DE1401994C - Gemischverdichtende Rotationskolben Brennkraftmaschine in Trochoidenbauart - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine gemischverdichtende Rotationskolben-Brcnnkraftmaschine in Trochoidenbauart, bei welcher innerhalb eines Gehäuses mit Seitenteilen und mit einem Mantel mit einer mehrbogigen inneren Mantellläche, die zwei aclisnahe Zonen aufweist, ein mehreckiger, an seinen Flanken mit zentralen Kolbcnmuldcn versehener Kolben auf dem Exzenter einer Exzenterwelle gelagert ist, der bei seiner Bewegung relativ zum Mantel und zur Exzenterwelle mit seinen Ecken an der inneren Mantelfläche entlanggleitct und dabei im Bereich einer achsnahen Zone angeordnete Gaswechselkanäle steuert.

Bei Brennkraftmaschinen dieser Art, die als Maschinen mit Fremdzündung betrieben werden, und bei denen im Bereich einer achsnahen Zone eine Zündkerze am Mantel angeordnet ist, ragen die Elektroden der Zündkerze in eine Bohrung, die an der inneren Mantellläche des Mantels mündet. Es wurde nun beobachtet, daß Brenngase, die sich in dieser Bohrung befinden, nicht nach der Kolbenmulde hin entweichen können, wenn der Kolben sich in einer Stellung befindet, in welcher er mit seiner Flanke die Zündkerzenbohrung abcleckt. Die heißen Gase blasen dann, wenn die folgende Radialdichtung über die Zündkerzenbohrung hinweggelaufen ist, in die nachfolgende Arbeitskammer hinein. Dadurch tritt dort eine örtliche Vorvcrbrenniing der Frischgase ein. Außerdem wird die Radialdichtung thermisch hoch belastet. Um dies mit einfachen Mitteln zu vermeiden, sieht die Erfindung vor, an jeder KoI-benllanke eine von der zentralen Kolbenmulde ausgehende und sich bis in den Bereich der nachlaufenden Kolbenecke erstreckende Nut anzuordnen. Mittels einer solchen Nut können die in der Züiuikerzenbohrung sich befindenden heißen Gase wahrend der Expansion nach der Kolbenmulde hin entweichen. Es erfolgt keine wesentliche Überströmung in die nachfolgende Arbeitskammer, die sich auf der Frischgasseite nachteilig auswirken könnte. Die Radialdichtung bleibt damit kühler, so daß das Spiel verkleinert werden kann. Die Möglichkeit eines Verkokens und eines Festklemmens wird vermindert.

Für eine luftverdichtende, selbstzündende Rotationskolben-Brennkraftmaschine mit Brennstoffeinspritzung, die im Kolben zur axialen Mittelebene der Kolbenflanke vorversetzte Kolbenmulden aufweist, ist bereits vorgeschlagen worden, zwischen den nachlaufenden Teilen der Kolbenmulden und den nachlaufenden Kolbenllankenhälften im Querschnitt kleine Kanäle vorzusehen. Diese Kanäle verbinden die Kolbenmulden mit dem benachbarten Nebenraum, wenn die Volumina der Arbeitskamniern ihren kleinsten Wert besitzen, so daß trotz Vorverlegung der Kolbenmulden gesichert ist, daß die Luftfüllung aus dem nachlaufenden Teil der Arbeitskammer in den vorlaufenden Teil der Arbeitskammer gelangen kann. Die vorgeschlagenen Kanäle erstrecken sich nicht bis in die Bereiche der jeweils nachlaufenden Kolbenecken, so daß mit ihnen auch bei Anordnung im Kolben einer gemiscliverdichtenden Brennkraftmaschine nicht das erreicht werden könnte, was mit der erfindungsgemäßen Anordnung von Nuten erzielt wirtl.

In weiterer Ausgestaltung des Erlinclungsgedankens kann an jeder Kolbenflanke außerdem noch eine von der Kolbenmulde ausgehende und sich bis in den Bceich der vorlaufenden Kolbenecke erstrek kende Nut vorgesehen sein. Diese Anordnung erweist sich als besonders vorteilhaft, wenn in den Kolbenfianken nicht langgestreckte, sondern kompakte Kolbcnmuldcn vorgesehen sind, weil sich zwisehen der Kolbenflanke und der inneren Mantellläche des Mantels bei bestimmten Stellungen des Kolbens von der Kolbenmulde abgetrennte Räume ergeben. In dem in Umlaufrichtung des Kolbens vorderen Raum findet nach der Zündung Expansion ίο statt, während der nacheilende Raum weiter komprimiert. Der Druck der Gase in diesen beiden Räumen will sich ausgleichen und findet dazu lediglich das Spiel zwischen der Kolbcnflanke und der inneren Mantellläche vor. Dadurch entstehen erhebliche Drosselvcrluste, die durch die beiden erfindungsgemäßen Nuten vermieden werden. Außerdem trägt die Nut zu der nachlaufenden Kolbenccke dazu bei, daß beim plötzlichen Herüberdrücken des Kompressionsrestvolumens zusätzlich eine stärkere Durchwirbelung der Gase in der Kolbenmulde stattfindet. Auch bei Anordnung von Vorkammern oder Wirbelkammern bei Dieselmasehinen wirken sich erfindungsgemäße Nuten in den Kolbenllankcn vorteilhaft aus.

Vorteilhaft können die Nuten in Richtung nach der Kolbenecke zu einen kontinuierlich abnehmenden Querschnitt aufweisen.

In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung in zwei Ausführungsbeispielen dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 eine Rotationskolben-Brennkraftmaschine mit langgestreckten Kolbenmulden in den Kolbenllanken,

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Kolbenflanke nach F i g. 1 in größerem Maßstab,

F i g. 3 eine Rotationskolben-Brennkraftmaschine mit kompakten Kolbenmulden in den Kolbenllanken und

F i g. 4 eine Draufsicht auf eine Kolbenflanke nach F i g. 3 in größerem Maßstab.

F i g. 1 zeigt eine Rotationskolben-Brennkraftmaschine, bei welcher innerhalb des Mantels 1 mit der zweibogigen inneren Mantelfläche 2 der dreieckige Kolben 3 in Pfeilrichtung 4 umlaufend angeordnet ist. Im Bereich der achsnahen Zone 5 sind am Mantel 1 der Einlaßkanal 6 und der Auslaßkanal 7 und im Bereich der gegenüberliegenden achsnahen Zone 8 ist die Zündkerze 9 angeordnet. Da der Kolben 3 mit den an seinen Ecken vorgesehenen Radialdichtungen K) an der Mantelfläche 2 entlanggleitet, ragen die Elektroden der Zündkerze 9 nicht aus der Mantelfläche 2 hervor, sondern liegen zurückgesetzt in einer mehr oder weniger großen Bohrung 11. An jeder Kolbennanke 12 befindet sich eine langgestreckte Kolbenmulde 13. Damit nun die in der Bohrung Il sich befindenden beißen Gase nicht durch die Kolbenflankc 12 abgeschlossen werden, wenn der Kolben 3 die dargestellte Lage einnimmt, ist in den Kolbenflanken eine Nut 14 angeordnet, welche den jeweils nachlaufenden Flankenteil des Kolbens mit der Kolbenmulde 13 direkt verbindet. Die Gase in der Bohrung 11 können sich dann durch die Nut 14 nach der Kolbenmulde hin entspannen.

Wie näher aus F i g. 2 hervorgeht, kann die Breite der Nut 14 von der Kolbenmulde 13 an nach der Kolbenecke zu kontinuierlich abnehmen. Auch die Tiefe der Nut nimmt nach der Kolbenecke zu laufend ab.

Sofern die Zündkerze 9 nicht in einer mittleren Querebene des Mantels I angeordnet ist, sondern ver-

setzt dazu, müssen die Nuten 14 in den Kolbenflanken 12 ebenfalls versetzt angeordnet werden.

Ist der Kolben 3 nach den F i g. 3 und 4 mit einer kompakten Kolbenmulde 13' in jeder Kolbenflanke 12 ausgestattet, empfiehlt es sich, zu der Nut 14 nach der nacheilenden Kolbenecke hin noch eine Nut 14' nach der voreilenden Kolbenecke hin anzuordnen. Dadurch wird ein Absperren von Räumen, das durch ein nahes Heranlaufen der Kolbenflanke an die innere Mantelfläche auftritt, vermieden, so daß die Gase in diesen Räumen sich nach der Kolbenmulde 13·' hin entspannen können und sie zu einer Wirbelbildung in der Kolbenmulde beitragen.

Claims (3)

Patentansprüche: '5

1. Gemischverdichtende Rotationskolben-Brennkraftmaschine in Trochoidenbauart, bei welcher innerhalb eines Gehäuses mit Seitenteilen und mit einem Mantel mit einer mchrbogigen inneren Mantelfläche, die achsnahe Zonen aufweist, ein mehreckiger, an seinen Flanken mit zentralen Kolbenmulden versehener Kolben auf dem Exzenter einer Exzenterwelle gelagert ist, der bei seiner Bewegung relativ zum Mantel und zur Exzenterwelle mit seinen Ecken an der inneren Mantelfläche entlanggleitet und dabei im Bereich einer achsnahen Zone angeordnete Gaswechselkanäle steuert, dadurch gekennzeichnet, daß an jeder KoIbenflanKe (12) eine von der zentralen Kolbenmulde (13 bzw. 13') ausgehende und bis in den Bereich der nachlaufenden Kolbenecke sich erstreckende Nut (14) angeordnet ist.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß an jeder Kolbenllanke (12) außerdem noch eine von der Kolbenmulde (13') ausgehende und sich bis in den Bereich der vorlaufenden Kolbenecke erstreckende Nut (14') vorgesehen ist.

3. Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (14, 14') in Richtung nach der Kolbenccke einen kontinuierlich abnehmenden Querschnitt aufweisen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen