ist. Die Kammer ist immer noch in drei Abteilungen geteilt, die nun jeweils mit 3A, 3C und 3D bezeichnet sind. Das Volumen von Abteilung 3A ist größer geworden, aufgrund von Luft, die mittels Einlass 11 angesaugt wurde. Nach der Verbrennung wird aus Abteilung 3B aus 3A Abteilung 3C, welche sich, als Ergebnis hieraus, ausdehnt und Arbeit erzeugt. Das Volumen von Abteilung 3D nimmt weiter während des Ablassens von hier vorhandenen Verbrennungsgasen mittels Auslass 12 ab.
  • In 3C ist ein Rotor 4 in einer dritten Position dargestellt, in welcher der Rotor erneut um ungefähr 45 Grad weiter im Uhrzeigersinn gedreht wurde. Die Kammer ist nun in jeweils 4 Abteilungen, jeweils 3A3D, geteilt. In Abteilung 3A wird mittels des Einlasses 11 neue Luft angesaugt. Die in Abteilung 3B vorhandene Luft wird komprimiert. In Abteilung 3C findet weiter Ausdehnung nach Verbrennung statt und Arbeit wird erzeugt. Die Verbrennungsgase in Abteilung 3D werden weiterhin mittels eines Auslasses 12 abgelassen.
  • In 3D ist der Rotor in einer vierten Position dargestellt, in welcher der Rotor erneut um ungefähr 45 Grad weiter in Richtung des Uhrzeigersinns rotiert wurde. Die Kammer ist immer noch in vier Abteilungen geteilt, jeweils 3A3D. Das Volumen von Abteilung 3A steigt weiter an aufgrund der Luft, die mittels Einlass 11 angesaugt wird. Die in Abteilung 3B vorhandene Luft wird weiter komprimiert. In Abteilung 3C findet weiterhin nach Verbrennung Ausdehnung statt und es wird weiterhin Arbeit erzeugt. Die letzten in Abteilung 3D vorhandenen Verbrennungsgase werden mittels Auslass 12 abgelassen
  • 4 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Teil des Verbrennungsmotors aus 1 in Seitenansicht. Die Rotationsachsen 5 und 6, auf welchen die Flügel (5A, 5B) und (6A, 6B) angeordnet sind, gehen durch die Welle 10. Jeder der Flügel des ersten Paars (5A, 5B) ist mit einem im Wesentlichen mittig angeordneten, vorstehenden Bereich zum Anbringen auf der Rotationsachse 5 ausgestattet. Der vorstehende Bereich 25A des Flügels 5A ist zur Veranschaulichung in 4 dargestellt. Flügel 5B ist mit einem ähnlichen vorstehenden Bereich ausgestattet. Jeder der Flügel des zweiten Paars (6A, 6B) ist mit einer im Wesentlichen mittig angeordneten Aussparung mit einem vorstehenden Bereich auf beiden Seiten zum Anbringen auf der Rotationsachse 6 angeordnet. In 4 sind nur die vorstehenden Bereiche 26A und 26B von Flügel 6A mit einer Aussparung dazwischen dargestellt. Flügel 6B weist eine ähnliche Konstruktion auf. Alle vorstehenden Bereiche sind mit geeigneten Lager, wie beispielsweise Gleitlagern, versehen.
  • Zusammenfassend verändern sich die Volumen von Abteilungen 3A3D zyklisch aufgrund der Rotation des Rotors 4. Diese Volumenänderungen sind analog zu den Volumenänderungen eines Kolbens in dem bekannten Ottomotor und haben die gleiche Funktion, das heißt, zyklische Realisierung eines Ansaughubs, eines Kompressionshubs, eines Arbeitshubs und eines Auspuffhubs. Bei dem Verbrennungsmotor gemäß der Erfindung findet zwei Mal pro Rotation Verbrennung statt und Arbeit wird zwei Mal pro Rotation erzeugt. Die Vorbereitungen zum erneuten Verbrennen von Brennstoff, das heißt, Ansaugen und Komprimieren der erforderlichen Gase, finden im Allgemeinen im linksseitigen Teil (L) von Kammer 3 statt, während die letzte Verbrennung mittels Leistungsübertragung und dem Auslassen von Verbrennungsgasen im rechtsseitigen Teil (R) erfolgt.
  • Bei dem Rotationsmotor gemäß der Erfindung wird nur Luft angesaugt. Die angesaugte Luft wird zunächst maximal komprimiert. Der Brennstoff wird dann separat in eine oder mehrere der Aussparungen/Abteilungen 7 eingespritzt. Die Aussparungen weisen ein relativ geringes Volumen auf, so dass relativ wenig Zeit erforderlich ist, um jede Aussparung mit Brennstoff zu füllen und ein vollständiges Verbrennen des sich ergebenden Gemischs zu bewirken. Im Moment des Einspritzens sind die Aussparungen fast vollständig voneinander getrennt. Dies wird durch die Form der Aussparungen bewirkt sowie durch die Position der Aussparungen im Moment des Einspritzens. In dem Moment des Einspritzens wird die komprimierte Luft so erwärmt, dass die für das Selbstentzünden erforderlichen Bedingungen erfüllt sind, so dass die Verwendung (und das Vorhandensein) eines Zündmechanismus nicht länger erforderlich ist.
  • Eine zweite bevorzugte Ausführungsform des Rotationsmotors kann somit erhalten werden, indem der Zündmechanismus 9 aus allen Zeichnungsfiguren weggelassen wird. In 5 ist zur Veranschaulichung eine schematische Ansicht dieser zweiten bevorzugten Ausführungsform des Verbrennungsmotors gemäß der Erfindung ohne Zündmechanismus dargestellt. Ansonsten ist 5 identisch zu 1. Es wird darauf hingewiesen, dass statt des Zündmechanismus 9 ein zusätzlicher Brennstoffeinspritzer 8 für eine optimale Brennstoffverteilung pro Aussparung und sogar eine schnellere und sauberere Verbrennung angeordnet werden kann.
  • Die Leistung des Rotationsmotors gemäß der Erfindung zeigt eine klare Verbesserung bezogen auf die Leistung des bekannten Viertakt-Ottomotors, wie in der untenstehenden Tabelle dargestellt ist. Die folgenden Verhältnisse gelten bei gleicher Leistung. Das Verdoppeln der Rotationsgeschwindigkeit des Rotationsmotors hat eine Verdopplung der erforderlichen Zylinderkapazität, des Volumens, des Gewichts und der Herstellungskosten des Otto-Motors zur Folge, um die gleiche Leistung zu erzeugen.
    Rotationsmotor Ottomotor
    Leistung 1 1
    Rotationsgeschwindigkeit 1..2 1
    Zylinderkapazität 1 4..8
    Volumen 1 4..8
    Gewicht 1 4..8
    Effizienz 2 1
    Herstellungskosten 1 4..8
  • Es wird darauf hingewiesen, dass der Rotationsmotor zu Darstellungszwecken als Benzinmotor beschrieben ist. Der Rotationsmotor gemäß der Erfindung ist jedoch ebenfalls für Diesel geeignet. Wenn er erst einmal verwendet wird, ist es sogar möglich, abwechselnd unterschiedliche Arten von Brennstoff zu verwenden (unter der Voraussetzung, dass der Tank vor dem Befüllen so leer wie möglich ist), ohne strukturelle Modifikationen. Der Rotationsmotor ist ebenfalls zur Anwendung in allen Arten von Fahrzeugen geeignet. Einige Beispiele sind Autos, Motorräder, Mopeds und Roller, aber auch Flugzeuge und Schiffe.
  • Die Erfindung ist somit nicht auf die dargestellten und beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen beschränkt, sondern erstreckt sich auf jede Ausführungsform, die in den Schutzbereich der beigefügten Ansprüche angesichts der vorstehenden Beschreibung und Zeichnungsfiguren fallen.

Claims (16)

  1. Verbrennungsmotor (1), welcher ein Gehäuse (2) mit einer Kammer (3) aufweist, in welcher ein Rotor (4) angeordnet ist, der mit einer Anzahl Flügel (5A, 5B, 6A, 6B) versehen ist, die sich in radialer Richtung zur Wand der Kammer (3) erstrecken, und die die Kammer in eine Anzahl von Abteilungen (3A, 3B, 3C, 3D) teilen, wobei jede der Abteilungen zum Ausführen wenigstens einer der folgenden Funktionen dient: a) Ansaugen und/oder Komprimieren von Gas, das für die Verbrennung erforderlich ist; b) den Brennstoff zur Verbrennung bringen; c) Erzeugen von Arbeit; und d) Ablassen von Verbrennungsgasen, wobei ein erstes Paar Flügel (5A, 5B) rotierbar auf einer ersten Rotationsachse (5) angebracht ist, und wobei ein zweites Paar Flügel (6A, 6B) rotierbar auf einer zweiten Rotationsachse (6) angebracht ist, wobei die Rotationsachsen exzentrisch in der Kammer (3) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Flügel (5A, 5B; 6A, 6B) jedes Paares relativ zueinander unabhängig rotierbar sind.
  2. Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 1, wobei jeder der Flügel des ersten Paars (5A, 5B) mit einem vorstehenden Bereich zum Anbringen auf der Rotationsachse (5) ausgestattet ist.
  3. Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei jeder der Flügel des zweiten Paars (6A, 6B) mit einer Aussparung mit einem vorstehenden Bereich auf jeder Seite zum Anbringen auf der Rotationsachse (6) ausgestattet ist.
  4. Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei jeder vorstehende Bereich mit einem Lager versehen ist, das um die Rotationsachse angebracht wird.
  5. Verbrennungsmotor gemäß einem der vorausgegangenen Ansprüche, wobei die Kammer aus drei Zylindern zusammengebaut ist, die sich teilweise überlappen und deren Achsen im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen.
  6. Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 5, wobei der Querschnitt eines ersten Teils der Kammer die Form eines ersten Kreises (L) mit der ersten Rotationsachse (5) als Mitte annimmt, dessen Radius in etwa gleich zu den radialen Abmessungen des größten der zugeordneten Flügel (5A, 5B) ist.
  7. Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 5 oder 6, wobei der Querschnitt eines zweiten Teils der Kammer die Form eines zweiten Kreises (R) mit der zweiten Rotationsachse (6) als Mitte annimmt, dessen Radius in etwa gleich zu den radialen Abmessungen des größten der zugeordneten Flügel (6A, 6B) ist.
  8. Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 6 und 7, wobei der Radius des zweiten Kreises (R) größer ist als der Radius des ersten Kreises (L).
  9. Verbrennungsmotor gemäß einem der vorausgegangenen Ansprüche 5 bis 8, wobei der Querschnitt eines dritten Teils der Kammer die Form eines dritten Kreises (M) annimmt.
  10. Verbrennungsmotor gemäß einem der vorausgegangenen Ansprüche, wobei der Rotor eine Anzahl von Aussparungen aufweist, um eine entsprechende Anzahl von Abteilungen zu bilden, um den Brennstoff zur Verbrennung zu bringen, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl Aussparungen (7A, 7B, 7C, 7D, 7E, 7F, 7G, 7H) auf beiden Seiten des Rotors (4) angeordnet ist.
  11. Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 10, wobei die Form der Aussparungen schalenförmig ist.
  12. Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 10, wobei die Form der Aussparungen rillenförmig ist.
  13. Verbrennungsmotor gemäß einem der vorausgegangenen Ansprüche 10 bis 12, wobei der Verbrennungsmotor für Direkteinspritzung von Brennstoff in die Aussparungen geeignet ist.
  14. Verbrennungsmotor gemäß einem der vorausgegangenen Ansprüche 10 bis 13, wobei der Verbrennungsmotor in der Lage ist, die Motorleistung durch Verändern der Anzahl von Aussparungen, in die Brennstoff direkteingespritzt wird, zu steuern.
  15. Verbrennungsmotor gemäß einem der vorausgegangenen Ansprüche, wobei der Verbrennungsmotor so angepasst ist, dass der Brennstoff selbstentzündend ist, ohne dass von einem Zündungsmechanismus Gebrauch gemacht wird.
  16. Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 15, wobei der Verbrennungsmotor keinen Zündungsmechanismus für den Brennstoff aufweist.
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NL1019904 2002-02-05
PCT/NL2003/000072 WO2003067031A1 (en) 2002-02-05 2003-02-03 Combustion engine

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Publication Number Publication Date
DE60314981D1 DE60314981D1 (de) 2007-08-30
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Application Number Title Priority Date Filing Date
DE60314981T Expired - Lifetime DE60314981T2 (de) 2002-02-05 2003-02-03 Verbrennungsmotor

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EP (1) EP1470319B1 (de)
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CN (1) CN1318731C (de)
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