DE1272040B - Kreiskolben-Brennkraftmaschine in Trochoidenbauart - Google Patents

Description

• Kreiskolben-Brennkraftmaschine in Trochoidenbauart Die Erfindung bezieht sich auf eine Kreiskolben-Brennkraftmaschine in Trochoidenbauart, bestehend aus einem Gehäuse mit Seitenteilen und einem Mantel mit zweibogiger innerer Mantelfläche, wobei die Verbindungslinie der Anschlußstellen der Bogen die kurze Achse der Trochoide darstellt und wobei nahe einer Anschlußstelle der Bogen Einlaß- und Auslaßsteuerfenster im Mantel und/oder in den Seitenteilen angeordnet sind, die vom Kolben übersteuert werden. Der Kolben ist in üblicher Weise drehbar auf dem Exzenter einer sich drehenden Exzenterwelle gelagert. Eine derartige Kreiskolben-Brennkraftmaschine ist aus der USA.-Patentschrift 3 007 460 bekannt.
• Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Kreiskolben-Brennkraftmaschine der genannten Art zu schaffen, die einen guten Wirkungsgrad bei allen Betriebszuständen aufweist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Kombination folgender, zum Teil für sich bekannter Merkmale gelöst: a) die Kreiskolben-Brennkraftmaschine ist mit waagerechter kurzer Achse eingebaut, b) oberhalb der kurzen Achse ist das Auslaßsteuerfenster und unterhalb der kurzen Achse sind ein Haupteinlaßsteuerfenster im Mantel und ein Leerlauf- und Teillast-Einlaßsteuerfenster in einem Seitenteil angeordnet, c) der Leerlauf- und Teillast-Einlaßkanal und der Auslaßkanal kreuzen sich und sind an der Kreuzungsstelle von einem eine Gemischvorwärmkammer bildenden Gehäuse umgeben.
• Durch die waagerechte Anordnung der kurzen Achse, die an sich aus der französischen Patentschrift 1326111 bekannt ist, wird in Verbindung mit der Anordnung der Einlaßsteuerfenster unterhalb der kurzen Achse erreicht, daß das Gemisch etwa tangential in der Richtung in die Ansaugkammer eintritt, in der sich der Kolben dreht, wodurch die Strömungswiderstände klein gehalten werden und eine gute Füllung erreicht wird. In entsprechender Weise kann sich der Auslaßkanal schräg nach unten verlaufend an das Auslaßsteuerfenster anschließen, so daß die verbrannten Gase ohne großen Strömungswiderstand aus der Maschine ausgeschoben werden können.
• Durch die an sich aus der französischen Patentschrift 1312 313 bekannte Unterteilung des Einlaßsteuerfensters in ein Haupteinlaßsteuerfenster und ein Leerlauf- und Teillast-Einlaßsteuerfenster kann der Strömungsquerschnitt der im jeweiligen Betriebsbereich erforderlichen Gemischmenge angepaßt werden, womit eine Entmischung, die im Leerlauf und unteren Teillastbetrieb ungünstig ist, vermieden wird. Durch die Anordnung des Haupteinlaßfensters im Mantel wird eine gute Füllung und damit eine hohe Leistung im Vollast- und im oberen Teillastbetrieb erzielt. Die Anordnung des Leerlauf- und Teillast-Einlaßsteuerfensters in einem Seitenteil verhindert, daß Abgase in den Teillasteinlaßkanal eindringen und die Zündfähigkeit des Gemisches beeinträchtigen können.
• Durch die Vorwärmung nur des Leerlauf- und Teillastgemisches wird das Betriebsverhalten in diesen Bereichen verbessert, da durch die Vorwärmung eine Kondensatbildung bei noch kalter Maschine vermieden wird. Dadurch, daß das durch den Haupteinlaßkanal zugeführte Gemisch nicht vorgewärmt wird, tritt keine Verschlechterung des volumetrischen Wirkungsgrades im Hauptbetriebsbereich ein. Eine Vorwärmung in diesem Bereich ist auch nicht erforderlich, da die Maschine dann bereits warm ist.
• Es ist zwar bei einer Hubkolbenmaschine aus der österreichischen Patentschrift 110750 bekannt, den Einlaßkanal zu beheizen, um die Verwendung auch schwer siedender Brennstoffe zu ermöglichen. Dadurch wird jedoch der volumetrische Wirkungsgrad verschlechtert, da diese Beheizung im gesamten Betriebsbereich stattfindet.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine Kreiskolben-Brennkraftmaschine in Trochoidenbauart, wobei der Mantel im Querschnitt dargestellt ist, und F i g. 2 die in F i g. 1 gezeigte Maschine in Ansicht von rechts. Die Kreiskolben-Brennkraftmaschine besteht aus einem Gehäuse, das sich aus einem Mantell mit zweibogiger innerer Mantelfläche 2 und Seitenteilen 3 und 4 zusammensetzt. Im Gehäuse ist ein dreieckiger Kolben 5 drehbar auf dem Exzenter 6 einer Exzenterwelle 7 gelagert. Der Kolben 5 gleitet bei seinem Umlauf mit seinen Ecken 8 an der inneren Mantelfläche 2 entlang, wodurch drei volumenveränderliche Arbeitskammern 9 a, 9 b und 9 c gebildet werden. Im Mantel 1 sind eine Auslaßsteueröffnung 12, eine Haupteinlaßsteueröffnung 13 und eine Zündkerze 18 angeordnet. Im Seitenteil 4 befindet sich ein Leerlauf-und Teillast-Einlaßsteuerfenster 19. In jeder Arbeitskammer wird bei jeder vollen Umdrehung des Kolbens ein vollständiges Viertaktverfahren mit .entsprechender Phasenverschiebung durchgeführt. In der gezeigten Stellung des Kolbens 5 ist die Arbeitskammer 9 a im Ansaugtakt, die Arbeitskammer 9 b im Expansionstakt und die Arbeitskammer 9 c im Ausschubtakt.
• Die innere Mantelfläche 2 hat die Form einer zweibogigen Epitrochoide, und die Linie, welche die Anschlußstellen der Bogen miteinander verbindet, stellt die kurze Achse 10 dar, während die dazu senkrecht stehende Symmetrielinie die lange Achse 11 der Epitrochoide ist.
• Die Kreiskolbenmaschine ist mit waagerechter kurzer Achse 10 eingebaut, wobei das Auslaßsteuerfenster 12 oberhalb und die Einlaßsteuerfenster 13 und 19 unterhalb der kurzen Achse 10 angeordnet sind. Der Haupteinlaßkanal 14 und der Leerlauf- und Teillasteinlaßkana120 münden in ständigem Gefälle tangential von oben in ihre Einlaßsteuerfenster 13, 19 ein, was zur Folge hat, daß das Gemisch tangential in die Ansaugkammer 9a eintritt, und zwar in der Kolbendrehrichtung, die durch den Pfeil D veranschaulicht ist. Dadurch werden die Strömungsverluste in den Einlaßkanälen so gering wie möglich gehalten, und es wird vermieden, daß sich Kraftstoff an irgendeiner Stelle der Einlaßkanäle absetzen kann. Dies ist insbesondere bei Leerlauf- und Teillastbetrieb zur Erzielung eines homogenen Gemisches von großer Bedeutung. Die beiden Einlaßkanäle 14 und 20 sind beispielsweise an einen nicht gezeigten Registervergaser angeschlossen. Der Auslaßkana115 geht tangential nach unten verlaufend vom Auslaßsteuerfenster 12 aus, um auch im Auslaßkanal die Strömungswiderstände möglichst klein zu halten.
• Der Einlaßkanal20 für Leerlauf- und Teillastgemisch und der Auslaßkana115 sind von einem eine Gemischvorwärmkammer 21 bildenden Gehäuse 22 umgeben, während der Haupteinlaßkanal14 keine wärmeleitende Verbindung mit dem Auslaßkana115 hat.

Claims (1)

1. Patentanspruch: Kreiskolben-BrennkraftmaschineinTrochoidenbauart, bestehend aus einem Gehäuse mit Seitenteilen und mit einem Mantel mit zweibogiger innerer Mantelfläche, wobei die Verbindungslinie der Anschlußstellen der Bogen die kurze Achse der Trochoide darstellt und wobei nahe einer Anschlußstelle der Bogen Einlaß- und Auslaßsteuerfenster im Mantel und/oder in den Seitenteilen angeordnet sind, die vom Kolben übersteuert werden, gekennzeichnet durch die Kombination folgender, zum Teil für sich bekannter Merkmale: a) die Kreiskolben-Brennkraftmaschine ist mit waagerechter kurzer Achse (10) eingebaut, b) oberhalb der kurzen Achse (10) ist das Auslaßsteuerfenster (12) und unterhalb der kurzen Achse (10) sind ein Haupteinlaßsteuerfenster (13) im Mantel (1) und ein Leerlauf-und Teillast-Einlaßsteuerfenster (19) in einem Seitenteil (4) angeordnet, c) der Leerlauf- und Teillast-Einlaßkanal (20) und der Auslaßkanal (15) kreuzen sich und sind an der Kreuzungsstelle von einem eine Gemischvorwärmkammer (21) bildenden Gehäuse (22) umgeben. In Betracht gezogene Druckschriften: Österreichische Patentschrift Nr. 110 750; französische Patentschriften Nr. 1326 111, 1312 313, 1284 427; USA.-Patentschrift Nr. 3 007 460.