WO2015169861A1 - Oscillating piston engine, method for operating an oscillating piston engine, engine system, and motor vehicle - Google Patents

Oscillating piston engine, method for operating an oscillating piston engine, engine system, and motor vehicle Download PDF

Info

Publication number
WO2015169861A1
WO2015169861A1 PCT/EP2015/059964 EP2015059964W WO2015169861A1 WO 2015169861 A1 WO2015169861 A1 WO 2015169861A1 EP 2015059964 W EP2015059964 W EP 2015059964W WO 2015169861 A1 WO2015169861 A1 WO 2015169861A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cylinder
piston
engine
oscillating
oscillating piston
Prior art date
Application number
PCT/EP2015/059964
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Eberhard Dolski
Original Assignee
VBE Berlin-Mechanik 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 VBE Berlin-Mechanik GmbH filed Critical VBE Berlin-Mechanik GmbH
Publication of WO2015169861A1 publication Critical patent/WO2015169861A1/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C9/00Oscillating-piston machines or engines
    • F01C9/002Oscillating-piston machines or engines the piston oscillating around a fixed axis

Definitions

  • Oscillating piston engine method for operating a swivel piston engine
  • the present invention relates to a rotary piston engine and a method for operating the oscillating piston engine according to the invention. Furthermore, the present invention relates to an engine system with several inventive
  • the internal combustion engine drives a generator which charges the electric drive motors and the storage batteries.
  • Storage capacities are required because the engine performs lazy load changes and thus can not cover power peaks.
  • backup batteries are required which provide additional power through their stored electrical energy.
  • the internal combustion engine must be as light as possible, which usually brings a reduction in performance and requires relatively powerful batteries.
  • Plate piston engine referred to, known. It is a valve-controlled four-stroke engine with a floating about its shaft plate piston and four circular sector-shaped combustion chambers in which the plate pistons can move.
  • Swinging movements can be used to compress gas.
  • the invention is therefore based on the object to provide a rotary piston engine and a method for operating this oscillating piston engine, with which mechanical energy can be provided in a reliable, energy-saving and cost-efficient manner. Further aspects of the task are the realization of an engine system and a motor vehicle.
  • a rotary piston engine according to claim 1 and a method for operating the oscillating piston engine according to claim 10 is provided according to the invention.
  • Swivel piston engine is specified in dependent claim 1 1. Furthermore, an inventive engine system according to claim 12 and an inventive
  • the oscillating piston engine comprises three cylinders and three swivel pistons pivotably arranged in each case in a cylinder and three engine heads, wherein the engine heads are arranged between the cylinders.
  • the oscillating piston engine further has at least one memory, wherein two at a respective cylinder
  • Gas lines are connected and each of the gas lines is connected to a first terminal in a dead center of a cylinder and is coupled to a second terminal with the memory in which from a respective cylinder means
  • Pivoting movements of a rotary piston ejected gas can be stored and can be supplied from the stored gas in at least one cylinder.
  • a gas also a gas mixture such.
  • the oscillating piston engine according to the invention is thus a
  • Rotary piston engine in which the rotation takes place in a limited angular range.
  • the dead center areas to which the gas lines are connected are preferably located close to the engine heads, d. H. in the areas of motion reversal of the oscillating piston. This means that the first gas line is connected in a first dead center region of a cylinder and the second gas line is connected in the opposite dead center region of the same cylinder.
  • the swivel pistons can be loaded with combustion-related pressure force on both sides, so that they can be used in both
  • Pivoting directions can do work.
  • a six-cylinder engine is formed.
  • the memory can be a part of the gas line.
  • Oscillating piston engine is a control device available with which the volume flow through a respective gas line is adjustable.
  • the cylinders are formed substantially in the shape of a circular ring sector and arranged together with the engine heads in an angular range of 360 °.
  • the cylinders are of course not cylindrical in the literal sense, but circular sector shaped.
  • the swivel pistons are pivotable in one plane, each in a range of about 90 °.
  • the engine heads are arranged between the cylinders and each cover a range of approximately 30 ° in the plane of the cylinder, so that the three engine heads together also cover an angular range of 90 °.
  • the cylinders cover an angular range of 360 °.
  • the arrangement of other components of the engine in said angular range is not excluded.
  • the cylinders and the engine heads extend along the axis of rotation of the pivot pistons between two planes.
  • each cylinder has a first dead center area and a second dead center area, wherein the two dead center areas are opposite each other, and that a respective gas line is connected in one of the two dead center areas of a cylinder and via the memory in the respective other dead center area of an adjacent cylinder connected.
  • each cylinder has in its angular end regions the dead center areas in which a reversal of the direction of movement of the oscillating pistons and thus a brief standstill must take place.
  • a gas line is thus e.g. to connect to a first cylinder in a first dead center and in an adjacent third cylinder in there second
  • the oscillating piston engine according to the invention can be designed such that all gas lines are coupled to a memory. That is, in this embodiment, there is only a central memory into which the gas expelled sequentially from the cylinders can be conducted and from which the stored gas can be sequentially distributed into all the cylinders.
  • the pivot piston are mechanically coupled to the piston shaft, in turn via the crank mechanism with the Output shaft is mechanically coupled.
  • the star-shaped mutually extending pivot pistons are mechanically rigidly connected to their common connection region and mechanically rigidly connected to the piston shaft with this connection region.
  • a first crank is preferably fixed, which together with a connecting rod and a second crank, which is fixedly connected to the output shaft, cooperates.
  • the piston shaft operates as a swing or pendulum piston shaft, preferably without counterweight.
  • crank mechanism with the output shaft by means of a transmission, in particular a gear transmission, is realized.
  • the oscillating piston engine may comprise at least one pump which is mechanically coupled with the output shaft for the purpose of driving.
  • the present invention is not limited to the arrangement of only one pump, but the
  • Oscillating piston engine can be an injection pump, hydraulic pump and / or a
  • each of these pumps can be mechanically coupled to the output shaft for the purpose of drive.
  • the oscillating piston engine according to the invention may comprise a generator which is also mechanically coupled with the output shaft for the purpose of driving.
  • This generator is preferably designed such that it can also be used as a starter, wherein the mechanical energy generated in this way is introduced into the output shaft and in turn is guided by the crank mechanism to the drive shaft and thus to the rotary piston.
  • a method for operating the oscillating piston engine according to the invention in which a combustion process is carried out in a first cylinder, so that the pivot pistons are pivoted in the cylinders in a first pivoting direction and at the same time to be supplied from the memory storage gas in a third cylinder of the oscillating piston engine is passed.
  • This supplied into the third cylinder to be supplied storage gas is preferably gas, which has been pushed out of the first cylinder due to the pivotal movement of the rotary piston.
  • the term of the air to be stored denotes a quantity of gas which, after renewed reversal of the motion, is compressed by the oscillating pistons and supplied to the accumulator.
  • the supply of intake air takes place due to the increase in the volume between the rear side of the third pivot piston and the engine head between the second and the third cylinder.
  • the discharge of combustion residues from the third cylinder occurs due to the reduction in volume between the front of the third swing piston and the engine head between the third and first cylinders. That is, the associated swing pistons at each movement simultaneously cause the compression of the intake air and the supply of gas to be stored and the supply of intake air as well as the discharge of combustion residues.
  • Compression of the intake air and the supply of air to be stored in the third cylinder and the emission of combustion residues and the supply of intake air in the first cylinder is performed.
  • this cylinder is also supplied with the gas expelled from the first cylinder, so that the pressure in this third cylinder increases significantly, even before the compression takes place in this third cylinder.
  • the gas line may form the reservoir itself, so that, if necessary, the gas from the cylinder in which the combustion takes place can flow into the third cylinder via the gas line which forms the reservoir.
  • This gas can z. B. be simple ambient air.
  • the oscillating piston engine is preferably designed such that a first oscillating piston is arranged in the first cylinder, a second oscillating piston is arranged in the second cylinder and a third oscillating piston is arranged in the third cylinder, the front side of a respective oscillating piston being opposite the one in the sequence next cylinder is arranged and the back of a respective pivot piston is arranged opposite to the preceding cylinder in order. It is provided in an advantageous manner that in the
  • Combustion process in the first cylinder of the angle between the back of the first rotary piston and the preceding cylinder is increased, and the angle between the front of the first rotary piston and the next cylinder is reduced so that gas contained in this angular range is ejected and supplied to the memory.
  • Swinging piston and the next cylinder is reduced and thus a compression of the intake air received in the second cylinder is realized, and the angle between the back of the second swivel piston and the preceding cylinder is increased and thus a supply of air to be stored is effected.
  • the angle between the front side of the third swing piston and the next cylinder is reduced thereby, combustion residues are discharged, and the angle between the back of the third swing piston and the preceding cylinder increases, wherein the supply of intake air is realized.
  • the order of the cylinders is designed according to their numbering, with the third cylinder again following the first cylinder.
  • an engine system which comprises a plurality of oscillating piston engines according to the invention, in which at least two Schenkkolbenmotoren are purely mechanically coupled to each other, and the pistons of these oscillating piston engines are in dead center in opposite Tot gleich Symposiumen.
  • Oscillating piston motors are designed identical. This results in an almost vibration-free running of the engine system. In slightly offset phase position of both
  • crank drives moreover, prevent an indifferent dead center position of the crank drives, or both drive shafts jointly drive a crank via their connecting rods.
  • the volume of the entire engine system can be reduced.
  • a motor vehicle which is a rotary piston engine according to the invention or an inventive
  • Such a motor vehicle may be any land, water or air vehicle, which has the oscillating piston engine, preferably as a drive unit.
  • the oscillating piston engine according to the invention provides a light and small
  • the engine has no oscillating pistons, no camshaft, no tappets and no hard valve springs, which has a positive effect on engine performance.
  • the motor thus generates no second and third order vibrations.
  • the engine has relatively few components and combines a small volume with less weight and less
  • the oscillating piston engine according to the invention can also be referred to as a so-called “Arcusmotor”, which derives its name from the Latin word “arcus”, because the pistons describe a circular arc movement.
  • the oscillating piston engine according to the invention is always a six-cylinder engine and as such always a four-stroke engine, preferably a diesel engine, but also the
  • the oscillating piston engine according to the invention performs four work cycles at four cycles.
  • the oscillating piston engine does not require an exhaust gas turbocharger because the third oscillating piston assumes the function of a compressor.
  • the valves of the oscillating piston engine are actuated electro / hydraulically.
  • the oscillating piston engine may be equipped with an exhaust gas recirculation and consequently produce only low emissions.
  • the resulting advantages are in particular a high performance and a high constant torque.
  • This achieves the engine according to the invention with a minimum of components, which at the same time results in a high power-to-weight ratio and a low volume and fuel consumption.
  • the motor can be operated independently of position.
  • the battery used is preferably a lightweight lithium iron phosphate accumulator.
  • the oscillating piston engine according to the invention drives the electric motors on the wheel hubs and changes its speed analogously to the desired speed.
  • Acceleration peaks are additionally made possible by providing the electrical energy of the accumulator. All driving conditions can be operated purely electrically, from city traffic through marching operations to permanent maximum speeds.
  • the oscillating piston engine according to the invention is particularly suitable as part of a hybrid drive of a motor vehicle:
  • the internal combustion engine has no mechanical connection to the drive axle, he drives only an electric generator.
  • the internal combustion engine acts together with the one or more electric motors on the
  • the internal combustion engine or alone the electric motor or both together can provide the drive energy.
  • the drive of the vehicle is only via the internal combustion engine.
  • the electric machine is not used to drive the vehicle, it supports the engine only to increase performance.
  • This drive preferably has a start-stop automatic and brake energy recovery, so that a significant fuel economy is recorded.
  • the oscillating piston engine according to the invention is very powerful and very light, because he needs no flywheel. Therefore, he has especially as a diesel engine, the ability to react very quickly with his speed and power to the desired driving situation. With the power of max. 0.54 kg / kW will weigh a 150 kW engine (204 hp) only 80 kg.
  • a starter generator combines the alternator and starter in an electric motor connected to the drive train.
  • AS energy storage is a lithium-iron secondary battery. This battery is capable of absorbing the kinetic energy of the braking drive motors converted into electrical energy and making it available again when the vehicle is accelerating.
  • the electric drive of the vehicle is preferably carried out via two or four electric motors as a pancake or brushless wheel hub motors, which are controlled or regulated by an electronic load control.
  • This load control is supplied energetically by a generator which is coupled to the internal combustion engine.
  • the drive motors can be used as brake motors on the basis of the metered counter-induction according to the EMF principle (electromotive force).
  • the drive motors can also be controlled synchronously, ie the rotation of the axes is homogenized as in the case of the locking differential.
  • the EMK drive motors it is possible to carry out almost all braking operations electrically by metered counter-induction.
  • the electronics also intervene here by the respective brake pedal force is transformed into electrical braking force.
  • a normal hydraulic brake is provided for special cases, such as additional effect in case of power braking, failure of the electrical system or with mechanical
  • the drive motors, the generator, the power electronics and the accumulator are integrated in the cooling system.
  • the temperature is monitored, and in the event of an overload, the system reacts with power reduction.
  • Starter, gearbox and differential, clutch and gimbal overcompensate the weight of the generator, the power electronics and the drive motors of the oscillating piston engine according to the invention.
  • the oscillating piston engine is also suitable as a drive motor without hybrid function. In addition to use in cars or motorcycles, it is particularly suitable as a flight engine, not only by its exceptional power to weight ratio, but also by its variable mounting position. He works completely independent of location. Even a slanted installation is possible. Lubrication is guaranteed in every situation.
  • the oscillating piston engine according to the invention can be arranged due to its low weight in the vicinity of the rear of the small aircraft. This not only has advantages over the noise pollution for the pilots, but also has an advantageous effect in terms of fire protection.
  • the swing-piston engine is conceptually a four-stroke diesel engine.
  • FIG. 1 shows a sectional view of a rotary piston engine according to the invention
  • Figure 3 a schematic representation of the oscillating piston engine components in
  • Figure 4 a flow chart for operation of the oscillating piston engine according to the invention.
  • FIG. 1 To explain the general structure of the oscillating piston engine, reference is first made to FIG.
  • the oscillating piston engine comprises a first cylinder 10, a second cylinder 20 and a third cylinder 30, which are arranged in a plane separated from each other by a first engine head 12, a second engine head 22 and a third engine head 32.
  • a first oscillating piston 1 1 moves
  • a second oscillating piston 21 moves
  • a third oscillating piston 31 moves.
  • the pivoting piston 1 1, 21, 31 are connected to a common
  • Connecting portion 91 which is also fixedly connected to a drive shaft connected.
  • Each of the rotary pistons 1 1, 21, 31 has a front side 40 and a rear side 41.
  • Each of the cylinders 10, 20, 30 has at opposite angular ranges a first dead center region 44 and a second dead center region 45. The illustrated
  • the oscillating piston engine further comprises a memory 50, which is connected by means of a first gas line 60 to a first port 62 and is connected with a second gas line 61 to a second port 63 in another cylinder.
  • a memory 50 which is connected by means of a first gas line 60 to a first port 62 and is connected with a second gas line 61 to a second port 63 in another cylinder.
  • the first gas line 60 is connected in a first dead center region 44 of the first cylinder 10.
  • the second gas line 61 is connected to the second cylinder 20.
  • first cylinder 10 In the first cylinder 10, a combustion of fuel has taken place, so that work 190 has been performed and the pivoting pistons 1 1, 21, 31 have been pivoted in the first pivoting direction 46. The angle between the first pivot piston 1 1 and the first motor head 12 is reduced and thus also the space between the first oscillating piston 1 1 and the first engine head 12. In this space contained gas is via the first gas line 60 and the memory 50 and the second Gas line 61 passed into the third cylinder 30.
  • the oscillating piston engine according to the invention can be used as a classic gasoline or diesel four-stroke engine.
  • Each of the three oscillating pistons executes four full power strokes in both directions of pivoting, whereby a classical intake process, a compression and ignition process and a
  • Swivel piston is thus formed a six-cylinder engine.
  • the memory 50 or the Gas line process 300 causes an integrated boost pressure generation.
  • the reservoir 50 preferably has a volume of approximately one third of the cylinder or stroke volume.
  • Pre-compression 2 1. This value can be reduced depending on the desired performance via an electronically controlled charge pressure control valve. It is thus possible to charge the engine without the need for an additional compressor or turbocharger.
  • the tolerance between the rotary pistons 1 1, 21, 31 and the cylinders 10, 20, 30 is 0.3 mm at most.
  • the cylinder liners are preferably ground inside before the engine heads are mounted, and the rotary pistons running inside are ground externally round.
  • sealing strips which are provided via bores z. B. can be pressed with engine oil, there is a sufficient seal the cylinder chambers.
  • the rotary piston engine comprises
  • Swivel piston 1 1, 21, 31 connected drive shaft is a maximum of 0.02 mm.
  • the valves shown in the engine heads 12, 22, 32 are not actuated by a camshaft, but electro-hydraulic. They are preferably pressed by a spring in their respective seat and cause such a seal.
  • Each valve is assigned a piston which can be actuated hydraulically on both sides, which can actuate the valve with its push rod. In the unloaded state, a valve spring causes the valve to close. This ensures that no collision of a rotary piston with a valve can occur.
  • Swivel piston engine with different positions of the rotary piston 1 1, 21, 31 and consequently in each cylinder 10, 20, 30 shown different operating conditions.
  • the representation 2a) corresponds to the operating state of the engine, as shown in Figure 1.
  • an explosion took place in the first cylinder 10, so that the pivoting pistons 11, 21, 31 have moved counterclockwise in a first pivoting direction 46. It was in the second cylinder 20th
  • Combustion process 200 is burned. Because of this, the second moves
  • the gas to be stored is passed from the rotary piston 21 into the first cylinder 10.
  • the third cylinder 30 is again a
  • Feed process 700 intake air supplied.
  • intake air 700 flows into the third cylinder 30 and gas feeds 500 gas into the second cylinder 20.
  • gas is conducted from the second cylinder 20 into the first cylinder 10 in the gas line process 300.
  • the gas is compressed and discharged from the first cylinder 10 in the discharge process 600.
  • Swinging piston 1 1, 21, 31 again pivots in the opposite direction, so that as shown in the representation 2 g), the initial situation according to representation 2a) is achieved.
  • gas 70 is ejected from the cylinder in which the combustion process 200 takes place on the opposite side of the respective rotary piston, where it is compressed and directed into an adjacent cylinder 80.
  • the method for operating the oscillating piston engine according to the invention is not limited to the order shown in Figure 2, but the firing order can have different variants.
  • the following are possible ignition sequences based on the naming of the representations enumerated:
  • the oscillating piston engine according to the invention is shown in an open view from the side. It can be seen that the motor comprises a housing in which the cylinders 10, 20, 30 indicated here only as a space are arranged. Central through the engine, the piston shaft 90 extends, with all of which are not individually shown pivoting piston 1 1, 21, 31 are firmly connected. With the piston shaft 90 is a crank mechanism 100 in
  • the first crank 1 10 is fixedly arranged on the piston shaft 90.
  • the first crank 1 10 acts with a connecting rod 1 15 and this in turn with a second crank 120 together.
  • the second crank 120 transmits a torque to a transmission 140 to realize a translation.
  • Rotary movement is directed to an output shaft 130.
  • a pump 150 which may be designed as a high pressure pump, as a hydraulic pump or as a pump for the dry sump.
  • the rotary piston engine may include an exhaust gas recirculation 180.
  • the reservoir 172 is connected to a reservoir inlet 181 and a reservoir outlet to the cylinders 10, 20, 30 in the manner described.
  • the cylinders 10, 20, 30 include a gas inlet 183 and a gas outlet 184 and an injection nozzle 185.
  • the seal 10, 20, 30 via not shown here sealing strips, which are pressed through oil holes by lubricating oil.
  • a pump 151 is installed. This pump is preferably an electrical
  • the output shaft 190 completes a rotation through 360 ° and thereby outputs the engine power.
  • the intake damper is preferably designed annular and isolates the exhaust manifold and its damper.
  • the illustrated external exhaust gas recirculation 180 can be arranged.
  • the required amount of inert gases to minimize the pollutants is thus removed from the external exhaust gas recirculation 180 and fed to the intake air. This allows a gas-fuel ratio of ⁇ > 1, 2 and reduces carbon monoxide, hydrocarbons and nitrogen oxides.
  • crank mechanism prevents a pivot piston colliding with a motor head. This is realized independently of the combustion pressure of approx. 150 bar, which offers additional security against collision by the compression of 22: 1.
  • the high pressure pump is preferably a common rail pump for the
  • Injector 185 Other pumps may be hydraulic pumps for the control units of the valves and an oil sump for dry sump lubrication.
  • the generator 160 can also be used as a starter of the oscillating piston engine.
  • the oscillating piston engine according to the invention is preferably subdivided into four chambers, namely into the gas space 190, the working space 191 with the cylinders arranged therein, into the crank space 192 with the crank mechanism 100 arranged therein and the electric high-pressure pump 151 for the starting process, into the pump space 193 with the arranged therein pump 150 and in the electrical space 194 with the generator 160 disposed therein.
  • a control unit is preferably arranged outside the swing motor housing.
  • a lithium-iron-phosphate battery C serves as an energy supplier when standing
  • the AC (AC) starter generator B can under
  • Power supply from the lithium-iron-phosphate accumulator C start the rotary piston engine A.
  • the oscillating piston motor A generated via the AC starter generator B enough electrical power for propulsion, accumulator charging and personal use of the on-board electronics including light.
  • the lithium-iron-phosphate battery C is in addition to this electrical backup function for a time Limited power-push function designed to increase the drive power of the oscillating piston engine.
  • it serves as a power reserve of up to 15% overload. The duration of the emission-free journey or the available power reserve can be varied via the capacity of the lithium iron phosphate battery C.
  • the system is equipped with EMR (electromotive force) L hub motors to allow the wheels to be driven without coupling to a mechanical train and to provide a low power to weight ratio as an externally excited, brushless outer rotor with high efficiency.
  • EMR electrostatic force
  • Drive motors L are designed for alternating current.
  • the powertrain is operated with 120 V DC and the rest of the electrical system with 14 V. Although this requires rectifier and inverter, but this speed control is greatly simplified and the output speed is only conditionally dependent on the speed of the oscillating piston engine.
  • ⁇ -control F the electric drive and the generator can operate virtually maintenance-free, with a single efficiency of the electronic
  • the drive motors L preferably have a power of 15 kW per wheel, resulting in a necessary power of 160 A per strand.
  • the designed overall system with the oscillating piston engine A makes at a
  • Injectors and / or the hydraulically actuated valves can drive changeable.
  • Braking can be realized in two stages. In a first stage, the first stage
  • the wheel motors preferably have no permanent magnets, only the energy through the rotor field excitation is needed here, so that the deceleration value can be controlled very well.
  • the drive motors can also be activated in the opposite direction until the sensors M detect the wheelstop. In this position, the vehicle can also be held electrically, for. B. as travel assistance on the mountain.
  • a mechanical or hydraulic brake may additionally be arranged, which acts on the brake pedal with an increased actuating force. For this purpose, it may be provided that the first half of the brake pedal travel acts on the electronic brake sensory and only activates the hydraulic brake for the second half way.
  • the invention is not limited to such a cooling, but it can also be done oil cooling and / or air cooling.
  • the materials of the oscillating piston engine are preferably aluminum as well as suitable aluminum alloys and steel. The use of carbon and / or ceramic is not excluded.

Abstract

The present invention relates to an oscillating piston engine and to a method for operating the oscillating piston engine according to the invention. The present invention further relates to an engine system with multiple oscillating piston engines according to the invention and a motor vehicle comprising the oscillating piston engines according to the invention or the engine system according to the invention. The oscillating piston engine comprises three cylinders (10, 20, 30) and three oscillating pistons (11, 21, 31) each arranged to oscillate in a cylinder (10, 20, 30) and three engine heads (12, 22, 32), wherein the engine heads (12, 22, 32) are arranged between the cylinders (10, 20, 30). The oscillating piston engine according to the invention comprises at least one reservoir (50) and two gas lines (60, 61) are connected to a respective cylinder (10, 20, 30), wherein each of the gas lines (60, 61) is connected using a first connector (62) in a dead center region (44, 45) of a cylinder (10, 20, 30) and is coupled to the reservoir (50) using a second connection (63), in that gas discharged from a respective cylinder (10, 20, 30) by means of an oscillating movement of an oscillating piston (11, 21, 31) can be stored and gas can be supplied into at least one cylinder (10, 20, 30) from the stored gas.

Description

Schwenkkolbenmotor, Verfahren zum Betreiben eines Schwenkkolbenmotors,  Oscillating piston engine, method for operating a swivel piston engine,
Motorsystem und Kraftfahrzeug  Engine system and motor vehicle
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schwenkkolbenmotor sowie ein Verfahren zum Betreiben des erfindungsgemäßen Schwenkkolbenmotors. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Motorsystem mit mehreren erfindungsgemäßen The present invention relates to a rotary piston engine and a method for operating the oscillating piston engine according to the invention. Furthermore, the present invention relates to an engine system with several inventive
Schwenkkolbenmotoren sowie ein Kraftfahrzeug mit dem erfindungsgemäßen Oscillating piston engines and a motor vehicle with the invention
Schwenkkolbenmotor bzw. dem erfindungsgemäßen Motorsystem. Oscillating piston engine or the engine system according to the invention.
Es besteht der Bedarf für die Entwicklung eines aufgeladenen Dieselmotors mit einem Leistungsgewicht von 0,3 bis 0,4 kg/PS bzw. 0,45 bis 0,54 kg/kW. Er soll insbesondere als Motor eines seriellen Hybridantriebs dienen und damit den Antrieb des Fahrzeugs ausschließlich elektrisch ermöglichen. There is a need for the development of a supercharged diesel engine having a power to weight ratio of 0.3 to 0.4 kg / HP and 0.45 to 0.54 kg / kW. He should serve in particular as the engine of a serial hybrid drive and thus allow the drive of the vehicle only electrically.
Bisher treibt bei solchen Hybriden der Verbrennungsmotor einen Generator an, der die elektrischen Antriebsmotoren und die Speicherbatterien lädt. Until now, in such hybrids, the internal combustion engine drives a generator which charges the electric drive motors and the storage batteries.
Es sind Speicherkapazitäten erforderlich, da der Verbrennungsmotor träge Lastwechsel ausführt und somit Leistungsspitzen nicht abdecken kann.  Storage capacities are required because the engine performs lazy load changes and thus can not cover power peaks.
Es sind daher Pufferbatterien erforderlich, die durch ihre gespeicherte elektrische Energie zusätzliche Leistung zur Verfügung stellen. Andererseits muß der Verbrennungsmotor möglichst leicht sein, was üblicherweise eine Leistungsverringerung mit sich bringt und relativ leistungsstarker Akkus bedarf.  Therefore, backup batteries are required which provide additional power through their stored electrical energy. On the other hand, the internal combustion engine must be as light as possible, which usually brings a reduction in performance and requires relatively powerful batteries.
Aus der DE 101 19373 A1 ist ein Drehhub-Mehrtakt-Antriebsmotor, auch als From DE 101 19373 A1 is a rotary multi-stroke drive motor, also as
Plattenkolbenmotor bezeichnet, bekannt. Es handelt hierbei um einen ventilgesteuerten Viertaktmotor mit einem um seine Welle beweglich gelagerten Plattenkolben sowie vier kreissektorförmigen Brennräumen, in denen sich die Plattenkolben bewegen können. Plate piston engine referred to, known. It is a valve-controlled four-stroke engine with a floating about its shaft plate piston and four circular sector-shaped combustion chambers in which the plate pistons can move.
Verbrennungsbedingt bewegen sich die Plattenkolben in Schwenkbewegungen innerhalb der Zylinder. Dadurch, dass die Plattenkolben beidseitig mit verbrennungsbedingten Drücken beaufschlagbar sind, bildet sich ein Vierzylinder-Motor aus. Arbeitsbedingte Due to combustion, the plate pistons move in pivoting movements within the cylinders. Because the plate pistons can be acted upon on both sides with combustion-related pressures, a four-cylinder engine is formed. work-related
Schwenkbewegungen können dabei genutzt werden, um Gas zu komprimieren. Es besteht jedoch auch bei einem derartigen Motor die generelle Anforderung, den Wirkungsgrad zu steigern, nämlich durch Verringerung des Kraftstoffbedarfs und/oder Maximierung der je Zeiteinheit generierbaren kinetischen Energie. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Schwenkkolbenmotor sowie ein Verfahren zum Betreiben dieses Schwenkkolbenmotors zur Verfügung zu stellen, mit denen in zuverlässiger, energiesparender sowie kosteneffizienter Weise mechanische Energie zur Verfügung gestellt werden kann. Weitere Aspekte der Aufgabe sind die Realisierung eines Motorsystems sowie eines Kraftfahrzeuges. Swinging movements can be used to compress gas. However, there is also the general requirement in such an engine to increase the efficiency, namely by reducing the fuel requirement and / or maximizing the kinetic energy that can be generated per unit time. The invention is therefore based on the object to provide a rotary piston engine and a method for operating this oscillating piston engine, with which mechanical energy can be provided in a reliable, energy-saving and cost-efficient manner. Further aspects of the task are the realization of an engine system and a motor vehicle.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß ein Schwenkkolbenmotor nach Anspruch 1 sowie ein Verfahren zum Betreiben des Schwenkkolbenmotors nach Anspruch 10 zur Verfügung gestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen  To achieve this object, a rotary piston engine according to claim 1 and a method for operating the oscillating piston engine according to claim 10 is provided according to the invention. Advantageous embodiments of the invention
Schwenkkolbenmotors sind in den Unteransprüchen 2 - 9 angegeben. Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben des The oscillating piston engine are specified in the subclaims 2-9. An advantageous embodiment of the method according to the invention for operating the
Schwenkkolbenmotors ist in Unteranspruch 1 1 angegeben. Des Weiteren wird ein erfindungsgemäßes Motorsystem nach Anspruch 12 und ein erfindungsgemäßes Swivel piston engine is specified in dependent claim 1 1. Furthermore, an inventive engine system according to claim 12 and an inventive
Kraftfahrzeug nach Anspruch 13 zur Verfügung gestellt. Motor vehicle provided according to claim 13.
Der erfindungsgemäße Schwenkkolbenmotor umfasst drei Zylinder und drei in jeweils einem Zylinder schwenkbar angeordnete Schwenkkolben sowie drei Motorköpfe, wobei die Motorköpfe zwischen den Zylindern angeordnet sind. Der Schwenkkolbenmotor weist weiterhin wenigstens einen Speicher auf, wobei an einem jeweiligen Zylinder zwei The oscillating piston engine according to the invention comprises three cylinders and three swivel pistons pivotably arranged in each case in a cylinder and three engine heads, wherein the engine heads are arranged between the cylinders. The oscillating piston engine further has at least one memory, wherein two at a respective cylinder
Gasleitungen angeschlossen sind und jede der Gasleitungen mit einem ersten Anschluss in einem Totpunktbereich eines Zylinders angeschlossen ist und mit einem zweiten Anschluss mit dem Speicher gekoppelt ist, in dem aus einem jeweiligen Zylinder mittels Gas lines are connected and each of the gas lines is connected to a first terminal in a dead center of a cylinder and is coupled to a second terminal with the memory in which from a respective cylinder means
Schwenkbewegungen eines Schwenkkolbens ausgestoßenes Gas speicherbar ist und aus dem gespeichertes Gas in wenigstens einen Zylinder zuführbar ist. Im Sinne der Erfindung ist unter einem Gas ebenfalls ein Gasgemisch, wie z. B. Luft oder auch ein Kraftstoff-Luft- Gemisch zu verstehen. Der erfindungsgemäße Schwenkkolbenmotor ist somit ein Pivoting movements of a rotary piston ejected gas can be stored and can be supplied from the stored gas in at least one cylinder. For the purposes of the invention is under a gas also a gas mixture such. As air or a fuel-air mixture to understand. The oscillating piston engine according to the invention is thus a
Rotationskolbenmotor, bei dem die Rotation in einem begrenzten Winkelbereich stattfindet. Die Totpunktbereiche, an denen die Gasleitungen angeschlossen sind, befinden sich vorzugsweise dicht an den Motorköpfen, d. h. in den Bereichen der Bewegungsumkehr der Schwenkkolben. Das bedeutet, dass die erste Gasleitung in einem ersten Totpunktbereich eines Zylinders angeschlossen ist und die zweite Gasleitung in dem gegenüberliegenden Totpunktbereich desselben Zylinder angeschlossen ist. Die Schwenkkolben sind beidseitig mit verbrennungsbedingter Druckkraft beaufschlagbar, sodass Sie in beiden Rotary piston engine, in which the rotation takes place in a limited angular range. The dead center areas to which the gas lines are connected are preferably located close to the engine heads, d. H. in the areas of motion reversal of the oscillating piston. This means that the first gas line is connected in a first dead center region of a cylinder and the second gas line is connected in the opposite dead center region of the same cylinder. The swivel pistons can be loaded with combustion-related pressure force on both sides, so that they can be used in both
Schwenkrichtungen Arbeit verrichten können. Somit ist bei der erfindungsgemäßen Anordnung von drei Schwenkkolben ein Sechszylinder-Motor ausgebildet. Der Speicher kann dabei ein Bestandteil der Gasleitung sein. In günstiger Ausgestaltung des Pivoting directions can do work. Thus, in the inventive arrangement of three rotary piston, a six-cylinder engine is formed. The memory can be a part of the gas line. In a favorable embodiment of
Schwenkkolbenmotors ist eine Steuerungseinrichtung vorhanden, mit der der Volumenstrom durch eine jeweilige Gasleitung einstellbar ist. Vorzugsweise sind die Zylinder im Wesentlichen in Form eines Kreisringsektors ausgebildet und zusammen mit den Motorköpfen in einem Winkelbereich von 360° angeordnet. Die Zylinder sind dabei selbstverständlich nicht im Wortsinn zylindrisch ausgeführt, sondern kreisringsektorförmig. Die Schwenkkolben sind in einer Ebene schwenkbar, jeweils in einem Bereich von ca. 90°. Die Motorköpfe sind zwischen den Zylindern angeordnet und decken jeweils einen Bereich von ca. 30° in der Ebene der Zylinder ab, sodass die drei Motorköpfe zusammen ebenfalls einen Winkelbereich von 90° abdecken. Somit decken die Zylinder zusammen mit den Motorköpfen einen Winkelbereich von 360° ab. Dabei ist jedoch die Anordnung von weiteren Bestandteilen des Motors in dem genannten Winkelbereich nicht ausgeschlossen. Die Zylinder und die Motorköpfe erstrecken sich längs der Rotationsachse der Schwenkkolben zwischen zwei Ebenen. Oscillating piston engine is a control device available with which the volume flow through a respective gas line is adjustable. Preferably, the cylinders are formed substantially in the shape of a circular ring sector and arranged together with the engine heads in an angular range of 360 °. The cylinders are of course not cylindrical in the literal sense, but circular sector shaped. The swivel pistons are pivotable in one plane, each in a range of about 90 °. The engine heads are arranged between the cylinders and each cover a range of approximately 30 ° in the plane of the cylinder, so that the three engine heads together also cover an angular range of 90 °. Thus, together with the engine heads, the cylinders cover an angular range of 360 °. However, the arrangement of other components of the engine in said angular range is not excluded. The cylinders and the engine heads extend along the axis of rotation of the pivot pistons between two planes.
Insbesondere ist vorgesehen, dass jeder Zylinder einen ersten Totpunktbereich und einen zweiten Totpunktbereich aufweist, wobei die beiden Totpunktbereiche einander gegenüber liegen, und dass eine jeweilige Gasleitung in einem der beiden Totpunktbereiche eines Zylinders angeschlossen ist und über den Speicher in dem jeweils anderem Totpunktbereich eines benachbarten Zylinders angeschlossen ist.  In particular, it is provided that each cylinder has a first dead center area and a second dead center area, wherein the two dead center areas are opposite each other, and that a respective gas line is connected in one of the two dead center areas of a cylinder and via the memory in the respective other dead center area of an adjacent cylinder connected.
Das bedeutet, dass jeder Zylinder in seinen Winkel-Endbereichen die Totpunktbereiche aufweist, in denen eine Bewegungsrichtungsumkehr der Schwenkkolben und somit ein kurzer Stillstand erfolgen muss.  This means that each cylinder has in its angular end regions the dead center areas in which a reversal of the direction of movement of the oscillating pistons and thus a brief standstill must take place.
Eine Gasleitung ist somit z.B. an einem ersten Zylinder in einem ersten Totpunktbereich anzuschließen und in einem benachbarten dritten Zylinder im dortigen zweiten  A gas line is thus e.g. to connect to a first cylinder in a first dead center and in an adjacent third cylinder in there second
Totpunktbereich anzuschließen. Bei unterschiedlichen Zylindern sind somit die genannten jeweils anderen Totpunktbereiche diese Winkel-Endbereiche, die einen Zylinder im Connect dead center area. In the case of different cylinders, the respective other dead center areas are thus these angular end areas which form a cylinder in the
Uhrzeigersinn begrenzen und den benachbarten Zylinder in einer Drehrichtung entgegen des Uhrzeigersinnes begrenzen, und umgekehrt. Limit clockwise and limit the adjacent cylinder in a counterclockwise direction, and vice versa.
Hinsichtlich der Speicheranordnung kann der erfindungsgemäße Schwenkkolbenmotor derart ausgestaltet sein, dass sämtliche Gasleitungen mit einem Speicher gekoppelt sind. Das heißt, es gibt in dieser Ausführungsform lediglich einen zentralen Speicher, in den das aus den Zylindern sequentiell ausgestoßene Gas leitbar ist und aus dem das gespeicherte Gas in alle Zylinder sequentiell verteilbar ist.  With regard to the storage arrangement, the oscillating piston engine according to the invention can be designed such that all gas lines are coupled to a memory. That is, in this embodiment, there is only a central memory into which the gas expelled sequentially from the cylinders can be conducted and from which the stored gas can be sequentially distributed into all the cylinders.
Vorteilhafter Weise umfassen alle Zylinder im Wesentlichen das gleiche Volumen Vz, wobei der Speicher ein Volumen Vs aufweist und das Verhältnis Vs = 0,3...0,35 Vz gilt. Advantageously, all cylinders comprise substantially the same volume V z , the memory having a volume V s and the ratio V s = 0.3 ... 0.35 V z .
Der Schwenkkolbenmotor ist dann vorteilhaft ausgebildet, wenn er weiterhin eine The oscillating piston engine is then advantageously designed if it continues to have a
Kolbenwelle, einen Kurbeltrieb sowie eine Abtriebswelle aufweist, wobei die Schwenkkolben mechanisch mit der Kolbenwelle gekoppelt sind, die wiederum über den Kurbeltrieb mit der Abtriebswelle mechanisch gekoppelt ist. In einer günstigen Ausführung sind die sternförmig zueinander verlaufenden Schwenkkolben mechanisch starr mit ihrem gemeinsamen Verbindungsbereich verbunden sowie mit diesem Verbindungsbereich mechanisch starr mit der Kolbenwelle verbunden. An der Kolbenwelle ist vorzugsweise eine erste Kurbel fest angeordnet, die zusammen mit einem Pleuel und einer zweiten Kurbel, die fest mit der Abtriebswelle verbunden ist, zusammen wirkt. Die Kolbenwelle arbeitet als Schwenk- oder Pendelkolbenwelle, vorzugsweise ohne Gegengewicht. Has a piston shaft, a crank mechanism and an output shaft, wherein the pivot piston are mechanically coupled to the piston shaft, in turn via the crank mechanism with the Output shaft is mechanically coupled. In a favorable embodiment, the star-shaped mutually extending pivot pistons are mechanically rigidly connected to their common connection region and mechanically rigidly connected to the piston shaft with this connection region. On the piston shaft, a first crank is preferably fixed, which together with a connecting rod and a second crank, which is fixedly connected to the output shaft, cooperates. The piston shaft operates as a swing or pendulum piston shaft, preferably without counterweight.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die mechanische Kopplung des Kurbeltriebes mit der Abtriebswelle mittels eines Getriebes, insbesondere eines Zahnradgetriebes, realisiert ist. Furthermore, it can be provided that the mechanical coupling of the crank mechanism with the output shaft by means of a transmission, in particular a gear transmission, is realized.
Außerdem kann der Schwenkkolbenmotor wenigstens eine Pumpe aufweisen, die zwecks Antrieb mechanisch mit der Abtriebswelle gekoppelt ist. Die vorliegende Erfindung ist dabei nicht auf die Anordnung lediglich einer Pumpe eingeschränkt, sondern der In addition, the oscillating piston engine may comprise at least one pump which is mechanically coupled with the output shaft for the purpose of driving. The present invention is not limited to the arrangement of only one pump, but the
Schwenkkolbenmotor kann eine Einspritzpumpe, Hydraulikpumpe und/oder eine Oscillating piston engine can be an injection pump, hydraulic pump and / or a
Öldruckpumpe für die Trockensumpfschmierung aufweisen, wobei jede dieser Pumpen zwecks Antrieb mechanisch mit der Abtriebswelle gekoppelt sein kann. Have dry-sump oil pressure pump, each of these pumps can be mechanically coupled to the output shaft for the purpose of drive.
Außerdem kann der erfindungsgemäße Schwenkkolbenmotor einen Generator aufweisen, der ebenfalls zwecks Antrieb mechanisch mit der Abtriebswelle gekoppelt ist. Dieser Generator ist vorzugsweise derart ausgestaltet, dass man ihn auch als Starter verwenden kann, wobei die dabei erzeugte mechanische Energie in die Abtriebswelle eingeleitet wird und vom Kurbeltrieb wiederum auf die Antriebswelle und somit auf die Schwenkkolben geleitet wird. In addition, the oscillating piston engine according to the invention may comprise a generator which is also mechanically coupled with the output shaft for the purpose of driving. This generator is preferably designed such that it can also be used as a starter, wherein the mechanical energy generated in this way is introduced into the output shaft and in turn is guided by the crank mechanism to the drive shaft and thus to the rotary piston.
Zur Lösung der genannten Aufgabe wird außerdem ein Verfahren zum Betreiben des erfindungsgemäßen Schwenkkolbenmotors zur Verfügung gestellt, bei dem in einem ersten Zylinder ein Verbrennungsprozess durchgeführt wird, sodass die Schwenkkolben in den Zylindern in einer ersten Schwenkrichtung geschwenkt werden und gleichzeitig aus dem Speicher zuzuführendes Speichergas in einen dritten Zylinder des Schwenkkolbenmotors geleitet wird. Dieses in den dritten Zylinder geleitete zuzuführende Speichergas ist vorzugsweise Gas, welches aus dem ersten Zylinder aufgrund der Schwenkbewegung der Schwenkkolben herausgedrückt wurde. To solve the above object, a method for operating the oscillating piston engine according to the invention is also provided, in which a combustion process is carried out in a first cylinder, so that the pivot pistons are pivoted in the cylinders in a first pivoting direction and at the same time to be supplied from the memory storage gas in a third cylinder of the oscillating piston engine is passed. This supplied into the third cylinder to be supplied storage gas is preferably gas, which has been pushed out of the first cylinder due to the pivotal movement of the rotary piston.
Weiterhin erfolgt in einem zweiten Zylinder die Komprimierung der Ansaugluft und gleichzeitig die Zuführung von zu speichernder Luft in den zweiten Zylinder, jedoch auf der der Komprimierung gegenüberliegenden Seite des Schwenkkolbens im zweiten Zylinder. Aus dem dritten Zylinder werden Verbrennungsrückstände ausgestoßen und gleichzeitig in den dritten Zylinder Ansaugluft zugeführt, wobei auch hier die Zuführung der Ansaugluft auf der dem Gasausstoß gegenüberliegenden Seite des jeweiligen Schwenkkolbens stattfindet. Furthermore, in a second cylinder, the compression of the intake air and at the same time the supply of air to be stored in the second cylinder, but on the side opposite the compression side of the rotary piston in the second cylinder. Combustion residues are ejected from the third cylinder and intake air is fed into the third cylinder at the same time, the supply of the intake air also taking place here on the side of the respective oscillating piston opposite the gas discharge.
Danach wird die Schwenkrichtung umgekehrt, wobei der Verbrennungsprozess, der Thereafter, the pivoting direction is reversed, wherein the combustion process, the
Gasleitungsprozess, der Komprimierungsprozess, der Zuführungsprozess von zu Gas pipeline process, the compression process, the delivery process of to
speichernder Luft, der Ausstoßprozess und der Zuführungsprozess von Ansaugluft in einem jeweils anderen Zylinder durchgeführt werden, wobei Gas aus dem Zylinder, in welchem der Verbrennungsvorgang stattfindet, in den Speicher geleitet wird, von dem es wiederum in einen Zylinder zuführbar ist. storing air, the discharge process and the supply process of intake air are performed in a respective other cylinder, wherein gas from the cylinder, in which the combustion process takes place, is directed into the memory, from which it is in turn fed into a cylinder.
Dabei bezeichnet der Begriff der zu speichernden Luft eine Gasmenge, die nach erneuter Bewegungsumkehr der Schwenkkolben komprimiert und dem Speicher zugeführt wird. In this case, the term of the air to be stored denotes a quantity of gas which, after renewed reversal of the motion, is compressed by the oscillating pistons and supplied to the accumulator.
Bezogen auf den Takt, in dem im ersten Zylinder ein Verbrennungsprozess stattfindet, erfolgt die Zuführung von Ansaugluft aufgrund der Vergrößerung des Volumens zwischen der Rückseite des dritten Schwenkkolbens und dem Motorkopf zwischen dem zweiten und dem dritten Zylinder. Das Ausstoßen von Verbrennungsrückständen aus dem dritten Zylinder erfolgt aufgrund der Verringerung des Volumens zwischen der Vorderseite des dritten Schwenkkolbens und dem Motorkopf zwischen dem dritten und ersten Zylinder. Das heißt, dass die miteinander verbundenen Schwenkkolben bei jeder Bewegung gleichzeitig die Komprimierung der Ansaugluft und die Zuführung von zu speicherndem Gas und das Zuführen von Ansaugluft als auch das Ausstoßen von Verbrennungsrückständen bewirken. Relative to the cycle in which a combustion process takes place in the first cylinder, the supply of intake air takes place due to the increase in the volume between the rear side of the third pivot piston and the engine head between the second and the third cylinder. The discharge of combustion residues from the third cylinder occurs due to the reduction in volume between the front of the third swing piston and the engine head between the third and first cylinders. That is, the associated swing pistons at each movement simultaneously cause the compression of the intake air and the supply of gas to be stored and the supply of intake air as well as the discharge of combustion residues.
Das heißt, dass nach der erwähnten Gasableitung und Verbrennung im ersten Zylinder sowie Komprimierung der Ansaugluft und Zuführung von zu speichernder Luft im zweiten Zylinder sowie Ausstoß von Verbrennungsrückständen und Zuführung von Ansaugluft im dritten Zylinder sodann die Gasableitung und Verbrennung im zweiten Zylinder, die That is, after the above-mentioned gas discharge and combustion in the first cylinder and compression of the intake air and supply of air to be stored in the second cylinder and discharge of combustion residues and supply of intake air in the third cylinder then the gas discharge and combustion in the second cylinder
Komprimierung der Ansaugluft und die Zuführung von zu speichernder Luft im dritten Zylinder sowie der Ausstoß von Verbrennungsrückständen und das Zuführen von Ansaugluft im ersten Zylinder durchgeführt wird. Compression of the intake air and the supply of air to be stored in the third cylinder and the emission of combustion residues and the supply of intake air in the first cylinder is performed.
Nach diesem Takt folgt wiederum unter Umkehr der Schwenkrichtung der Schwenkkolben die Gasableitung und Verbrennung im dritten Zylinder, die Komprimierung der Ansaugluft und Zuführung von zu speichernder Luft im ersten Zylinder sowie der Ausstoß von After this cycle, in turn reversing the pivoting direction of the swing piston follows the gas discharge and combustion in the third cylinder, the compression of the intake air and supply of air to be stored in the first cylinder and the emission of
Verbrennungsrückständen und Zuführung von Ansaugluft im zweiten Zylinder. Combustion residues and supply of intake air in the second cylinder.
Danach erfolgt wiederum unter Umkehr der Schwenkrichtung der Schwenkkolben dieThereafter, again by reversing the pivoting direction of the pivoting piston takes place
Gasableitung und Verbrennung im ersten Zylinder, die Komprimierung der Ansaugluft undGas discharge and combustion in the first cylinder, the compression of the intake air and
Zuführung von zu speichernder Luft im zweiten Zylinder sowie der Ausstoß von Verbrennungsrückständen und die Zuführung von Ansaugluft im dritten Zylinder. Parallel zur Zuführung von Ansaugluft im dritten Zylinder wird diesem Zylinder auch das aus dem ersten Zylinder ausgestoßene Gas zugeführt, sodass sich der Druck in diesem dritten Zylinder erheblich erhöht, schon bevor die Kompression in diesem dritten Zylinder stattfindet. Supply of air to be stored in the second cylinder and the emission of Combustion residues and the supply of intake air in the third cylinder. In parallel with the supply of intake air in the third cylinder, this cylinder is also supplied with the gas expelled from the first cylinder, so that the pressure in this third cylinder increases significantly, even before the compression takes place in this third cylinder.
Die Gasleitung kann den Speicher selbst ausbilden, sodass bei Bedarf das Gas aus dem Zylinder, in welchem die Verbrennung stattfindet, über die Gasleitung, welche den Speicher ausbildet, in den dritten Zylinder strömen kann. So kann bei einem Arbeitshub in einem Zylinder gleichzeitig das auf der dem Verbrennungsvorgang abgewandten Seite des jeweiligen Schwenkkolbens befindliche Gasvolumen durch die Schwenkbewegung des Schwenkkolbens in den Speicher geschoben werden und von dort gegebenenfalls sofort weiter in einen anderen Zylinder geschoben werden. Dieses Gas kann z. B. einfache Umgebungsluft sein. The gas line may form the reservoir itself, so that, if necessary, the gas from the cylinder in which the combustion takes place can flow into the third cylinder via the gas line which forms the reservoir. Thus, during a power stroke in a cylinder at the same time located on the side facing away from the combustion process of the respective rotary piston gas volume can be pushed by the pivotal movement of the rotary piston in the memory and from there, if necessary, immediately pushed further into another cylinder. This gas can z. B. be simple ambient air.
Zur Durchführung des Verfahrens ist der Schwenkkolbenmotor vorzugsweise derart ausgestaltet, dass im ersten Zylinder ein erster Schwenkkolben angeordnet ist, im zweiten Zylinder ein zweiter Schwenkkolben angeordnet ist und im dritten Zylinder einer dritter Schwenkkolben angeordnet ist, wobei die Vorderseite eines jeweiligen Schwenkkolbens gegenüber des in der Reihenfolge nächsten Zylinders angeordnet ist und die Rückseite eines jeweiligen Schwenkkolbens gegenüber des in Reihenfolge vorhergehenden Zylinders angeordnet ist. Es ist hierbei in vorteilhafter Weise vorgesehen, dass bei dem To carry out the method, the oscillating piston engine is preferably designed such that a first oscillating piston is arranged in the first cylinder, a second oscillating piston is arranged in the second cylinder and a third oscillating piston is arranged in the third cylinder, the front side of a respective oscillating piston being opposite the one in the sequence next cylinder is arranged and the back of a respective pivot piston is arranged opposite to the preceding cylinder in order. It is provided in an advantageous manner that in the
Verbrennungsprozess im ersten Zylinder der Winkel zwischen der Rückseite des ersten Schwenkkolbens und dem vorhergehenden Zylinder vergrößert wird, und der Winkel zwischen der Vorderseite des ersten Schwenkkolbens und dem nächsten Zylinder verringert wird sodass in diesem Winkelbereich enthaltenes Gas ausgestoßen und dem Speicher zugeführt wird. Combustion process in the first cylinder of the angle between the back of the first rotary piston and the preceding cylinder is increased, and the angle between the front of the first rotary piston and the next cylinder is reduced so that gas contained in this angular range is ejected and supplied to the memory.
Weiterhin ist vorgesehen, dass der Winkel zwischen der Vorderseite des zweiten Furthermore, it is provided that the angle between the front of the second
Schwenkkolbens und dem nächsten Zylinder verringert wird und somit eine Kompression der im zweiten Zylinder aufgenommenen Ansaugluft realisiert wird, und der Winkel zwischen der Rückseite des zweiten Schwenkkolbens und dem vorhergehenden Zylinder vergrößert wird und somit eine Zuführung von zu speichernder Luft bewirkt wird . Swinging piston and the next cylinder is reduced and thus a compression of the intake air received in the second cylinder is realized, and the angle between the back of the second swivel piston and the preceding cylinder is increased and thus a supply of air to be stored is effected.
Der Winkel zwischen der Vorderseite des dritten Schwenkkolbens und dem nächsten Zylinder verringert sich dabei, wobei Verbrennungsrückstände ausgestoßen werden, und der Winkel zwischen der Rückseite des dritten Schwenkkolbens und dem vorhergehenden Zylinder vergrößert sich, wobei die Zuführung von Ansaugluft realisiert wird. Die Reihenfolge der Zylinder ist entsprechend ihrer Nummerierung ausgestaltet, wobei sich umlaufend an den dritten Zylinder wieder der erste Zylinder anschließt. The angle between the front side of the third swing piston and the next cylinder is reduced thereby, combustion residues are discharged, and the angle between the back of the third swing piston and the preceding cylinder increases, wherein the supply of intake air is realized. The order of the cylinders is designed according to their numbering, with the third cylinder again following the first cylinder.
Zur Lösung der Aufgabe wird außerdem ein Motorsystem zur Verfügung gestellt, welches mehrere erfindungsgemäße Schwenkkolbenmotoren umfasst, bei dem wenigstens zwei Schenkkolbenmotoren rein mechanisch miteinander gekoppelt sind, und sich die Kolben dieser Schwenkkolbenmotoren in Totpunktlage in gegenüberliegenden Totpunktbereichen befinden. Das heißt, dass sich im ersten Schwenkkolbenmotor die Schwenkkolben in der ersten Totpunktlage und im zweiten Schwenkkolbenmotor die Schwenkkolben in der gegenüberliegenden Totpunktlage befinden. Dies lässt sich z. B. realisieren, indem zwei Kolbenwellen nebeneinander versetzt angeordnet werden. Beide Kolbenwellen treiben über je eine Kurbel die Abtriebswelle an. In dieser Ausgestaltung bietet es sich an, in jedem für den jeweiligen Kurbelantrieb vorgesehenen Raum auch Pumpen zu platzieren, sodass kein extra Pumpenraum mehr vorgesehen werden muss. Der Vorteil des erfindungsgemäßen Motorsystems liegt insbesondere darin, dass sich aufgrund der gegenläufig erzeugten Drehmomente die Massenträgheitskraft eines einzelnen Schwenkkolbenmotors nicht durch ungünstige Schwingungen bemerkbar macht, insbesondere wenn beide To solve the problem, an engine system is also provided, which comprises a plurality of oscillating piston engines according to the invention, in which at least two Schenkkolbenmotoren are purely mechanically coupled to each other, and the pistons of these oscillating piston engines are in dead center in opposite Totpunktbereichen. This means that in the first oscillating piston engine, the swiveling pistons are in the first dead center position and in the second swiveling piston motor the swiveling pistons are in the opposite dead center position. This can be z. B. realize by two piston shafts are arranged side by side offset. Both piston shafts drive the output shaft via one crank each. In this embodiment, it makes sense to also place pumps in each space provided for the respective crank drive, so that no extra pump room has to be provided any longer. The advantage of the motor system according to the invention is, in particular, that due to the torque generated in opposite directions, the mass inertial force of a single oscillating piston motor does not make itself felt by unfavorable vibrations, especially if both
Schwenkkolbenmotoren baugleich ausgeführt sind. Dadurch ergibt sich ein nahezu vibrationsfreier Lauf des Motorsystems. Bei leicht versetzter Phasenlage beider Oscillating piston motors are designed identical. This results in an almost vibration-free running of the engine system. In slightly offset phase position of both
Kurbelantriebe wird zudem eine indifferente Totpunktlage der Kurbelantriebe verhindert, bzw. beide Antriebswellen treiben über ihre Pleuel gemeinsam eine Kurbel an. Durch die gemeinsame Nutzung von Kurbel- und/oder Pumpenraum der gekoppelten Motoren, lässt sich das Volumen des gesamten Motorsystems verringern. Crank drives, moreover, prevent an indifferent dead center position of the crank drives, or both drive shafts jointly drive a crank via their connecting rods. By sharing the crank and / or pump space of the coupled engines, the volume of the entire engine system can be reduced.
Zur Lösung der Aufgabe wird außerdem ein Kraftfahrzeug zur Verfügung gestellt, welches einen erfindungsgemäßen Schwenkkolbenmotor oder auch ein erfindungsgemäßen  To solve the problem, a motor vehicle is also provided, which is a rotary piston engine according to the invention or an inventive
Motorsystem umfasst. Ein solches Kraftfahrzeug kann ein jegliches Land-, Wasser- oder Luftfahrzeug sein, welches den Schwenkkolbenmotor, vorzugsweise als Antriebseinheit, aufweist. Engine system includes. Such a motor vehicle may be any land, water or air vehicle, which has the oscillating piston engine, preferably as a drive unit.
Der erfindungsgemäße Schwenkkolbenmotor stellt einen leichten und kleinen The oscillating piston engine according to the invention provides a light and small
Verbrennungsmotor dar der durch seine Kinematik ohne Schwungmassen auskommt und daher nur eine sehr kleine Starterbatterie benötigt. Internal combustion engine which does not require flywheel masses due to its kinematics and therefore requires only a very small starter battery.
Der Motor hat keine oszillierenden Kolben, keine Nockenwelle, keine Stößel und keine harten Ventilfedern, was sich positiv auf die Motorleistung auswirkt. Der Motor erzeugt somit keine Schwingungen zweiter und dritter Ordnung. Der Motor weist relativ wenig Bauteile auf und verbindet ein geringes Volumen mit geringerem Gewicht sowie geringen  The engine has no oscillating pistons, no camshaft, no tappets and no hard valve springs, which has a positive effect on engine performance. The motor thus generates no second and third order vibrations. The engine has relatively few components and combines a small volume with less weight and less
Herstellungskosten. Der erfindungsgemäße Schwenkkolbenmotor kann auch als sogenannter„Arcusmotor" bezeichnet werden, der seinen Namen vom lat. Wort„arcus" ableitet, denn die Kolben beschreiben eine Kreisbogenbewegung. Production costs. The oscillating piston engine according to the invention can also be referred to as a so-called "Arcusmotor", which derives its name from the Latin word "arcus", because the pistons describe a circular arc movement.
Der erfindungsgemäße Schwenkkolbenmotor ist stets ein Sechszylinder-Motor und als ein solcher stets ein Viertakter, vorzugsweise ein Dieselmotor, wobei jedoch auch die  The oscillating piston engine according to the invention is always a six-cylinder engine and as such always a four-stroke engine, preferably a diesel engine, but also the
Ausgestaltung als Ottomotor nicht ausgeschlossen werden soll. Der erfindungsgemäße Schwenkkolbenmotor führt bei vier Takten vier Arbeitstakte aus. Design as a gasoline engine should not be excluded. The oscillating piston engine according to the invention performs four work cycles at four cycles.
Der Schwenkkolbenmotor benötigt keinen Abgasturbolader, da der dritte Schwenkkolben die Funktion eines Kompressors übernimmt. Die Ventile des Schwenkkolbenmotors werden elektro/hydraulisch betätigt.  The oscillating piston engine does not require an exhaust gas turbocharger because the third oscillating piston assumes the function of a compressor. The valves of the oscillating piston engine are actuated electro / hydraulically.
Der Schwenkkolbenmotor kann mit einer Abgasrückführung ausgestattet sein und demzufolge nur geringe Emissionen erzeugen. The oscillating piston engine may be equipped with an exhaust gas recirculation and consequently produce only low emissions.
Die sich daraus ergebenden Vorteile sind insbesondere eine hohe Leistung und ein hohes konstantes Drehmoment. Dies erreicht der erfindungsgemäße Motor mit einem Minimum an Bauteilen, wodurch sich gleichzeitig ein hohes Leistungsgewicht und ein geringes Volumen und ein geringer Kraftstoffverbrauch ergibt. Der Motor kann lageunabhängig betrieben werden. The resulting advantages are in particular a high performance and a high constant torque. This achieves the engine according to the invention with a minimum of components, which at the same time results in a high power-to-weight ratio and a low volume and fuel consumption. The motor can be operated independently of position.
Berechnungen haben folgende mögliche tech nische Daten des erfindungsgemäßen Motors ergeben: Calculations have yielded the following possible tech nical data of the engine according to the invention:
- Leistungsgewicht nass 0,3 kg/PS = 0,45 kg/kW  - Performance weight wet 0.3 kg / HP = 0.45 kg / kW
- Leistung mit Aufladung > 100 PS/L = 0,74 kW/dm3 - Power with charge> 100 PS / L = 0.74 kW / dm 3
- Drehzahl 4.000 " 1 - speed 4,000 "1
- Drehmoment PKW > 400 Nm  - Torque car> 400 Nm
- Spezifischer Kraftstoffverbrauch < 100 g/kWh  - Specific fuel consumption <100 g / kWh
Als Batterie ist vorzugsweise ein leichtgewichtiger Lithium-Eisen-Phosphat-Akkumulator einzusetzen. The battery used is preferably a lightweight lithium iron phosphate accumulator.
Der erfindungsgemäße Schwenkkolbenmotor treibt die Elektromotoren an den Radnaben an und ändert seine Drehzahl analog der gewünschten Geschwindigkeit.  The oscillating piston engine according to the invention drives the electric motors on the wheel hubs and changes its speed analogously to the desired speed.
Beschleunigungsspitzen werden zusätzlich durch Zurverfügungstellung der elektrischen Energie des Akkumulators ermöglicht. Es lassen sich sämtliche Fahrzustände, vom Stadtverkehr über Marschbetrieb bis hin zur Dauerhöchstgeschwindigkeit, rein elektrisch betreiben. Acceleration peaks are additionally made possible by providing the electrical energy of the accumulator. All driving conditions can be operated purely electrically, from city traffic through marching operations to permanent maximum speeds.
Der erfindungsgemäße Schwenkkolbenmotor eignet sich insbesondere als Bestandteil eines Hybrid-Antriebes eines Kraftfahrzeuges: The oscillating piston engine according to the invention is particularly suitable as part of a hybrid drive of a motor vehicle:
I. Als Bestandteil eines seriellen Hybridantriebes I. As part of a serial hybrid drive
Der Verbrennungsmotor hat dabei keine mechanische Verbindung zur Antriebsachse, er treibt nur einen elektrischen Generator an. The internal combustion engine has no mechanical connection to the drive axle, he drives only an electric generator.
II. Als Bestandteil eines parallelen Hybridantriebes II. As part of a parallel hybrid drive
Der Verbrennungsmotor wirkt gemeinsam mit dem oder den Elektromotoren auf den The internal combustion engine acts together with the one or more electric motors on the
Antriebsstrang. Powertrain.
III. Als Bestandteil eines Mischhybridantriebes III. As part of a hybrid hybrid drive
Je nach Fahrzustand können allein der Verbrennungsmotor oder allein der Elektromotor oder beide gemeinsam die Antriebsenergie bereitstellen. Depending on the driving condition alone, the internal combustion engine or alone the electric motor or both together can provide the drive energy.
IV. Als Bestandteil eines Mikrohybridantriebes IV. As part of a micro hybrid drive
Der Antrieb des Fahrzeuges erfolgt nur über den Verbrennungsmotor. Die Elektromaschine wird nicht zum Antrieb des Fahrzeugs genutzt, sie unterstützt den Verbrennungsmotor lediglich zur Leistungssteigerung. Dieser Antrieb verfügt vorzugsweise über eine Start-Stopp Automatik und Bremsenergierückgewinnung, so dass eine deutliche Kraftstoffeinsparung zu verzeichnen ist. The drive of the vehicle is only via the internal combustion engine. The electric machine is not used to drive the vehicle, it supports the engine only to increase performance. This drive preferably has a start-stop automatic and brake energy recovery, so that a significant fuel economy is recorded.
V. Als Bestandteil eines Vollhybrids V. As part of a full hybrid
Bei einer elektromotorischen Leistung von mehr als 20 KW/t (spezifisches Leistungsgewicht in Kilowatt Leistung des Elektroantriebs pro Tonne Fahrzeuggewicht) sind mit einem derartigen Antrieb ausgerüstete Fahrzeuge in der Lage, auch elektromotorisch zu fahren. Dies gilt auch für die Zustände Anfahren und Beschleunigen, so dass sie damit die With an electromotive power of more than 20 KW / t (specific power to weight in kilowatts of power of the electric drive per ton vehicle weight) equipped with such a drive vehicles are able to drive an electric motor. This also applies to the states start-up and acceleration, so that they are the
Grundlage für den seriellen Hybridantrieb darstellen. Der erfindungsgemäße Schwenkkolbenmotor ist sehr leistungsstark und dabei sehr leicht, denn er benötigt keine Schwungmasse. Daher besitzt er insbesondere als Dieselmotor die Fähigkeit, mit seiner Drehzahl und Leistung sehr schnell auf die gewünschte Fahrsituation zu reagieren. Mit dem Leistungsgewicht von max. 0,54 kg/kW wird ein 150 kW Motor (204 PS) nur 80 kg wiegen. Basis for the serial hybrid drive. The oscillating piston engine according to the invention is very powerful and very light, because he needs no flywheel. Therefore, he has especially as a diesel engine, the ability to react very quickly with his speed and power to the desired driving situation. With the power of max. 0.54 kg / kW will weigh a 150 kW engine (204 hp) only 80 kg.
Durch den Einsatz eines Starter-Generators werden Lichtmaschine und Anlasser in einem Elektromotor, der an den Antriebsstrang angebunden ist, vereint. ALs Energiespeicher dient eine Lithium-Eisen-Sekundärbatterie. Diese Batterie ist in der Lage, die in elektrische Energie umgewandelte kinetische Energie der bremsenden Antriebsmotoren aufzunehmen und sie beim Beschleunigen des Fahrzeugs wieder zur Verfügung zu stellen. The use of a starter generator combines the alternator and starter in an electric motor connected to the drive train. AS energy storage is a lithium-iron secondary battery. This battery is capable of absorbing the kinetic energy of the braking drive motors converted into electrical energy and making it available again when the vehicle is accelerating.
Der elektrische Antrieb des Fahrzeugs erfolgt bevorzugt über zwei bzw. vier Elektromotoren als Scheibenläufer bzw. bürstenlose Radnabenmotoren, die von einer elektronischen Lastregelung gesteuert bzw. geregelt werden. Diese Lastregelung wird energetisch von einem Generator versorgt, der mit dem Verbrennungsmotor gekoppelt ist. The electric drive of the vehicle is preferably carried out via two or four electric motors as a pancake or brushless wheel hub motors, which are controlled or regulated by an electronic load control. This load control is supplied energetically by a generator which is coupled to the internal combustion engine.
Die Antriebsmotoren lassen sich auf Basis der dosierbaren Gegeninduktion nach dem EMK- Prinzip (elektromotorische Kraft) als Bremsmotoren nutzen. The drive motors can be used as brake motors on the basis of the metered counter-induction according to the EMF principle (electromotive force).
Da kein Hybrid ohne eine entsprechende Leistungselektronik arbeiten kann, ist für den Hybridbetrieb gleichzeitig die Modifikation dieser Elektronik geplant. So wird sie die Since no hybrid can work without corresponding power electronics, the modification of this electronics is planned for hybrid operation at the same time. So she becomes the
Regelung der Antischlupfregelung ASR, des Elektro-Stabilitäts-Programms ESP, des Antiblockiersystems ABS und die Friktions-Kontrolle FC, übernehmen. Der normale Drehzahlausgleich bei Kurvenfahrten wird automatisch von den EMK -Antriebsmotoren geregelt. So hat das Innenrad zu seinem Antriebsmotor ein höheres Gegenmoment als das Außenrad zu dessen Antriebsmotor. Bei unveränderter Leistung beider Antriebsmotoren nimmt die Drehzahl des Innenrades, aufgrund dieses höheren Moments und des damit verbundenen Widerstandes, ab. Erst bei gravierenden Drehzahlunterschieden der Räder, wie Schlupf oder Bremsung auf ungleichem Boden, greift die Elektronik ein. Regulation of the traction control system ASR, the electro-stability program ESP, the anti-lock braking system ABS and the friction control FC, take over. The normal speed compensation when cornering is automatically controlled by the EMK drive motors. Thus, the inner wheel to its drive motor has a higher counter-torque than the outer wheel to the drive motor. With unchanged performance of both drive motors, the speed of the inner wheel, due to this higher torque and the associated resistance, decreases. Only with serious speed differences of the wheels, such as slippage or braking on unequal ground, the electronics intervene.
Für eine zufriedenstellende Effizienz dieser Hilfsregelungen, die ausschließlich über die EMK- Motoren vorgenommen werden, sollten vier Elektromotoren zur Verfügung stehen und das Fahrzeug sollte an vier Rädern angetrieben sein. For satisfactory efficiency of these auxiliary controls, which are carried out exclusively via the EMF engines, four electric motors should be available and the vehicle should be driven on four wheels.
Im Umkehrschluss zu den Sicherheitsregelungen der Elektronik hinsichtlich Schlupf und ungleicher Reifenfriktion können die Antriebsmotoren auch synchron angesteuert werden, d.h. die Rotation der Achsen wird wie beim Sperrdifferential homogenisiert. Mittels der EMK-Antriebsmotoren ist es möglich, durch dosierte Gegeninduktion nahezu sämtliche Bremsvorgänge elektrisch durchzuführen. Dies bedeutet, dass die Elektronik auch hier eingreift, indem die jeweilige Bremspedalkraft in elektrische Bremskraft transformiert wird. Damit sind verschleißfreie Bremsungen mit höchsten Kräften bis zum Stillstand sowie im Stillstand möglich, wobei jedoch je nach Bremsstärke und Raddrehzahl eine Conversely to the safety regulations of the electronics with regard to slippage and uneven tire friction, the drive motors can also be controlled synchronously, ie the rotation of the axes is homogenized as in the case of the locking differential. By means of the EMK drive motors, it is possible to carry out almost all braking operations electrically by metered counter-induction. This means that the electronics also intervene here by the respective brake pedal force is transformed into electrical braking force. Thus, wear-free braking with the highest forces are possible to a standstill and at a standstill, but depending on the brake strength and wheel speed
Energierückgewinnung nur teilweise möglich ist und ansonsten ein Energieverbrauch als Alternative zum Verschleiß technologisch notwendig wird. Energy recovery is only partially possible and otherwise energy consumption as an alternative to wear technologically necessary.
Eine normale hydraulische Bremse ist für Sonderfälle vorgesehen, wie Zusatzwirkung bei Gewaltbremsung, Ausfall des elektrischen Systems oder- mit mechanischer  A normal hydraulic brake is provided for special cases, such as additional effect in case of power braking, failure of the electrical system or with mechanical
Unterstützung- bei permanentem Einsatz als Feststellbremse. Support - with permanent use as a parking brake.
Die Antriebsmotoren, der Generator, die Leistungselektronik sowie der Akkumulator sind in das Kühlsystem integriert. Die Temperatur wird überwacht, und bei Überlast wird mit Leistungsreduzierung reagiert. The drive motors, the generator, the power electronics and the accumulator are integrated in the cooling system. The temperature is monitored, and in the event of an overload, the system reacts with power reduction.
Die konstruktiv bedingte Gewichtseinsparung, der Entfall von Lichtmaschine und The design-related weight saving, the elimination of alternator and
Anlasser, Getriebe und Differential, Kupplung und Kardan überkompensiert das Gewicht des Generators, der Leistungselektronik und der Antriebsmotoren des erfindungsgemäßen Schwenkkolbenmotors. Starter, gearbox and differential, clutch and gimbal overcompensate the weight of the generator, the power electronics and the drive motors of the oscillating piston engine according to the invention.
Der Schwenkkolbenmotor ist ebenso als Antriebsmotor ohne Hybridfunktion geeignet. Neben dem Einsatz in PKW oder Motorrad ist er besonders geeignet als Flugmotor, nicht nur durch sein außergewöhnliches Leistungsgewicht, sondern auch durch seine variable Einbaulage. Er arbeitet völlig lageunabhängig. Selbst ein Schrägeinbau ist möglich. Die Schmierung ist in jeder Lage gewährleistet. The oscillating piston engine is also suitable as a drive motor without hybrid function. In addition to use in cars or motorcycles, it is particularly suitable as a flight engine, not only by its exceptional power to weight ratio, but also by its variable mounting position. He works completely independent of location. Even a slanted installation is possible. Lubrication is guaranteed in every situation.
Insbesondere bei Kleinflugzeugen ist es üblich, den Motor vorn, vor dem Piloten zu postieren, und so mittels eines Zugpropellers zu fliegen. Dies hat zur Folge, daß Insassen vor dem Motorenlärm geschützt werden müssen. Especially in small aircraft, it is common to position the engine in front, in front of the pilot, and fly so by means of a train propeller. This has the consequence that occupants must be protected from the engine noise.
Der erfindungsgemäße Schwenkkolbenmotor kann auf Grund seines geringen Gewichtes in der Nähe des Hecks des Kleinflugzeuges angeordnet sein. Dies hat nicht nur Vorteile gegenüber der Lärmbelastung für die Piloten, sondern wirkt sich auch vorteilhaft hinsichtlich des Brandschutzes aus..  The oscillating piston engine according to the invention can be arranged due to its low weight in the vicinity of the rear of the small aircraft. This not only has advantages over the noise pollution for the pilots, but also has an advantageous effect in terms of fire protection.
Darüber hinaus kann durch diese Konfiguration auch der Schubpropeller, mit höherem Wirkungsgrad als der Zugpropeller, Anwendung bei Kleinflugzeugen finden. Dies insbesondere, da der Schwenkkolbenmotor aufgeladen funktioniert und somit höhentauglich ist. In addition, with this configuration, the thrust propeller, with higher efficiency than the Zugpropeller, find application in small aircraft. This particular, since the oscillating piston engine works charged and thus is suitable for height.
Der Schwenkkolbenmotor ist konzeptionell ein Viertakt-Diesel-Motor. The swing-piston engine is conceptually a four-stroke diesel engine.
Den elementaren Vorteil des Schwenkkolbenmotors schafft der Umstand, die Kolben - im The elementary advantage of the oscillating piston engine is created by the fact that the piston - in
Gegensatz zum Hubkolbenmotor- beidseitig nutzen zu können. Unlike reciprocating engine double-sided use.
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand der in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. The present invention will be explained below with reference to the embodiments illustrated in the accompanying drawings.
Es zeigen Show it
Figur 1 : einen erfindungsgemäßen Schwenkkolbenmotor in Schnittdarstellung, FIG. 1 shows a sectional view of a rotary piston engine according to the invention,
Figur 2 a)-g): unterschiedliche Phasen beim Betrieb des erfindungsgemäßen Figure 2 a) -g): different phases in the operation of the invention
Schwenkkolbenmotors, The oscillating piston engine,
Figur 3: eine schematische Darstellung der Schwenkkolbenmotorbestandteile in Figure 3: a schematic representation of the oscillating piston engine components in
Seitenansicht, Side View,
Figur 4: ein Ablaufschema zum Betrieb des erfindungsgemäßen Schwenkkolbenmotors. Figure 4: a flow chart for operation of the oscillating piston engine according to the invention.
Zur Erläuterung des generellen Aufbaus des Schwenkkolbenmotors wird zunächst auf Figur 1 Bezug genommen. To explain the general structure of the oscillating piston engine, reference is first made to FIG.
Der Schwenkkolbenmotor umfasst einen ersten Zylinder 10, einen zweiten Zylinder 20 sowie einen dritten Zylinder 30, die von einem ersten Motorkopf 12, einem zweiten Motorkopf 22 und einem dritten Motorkopf 32 getrennt voneinander in einer Ebene angeordnet sind. Im ersten Zylinder 10 bewegt sich ein erster Schwenkkolben 1 1 , im zweiten Zylinder 20 bewegt sich ein zweiter Schwenkkolben 21 und im dritten Zylinder 30 bewegt sich ein dritter Schwenkkolben 31 . Die Schwenkkolben 1 1 , 21 , 31 sind mit einem gemeinsamen The oscillating piston engine comprises a first cylinder 10, a second cylinder 20 and a third cylinder 30, which are arranged in a plane separated from each other by a first engine head 12, a second engine head 22 and a third engine head 32. In the first cylinder 10, a first oscillating piston 1 1 moves, in the second cylinder 20 a second oscillating piston 21 moves and in the third cylinder 30 a third oscillating piston 31 moves. The pivoting piston 1 1, 21, 31 are connected to a common
Verbindungsbereich 91 , der ebenfalls fest mit einer Antriebswelle verbunden ist, verbunden. Jeder der Schwenkkolben 1 1 , 21 , 31 weist eine Vorderseite 40 sowie eine Rückseite 41 auf. Jeder der Zylinder 10, 20, 30 weist an gegenüberliegenden Winkelbereichen einen ersten Totpunktbereich 44 sowie einen zweiten Totpunktbereich 45 auf. Der dargestellte Connecting portion 91, which is also fixedly connected to a drive shaft connected. Each of the rotary pistons 1 1, 21, 31 has a front side 40 and a rear side 41. Each of the cylinders 10, 20, 30 has at opposite angular ranges a first dead center region 44 and a second dead center region 45. The illustrated
Schwenkkolbenmotor umfasst des Weiteren einen Speicher 50, der mittels einer ersten Gasleitung 60 an einen ersten Anschluss 62 angeschlossen ist und mit einer zweiten Gasleitung 61 an einen zweiten Anschluss 63 in einem weiteren Zylinder angeschlossen ist. In dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die erste Gasleitung 60 in einem ersten Totpunktbereich 44 des ersten Zylinders 10 angeschlossen. Die zweite Gasleitung 61 ist an den zweiten Zylinder 20 angeschlossen. The oscillating piston engine further comprises a memory 50, which is connected by means of a first gas line 60 to a first port 62 and is connected with a second gas line 61 to a second port 63 in another cylinder. In the exemplary embodiment illustrated in FIG. 1, the first gas line 60 is connected in a first dead center region 44 of the first cylinder 10. The second gas line 61 is connected to the second cylinder 20.
Im ersten Zylinder 10 hat eine Verbrennung von Kraftstoff stattgefunden, sodass Arbeit 190 verrichtet wurde und die Schwenkkolben 1 1 , 21 , 31 in die erste Schwenkrichtung 46 geschwenkt wurden. Der Winkel zwischen dem ersten Schwenkkolben 1 1 sowie dem ersten Motorkopf 12 verringert sich und damit auch der Raum zwischen dem ersten Schwenkkolben 1 1 und dem ersten Motorkopf 12. In diesem Raum enthaltenes Gas wird über die erste Gasleitung 60 und den Speicher 50 sowie die zweite Gasleitung 61 in den dritten Zylinder 30 geleitet. In the first cylinder 10, a combustion of fuel has taken place, so that work 190 has been performed and the pivoting pistons 1 1, 21, 31 have been pivoted in the first pivoting direction 46. The angle between the first pivot piston 1 1 and the first motor head 12 is reduced and thus also the space between the first oscillating piston 1 1 and the first engine head 12. In this space contained gas is via the first gas line 60 and the memory 50 and the second Gas line 61 passed into the third cylinder 30.
Im zweiten Zylinder 20 wird ebenfalls der Raum zwischen dem zweiten Schwenkkolben 21 sowie dem zweiten Motorkopf 22 verringert, sodass die darin befindliche Ansaugluft komprimiert wird. Es ist in Figur 1 dargestellt, dass sodann in diesem Raum mittels In the second cylinder 20, the space between the second swing piston 21 and the second motor head 22 is also reduced, so that the intake air therein is compressed. It is shown in Figure 1, that then in this room by means of
Einspritzung ein Verbrennungsprozess 200 eingeleitet wird. Injection a combustion process 200 is initiated.
Auf der der Komprimierung im zweiten Zylinder gegenüberliegenden Seite des zweiten Schwenkkolbens 21 wird zu speichernde Luft in einem Gaszuführungsprozess 500 in den zweiten Zylinder 20 eingeleitet. On the opposite side of the second swing piston 21 to the compression in the second cylinder, air to be stored is introduced into the second cylinder 20 in a gas supply process 500.
Im dritten Zylinder 30 werden durch die Verringerung des Raumes zwischen dem dritten Schwenkkolben 31 und dem dritten Motorkopf 32 Verbrennungsrückstände durch einen Ausstoßprozess 600 ausgestoßen. Gleichzeitig wird auf der gegenüberliegenden Seite des dritten Schwenkkolbens 31 die Zuführung von Ansaugluft in einem Ansaugprozess 700 realisiert. Insbesondere durch den Gasleitungsprozess 300 vom ersten Zylinder 10 in den dritten Zylinder 30 über den Speicher 50 wird bewirkt, dass in dem dritten Zylinder 30 durch die zusätzliche Zuführung von Gas nach Bewegungsumkehr der Schwenkkolben ein wesentlich höherer Druck entsteht, als es durch den alleinigen Ansaugprozess 700 bzw. die damit zugeführte Gasmenge ermöglicht wird. Dadurch wird der Wirkungsgrad des In the third cylinder 30, by reducing the space between the third swing piston 31 and the third engine head 32, combustion residues are discharged through a discharge process 600. At the same time, the supply of intake air in an intake process 700 is realized on the opposite side of the third pivot piston 31. In particular, by the gas line process 300 from the first cylinder 10 in the third cylinder 30 via the memory 50 is caused in the third cylinder 30 by the additional supply of gas after reversal of motion of the rotary piston, a substantially higher pressure than by the sole suction process 700th or the amount of gas supplied is made possible. This will increase the efficiency of the
Schwenkkolbenmotors erheblich vergrößert. Rotary piston engine significantly increased.
Durch die Bewegungsumkehr der Schwenkkolben 1 1 , 21 , 31 und des gegenläufigen Prinzips lässt sich der erfindungsgemäße Schwenkkolbenmotor als klassischer Otto- oder Diesel- Viertaktmotor einsetzen. By reversing the movement of the rotary piston 1 1, 21, 31 and the opposite principle, the oscillating piston engine according to the invention can be used as a classic gasoline or diesel four-stroke engine.
Jeder der drei Schwenkkolben vollzieht in beide Schwenkrichtungen vier volle Arbeitstakte, wobei klassisch ein Ansaugprozess, ein Verdichtungs- und Zündungsprozess sowie einEach of the three oscillating pistons executes four full power strokes in both directions of pivoting, whereby a classical intake process, a compression and ignition process and a
Arbeits- und Ausstoßprozess durchgeführt wird. Durch die Anordnung von drei Working and ejection process is performed. By the arrangement of three
Schwenkkolben wird somit ein Sechs-Zylinder-Motor ausgebildet. Der Speicher 50 bzw. der Gasleitungsprozess 300 bewirkt dabei eine integrierte Ladedruckerzeugung. Der Speicher 50 hat vorzugsweise ein Volumen von ca. einem Drittel des Zylinder- bzw. Hubvolumens. Bei Zuführung von Umgebungsluft mit Umgebungsdruck beträgt somit nach p*v=konstant der Kompressordruck, der mittels des Motors erzeugt, ca. 3 Bar. Bei Einleitung des Gases 300 aus dem Speicher 50 in den dritten Zylinder werden selbstverständlich dessen Einlassventile geschlossen. Dieser Vorgang geschieht vor der eigentlichen Verdichtung, die der dritte Schwenkkolben 31 bei Bewegungsumkehr vollzieht. Somit beträgt die theoretische Swivel piston is thus formed a six-cylinder engine. The memory 50 or the Gas line process 300 causes an integrated boost pressure generation. The reservoir 50 preferably has a volume of approximately one third of the cylinder or stroke volume. When ambient air is supplied at ambient pressure, the compressor pressure generated by means of the engine is thus constant after p * v = approximately 3 bar. Upon introduction of the gas 300 from the reservoir 50 into the third cylinder, its intake valves are naturally closed. This process takes place before the actual compression that the third pivoting piston 31 performs when reversing the movement. Thus, the theoretical
Vorverdichtung 2:1 . Dieser Wert kann je nach Leistungswunsch über ein elektronisch gesteuertes Ladedruck-Regelventil reduziert werden. Es ist somit eine Aufladung des Motors möglich, ohne einen zusätzlichen Kompressor oder Turbolader zu benötigen. Die Toleranz zwischen den Schwenkkolben 1 1 , 21 , 31 und den Zylindern 10, 20, 30 beträgt maximal 0,3 mm. Die Zylinderlaufbahnen werden vorzugsweise vor der Montage der Motorköpfe innen rund geschliffen sowie die darin laufenden Schwenkkolben außen rund geschliffen. Bei zusätzlicher Anordnung von Dichtleisten, die über Bohrungen z. B. mit Motoröl angedrückt werden können, ergibt sich eine ausreichende Abdichtung der Zylinderräume. Zwecks Realisierung des dazu notwendigen Öldrucks umfasst der Schwenkkolbenmotor Pre-compression 2: 1. This value can be reduced depending on the desired performance via an electronically controlled charge pressure control valve. It is thus possible to charge the engine without the need for an additional compressor or turbocharger. The tolerance between the rotary pistons 1 1, 21, 31 and the cylinders 10, 20, 30 is 0.3 mm at most. The cylinder liners are preferably ground inside before the engine heads are mounted, and the rotary pistons running inside are ground externally round. For additional arrangement of sealing strips, which are provided via bores z. B. can be pressed with engine oil, there is a sufficient seal the cylinder chambers. For the purpose of realizing the necessary oil pressure, the rotary piston engine comprises
vorzugsweise eine separate elektrische Hochdruckpumpe, die vorzugsweise bereits vor dem Start des Motors Öl gegen die Dichtleisten pumpt und somit die Dichtheit der Zylinder garantiert. Die Toleranz zwischen den Motorköpfen 12, 22, 32 und einer mit den preferably a separate high-pressure electric pump, which preferably pumps oil against the sealing strips even before the start of the engine and thus guarantees the tightness of the cylinders. The tolerance between the engine heads 12, 22, 32 and one with the
Schwenkkolben 1 1 , 21 , 31 verbundenen Antriebswelle beträgt maximal 0,02 mm. Die in den Motorköpfen 12, 22, 32 dargestellten Ventile werden nicht über eine Nockenwelle betätigt, sondern elektro-hydraulisch. Sie werden vorzugweise durch eine Feder in ihren jeweiligen Sitz gedrückt und bewirken derart eine Abdichtung. Jedem Ventil ist ein beiderseits hydraulisch betätigbarer Kolben zugeordnet, der mit seiner Schubstange das Ventil betätigen kann. Im unbelasteten Zustand bewirkt eine Ventilfeder das Schließen des Ventils. Derart wird gewährleistet, dass keine Kollision eines Schwenkkolbens mit einem Ventil auftreten kann. Swivel piston 1 1, 21, 31 connected drive shaft is a maximum of 0.02 mm. The valves shown in the engine heads 12, 22, 32 are not actuated by a camshaft, but electro-hydraulic. They are preferably pressed by a spring in their respective seat and cause such a seal. Each valve is assigned a piston which can be actuated hydraulically on both sides, which can actuate the valve with its push rod. In the unloaded state, a valve spring causes the valve to close. This ensures that no collision of a rotary piston with a valve can occur.
In Figur 2 in den einzelnen Darstellungen a) - g) ist der erfindungsgemäße  In Figure 2 in the individual representations a) - g) is the invention
Schwenkkolbenmotor mit unterschiedlichen Positionen der Schwenkkolben 1 1 , 21 , 31 und demzufolge in je Zylinder 10, 20, 30 unterschiedlichen Betriebszuständen dargestellt. Swivel piston engine with different positions of the rotary piston 1 1, 21, 31 and consequently in each cylinder 10, 20, 30 shown different operating conditions.
Die Darstellung 2a) entspricht dabei dem Betriebszustand des Motors, wie er in Figur 1 dargestellt ist. Wie bereits in Bezug zu Figur 1 erläutert, fand im ersten Zylinder 10 eine Explosion statt, sodass sich die Schwenkkolben 1 1 , 21 , 31 entgegen des Uhrzeigersinnes in einer ersten Schwenkrichtung 46 bewegt haben. Dabei wurde im zweiten Zylinder 20  The representation 2a) corresponds to the operating state of the engine, as shown in Figure 1. As already explained with reference to FIG. 1, an explosion took place in the first cylinder 10, so that the pivoting pistons 11, 21, 31 have moved counterclockwise in a first pivoting direction 46. It was in the second cylinder 20th
Ansaugluft komprimiert, welche nun, wie auch in Darstellung 2a) gezeigt, in einem Compressed air compressed, which now, as shown in Figure 2a), in a
Verbrennungsprozess 200 verbrannt wird. Aufgrund dessen bewegt sich der zweite Combustion process 200 is burned. Because of this, the second moves
Schwenkkolben 21 und demzufolge auch die beiden anderen Schwenkkolben 1 1 , 31 wiederum im Uhrzeigersinn und somit in einer zweiten Schwenkrichtung 47 in eine Position, wie in Darstellung 2b) gezeigt. Dabei wird das zu speichernde Gas vom Schwenkkolben 21 in den ersten Zylinder 10 geleitet. Im dritten Zylinder 30 findet wiederrum eine Swivel piston 21 and consequently also the two other pivot pistons 1 1, 31 again in a clockwise direction and thus in a second pivoting direction 47 into a position as shown in illustration 2b). In this case, the gas to be stored is passed from the rotary piston 21 into the first cylinder 10. In the third cylinder 30 is again a
Komprimierung der Ansaugluft statt. In den ersten Zylinder 10 wird durch einen Compressing the intake air instead. In the first cylinder 10 is replaced by a
Zuführungsprozess 700 Ansaugluft zugeführt. Feed process 700 intake air supplied.
Aufgrund der Zündung und des Verbrennungsprozesses 200 im dritten Zylinder 30 bewegen sich nunmehr die Schwenkkolben 1 1 , 21 , 31 wiederum entgegen dem Uhrzeigersinn in eine Position wie sie in Darstellung 2c) gezeigt ist. Dadurch ist ein Gasleitungsprozess vom dritten Zylinder 30 in den zweiten Zylinder 20 realisiert worden, sowie ein Zuführungsprozess von Ansaugluft 700 in den zweiten Zylinder 20 und ein Zuführungsprozess von zu  Due to the ignition and the combustion process 200 in the third cylinder 30 now move the pivot piston 1 1, 21, 31 again in the counterclockwise direction in a position as shown in representation 2c). Thereby, a gas piping process from the third cylinder 30 to the second cylinder 20 has been realized, as well as a supply process of intake air 700 into the second cylinder 20 and a supply process from to
speichernder Luft 500 in den ersten Zylinder 10. Nach Zündung und Verbrennungsprozess 200 im ersten Zylinder 10 erfolgt wiederum eine Schwenkbewegung im Uhrzeigersinn in eine Position der Schwenkkolben 1 1 , 21 , 31 , wie in Darstellung 2d) gezeigt. Dadurch wird im Gasleitungsprozess 300 Gas vom ersten Zylinder 10 in den dritten Zylinder 30 geleitet. After ignition and combustion process 200 in the first cylinder 10 again takes place a pivoting movement in a clockwise direction in a position of the rotary piston 1 1, 21, 31, as shown in Figure 2d). As a result, gas is conducted from the first cylinder 10 into the third cylinder 30 in the gas line process 300.
Ebenfalls strömt im Zuführungsprozess von Ansaugluft 700 Ansaugluft in den dritten Zylinder 30 und im Zuführungsprozess von zu speichernder Luft 500 Gas in den zweiten Zylinder 20. Also, in the intake air supply process, intake air 700 flows into the third cylinder 30 and gas feeds 500 gas into the second cylinder 20.
Wiederum unter Umkehrung der Schwenkbewegungsrichtung schwenken die  Again, by reversing the pivoting movement, the pivot
Schwenkkolben 1 1 , 21 , 31 zurück in eine Position wie in Darstellung 2e) gezeigt. Dadurch wird Gas aus dem zweiten Zylinder 20 in den ersten Zylinder 10 im Gasleitungsprozess 300 geleitet. Im dritten Zylinder 30 wird das Gas komprimiert und aus dem ersten Zylinder 10 im Ausstoßprozess 600 ausgestoßen. Swivel piston 1 1, 21, 31 back to a position as shown in representation 2e). As a result, gas is conducted from the second cylinder 20 into the first cylinder 10 in the gas line process 300. In the third cylinder 30, the gas is compressed and discharged from the first cylinder 10 in the discharge process 600.
Danach werden die Schwenkkolben wieder in Uhrzeigerrichtung geschwenkt, sodass sie gemäß Darstellung 2f) angeordnet sind. Dadurch erfolgt der Gasleitungsprozess 300 vom dritten Zylinder 30 in den zweiten Zylinder 20. Im ersten Zylinder 10 wird Gas komprimiert, sodass unter erneuter Zündung der dort stattfindende Verbrennungsprozess 200 die  Thereafter, the swing pistons are again pivoted in the clockwise direction, so that they are arranged according to representation 2f). As a result, the gas line process 300 from the third cylinder 30 into the second cylinder 20. In the first cylinder 10, gas is compressed so that, with renewed ignition, the combustion process 200 taking place there
Schwenkkolben 1 1 , 21 , 31 wieder in die entgegengesetzte Richtung schwenkt, sodass wie in der Darstellung 2g) gezeigt die Ausgangssituation gemäß Darstellung 2a) erreicht wird.Swinging piston 1 1, 21, 31 again pivots in the opposite direction, so that as shown in the representation 2 g), the initial situation according to representation 2a) is achieved.
Es ist insgesamt ersichtlich, dass aus dem Zylinder, in dem der Verbrennungsprozess 200 stattfindet, auf der gegenüberliegenden Seite des jeweiligen Schwenkkolbens Gas 70 ausgestoßen wird, wobei es komprimiert wird, und in einen benachbarten Zylinder 80 geleitet wird. As a whole, it can be seen that gas 70 is ejected from the cylinder in which the combustion process 200 takes place on the opposite side of the respective rotary piston, where it is compressed and directed into an adjacent cylinder 80.
Das Verfahren zum Betreiben des erfindungsgemäßen Schwenkkolbenmotors ist dabei nicht auf die in Figur 2 dargestellte Reihenfolge beschränkt, sondern die Zündfolge kann unterschiedliche Varianten aufweisen. Im Folgenden sind mögliche Zündfolgen anhand der Benennung der Darstellungen aufgezählt: The method for operating the oscillating piston engine according to the invention is not limited to the order shown in Figure 2, but the firing order can have different variants. The following are possible ignition sequences based on the naming of the representations enumerated:
-a-b-c-d-e-f- -a-b-e-f-c-d- -a-d-c-b-e-f- -a-d-e-f-c-b- -a-f-c-b-e-d- -a-f-e-d-c-b-  -a-b-c-d-e-f-a-b-e-f-c-d-a-d-c-b-e-f-a-d-e-f-c-b-a-f-c-b-e-d-a-f-e-d-c-b-
In Figur 3 ist der erfindungsgemäße Schwenkkolbenmotor in einer offenen Ansicht von der Seite dargestellt. Es ist ersichtlich, dass der Motor ein Gehäuse umfasst, in dem die hier nur als ein Raum angedeuteten Zylinder 10, 20, 30 angeordnet sind. Zentral durch den Motor erstreckt sich die Kolbenwelle 90, mit der alle hier nicht einzeln dargestellten Schwenkkolben 1 1 , 21 , 31 fest verbunden sind. Mit der Kolbenwelle 90 steht ein Kurbeltrieb 100 in In Figure 3, the oscillating piston engine according to the invention is shown in an open view from the side. It can be seen that the motor comprises a housing in which the cylinders 10, 20, 30 indicated here only as a space are arranged. Central through the engine, the piston shaft 90 extends, with all of which are not individually shown pivoting piston 1 1, 21, 31 are firmly connected. With the piston shaft 90 is a crank mechanism 100 in
Wirkverbindung, dessen erste Kurbel 1 10 fest an der Kolbenwelle 90 angeordnet ist. Die erste Kurbel 1 10 wirkt mit einem Pleuel 1 15 und dieses wiederum mit einer zweiten Kurbel 120 zusammen. Die zweite Kurbel 120 überträgt ein Drehmoment auf ein Getriebe 140 zur Realisierung einer Übersetzung. Das übersetzte Drehmoment bzw. die übersetzte Operative connection, the first crank 1 10 is fixedly arranged on the piston shaft 90. The first crank 1 10 acts with a connecting rod 1 15 and this in turn with a second crank 120 together. The second crank 120 transmits a torque to a transmission 140 to realize a translation. The translated torque or the translated
Drehbewegung wird auf eine Abtriebswelle 130 geleitet. Wiederum mittels eines Getriebes gekoppelt ist mit der Abtriebswelle 130 eine Pumpe 150, die als Hochdruckpumpe, als Hydraulikpumpe oder auch als Pumpe für den Trockensumpf ausgeführt sein kann. Rotary movement is directed to an output shaft 130. Again, coupled by means of a transmission with the output shaft 130, a pump 150, which may be designed as a high pressure pump, as a hydraulic pump or as a pump for the dry sump.
Der Motor umfasst in der dargestellten Ausführungsweise weiterhin einen The engine further comprises in the illustrated embodiment a
Auspuffsammler 170, einen Ansaugfilter 171 sowie den hier an der Seite dargestellten Speicher 172. Außerdem kann der Schwenkkolbenmotor eine Abgasrückführung 180 umfassen. Der Speicher 172 ist mit einem Speicher-Einlass 181 sowie einem Speicher- Auslass an die Zylinder 10, 20, 30 in der beschriebenen Weise angeschlossen. Weiterhin umfassen die Zylinder 10, 20, 30 einen Gaseinlass 183 sowie einen Gasauslass 184 und eine Einspritzdüse 185. Die Abdichtung 10, 20, 30 erfolgt über hier nicht extra dargestellte Dichtleisten, die über Ölbohrungen durch Schmieröl angedrückt werden. Zu diesem Zweck ist eine Pumpe 151 installiert. Diese Pumpe ist vorzugsweise eine elektrische Exhaust manifold 170, a suction filter 171 and the memory 172 shown here on the side. In addition, the rotary piston engine may include an exhaust gas recirculation 180. The reservoir 172 is connected to a reservoir inlet 181 and a reservoir outlet to the cylinders 10, 20, 30 in the manner described. Furthermore, the cylinders 10, 20, 30 include a gas inlet 183 and a gas outlet 184 and an injection nozzle 185. The seal 10, 20, 30 via not shown here sealing strips, which are pressed through oil holes by lubricating oil. For this purpose, a pump 151 is installed. This pump is preferably an electrical
Hochdruckpumpe, um das Motoröl für den Startvorgang fördern zu können. High pressure pump to promote the engine oil for the starting process.
Die Abtriebswelle 190 vollzieht eine Drehung um 360° und gibt dabei die Motorleistung ab. The output shaft 190 completes a rotation through 360 ° and thereby outputs the engine power.
Insofern nur ein reduzierter Ladedruck erforderlich ist, erfolgt eine Steuerung bzw. Regelung derart, dass überschüssiges Speichergas in den Ansaugdämpfer zurückgeführt wird. Der Ansaugdämpfer ist vorzugsweise ringförmig ausgestaltet und isoliert den Auspuffsammler sowie dessen Dämpfer. Insofar as only a reduced charge pressure is required, a control or regulation takes place in such a way that excess storage gas is returned to the intake damper. The intake damper is preferably designed annular and isolates the exhaust manifold and its damper.
Die völlige Füllung bzw. Entleerung eines jeweiligen Zylinders 10, 20, 30 ohne die übliche Überschneidung der Ladungen ergibt gleichermaßen eine vollständige Verbrennung.  The complete filling or emptying of a respective cylinder 10, 20, 30 without the usual overlap of the charges likewise results in complete combustion.
Dadurch lässt sich eine ideale, saubere und rußfreie Verbrennung realisieren. Eine interne Abgas-Rückführung ist somit nicht notwendig. Zur weiteren Schadstoffminimierung lässt sich die dargestellte externe Abgasrückführung 180 anordnen. Der erforderliche Anteil an inerten Gasen, um die Schadstoffe zu minimieren, wird somit der externen Abgasrückführung 180 entnommen und der angesaugten Luft zugeführt. Damit wird ein Gas-Kraftstoff-Verhältnis von λ > 1 ,2 ermöglicht sowie Kohlenmonoxid, Kohlenwasserstoffe sowie Stickstoffoxide reduziert. This allows an ideal, clean and soot-free combustion realize. An internal exhaust gas recirculation is therefore not necessary. For further minimization of pollutants, the illustrated external exhaust gas recirculation 180 can be arranged. The required amount of inert gases to minimize the pollutants is thus removed from the external exhaust gas recirculation 180 and fed to the intake air. This allows a gas-fuel ratio of λ> 1, 2 and reduces carbon monoxide, hydrocarbons and nitrogen oxides.
Durch die Anordnung des Kurbeltriebes wird verhindert, dass ein Schwenkkolben mit einem Motorkopf kollidiert. Dies wird unabhängig vom Verbrennungsdruck von ca. 150 bar realisiert, der eine zusätzliche Sicherheit gegen Kollision durch die Kompression von 22:1 bietet. Die Hochdruckpumpe ist vorzugsweise eine Common-Rail-Pumpe für die  The arrangement of the crank mechanism prevents a pivot piston colliding with a motor head. This is realized independently of the combustion pressure of approx. 150 bar, which offers additional security against collision by the compression of 22: 1. The high pressure pump is preferably a common rail pump for the
Einspritzdüse 185. Weitere Pumpen können Hydraulikpumpen für die Steuereinheiten der Ventile sowie eine Ölpumpe für die Trockensumpfschmierung sein. Injector 185. Other pumps may be hydraulic pumps for the control units of the valves and an oil sump for dry sump lubrication.
Der Generator 160 lässt sich ebenso als Starter des Schwenkkolbenmotors einsetzen.  The generator 160 can also be used as a starter of the oscillating piston engine.
Der erfindungsgemäße Schwenkkolbenmotor ist vorzugsweise in vier Räume unterteilt, nämlich in den Gasraum 190, den Arbeitsraum 191 mit den darin angeordneten Zylindern, in den Kurbelraum 192 mit dem darin angeordneten Kurbeltrieb 100 und der elektrischen Hochdruckpumpe 151 für den Startvorgang, in den Pumpenraum 193 mit den darin angeordneten Pumpen 150 sowie in den Elektroraum 194 mit dem darin angeordneten Generator 160. Eine Steuerungs- bzw. Regelungseinheit ist vorzugsweise außerhalb des Schwenkmotorgehäuses angeordnet.  The oscillating piston engine according to the invention is preferably subdivided into four chambers, namely into the gas space 190, the working space 191 with the cylinders arranged therein, into the crank space 192 with the crank mechanism 100 arranged therein and the electric high-pressure pump 151 for the starting process, into the pump space 193 with the arranged therein pump 150 and in the electrical space 194 with the generator 160 disposed therein. A control unit is preferably arranged outside the swing motor housing.
Die Betriebsweise des Schwenkkolbenmotors wird anhand des Schemas in Figur 4 erläutert.The mode of operation of the oscillating piston engine will be explained with reference to the diagram in FIG.
Ein Lithium-Eisen-Phosphat-Akkumulator C dient als Energielieferant bei stehendem A lithium-iron-phosphate battery C serves as an energy supplier when standing
Schwenkkolbenmotor A. Der AC (Wechselstrom) -Starter-Generator B kann unter Oscillating piston motor A. The AC (AC) starter generator B can under
Energiezufuhr aus dem Lithium-Eisen-Phosphat-Akkumulator C den Schwenkkolbenmotor A starten. Bei laufendem Betrieb erzeugt der Schwenkkolbenmotor A über den AC-Starter- Generator B genügend elektrische Leistung für Antrieb, Akkumulator-Aufladung sowie Eigenbedarf der Bordelektronik einschließlich Licht. Einen entsprechenden Ladezustand des Lithium-Eisen-Phosphat-Akkumulators C vorausgesetzt, wird genug Antriebsenergie K für den emissionsfreien Antrieb zur Verfügung gestellt. Der Lithium-Eisen-Phosphat- Akkumulator C ist jedoch neben dieser elektrischen Backup-Funktion auch für eine zeitlich begrenzte Power-Push-Funktion zur Antriebsleistungssteigerung des Schwenkkolbenmotors konzipiert. Dabei dient er in Anlauf- bzw. Beschleunigungsphasen als Leistungsreserve von bis zu 15 % Überlast. Über die Kapazität des Lithium-Eisen-Phosphat-Akkumulators C kann man die Dauer der emissionsfreien Fahrt bzw. die verfügbare Leistungsreserve variieren.Power supply from the lithium-iron-phosphate accumulator C start the rotary piston engine A. During operation, the oscillating piston motor A generated via the AC starter generator B enough electrical power for propulsion, accumulator charging and personal use of the on-board electronics including light. Given a corresponding state of charge of the lithium iron phosphate battery C, enough drive energy K is made available for the emission-free drive. However, the lithium-iron-phosphate battery C is in addition to this electrical backup function for a time Limited power-push function designed to increase the drive power of the oscillating piston engine. During start-up and acceleration phases, it serves as a power reserve of up to 15% overload. The duration of the emission-free journey or the available power reserve can be varied via the capacity of the lithium iron phosphate battery C.
Das System ist mit Radnaben-Motoren mit EMK-Bremsen (elektromotorische Kraft) L ausgestattet, damit die Räder ohne Kopplung an einen mechanischen Strang angetrieben werden können und als fremderregte, bürstenlose Außenläufer bei hohem Wirkungsgrad ein geringes Leistungsgewicht liefern. Sowohl der AC-Starter-Generator B als auch die The system is equipped with EMR (electromotive force) L hub motors to allow the wheels to be driven without coupling to a mechanical train and to provide a low power to weight ratio as an externally excited, brushless outer rotor with high efficiency. Both the AC starter generator B and the
Antriebsmotoren L sind für Wechselstrom ausgelegt. Der Antriebsstrang wird mit 120 V Gleichspannung und das übrige Bordnetz mit 14 V betrieben. Dies macht zwar Gleich- und Wechselrichter erforderlich, jedoch wird dadurch die Drehzahlsteuerung stark vereinfacht und die Abtriebsdrehzahl ist nur bedingt von der Drehzahl des Schwenkkolbenmotors abhängig. Durch die Verwendung einer modernen Leistungselektronik für die elektronische Lastregelung mit μΡ-Steuerung F lässt sich der elektrische Antrieb und der Generator nahezu wartungsfrei betreiben, wobei ein Einzelwirkungsgrad der elektronischen Drive motors L are designed for alternating current. The powertrain is operated with 120 V DC and the rest of the electrical system with 14 V. Although this requires rectifier and inverter, but this speed control is greatly simplified and the output speed is only conditionally dependent on the speed of the oscillating piston engine. By using a modern power electronics for the electronic load control with μΡ-control F, the electric drive and the generator can operate virtually maintenance-free, with a single efficiency of the electronic
Lastregelung G somit 95 - 97 % erreicht wird. Load control G thus 95 - 97% is achieved.
Die Antriebsmotoren L haben vorzugsweise eine Leistung von 15 kW pro Rad, wodurch sich eine notwendige Leistung von 160 A je Strang ergibt. Somit muss der Schwenkkolbenmotor eine Wellenleistung von 95 kW liefern. Aufgrund der vorhandenen Leistungsreserve des Lithium-Eisen-Phosphat-Akkumulators C verringert sich dieser Wert auf 82 kW, bei einer Annahme von einem Wirkungsgrad μ=0,8.  The drive motors L preferably have a power of 15 kW per wheel, resulting in a necessary power of 160 A per strand. Thus, the oscillating piston engine must deliver a shaft power of 95 kW. Due to the existing power reserve of the lithium-iron-phosphate battery C, this value is reduced to 82 kW, assuming an efficiency μ = 0.8.
Das konzipierte Gesamtsystem mit dem Schwenkkolbenmotor A leistet bei einer  The designed overall system with the oscillating piston engine A makes at a
Gewichtseinsparung von 200 kg im Vergleich zu durchschnittlichen, herkömmlichen Weight saving of 200 kg compared to average, conventional
Antriebsaggregaten in einem großen Drehzahlbereich 60 kW am Rad. Somit ergeben sich bei einem Gesamtwirkungsgrad von ca. 60 % 40 kW/t. Dabei bleibt der große Vorteil des außerordentlich hohen Drehmoments an den Rädern erhalten. Mittels der μΡ-Steuerung F können von den Gaspedalen bzw. Bremspedalen gegebene Informationen sowie von an den Radnaben-Motoren L von den dort angeordneten Sensoren übermittelte Informationen in das Leistungsmanagement eingegeben werden. Dadurch lassen sich verschiedene Belastungs-, Sicherheits- und Komfort-Funktionen des Fahrzeugantriebs realisieren. Weiterhin ermöglicht diese Steuerung Kommunikation mit anderen Fahrzeugen, um eine kontrollierte Drive units in a large speed range 60 kW at the wheel. Thus, resulting in an overall efficiency of about 60% 40 kW / t. The great advantage of the extremely high torque at the wheels is maintained. By means of the μΡ-control F information given by the accelerator pedals or brake pedals as well as information transmitted to the wheel hub motors L by the sensors arranged there can be entered into the power management. As a result, different load, safety and comfort functions of the vehicle drive can be realized. Furthermore, this control allows communication with other vehicles to a controlled
Kolonnenfahrt durchzuführen. To carry out the convoy.
Die realisierten Steuerzeiten sind variabel, da die elektronische μΡ-Steuerung F die  The realized control times are variable, since the electronic μΡ-control F the
Einspritzdüsen und/oder die hydraulisch betätigten Ventile veränderbar ansteuern kann.Injectors and / or the hydraulically actuated valves can drive changeable.
Eine Bremsung lässt sich in zwei Stufen realisieren. In einer ersten Stufe wird die Braking can be realized in two stages. In a first stage, the
elektromotorische Kraft der Radnaben-Motoren durch Selbstinduktion genutzt, um die Geschwindigkeit zu reduzieren. Da die Radmotoren vorzugsweise keine Permanent- Magnete besitzen, wird hier nur die Energie über die Rotorfeld-Erregung benötigt, sodass sich der Verzögerungswert sehr gut kontrollieren lässt. Die Antriebsmotoren lassen sich jedoch auch in entgegengesetzter Richtung ansteuern, bis die Sensoren M den Radstillstand erkennen. In dieser Position kann das Fahrzeug auch elektrisch festgehalten werden, z. B. als Anfahrtshilfe am Berg. Zur Sicherheit kann eine mechanische bzw. hydraulische Bremse zusätzlich angeordnet sein, welche bei erhöhter Betätigungskraft am Bremspedal wirkt. Zu diesem Zweck kann es vorgesehen sein, dass die erste Hälfte des Bremspedalweges auf die elektronische Bremsung sensorisch wirkt und lediglich für die zweite Weghälfte die hydraulische Bremse aktiviert. electromotive force of the wheel hub motors used by self-induction to the Reduce speed. Since the wheel motors preferably have no permanent magnets, only the energy through the rotor field excitation is needed here, so that the deceleration value can be controlled very well. However, the drive motors can also be activated in the opposite direction until the sensors M detect the wheelstop. In this position, the vehicle can also be held electrically, for. B. as travel assistance on the mountain. For safety, a mechanical or hydraulic brake may additionally be arranged, which acts on the brake pedal with an increased actuating force. For this purpose, it may be provided that the first half of the brake pedal travel acts on the electronic brake sensory and only activates the hydraulic brake for the second half way.
Es bietet sich an, den Motor extern zu kühlen, wie z. B. mit einer Zylinder-Wasser-Kühlung. Die Erfindung ist jedoch nicht auf eine derartige Kühlung eingeschränkt, sondern es kann auch eine Ölkühlung und/oder Luftkühlung erfolgen. It is advisable to cool the engine externally, such. B. with a cylinder-water cooling. However, the invention is not limited to such a cooling, but it can also be done oil cooling and / or air cooling.
Durch die geringe Baugröße des Motors sowie seine geringe Anzahl beweglicher Teile und die nicht vorhandenen Schwungmassen liegt sein Leistungsgewicht bei lediglich 0,3 kg/PS bzw. 0,45 kg/kW. Durch die kontinuierlichen Arbeitstakte ergibt sich ein gleichbleibendes Drehmoment über die volle Drehzahlbreite. Die Materialien des Schwenkkolbenmotors sind vorzugsweise Aluminium sowie geeignete Aluminiumlegierungen und Stahl. Dabei ist die Anwendung von Carbon und/oder Keramik nicht ausgeschlossen. Due to the small size of the engine and its small number of moving parts and the non-existent centrifugal masses its power to weight is only 0.3 kg / PS or 0.45 kg / kW. Due to the continuous work cycles results in a constant torque over the full speed range. The materials of the oscillating piston engine are preferably aluminum as well as suitable aluminum alloys and steel. The use of carbon and / or ceramic is not excluded.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
Erster Zylinder 10First cylinder 10
Erster Schwenkkolben 1 1First oscillating piston 1 1
Erster Motorkopf 12 First engine head 12
Zweiter Zylinder 20Second cylinder 20
Zweiter Schwenkkolben 21Second pivot piston 21st
Zweiter Motorkopf 22Second engine head 22
Dritter Zylinder 30Third cylinder 30
Dritter Schwenkkolben 31Third rotary piston 31
Dritter Motorkopf 32Third engine head 32
Vorderseite eines Schwenkkolbens 40Front of a pivoting piston 40
Rückseite eines Schwenkkolbens 41 erster Totpunktbereich 44 zweiter Totpunktbereich 45 erste Schwenkrichtung 46 zweite Schwenkrichtung 47Rear side of a pivoting piston 41 first dead center area 44 second dead center area 45 first pivoting direction 46 second pivoting direction 47
Speicher 50Memory 50
Zu speichernde Luft 51Air to be stored 51
Erste Gasleitung 60First gas line 60
Zweite Gasleitung 61 erster Anschluss 62 zweiter Anschluss 63 ausgestoßenes Gas 70 benachbarter Zylinder 80Second gas line 61 first port 62 second port 63 expelled gas 70 of adjacent cylinders 80
Kolbenwelle 90 gemeinsamer Verbindungbereich 91 Kurbeltrieb 100Piston shaft 90 common connection area 91st Crank drive 100
1 . Kurbel 1 101 . Crank 1 10
Pleuel 1 15Connecting rod 1 15
2. Kurbel 1202nd crank 120
Abtriebswelle 130Output shaft 130
Getriebe 140Gear 140
Pumpe 150Pump 150
Elektrische Hochdruckpumpe 151Electric high pressure pump 151
Generator 160Generator 160
Auspuffsammler 170Exhaust manifold 170
Ansaugfilter 171Intake filter 171
Speicher 172Memory 172
Abgasrückführung 180Exhaust gas recirculation 180
Speicher- Einlass 181Storage inlet 181
Speicher-Auslass 182Storage outlet 182
Gaseinlass 183Gas inlet 183
Gasauslass 184Gas outlet 184
Einspritzdüse 185Injector 185
Gasraum 190Gas room 190
Arbeitsraum 191Workroom 191
Kurbelraum 192Crankcase 192
Pumpenraum 193Pump room 193
Elektroraum 194Electric room 194
Verbrennungsprozess 200Combustion process 200
Gasleitungsprozess 300Gas line process 300
Komprimierungsprozess 400Compression Process 400
Gaszuführungsprozess 500Gas supply process 500
Ausstoßprozess 600Eject process 600
Ansaugprozess 700 Arcusmotor AIntake process 700 Arc motor A
AC-Starter-Generator B AC starter generator B
Lithium-Eisen-Phosphat-Akkumulator CLithium Iron Phosphate Battery C
Starten DStart D
Laden E μΡ-Steuerung F Load E μΡ-Control F
Elektronische Lastregelung G Electronic load control G
Antriebsenergie HDrive energy H
Energierückgewinnung IEnergy recovery I
Antriebsenergie KDrive energy K
Radnaben-Motor mit EMK-Bremse L Wheel hub motor with EMF brake L
Sensoren MSensors M
Anzeige des Betriebszustands NDisplay of the operating status N
Vorgabe des Fahrers O Specification of the driver O

Claims

Patentansprüche claims
1 . Schwenkkolbenmotor, umfassend drei Zylinder (10, 20, 30) und drei in jeweils einem Zylinder schwenkbar angeordnete Schwenkkolben (1 1 , 21 , 31 ) sowie drei Motorköpfe (12, 22, 32), wobei die Motorköpfe (12, 22, 32) zwischen den Zylindern (10, 20, 30) angeordnet sind, 1 . Oscillating piston engine, comprising three cylinders (10, 20, 30) and three swivel pistons (1 1, 21, 31) pivotably arranged in each case in a cylinder and three engine heads (12, 22, 32), the engine heads (12, 22, 32) between the cylinders (10, 20, 30) are arranged,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass der Schwenkkolbenmotor wenigstens einen Speicher (50) umfasst und an einem jeweiligen Zylinder (10, 20, 30) zwei Gasleitungen (60, 61 ) angeschlossen sind, wobei jede der Gasleitungen (60, 61 ) mit einem ersten Anschluss (62) in einem Totpunktbereich (44, 45) eines Zylinders (10, 20, 30) angeschlossen ist und mit einem zweiten Anschluss (63) mit dem Speicher (50) gekoppelt ist, in dem aus einem jeweiligen Zylinder (10, 20, 30) mittels Schwenkbewegung eines Schwenkkolbens (1 1 , 21 , 31 ) ausgestoßenes Gas speicherbar ist und aus dem gespeichertes Gas in wenigstens einen Zylinder (10, 20, 30) zuführbar ist. in that the oscillating piston engine comprises at least one reservoir (50) and two gas lines (60, 61) are connected to a respective cylinder (10, 20, 30), each of the gas lines (60, 61) being connected to a first port (62) in one Totpunktbereich (44, 45) of a cylinder (10, 20, 30) is connected and with a second terminal (63) to the memory (50) is coupled, in which from a respective cylinder (10, 20, 30) by means of pivoting movement of a Swinging piston (1 1, 21, 31) ejected gas can be stored and from the stored gas in at least one cylinder (10, 20, 30) can be supplied.
2. Schwenkkolbenmotor nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, 2. oscillating piston engine according to claim 1, characterized
dass die Zylinder (10, 20, 30) jeweils im Wesentlichen die Form eines Kreisringsektors aufweisen und zusammen mit den Motorköpfen (12, 22, 32) in einem Winkelbereich vonin that the cylinders (10, 20, 30) each have substantially the shape of a circular ring sector and together with the motor heads (12, 22, 32) in an angular range of
360 0 angeordnet sind. 360 0 are arranged.
3. Schwenkkolbenmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch 3. oscillating piston engine according to one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, in
dass jeder Zylinder (10, 20, 30) einen ersten Totpunktbereich (44) und einen zweiten Totpunktbereich (45) aufweist, wobei die beiden Totpunktbereiche (44, 45) einander gegenüber liegen, in that each cylinder (10, 20, 30) has a first dead center region (44) and a second dead center region (45), the two dead center regions (44, 45) lying opposite one another,
und dass eine jeweilige Gasleitung (60, 61 ) in einem der beiden Totpunktbereiche (44, 45) eines Zylinders (10, 20, 30) angeschlossen ist und über den Speicher (50) in dem jeweils anderem Totpunktbereich (44, 45) eines benachbarten Zylinders (10, 20, 30) angeschlossen ist. and that a respective gas line (60, 61) in one of the two dead center regions (44, 45) of a cylinder (10, 20, 30) is connected and via the memory (50) in the respective other dead center region (44, 45) of an adjacent Cylinder (10, 20, 30) is connected.
4. Schwenkkolbenmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche , dadurch 4. oscillating piston engine according to one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass sämtliche Gasleitungen (60, 61 ) mit dem Speicher (50) gekoppelt sind. in in that all the gas lines (60, 61) are coupled to the reservoir (50).
5. Schwenkkolbenmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch 5. oscillating piston engine according to one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, in
dass die Zylinder (10, 20, 30) im Wesentlichen jeweils das gleiche Volumen Vz aufweisen und der Speicher (50) ein Volumen Vs aufweist, wobei folgendes Verhältnis gilt: in that the cylinders (10, 20, 30) each have essentially the same volume Vz and the reservoir (50) has a volume Vs, the following relationship being true:
Vs = 0,3 bis 0,35 Vz.  Vs = 0.3 to 0.35 Vz.
6. Schwenkkolbenmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch 6. oscillating piston engine according to one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, in
dass der Schwenkkolbenmotor weiterhin eine Kolbenwelle (90), einen Kurbeltrieb (100) sowie eine Abtriebswelle (130) aufweist, wobei die Schwenkkolben (1 1 , 21 , 31 ) mechanisch mit der Kolbenwelle (90) gekoppelt sind, die wiederum über den Kurbeltrieb (100) mit der Abtriebswelle (130) mechanisch gekoppelt ist. in that the oscillating-piston engine furthermore has a piston shaft (90), a crank drive (100) and an output shaft (130), wherein the pivoting pistons (11, 21, 31) are mechanically coupled to the piston shaft (90), which in turn via the crank drive ( 100) is mechanically coupled to the output shaft (130).
7. Schwenkkolbenmotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, 7. oscillating piston engine according to claim 6, characterized
dass die mechanische Kopplung des Kurbeltriebes (100) mit der Abtriebswelle (130) mittels eines Getriebes (140), insbesondere eines Zahnradgetriebes, realisiert ist. the mechanical coupling of the crank mechanism (100) with the output shaft (130) is realized by means of a gear (140), in particular a gear transmission.
8. Schwenkkolbenmotor nach einem der Ansprüche 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkkolbenmotor weiterhin wenigstens eine Pumpe (150) aufweist, die zwecks Antrieb mechanisch mit der Abtriebswelle (130) gekoppelt ist. 8. oscillating piston engine according to any one of claims 6 and 7, characterized in that the oscillating piston motor further comprises at least one pump (150) which is mechanically coupled to the drive to the output shaft (130).
9. Schwenkkolbenmotor nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkkolbenmotor weiterhin einen Generator (160) aufweist, der zwecks Antrieb mechanisch mit der Abtriebswelle (130) gekoppelt ist. 9. oscillating piston engine according to one of claims 6 to 8, characterized in that the oscillating piston motor further comprises a generator (160) which is mechanically coupled to the drive to the output shaft (130).
10. Verfahren zum Betreiben eines Schwenkkolbenmotors gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem 10. A method of operating a rotary piston engine according to one of claims 1 to 9, wherein
i) in einem ersten Zylinder (10) ein Verbrennungsprozess (200) durchgeführt wird, so dass die Schwenkkolben (1 1 , 21 , 31 ) in den Zylindern (10, 20, 30) in einer ersten Schwenkrichtung (46) geschwenkt werden und gleichzeitig aus dem Speicher (50) zuzuführendes Speichergas (51 ) in einen dritten Zylinder (30) geleitet wird, i) in a first cylinder (10), a combustion process (200) is performed, so that the pivoting piston (1 1, 21, 31) in the cylinders (10, 20, 30) in a first Pivoting direction (46) are pivoted and at the same time from the memory (50) to be supplied storage gas (51) is passed into a third cylinder (30),
ii) in einem zweiten Zylinder (20) Ansaugluft komprimiert wird und gleichzeitig zu speichernde Luft dem zweiten Zylinder (20) zugeführt wird, ii) in a second cylinder (20), intake air is compressed and at the same time air to be stored is supplied to the second cylinder (20),
iii) aus dem dritten Zylinder (30) Verbrennungsrückstände ausgestoßen werden sowie gleichzeitig diesem dritten Zylinder (30) Ansaugluft zugeführt wird, iii) combustion residues are emitted from the third cylinder (30) and at the same time intake air is supplied to this third cylinder (30),
und danach der Verbrennungsprozess (200), der Gasleitungsprozess (300), der and then the combustion process (200), the gas line process (300), the
Komprimierungsprozess (400), der Zuführungsprozess von zu speichernder Luft (500), der Ausstoßprozess (600) und der Zuführungsprozess von Ansaugluft (700) in einem jeweils anderem Zylinder (10, 20, 30) durchgeführt werden, wobei die Schwenkrichtung der Schwenkkolben (1 1 , 21 , 31 ) umgekehrt wird, Compression process (400), the supply of air to be stored (500), the ejection process (600) and the supply process of intake air (700) in a respective other cylinder (10, 20, 30) are performed, wherein the pivoting direction of the rotary piston (1 1, 21, 31) is reversed,
wobei Gas aus dem Zylinder (10, 20, 30), in welchem der Verbrennungsvorgang (200) stattfindet, in den Speicher (50) geleitet wird. wherein gas from the cylinder (10, 20, 30), in which the combustion process (200) takes place, in the memory (50) is passed.
1 1 . Verfahren zum Betreiben eines Schwenkkolbenmotors nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, 1 1. Method for operating a rotary piston engine according to claim 10, characterized in that
dass im ersten Zylinder (10) ein erster Schwenkkolben (1 1 ) angeordnet ist, im zweiten Zylinder (20) ein zweiter Schwenkkolben (21 ) angeordnet ist und im dritten Zylinder (30) ein dritter Schwenkkolben (31 ) angeordnet ist, wobei die Vorderseite (40) eines jeweiligen Schwenkkolbens (1 1 , 21 , 31 ) gegenüber des in der Reihenfolge nächsten Zylinders (10, 20, 30) angeordnet ist und die Rückseite (41 ) eines jeweiligen Schwenkkolbens (1 1 , 21 , 31 ) gegenüber des in der Reihenfolge vorhergehenden Zylinders (10, 20, 30) angeordnet ist, wobei bei dem Verbrennungsprozess (200) im ersten Zylinder (10) in that a first pivoting piston (11) is arranged in the first cylinder (10), a second pivoting piston (21) is arranged in the second cylinder (20) and a third pivoting piston (31) is arranged in the third cylinder (30), the front side (40) of a respective pivoting piston (1 1, 21, 31) opposite to the next in the cylinder (10, 20, 30) is arranged and the back (41) of a respective pivoting piston (1 1, 21, 31) relative to the in the sequence preceding the cylinder (10, 20, 30) is arranged, wherein in the combustion process (200) in the first cylinder (10)
i) der Winkel zwischen der Rückseite (41 ) des ersten Schwenkkolbens (1 1 ) und dem vorhergehenden Zylinder vergrößert wird, und der Winkel zwischen der Vorderseite (40) des ersten Schwenkkolbens (1 1 ) und dem nächsten Zylinder verringert wird, so dass in diesem Winkelbereich enthaltenes Gas ausgestoßen und dem Speicher (50) zugeführt wird, ii) der Winkel zwischen der Vorderseite (40) des zweiten Schwenkkolbens (21 ) und dem nächsten Zylinder verringert wird und somit eine Kompression (400) der im zweiten Zylinder (20) aufgenommenen Ansaugluft realisiert wird, und der Winkel zwischen der Rückseite (41 ) des zweiten Schwenkkolbens (21 ) und dem vorhergehenden Zylinder vergrößert wird und somit eine Zuführung von zu speichernder Luft (500) bewirkt wird, i) the angle between the back (41) of the first pivoting piston (11) and the preceding cylinder is increased, and the angle between the front (40) of the first pivoting piston (11) and the next cylinder is reduced so that in ii) the angle between the front side (40) of the second oscillating piston (21) and the next cylinder is reduced and thus a compression (400) in the second cylinder (20) is released. absorbed intake air is realized, and the angle between the back (41) of the second pivot piston (21) and the preceding cylinder is increased and thus a supply of air to be stored (500) is effected
iii) der Winkel zwischen der Vorderseite (40) des dritten Schwenkkolbens (31 ) und dem nächsten Zylinder verringert wird und somit Verbrennungsrückstände ausgestoßen (600) werden, und der Winkel zwischen der Rückseite (41 ) des dritten Schwenkkolbens (31 ) und dem vorhergehenden Zylinder vergrößert wird und somit die Zuführung von Ansaugluft (700) realisiert wird. iii) the angle between the front face (40) of the third pivoting piston (31) and the next cylinder is reduced, thus expelling combustion residues (600) are increased, and the angle between the back (41) of the third pivot piston (31) and the preceding cylinder is increased and thus the supply of intake air (700) is realized.
12. Motorsystem, umfassend mehrere Schwenkkolbenmotoren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem wenigstens zwei Schwenkkolbenmotoren in Reihe mechanisch miteinander gekoppelt sind, wobei sich die Schwenkkolben (1 1 , 21 , 31 ) dieser Schwenkkolbenmotoren in Totpunktlage in gegenüberliegenden Totpunktbereichen befinden. 12. An engine system comprising a plurality of oscillating piston motors according to one of claims 1 to 9, wherein at least two oscillating piston motors are mechanically coupled in series with each other, wherein the pivoting piston (1 1, 21, 31) of these oscillating piston motors are in dead center in opposite dead center.
13. Kraftahrzeug, umfassend einen Schwenkkolbenmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 9. oder ein Motorsystem nach Anspruch 12. 13. A motor vehicle, comprising a rotary piston engine according to any one of claims 1 to 9 or an engine system according to claim 12.
PCT/EP2015/059964 2014-05-06 2015-05-06 Oscillating piston engine, method for operating an oscillating piston engine, engine system, and motor vehicle WO2015169861A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014106286.8A DE102014106286A1 (en) 2014-05-06 2014-05-06 Oscillating piston engine, method for operating a rotary piston engine, engine system and motor vehicle
DE102014106286.8 2014-05-06

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015169861A1 true WO2015169861A1 (en) 2015-11-12

Family

ID=53267304

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2015/059964 WO2015169861A1 (en) 2014-05-06 2015-05-06 Oscillating piston engine, method for operating an oscillating piston engine, engine system, and motor vehicle

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102014106286A1 (en)
WO (1) WO2015169861A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111075564A (en) * 2019-12-27 2020-04-28 孙金良 Turbine rotor engine

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5074253A (en) * 1990-02-14 1991-12-24 Georges Dettwiler Volumetric displacement machine with double-action oscillating pistons
DE10119373A1 (en) 2001-04-20 2001-10-11 Richard Gordon Faika Plate piston IC engine has a reciprocating plate inside cylindrical sector combustions chambers
DE10243696B3 (en) * 2002-09-20 2004-03-11 Zf Sachs Ag Pivot motor has pressure equalization between working chambers provided via pressure equalization channel formed by groove between motor shaft and concentric sleeve
EP1852576A2 (en) * 2006-05-05 2007-11-07 Klaus Herrmann Process for the winning, storing and preparing of working media, process for using of working media with a rotary swing piston motor.
WO2009142518A2 (en) * 2008-05-23 2009-11-26 Wilk Kajetan Driving device

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2307206A1 (en) * 1973-02-14 1974-08-22 Karl Dipl-Ing Haberhauer METHOD FOR ACHIEVING BETTER CHARGING IN CIRCULAR PISTON ENGINES AND ROTARY PISTON ENGINES FOR CARRYING OUT THE METHOD
EP0247223A1 (en) * 1986-05-28 1987-12-02 Köpke, Günter, Dr.-Ing. Annular combustion engine

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5074253A (en) * 1990-02-14 1991-12-24 Georges Dettwiler Volumetric displacement machine with double-action oscillating pistons
DE10119373A1 (en) 2001-04-20 2001-10-11 Richard Gordon Faika Plate piston IC engine has a reciprocating plate inside cylindrical sector combustions chambers
DE10243696B3 (en) * 2002-09-20 2004-03-11 Zf Sachs Ag Pivot motor has pressure equalization between working chambers provided via pressure equalization channel formed by groove between motor shaft and concentric sleeve
EP1852576A2 (en) * 2006-05-05 2007-11-07 Klaus Herrmann Process for the winning, storing and preparing of working media, process for using of working media with a rotary swing piston motor.
WO2009142518A2 (en) * 2008-05-23 2009-11-26 Wilk Kajetan Driving device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111075564A (en) * 2019-12-27 2020-04-28 孙金良 Turbine rotor engine
CN111075564B (en) * 2019-12-27 2022-10-28 孙金良 Turbine rotor engine

Also Published As

Publication number Publication date
DE102014106286A1 (en) 2015-11-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2456629A1 (en) Vehicle comprising a charged combustion engine and method for operating a vehicle comprising a charged combustion engine
DE102006013502A1 (en) Drive device with a mechanically driven auxiliary unit, method for operating the drive device and means for carrying out the method
DE112009005211T5 (en) Hybrid engine system
DE102007044491A1 (en) hybrid drive
DE102019104187A1 (en) hybrid vehicle
WO2018050409A2 (en) Hybrid system for an internal combustion engine
DE102008057544A1 (en) Motor vehicle, particularly passenger car or truck, has load-bearing body and internal combustion engine with loading device which is coupled with internal combustion engine in driving manner
DE102019124337A1 (en) POWER GENERATION SYSTEM AND DRIVE DEVICE THAT HAS THIS
DE10006743A1 (en) Hybrid drive has external stimulator for electromagnetic converter rotated by thermal power machine w.r.t internal armature attached to drive shaft of machine or vehicle
DE112010002535B4 (en) MOTOR VEHICLE WITH AN INTERNAL ENGINE AND AN ELECTRIC MOTOR
WO2015169861A1 (en) Oscillating piston engine, method for operating an oscillating piston engine, engine system, and motor vehicle
DE102005039281A1 (en) Hybrid drive is for vehicle which has internal combustion engine as main drive and compressed air machine coupled to engine as further drive
DE102005048712A1 (en) Drive method for driving a wheel-driven vehicle uses an on-board compressed-air store to operate as a source of energy
WO2008064961A1 (en) Hybrid drive with valve deactivation
DE102008025376A1 (en) A method of operating a vehicle powertrain with an internal combustion engine having a plurality of selectively deactivatable cylinders and vehicle driveline
DE102011084891A1 (en) Constant volume combustion engine
DE102004048606B4 (en) Hybrid powertrain for a motor vehicle
DE102005022961B4 (en) Method for bivalent operation of internal combustion engines with conventional fuels and compressed gas
DE4447138A1 (en) Arrangement for hybrid drive of vehicle esp. automobile
DE102018001101A1 (en) Device and method for operating an internal combustion engine having at least one cylinder, in particular for recuperation of energy
DE19729550C2 (en) Method for operating a drive device for vehicles and drive device
DE4434149C2 (en) Hybrid drive device with integrated change drive
DE102018215490A1 (en) Crank drive device for an internal combustion engine, drive train and vehicle
DE102013103829A1 (en) Recuperation system for a motor vehicle
DE102016012831A1 (en) Rotary motor for converting potential into kinetic energy

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15724529

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 15724529

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1