DE3727437A1

DE3727437A1 - 4-stroke rotary engine (caterpillar track engine)

Info

Publication number: DE3727437A1
Application number: DE19873727437
Authority: DE
Inventors: Houshang Dipl Ing Karimi-Rad
Original assignee: KARIMI RAD HOUSHANG DIPL ING
Current assignee: KARIMI RAD HOUSHANG DIPL ING
Priority date: 1987-08-17
Filing date: 1987-08-17
Publication date: 1989-03-02

Abstract

The invention relates to an internal combustion engine which functions as follows: If ZSR (2) is pushed into ZSR (1), these will form a tubular ring in the middle, which is divided by the fitting of pistons (4) in the cylinder (3). The ZSR (1 and 2) now move respectively through 90@ clockwise in succession so that the volumes of the cylinders (3) are increased or reduced. These constantly recurring rotational movements produce the known four strokes (intake, compression, combustion and exhaust). The power axle (21) and flywheel (20) rotate twice and the four cylinder engine fires 8 times for one complete revolution of the two ZSRs. <IMAGE>

Description

Die Erfindung einer Brennkraftmaschine mit zwei ineinander geschobenen rotierenden Zylinderringschalen (ZRS), in deren Schlauchring-Kolben, Auslaß-Einlaßventile sowie Kerzen angebracht sind.The invention of an internal combustion engine with two one inside the other pushed rotating cylindrical ring shells (ZRS), in their Hose ring piston, outlet inlet valves and candles attached are.

Die im Folgenden beschriebene Erfindung läßt sich in die gängigen Motorarten nicht einordnen. Sie hat noch am ehesten mit einem sogenannten Kreiskolbenmotor etwas zu tun.The invention described below can be divided into the conventional ones Do not classify motor types. She's closest to having one so-called rotary piston engine to do something.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die beim Kreiskolbenmotor noch erforderliche Antischwungeinrichtung zu beseitigen und im übrigen einen besseren Wirkungsgrad bei vollkommener Lösung der Dichtungsprobleme als beim Kreiskolbenmotor zu erreichen.The invention has for its object the rotary piston engine to eliminate the anti-swing device still required and otherwise better efficiency with a complete solution the sealing problems to achieve than with the rotary piston engine.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß überraschend dadurch, daß bei einer Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art, die zwei rotierenden Zylinderringschalen, die in der Mitte gemeinsam einen Schlauchring bilden, der sowohl als Zylinder als auch als Zylinderkopf dient und die Zylinderringschalen selbst als Wellen mit Kreisringquerschnitten die Aufgabe von Antriebswelle, Pleuelstange und Kurbelwelle übernehmen.According to the invention, this object is surprisingly achieved by that in an internal combustion engine of the type mentioned, the two rotating cylindrical shells that are common in the middle form a hose ring, both as a cylinder and as The cylinder head and the cylindrical ring shells serve as shafts with circular ring cross-sections, the drive shaft, connecting rod and take over the crankshaft.

Besonders eigenartig ist erfindungsgemäß die Rotationsbewegung der oberen und inneren ZRS, die die Viertakte (Einlaß, Kompression, Explosion und Auslaß) hervorrufen.According to the invention, the rotational movement of the upper and inner ZRS, which are the four-stroke (intake, compression, Explosion and outlet).

Diese Rotationsbewegung kann man als "Raupenbewegung" bezeichnen, da die obere und untere ZRS wechselweise im Uhrzeigersinn um die Schwungradwellen um 90° gedreht werden. Durch diese Drehung entfernen oder ernähren sich die Kolben, die wechselweise an der oberen und inneren ZRS befestigt sind, im Schlauchring "Zylinder" voneinander oder zueinander.This rotational movement can be called a "caterpillar movement" since the upper and lower ZRS alternate clockwise around the Flywheel shafts can be turned 90 °. Remove by this rotation or feed the pistons, which alternately on the top and inner ZRS are attached, in the hose ring "cylinder" from each other or to each other.

Die Raupenbewegung der Kolben wird durch Anbringen der Verbindungswelle zwischen ZRS, Zahnkränze und Schwungrad-Zahnkränze, die auf der Rückseite des Schwungrades angebracht sind, hervorgerufen.The caterpillar movement of the pistons is done by attaching the connecting shaft between ZRS, sprockets and flywheel sprockets that are on attached to the back of the flywheel.

Die Verbindungswellen, die in Abständen von 90° angeordnet sind, haben am Ausgangspunkt (oben) und nach 180° (unten) ein Zahnrad im oberen Bereich, die nach 90° (rechts) und die nach 270° (links) haben ein Zahnrad im unteren Bereich. Die Zahnkränze auf der Rückseite der Schwungräder sitzen zweireihig aufeinander und sie haben eine Segmentlänge von ¼ des Kreises.The connecting shafts, which are arranged at intervals of 90 °, have a gear at the starting point (above) and after 180 ° (below) in the upper area, those after 90 ° (right) and those after 270 ° (left) have a gear in the lower area. The sprockets on the back the flywheels sit on each other in two rows and they have a segment length of ¼ of the circle.

Diese Zahnkränze sind zweimal spiegelbildlich auf dem Schwungrad angeordnet. Durch diese Anordnung können entweder die obere und untere oder die rechte und linke Verbindungswelle paarweise durch diese Zahnkränze gedreht werden. Das bedeutet, daß die obere ZRS und innere ZRS wechselweise um ¼ des Kreises, also um 90° um die Schwungradwelle gedreht werden.These ring gears are twice mirror images on the flywheel arranged. With this arrangement, either the upper and lower or the right and left connecting shaft in pairs be rotated by these sprockets. That means that upper ZRS and inner ZRS alternately around ¼ of the circle be rotated 90 ° around the flywheel shaft.

Der Motorblock besteht also hauptsächlich aus vier Teilen, nämlich der Motorblockschale, der oberen Zylinderringschale, der unteren Zylinderringschale und schließlich den beiden Schwungrädern.The engine block consists mainly of four parts, namely the engine block shell, the upper cylinder ring shell, the lower one Cylinder ring shell and finally the two flywheels.

Der Motor arbeitet nach dem bekannten Viertaktprinzip. Er kann als 1, 2, 3 und 4-zylindriger Motor gebaut werden, natürlich auch als Kombination oder Vielfaches hiervon.The engine works on the well-known four-stroke principle. He can as a 1, 2, 3 and 4-cylinder engine, of course also as a combination or a multiple thereof.

Der Motor ist erfindungsgemäß eine Kombination von Hub- und Kreiskolbenmotor, daher besitzt dieser Motor nur die Vorteile von den vorhergenannten Motorarten. Z. B. Zylinder und Kolben sowie Kolbenringe haben alle Kreisquerschnitte, was bei Kreiskolben motoren nicht der Fall ist und der Motor braucht weder Pleuelstange, Nockenwelle noch Kurbelwelle, was bei Hubmotoren nicht der Fall ist.According to the invention, the motor is a combination of lifting and Rotary piston engine, so this engine has only the advantages of the aforementioned engine types. For example, cylinders and pistons as well as piston rings all have circular cross sections, which is the case with rotary pistons engines is not the case and the engine does not need a connecting rod, Camshaft or crankshaft, which is not the case with lifting engines is.

Ferner leidet dieser Motor weder unter Zentrifugalkräften, Schwingungen noch unter seitlich lästigen Kräften, die die Zylinderbüchsen und die Kolbenringe in Mitleidenschaft ziehen.Furthermore, this motor does not suffer from centrifugal forces or vibrations still under the side annoying forces that the cylinder liners and affect the piston rings.

Aus o. g. Gründen ist die Leistung des Motors hoch, bei gleichzeitig hoher Drehzahl und hohem Drehmoment ist die Lebensdauer lang, da keinerlei hin- und hergehende Teile vorhanden sind. Ein besonderes Anwendungsgebiet wegen des geringen Gewichts und Volumens ist die Flugzeugindustrie. Aufgrund der eigenartigen Konstruktion ist eine Kühlung des Motors auch mit Luft möglich.From the above For reasons, the performance of the engine is high, at the same time high speed and high torque, the lifespan is long, since there are no back and forth parts. A special area of application because of the low weight and Volume is the aircraft industry. Because of the strange The engine can also be cooled with air by design.

Für die Motorblockschale, obere Zylinderringschale, innere Zylinderringschale, Kolben, Verbindungswelle und Schwungräder können Gußeisen oder auch Hartaluminium oder industrieübliche Materialien verwendet werden.For the engine block shell, upper cylinder ring shell, inner Cylinder ring shell, piston, connecting shaft and flywheels can be cast iron or hard aluminum or industry standard Materials are used.

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung sollen nun in Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden, in denenFor example, embodiments of the invention are now intended explained in more detail with reference to the accompanying drawings in which

Fig. 1 eine Ansicht der oberen Zylinderringschale (ZRS), eine Ansicht der inneren Zylinderringschale (ZRS) (bei der Ansicht innerer Zylinderringschalen sind die Kolben nicht dargestellt) und Stirnansicht der beiden ZRS im ineinander geschobenen Zustand; Fig. 1 is a view of the upper cylindrical ring shell (ZRS), a view of the inner cylindrical ring shell (ZRS) (the pistons are not shown in the view of inner cylindrical ring shells) and front view of the two ZRS in the pushed together state;

Fig. 2 ein mittlerer Querschnitt durch den Motorblock; Figure 2 is a medium cross section through the engine block.

Fig. 3 ein mittlerer Längsschnitt durch den Motorblock; Figure 3 is a medium longitudinal section through the engine block.

Fig. 4 eine Ansicht des rückseitigen Zahnrades sowie die Ansichten der Verbindungswellen; und Figure 4 is a view of the rear gear and the views of the connecting shafts. and

Fig. 5 Darstellung der verschiedenen Stadien (von I-VIII) der rotierenden ZRS und ihrer dazugehörigen Kolben stellungen. Fig. 5 representation of the various stages (of I-VIII) of the rotating ZRS and their associated piston positions.

Der neuartige und an sich mit keinem der bisherigen Motore vergleichbare Motor hat bestenfalls gewisse Ähnlichkeiten mit dem s. g. Kreiskolbenmotor, jedoch der Motor ist mit dem s. g. Hubmotor auch verwandt, da Zylinder (3) und Kolben (4) dieses Motores einen Kreisquerschnitt besitzen und auf den Kolben (4) die konventionellen Kolbenringe (5) sitzen.The new engine, which is not comparable to any of the previous engines, has at best certain similarities to the so-called rotary piston engine, but the engine is also related to the so-called reciprocating engine, since the cylinder ( 3 ) and piston ( 4 ) of this engine have a circular cross-section and on which Piston ( 4 ) the conventional piston rings ( 5 ) are seated.

In den folgenden Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Bezeichnungen bezeichnetIn the following figures, the same parts have the same designations designated

Aus den Ansichten der Fig. I erkennt man, daß ZRS (1) und ZRS (2) selbst aus zwei spiegelbildlich gleichen Teilen bestehen, die durch Schrauben miteinander fest verbunden sind.From the views of Fig. I it can be seen that ZRS ( 1 ) and ZRS ( 2 ) themselves consist of two mirror-image identical parts which are firmly connected to one another by screws.

Wird ZRS (2) in ZRS (1) hineingeschoben, so bildet sich in der Mitte ein Schlauchring, der als Zylinder (3) durch Kolben (4) aufgeteilt wird. If ZRS ( 2 ) is pushed into ZRS ( 1 ), a hose ring forms in the middle, which is divided as a cylinder ( 3 ) by pistons ( 4 ).

Diese Aufteilung wird durch Fig. II am besten veranschaulicht.This division is best illustrated by Fig. II.

Die Fig. II stellt beispielsweise einen vierzylindrigen Motor dar, da der Raum zwischen zwei Kolben (4) als ein Zylinder (3) dient. Hier sind die Kolben spiegelbildlich paarweise an oberer ZRS und innerer ZRS befestigt. Wenn die obere ZRS (1) sich im Uhrzeigersinn um 90° dreht, vergrößert sich volumenmäßig der vorherige Zylinderraum (3) und dagegen verkleinert sich der nach folgende Zylinderraum (3). Dadurch entstehen die vier bekannten Takte (Einlaß, Kompression, Explosion und Auslaß). Das gleiche wiederholt sich, wenn die innere ZRS (2) sich um 90° im Uhrzeigersinn dreht. Fig. II represents, for example a four-cylinder engine, since the space between two pistons (4) serves as a cylinder (3). Here the pistons are attached in pairs to the upper ZRS and inner ZRS. If the upper ZRS ( 1 ) rotates clockwise by 90 °, the volume of the previous cylinder space ( 3 ) increases and, on the other hand, the cylinder space ( 3 ) following it decreases. This creates the four known measures (inlet, compression, explosion and outlet). The same is repeated when the inner ZRS ( 2 ) rotates 90 ° clockwise.

Aus der Fig. III ist ersichtlich, daß alle Teile des neuartigen Motors erfindungsgemäß spiegelbildlich angeordnet sind, sodaß selbst bei hohen Drehungen eine Antischwungeinrichtung sich erübrigt.From Fig. III it can be seen that all parts of the novel motor are arranged in mirror image according to the invention, so that an anti-swing device is unnecessary even at high rotations.

Durch den mittleren Schnitt längs der Achse (21) werden die ZRS (1 und 2) zweimal (oberhalb und unterhalb der Achse (21)) ge schnitten. Dadurch kommen zweimal alle Teile in Erscheinung, wie z. B. Zylinder (3), Einlaßkammer (13), Auslaßkammer (15), etc. Alle o. g. Teile drehen sich mit ZRS (1 und 2) um die Schwungradwelle (21) sowie Schwungräder (20). Nur die Motor blockschale (10) und die Nockenringe (9) sind starr; die Ver bindungswellen (18) drehen sich paarweise um ihre eigenen Achsen, die paarweise zueinander senkrecht stehen.Through the middle cut along the axis ( 21 ), the ZRS ( 1 and 2 ) are cut twice (above and below the axis ( 21 )). As a result, all parts appear twice, such as. B. cylinder ( 3 ), inlet chamber ( 13 ), outlet chamber ( 15 ), etc. All the above parts rotate with ZRS ( 1 and 2 ) around the flywheel shaft ( 21 ) and flywheels ( 20 ). Only the engine block shell ( 10 ) and the cam rings ( 9 ) are rigid; the connecting shafts ( 18 ) rotate in pairs about their own axes, which are perpendicular to each other in pairs.

Aus der Fig. IV ist zu erkennen, daß erfindungsgemäß nur paarweise (abwechselnd) entweder die obere und untere Verbindungswelle (18) oder die rechte und linke Verbindungswelle (18) sich um ihre eigenen Achsen drehen, wenn die Schwungräder (20) sich drehen. Durch diese Anordnung kann demnach wechselweise die obere ZRS (1) oder die innere ZRS (2) um 90° gedreht werden.From Fig. IV it can be seen that according to the invention only in pairs (alternately) either the upper and lower connecting shaft ( 18 ) or the right and left connecting shaft ( 18 ) rotate about their own axes when the flywheels ( 20 ) rotate. With this arrangement, the upper ZRS ( 1 ) or the inner ZRS ( 2 ) can be rotated alternately by 90 °.

Der Motor besitzt zwei Schwungräder (20), damit die Kraftübertragung ohne einseitiges Drehmoment direkt auf die Antriebswelle (21) übertragen wird. The engine has two flywheels ( 20 ) so that the power transmission is transmitted directly to the drive shaft ( 21 ) without one-sided torque.

Der Motorblock hat für einen vierzylindrigen Motor mit 2,2 Liter Hubraum 42 cm Breite, 44 cm Höhe und 44 cm Länge. Sein Ver dichtungsverhältnis beträgt 10 : 1.The engine block has for a four-cylinder engine with 2.2 liters Displacement 42 cm wide, 44 cm high and 44 cm long. His ver sealing ratio is 10: 1.

Das Verdichtungsverhältnis kann, bedingt durch die absolute Dichtigkeit der Kolbenringe bis 14 : 1 tragen, weil die Kolben ring-Öffnungsstellen im Bereich der Befestigung der Kolben am ZRS (1 und 2) sich befinden (keine Kompressionsentweichung möglich).Due to the absolute tightness of the piston rings, the compression ratio can be up to 14: 1, because the piston ring opening points are in the area where the pistons are attached to the ZRS ( 1 and 2 ) (no compression escape possible).

Claims

1. Internal combustion engine with an upper rotating cylindrical ring shell (ZRS) is characterized in that this shell ( 1 ) consists of a cylinder, in the middle of which a ring with a semicircular cross-section (the curvature towards the outside) is formed and this cylindrical ring shell (ZRS) simultaneously as Crankshaft is used.

2. Internal combustion engine according to claim 1, with an inner cylinder ring shell (ZRS), characterized in that this shell ( 2 ) consists of a cylinder, in the center of which a ring with the semicircular cross-section (the curvature towards the inside) is formed and this ZRS also serves as a crankshaft.

3. Internal combustion engine according to claim 1 and 2 with the above, rotating cylinder shells (ZRS) ( 1 ) and ( 2 ), characterized in that the ring shells are arranged bilaterally to one another, so that thereby an annular cylinder ( 3 ) with a full circular cross section is formed.

4. Internal combustion engine according to claim 3 with cylinder hose ( 3 ), characterized in that cylinder hose ( 3 ) by piston ( 4 ) is divided into several cylinders.

5. Internal combustion engine according to the above claims with pistons ( 4 ), is characterized in that a piston is required per cylinder, which are alternately attached to the upper and inner ring shell ( 1 ) and ( 2 ). The piston rings ( 5 ) are located on these pistons, which slide into the cylinders ( 3 ) when they rotate.

6. Internal combustion engine according to the above claims with ZRS ( 1 ) and ( 2 ), characterized in that in the upper ring shell ( 1 ) each have a cylinder, an inlet and outlet valve ( 6 and 7 ) and in the inner ring shell ( 2 ) one spark plug ( 8 ) is provided for each cylinder.

7. Internal combustion engine according to the above claims is characterized in that a cam ring ( 9 ) is provided for each intake and exhaust valve ( 6 and 7 ), which is attached to the engine block shell ( 10 ).

8. Internal combustion engine according to the above claims, characterized in that the inlet and outlet valves ( 6 and 7 ) are arranged with different angles of incidence on ZRS ( 1 ), so that the arrangement of each inlet-outlet valve has its own cam ring ( 9 ) during the Rotation touches.

9. Internal combustion engine according to the above claims is characterized in that the upper ring shell ( 1 ) by cooling water chamber ( 11 ) all around and the inner ring shell ( 2 ) by cooling water chamber ( 12 ) are cooled all around.

10. Internal combustion engine according to the above claims is characterized in that the exhaust gases are discharged through the exhaust chamber ( 13 ) via the exhaust ( 14 ) to the outside and gasoline-air mixture through the inlet chamber ( 15 ) via the carburetor ( 16 ) are introduced into the cylinder ( 3 ).

11. Internal combustion engine according to the above claims is characterized in that the upper and inner rotating cylindrical ring shells ( 1 and 2 ) are provided on their end faces all around with ring gears ( 17 ) which are connected to the ring gear of the connecting shaft ( 18 ).

12. Internal combustion engine according to the above claims is characterized in that the connecting shafts ( 18 ) on the one hand with ring gear ( 17 ) on the other hand with ring gear ( 19 ) on the back of the flywheel ( 20 ) are in pairs. These connecting shafts ( 18 ) with their gear wheels are arranged at 90 ° intervals and always rotate in pairs on their own axis.

13. Internal combustion engine according to the above claims is characterized in that the flywheels ( 20 ) are interconnected by the shafts ( 21 ). On the back of the flywheels ( 20 ) sprockets ( 19 ) are attached at a distance of 90 ° and they have a segment length of ¼ circle. The flywheels are rotated around the flywheel shaft ( 21 ) by means of a shaft ( 18 ), sprockets ( 17 ) and sprockets ( 19 ).