01.11 1961 Niemiecka Republika Federalna Opublikowano: 29.VI.1964 -Kt 16 as 0-^ MKP F 02 b 55/CO UKD Wlasciciel patentu: NSU Motorenwerke AG, Neckarsulm (Niemiecka Republika Federalna), Wankel G. m. b. H., Lindau/ Bodensee (Niemiecka Republika Federalna) S^LiO j lKA.Silnik spalinowy o tlokach wirujacych, sprezajacy mieszanke Urzedu P«lenfow- 1 Wynalazek dotyczy silnika spalinowego o tlo¬ kach wirujacych, sprezajacego mieszanke, posiada¬ jacego korpus, którego wielolukowa wewnetrzna powierzchnia obwodowa wraz z tarczami boczny¬ mi ogranicza komore wewnetrzna, przez która przechodzi wal mimosrodowy prostopadle do tarcz bocznych. Na czopie walu jest osadzony mimosro- dowo obrotowo uzebiony wirnik, który krawedzia¬ mi swych zebów slizga sie stale po wewnetrznej powierzchni obwodowej korpusu, przez co zostaja utworzone komory robocze o okresowo zmiennej objetosci. W celu zapewnienia wymiany ladunków komór napelniania, znajduja sie ;w korpusie wspól¬ ne dla wszystkich komór roboczych kanaly wlo¬ towe i wylotowe, których otwory sa rozrzadzane przez wirnik. Takie silniki spalinowe wykazuja miedzy innymi te zale.e, ze moga miec okienka wlotowe o stosunkowo duzej srednicy, dzieki cze¬ mu uzyskuje sie bardzo dobry stopien napelniania i odpowiednio duza moc. Wada natomiast jest to, ze wobec stosunkowo duzego przekroju kanalu wlotowego rozruch jest utrudniony, a bieg ja¬ lowy takiego silnika staje sie nierówny, gdyz nie¬ wielka ilosc mieszanki potrzebna do biegu jalowe¬ go rozklada sie w kanale wlotowym, a paliwo osia¬ da czesciowo na jego sciankach. Wskutek tego nie ¦uzyskuje sie jednorodnej mieszanki biegu jalowe¬ go o odpowiednim skladzie.Wynalazek umozliwia usuniecie tej wady dzieki temu, ze przewidziany jest oddzielny kanal wloto¬ wy dla mieszanki biegu jalowego z oddzielnym otworem, który podobnie jak glówne okienko wlo¬ towe jest rozrzadzany przez wirnik. Dzieki temu urzadzeniu unika sie wytracania paliwa z mieszan¬ ki biegu jalowego i osiadania jego na sciance ka¬ nalu. Dzieki temu mozna uzyskac latwy rozruch przy malych obrotach i niskiej temperaturze oto¬ czenia oraz spokojny bieg jalowy silnika. Wlotowe okienko dla mieszanki biegu jalowego moze byc umieszczone na powierzchni obwodowej biezni lub. w jednej z tarcz bocznych korpusu.Czasowy przekrój wlotu mieszanki biegu jalo¬ wego nalezy dobrac tak, aby przy hamowaniu po¬ jazdu silnikiem nie przeplywala przez ten kanal nadmierna ilosc mieszanki. Ma to szczególne zna¬ czenie dla uzyskania malego zuzycia paliwa, ponie¬ waz podczas jazdy powolnej przy duzej liczbie obrotów, a wiec np. podczas jazdy z góry z zam¬ knieta przepustnice, wlotowe okienko mieszanki biegu jalowego otwiera sie tylko na tak krótka chwile, ze do komory roboczej moze przedostac sie tylko niewielka ilosc mieszanki. W tym celu wlotowe okienko mieszanki biegu jalowego jest umieszczone w tarczy bocznej oslony w takim miejscu, które odslania wirnik tylko na krótki czas.Podobne warunki pracy silnika jak wyjasnione wyzej wystepuja równiez przy pracy z czesciowym48314 3 Obciazeniem. Równiez i w tym przypadku zachodzi obawa wytracania paliwa z mieszanki wskutek niewielkiej jej predkosci przeplywu w kanale wlo¬ towym w porównaniu z pelnym obciazeniem, dla którego powinien byc zaprojektowany odpowiedni przekrój kanalu wlotowego. Dla unikniecia tej wa¬ dy zastosowano oddzielny kanal wlotowy dla pracy przy czesciowym obciazeniu, który to kanal posiada oddzielne okienko rozrzadzane przez wirnik. Prze¬ krój kanalu czesciowego obciazenia jest obliczony tak, ze nie nastepuje wytracanie paliwa z mieszan¬ ki -podczas pracy przy czesciowym obciazeniu.Na rysunku uwidoczniono przyklad wykonania wynalazku, przy czym fig. 1 przedstawia silnik spalinowy wedlug wynalazku o tlokach wirujacych w ujeciu schematycznym bez przedniej scianki bocznej korpusu, fig. 2 — przekrój czesci scianki obwodowej korpusu i fig. 3 — przekrój -podobny jak na fig. 2, lecz przedstawiajacy oddzielny ka¬ nal wlotowy dla czesciowego obciazenia.Na fig. 1 sa pokazane glówne czesci konstrukcyj¬ ne silnika spalinowego o tlokach wirujacych. Cy¬ fra 1 oznacza scianke obwodowa korpusu, której wewnetrzna powierzchnia obwodowa 2 wraz ze sciankami bocznymi zamyka komore wewnetrzna, przez która przechodzi prostopadle do scianek bo¬ cznych wal mimosrodowy 20 wraz z osadzonym na jego mimosrodzie 21 trójzebnym wirnikiem 17. We¬ wnetrzna powierzchnia biezni 2 posiada w poda¬ nym przykladzie ksztalt dwulukowej epitrochoidy, a wirnik 17 posiada na krawedziach zebów rucho¬ me w kierunku promieniowym listwy uszczelnia¬ jace 22, które stale slizgaja sie po wewnetrznej po¬ wierzchni biezni 2, tworzac trzy komory robocze A, B, C o zmiennej objetosci. Kierunek obrotu wir¬ nika 17 jest zaznaczony strzalka D. Wewnetrzne, liczac w kierunku promieniowym, konce listew uszczelniajacych 22 wspóldzialaja z trzpieniami uszczelniajacymi 23, które sa osadzone w wirniku ruchomo w kierunku poosiowym. Na kazdej po¬ wierzchni czolowej wirnika 17 sa umieszczone ru¬ chome w kierunku poosiowym uszczelnienia bocz¬ ne 24, które przebiegaja miedzy sasiednimi trzpie¬ niami uszczelniajacymi 23 i podobnie jak one sliz¬ gaja sie wzdluz sasiedniej scianki bocznej korpusu.Liczba obrotów wirnika 17 wynosi w stosunku do liczby obrotów walu mimosrodowego 20 jak 1 :3, czyli na kazdy pelny obrót wirnika 17 dokola osi wal mimosrodu wykonuje trzy obroty dokola wla¬ snej osi.W sciance 1 korpusu jest umieszczony kanal wlo¬ towy 3 dla swiezego ladunku, kanal wylotowy 5 dla spalin oraz swieca zaplonowa 26. Dzieki temu w kazdej komorze roboczej odbywa sie przy kazdym calkowitym obrocie wirnika 17 cykl pracy cztero- suwowy. Kanal wlotowy 3 jest zakonczony okien¬ kiem 4 w biezni korpusu 2, rozrzadzanej przez kra¬ wedzie zebów wirnika. Okienko wlotowe, jak za¬ znaczono na fig. 1 linia przerywana, moze byc umieszczone w sciance bocznej korpusu.Przyklad wykonania wynalazku podany na fig. 2 jest czesciowym przekrojem wzietym z fig. 1. Jak uwidoczniono na fig. 2 do kanalu wlotowego 3 jest wlaczony gaznik 5, posiadajacy jak zwykle gar¬ dziel powietrzna 6, umieszczony w niej rozpylacz 7, powietrzna dysze biegu jalowego 8, dysze paliwo* wa biegu jalowego 9, srube 10 do regulowania ilo¬ sci mieszanki biegu jalowego oraz przepuscnice 11.Paliwo jest doprowadzane w miejsce 12, np. z ko- 5 mory plywakowej, i przechodzi do rozpylacza 7 i "do dyszy biegu jalowego 9. Mieszanka dla nor¬ malnego biegu silnika jest zasysana przez kanal 13, a jej ilosc jest regulowana przepustnica 11. Mie¬ szanka Diegu jalowego jest zasysana przez kanal 14 10 i regulowana sruba 10. W znanych urzadzeniach kanal 14 za sruba 10 prowadzil do glównego ka¬ nalu 4, wskutek czego przy zamknietej przepustni- cy 11 z mieszanki biegu jalowego wytracalo sie pa¬ liwo w duzym kanale 13 i czesciowo osiadalo na 15 jego sciankach. W przeciwienstwie do tego kanal 14 dla mieszanki biegu jalowego jest przedluzony oddzielnym kanalem 15 w scianie 1 korpusu, z okienkiem 16 w biezni 2 korpusu 1. To okienko 16 podobnie jak glówne wlotowe okienko 4 jest roz- 20 rzadzane krawedziami zebów wirnika nie przed¬ stawionego na rysunku. Dzieki prowadzeniu mie¬ szanki biegu jalowego do oddzielnego kanalu o ma¬ lym przekroju uzyskuje sie jednorodna mieszanke.Okienko wlotowe 16' mieszanki biegu jalowego, 25 jak to pokazano na fig. 1, moze byc równiez umie¬ szczone w sciance bocznej korpusu. Dzieki temu okienko 16' jest umieszczone w miejscu, w którym jest odslonietym tylko przez krótka chwile przez wirnik 17. Takie krótkotrwale otwarcie wystarcza 30 do zassania mieszanki w ilosci wystarczajacej do napedu silnika przy malych obrotach. Gdy jednak silnik wiruje z duza liczba obrotów, wówczas czas otwarcia jest tak krótki, ze przez otwór wlotowy 16 dostaje sie minimalna ilosc mieszanki. Wsku- 35 tek tego podczas jazdy powolnej przy duzej liczbie obrotów np. hamowanie silnikiem, kiedy przepust¬ nica 11 jest normalnie zamknieta, zuzycie paliwa jest bardzo male. W polozeniu wirnika 17 zazna¬ czonym linia kreskowana otwór 16' zajmuje polo- 40 zenie tuz przed odslonieciem przez wirnik, nato¬ miast w polozeniu zaznaczonym linia ciagla otwór 16' zostal wlasnie zamkniety. Zmiana polo¬ zenia wirnika pomiedzy polozeniem linia kresko¬ wana i linia ciagla odpowiada katowi obrotu walu 45 mimosrodowego o okolo 110°. Natomiast glówne okienko wlotowe 4 umieszczone w biezni 2, jak za¬ znaczono linia kreskowana 4a — w tarczy bocznej korpusu jest otwarte w obszarze 300 — 340° kata obrotu walu wirnika. Wymienione wartosci sa po- so dane tylko dla porównania czasów otwarcia kana¬ lu glównego i kanalu wlotowego biegu jalowego.Rzeczywiste wartosci sa rózne w róznych silni¬ kach.W przykladzie wykonania przedstawionym na 55 fig. 3 obok glównego kanalu wlotowego 3 i kanalu wlotowego 15 biegu jalowego jest przewidziany od¬ dzielny kanal wlotowy 28 dla obciazenia czescio¬ wego z okienkiem wlotowym 29 sterowanym przez wirnik 17. Ma to na celu zapobiezenie wytracania 60 paliwa z mieszanki przy czesciowym obciazeniu, gdyz równiez w tym stanie ruchu przy zastosowa¬ niu kanalu wlotowego, zaprojektowanego dla pel¬ nego obciazenia, predkosc przeplywu mieszanki jest zbyt mala, tak iz w tym przypadku moga wy- 65 stapic podobne niekorzystne warunki jak przy48314 6 biegu jalowym. Taki podzial kanalu nadaje sie szczególnie do przylaczania gaznjka wieloprzeloto- wego 30, posiadajacego dwie gardziele powietrzne 31, 31', dwa rozpylacze 32, 32' i dwa kanaly ssa¬ ce 33, 33'. W kazdym kanale ssacym 33, 33' jest umieszczona przepustnica 34, 34', uruchamiana np. pedalem gazu 35. W kanale ssacym 33', przez któ¬ ry mieszanka powinna byc zasysana tylko przy pelnym obciazeniu, znajduje sie oprócz tego inna przepustnica 36 utrzymywana w stanie zamknjetym za pomoca sprezyny lub ciezaru przy obciazeniu czesciowym, a otwierana dopiero pod wplywem podcisnienia w komorze roboczej, w suwie ssacym (np. w komorze roboczej A na fig. L) gdy to pod¬ cisnienie osiagnie pewna wartosc. Urzadzenie bie¬ gu jalowego odpowiada urzadzeniu wedlug fig. 2.Przy pracy z obciazeniem czesciowym przepustni¬ ca 34 jest otwarta calkowicie lub czesciowo. Prze¬ pustnica 34' i przepustnica 36 sa jednak jeszcze zamkniete, tak iz swieza mieszanka jest wsysana tylko przez kanal wlotowy 28. Po dalszym nacis¬ nieciu pedalu gazu 35 zostaje równiez otwarta przepustnica 34', a gdy przy zwiekszonej liczbie obrotów podcisnienie w komorze ssacej wzrosnie na tyle, ze otworzy sie przepustnica 36, to swieza mieszanka moze doplywac równiez przez kanal wlotowy 3. Przy pelnym obciazeniu sa wiec czyn¬ ne obydwa kanaly wlotowe 3 i 28. Przy obciazeniu czesciowym jednak, wobec mniejszego przekroju kanalu wlotowego 28, nie moze nastapic wytraca¬ nie paliwa z mieszanki. Okienko wlotowe 29 dla obciazenia czesciowego jest najlepiej umieszczac przed okienkiem wlotowym 4 pelnego obciazenia, liczac w kierunku obrotu D wirnika, aby podcis- 10 15 25 30 nienie dzialajace na przepustnice 36 otwieralo te przepustnice dopiero przy wiekszej liczbie obrotów. PL