DE7609855U1

DE7609855U1 - Rotationskolbenmotor mit kraftstoffeinspritzung

Info

Publication number: DE7609855U1
Application number: DE7609855U
Authority: DE
Original assignee: Toyo Kogyo Co Ltd
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1975-04-01
Filing date: 1976-03-30
Publication date: 1976-07-22
Also published as: DE2613628A1; US4019471A; DE2613628C3; DE2613628B2

Description

TOYO KOGYO CO., LTD

Aki-gun, Hiroshima-ken (Japan)

Rotationskolbenmotor mit Kraftstoffeinspritzung

Die Neuerung betrifft einen Rotationskolbenmotor, insbesondere einen Rotationskolbenmotor mit Kraftstoffeinspritzung.

Es sind Rotationskolbenmotoren bekannt, die ein Gehäuse mit einem mittleren Gehäuseteil aufweisen, dessen Innenwandung die Form einer mehrblättrigen Trochoide besitzt, und mit zwei seitlichen Gehäuseteilen, die an entgegengesetzten Seiten des mittleren Gehäuseteils befestigt sind und mit diesem einen trochoidenfbrmigen Hohlraum bilden, ferner einen im wesentlichen vieleckigen Drehkolben, der in dem Hohlraum derart gelagert ist, daß er eine Rotationsbewegung und eine UmIaufbewegung ausführen kann, und der Scheitelteile besitzt, die mit der Innenwandung des mittleren Gehäuseteils in Gleitberührung stehen, und Planken, die mit der Innenwandung des mittleren Gehäuseteils je einen volumenveränderlichen Arbeitsraum bilden. Das Gehäuse ist mit einem Einlaßsystein versehen, das an dem im Einlaßzustand befindlichen Arbeitsraum in den Hohlraum mündet, und mit einem Auslaßsystem, das an dem im Auslaßzustand befindlichen Arbeitsraum in den Hohlraum mündet. Kraftstoff kann in den im Einlaßzustand befindlichen Arbeitsraum entweder in Form eines

609855 22.07.76

Kraftstoff-Luft-Gemisches durch einen oder mehrere Einlaßkanäle des Einlaßsystems oder direkt durch eine Kraftstoffexnspritzeinrichtung eingeleitet werden.

In Rotationskolbenmotoren dieser Art neigt die bei der Verbrennung erzeugte Flamme unter dem Einfluß des in dem Arbeitsraum vorhandenen Dralls dazu, sich von dem in der Drehrichtung des Rotationskolbens nachlaufenden Teil des Arbeitsraums zu dessen vorlaufendem Teil hin fortzupflanzen. Ferner wird der Arbeitsraum in seinem nachlaufenden^ Teil abgeschreckt. Infolge dieser Erscheinungen wird das Kraftstoff-Luft-Gemisch im nachlaufenden Teil des Arbeitsraums gewöhnlich nicht vollständig verbrannt, so daß mehr Schadstoffe emittiert werden und der Kraftstoffverbrauch unwirtschaftlich hoch ist.

Es wird angenommen, daß mit Kraftstoffeinspritzung arbeitende Motoren hinsichtlich der Emission von Schadstoffen und des sparsamen Kraftstoffverbrauchs den Vorteil haben, daß es in diesen Motoren relativ leicht ist, in dem Arbeitsraum eine solche Schichtung des Kraftstoffs herbeizuführen, daß am vorlaufenden Ende des Arbeitsraums ein relativ reiches Gemisch vorhanden ist. Andererseits treten in mit Kraftstoffeinspritzung arbeitenden Motoren Schwierigkeiten hinsichtlich der Zerstäubung des Kraftstoffes auf, weil nicht genügend Zeit für ein einwandfreies Mischen des Kraft= stoffs mit Luft vorhanden ist. Dies trifft besonders für den Betrieb des Motors im unteren Lastbereich zu, weil dann nur eine relativ kleine Luftmenge mit relativ niedriger Geschwindigkeit in den Arbeitsraum einströmt. Infolgedessen ist es im Betrieb des Motors im unteren Lastbereich sehr schwierig, den eingespritzten Kraftstoff genügend zu zerstäuben und innig mit der Luft zu vermischen, und es werden dann beträchtliche Kraftstoffmengen auf den

RR ??n?7R

ι 1 · I » *

14*

I I

Wandungen des Arbeitsraums abgelagert, so daß der Kraftstoffverbrauch und die Emission von Schadstoffen vergrößert werden» ·

Eine Aufgabe der Neuerung besteht daher in der Schaffung eines mit Kraftstoffeinspritzung arbeitenden Rotationskolbenmotors, in dem der Kraftstoff in den im Einlaßzustand befindlichen Arbeitsraum derart eingespritzt wird, daß eine optimale Verteilung und Zerstäubung des Kraftstoffes erzielt werden kann.

Eine weitere Aufgabe der Neuerung besteht in der Schaffung eines mit Kraftstoffeinspritzung arbeitenden Rotationskolbenmotors, in dem der Zeitraum der Kraftstoffeinspritzung derart gewählt ist, daß eine verbesserte Schichtung und Zerstäubung des Kraftstoffes erzielt wird.

Ferner besteht eine Aufgabe der Neuerung in der Schaffung eines Rotationskolbenmotors, in dem im vorlaufenden Teil des im Einlaßzustand befindlichen Arbeitsraums ein relativ kraftstoffreiches Gemisch gebildet wird.

Eine weitere Aufgabe der Neuerung besteht in der Schaffung eines Rotationskolbenmotors, der mit minimaler Emission von Schadstoffen und minimalem Kraftstoffverbrauch arbeitet.

Zur Lösung der vorstehend angegebenen und weiterer Aufgaben ist ein Rotationskolbenmotor neuerungsgemäß gekennzeichnet durch ein Gehäuse mit einem mittleren

7609855 22.07.76

Gehäuseteil, dessen Innenwandung die Form einer mehrblättrigen Trochoide hat, sowie mit zwei seitlichen Gehäuseteilen, die an entgegengesetzten Seiten des mittleren Gehäuseteils befestigt sind und mit diesem einen Hohlraum bilden, der die Form einer mehrblättrigen Trochoide hat und eine Mittelachse besitzt, durch einen im wesentlichen vieleckigen Drehkolben, der eine Mittelachse besitzt und in dem Hohlraum derart gelagert ist, daß er eine Rotationsbewegung um seine eigene Mittelachse und eine UmIaufbewegung um die Mittelachse des tro cho idenf or migen Hohlraums ausführen kann, und der Scheitelteile besitzt, die mit der Innenwandung des mittleren Gehäuseteils in Gleitberührung stehen, und Flanken, die mit der Innenwandung des mittleren Gehäuseteils je einen volumenveränderlichen Arbeitsraum bilden, der während jeder Rotation des Drehkolbens einen Einlaß-, einen Verdichtungs-, einen Arbeite- und einen Auslaßzustand einnimmt, durch eine Exzenterwellenanordnung mit einem ersten Wellenteil, dessen Achse mit der Mittelachse eines Drehkolbens fluchtet und der den Drehkolben trägt, und einem gegenüber dem ersten Wellenteil versetzten, zweiten Wellenteil, dessen Achse mit der Mittelachse des trochoidenförmigen Hohlraums fluchtet, durch ein Auslaßsystem, dessen in dem Gehäuse ausgebildeter Mündungsbereich an dem im Auslaßzustand befindlichen Arbeitsraum in den Hohlraum mündet, durch ein erstes Einlaßsystem, dessen in dem mittleren Gehäuseteil ausgebildeter Mündungsbereich an dem im Einlaßzustand befindlichen Arbeitsraum in den Hohlraum mündet und das eine erste Einlaßkanalanordnung besitzt, die eine Längsachse aufweist, die mindestens im Mündungsbereich des ersten Einlaßsystems in der Drehrichtung des Drehkolbens schräg angeordnet ist, durch ein zweites Einlaßsystem, das in mindestens einem der seitlichen Gehäuseteile an dem im 13 in laß zustand befindlichen Arbeitsraum in den Hohlraum mündet und

7609855 22.07.76

eine zweite Einlaßkanalanordnung aufweist, in dor eine Steuerventileinrichtung vorgesehen ist, durch eine Steuereinrichtung zum Offenhalten der Steuerventileinrichtung während des Betriebes des Motors im oberen Lastbereich, durch eine Kraftstoffeinspritzdüseneinrichtung, die eine Achse besitzt und in dem mittleren Gehäuseteil zwischen dem Mündungsbereich des ersten Einlaßsystems und dem Schnittpunkt zwischen der Längsachse der ersten Einlaßkanalanordnung und der Innenwandung des mittleren Gehäuseteils angeordnet ist, und durch eine Kraftstoff zufuhr einrichtung zum Zuführen von Kraftstoff zu der Kraftstoffeinspritzdüseneinrichtung derart, daß diese den Kraftstoff in den im Einlaßzustand befindlichen Arbeitsraum während eines Zeitraums einspritzt, in dem sich der Schnittpunkt zwischen der Achse der Düseneinrichtung und der Flanke des Drehkolbens in einem gegenüber der Mitte der Flanke vorlaufenden Teil der Flanke befindet und in dem sich die Exzenterwellenanordnung in einem Winkelbereich befindet, der von 60 ° vor bis 75 nach der Stellung reicht, in der sich das Volumen des Arbeitsraums am schnellsten verändert, wobei jede Flanke des Drehkolbens in ihrem vorlaufenden Bereich mit einer Vertiefung ausgebildet ist.

Die Neuerung schafft somit einen Rotationskolbenmotor, der beim Betrieb des Motors mit relativ hohem Luftverbrauch mit Kraftstoffeinspritzung arbeitet. Diese erfolgt in einem Zeitraum, der so gewählt ist, daß das Kraftstoff-Luft-Gemisch zu dem vorlaufenden Teil des im Einlaßzustand befindlichen Arbeitsraums hin bex^egt wird. Der Motor hat in dem mittleren Gehäuseteil eine periphere Einlaßöffnung und in einem der seitlichen Gehäuseteile eine seitliche Einlaßöffnung, die nur im Betrieb des

7609855 22.07.76

Motors im obersten Lastbereich verwendet wird. Der zu der :; peripheren Einlaßöffnung führende Einlaßkanal ist in der _< Drehrichtung des Drehkolbens schräg angeordnet, so daß der | in den im Einlaßzustand befindlichen Arbeitsraum eintretende Kraftstoff zu dem vorlaufenden Teil dieses Arbeitsraums ;^! hin bewegt wird. *

Da in dem neuerungsgemäßen Rotationskolbenmotor Kraftstoff in dem im Einlaiizustand befindlichen Arbeiteraum in einem Zeitraum eingespritzt wird, in dem sich das Volumen dieses Arbeitsraums relativ schnell verändert, so daß die Luft mit relativ hoher Geschwindigkeit einströmt, kann eine befriedigende Zerstäubung des Kraftstoffes gewährleistet werden. Ferner sind die erste Einlaßkanalanordnung und der Mündungsbereich des ersten Einlaßsystems so ausgebildet, daß in Kombination mit der Zeitsteuerung der Kraftstoffeinspritzung eine Schichtung des Kraftstoffs und ein relativ reiches Gemisch im vorlaufenden Teil des Arbeitsraums erzielt werden. Nach einer Ausgestaltung der Erfindung hat das im mittleren Gehäuseteil mündende, erste Einlaßsystem einen kleineren Mündungsquerschnitt als das zweite Einlaßsystem, so daß im Bellieb des Motors im unteren Lastbereich Luft nur durch die erste Einlaßöffnung mit relativ hoher Geschwindigkeit in den Arbeitsraum einströmen kann. Ferner ist in der ersten Einlaßkanalanordnung des ersten Einlaßsystems vorzugsweise eine Rückschlagventileinrichtung, beispielsweise eine Zungenventileinrichtung, vorgesehen.

Damit die Überschneidungszeit, in welcher die Einlaßöffnung die im Einlaß- und im Auslaßzustand befindlichen Arbeitsräunje verbindet, möglichst kurz ist, ist die erste

7609855 22.07.76

Einlaßöffnung vorzugsweise an einer solchen Stelle angeordnet, daß sie nach der unteren Totpunktstellung, in welcher der im Einlaßzustand befindliche Arbeitsraum das größte Volumen hat, von dem im Einlaßzustand befindlichen Arbeitsraum getrennt wird* Ferner hat das erste Einlaßsystem in seinem Mündungsbereich vorzugsweise in der Axialrichtung des mittleren Gehäuseteils eine relativ große Abmessung und in dessen Utnfangsrichtung eine relativ kleine Abmessung·

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Neuerung beträgt der Winkel zwischen der Achse der ersten Einlaßkanalanordnung und der Achsο der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 70 ° bis I30 ° und entspricht der in der Umfangsrichtung gemessene Abstand zwischen der ersten Einlaßöffnung und der Kraftstoffeinsprit2düse einem Drehwinkel der Exzenterwelle von 45 ° bis J.35 °. Es hat sich gezeigt, daß mit dieser Anordnung des Mündungsbereichs des ersten Einlaßsystems und der Kraftstoffeinspritzdüseneinrichtung eine verbesserte Zerstäubung des Kraftstoffs und eine Führung des zerstäubten Kraftstoffs zu dem vorlaufenden *Teil des im Einlaßzustand befindlichen Arbeitsraums hin erzielt werden können.

Die vorstehend angegebenen und weitere Aufgaben und Merkmale der Neuerung gehen aus der nachstehenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnungen hervor. In diesen zeigt

Fig. 1 im Schnitt einen Rotationskolbenmotor gemäß der Neuerung,

7609855 22.07.76

Figo 2 ein Kurvenbild zur Darstellung der Beziehung zwischen dem Drehwinkel der Exzenterwelle und der Veränderung des Volumens der Arbeitsräume,

Fig. 3 ein Kurvenbild zur Darstellung der Beziehung zwischen dem Arbeitsraumvolumen und dem Drehwinkel der Exzenterwelle,

Fig. 4 schematisch einen Rotationskolbenmotor mit Einrichtungen zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung,

Fig. 5 ein Kurvenbild zur Darstellung der Beziehung zwischen dem Zeitraum der Kraftstoffeinspritzung und dem Kraftstoffverbrauch und

Fig. 6 in einer Teildarstellung im Schnitt einen Rotationskolbenmotor nach einer weiteren Ausführungsform der Neuerung.

Der in Fig. 1 gezeigte Rotationskolbenmotor besitzt ein Gehäuse 1 mit einem mittleren Gehäuseteil 2, dessen Innenwandung 2 a die Form einer zweiblättrigen Trochoide hat, und mit zwei seitlichen Gehäuseteilen, die an den einander entgegengesetzten Seiten des mittleren Gehäuseteils befestigt sind und mit diesen einen Hohlraum 4 bilden, der eine Mittelachse C 1 hat und die Form einer Trochoide mit einer Hauptachse M 1 und einer Nebenachse M 2 besitzt. In dem Hohlraum 4 ist ein im wesentlichen dreieckiger Drehkolben 5 angeordnet, dessen Mittelachse C 2 gegenüber der Mittelachse C 1 des Hohlraums 4 versetzt ist. Den Drehkolben 5 trägt eine Exzenterwelle G, die einen mit der Mittelachse C 1 des Hohlraums 4 koaxialen Wellenteil 6 a und einen mit der Mittelachse C 2

7609855 2Z.07.76

des Drehkolbens 5 koaxialen, exzentrischen Teil 6 b besitzt. Der Drehkolben 5 kann daher eine Rotationsbewegung um seine Achse C 2 und eine Umlaufbewegung un die Mittelachse C 1 des Hohlraums k ausführen. Die Scheitelteile 5 a des Rotationskolbens stehen mit der Innenwandung 2 a des mittleren Gehäuseteils 2 in Gleitberührung, so daß zwischen der Innenwandung 2 a und jeder Flanke 5 b des Drehkolbens ein volumenveränderlicher Arbeitsraum 7 vorhanden ist. Jede Flanke 20 des Drehkolbens 5 ist in ihrem vorlaufenden Teil mit einer Vertiefung 20 ausgebildet, deren Zweck nachstehend beschrieben wird.

In dem mittleren Gehäuseteil 2 ist eine erste Einlaßöffnung 3 ausgebildet, die an dem im Einlaßzustand befindlichen Arbeitsraum 7 in den Hohlraum k mündet, sowie eine Auslaßöffnung 9, die an -dem im Auslaßzustand befindlichen Arbeitsraum in den Hohlraum k mündet. Der mittlere Gehäuseteil 2 ist ferner mit einer Kraftstoffdüse versehen, die zum Einleiten von Kraftstoff in den im Einlaßzustand befindlichen Arbeitsraum 7 dient. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel, ist in einem der seitlichen Gehäuseteile 3 eine zweite Einlaßöffnung 11 ausgebildet, die an dem im Einlaßzustand befindlichen Arbeitsraum 7 iⁿ den Hohlraum k mündet.

Die erste oder periphere Einlaßöffnung 8 ist mit einem ersten Einlaßkanal 12 verbunden, der mit einem Rückschlagventil, beispielsweise einem Zungenventil 13, versehen ist. Die zweite oder seitliche Einlaßöffnung 11 ist mit einem zweiten Einlaßkanal Ik verbunden, in dem ein Steueroder Drosselventil 15 angeordnet ist. Der mittlere Gehäuseteil 2 ist ferner in der in Rotationskolbenmotoren üblichen Weise mit zwei Zündkerzen 16 a und 16 b versehen.

7609855 22.07.76

- ίο -

Nach einem Merkmal der Neuerung hat nun der erste Ein.l.aßkanal 12 .einen Austrittsteil 12 a, der zu der Einlaßöffnung 8 führt und gegenüber der Nebenachse M 2 der von dem mittleren Gehäuseteil 2 gebildeten Trochoide in der Drehrichtung des Drehkolbens schräg verläuft, so daß die Achse A des Austrittsteils 12 a die Innenwandung 2 a des mittleren Gehäuseteils 2 an dem in Fig. 1 mit a bezeichneten Punkt schneidet. Die Kraftstoffeinspritzdüse 10 ist in dem zwischen der peripheren Einlaßöffnung 8 und dem Punkt a liegenden Teil der Innenwandung 2 a derart angeordnet, daß die Achse B der Düse 10 die Achse A des Austrittsteils 12 a des ersten Einlaßkanals schneidet. In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der Winkel zwischen den einander schneidenden Achsen A und B zwischen 70 ° und I30 °. Ferner entspricht der in der Umfangsrichtung gemessene Abstand zwischen der Einlaßöffnung 8 und der Kraftstoffeinspritzdüse 10 vorzugsweise einem Drehwinkel der Exzenterwelle 6 von 45 ° bis 135 °. Das heißt, daß die Einlaßöffnung 8 und die Düse 10 so weit voneinander entfernt sind, daß nach dem Vorbeigang eines der Scheitelteile 5 a des Drehkolbens 5 an der Einlaßöffnung 8 die Exzenterwelle 6 eine Drehbewegung über einen Winkel von 45 bis 135 ° ausführen muß, ehe derselbe Scheitelteil die Kraftstoff einspritzdüse 10 erreicht.

Die erste Einlaßöffnung 8 hat einen kleineren Durchtrittsquerschnitt als die zweite Einlaßöffnung 11. Ferner hat die erste Ein3.aßöffnung 8 eine solche Form, daß ihre Abmessung in der Umfangsrichtung des mittleren Gehäuseteils 2 kleiner ist als ihre Abmessung in dessen axialer Richtung, damit die Überschneidungszeit, in welcher die Öffnung 8 die im Einlaßzustand und im Auslaßzustand befindlichen Arbeitsräume miteinander verbindet,

7609355 22.07.76

I B * ■ I I ·

• * · ti

1 · t 1 («

ι · e it ι ·

- 11 -

möglichst kurz ist. Die erste Einlaßöffnung 8 ist vorzugsweise an einer solchen Stelle angeordnet, daß sie nach der unteren Totpunktstellung, in welcher der im Einlaßzustand befindliche Arbeitsraum 7 das größte Volumen hat, von diesem Arbeitsraum getrennt wird. Dadurch wird eine sonst mögliche Ruckströmung von Verbrennungsgas aus dem im Auslaßzustand befindlichen Arbeitsraum in den im Einlaßzustand befindlichen Arbeitsraum beträchtlich verringert oder beseitigt.

Die zweite oder seitliche Einlaßöffnung 11 ist so angeordnet, daß sie vor dem Schließen der ersten Einlaßöffnung 8 geschlossen wird. Das in dem zweiten Einlaßkanal lk vorgesehene Drossel- oder Steuerventil 15 ist so eingerichtet, daß es im Betrieb des Motors im oberen Lastbereich zur Steuerung des Luftdurchflusses aufgesteuert wird, so daß im Betrieb des Motors im unteren Lastbereich Luft nur durch die periphere Einlaßöffnung 8 zugeführt wird. Man kann natürlich auch in de·;, ersten Einlaßkanal 12 ein bekanntes Drosselventil zur Steuerung des Luftdurchflusses vorsehen.

Die Figuren 2 bis 4 erläutern die Steuerung der Kraftstoffzufuhr gemäß der Erfindung. Gemäß Fig. k besitzt der Motor eine beispielsweise übliche Kraftstoffeinspritzpumpe 17, die von dem Motor selbst angetrieben werden kann. Die Austrittsöffnung der Pumpe 17 ist durch eine Einspritzsteuereinrichtung 18 mit der Kraftstoffeinspritzdüse 10 verbunden. Es ist ferner ein Phasendetektor I9 vorgesehen, der die Winkelstellung der Exzenterwelle 6 erfaßt und ein Signal erzeugt, welches dem Phasenwinkel der Welle 6 entspricht. Das von dem Phasendetektor 19 kommende Signal wird zur zeitlichen Steuerung der Kraftstoffeinspritzung an die Einspritzsteuereinrichtung l8 angelegt.

7609855 22.07.76

In den Figuren 2 und 3 ist die Beziehung zwischen dem Drehwinkel der Exzenterwelle 6 und dem Volumen des im Einlaßzustand befindlichen Arbeitsraums 7 dargestellt. In Fig. 2 stellt der Winkel 0. die von der Nebenachse M₂ des Trochoiden aus gemessene Lage der Mittelachse C₀ des dreieckigen Drehkolbens 5 oder der Achse des exzentrischen Teils 6 b der Welle 6 gegenüber der Mittelachse C₁ des trochoidenförmigen Hohlraums 4t bzw. der Achse des Teils 6 a der Welle 6 dar.

Gemäß Fig. 3 wird das Volumen jedes Arbeitsraums in Abhängigkeit von dem Phasenwinkel θ der Exzenterwelle 6 zyklisch verändert. Die Geschwindigkeit, mit der das Volumen des Arbeitsraums 7 verändert wird, kann durch den Neigungswinkel der Tangente an jeden Punkt der in Fig. 3 gezeigten Kurve dargestellt werden. Man erkennt, daß das Volumen bei einem Winkel 0 von 135 ° am schnellsten verändert wird.

Neuerungsgeniäß erfolgt nun die Kraf tstof f einspritzung in einem Zeitraum, in dem sich das Volumen des im Einlaß zustand befindlichen Arbeitsraums 7 relativ schnell verändert insbesondere in dem Bereich zwischen 60 vor und 75 nach jener Stellung der Exzenterwelle 6, in der sich das Volumen des im Einlaßzustand befindlichen Arbeitsraums am schnellsten verändert.

Gemäß einer Weiterbildung der Neuerung wird Kraftstoff nur ir, jenem Zeitraum eingespritzt, in dem die Achse B der Kraftstoffeinspritzdüse 10 die Flanke 5 b des Drehkolbens 5 in dem gegenüber dar Mitte C der Flanke vorlaufenden Teil derselben schneidet.

7609855 22.07.76

In der vorstehend beschriebenen Anordnung wird di Zerstäubung des eingespritzten Kraftstoffs verbessert, weü Kraftstoff in den im Einlaßzustand befindlichen Arbeitsraum 7 eingespritzt wird, wenn die Luft in diesen Arbeitsraum mit relativ hoher Geschwindigkeit einströmt. Beim Betrieb des Motors im unteren Lastbereich wird der zu der seitlichen Eintrittsöffnung 11 führende, zweite Einlaßkanal l4 geschlossen und strömt Luft nur durch die periphere Einlaßöffnung 8 ein, die einen kleineren Durchtrittsquerschnitt hat als die seitliche Einlaßöffnung 11, so daß die Ltift mit einer genügend hohen Geschwindigkeit einströmi und auch im Betrieb des Motors im unteren Lastbereich bzw. mit niedriger Drehzahl eine verbesserte Zerstäubung des Kraftstoffs erzielt wird. Da der Austrittsteil 12 a des ersten Einlaßkanals 12 gegenüber der Nebenachse der von dem mittleren Gehäuseteil 2 gebildeten Trochoide in der Drehrichtung des Drehkolbens schräg angeordnet ist und der Strahl des von der Düse 10 eingespritzten Kraftstoffs den von der peripheren Einlaßöffnung 8 kommenden Luftstrom in der vorstehend beschriebenen Weise schneidet, wird das auf diese Weise erzeugte Kraftstoff-Luft-Gemisch zu dem vorlaufenden Teil des im Einlaßzustand befindlichen Arbeitsraums 7 hin geführt und in der Vertiefung 20 der Flanke 5 b des Drehkolbens und im Bereich dieser Vertiefung dem Gemisch ein Drall erteilt. Diese Drallströmung kann dann zum Zusammentreffen mit der in der Drehrichtung des Drehkolbens längs der Innenwandung 2 a des mittleren Gehäuseteils strömenden Luft veranlaßt und dann wieder zu dem vorlaufenden Teil des im Einlaßzustand befindlichen Arbeitsraums 7 zurückgeführt werden. Auf diese Weise wird die Vermischung von Kraftstoff und Luft verbessert und kann im Betrieb des Motors im unteren Lastbereich der Kraftstof

7609855 22.07,76

derart geschichtet werden, daß im vorlaufenden Teil des Arbeitsraums ein reiches Gemisch erzielt wird. Diese Wirkung kann noch verstärkt werden, indem man den Kraftstoff in den Arbeitsraum 7 in einem Zeitraum einspritzt, in dem die Achse B der Düse die Flanke 5 b in ihrem gegenüber der Mitte C der Flanke vorlaufenden Teil schneidet, wie dies vorstehend beschrieben wurde.

Fig. 5 erläutert den Einfluß des Kraftstoffeinspritzzeitraums auf den Kraftstoffverbrauch. In der Zeichnung ist auf der Abszisse die durch den Drehwinkel der Exzenterwelle 6 ausgedrückte Einspritzzeit aufgetragen. Dabei ist der Drehwinkel der Exzenterwelle auf jene Bezugsstellung der Welle 6 bezogen, in der sich das Volumen des Arbeitsraums 7 am stärksten verändert. Auf der Ordinate ist der Kraftstoffverbrauch in g/PS-h aufgetragen. Man erkennt aus der Zeichnung, daß der Kraftstoffverbrauch herabgesetzt werden kann, wenn der Kraftstoff in einem Zeitraum eingespritzt wird, der 60 vor der Bezugsstellung beginnt und 75 nach der Bezugsstellung endet« Besonders gute Ergebnisse werden erzielt, wenn der Kraftstoff in einem Zeitraum eingespritzt wird, der 45 der Bezugsstellung beginnt und 60 ° nach der Bezugsstellung endet.

Fig. 6 zeigt in einer Teildarstellung eine andere Ausführungsform der Neuerung. Dieser Motor entspricht im wesentlichen dem Motor gemäß der vorhergehenden Ausführungsform, so daß entsprechende Teile mit denselben Bezugsziffern bezeichnet sind wie in der vorhergehenden Ausführungsform. In der Ausführungsform gemäß Fig. 6 ist der zu der ersten oder peripheren Einlaßöffnung 8 führende Austrittsteil 12 a des ersten Einlaßkanals 12 nicht wie in der vorhergehenden Ausführungsform mit einem Zungenventil 13, sondern mit einem händisch betätigbaren Steuerventil 30 versehen, so daß der Durchfluß des Kraftstoffes durch den ersten

7609855 22.07.76

Einlaßkanal 12 von Hand gesteuert werden kann. Das Steuerventil 15, das in dein zxx der zweiten Einlaßöffnung 11 führenden, zweiten Einlaßkanal l^t angeordnet ist, wird im Betrieb des Motors im oberen Lastbereich geöffnet und steuert den Durchfluß der Luft durch diesen Kanal Ik.

Vorstehend wurde die Neuerung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert, auf deren Einzelheiten die Neuerung jedoch in keiner Weise eingeschränkt ist, da diese Ausführungsbeispiele im Rahmen des Neuerungsgedankens abgeändert werden können·

7609855 2Z.07.76

Claims

Schutzansprüche?

1· Rotationskolbenmotor, gekennzeichnet durch ein Gehäuse mit einem mittleren Gehäuseteil, dessen Innenwandung die Form einer mehrblättrigen Trochoide hat, sowie mit zwei seitlichen Gehäuseteilen, die an. entgegengesetzten Seiten des mittleren Gehäuseteils befestigt sind und mit diesem einen Hohlraum bilden, der die Form einer mehrblättrigen Trochoide hat und eine Mittelachse besitzt, durch einen im wesentlichen vieleckigen Drehkolben, der eine Mittelachse besitzt und in dem Kohlraum derart gelagert ist, daß er eine Rotationsbewegung um seine eigene Mittelachse und <t>ine Umlauf bewegung um die Mittelachse des trochoidenförmigen Hohlraums ausführen kann, und der Scheitelteile besitzt, die mit der Innenwandung des mittleren Gehäuseteils in GIeitberührung stehen, und Flanken, die mit der Innenwandung des mittleren Gehäuseteils je einen volvunenveränderlichen Arbeitsraum bilden, der während jeder Rotation des Drehkolbens einen Einlaß-, einen Verdichtungs-, einen Arbeite- und einen Auslaßzustand einnimmt, durch eine Exzenterwellenanordnung mit einem ersten Welleriteil, dessen Achse mit der Mittelachse des Drehkolbens fluchtet und der den Drehkolben trägt, und einem gegenüber dem ersten Wellenteil versetzten, zweiten Valienteil, dessen Achse mit der Mittelachse des trochoidenförmigen Hohlraums fluchtet, dtirch ein Auslaßsystem, dessen in dem Gehäuse ausgebildeter Mündungsbereich an dem im Auslaßzustand befindlichen Arbeitsraum in den Hohlraum mündet, durch ein erstes Einlaßsystem, dessen in dem mittleren Gehäuseteil ausgebildeter Mündungsbereich an dem im Einlaßzustand befindlichen Arbeitsraum in den Hohlraum mündet und das eine erste Einlaßkanalanordnung besitzt, die eine Längsachse aufweist, die mindestens im Mündungsbereich des ersten Einlaßsystems in der Drehrichtung des Drehkolbens schräg angeordnet ist, durch ein zweites Einlaßsystem, das in mindestens

7609855 22.07.76

einem der seitlichen Gehäuseteile an dem im Einlaßzustand befindlichen Arbeitsraum in den Hohlraum mündet und eine zweite Einlaßkanalanordnung aufweist, in der eine Steuerventile i'nr Ich tixng vorg-ööfe-hen ist, durch eine Steuereinrichtung zum Offenhalten der Steuerventileinrichtung während des Betriebes des Motors im oberen Lastbereich, durch eine Kraftstoffeinspritzdüseneinrichtung, die eine Achse besitzt und in dem mittleren Gehäuseteil zwischen dem Mündungsbereich des ersten Einlaßsysteins und dem Schnittpunkt zwischen der Längsachse der ersten E inlaßlcan al anordnung und der Innenwandung des mittleren Gehäuseteils angeordnet ist, und durch eine Iiraftstof f zuführ einrichtung zum Zuführen von Kraftstoff zu der Kraftstoffeinspritzdüseneinrichtung derart, daß diese den Kraftstoff in den im Einlaßzustand befindlichen Arbeitsraum während eines Zeitraums einspritzt, in dem sich der Schnittpunkt zwischen der Achse der Düseneinrichtung und der Flanke des Drehkolbens in exnein gegenüber der Mitte der Flanke vorlaufenden Teil der Flanke befindet und in dem sich die Exzenterwellenanordnung in einem Winkelbereich befindet, der von 60 ° vor bis 75 nach der Stellung reicht, in der sich das Volumen des Arbeitsraums an schnellsten verändert, wobei jede Flanke des Drehkolbens in ihrem vorlaufenden Bereich mit einer Vertiefung ausgebildet ist.

2. Rotationskolbenmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in dem mittleren Gehäuse= teil mündende, erste Einlaßsystem einen kleineren Mündungsquerschnitt hat als das zweite Einlaßsystem.

3. Rotationskolbenmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Einlaßsystem in seinem Mündungsbereich in der Umfangsrichtung des mittleren Gehäuseteils eine relativ kleine Abmessung und in dessen axialer Richtung eine relativ große Abmessung hat.

7609855 22.07.76

k. Rotationskolbenmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste EinlaßkanalanOrdnung und die Kraftstoffdüsenanordnung derart angeordnet sind, daß ihre
Achsen ein<
schneiden·

Achsen einander unter einem Winkel von 70 ° bis 130 °

5. Rotationskolbenmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Umfangsrichtung
gemessene Abstand zwischen dem Mündungsbereich des ersten Einlaßsystems und der Kraftstoffeinspritzdüseneinrichtung einem Drehwinkel der Exzenterwelle von ^5 bis
135 entspricht.

6ο Rotationskolbenmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einlaßkanalanordnung mit einer Rückschlagventileinrichtung versehen ist, die einen Durchfluß nur in Richtung zum >fündungsbereich des ersten Einlaßsystems gestattet.

7. Rotationskolbenmotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückschlagventileinrichtung ein Zungenventil ist.

8. Rotationskolbenmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einlaßventileinrichtung mit
einer händisch betätigbaren Steuerventileinrichtung versehen ist.

9. Rotationskolbenmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mündungsbereich des ersten Einlaßsystems so angeordnet ist, daß er nach der unteren Totpunktstellung, in der der im Einlaßzustand befindliche Arbeitsraum das größte Volumen hat, geschlossen wird.

7609855 22.07.76

10. Rotationskolbenmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündungsbereiche des ersten und des zweiten Einlaßsystems so angeordnet sind, daß der Mundungsbereich des ersten Einlaßsystems nach dem Mündungsbereich des zweiten Einlaßsystems geschlossen wird.

11. Rotationskolbenmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Einlaßsysteni einen kleineren Mündungsquerschnitt hat als das zweite Einlaßsystem und die erste Einlaßkanalanordnung und die Kraftstoffeinspritzdüseneinrichtung derart angeordnet sind, daß ihre Achsen einander unter einem Winkel von 70 bis I30 ° schneiden.

12. Rotationskolbenmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Einlaßsystem einen kleineren Mündungsquerschnitt hat als das zweite Einlaßsystem und die erste Einlaßkanalanordnung und die Kraftstoffeinspritzdüseneinrichtung derart angeordnet sind, daß ihre Achsen einander unter einem Winkel von 70 bis I30 schneiden, und daß der in der Umfangsrichtung gemessene Abstand zwischen dem Mündungsbereich des ersten Einlaßsystems und der Kraftstoffeinspritzdüseneinrichtung einem Drehwinkel der Exzenterwelle von 45 bis I35 ° entspricht.

13· Rotationskolbenmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in dem mittleren Gehäuseteil mündende, erste Einlaßsystem einen kleineren Mündungsquerschnitt hat als das zweite Einlaßsystem und daß der in der Umfangsrichtung gemessene Abstand zwischen dem Mündungsbereich des ersten Einlaßsystems und der Kraftstoff einspritzdüseneinrichtung einem Drehwinkel der Exzenterwelle von 45 ° bis 135 ° entspricht.

7609855 22.07.76

lk. Rotationskolbenmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in dem mittleren Gehäuseteil mündende, erste Einlaßsystem einen kleineren Mündungsiiuerschnitt hat als das zweite Einlaßsysteni, daß die erste Einlaßkanalanordnung und die Kraftstoffdüsenanordnung derart angeordnet sind, daß ihre Achsen einander unter einem Win].:el von 70 bis 130 schneiden, und daß der in der Umfang sr ichtunc gemessene Abstand zwischen dem Mündungsbereich des ersten Einlaßsystems vund der Kraftstoffeinspritzdüseneinrichtung einem Drehwinkel der Exzenterwelle von 45 ° bis I35 ° entspricht.

7609855 22.07.76