DE1272040B

DE1272040B - Rotary piston internal combustion engine in trochoid design

Info

Publication number: DE1272040B
Application number: DEP1272A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Walter Froede
Original assignee: Wankel GmbH; NSU Motorenwerke AG
Current assignee: Wankel GmbH; Audi AG
Priority date: 1963-07-13
Filing date: 1963-07-13
Publication date: 1968-07-04

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.Rotary piston internal combustion engine in trochoid design The invention relates on a rotary piston internal combustion engine in trochoid design, consisting of a housing with side parts and a jacket with a two-arched inner jacket surface, where the line connecting the junctions of the arches is the short axis of the trochoid represents and with inlet and outlet control windows near a junction of the arches are arranged in the jacket and / or in the side parts, which are overridden by the piston will. The piston is rotatable in the usual way on the eccentric of a rotating Eccentric shaft mounted. Such a rotary piston internal combustion engine is from U.S. Patent 3,007,460 is known.

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.The object of the invention is to provide a rotary piston internal combustion engine of the type mentioned to create a high degree of efficiency in all operating states having. This object is achieved according to the invention by the combination of the following, for Part of features known per se solved: a) the rotary piston internal combustion engine is installed with a horizontal short axis, b) the outlet control window is above the short axis and below the short axis are a main inlet control window in the jacket and a Idle and part load inlet control window arranged in a side part, c) the Idle and part load intake port and the exhaust port cross each other and are at the intersection is surrounded by a housing forming a mixture preheating chamber.

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.Due to the horizontal arrangement of the short axis, which in itself is made up of the French patent 1326111 is known in connection with the Placement of the inlet control window below the short axis ensures that the mixture enters the suction chamber approximately tangentially in the direction in which the piston is located rotates, whereby the flow resistances are kept small and a good filling is achieved. In a corresponding manner, the outlet channel can slope downwards running to the exhaust control window, so that the burned gases without large flow resistance can be pushed out of the machine.

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.The subdivision of the inlet control window into a main inlet control window and an idle and part-load inlet control window, known per se from French patent specification 1312 313, allows the flow cross-section to be adapted to the amount of mixture required in the respective operating range, which means that segregation, which is unfavorable in idle and lower part-load operation, is avoided. By arranging the main inlet window in the jacket, a good filling and thus a high performance in full load and in upper part load operation is achieved. The arrangement of the idle and part-load inlet control window in a side part prevents exhaust gases from entering the part-load inlet duct and from being able to impair the ignitability of the mixture.

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.By preheating only the idle and part load mixture the operating behavior in these areas is improved, because the preheating a The formation of condensation when the machine is still cold is avoided. Because that through the mixture supplied to the main intake port is not preheated, no deterioration occurs the volumetric efficiency in the main operating area. Preheating in this area is also not necessary because the machine is then already warm.

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.In a reciprocating piston engine, it is known from Austrian patent specification 110750 to heat the inlet duct in order to enable the use of fuels with a high boiling point. However, this worsens the volumetric efficiency, since this heating takes place over the entire operating range.

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.An embodiment of the invention is described below with reference to the Drawings explained in more detail. It shows F i g. 1 a rotary piston internal combustion engine in trochoid design, the jacket being shown in cross-section, and FIG. 2 the in F i g. 1 shown machine in view from the right. The rotary piston internal combustion engine consists of a housing made up of a shell with a two-arched inner shell surface 2 and side panels 3 and 4 composed. There is a triangular piston in the housing 5 rotatably mounted on the eccentric 6 of an eccentric shaft 7. The piston 5 slides during its rotation with its corners 8 along the inner lateral surface 2, whereby three variable-volume working chambers 9 a, 9 b and 9 c are formed. In the coat 1 are an exhaust control port 12, a main intake control port 13 and a spark plug 18 arranged. In the side part 4 there is an idle and part-load inlet control window 19. In each working chamber, one complete revolution of the piston is made Four-stroke process with a corresponding phase shift carried out. In the shown The position of the piston 5 is the working chamber 9 a in the intake stroke, the working chamber 9 b in the expansion cycle and the working chamber 9 c in the extension cycle.

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.The inner surface 2 has the shape of a two-arched epitrochoid, and the line which connects the connection points of the arches with one another the short axis 10, while the line of symmetry perpendicular to it is the long one Axis 11 is the epitrochoid.

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.The rotary piston machine is installed with a horizontal short axis 10, the outlet control window 12 above and the inlet control windows 13 and 19 are arranged below the short axis 10. The main inlet port 14 and the idle and Teillasteinlaßkana120 open into theirs at a constant gradient tangentially from above Inlet control window 13, 19, with the result that the mixture is tangential in the suction chamber 9a enters, in the direction of piston rotation through the Arrow D is illustrated. This reduces the flow losses in the inlet channels kept as low as possible, and it is avoided that fuel on any Place of the inlet channels can settle. This is particularly the case with idling and part-load operation of great importance to achieve a homogeneous mixture. The two inlet ports 14 and 20 are connected, for example, to a register carburetor, not shown. The outlet duct 115 extends tangentially downward from the outlet control window 12 in order to keep the flow resistances as small as possible in the outlet channel.

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.The inlet channel 20 for idle and part load mixture and the outlet channel 115 are surrounded by a housing 22 forming a mixture preheating chamber 21, while the main inlet channel 14 has no heat-conducting connection with the outlet channel 115.

Claims

Claim: Rotary piston internal combustion engine in trochoid design, consisting of a housing with side parts and a jacket with a two-arched inner jacket surface, the connecting line of the connection points of the bends representing the short axis of the trochoid and with inlet and outlet control windows in the jacket and / or near a connection point of the bows are arranged in the side parts, which are overridden by the piston, characterized by the combination of the following features, some of which are known per se: a) the rotary piston internal combustion engine is installed with a horizontal short axis (10), b) above the short axis (10) the outlet control window (12) and below the short axis (10) are a main inlet control window (13) in the casing (1) and an idle and part-load inlet control window (19) in a side part (4), c) the idle and Partial load inlet channel (20) and outlet channel (15) intersect and are at the point of intersection of a mixture flow Surrounding ärmkammer (21) forming the housing (22). Documents considered: Austrian Patent No. 110 750; French Patent Nos. 1326 111, 1312 313, 1284 427; U.S. Patent No. 3,007,460.