DK149159B - Fremgangsmaade ved drift af rotationsforbraendingsmotor og motor tiludoevelse af fremgangsmaaden - Google Patents

Description

i 149159 o

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til ved drift af en rotationsforbrændingsmotor at omdanne latent varme fra forbrænding af brændstof til mekanisk energi som angivet i indledningen til krav 1 samt en rotationsfor-5 brændingsmotor til udøvelse af fremgangsmåden og af den i indledningen til krav 2 angivne art.

Ved forbrændingsmotorer med translatorisk bevægede, frem- og tilbagegående stempler er en ulempe bestandigt at skulle accelerere stemplerne og andre med dis-10 se forbundne motorelementer, hvilket dels medfører et energitab og en deraf følgende formindskelse af motorens virkningsgrad, dels at inertikræfter fra de accelererede masser, som kun ufuldkomment kan afbalanceres, giver anledning til vibrationer eller rystelser under motorens 15 gang. Endelig begrænser den omstændighed, at hver cylinder kun afgiver energi under hvert andet eller hvert fjerde af stemplets slag, arbejdsydelsen hos en motor af en given størrelse.

Det er blevet foreslået at undgå disse ulemper ved at anvende rotationsforbrændingsmotorer, og en sådan motor af 20 den indledningsvis nævnte art, og som fungerer efter en fremgangsmåde som den indledningsvis nævnte, er omhandlet i beskrivelsen til USA patent nr. 1.145.627. Denne motor såvel som senere udviklede rotationsforbrændingsmotorer, såsom den såkaldte Wankelmotor, udviser imidlertid en række mangler. De 25 er således kun i stand til at anvende dyre og lette brændstoffer såsom gas eller benzin, og deres termiske virkningsgrad er forholdsvis lille, ligesom udstødsgassen indeholder større mængder skadelige stoffer såsom nitrogenoxider. Endelig forekommer der ved de kendte rotationsforbrændingsmotorer 30 tætningsproblemer på grund af de forholdsvis høje spidstryk under forbrændingen ligesom det drejningsmoment, der overføres til akselen, af samme grund kan variere stærkt under hver omdrejning.

Det er kendt ved forbrændingsmotorer med frem-35 og tilbagegående stempler såsom dieselmotorer at indsprøjte brændstoffet i en luftmængde, der er komprimeret

O

2 149159 til en temperatur, som ligger over brændstoffets selvantændelsestemperatur, og en i øvrigt lavtkomprimeret forbrændingsmotor, hvor dette princip er udnyttet til antændelse af brændstoffet, er omhandlet i beskrivelsen til dansk patent 5 nr. 66.566. Motorer, der udnytter dette princip, tillader anvendelse af tungere og billigere brændstoffer end de, der kan anvendes ved kendte rotationsforbrændingsmotorer.

Formålet for den foreliggende opfindelse er at tilvejebringe en fremgangsmåde og en forbrændingsmotor som de 10 indledningsvis nævnte, ved hvilke de omtalte ulemper er overvundet, og som muliggør anvendelse af billige brændstoffer med en tilfredsstillende virkningsgrad, hvor der kun forekommer ringe mængder nitrogenoxider i udstødsgassen, hvor det under hver omdrejning til akselen overførte drej-15 ningsmoment er næsten konstant under hver omdrejning, og hvor problemerne med tilvejebringelse af tætning er i høj grad formindskede.

Dette opnås ifølge opfindelsen ved en fremgangsmåde, der er ejendommelig ved det i den kendetegnende del af krav 1 20 angivne, og med en rotationsforbrændingsmotor, der er ejendommelig ved det i den kendetegnende del af krav 2 angivne.

Ved således at anvende det fra dieselmotoren kendte antændelsesprincip med indsprøjtning af brændstoffet i en luftmængde, der er opvarmet til over brændstoffets antæn-25 delsestemperatur, opnår man dels at kunne anvende tunge og billige brændselsolier, dels opnår man ved den forlængede brændstofindsp'røjtningsperiode, at der forekommer et forholdsvis lavt spidstryk, og at arbejdstrykket under brændstofindsprøjtningen er nogenlunde konstant. Dette betyder dels en 30 formindskelse af tætningsproblemerne, der jo i første række afhænger af spidstrykket, dels at drejningsmomentet, som overføres til akselen, under en væsentlig del af en omdrejning er forholdsvis konstant, hvilket sidste medfører en rolig gang af motoren og bl.a. gør den velegnet som marinemotor. Da den 35 maksimale gastemperatur, ved hvilken nitrogenmolekyler dissocierer, først opnås ved slutningen af den lange indsprøjtningsperiode, når der på grund af den forudgående forbrænding

O

3 149159 og dannelse af forbrændingsprodukterne CO, C02 og H20 kun er en ringe mængde fri oxygen tilbage, frembringes der ved forbrændingen kun ringe mængder nitrogenoxider. Endelig indsprøjtes brændstoffet i umiddelbar tilslutning til indlednin-5 gen i toroidekammeret af varm luft, således at denne under brændstofindsprøjtningen stadig udviser kraftig turbulens og blandes effektivt med det indsprøjtede brændstof og derved bevirker en mere fuldstændig forbrænding af dette.

Enkeltheder ved og udførelsesformer for rotationsfor-10 brændingsmotoren ifølge opfindelsen er angivet i de uselvstændige krav 3-7 og forklaret nærmere i det efterstående.

Opfindelsen skal i det følgende beskrives nærmere ud fra udførelsesformer, idet der henvises til tegningen, på hvilken 15 fig. 1 viser motorblokken ved en udførelsesform for opfindelsen set forfra, fig. 2 et snit langs linien II-II i fig. 1, fig. 3 et snit langs linien III-III i fig. 1, fig. 4 et snit langs linien IV-IV i fig. 1, 20 fig. 5 den til den i fig. 1 viste motorblok svarende rotor set forfra, idet rotoren bærer en drivaksel og et kamhjul, fig. 6 et snit langs linien VI-VI i fig. 5, fig. 7 den i fig. 5 og 6 viste rotor med drivaksel og 25 kamhjul set ovenfra, fig. 8 den i den i fig. 1 viste motorblok monterede frem- og tilbagegående glider set forfra, fig. 9 den frem- og tilbagegående glider set ovenfra, fig. 10 den frem- og tilbagegående glider set fra 30 siden, fig. 11, 12 og 13 en indvendig del af den samlede motor, hvori den i fig. 1 viste motorblok udgør en komponent, set ovenfra, fig. 14 et snit gennem den samlede motor, hvori den i 35 fig. 1 viste motorblok udgør en komponent, fig. 15, 16 og 17 en indre del af den samlede motor, 149159

O

4 hvori den i fig. 1 viste motorblok udgør en komponent, set ovenfra, fig. 18 den bageste del af en udførelsesform for en samlet motor ifølge opfindelsen tildels i snit, 5 fig. 19 det element i fig. 18, som understøtter en kamfølger og en vippearms ophængning set ovenfra, fig. 20 det kamhjul, der indgår i den i fig. 18 viste motor, set ovenfra, fig. 21 et aksialsnit gennem en anden udførelsesform 10 for en samlet motor, fig. 22 skematisk og set ovenfra luftindtag, brændstofindtag, tænding og udblæsningssystem i en samlet motor, fig. 23 en anden udførelsesform for det i fig. 22 viste, 15 fig. 24 endnu en udførelsesform for det i fig. 22 viste, fig. 25 et aksialsnit gennem den i fig. 24 viste motor, fig. 26 motorblokken til endnu en udførelsesform for 20 motoren ifølge opfindelsen set forfra, fig. 27 et aksialsnit gennem den til den i fig. 26 viste motorblok svarende rotor, fig. 28 endnu en udførelsesform set fra siden.

Den i fig. 14 viste, samlede motor omfatter et 25 stationært element, som i det følgende kaldes motorblokken 1, et roterende element, som kaldes rotoren 2, et roterende element, som kaldes drivakselen 3, et forskydeligt element, som kaldes glideren 4 og et roterende element, som kaldes kamhjulet 5. inden i motoren findes et kammer 6, der er ud-30 formet som en toroide. Den indvendige overflade af væggene i dette toroideformede kammer 6 svarer til den omdrejningsoverflade, der frembringes ved omdrejning af et rektangel omkring en linie, som ligger uden for rektanglet, og som er parallel med to af rektanglets sider. Den linie, omkring hvilken 35 rektanglets omdrejning sker, kaldes toroideaksen 7, og falder sammen med rotorens akse, motorblokkens akse, drivakselens akse og kamhjulets akse.

5 149159 o

Tre af de fire overflader i det toroideformede kammer 6 er overflader i motorblokken 1. Den fjerde overflade 8 roterer omkring toroideaksen 7, når motoren er i drift, og danner en overflade på den motorkomponent, som er kaldt ro-5 toren 2. Den i fig. 14 viste udførelsesform for opfindelsen har en roterende overflade 8, som er en kammeroverflade, der er vinkelret på toroideaksen, men ved andre udførelsesform-mer kan en af det toroideformede kammers cylinderoverflader være en overflade på rotoren, mens de tre Øvrige over-10 fladér danner overflader i motorblokken.

Den i fig. 5, 6 og 7 viste rotor 2 er den til den i fig. 14 viste udførelsesform for opfindelsen anvendte rotor. Rotorens overflade 8 er en plan overflade, som er vinkelret på rotoraksen 22. Overfladen 8 er afgrænset 15 af to koncentriske cirkler, som er adskilt med en afstand, der er lig med afstanden mellem de cylindriske overflader i det toroideformede kammer 6. Overfladen 8 holdes fikse-ret i forhold til rotoraksen 22 ved hjælp af understøtningsribber 9.

20 Befæstet til overfladen 8 findes et stift fremspring kaldet løberen 10. Løberen strækker sig bort fra overfladen 8 i retning af rotoraksen 22's længde i en afstand, som svarer til afstanden mellem de plane vægge af det toroideformede kammer 6. Løberen 10 passer fuldstændigt ind i det 25 toroideformede kammer 6, når rotoren 2 er anbragt i motorblokken 1, og tykkelsen af løberen i radialretning i forhold til rotoraksen 22 er en sådan, at når rotoren er anbragt i motorblokken, vil enhver cirkel, der er indeholdt i toroiden, være afbrudt af løberen.

30 Den i fig. 8, 9 og 10 viste glider 4 er den i fig. 14 viste glider. To overflader 11 og 12 på glideren er koncentriske, cirkulærcylindriske overflader, idet afstanden mellem overfladerne 11 og 12 er lig med afstanden mellem de cylindriske overflader i det toroideformede kammer 6. Aksen 35 for de cylindriske overflader 11 og 12 kaldes glideraksen 15. To andre overflader på glideren, som kaldes bagfladen 13 og forfladen 14, er plane overflader, idet hvert af planerne 6

O

U9159 indeholder glideraksen 15, og vinkelen mellem planerne, W, er en lille vinkel. Gliderens øvrige to overflader, anlægsfladen 16 og endefladen 17, er plane overflader, som står vinkelret på glideraksen 15, idet afstanden mellem 5 overfladerne 16 og 17 er større end afstanden mellem de plane overflader i det toroideformede kammer 6. Befæstet til overfladen 17 findes to små fremspring 18, som gør det muligt at befæste en ledforbindelse til glideren.

Den i fig. 1, 2, 3 og 4 viste motorblok 1 er den 10 til den i fig. 14 viste udførelsesform for opfindelsen svarende motorblok. Motorblokken har tre principielle hulrum.

Væggene i det første principielle hulrum, hulrummet 19, danner tre af de fire vægge i det toroideformede kammer 6.

To af de tre overflader i hulrummet 19 er koncentriske cir-15 kulærcylindre, idet cylindrenes akser er motorblokkens akse 20, og den tredje overflade i hulrummet 19 er en plan overflade vinkelret på motorblokkens akse.

Den anden principielle hulhed i motorblokken 1, hulheden 21, er et cirkulært, cylindrisk hul, hvis diameter 20 er li? med diameteren af drivakselen 3. Aksen for hulheden 21 falder sammen med motorblokkens akse 20.

Den tredje principielle hulhed i motorblokken 1, hulheden 23 til glideren, er forbundet med den toroideformede hulhed 19 og er bestemt til at rumme glideren 4. De indven-25 dige dimensioner af gliderhulheden 23 i retning vinkelret på motorblokkens akse 20 svarer til og er lig med de udvendige dimensioner af glideren 4 i retning vinkelret på glideraksen 15. Gliderhulheden 23 er anbragt således i motorblokken 1, at dens akse falder sammen med motorblokkens 30 akse 20,

Motorblokken 1 indeholder ligeledes en kanal 24 til bortledning af udstødsgas. Kanalen 24 er forbundet med det toroideformede hulrum 19 ved en udstødsåbning 25. Udstødsåbningen 25 er placeret et lille antal grader til den ene 35 side for gliderhulheden 23, og udstødsåbningen 25 ligger udenfor ethvert plan, som både inderholder motorblokkens akse 20 og skærer gliderhulheden 23.

O

7 149159

Motorblokken 1 indeholder en kanal 26 til tilledning af frisk luft. Kanalen 26 er forbundet til det toroideformede hulrum 19 ved en indsugningsåbning 27. Indsugningsåbningen 27 er placeret et lille antal grader til den side af glider-5 hulrummet 23, som ligger modsat udstødsåbningen 25. Indsugningsåbningen 27 ligger udenfor ethvert plan, som både indeholder motorblokkens akse 20 og skærer gliderhulheden 23.

Motorblokken 1 indeholder et hul 28, gennem hvilket 10 der er tilvejebragt en brændstofsindsprøjtning til· tilledning af brændstof til det toroideformede hulrum 19. Hullet 28 trænger ind i det toroideformede hulrum 19 ved en gennembryd-ning i overfladen af det toroideformede hulrum 19, idet placeringen af gennembruddet ligger et lille antal grader til den 15 ene side for gliderhulrummet 23, nemlig samme side som indsugningsåbningen 27. Gennembruddet i overfladen af det toroideformede hulrum 19, hvori hullet 28 udmunder, ligger udenfor ethvert plan, som både indeholder motorblokkens akse 20 og skærer gliderhulrummet 23.

20 Motorblokken 1 er vist forstærket med tre konstruk tionsribber, en øvre ribbe 29 og to nedre ribber 30.

Det i fig. 5, 6 og 7 viste kamhjul 5 er kamhjulet i den i fig. 14 viste udførelsesform for opfindelsen. I arunden er kamhjulet 5 en skive, hvis akse falder sammen med aksen 25 for et cirkulært, cylindrisk hul gennem skiven, idet den indvendige diameter af hullet er lig med den ydre diameter af drivakselen 3. Kamhjulet er forstærket med ribber 32. Kamfladerne er indbygget i eller på en plan flade eller de plane flader på kamhjulet, og/eller kamfladerne er indbygget på 30 og/eller i kamhjulets cylindriske overflade.

Når motoren er samlet, som vist i fig. 14, er rotoren 2 med drivakselen 3 stift befæstet dertil indpasset i motorblokken 1, således at løberen 10 passer i den toroideformede hulhed 19 og er i berøring med den plane overflade i det toroide-35 formede hulrum 19. I den samlede tilstand er drivakselen 3 understøttet af og forløber frit gennem motorblokken 1. Den forskydelige glider 4 er indskudt i gliderhulheden 23.

149159

O

8

Umiddelbart grænsende op til bagsiden 31 af motorblokken 1 er kamhjulet monteret omkring og stift befæstet til en del af drivakselen 3, som rager frem fra motorblokken 1. Der foreligger således sammenfald mellem kamhjulsaksen, drivaksel-5 aksen, rotoraksen 22, motorblokaksen 20, aksen 15 for glideren og aksen 7 for det toroideformede kammer 6, som er dannet af de tre vægge i motorblokkens toroideformede hulrum 19 og overfladen 8 af rotoren 2.

Rotoren 2, som bærer løberen 10, roterer i forhold 10 til motorblokken 1, der indeholder glideren 4, i den ved pile R antydede retning. Figurerne 11, 12 og 13 viser skematisk, hvorledes løberen 10 nærmer sig glideren 4. Fig. 14 er et aksialsnit, som viser løberen 10 under passage tværs over anlægsfladen 16 på glideren 4, og figur 15, 16 og 17 15 er skematiske billeder, som viser løberen 10 på vej bort fra glideren 4. Den side af løberen 10, som først nærmer sig glideren 4 under omdrejningen, kaldes frontsiden 34 af løberen. Den side af løberen 10, som sidst forlader glideren 4 under omdrejning, kaldes bagsiden 33 af løberen.

20 Når løberen 10 forlader glideren 4 ved begyndelsen af et kraftslag som i fig. 17, kommer gliderens anlægsoverflade 16 i berøring med og vedligeholder denne berøring med overfladen 8 på rotoren. En indstrømningsventil, som styrer strømningen gennem indstrømningsåbningen 27, åbner sig, og 25 frisk luft presses fra indstrømningskanalen 26 ind i det lille område af det toroideformede kammer 6, som ligger mellem frontsiden 14 af glideren og bagsiden 33 af løberen. Lufttilførslen sker ved højt tryk og tilsvarende høj temperatur ved hjælp af en luftpumpe eller luftblæser, som drives 30 af drivakselen 3 eller rotoren 2. Efter at rotoren har drejet sig nogle få grader i retningen R, og en forud fastlagt vægtmængde luft er blevet indledt, lukker indsugnings-ventilen sig og forhindrer strømning gennem indsugningsåbningen 27, og et brændstofindsprøjtningsorgan begynder at 35 indsprøjte brændstof gennem hullet 28 i den varme højtryksluftblanding, som er indeholdt mellem frontsiden 14 af glideren 9 149159

O

og bagsiden 33 af løberen. Luftmængdens temperatur er tilstrækkelig til at antænde brændstoffet, og de ved den efterfølgende forbrænding dannede gasser udøver et meget højt tryk imod bagsiden af løberen. Trykket imod løberen tvinger 5 løberen til at bevæge sig bort fra glideren og tvinger således rotoren til at dreje sig i forhold til rotorblokken. Det inden i det toroideformede kammer indeholdte rumfang mellem forsiden af glideren og bagsiden af løberen, forøges lineært med tiden, hvis rotorens omdrejningshastighed er konstant.

10 Indsprøjtningsorganet vedbliver at indsprøjte brændstof, mens løberen bevæger sig bort, idet det leverer brændstof med en hastighed, som er beregnet således, at der vedligeholdes et forholdsvis konstant tryk bag løberen, hvilket tryk kun er lidt større end det tryk, der er teoretisk nødvendigt til 15 den ønskede arbejdsydelse ved den ønskede hastighed.

Efter at løberen 10 omtrent har fuldført en omdrejning og begynder at nærme sig glideren 4, standser indsprøjtningsorganet indsprøjtningen. Når forsiden 34 af løberen næsten rører bagsiden 13 af glideren som i fig. 11, be-20 gynder glideren at trække sig tilbage fra det toroideformede kammer 6 med en translatorisk bevægelse parallel med toro-ideaksen 7, således at netop som frontsiden 34 af løberen er i færd med at berøre planet for bagsiden 13 af glideren som i fig. 13, føres anlægsoverfladen 16 af glideren ned til 25 og forbliver i den plane flade af det toroideformede hulrum 19 i motorblokken 1. Løberen 10 passerer derpå hen over og forbliver i kontakt med anlægsoverfladen 16, og når bagsiden 33 af løberen er i færd med at trænge ind i planet for forsiden 14 af glideren som i fig. 15, begynder glideren igen 30 at trænge ind i det toroideformede kammer, således at anlægsfladen 16 igen kommer i berøring med rotoren 2's overflade 8, netop som den sidste del af bagfladen 33 af løberen passerer igennem planet for gliderens frontflade 14. Indsugningsventilen åbner derpå, og der presses tilstrækkelig frisk 35 luft ind igennem indsugningsåbningen 27 i det lille, men voksende mellemrum mellem bagsiden 33 af løberen og forsiden 149159 10 0.- 14 af glideren til næring af forbrændingen af alt det brændstof, som bliver indsprøjtet i det toroideformede kammer under den påfølgende omdrejning. Efter at løberen har drejet sig nogle få grader, og indsugningsventilen er lukket, be-5 gynder indsprøjtningsorganet igen at indsprøjte brændstof meden styret hastighed i mellemrummet mellem bagsiden 33 af løberen og forsiden 14 af glideren. Brændstoffet antændes på grund af den høje temperatur af den komprimerede luft, og de gasformige forbrændingsprodukter udøver igen en kraft mod 10 bagsiden 33 af løberen, idet de afgiver drejningsmoment og energi til drivakselen.

Mens løberen drives frem bagfra og roterer langs omkredsen af det toroideformede kammer, driver forsiden 34 af løberen de gasarter, som optager det toroideformede kammer 15 som et resultat af den forudgående forbrændingscyklus, foran sig. Udstødningsåbningen 25, der ligger umiddelbart op mod bagsiden 13 af glideren 4, forbliver hele tiden åben. Derfor udledes forbrændingsgasserne foran løberen kontinuerligt og jævnt gennem udstødningskanalen 24. Skylningen er positiv og 20 i realiteten fuldstændig, og tilbagevirkende udstødstryk på løberen er i realiteten nul.

Efter at løberen 10 igen passerer udstødningsåbningen 25ij og glideren 4 igen midlertidigt trækker sig tilbage for at tillade passage af løberen, gentager alle de i det foregående 25 beskrevne funktioner sig cyklisk, idet der afgives energi til drivakselen 3 under en væsentlig del af hver omdrejning.

Jo tættere berøringen er mellem løberen 10 og glideren 4, des mere fuldstændig er fjernelsen af forbrændingsgasser ved enden af hver cyklus. Løberen kan forsynes med en 30 sådan facon, at dens front- og bagside nøje følger glideren under dennes frem- og tilbagegående bevægelse. For at opnå dette, må forsiden 34 og bagsiden 33 af løberen bestå udelukkende af elementer, som er afsnit af rette linier, idet 35 149159 11 o disse afsnit er af en sådan art, at de linier, hvoraf de består, alle går gennem aksen 22 for rotoren 2 under rette vinkler. Konturerne af løberens front- og bagsideoverflade vinkelret på de retlinede afsnit er fastlagt som funktioner 5 af den særlige art bevægelse, som glideren udfører. Frontfladen 34 af løberen har en sådan kontur, at hjørnet af glideren, som er dannet ved en skæring af bagsiden 13 af glideren med dennes anlægsoverflade 16 under gliderens tilbagetrækning fra det toroideformede kammer 6, holder sig inden 10 for en meget lille afstand fra en del - på hinanden følgende dele - af frontfladen 34 af løberen. Og bagfladen 33 af løberen har en sådan kontur, at det hjørne af glideren, som er dannet ved skæring mellem dennes frontflade 14 og anlægsfladen 16 under bevægelse af glideren ind i det toroideformede 15 kammer 6, holder sig inden for en meget lille afstand fra en del - forskellige dele i rækkefølge - af løberens bagflade 33.

Hvis således tilbagetrækningen og fremføringen af glideren er harmoniske af 1. orden, kan både frontf laden 34 af 20 løberen og bagfladen 33 af løberen gives en simpel sinusformet kontur, som muliggør det for begge flader at følge glideren meget tæt, idet hver sinussoide udgør en halv bølgelængde og er tangent til overfladen 8 på rotoren 2.

Bevægelsen af glideren 4, bevægelsen af indsugnings-25 ventilen og virkningen af brændstofindsprøjtningsorganet ved den i fig. 1 til 17 viste udførelsesform for opfindelsen aktiveres, alle af kamflader på og/eller i kamhjulet 5 gennem medvirkning af kamfølgere, mekaniske ledforbindelser og/eller hydrauliske mekanismer. Ved andre udførelsesformer for op-30 findelsen anvendes rotoren 2 selv som et kamhjul med kamflader, der er bygget på og/eller i rotoren, og som udfører én eller flere af de foran nævnte funktioner gennem medvirkning af kamfølgere, mekaniske ledforbindelser og/eller hydrauliske mekanismer.

35 Den i fig. 1 til 17 viste udførelsesform for opfin delsen kan modificeres således, at der fremkommer forskellige 149159

O

12 udførelsesformer for opfindelsen, hvis glideren 4 er anbragt inden i motorblokken 1 på en sådan måde, at den trænger ind i det toroideformede kammer 6 gennem en af de cylindriske overflader i det toroideformede hulrum 19, og/eller hvis ud-5 stødningsåbningen 25 og/eller indsugningsåbningen 27 udmunder i det toroideformede kammer 6 gennem enten den plane overflade af det toroideformede hulrum 19 eller den indvendige, cylindriske flade af det toroideformede hulrum 19, og/-eller hvis indsprøjtningshullet 23 udmunder i det toro-10 ideformede kammer 6 gennem en af de cylindriske overflader i det toroideformede hulrum 19.

Det toroideformede kammer 6 behøver ikke nødvendigvis ved andre udførelsesformer for opfindelsen at svare til den overflade, der frembringes ved omdrejning af et rektangel 15 omkring en linie som ved den viste udførelsesform, men kan i stedet svare til den toroide, der frembringes ved omdrejning af en hvilken som helst lukket, plan figur omkring en ret linie, som ligger i figurens plan og uden for figuren. Faconen af den frem- og tilbagegående glider og af løberen må i så 20 fald tilpasses tilsvarende.

Ved starten af en motor ifølge opfindelsen, hvoraf en udførelsesform er gengivet i figurerne 1 til 17, kan temperaturen af friskluftsladningen i det toroideformede kammer 6 ved slutningen af den begyndende indføringsfase være 25 for lav til sikkert at kunne antænde det brændstof, som indsprøjtningsorganet begynder at indsprøjte, og ladningstemperaturerne i kammeret kan eventuelt ikke nå tilstrækkelige højder, før luftpumpen eller luftblæseren er bragt op på fuld driftshastighed. Fremgangsmåder til at overvinde dette 30 problem omfatter (i) anbringelse af gnistgabet i et tændrør gennem væggen i motorblokken 1 i en reces i overfladen af det toroideformede kammer 6 nær brændstofindsprøjtningsorganets indgangshul 28 og, når motoren tømes med en ydre kraft, frembringelse af gnister over gnistgabet indtil antændelse 35 af det indsprøjtede brændstof finder sted, (ii) indføring af en lille elektrisk tråd gennem en væg af motorblokken 1 til 13 149159 o en reces i overfladen af det toroideformede kammer 6 nær brændstofindsprøjtningsorganets indføringshul 28 og opvarmning af tråden, mens motoren tørnes med ydre kraft, indtil luftblandingen i trådens nærhed opnår en tilstrækkelig tem-5 peratur til antændelse af det indsprøjtede brændstof og/eller indtil antændelse af det indsprøjtede brændstof sker ved trådens overflade, (iii) indføring af en lille elektrisk tråd gennem en væg af motorblokken 1 i indsugningskanalen 26 og, når motoren tørnes med en ydre kraft, opvarmning af 10 frisk luft, som passerer gennem kanalen med tråden, indtil der sker antændelse af brændstoffet i det toroideformede kammer 6, (iiii) momentanafbrydelse af indsugningskanalen 26 fra forbindelse med luftpumpen eller luftblæseren og samtidig forbindelse af indsugningskanalen med et reservoir for høj-15 tryksluft, indtil der sker antændelse af brændstof i det toroideformede kammer 6, idet afbrydelsen fra og genforbindelsen af kanalen med pumpen eller blæseren opnås ved manuel eller maskinel betjening af en omstillingsventil, (iiiii) midlertidig afbrydelse af luftpumpen eller luftblæseren fra 20 dens forbindelse med drivakselen 3 eller rotoren 2 og drift af luftpumpen eller luftblæseren med en ydre kraft, indtil luften i indsugningskanalen 26 når et højt tryk og en høj temperatur, idet der på dette tidspunkt pålægges en ydre kraft til tørning af drivakselen eller rotoren, hvor-25 efter luftpumpen eller luftblæseren frigøres fra dens uafhængige, direkte kobling med en ydre kraft og igen forbindes med drivakselen eller rotoren. De forskellige fremgangsmåder til at hjælpe motoren til start kan anvendes hver for sig eller i kombination.

30 Den i fig. 18 viste udførelsesform for opfindelsen gengiver en af de måder, hvorpå den frem- og tilbagegående glider 4 i fig. 14 kan aktiveres af kamhjulet 5 i fig. 14.

En kamflade 35 er udformet langs kanten af kamhjulet 5 i fig. 18 og 20. En konisk rulle 36 vedligeholder kontakt 35 med kamfladen 35 og bæres af en kamfølger 37. Kamfølgeren 37 forskydes frem og tilbage inden i en understøtning 38, 149159

O

14 der er vist i fig. 18 og 19, hvilken understøtning er stift forbundet med motorblokken 1. Kamfølgeren 37 skiftevis skubber og trækker i den ene ende af en vippearm 39. Vippearmen 39 er understøttet i et leje 40, hvilket leje er befæ-5 stet til det samme element 38, som understøtter kamfølgeren 37. Den ende af vippearmen 39, som ikke er forbundet med kamfølgeren 37, er forbundet med en frem- og tilbagegående glider 4. De frem- og tilbagegående, translatoriske bevægelser af glideren 4 og kamfølgeren 37 sker i modsatte retnin-10 ger langs parallelle linier. En fjeder 41 fører kamfølgeren 37 og glideren 4 ind til deres neutrale stillinger efter hvert møde mellem den koniske rulle 36 og fremspringet på kamfladen 35.

Den i fig. 21 viste udførelsesform for opfindelsen 15 gengiver en af de måder, hvorpå en glider 4 kan aktiveres af en rotor 2. En kamflade 42 er udformet langs kanten af rotoren 2. Et fremspring på kamfladen 42 er vist i berøring med en konisk rulle 43, i det øjeblik løberen 10 passerer den frem- og tilbagegående glider. Den koniske rulle 43 20 vedligeholder kontakt med kamfladen 42 og bæres af en kamfølger 44. Kamfølgeren 44 er stift forbundet med glideren 4, og skubber den skiftevis ud af det toroideformede kammer 6 og trækker den tilbage til det toroideformede kammer 6. En fjeder 45 fører kamfølgeren 44 og glideren 4 tilbage til 25 deres neutrale stillinger efter hvert møde mellem den koniske rulle 43 og fremspringet i kamfladen 42.

Frisk'luft og indsprøjtet brændsel kan indføres i det sig udvidende område af det toroideformede kammer, som ligger mellem løberen og glideren, når løberen og glideren 30 fjerner sig fra hinanden, og forbrændingsgasser kan udledes fra det toroideformede kammer fra det sig formindskende område, som ligger mellem løberen og glideren, når løberen og glideren nærmer sig hinanden. En kanal til tilledning af frisk luft og et hul til optagelse af et brændstofindsprøjt-35 ningsorgan kan derfor forbindes med kammeret ved punkter ved ethvert afsnit af kammervæggen, blot indsugningskanalen og 1A 915 9 15

O

indsprøjtningshullet fører ind til det kammerområde, der udvider sig, når løberen fjerner sig fra glideren. Og en kanal til bortledning af udstødsgas kan derfor forbindes med kammeret ved et hvilket som helst tværsnit af kammervæg-5 gen, hvor udstødskanalen leder ind til det område af kammeret, som formindskes, når løberen nærmer sig glideren.

Figur 22 viser skematisk de midler, hvorved lufttilførsel, brændstofindsprøjtning, tænding og udledning af udstødsgas sker i de toroideformede forbrændingskamre i 10 forskellige udførelsesformer for motoren ifølge den foreliggende opfindelse. Løberen 10 på rotoren 2 er vist i den stilling, som den indtager umiddelbart efter møde med glideren 4. Løberen 10 og rotoren 2 bevæger sig i retningen R i forhold til motorblokken 1 og glideren 4. En indsugnings-15 ventil 46 er vist i åben stilling ved forbindelsen mellem lufttilførselskanalen 26 og den sig udvidende del 59 af det toroideformede kammer. Ventilen 46 åbner umiddelbart efter, at løberen 10 har passeret ventilen. Knasten 61 på ventilen 46 ved den bort fra indsugningsåbningen vendende ende af 20 ventilspindelen kan for at forskyde ventilen til åben stilling skydes frem af en kamfølger såsom den i fig. 18 viste kamfølger 37, som virker på en kamflade på kamhjulet 5. En luftpumpe 48 i fig. 22 presser luft ved højt tryk og tilsvarende høj temperatur gennem tilledningskanalen 26 forbi 25 hovedet af ventilen 46 og ind i kammeret. Efter at løberen 10 har drejet sig gennem en lille del af en hel omdrejning, og der er blevet indført tilstrækkeligt frisk luft, lukker ventilen 46 sig under virkning af fjederen 47.

Brændstofindsprøjtningsorganet 52 begynder derpå 3Q indsprøjtning af brændstof i den sig udvidende del 59 af det toroideformede kammer. Indsprøjtningsspidsen 53 af brændstofindsprøjtningsorganet holdes fri af løberen 10 ved at være anbragt inden i en reces 54, som er udskåret i den del af kammervæggen, som indgår i motorblokken 11. En 35 brændstofledning 55 tilfører brændstof til indsprøjtnings organet 52. Brændstofindsprøjtningsorganet kan være af stempeltypen, med stemplet drevet af en kamfølger såsom den i 16 149159 o fig. 18 viste kamfølger 37, der aktiveres af en kamflade på kamhjulet 5.

Det i kammerrummet 59 indsprøjtede brændstof forbrænder, så snart det kommer i berøring med den varme, tid-5 ligere indførte trykluft. Indsprøjtningsorganet 52 ophører med at indsprøjte, når løberen 10, efter at have drejet sig igennem en væsentlig del af en omdrejning, kommer tilbage til og er tæt ved at berøre glideren 4. Glideren 4 trækker sig tilbage fra kammeret for at lade løberen 10 passere, 10 glideren 4 vender tilbage igen til kammeret, indsugningsven-tilen 46 åbner endnu engang, og en ny cyklus begynder. Når løberen drejer sig gennem en ny omdrejning, uddrives de under den foregående cyklus ekspanderede gasser fra den sig formindskende del 60 af det toroideformede kammer gennem ud-15 stødningskanalen 24.

Hvis den under tryk i kammeret indledte luft under start af motoren ikke er varm nok til at bevirke selvantændelse af det indsprøjtede brændstof, kan der som vist i fig. 22 anvendes elektriske varmetråde og/eller tændrør. En 20 elektrisk varmetråd 51 kan anbringes i lufttilledningskanalen 26 for at opvarme den indpumpede luft under dens vej til kammeret, og/eller en elektrisk varmetråd 56 kan anbringes i en reces 54 i kammervæggen med en sådan orientering, at den tillader det indsprøjtede brændsel at komme i berøring med 25 og antændes på trådens overflade, og/eller der kan indsættes et tændrør 57 i kammeret med elektroderne liggende i en reces 54 i nærheden af spidsen 53 af brændstofindsprøjtningsorganet, idet tændrøret frembringer en elektrisk gnist, når brændstoffet begynder at trænge ind i kammeret.

30 Luftpumpen 48 kan drives af den drivaksel, på hvil ken rotoren 2 er anbragt. Motordrivakselen kan indgå i pumpen som pumpens drivaksel.

En opdelingsventil 50 er vist anbragt i strømningsvejen fra luftpurapen 48 til det toroideformede kammer.

35 Under drift af motoren føder pumpen 48 ikke blot kammeret, men føder tillige et trykluftsreservoir 49 gennem en af-greningskanal, som fører bort fra opdelingsventilen 50. Før motoren standses, drejes opdelingsventilen 50 således, at 149159 17

O

den afspærrer reservoiret 49 fra både kammeret og pumpen 48. Den i reservoiret 49 oplagrede trykluft anvendes derpå til at starte eller lette starten af motoren. Opdelingsventilen 50 drejes ved start til en stilling, i hvilken den 5 (1) forbinder reservoiret 49 med kammeret, og (2) afspærrer tilførselen fra pumpen 48 til både reservoiret 49 og kammeret.

Så snart motoren er igang, og luftpumpen har opbygget et tilstrækkeligt tryk, drejes opdelingsventilen 50 til en stilling, i hvilken kammeret, pumpen 48 og reservoiret 49 10 alle er forbundne.

I den i fig.· 23 viste udførelsesform for motoren sker tilledning af luft og udledning af udstødsgas på samme måde, som ved den i fig.' 22 viste udførelsesform. Tilførselen af brændstoffet sker imidlertid via en brændstofindsprøjtning 15 52, som er monteret i rotoren 2 nær den bageste side 33 af løberen 10. For at forhindre, at den kommer i vejen for den frem- og tilbagegående glider 4, er indsprøjtningsspidsen 53 af brændstofindsprøjtningen 52 trukket tilbage i en reces 58, som er udskåret i det afsnit af kammervæggen, som indgår i 20 rotoren 2. En brændstofledning 55, som føder brændstofindsprøjtningen 52, kan få tilført brændstof gennem en kanal, der er udboret i den drivaksel, til hvilken rotoren 2 er befæstet. Indsprøjtningsorganet 52 kan være af stempeltypen, idet stemplet opfører sig som en kamfølger ved hjælp af 25 berøring mellem en forlængelse af stemplet og en kamflade, som er udformet langs omkredsen af motorblokken 1 uden for det toroidefOrmede kammer. Indretningen af lufttilførsel, brændstofindsprøjtning og udstødning af forbrændingsgasser er den samme i de i fig. 22 og fig. 23 viste udførelsesfor-30 mer.

En gruppe motorer, som er udførelsesformer for den foreliggende opfindelse, kan sammenbygges således, at de danner en enkelt, flerkamret motor, idet alle motorerne i gruppen omfatter den samme drivaksel. Rotoren i en motor i 35 den sammenbyggede gruppe kan tjene som kamhjul for en anden motor i gruppen. Hvis de enkelte motorer er orienteret 149159

O

18 således, at to rotorer vender imod hinanden, kan de to rotorer være udformet som en enkelt rotor. Hvis to kamhjul vender imod hinanden, kan de to kamhjul være udformet som et enkelt kamhjul. Hvis der ikke anvendes særlige kamhjul, 5 og hvis to motorblokke vender imod hinanden, kan de to motorblokke være udformet som en enkelt motorblok, og de modstående rotorer kan tjene som kamhjul. Vinkelstillingen af de frem-og tilbagegående glidere i de individuelle kamre i en fler-kamret motor kan være forsat således, at energiafgivelsen 10 til drivakselen er jævn og aldrig afbrudt.

Toroidemotoren kan anvendes til at drive befordringsmidler, maskiner, værktøj osv. og er især egnet, hvor man ønsker så vidt muligt at undgå vibrationer og at opnå et konstant drejningsmoment.

15 Eftersom rotationen af et afsnit af væggene i det toroideformede kammer i motoren ifølge den foreliggende opfindelse er defineret som en vinkelforskydning i forhold til den resterende del af kammerets vægge, er angivelsen af de to pågældende afsnit som henholdsvis "roterende" eller 20 "stationær" alene baseret på en arbitrær angivelse af en grundliggende betragtning af et af afsnittene. De to vægafsnit er i det væsentlige homologe, og alle funktioner, som er knyttet til det ene af dem, såsom at de indeholder et brændstofindsprøjtningsorgan eller en frem- og tilbagegående 25 glider eller en fluidumkanal, kan lige så godt være knyttet til det andet. Selve betegnelserne "roterende" og "stationær" er ikke absolutte: motorblokken omfatter det afsnit af kammervæggene, som er benævnt "stationære", men dette "stationære" afsnit, og dermed motorblokken, kan være i bevægelse i for-30 hold til f.eks. jorden eller et befordringsmiddel, som drives af motoren.

For at gøre det muligt for løberen og den frem- og tilbagegående glider at passere hinanden kan glideren trækkes fuldstændig ud fra kammeret ved hvert møde eller glideren 35 kan trækkes delvis tilbage ved udformning af løberen som en frem- og tilbagegående komponent, som delvis trækkes tilbage

O

19 .

U9159 ved hvert møde i en afbrydelse i det afsnit af kammervæggen, som indgår i den motorkomponent/ der understøtter løberen.

De forskellige organer til aktivering af den frem- og tilbagegående glider og/eller løber, tillader glideren og løberen 5 at komme i direkte berøring med hinanden under passagen, idet en overflade på en af dem er udformet som en kamflade, og idet den anden bevæger sig på samme måde som en kamfølger under passagen. Figurerne 11 til 17 viser et sådant samvirke mellem en løber og en glider.

10 Når der i de forskellige udførelsesformer for opfin delsen anvendes en kamflade uden for det toroideformede kammer til styring af funktioneringen af en frem- og tilbagegående glider, et brændstof indsprøjtningsorgan, en irid sugningsventil og/eller en løber, anvendes der ligeledes en 15 kamfølger, som er understøttet af en stationær overflade, hvis kamfladen er udformet på eller i en roterende flade, og kamfølgeren anvendes og understøttes af en roterende flade, hvis kamfladen er udformet på og/eller i en stationær flade, i forhold til toroideaksen er understøtningspunktet for kam-20 følgeren og vinkelorienteringen af et passende fremspring i kamfladen anbragt således, at kamfølgeren og glideren samvirker under nøjagtig den rotationsfase, i hvilken der kræves påvirkning af en frem- og tilbagegående glider, et brændstofindsprøjtningsorgan, en indsugningsventil og/eller en løber.

25 Kamfølgeren kan føres tilbage til dens neutrale stilling ved kraften fra en fjeder. Et hvilket som helst af de mange almindelige, standardiserede, velkendte, foreliggende mekaniske og/eller hydrauliske organer kan anvendes til at overføre kamfølgerens bevægelse til funktionering af en 30 afhængig komponent: f.eks. kan kamfølgeren være direkte forbundet til eller endog udgøre en del af en frem- og tilbagegående glider, eller kamfølgeren kan være ledforbundet til en sådan glider gennem en mellemliggende vippearm, idet vippearmen understøttes af den motorkomponent, som understøtter kam-35 følgeren, eller kamfølgeren kan i form af et stempel direkte trykke på et hydraulisk fluidum, som er indeholdt i et kammer, 149159

O

20 af hvilken en ende er befæstet til den motorkomponent, som understøtter kamfølgeren, mens dette hydrauliske fluidum på sin side trykker på en forlængelse af den frem- og tilbagegående glider, som foreligger i form af et stempel, og som 5 forskydes inden i en ende af kammeret, der er befæstet til den motorkomponent, som understøtter glideren. En ventil kan bringes til at åbne sig eller lukke sig, eller et stempel inden i et brændstofindsprøjtningsorgan kan på tilsvarende måde føres frem eller tilbage.

10 Det kan ved visse udførelsesformer for opfindelsen være ønskeligt at opvarme den indledte luft ikke blot ved opstart af motoren, som angivet i det foranstående, men ligeledes under normal drift. Temperaturen kan hæves på den friske · luft, som pumpes ind i kammeret, for yderligere at sikre mo-15 mentan antændelse af indsprøjtet brændstof ved at bringe indsugningskanalen til at ligge tæt ved siden af udstødskanalen og derved tillade varmeoverførsel mellem de afgående og de indkommende gasarter.

Fig. 24 og 25 viser en udførelsesform for motoren, 20 ved hvilken den frem- og tilbagegående glider 4 direkte understøttes af rotoren 2. Glideren 4 er vist under dens møde med løberen 10, som er direkte understøttet af motorblokken 1. Glideren 4 aktiveres af en kamflade 64, der er udformet omkring omkredsen af motorblokken 1, idet aktiveringen sker 25 gennem medvirken af en kamfølger 62, som er stift befæstet til glideren 4. En konisk rulle 63, som understøttes af kam-følgeren 62, vedligeholder kontinuerlig kontakt med kamfladen 64.

Ved passage mellem glideren og løberen bringes gli-30 deren 4 og løberen 10 i fig. 24 og 25 i kontakt og vedligeholder kontakten med hinanden.For at begrænse afstanden for vandringen.af glideren 4 og gøre det unødvendigt for glideren 4 at blive trukket fuldstændig ud fra det toroide-formede kammer 6, er løberen 10 ikke stift befæstet til mo-35 torblokken 1, som def er tilfældet ved nogle udførelsesformer, men løberen 10 er derimod monteret i motorblokken 1 med frihed 149159 21

O

til at udføre en translatorisk bevægelse parallel med toroideaksen 7. Når den omdrejende glider 4 kommer i berøring med løberen 10, tvinges en del af løberen 10 ud af kammeret 6, og tillader at løberen og glideren passerer hinan-5 den, idet løberen bevæger sig på samme måde som en kamfølger. Fjederen 65 tilbagefører glideren 4 til kammeret, og fjederen 66 fører løberen 10 tilbage til kammeret. Løberen 10 kan i andre udførelsesformer aktiveres ved et hvilket som helst af de forskellige organer, med hvilke de frem- og tilbagegående 10 glidere ifølge opfindelsen aktiveres.

Fig. 24 viser skematisk et middel, hvorved den tilførte luft kan forvarmes til sikring af, at temperaturen i kammeret 6 er tilstrækkelig høj til at bevirke selvantændelse af brændstoffet, i det øjeblik brændstofindsprøjtningsorganet 15 52 begynder indsprøjtning. Udstødskanalen 24 er snoet sammen med tilførselskanalen 26 og tillader overførsel af varme fra udstødsgasserne, som forlader kammeret 6, til den friske luft, som bevæger sig fra luftpumpen 48 forbi indsugnings-ventilen 46 til kammeret 6. Indsugningsventilen 46 er vist 2o i dens lukkede stilling, som den vedblivende indtager, indtil efter at glideren 4 har fuldendt mødet med løberen 10 og passerer indsugningsventilen.

På samme måde som brændstof kan forbrændes mellem et par sig adskillende hindringer i motoren ifølge opfindel-25 sen, kan brændstof forbrændes mellem to eller flere par sig fra hinanden fjernende hindringer. Ved en hvilken som helst udførelsesform for motoren er, under mødet mellem hvilke som helst to forhindringer, alle forhindringer parret sammen under møde, og den ene forhindring i hvert par forhin-30 dringer er altid en frem- og tilbagegående glider. Alle gliderne understøttes direkte af motorblokken, eller alle gliderne understøttes direkte af rotoren, og de tilsvarende løbere, hvis antal er lig med glidernes, understøttes alle direkte af motorblokken, hvis gliderne befinder, sig på rotoren, 35 mens løberne alle direkte understøttes af rotoren, hvis gliderne befinder sig på motorblokken. I en samlet udførelsesform for en motor med flere glidere er gliderne anbragt med 149159

O

22 ens afstand langs omkredsen af det toroideformede kammer, og løberne er anbragt med ens afstand omkring omkredsen af det toroideformede kammer. En udførelsesform med tre glidere har således f.eks. gliderne anbragt med 120°'s mellemrum/ g og løberne anbragt med 120°'s mellemrum. Hvert område af kammeret, som vokser mellem et par forhindringer under disses adskillelse, er forbundet med en tilledningskanal for frisk luft og er gennembrudt af et brændstofindsprøjtnings-organ. Hvert område af kammeret, som formindskes mellem et 10 par forhindringer, når disse nærmer sig hinanden, er forbundet med en udstødningskanal. Således har en udførelsesform med tre glidere f.eks. mindst tre tilførselskanaler, tre brændstofindsprøjtningsorganer og tre udstødningskanaler.

Der er lige så mange forskellige brændstofforbrændingsperio-15 der i løbet af en enkelt omdrejning af rotoren, som der er glidere i motoren ifølge opfindelsen. Under hver forbrænding vil enhver given, omdrejende forhindring foran sig og ud af en udstødningskanal feje de forbrændingsprodukter bort, som under den forudgående forbrænding drev den omdrejende for-20 hindring, som bevæger sig umiddelbart foran den givne forhindring.

Komponenter af en udførelsesform for motoren med to glidere er vist i fig. 26 og 27. Fig. 26, som svarer til fig. 1, viser en motorblok 1 set forfra. Fig. 27, som svarer 25 til fig. 6, viser den til motorblokken svarende rotor 2 set fra siden, idet den roterer i den ved en pil R angivne retning. Motorblokkene i fig. 1 og fig. 26 adskiller sig kun derved, at (1) gliderhulheden 23, udstødskanalen 24, tilførselskanalen 26 og indsprøjtningshullet 28, som trænger 30 ind i det toroideformede hulrum 19 i fig. 1, i fig. 26 er fordoblet i diametralt modstående stillinger, og ved at (2) de konstruktive riller 29 og 30 i fig. 1 er anbragt noget anderledes i fig. 26. Ligeledes adskiller rotorerne i fig. 6 og fig. 27 sig kun ved, at rotoren i fig. 27 bærer to løbere 35 10 på toroidefladen 8. Fig. 4 kan betragtes både som et snit gennem den i fig. 26 viste motorblok langs linien XI-XI og 149159 23

O

som et snit gennem den i fig. 26 viste motorblok langs linien XII-XII. Fig. 7 og 5 kan betragtes som tildels visende den i fig. 27 gengivne rotor set henholdsvis oven fra og fra siden. Og figurerne 8, 9 og 10 kan betragtes som visende 5 begge de identiske glidere, som huses i de to gliderhulrum 23 i den i fig. 26 viste motorblok.

Den i fig. 26 og 27 omhandlede motor arbejder med i det væsentlige den samme energifrembringende proces, som er forklaret i det foranstående. Rækkefølgen af begivenheder: 10 udledning af udstødsgas, frem- og tilbagebevægelse af glidere, luftladning og brændstofindsprøjtning, mens en omdrejende forhindring nærmer sig, passerer forbi og fjerner sig fra hvert af de ikke omdrejende forhindringer i en udførelsesform med flere glidere, er identisk med den rækkefølge •ig som forekommer, når en omdrejende forhindring nærmer sig, passerer forbi og fjerner sig fra en ikke omdrejende forhindring i en enkelgliderudførelsesform ifølge opfindelsen.

En fordel ved udførelsesformer med flere • glidere er, at deres symmetri medfører en i realiteten fuld-2o kommen dynamisk balance for rotorerne.

Ved udførelsesformer for opfindelsen, der omfatter et lige antal af med lige store mellemrum anbragte glidere og løbere, er den samlede virkning af drivgasserne på rotoren i retninger vinkelret på toroideaksen .altid et rent drej-25 ningsmoment. Fraværelsen af en resulterende, translatorisk kraft på rotoren i retninger vinkelret på toroideaksen formindsker sliddet på rotorlejrene og formindsker vibration. Ligeledes bliver arbejdsydelsen pr. omdrejning af rotoren størst mulig, når antallet af løbere for et givet kammervo-30 lumen og et givet antal glidere i kammeret er lig med antallet af glidere. Ikke desmindre anvendes ved udførelsesformer for motoren et uens antal af glidere og løbere, fordi et arrangement af denne art kan sikre, at der ikke på noget tidspunkt under driften forekommer et fuldstændigt ophør af 35 kraftafgivelse til rotoren.

Luft kan indledes til toroidekammeret for at understøtte forbrændingen af brændstof inden i kammeret, men andre 24 149159

O

forbrændingsunderstøttende fluida med en sammensætning forskellig fra luft kan erstatte luft og kan indføres på tilsvarende måde.

Den kammeret afgrænsende overflade af rotoren behøver 5 ikke nødvendigvis at være en kontinuerlig overflade. Således kan f.eks., hvis toroiden er frembragt ved omdrejning af et rektangel omkring toroideaksen, den kammeret afgrænsende overflade af det roterende afsnit af kammervæggene være frembragt ved omdrejning af to af rektanglets modstående sider 10 omkring toroideaksen.

Fig. 28 viser en udførelsesform for motoren ifølge opfindelsen, ved hvilken det roterende afsnit af kammervæggene omslutter toroidekammeret ved to adskilte overfladepartier, og ved hvilken det stationære afsnit af kammervæggene om-15 slutter toroidekammeret ved to adskilte overfladepartier.

Grænsen af toroidekammeret 6 er den overflade, som frembringes ved omdrejning af et rektangel omkring toroideaksen 7. Overfladerne 8 på rotoren 2, som afgrænser kammeret 6, er frembragt ved omdrejning af to modstående 20 sider af rektanglet omkring toroidekasen 7. De resterende cylindriske overflader, som omslutter kammeret 6, er overflader i motorblokken 1, og er frembragt ved omdrejning af de to andre modstående sider i rektanglet omkring toroideaksen 7. Løberen 10 er vist under mødet med glideren 4. Rotoren 25 2 er stift befæstet til drivakselen 3, som afgiver energi fra motoren.

Ventilen i strømningsbanen fra pumpen til toroidekammeret behøver ikke nødvendigvis at være den frem- og tilbagegående tallerken 20 som visf i de gengivne udførelsesfor-30 mer, men kan f.eks. være af den roterende art. Ligeledes kan ved visse udførelsesformer for opfindelsen den glider, som periodisk afspærrer toroidekammeret, bestå af en roterende skive, idet skiven f.eks. ligger i samme plan som toroideaksen og har en åbning langs sin omkreds, hvilken åbning ved 35 disse udførelsesformer trænger ind i toroidekammeret i netop det øjeblik, da løberen ankommer for at bevæge sig gennem skivens plan.

25 149159

O

Ved udførelsesformer for opfindelsen med frem- og tilbagegående glidere er det ønskeligt så hurtigt som muligt at trække glideren ud fra toroiden og føre den tilbage igen i toroiden under forhindringernes møde med henblik på at 5 muliggøre, at løberen kan fremstilles så lille som muligt for at gøre motorens fortrængningsvolumen pr. omdrejning så stort som muligt. Med henblik på dette formål sker den hurtige tilbagetrækning og genindføring af glideren ved de fleste udførelsesformer for motoren ifølge opfindelsen ved hjælp af 10 mekanismer, som er anbragt uden for forbrændingskammeret, i stedet for ved mekanismer, der er anbragt inden for kammeret, dvs., at glideren trækkes i stedet for at skydes ud af kammeret, fordi forholdene inden for kammeret modvirker anvendelsen af elementer såsom koniske ruller med lav friktion, o 15 som er idealt egnede til iværksættelse af gliderens bevægelser.

Kontinuerlig brændstofindsprøjtning under energifasen af motorens drift frembyder store fordele i forhold til en alternativ fremgangsmåde med gnisttænding af en brændbar 20 gasblanding. Den sidste fremgangsmåde, ved hvilken en eksplosion indledes ved energifasens begyndelse, medfører en bestandigt aftagende momentydelse gennem energifasen, fordi trykket i de indespærrede drivgasser bestandigt aftager, idet løberen og glideren fjerner sig fra hinanden. Denne formind-25 skelse af tryk og moment forekommer netop, når man kan forvente, at momentkravene forøges, idet den ydre luftpumpe under den sidste del af energifasen må være parat til at levere højtryksluft til begyndelsen af den påfølgende energifase. Når brændstoffet indsprøjtes efter afslutningen af 30 lufttilførslen, kan hastigheden af brændstoftilførslen på den anden side let styres på en sådan måde, at der under en cyklus opnås trykniveauer, som nøjagtigt svarer til de under en cyklus varierende momentkrav fra pumpen og andet motortilbehør.

35

Claims (3)

1. Fremgangsmåde til ved drift af en rotations-forbrændingsmotor at omdanne latent varme fra forbrænding af brændstof til mekanisk energi, ved hvilken brændstof 5 forbrændes mellem to i forhold til hinanden bevægelige forhindringer (4 og 10) inden i et toroideformet kammer (6) , hvis vægge udgøres af i mindst to ringlignende afsnit (1 og 2), som hver for sig omslutter toroideaksen (7) , og som roterer i forhold til hinanden omkring toro-10 ideaksen, hvor to af de ringlignende vægafsnit (1 og 2) understøtter hver sin af de nævnte forhindringer (4 og 10), og hvor det ene af de to ringlignende vægafsnit (2) under forbrænding af brændstoffet overfører energi til en drivaksel (3) fra den forhindring, som understøttes 15 af vægafsnittet, hvilke forhindringer er indrettet til at passere hinanden ved midlertidig tilbagetrækning af én af forhindringerne (4) fra toroidekammeret gennem et hulrum (23) i det vægafsnit, der understøtter denne forhindring, idet et træk fra ydersiden af toroidekammeret på 20 den tilbagetrækkelige forhindring (4) trækker denne ud fra toroidekammeret ved begyndelsen af et møde mellem forhindringerne, og hvor hver af de to forhindringer både er tilstrækkelig stor og indrettet til at forhindre passage af fluidum forbi forhindringen i det væsentlige 25 under alle tidsrum undtagen ved møde mellem forhindringerne, kendetegnet ved følgende cykliske trinrækkefølge: a) der indledes varm luft med en temperatur o-ver brændstoffets selvantændelsestemperatur i den del 30 (59) af toroidekammeret, som udvider sig, og som ligger mellem de to forhindringer efter mødet mellem disse, b) luftindledningen afbrydes, c) fortrinsvis efter afbrydelsen af luftindledningen indsprøjtes (ved 52) og forbrænder en brænd- 35 stofportion i den luftladning, der befinder sig inden i toroidekammeret, idet forbrændingsprodukterne frembringer O 149159 tryk i indsprøjtningsrummet (59) og tvinger forhindringerne bort fra hinanden, og hvor tidsrummet for brændstofindsprøjtning er længere end tidsrummet for indledning af varm luft, og at brændstofindsprøjtningen styres på g en sådan måde, at den bevirker og vedligeholder et i det væsentlige konstant tryk mod den bevægelige forhindring (10) under brændstofindsprøjtningsperioden. d) brændstofindsprøjtningen afbrydes, e) og at forhindringerne, idet de nærmer sig 10 hinanden, fejer og trykker udstødsgasserne ud af den del (60) af toroidekammerrummet, som formindskes.

2. Rotationsforbrændingsmotor til udøvelse af fremgangsmåden ifølge krav 1, og med a) et kammer i form af en toroide (6), som er 15 afgrænset mellem et drejeligt legeme (2) og et stationært legeme (1), b) mindst én løber (10), som bæres af det ene af de legemer, der afgrænser toroiden, hvilken løber er indrettet til at bevæge sig inden i toroiden under 20 en første driftsfase, idet den herunder gennembryder enhver geometrisk cirkel, som både er indeholdt i det indre af toroiden og har sit centrum på toroideaksen. c) mindst én glider (4), som er understøttet af det andet af de legemer, der afgrænser toroiden, og 25 som for det første er indrettet til under den første driftsfase at befinde sig inden i toroiden, idet den gennembryder enhver geometrisk cirkel, som både er indeholdt i toroidens indre og har centrum på toroideaksen, og som i en anden driftsfase er indrettet til periodisk 30 at kunne trækkes i det mindste delvis tilbage fra toroiden gennem et hulrum (23) i toroidevæggen i tilstrækkeligt omfang til at muliggøre, at løberen (10) og glideren (4) kan passere hinanden, og hvor glideren er indrettet til at blive trukket tilbage fra toroidekam-35 meret som følge af et træk i glideren fra ydersiden af toroidekammeret, O 149159 d) en udstødskanal (24), som står i forbindelse med toroidekammeret i det område (60), der ligger mellem løberen og glideren, når disse nærmer sig hinanden, e) en lufttilførselskanal (26), som står i for-5 bindelse med toroidekammeret i det område (59), som ligger mellem løberen og glideren, når disse fjerner sig fra hinanden, kendetegnet ved, f) en varmluftkilde (48), som står i forbindelse med toroidekammeret (6) gennem lufttilførselskanalen (26), 10 og som er indrettet til at indføre varm luft til det voksende område (59) af toroiden, i hovedsagen under begyndelsen af den operationsfase, under hvilken løberen (10) og glideren (4) begge gennembryder enhver geometrisk cirkel, som både er indeholdt i det indvendige af toroi-15 den og har centrum på toroideaksen, g) organer (46), der er indrettet til at begrænse strømningen mellem varmluftkilden og toroidekammeret, hvilke strømningsbegrænsende organer kun er indrettet til at tillade indledning af varm luft i toroidekammeret, 20 når et punkt på det drejelige legeme befinder sig inden for en første del af en omdrejning i forhold til det stationære legeme, h) en brændstofindsprøjtning (52) til toroidekammeret i det område (59) , som ligger mellem løberen 25 glideren, når disse fjerner sig fra hinanden, og som er indrettet til at kunne vedligeholde en brændstoftilførsel direkte til toroidekammeret efter indledning af varm luft til området, og når de nævnte begrænsningsorganer (46) er lukkede, idet tidsrummet for brændstof-30 indsprøjtning er længere end tidsrummet for indledning af varm luft.

3. Forbrændingsmotor ifølge krav 2, kendetegnet ved, at løberens (10) forreste overflade (34) geometrisk falder sammen med et bundt af rette linier, 35 som alle passerer gennem toroideaksen (7), hvilket liniebundt har en sådan kontur, at der dannes en kurve, som er i hovedsagen sinusformet, ved skæring mellem linie-