EP4321728A1 - Rotary piston engine - Google Patents

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EP4321728A1
EP4321728A1 EP23180620.9A EP23180620A EP4321728A1 EP 4321728 A1 EP4321728 A1 EP 4321728A1 EP 23180620 A EP23180620 A EP 23180620A EP 4321728 A1 EP4321728 A1 EP 4321728A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cooling channel
rotary piston
cooling medium
housing
piston engine
Prior art date
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Pending
Application number
EP23180620.9A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Wolfgang Baier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Winkelmann Wankel GmbH
Original Assignee
Winkelmann Wankel GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Winkelmann Wankel GmbH filed Critical Winkelmann Wankel GmbH
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Pending legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B55/00—Internal-combustion aspects of rotary pistons; Outer members for co-operation with rotary pistons
    • F02B55/08—Outer members for co-operation with rotary pistons; Casings
    • F02B55/10—Cooling thereof
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C21/00—Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
    • F01C21/06—Heating; Cooling; Heat insulation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00—Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/22—Rotary-piston machines or engines of internal-axis type with equidirectional movement of co-operating members at the points of engagement, or with one of the co-operating members being stationary, the inner member having more teeth or tooth- equivalents than the outer member
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C21/00—Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
    • F01C21/10—Outer members for co-operation with rotary pistons; Casings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00—Controlling of coolant flow
    • F01P7/14—Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • F01P7/00—Controlling of coolant flow
    • F01P7/14—Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • F01P7/16—Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00—Controlling of coolant flow
    • F01P7/14—Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • F01P2007/143—Controlling of coolant flow the coolant being liquid using restrictions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00—Controlling of coolant flow
    • F01P7/14—Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • F01P2007/146—Controlling of coolant flow the coolant being liquid using valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2240/00—Components
    • F04C2240/30—Casings or housings

Definitions

  • the invention relates to a rotary piston engine according to the independent claim.
  • the invention relates to the technical field of rotary piston engines that work according to the four-stroke principle of internal combustion engines, such as Wankel piston engines.
  • a triangular circular piston rotates in a housing.
  • the (arched-triangular) circular piston consists of three flattened circular arcs and constantly touches a double-arched housing wall as it rotates.
  • the housing comprises an inlet and an outlet as well as one or more spark plugs, the inlet, the outlet and the spark plugs being arranged separately from one another in such a way that the rotary piston in a predetermined position separates the respective chamber volumes with the inlet, outlet and spark plugs.
  • the Wankel engine Since the inlet and outlet are spatially separated from the combustion chamber, the Wankel engine is very suitable for operation with hydrogen.
  • hydrogen the disadvantage of incomplete combustion due to the unfavorably shaped combustion chamber is not critical because the unburned fuel emitted is harmless to the environment.
  • the use of hydrogen as a fuel is becoming increasingly important.
  • the rotary piston engine has the highest temperatures in the housing area of the spark plugs towards the outlet and the lowest temperatures in the area after the inlet towards the spark plugs.
  • cooling mixture never flows past in the area between the spark plug and the outlet, in contrast to a reciprocating piston engine where the combustion chamber is cooled by the sucked-in mixture during the intake stroke. This leads to a very uneven thermal load on the housing of the rotary piston engine.
  • a special load arises from the fact that ignition occurs with every revolution, which results in a high ignition sequence with a correspondingly high thermal load compared to the reciprocating four-stroke engine.
  • a radial cooling water guide is known for dissipating the heat, with the housing being provided with a cooling channel in sections (in the hot arc) against the direction of rotation of the rotary piston, through which a coolant flows. It is also known to cool the side parts of the housing with a coolant.
  • the invention has set itself the task of minimizing the thermal load and, in particular, of providing the cooling medium accordingly in order to ensure efficient heat dissipation.
  • the invention comprises a rotary piston engine with a housing and a rotary piston rotating in the housing.
  • the housing comprises a central housing part with a housing wall surrounding the circumferential circular piston.
  • the middle housing part is covered by a first cover part and a second cover part on opposite sides to form a closed housing interior.
  • the middle housing part comprises an inner cooling channel, the first cover part has a first outer cooling channel and the second cover part has a second outer cooling channel into which a cooling medium passes flows in through an inlet and the cooling medium flows out of it via an outlet.
  • the inlet comprises a metering element which is designed to supply a different amount of coolant to the inner cooling channel and to the first outer cooling channel and the second outer cooling channel, respectively.
  • the metering element is designed such that the amount of cooling medium supplied to the inner cooling channel, the first outer cooling channel and the second outer cooling channel is selected such that the temperature difference of the cooling medium from the cooling channels at the outlet is less than 5%.
  • the metering element can have a size and shape in order to meter the cooling medium accordingly so that a specified minimum temperature difference is not fallen below.
  • the metering element is preferably designed such that the amount of cooling medium supplied to the inner cooling channel and the amount of cooling medium supplied to the first outer cooling channel and the second outer cooling channel have a deviation in the range of less than 5%.
  • the amount of cooling medium supplied to the first outer cooling channel and the second outer cooling channel is identical.
  • the amount of cooling medium supplied to the inner cooling channel in the range from 65% to 75% (5% to 15%) of the amount of cooling medium supplied. In practice, these volume flows have led to good dissipation of the heat generated in all parts of the housing.
  • the metering element comprises a metering sleeve.
  • the metering sleeve is, for example, a metal sleeve onto which an inlet hose for the cooling medium can be inserted and the openings into the respective cooling channels has, whereby the openings can be dimensioned in cross section according to the desired flow rate.
  • the size and shape of the dosing sleeve is designed in such a way that it can be inserted into the inlet.
  • the metering sleeve advantageously comprises a first opening for supplying the cooling medium to the first outer cooling channel, a second opening for supplying the cooling medium to the inner cooling channel and a third opening for supplying the cooling medium to the second outer cooling channel.
  • the openings can be different in number and size for each cooling channel.
  • the metering sleeve comprises two second openings for supplying the cooling medium to the inner cooling channel.
  • Fig. 1 is a partially vertical sectional view (without rotating rotary piston) of a rotary piston engine with housing 1 consisting of central housing part 11 and first cover part 12 and second cover part 13 according to an exemplary embodiment of the invention.
  • the housing 1 shown has a middle housing part 11 with a housing wall 110 surrounding the rotating rotary piston.
  • the middle Housing part 11 is closed on the left side by a first cover part 12 (as a side part).
  • the middle housing part 11 is covered on the right side by a second cover part 13 (as a side part). In this way, a closed housing interior 14 is produced through which the rotary piston runs in accordance with known Wankel engines.
  • the middle housing part 11 has an inner cooling channel 111 (which has a rib in the middle) shown in the upper area.
  • the dashed sections are lateral widenings in the area of the spark plug and the exhaust channel in order to keep the cross section constant in areas where the spark plugs pass through.
  • the first cover part 12 has a first outer cooling channel 121.
  • the second cover part 13 has a second outer cooling channel 131.
  • a dosing element 4 in the form of a dosing sleeve 41 is shown in the lower area.
  • a cooling medium flows into the cooling channels via an inlet 2 in order to flow out of these again via an outlet 3 and, for example, to be fed to a cooler.
  • the metering sleeve 41 is designed with correspondingly shaped openings in order to supply a different amount of coolant to the inner cooling channel 111 and to the first outer cooling channel 121 and the second outer cooling channel 131.
  • the dosing sleeve 41 is designed in size and shape in such a way that it can be inserted into the inlet 2.
  • the metering sleeve 41 has a first opening 411 for supplying the cooling medium to the first outer cooling channel 121, a second opening 412, 415 for supplying the cooling medium to the inner cooling channel 111 and a third opening 413 for supplying the cooling medium to the second outer cooling channel 131.
  • the metering sleeve 41 has two second openings 412, 415 for supplying the cooling medium to the inner cooling channel 111.
  • the metering element 4 is dimensioned in terms of shape and size (the metering bores 411, 412, 415, 413) in such a way that the water supplied to the inner cooling channel 111, the first outer cooling channel 121 and the second outer cooling channel 131 Amount of cooling medium is selected such that the temperature difference of the cooling medium from the cooling channels at the outlet 3, measured via a sensor element (not shown), is less than 5%, in particular in the range from 1% to 3%.
  • the metering element 4 is dimensioned in shape and size such that the amount of cooling medium supplied to the inner cooling channel 111 and the amount of cooling medium supplied to the first outer cooling channel 121 and the second outer cooling channel 131 have a deviation in the range of less than 5%, in particular in Range from 1% to 3%.
  • the amount of cooling medium supplied to the first outer cooling channel 121 and the second outer cooling channel 131 is identical and differs from the amount in the inner cooling channel 111.
  • the amount of cooling medium supplied to the inner cooling channel 111 may be in the range of 65% to 75% (5% to 15%) of the amount of cooling medium supplied.
  • Fig. 2 is a further sectional view of a central housing part 11 of a rotary piston engine Fig. 1 shown.
  • the inner cooling channel 111 runs over a part of the housing that is exposed to increased thermal load.
  • the cooling medium flows counterclockwise and counter to the direction of rotation of the rotary piston from the bottom inlet 2 to the top outlet 3.
  • the inner cooling channel 111 is widened outwards so that the cross section remains constant.
  • Fig. 3 is a sectional view of a housing cover part 12, 13 of a rotary piston engine Fig. 1 . shown, the one with the middle housing part Fig. 2 can be connected.
  • the first cover part 12 with the first outer cooling channel 121 and the second cover part 13 with the second outer cooling channel 131 can be explained, since these are constructed in mirror images.
  • the first outer cooling channel 121 and the second outer cooling channel 131 consist of three straight bores which form a downwardly curved cooling channel which covers the hot arch of the housing.
  • the straight holes are a particularly economical solution for manufacturing.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Rotationskolbenmotor mit einem Gehäuse 1 und einem in dem Gehäuse umlaufenden Kreiskolben, wobei das Gehäuse 1 einen mittleren Gehäuseteil 11 mit einer den umlaufenden Kreiskolben umschließenden Gehäusewandung 110 umfasst, wobei der mittlere Gehäuseteil 11 von einem ersten Deckelteil 12 und einem zweiten Deckelteil 13 auf gegenüberliegenden Seiten abgedeckt ist, um einen geschlossenen Gehäuseinnenraum 14 zu bilden, und wobei der mittlere Gehäuseteil 11 einen inneren Kühlkanal 111, der erste Deckelteil 12 einen ersten äusseren Kühlkanal 121 und der zweite Deckelteil 13 einen zweiten äusseren Kühlkanal 131 umfasst, in die ein Kühlmedium über einen Einlass 2 einströmt, welches Kühlmedium aus diesen über einen Auslass 3 ausströmt, und wobei der Einlass ein Dosierelement (4) umfasst, das derart ausgebildet ist, um eine unterschiedliche Menge an Kühlmittel dem inneren Kühlkanal 111 und jeweils dem ersten äusseren Kühlkanal 121 und dem zweiten äusseren Kühlkanal 131 zuzuführen.Rotary piston engine with a housing 1 and a rotary piston rotating in the housing, the housing 1 comprising a middle housing part 11 with a housing wall 110 surrounding the rotating rotary piston, the middle housing part 11 being covered by a first cover part 12 and a second cover part 13 on opposite sides is to form a closed housing interior 14, and wherein the middle housing part 11 comprises an inner cooling channel 111, the first cover part 12 a first outer cooling channel 121 and the second cover part 13 a second outer cooling channel 131, into which a cooling medium via an inlet 2 flows in, which cooling medium flows out of these via an outlet 3, and wherein the inlet comprises a metering element (4) which is designed to supply a different amount of coolant to the inner cooling channel 111 and each to the first outer cooling channel 121 and the second outer cooling channel 131 to be supplied.

Description

Die Erfindung betrifft einen Rotationskolbenmotor gemäß dem unabhängigen Anspruch.The invention relates to a rotary piston engine according to the independent claim.

Die Erfindung betrifft das technische Gebiet von Rotationskolbenmotoren, die nach dem Viertaktprinzip von Brennkraftmaschinen arbeiten, wie zum Beispiel Wankelkreiskolbenmotoren.The invention relates to the technical field of rotary piston engines that work according to the four-stroke principle of internal combustion engines, such as Wankel piston engines.

Beim Rotationskolbenmotor dreht sich ein dreieckiger Kreiskolben in einem Gehäuse. Der (bogig-dreieckige) Kreiskolben besteht aus drei abgeflachten Kreisbögen und berührt beim Umlauf ständig eine doppelbogige Gehäusewand. Das Gehäuse umfasst einen Einlass und einen Auslass sowie eine oder mehrere Zündkerzen, wobei der Einlass, der Auslass und die Zündkerzen derart voneinander getrennt angeordnet sind, dass der Kreiskolben in einer vorbestimmten Stellung die jeweiligen Kammervolumen mit Einlass, Auslass und Zündkerzen trennt.In a rotary piston engine, a triangular circular piston rotates in a housing. The (arched-triangular) circular piston consists of three flattened circular arcs and constantly touches a double-arched housing wall as it rotates. The housing comprises an inlet and an outlet as well as one or more spark plugs, the inlet, the outlet and the spark plugs being arranged separately from one another in such a way that the rotary piston in a predetermined position separates the respective chamber volumes with the inlet, outlet and spark plugs.

Da der Ein- und Auslass vom Brennraum räumlich getrennt ist, eignet sich der Wankelmotor sehr gut für den Betrieb mit Wasserstoff. Bei der Verwendung von Wasserstoff als Brennstoff ist auch der Nachteil der unvollständigen Verbrennung aufgrund des ungünstig geformten Brennraums unkritisch, weil der unverbrannt ausgestoßene Brennstoff unschädlich für die Umwelt ist. Im Zuge der Umstellung der Antriebe bei Kraftfahrzeugen weg von fossilen Brennstoffen rückt die Verwendung von Wasserstoff als Brennstoff vermehrt ins Interesse.Since the inlet and outlet are spatially separated from the combustion chamber, the Wankel engine is very suitable for operation with hydrogen. When using hydrogen as fuel, the disadvantage of incomplete combustion due to the unfavorably shaped combustion chamber is not critical because the unburned fuel emitted is harmless to the environment. In the course of the conversion of the As motor vehicle drives move away from fossil fuels, the use of hydrogen as a fuel is becoming increasingly important.

Es ist unter dem Gesichtspunkt der thermischen Belastung problematisch bei Rotationskolbenmotoren, dass der Arbeitstakt immer an der gleichen Stelle stattfindet, weshalb sich eine stationäre Temperaturverteilung mit räumlich und zeitlich stationären heißen und kalten Zonen ausbildet. Der Rotationskolbenmotor hat im Gehäusebereich der Zündkerzen hin zum Auslass die höchsten Temperaturen und im Bereich nach dem Einlass in Richtung Zündkerzen die geringsten Temperaturen. Beim Rotationskolbenmotor strömt im Bereich zwischen Zündkerze und Auslass nie kühlendes Gemisch vorbei, im Unterschied zum Hubkolbenmotor wo der Brennraum im Ansaugtakt durch das angesaugte Gemisch gekühlt wird. Dies führt beim Gehäuse des Rotationskolbenmotors zu einer sehr ungleichen thermischen Belastung. Eine besondere Belastung ergibt sich dadurch, dass bei jeder Umdrehung gezündet wird, wodurch sich eine im Vergleich zum Hubkolben Viertakter hohe Zündfolge mit entsprechend hoher thermischer Belastung ergibt.From the point of view of thermal load, it is problematic in rotary piston engines that the work cycle always takes place at the same point, which is why a stationary temperature distribution with hot and cold zones that are stationary in space and time is formed. The rotary piston engine has the highest temperatures in the housing area of the spark plugs towards the outlet and the lowest temperatures in the area after the inlet towards the spark plugs. In a rotary piston engine, cooling mixture never flows past in the area between the spark plug and the outlet, in contrast to a reciprocating piston engine where the combustion chamber is cooled by the sucked-in mixture during the intake stroke. This leads to a very uneven thermal load on the housing of the rotary piston engine. A special load arises from the fact that ignition occurs with every revolution, which results in a high ignition sequence with a correspondingly high thermal load compared to the reciprocating four-stroke engine.

Zum Abführen der Wärme ist eine radiale Kühlwasserführung bekannt, wobei das Gehäuse abschnittsweise (im heißen Bogen) gegen die Umlaufrichtung des Kreiskolbens mit einem Kühlkanal versehen ist, der von einem Kühlmittel durchflossen wird. Es ist auch bekannt, die Seitenteile des Gehäuses mit einem Kühlmittel zu kühlen.A radial cooling water guide is known for dissipating the heat, with the housing being provided with a cooling channel in sections (in the hot arc) against the direction of rotation of the rotary piston, through which a coolant flows. It is also known to cool the side parts of the housing with a coolant.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die thermische Belastung zu minimieren und insbesondere das Kühlmedium entsprechend zur Verfügung zu stellen, um eine effiziente Wärmeabfuhr zu gewährleisten.The invention has set itself the task of minimizing the thermal load and, in particular, of providing the cooling medium accordingly in order to ensure efficient heat dissipation.

Die Erfindung umfasst einen Rotationskolbenmotor mit einem Gehäuse und einem in dem Gehäuse umlaufenden Kreiskolben. Das Gehäuse umfasst einen mittleren Gehäuseteil mit einem den umlaufenden Kreiskolben umschließende Gehäusewandung. Der mittlere Gehäuseteil ist von einem ersten Deckelteil und einem zweiten Deckelteil auf gegenüberliegenden Seiten abgedeckt, um einen geschlossenen Gehäuseinnenraum zu bilden. Der mittlere Gehäuseteil umfasst einen inneren Kühlkanal, der erste Deckelteil einen ersten äusseren Kühlkanal und der zweite Deckelteil einen zweiten äusseren Kühlkanal, in die ein Kühlmedium über einen Einlass einströmt, welches Kühlmedium aus diesen über einen Auslass ausströmt. Der Einlass umfasst ein Dosierelement, das derart ausgebildet ist, um eine unterschiedliche Menge an Kühlmittel dem inneren Kühlkanal und jeweils dem ersten äusseren Kühlkanal und dem zweiten äusseren Kühlkanal zuzuführen. Indem ein Dosierelement am Einlass für das Kühlmedium bereitgestellt wird, das spezifisch dem inneren Kühlkanal und den beiden äusseren Kühlkanälen das Kühlmedium zuführt, kann eine effiziente Kühlung erfolgen, die zum Beispiel berücksichtigt, dass im mittleren Gehäuseteil und den beiden Deckelteilen unterschiedliche Wärmemengen beim Betrieb des Rotationsmotors entstehen.The invention comprises a rotary piston engine with a housing and a rotary piston rotating in the housing. The housing comprises a central housing part with a housing wall surrounding the circumferential circular piston. The middle housing part is covered by a first cover part and a second cover part on opposite sides to form a closed housing interior. The middle housing part comprises an inner cooling channel, the first cover part has a first outer cooling channel and the second cover part has a second outer cooling channel into which a cooling medium passes flows in through an inlet and the cooling medium flows out of it via an outlet. The inlet comprises a metering element which is designed to supply a different amount of coolant to the inner cooling channel and to the first outer cooling channel and the second outer cooling channel, respectively. By providing a metering element at the inlet for the cooling medium, which specifically supplies the cooling medium to the inner cooling channel and the two outer cooling channels, efficient cooling can take place, which takes into account, for example, that different amounts of heat are generated in the middle housing part and the two cover parts during operation of the rotary motor arise.

Gemäß einem vorteilhaften technischen Aspekt ist das Dosierelement derart ausgebildet, dass die dem inneren Kühlkanal, dem ersten äusseren Kühlkanal und dem zweiten äusseren Kühlkanal zugeführte Menge an Kühlmedium derart gewählt ist, dass der Temperaturunterschied des Kühlmediums aus den Kühlkanälen am Auslass weniger als 5% ist. Das Dosierelement kann eine Größe und Form haben, um das Kühlmedium entsprechend zu dosieren, so dass eine festgelegte minimale Temperaturdifferenz nicht unterschritten wird.According to an advantageous technical aspect, the metering element is designed such that the amount of cooling medium supplied to the inner cooling channel, the first outer cooling channel and the second outer cooling channel is selected such that the temperature difference of the cooling medium from the cooling channels at the outlet is less than 5%. The metering element can have a size and shape in order to meter the cooling medium accordingly so that a specified minimum temperature difference is not fallen below.

Bevorzugt ist das Dosierelement derart ausgebildet, dass die dem inneren Kühlkanal zugeführte Menge an Kühlmedium und die dem ersten äusseren Kühlkanal und dem zweiten äusseren Kühlkanal zugeführte Menge an Kühlmedium eine Abweichung im Bereich von weniger als 5% hat.The metering element is preferably designed such that the amount of cooling medium supplied to the inner cooling channel and the amount of cooling medium supplied to the first outer cooling channel and the second outer cooling channel have a deviation in the range of less than 5%.

Vorteilhafterweise ist die dem ersten äusseren Kühlkanal und dem zweiten äusseren Kühlkanal zugeführte Menge an Kühlmedium identisch.Advantageously, the amount of cooling medium supplied to the first outer cooling channel and the second outer cooling channel is identical.

Besonders bevorzugt ist die dem inneren Kühlkanal zugeführte Menge an Kühlmedium im Bereich von 65 % bis 75 % (5 % bis 15 %) der zugeführten Menge an Kühlmedium. Diese Volumenströme haben in der Praxis zu einer guten Abfuhr der erzeugten Wärme in allen Gehäuseteilen geführt.Particularly preferred is the amount of cooling medium supplied to the inner cooling channel in the range from 65% to 75% (5% to 15%) of the amount of cooling medium supplied. In practice, these volume flows have led to good dissipation of the heat generated in all parts of the housing.

Gemäß einem vorteilhaften Aspekt umfasst das Dosierelement eine Dosierhülse. Die Dosierhülse ist zum Beispiel eine Metallhülse auf die ein Zulaufschlauch für das Kühlmedium gesteckt werden kann und die Öffnungen in die jeweiligen Kühlkanäle hat, wobei die Öffnungen im Querschnitt entsprechend der gewünschten Durchflussmenge dimensioniert werden können.According to an advantageous aspect, the metering element comprises a metering sleeve. The metering sleeve is, for example, a metal sleeve onto which an inlet hose for the cooling medium can be inserted and the openings into the respective cooling channels has, whereby the openings can be dimensioned in cross section according to the desired flow rate.

Besonders vorteilhaft ist die Dosierhülse in der Größe und Form derart ausgebildet, um in den Einlass einschiebbar zu sein.Particularly advantageously, the size and shape of the dosing sleeve is designed in such a way that it can be inserted into the inlet.

Vorteilhafterweise umfasst die Dosierhülse eine erste Öffnung zum Zuführen des Kühlmediums zum ersten äusseren Kühlkanal, eine zweite Öffnung zum Zuführen des Kühlmediums zu dem inneren Kühlkanal und eine dritte Öffnung zum Zuführen des Kühlmediums zu dem zweiten äusseren Kühlkanal. Die Öffnungen können dabei in Anzahl und Größe bei jedem Kühlkanal unterschiedlich sein.The metering sleeve advantageously comprises a first opening for supplying the cooling medium to the first outer cooling channel, a second opening for supplying the cooling medium to the inner cooling channel and a third opening for supplying the cooling medium to the second outer cooling channel. The openings can be different in number and size for each cooling channel.

Vorteilhafterweise umfasst die Dosierhülse zwei zweite Öffnungen zum Zuführen des Kühlmediums zu dem inneren Kühlkanal.Advantageously, the metering sleeve comprises two second openings for supplying the cooling medium to the inner cooling channel.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Beispiele zusätzlich erläutert.The invention is further explained below using the examples shown in the drawings.

Es zeigen:

Fig. 1
eine teilweise Schnittansicht von einem Rotationskolbenmotor mit Gehäuse aus mittlerem Gehäuseteil und erstem und zweitem Deckelteil mit einem Dosierelement gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2
eine weitere Schnittansicht von einem mittleren Gehäuseteil von einem Rotationskolbenmotor aus Fig. 1; und
Fig. 3
eine Schnittansicht von einem Gehäusedeckelteil von einem Rotationskolbenmotor aus Fig. 1.
Show it:
Fig. 1
a partial sectional view of a rotary piston engine with a housing consisting of a middle housing part and a first and second cover part with a metering element according to an exemplary embodiment of the invention;
Fig. 2
another sectional view of a central housing part of a rotary piston engine Fig. 1 ; and
Fig. 3
a sectional view of a housing cover part of a rotary piston engine Fig. 1 .

Fig. 1 ist eine teilweise vertikale Schnittansicht (ohne umlaufenden Kreiskolben) von einem Rotationskolbenmotor mit Gehäuse 1 aus mittlerem Gehäuseteil 11 und erstem Deckelteil 12 und zweitem Deckelteil 13 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Fig. 1 is a partially vertical sectional view (without rotating rotary piston) of a rotary piston engine with housing 1 consisting of central housing part 11 and first cover part 12 and second cover part 13 according to an exemplary embodiment of the invention.

Das dargestellte Gehäuse 1 hat einen mittleren Gehäuseteil 11 mit einer den umlaufenden Kreiskolben umschließenden Gehäusewandung 110. Der mittlere Gehäuseteil 11 ist auf der linken Seite von einem ersten Deckelteil 12 (als Seitenteil) abgeschlossen. Der mittlere Gehäuseteil 11 ist auf der rechten Seite von einem zweiten Deckelteil 13 (als Seitenteil) abgedeckt. Auf diese Art und Weise wird ein geschlossener Gehäuseinnenraum 14 hergestellt durch den der Kreiskolben entsprechend bekannter Wankelmotoren läuft.The housing 1 shown has a middle housing part 11 with a housing wall 110 surrounding the rotating rotary piston. The middle Housing part 11 is closed on the left side by a first cover part 12 (as a side part). The middle housing part 11 is covered on the right side by a second cover part 13 (as a side part). In this way, a closed housing interior 14 is produced through which the rotary piston runs in accordance with known Wankel engines.

Der mittlere Gehäuseteil 11 hat im oberen Bereich dargestellt einen inneren Kühlkanal 111 (der mittig eine Rippe hat). Die gestrichelten Abschnitte sind seitliche Verbreiterungen im Bereich der Zündkerze und dem Auslasskanal, um den Querschnitt konstant zu halten, in Bereichen der Durchführung der Zündkerzen.The middle housing part 11 has an inner cooling channel 111 (which has a rib in the middle) shown in the upper area. The dashed sections are lateral widenings in the area of the spark plug and the exhaust channel in order to keep the cross section constant in areas where the spark plugs pass through.

Der erste Deckelteil 12 hat einen ersten äusseren Kühlkanal 121. Der zweite Deckelteil 13 hat einen zweiten äusseren Kühlkanal 131.The first cover part 12 has a first outer cooling channel 121. The second cover part 13 has a second outer cooling channel 131.

Im unteren Bereich ist ein Dosierelement 4 in der Form einer Dosierhülse 41 dargestellt. Durch die Dosierhülse 41 strömt ein Kühlmedium über einen Einlass 2 in die Kühlkanäle ein, um aus diesen über einen Auslass 3 wieder auszuströmen und beispielsweise einem Kühler zugeführt zu werden.A dosing element 4 in the form of a dosing sleeve 41 is shown in the lower area. Through the metering sleeve 41, a cooling medium flows into the cooling channels via an inlet 2 in order to flow out of these again via an outlet 3 and, for example, to be fed to a cooler.

Die Dosierhülse 41 ist mit entsprechend geformten Öffnungen derart ausgebildet, um eine unterschiedliche Menge an Kühlmittel dem inneren Kühlkanal 111 und jeweils dem ersten äusseren Kühlkanal 121 und dem zweiten äusseren Kühlkanal 131 zuzuführen.The metering sleeve 41 is designed with correspondingly shaped openings in order to supply a different amount of coolant to the inner cooling channel 111 and to the first outer cooling channel 121 and the second outer cooling channel 131.

Die Dosierhülse 41 ist in Größe und Form derart gestaltet um in den Einlass 2 einschiebbar zu sein.The dosing sleeve 41 is designed in size and shape in such a way that it can be inserted into the inlet 2.

Die Dosierhülse 41 hat eine erste Öffnung 411 zum Zuführen des Kühlmediums zum ersten äusseren Kühlkanal 121, eine zweite Öffnung 412, 415 zum Zuführen des Kühlmediums zu dem inneren Kühlkanal 111 und eine dritte Öffnung 413 zum Zuführen des Kühlmediums zum zweiten äusseren Kühlkanal 131.The metering sleeve 41 has a first opening 411 for supplying the cooling medium to the first outer cooling channel 121, a second opening 412, 415 for supplying the cooling medium to the inner cooling channel 111 and a third opening 413 for supplying the cooling medium to the second outer cooling channel 131.

Die Dosierhülse 41 hat zwei zweite Öffnungen 412, 415 zum Zuführen des Kühlmediums zum dem inneren Kühlkanal 111.The metering sleeve 41 has two second openings 412, 415 for supplying the cooling medium to the inner cooling channel 111.

Das Dosierelement 4 ist von Form und Größe (der Dosierbohrungen 411, 412, 415, 413) derart dimensioniert, dass die dem inneren Kühlkanal 111, dem ersten äusseren Kühlkanal 121 und dem zweiten äusseren Kühlkanal 131 zugeführte Menge an Kühlmedium derart gewählt ist, dass der über ein nicht dargestelltes Sensorelement gemessene Temperaturunterschied des Kühlmediums aus den Kühlkanälen am Auslass 3 weniger als 5 %, insbesondere im Bereich von 1 % bis 3 % ist.The metering element 4 is dimensioned in terms of shape and size (the metering bores 411, 412, 415, 413) in such a way that the water supplied to the inner cooling channel 111, the first outer cooling channel 121 and the second outer cooling channel 131 Amount of cooling medium is selected such that the temperature difference of the cooling medium from the cooling channels at the outlet 3, measured via a sensor element (not shown), is less than 5%, in particular in the range from 1% to 3%.

Das Dosierelement 4 ist von Form und Größe derart dimensioniert, dass die dem inneren Kühlkanal 111 zugeführte Menge an Kühlmedium und die dem ersten äusseren Kühlkanal 121 und dem zweiten äusseren Kühlkanal 131 zugeführte Menge an Kühlmedium eine Abweichung im Bereich von weniger als 5 %, insbesondere im Bereich von 1 % bis 3 % hat.The metering element 4 is dimensioned in shape and size such that the amount of cooling medium supplied to the inner cooling channel 111 and the amount of cooling medium supplied to the first outer cooling channel 121 and the second outer cooling channel 131 have a deviation in the range of less than 5%, in particular in Range from 1% to 3%.

Vorteilhafterweise ist die dem ersten äusseren Kühlkanal 121 und dem zweiten äusseren Kühlkanal 131 zugeführte Menge an Kühlmedium identisch und von der Menge im inneren Kühlkanal 111 abweichend.Advantageously, the amount of cooling medium supplied to the first outer cooling channel 121 and the second outer cooling channel 131 is identical and differs from the amount in the inner cooling channel 111.

Die dem inneren Kühlkanal 111 zugeführte Menge an Kühlmedium kann im Bereich von 65 % bis 75 % (5 % bis 15 %) der zugeführten Menge an Kühlmedium sein.The amount of cooling medium supplied to the inner cooling channel 111 may be in the range of 65% to 75% (5% to 15%) of the amount of cooling medium supplied.

In Fig. 2 ist eine weitere Schnittansicht von einem mittleren Gehäuseteil 11 von einem Rotationskolbenmotor aus Fig. 1 gezeigt.In Fig. 2 is a further sectional view of a central housing part 11 of a rotary piston engine Fig. 1 shown.

Der inneren Kühlkanal 111 verläuft über einen Teil des Gehäuses, der erhöhter thermischer Belastung ausgesetzt ist. Das Kühlmedium strömt gegen den Uhrzeigersinn und gegen die Rotationsrichtung des Kreiskolbens vom unten liegenden Einlass 2 zum oben liegenden Auslass 3.The inner cooling channel 111 runs over a part of the housing that is exposed to increased thermal load. The cooling medium flows counterclockwise and counter to the direction of rotation of the rotary piston from the bottom inlet 2 to the top outlet 3.

Im Bereich der Zündkerzen 5 und dem Auslasskanal ist der inneren Kühlkanal 111 nach aussen geweitet, so dass der Querschnitt konstant bleibt.In the area of the spark plugs 5 and the outlet channel, the inner cooling channel 111 is widened outwards so that the cross section remains constant.

In Fig. 3 ist eine Schnittansicht von einem Gehäusedeckelteil 12, 13 von einem Rotationskolbenmotor aus Fig. 1. dargestellt, der mit dem mittleren Gehäuseteil aus Fig. 2 verbunden werden kann. In dieser Darstellung lassen sich der erste Deckelteil 12 mit dem ersten äusseren Kühlkanal 121 sowie der zweite Deckelteil 13 mit dem zweiten äusseren Kühlkanal 131 erläutern, da diese spiegelbildlich aufgebaut sind.In Fig. 3 is a sectional view of a housing cover part 12, 13 of a rotary piston engine Fig. 1 . shown, the one with the middle housing part Fig. 2 can be connected. In this illustration, the first cover part 12 with the first outer cooling channel 121 and the second cover part 13 with the second outer cooling channel 131 can be explained, since these are constructed in mirror images.

Der erste äussere Kühlkanal 121 und der zweite äussere Kühlkanal 131 bestehen aus drei geraden Bohrungen, die einen nach unten gebogenen Kühlkanal ergeben, der den heißen Bogen des Gehäuses abdeckt. Die geraden Bohrungen sind eine besonders günstige Lösung zur Herstellung.The first outer cooling channel 121 and the second outer cooling channel 131 consist of three straight bores which form a downwardly curved cooling channel which covers the hot arch of the housing. The straight holes are a particularly economical solution for manufacturing.

Claims (9)

Rotationskolbenmotor mit einem Gehäuse (1) und einem in dem Gehäuse umlaufenden Kreiskolben, wobei das Gehäuse (1) einen mittleren Gehäuseteil (11) mit einer den umlaufenden Kreiskolben umschließenden Gehäusewandung (110) umfasst, wobei der mittlere Gehäuseteil (11) von einem ersten Deckelteil (12) und einem zweiten Deckelteil (13) auf gegenüberliegenden Seiten abgedeckt ist, um einen geschlossenen Gehäuseinnenraum (14) zu bilden, und wobei der mittlere Gehäuseteil (11) einen inneren Kühlkanal (111), der erste Deckelteil (12) einen ersten äusseren Kühlkanal (121) und der zweite Deckelteil (13) einen zweiten äusseren Kühlkanal (131) umfasst, in die ein Kühlmedium über einen Einlass (2) einströmt, welches Kühlmedium aus diesen über einen Auslass (3) ausströmt, und wobei der Einlass ein Dosierelement (4) umfasst, das derart ausgebildet ist, um eine unterschiedliche Menge an Kühlmittel dem inneren Kühlkanal (111) und jeweils dem ersten äusseren Kühlkanal (121) und dem zweiten äusseren Kühlkanal (131) zuzuführen.Rotary piston engine with a housing (1) and a rotary piston rotating in the housing, the housing (1) comprising a middle housing part (11) with a housing wall (110) surrounding the rotating rotary piston, the middle housing part (11) being surrounded by a first cover part (12) and a second cover part (13) is covered on opposite sides in order to form a closed housing interior (14), and wherein the middle housing part (11) has an inner cooling channel (111), the first cover part (12) has a first outer one Cooling channel (121) and the second cover part (13) comprises a second outer cooling channel (131), into which a cooling medium flows via an inlet (2), which cooling medium flows out of these via an outlet (3), and wherein the inlet is a metering element (4), which is designed to supply a different amount of coolant to the inner cooling channel (111) and to the first outer cooling channel (121) and the second outer cooling channel (131). Rotationskolbenmotor (1) nach Anspruch 1, wobei das Dosierelement (4) derart ausgebildet, dass die dem inneren Kühlkanal (111), dem ersten äusseren Kühlkanal (121) und dem zweiten äusseren Kühlkanal (131) zugeführte Menge an Kühlmedium derart gewählt ist, dass der Temperaturunterschied des Kühlmediums aus den Kühlkanälen am Auslass (3) weniger als 5 % ist.Rotary piston engine (1) according to claim 1, wherein the metering element (4) is designed such that the amount of cooling medium supplied to the inner cooling channel (111), the first outer cooling channel (121) and the second outer cooling channel (131) is selected such that the temperature difference of the cooling medium from the cooling channels at the outlet (3) is less than 5%. Rotationskolbenmotor (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Dosierelement (4) derart ausgebildet, dass die dem inneren Kühlkanal (111) zugeführte Menge an Kühlmedium und die dem ersten äusseren Kühlkanal (121) und dem zweiten äusseren Kühlkanal (131) zugeführte Menge an Kühlmedium eine Abweichung im Bereich von weniger als 5 % hat.Rotary piston engine (1) according to claim 1 or 2, wherein the metering element (4) is designed such that the amount of cooling medium supplied to the inner cooling channel (111) and the amount supplied to the first outer cooling channel (121) and the second outer cooling channel (131). of cooling medium has a deviation of less than 5%. Rotationskolbenmotor (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die dem ersten äusseren Kühlkanal (121) und dem zweiten äusseren Kühlkanal (131) zugeführte Menge an Kühlmedium identisch ist.Rotary piston engine (1) according to one of the preceding claims, wherein the amount of cooling medium supplied to the first outer cooling channel (121) and the second outer cooling channel (131) is identical. Rotationskolbenmotor (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die dem inneren Kühlkanal (111) zugeführte Menge an Kühlmedium im Bereich von 65 % bis 75 % der zugeführten Menge an Kühlmedium, insbesondere im Bereich von 5 % bis 15 % der zugeführten Menge an Kühlmedium ist.Rotary piston engine (1) according to one of the preceding claims, wherein the amount of cooling medium supplied to the inner cooling channel (111) is in the range of 65% to 75% of the supplied amount of cooling medium, in particular in the range of 5% to 15% of the supplied amount of cooling medium is. Rotationskolbenmotor (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Dosierelement (4) eine Dosierhülse (41) umfasst.Rotary piston engine (1) according to one of the preceding claims, wherein the metering element (4) comprises a metering sleeve (41). Rotationskolbenmotor (1) nach Anspruch 6, wobei die Dosierhülse (41) in den Einlass (2) einschiebbar ausgebildet ist.Rotary piston engine (1) according to claim 6, wherein the metering sleeve (41) is designed to be insertable into the inlet (2). Rotationskolbenmotor (1) nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Dosierhülse (41) eine erste Öffnung (411) zum Zuführen des Kühlmediums zum ersten äusseren Kühlkanal (121), eine zweite Öffnung (412, 415) zum Zuführen des Kühlmediums zum dem inneren Kühlkanal (111) und eine dritte Öffnung (413) zum Zuführen des Kühlmediums zum dem zweiten äusseren Kühlkanal (131), umfasst.Rotary piston engine (1) according to claim 6 or 7, wherein the metering sleeve (41) has a first opening (411) for supplying the cooling medium to the first outer cooling channel (121), a second opening (412, 415) for supplying the cooling medium to the inner cooling channel (111) and a third opening (413) for supplying the cooling medium to the second outer cooling channel (131). Rotationskolbenmotor (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Dosierhülse (41) zwei zweite Öffnungen (415) zum Zuführen des Kühlmediums zum dem inneren Kühlkanal (111) umfasst.Rotary piston engine (1) according to one of the preceding claims, wherein the metering sleeve (41) comprises two second openings (415) for supplying the cooling medium to the inner cooling channel (111).
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