DE2502931A1 - Rotary piston engine of epitrochoid design - fuel injection and combustion occurs in two stages - Google Patents
Rotary piston engine of epitrochoid design - fuel injection and combustion occurs in two stagesInfo
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Abstract
Description
PROF. DR. DR. J. REITSTÖTTER !PROF. DR. DR. J. REITSTÖTTER!
DR.-ING. WOLFRAM BUNTE V " ' " jDR.-ING. WOLFRAM BUNTE V "'" j
DR. WERNER KINZEBACH !DR. WERNER KINZEBACH!
München, den 24. Januar 1975 M/16 002Munich, January 24, 1975 M / 16 002
ONG SIAK-HOO,
3-17-21 Koishikawa, Bunkyq-ku, Tokio / JAPANONG SIAK-HOO,
3-17-21 Koishikawa, Bunkyq-ku, Tokyo / JAPAN
RotationskolbenmaschineRotary piston machine
Die Erfindung betrifft eine Rotationskolbenmaschine mit einem in einer crochoidförmigen Kammer exzentrisch rotierenden Kolben von etwa dreieckförmigem Querschnittsprofil, und insbesondere eine Rotationskolben-Verbrennungsmaschine mit zweistufiger Kraftstoffzufuhr, bei welcher Zufuhr und Verbrennung des Kraftstoffs zweistufig erfolgen.The invention relates to a rotary piston machine with an eccentric rotating in a crochoid-shaped chamber Pistons with an approximately triangular cross-sectional profile, and in particular a rotary piston internal combustion engine with a two-stage fuel supply, in which supply and combustion of the fuel take place in two stages.
Rotationskolbenmaschinen weisen im allgemeinen einerseits sol-Rotary piston machines generally have, on the one hand,
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ORKSiNAL INSPECTEDORKSiNAL INSPECTED
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ehe Vorteile "auf, wie runden Lauf, hohe Abgabeleistung und geringe Erzeugung von für den Menschen schädlichen Stickstoffoxyden, haben aber andererseits Nachteile, wie geringe Wirtschaftlichkeit für Benutzer von Kraftfahrzeugen mit Rotationskolbenmaschinen. Before advantages ", such as smooth running, high power output and low generation of nitrogen oxides harmful to humans, but on the other hand have disadvantages, such as low cost-effectiveness for users of motor vehicles with rotary piston machines.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine' Rotationskolbenmaschine zu schaffen, die in bezug auf ihren Kraftstoffverbrauch hohe Wirtschaftlichkeit hat und ihr Kraftstoffgemisch besser verbrennt und dadurch einen niedrigeren, für den Menschen schädlichen, Schadgasausstoß aufweist. Dabei soll die neue Rotationskolbenmaschine so konstruiert sein, daß die Entzündbarkeit des Kraftstoffes verbessert ist und eine gewünschte Strömung und Dispersion der Brenngase in der Brennkammer erzielt werden. Ferner sollen die Zündkerzenelektroden durch eine neue Konstruktion immer sauber gehalten werden. Auch soll die Schmierung in sehr wirksamer Weise unter minimalem Ölverbrauch erfolgen.The invention is based on the object of a 'rotary piston machine to create that is highly economical in terms of its fuel consumption and its fuel mixture burns better and thus has lower harmful gas emissions, which are harmful to humans. Included the new rotary piston machine should be designed so that the flammability of the fuel is improved and a desired flow and dispersion of the combustion gases can be achieved in the combustion chamber. Furthermore, the spark plug electrodes should always be kept clean thanks to a new design will. The lubrication should also take place in a very effective manner with minimal oil consumption.
Weitere Aspekte und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus: der folgenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen.. Die Zeichnungen zeigen in ""..-"'■Further aspects and advantages of the invention result from: the following description of some embodiments of the invention with reference to the accompanying drawings. The drawings show in "" ..- "'■
Fig. 1 eine Seitenansicht einer Grundausführungsform der Er-.findung; .1 shows a side view of a basic embodiment of the invention; .
Fig. 2 eine Seitenansicht einer anderen Ausführüngsform der Erfindung;Fig. 2 is a side view of another embodiment of the Invention;
Fig. 3 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, bei welcher ein Vergaser als Kraftstoffzufuhrhaupteinrichtüng vorgesehen ist; :Fig. 3 is a side view of a further embodiment of the Invention, in which a carburetor as fuel supply main device is provided; :
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Μ/ΐβ 002 ΛΜ / ΐβ 002 Λ
Fig. 4 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, bei welcher zwei Einlaßöffnungen verwendet werden; ."...-Fig. 4 is a side view of a further embodiment the invention in which two inlet ports are used; . "...-
Fig. 5 eine Seitenansicht einer Abänderung der Ausführungs-" form der Fig. 4, bei welcher die Einlaßöffnungen jeweils an gegenüberliegenden Kammerseiten ausgebildet sind;Fig. 5 is a side view of a modification of the embodiment " form of Fig. 4, in which the inlet openings respectively are formed on opposite chamber sides;
Fig. 6 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform der . Erfindung, bei welcher zwei Vergaser als Kraftstoffzufuhrhaupteinrichtung bzw. als Kraftstoffzufuhmebeneinrichtung für die jeweiligen Einlaßöffnungen dienen;FIG. 6 is a side view of a further embodiment of FIG . Invention in which two carburetors are used as the main fuel supply device and as a secondary fuel supply device serve for the respective inlet openings;
Fig. 7 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, wobei Fig. 7A den Zustand bzw. die Stufe der Kraftstoffhauptzufuhr zeigt und Fig. 7B die Stufe der Kraftstoffhilfszufuhr;7 is a side view of a further embodiment of FIG Invention, wherein FIG. 7A shows the state or the stage of the main fuel supply and FIG. 7B shows the stage the auxiliary fuel supply;
Fig. 8 ein Schemabild des erfindungsgemäßen Schmiersystems;8 is a schematic diagram of the lubrication system according to the invention;
Fig. 9 ein Schemabild einer anderen Ausführungsform des" erfindungsgemäßen Schmiersystems; · <.9 is a schematic diagram of another embodiment of the "according to the invention Lubrication system; · <.
Fig. 10 ein Diagramm zur Darstellung der Druckdifferenz zwischen zwei Verbrennungskammerräumen, die durch den Scheitel des Rotationskolbens einer Rotationskolbenmaschine getrennt sind;Fig. 10 is a diagram showing the pressure difference between two combustion chamber spaces, which by the Vertices of the rotary piston of a rotary piston machine are separated;
Fig. 11 eine von der Seite gesehene Schnittansicht einer herkömmlichen Zündkerzenbohrung;Fig. 11 is a side sectional view of a conventional one Spark plug bore;
Fig. 12A eine Ansicht der herkömmlichen Zündkerzenbohrung der Fig. 11 in der Schnittebene A-A, wobei die.gestrichelte Linie die Größe der Zündkerzenbohrung angibt;FIG. 12A is a view of the conventional spark plug bore of FIG Fig. 11 in the section plane A-A, with the dashed Line indicates the size of the spark plug hole;
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Pig. 12B eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Zündkerzenbohrung; Pig. 12B is a view of a spark plug bore according to the invention;
Pig. 13 eine von der Seite gesehene Schnittansicht 'der anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zündkerzenbohrung; Pig. Figure 13 is a side sectional view of the other embodiment of the spark plug bore of the present invention;
Pig. I^ eine von der Seite gesehene Schnittansicht eines an der inneren Kammerwand ausgebildeten Gasdurchlaßspaltes gemäß der Erfindung;Pig. I ^ a side sectional view of an the inner chamber wall formed gas passage gap according to the invention;
Fig. 15 eine von der Seite gesehene Schnittansicht des Gasdurchlaßspaltes in Zuordnung zu einer Kraftstoffeinsprit ζ vorrichtung;Fig. 15 is a side sectional view of the gas passage gap in association with a fuel injection device;
Fig. 16 eine Seitenansicht eines herkömmlichen Rotationskolbens; Fig. 16 is a side view of a conventional rotary piston;
Fig. 17 eine schematische Darstellung der Ausbreitung der Flammenfront in einer mit einem herkömmlichen Rotationskolben ausgerüsteten üblichen Rotationskolbenmaschine; 17 shows a schematic representation of the propagation of the flame front in a conventional rotary piston equipped common rotary piston machine;
Fig. 18a eine Seitenansicht des Oberteils eines Rotationskolbens gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; 18a shows a side view of the upper part of a rotary piston according to an embodiment of the invention;
Fig. I8B eine Draufsicht in der Ebene B-B der Pig. I8A;Figure 18B is a plan view in plane B-B of the Pig. I8A;
Fig. 18C1 bis C3 Schnittansichten in den Ebenen Cl-Cl bd.s C3-C3 der Pig. I8A;18C1 to C3 are sectional views in the planes C1-C1 and C3-C3 the pig. I8A;
Fig. ISO die Strömung eines dichten Kraftstoff-Luft-Gemisches vor dem Zünden;Fig. ISO shows the flow of a dense fuel-air mixture before ignition;
Fig. 19 bis 23 weitere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen19 to 23 further embodiments of the invention
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Rotationskolbens, wobei A Draufsichten, B Schnittansichten in den Ebenen B-B der Draufsichten A, und C Schnittansichten in den Ebenen C-C (in der Draufsicht der Fig. 2ÖA) bezeichnet; undRotary piston, where A plan views, B sectional views in planes B-B of plan views A, and C denotes sectional views in planes C-C (in the top view of FIG. 20A); and
Fig. 2k die Ausbreitung der Flammenfront bei dem in den Fig. 18 bis 23 dargestellten Rotationskolben. 2k shows the propagation of the flame front in the case of the rotary piston shown in FIGS. 18 to 23.
Eine Grundausführungsform der erfindungsgemäßen Rotationskolbenmaschine ist in Fig. 1 dargestellt, in welcher eine trochoid-A basic embodiment of the rotary piston machine according to the invention is shown in Fig. 1, in which a trochoid
förmige Kammer 1 einen etwa dreieckförmigen Rotationskolben 2 auf einer exzentrischen Abtriebswelle 3 exzentrisch drehbar aufnimmt. Eine Einlaßöffnung 1J und eine Aüsläßöffnung 5 für das Gas sind in den Doppelwänden der Kammer! ausgebildet.shaped chamber 1 an approximately triangular rotary piston 2 on an eccentric output shaft 3 eccentrically rotatable. An inlet opening 1 J and an outlet opening 5 for the gas are in the double walls of the chamber! educated.
Der Rotationskolben 2 berührt die Innenfläche der Kammer 1 gleitend mit seinen drei Scheiteln 7» und zwischen dem Rotationskolben 2 und der Innenfläche der Kammer 1 sind drei Verbrennungskammerräume 6 ausgebildet.The rotary piston 2 contacts the inner surface of the chamber 1 sliding with its three vertices 7 "and between the rotary piston 2 and the inner surface of the chamber 1, three combustion chamber spaces 6 are formed.
Die Rotationskolbenmaschine ist ferner mit einem Luftreinigungsfilter F versehen, der vor die Einlaßöffnung ή geschaltet ist, der Zündkerze P, deren Zündende bzw. Zündkont'akte in■""· der Zündkerzenbohrung 8 frei liegen, sowie mit zwei Kraft- ' stoff einspritzvorrichtungen i_ und ij_, deren eine i den Hauptkraftstoff einspritzt, während die andere ij_ den Hilfskraftstoff einspritzt. The rotary piston machine is also equipped with an air-purifying filter F provided, which is connected in front of the inlet opening ή, the spark plug P, whose ignition end or ignition contacts in ■ "" · the spark plug bore 8 are exposed, and with two fuel 'fuel injection devices i_ and ij_, one of which i is the main fuel injects while the other ij_ injects the auxiliary fuel.
Die erfindungsgemäße Rotationskolbenmaschine mit den beschriebenen Konstruktionsmerkmalen arbeitet wie folgt.The rotary piston machine according to the invention with the described Design features works as follows.
Bei Drehung des Rotationskolbens 2 findet die" Verbrennung des' Kraftstoff-Luft-Gemisches wie üblich statt. Das!Fassungsver- · mögen des Verbrennungskämmerraumes 6 nimmt nach Beendigung desWhen the rotary piston 2 is turned, the "combustion of the ' Fuel-air mixture takes place as usual. The! Version like the combustion chamber space 6 takes after completion of the
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Ausstoßhubes allmählich zu. Das durch die Zunahme des Fassungsvermögens des Kammerraumes verursachte Absenken des Druckes -. führt zu einem Ansaugen von Frischluft in den Verbrennungskammerraum 6 durch die Einlaßöffnung 4. Discharge stroke gradually to. That by increasing the capacity the chamber space caused lowering of the pressure -. leads to fresh air being sucked into the combustion chamber space 6 through the inlet opening 4.
Danach wird die Einlaßöffnung k geschlossen und der Kompressionshub beginnt. Während des Komprimierens wird eine relativ geringe Kraftstoffmenge von der Haupt-Kraftstoffeinspritzvorrichtung i_ in den "Verbrennungskammerraum 6 gespritzt. Das durch diese Kraftstoffhauptzufuhr in dem Verbrennungskammerraum 6 gebildete Kraftstoff-Luft-Gemisch ist so arm, daß durch den Funken der Zündkerze keine Zündung erfolgen würde.Thereafter, the inlet port k is closed and the compression stroke begins. During the compression, a relatively small amount of fuel is injected from the main fuel injection device into the combustion chamber space 6. The fuel-air mixture formed by this main fuel supply in the combustion chamber space 6 is so poor that the spark of the spark plug would not ignite.
Bei weiterer Drehung des Rotationskolbens 2 wird dieses Kraftstoff-Luft-Gemisch allmählich infolge der Abnahme: des Fassungsvermögens des Verbrennungskammerraumes 6 komprimiert, und etwa zu einem Zeitpunkt kurz vor dem oberen Totpunkt, d.h. etwa zu einem Zeitpunkt kurz vor dem Zünden der Zündkerze P, wird eine geringe Menge an Hilfskraftstoff aus der Hilfs-Kraftstoffeinspritzvorrichtung i^_ eingespritzt, um in der Nachbarschaft der Zündkerze P ein relativ reiches Kraftstoff-Luft-Gemisch zu erzeugen. · .As the rotary piston 2 continues to rotate, this fuel-air mixture is gradually compressed as a result of the decrease in the capacity of the combustion chamber space 6, and is approximately at a point in time shortly before top dead center, ie approximately at a point in time shortly before ignition of the spark plug P injected a small amount of auxiliary fuel from the auxiliary fuel injector i ^ _ to produce a relatively rich fuel-air mixture in the vicinity of the spark plug P. ·.
Unmittelbar nach der Erzeugung dieses reichen Kraftstoff-Luft-Gemisches zündet die Zündkerze P, um das sie umgebende reiche Kraftstoff-Luft-Gemisch zu entzünden, und die so erzeugte·. Startflamme oder Zündflamme induziert die Verbrennung des relativ armen Kraftstoff-Luft-Gemisches in dem Verbrennungskammerraum 6 bzw. vermittelt sie oder leitet sie ein. Die durch. ■ diese gesamte Kraftstoffverbrennung erzeugte Expansionsenergie übt auf den Rotationskolben 2 ein Drehmoment aus, und.danach werden die Abgase durch die, Auslaßöffnung ;5, wie am Ende: einer Taktfolge des Arbeitsprozesses der Maschine üblich, ausgestossen. " : '"■"'■ ■ ■' ;--'■ : -.- -""::. Immediately after this rich fuel-air mixture has been generated, the spark plug P ignites in order to ignite the rich fuel-air mixture that surrounds it and the thus generated ·. Starting flame or pilot flame induces the combustion of the relatively poor fuel-air mixture in the combustion chamber space 6 or mediates it or initiates it. By. ■ this entire fuel combustion generated expansion energy exerts a torque on the rotary piston 2, und.danach the exhaust gases through the, exhaust port ; 5, as in the end: a cycle sequence of the work process of the machine usual, expelled . " : '" ■ "' ■ ■ ■ ';-' ■: -.- -""::.
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Die oben beschriebene Ausführungsform der Erfindung zeigt die grundlegende Konstruktion und Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Rotationskolbenmaschine, und zu diesem Grundmerkmal der Erfindung können weitere Abänderungen hinzukommen, wie im folgenden ausgeführt wird.The embodiment of the invention described above shows the basic construction and operation of the rotary piston machine according to the invention, and this basic feature of the Further modifications may be made to the invention, as follows is performed.
Wie bereits oben erklärt wurde, soll erfindungsgemäß die Kraftstoffzufuhr so ausgeführt werden, daß zunä.chst das relativ arme Kraftstoff-Luft-Gemisch erzeugt wird, während das relativ reiche Kraftstoff-Luft-Gemisch danach in der Nähe der Zündkerze P erzeugt wird.As has already been explained above, according to the invention the fuel supply is to be carried out in such a way that initially the relatively poor fuel The air-fuel mixture is generated while the relatively rich air-fuel mixture is thereafter in the vicinity of the spark plug P. is produced.
Eine dieses Kraftstoffzufuhrsystem betreffende abgeänderte Ausführungsform ist in Fig. 2 dargestellt, in welcher die Haupt-Kraftstoffeinspritzvorrichtung i_ nahe der Lufteinlaßöffnung 4 angeordnet ist, während die Hilfs-Kraftstoffeinspritzvorrichtung ±J_ nahe der Zündkerze P angeordnet ist.A this fuel supply system in question modified embodiment is shown in Fig. 2, in which the main-fuel injection device i_ is disposed near the air intake port 4, while the auxiliary fuel injector ± J_ near the spark plug P is arranged.
Eine weiter abgeänderte Ausführungsform des Kraftstoffzufuhrsystems ist in Pig. 3 gezeigt, in welcher die Haupt-Kraftstoffzufuhreinrichtung ein an die Einlaßöffnung 4 angeschlossener Vergaser C ist. In diesem Fall wird ein relativ armes Kraftstoff-Luft-Gemisch dem Verbrennungskammerraum 6 aus der Einlaßöffnung 4 zugeführt, und der Hilfskraftstoff wird durch / eine Einspritzvorrichtung i_ zugeführt, die nahe der Zündkerze P angeordnet ist. ·Another modified embodiment of the fuel delivery system is in Pig. 3, in which the main fuel supply device is connected to the inlet port 4 Carburetor C is. In this case, the fuel-air mixture is relatively poor the combustion chamber space 6 is supplied from the inlet port 4, and the auxiliary fuel is supplied by / an injection device i_, which is arranged near the spark plug P, is supplied. ·
Eine weiter abgeänderte Ausführungsform des Kraftstoffzufuhrsystems ist in Fig. 4 dargestellt, in welcher die Haupt-Kraftstoffeinspritzvorrichtung i_ nahe -einer ersten Zündkerze'P wie in der vorangehenden Ausführungsform angeordnet ist. Diese Aus führungs form ist jedoch dadurch gekennzeichnet,, daß die Haupt-Kraftstoffzufuhr zweistufig erfolgt. Das heißt, ein Paar von Einlaßöffnungen 41 und 42 sind in der Kammer 1 angeordnet, die jede mit einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung*oder einemAnother modified embodiment of the fuel delivery system is shown in Fig. 4, in which the main fuel injector i_ near -a first spark plug'P like is arranged in the previous embodiment. These However, the embodiment is characterized in that the main fuel supply takes place in two stages. That is, a couple of inlet ports 41 and 42 are arranged in the chamber 1, each with a fuel injector * or a
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Vergaser ausgerüstet sind. Die Haupteiniaßöffnung.41 ist, in Drehrichtung des Rotationskolbens 2 gesehen, stromaufwärts (downstream) der Hilfseinlaßöffnung 42 angeordnet. Die Arbeitsprozeßfolge der beiden Einlaßöffnungen 41 und 42 ist derart, daß das öffnen der Haupteinlaßöffnung 41 vor dem öffnen der Hilfseinlaßöffnung 42 erfolgt. Ferner ist die Konstruktion derart, daß das aus der Hilfseinlaßöffnung 42 austretende Kraftstoff-Luft-Gemisch etwas dichter ist als das aus der Haupteinlaßöffnung 41 austretende. Die Haupteinlaßöffnung und die Hilfseinlaßöffnung 42 können entweder in nur einer oder in beiden der beiden Kammerseiten Il vorgesehen sein. Es ist auch möglich, daß die Haupteiniaßöffnung 41 in einer Kammerseite 11 angeordnet ist, während die Hilfseinlaßöffnung 42 in der anderen Kammerseite II1 angeordnet ist, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist, wobei beide Einlaßöffnungen zu verschiedenen Zeitpunkten zuführen.Carburettors are equipped. The main inlet opening 41 is arranged upstream (downstream) of the auxiliary inlet opening 42, as seen in the direction of rotation of the rotary piston 2. The operational sequence of the two inlet openings 41 and 42 is such that the main inlet opening 41 is opened before the auxiliary inlet opening 42 is opened. Furthermore, the construction is such that the fuel-air mixture exiting from the auxiliary inlet opening 42 is somewhat denser than that exiting from the main inlet opening 41. The main inlet opening and the auxiliary inlet opening 42 can be provided either in only one or in both of the two chamber sides II. It is also possible that the main inlet opening 41 is arranged in one chamber side 11, while the auxiliary inlet opening 42 is arranged in the other chamber side II 1 , as shown in FIG. 5, both inlet openings supplying at different times.
Wenn die Maschine mit einem derartigen Paar, bestehend aus Haupteiniaßöffnung und Hilfseinlaßöffnung, ausgerüstet ist, dann wird die Haupteiniaßöffnung 4l bei Drehung des Rotationskolbens 2 zuerst geöffnet, so daß dem Kammerraum 6 durch die Kraftstoffeinspritzvorrichtung oder einen Vergaser über die Einlaßöffnung Kraftstoff zugeführt wird und das relativ arme Kraftstoff-Luft-Gemisch befindet sich in dem nach vorwärts wandernden Kammerraum. Darauf folgt das öffnen der Hilfseinlaßöffnung 42 und das Gemisch wird dem Kammerraum 6 durch die öffnung zugeführt, um ein Kraftstoff-Luft-Gemisch zu erzeugen, welches etwas dichter ist als das vorher durch die Haupteiniaßöffnung 4l zugeführte.. Danach wird das so erzeugte Kraftstoff-Luft-Gemisch bei weiterer Drehung des Rotationskolbens 2 komprimiert, und in einer Stellung nächst dem'oberen Totpunkt spritzt die Hilfs-Kraftstoffeinspritzvorrichtung i_ eine kleine Kraftstoffmenge ein, um ein relativ reiches Kraftstoff-Luft-Gemisch in der Nachbarschaft der Zündkerze P zu er-If the machine is equipped with such a pair consisting of the main inlet port and the auxiliary inlet port, then the main inlet opening 4l is first opened upon rotation of the rotary piston 2, so that the chamber space 6 through the Fuel injector or a carburetor via the inlet port fuel is supplied and the relatively poor The fuel-air mixture is located in the chamber space that is moving forward. This is followed by the opening of the auxiliary inlet opening 42 and the mixture is fed to the chamber space 6 through the opening in order to generate a fuel-air mixture, which is a little denser than that previously supplied through the main inlet opening 4l .. Then the so generated The fuel-air mixture is compressed upon further rotation of the rotary piston 2, and in a position next to the top The auxiliary fuel injection device i_ injects dead center a small amount of fuel to create a relatively rich fuel-air mixture in the vicinity of the spark plug P
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zeugen. Wie bei der vorhergehenden Ausfuhrungsform wird dieses. Kraftstoff-Luft-Gemisch nach seiner Verbrennung aus der Kammer ausgestoßen.witness. As with the previous embodiment, this. Fuel-air mixture after its combustion from the Chamber ejected.
Wenn das Haupt-Kraftstoff-Luft-Gemisch von einem aus Haupteinlaßöffnung und.Hilfseinlaßöffnung bestehenden Einlaßöff- . . nungspaar erzeugt .wird, und wenn neben der Zündkerze eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung für die Zufuhr des Hilfskraftstoffes angeordnet ist, dann ist es nicht unbedingt notwendig, den Kraftstoff durch beide Einlaßöffnungen zuzuführen, d.h. es genügt, daß wenigstens eine der beiden Einlaßöffnungen den Kraftstoff zuführt. In einem solchen Fall übernimmt vorzugsweise die Haupteinlaßöffnung *J1 die Luftzufuhr und die Hilfseinlaßöffnung k2 die Kraftstoffzufuhr zum Verbrennungskammerraum. If the main fuel-air mixture from a main inlet opening and auxiliary inlet opening. . tion pair is generated, and if a fuel injection device for supplying the auxiliary fuel is arranged next to the spark plug, then it is not absolutely necessary to supply the fuel through both inlet openings, ie it is sufficient that at least one of the two inlet openings supplies the fuel. In such a case, the main inlet opening * J1 preferably takes over the air supply and the auxiliary inlet opening k2 the fuel supply to the combustion chamber space.
Die in Fig. 6 dargestellte Ausführungsform ist mit einem Einlaßöffnungspaar, bestehend aus einer Haupteinlaßöffnung *)1 und einer Hilfseinlaßöffnung ^2, von denen jede mit einem Vergaser C bzw. C ausgerüstet ist, versehen. ■ 'The embodiment shown in Fig. 6 is provided with a pair of inlet openings, consisting of a main inlet opening *) 1 and an auxiliary inlet port ^ 2, each with a carburetor C or C is provided. ■ '
Gemäß einer weiteren abgeänderten Ausführungsform der Erfindung kann die oben beschriebene zweistufige Verbrennung bzw. Kraftstoffzufuhr von nur einer einzigen Kraftstoffeinspritz- vorrichtung Dewirkt werden. Eine.soicne rtusi'ührungsform ist in den Fig. 7A und 7B dargestellt, in welchen eine einzige Kraftstoffeinspritzvorrichtung i_ nahe der Zündkerze P angeordnet ist, um sowohl den Hauptkraftstoff als auch den Hilfskraftstoff zuzuführen. Fig. 7A zeigt, daß der Hauptkraftstoff von der Kraftstoff einspritzvorrichtung i_ zu einem .Zeitpunkt etwa zu Beginn des Kompressionshubes zugeführt wird. Diese Zufuhr von Hauptkraftstoff erzeugt ein relativ armes Kraftstpff-. Luft-Gemisch, welches in dem Verbrennungskammerraum vorherrscht, Mit weiterer Drehung des Rotationskolbens 2 schreitet die Korn-According to a further modified embodiment of the invention, the above-described two-stage combustion or Fuel supply from just a single fuel injector To be affected. A soicne rtusi 'form of management is 7A and 7B, in which a single fuel injection device i_ is arranged near the spark plug P. FIG is to supply both the main fuel and the auxiliary fuel. Figure 7A shows that the main fuel from the fuel injection device i_ at a .Zeitpunkt is supplied approximately at the beginning of the compression stroke. This supply of main fuel creates a relatively poor fuel economy. Air mixture that prevails in the combustion chamber space. With further rotation of the rotary piston 2, the grain
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pression des so erzeugten Kraftstoff-Luft-Gemisches fort, und in einer Stellung nahe dem oberen. Totpunkt führt die Kraft-. ..x. stoffeinspritzvorrichtung i_ den Hilfskraftstoff in einen Bereich' des Kammerräumes, so daß-ein relativ reiches Kraftstof.fr Luft-Gemisch in der Nachbarschaft der Zündkerze. P ;in Fig./7B. erzeugt wird, welches reich genug ist,·um durch den Zündfunkender Zündkerze -entzündet zu werden. Durch die. Verwendung von-, nur'einer Krafts tof fe'inspritzvorrichtung bei .dieser Ausfüh-; rungs form "kann die' Gesamtkons truk tion der Maschine dementsprechend vereinfacht .werden, was die Herstellungskosten.der. Maschine merklich senkt.' : .' . .. ·,.; .... · · · ;pression of the fuel-air mixture thus produced, and in a position close to the upper. Dead center leads the force. .. x . fuel injection device i_ the auxiliary fuel in an area 'of the chamber spaces, so that-a relatively rich fuel-air mixture in the vicinity of the spark plug. P ; in Fig. 7B. which is rich enough to be ignited by the spark of the spark plug. Through the. Use of "only one fuel" injection device for .this execution ; As a result, the overall construction of the machine can be simplified accordingly, which noticeably reduces the manufacturing costs of the machine. :. ' . .. · ,. ; .... · · ·;
Mit Hilfe der Erfindung gelingt es, durch die neue Kons truktion und die zweistufige Kraftstoffzuführung und Kraftstoff-Verbrennung in der Rotationskolbenmaschine defl Verbrennungs- : wirkungsgrad merklich zu vergrößern und den Ausstoß von Schad-r gasen wirksam zu verringern.' · --.-·. . · · -·With the help of the invention it is possible through the new construction and the two-stage fuel supply and fuel combustion in the rotary piston machine defl combustion: efficiency to increase noticeably and the emission of harmful r to effectively reduce gases. ' · --.- ·. . · · - ·
Auf der Grundlage dieser neuen Idee, die Kraftstoffzufuhr ··■ zweistufig auszuführen, schafft -die Erfindung ferner, ein- ._. neues Schmiersystem der Dichtleisten- am Scheitel des Rota-. tionskolbens der- Maschine. . : · ■ . - .· ."■■■■Based on this new idea, the fuel supply ·· ■ to carry out two stages, the invention also creates one ._. new lubrication system of the sealing strips at the top of the Rota-. tion piston of the machine. . : · ■. -. ·. "■■■■
Vor der Erläuterung dieses neuen Schmiersystems gemäß einer Ausführüngsform der vorliegenden Erfindung sei zunächst kurz . das bei herkömmlichen Rotationskolbenmaschinen.;verwendete Schmiersystem bes-ehr'ieben. . ·. .·■: ■-· .·".·. .·· -..-.·, .Before explaining this new lubrication system according to one embodiment of the present invention, let us first briefly. that used in conventional rotary piston machines.; Lubricating system is better. . ·. . · ■: ■ - ·. · ". ·.. ·· -..-. ·,.
Bei-dem herkömmlichen' Schmiersystem ist das vordere Ende der . Zuführleitung für das -Schmieröl mit dem'Vergaser-verbunden, und stromaufwärts an eine geeignete Pumpe angeschlossen. Bei der Schmierölzufuhr gemäß dieser Konstruktion kann das (21 der Verbrennungskammer durch den Vergaser infolge des Unterdruckes zugeführt werden, der bei dem Ansaugen der Maschine.erzeugt.In the conventional lubrication system, the front end is the. Feed line for the lubricating oil connected to the carburetor, and connected upstream to a suitable pump. With the lubricating oil supply according to this construction, the (21 of the Combustion chamber through the carburetor due to the negative pressure which is generated when the machine is sucked in.
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wird. ■ ■ ■ . '... . :-_."'will. ■ ■ ■. '.... : -_. "'
Bei den eben beschriebenen herkömmlichen Schmiersystemen wird das öl voll in dem gesamten-Bereich des Verbrennung'skammerraumes in einem dampfförmigen Zustand dispergiert, und nur; . ein Teil des in dem Kammerraum vorherrschenden öldampfes . trägt zur Schmierung der gleitenden Scheiteldichtleisten, die eine starke Schmierung benötigen, bei. Der größte Teil des verbleibenden.Öls wird später zusammen mit dem Benzin verbrannt. Dies bedeutet, daß durch den Arbeitsprozeß der Ma- · schine mehr Schmieröl verbraucht wird als zum Schmieren notwendig ist. -In the conventional lubrication systems just described, the oil is fully dispersed in the entire area of the combustion chamber space in a vaporous state, and only ; . part of the oil vapor prevailing in the chamber space. contributes to the lubrication of the sliding crown sealing strips, which require heavy lubrication. Most of the remaining oil is later burned with the gasoline. This means that the working process of the machine consumes more lubricating oil than is necessary for lubrication. -
Um den Schmierölverbrauch für den Betrieb der Maschine auf ein Minimum abzusenken, wendet die Erfindung ein Schmiersystem an, bei welchem das Schmieröl durch die Hilfs-Kraftstoffeinspritzvorrichtung, oder wenn die Konstruktion der doppelten Kraftstoffeinlaßöffnungen verwendet wird, nur durch den Hilfsvergaser zugeführt wird. Bei diesem Zufuhrsystem wird das Schmieröl in der Hauptsache vor den Scheiteldichtleisten des Rotationskolbens zugeführt, und diese konzentrierte Zufuhr sorgt für eine sehr effektive Schmierung der Maschine.In order to reduce the consumption of lubricating oil for the operation of the machine to a minimum, the invention applies a lubrication system at which the lubricating oil by the auxiliary fuel injection device, or if the double fuel inlet port construction is used, only through the auxiliary carburetor is fed. With this supply system, the lubricating oil is mainly in front of the crown sealing strips of the Rotary piston supplied, and this concentrated supply ensures a very effective lubrication of the machine.
Eine Ausführungsform einer solchen konzentrierten Schmierung ist in Fig. 8 dargestellt, in welcher die Hilfskraftstoffzufuhr von einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung vorgenommen : wird, die vor der Zündkerze P angeordnet ist. Ein öltank T ist über eine ölpumpe OP mit einem Leitungssystem zwischen einem Kraftstofftank Tp und einer Einspritzpumpe IP verbunden. One embodiment of such concentrated lubrication is illustrated in Figure 8, in which the auxiliary fuel supply performed by a fuel injection device., Is disposed in front of the spark plug P. An oil tank T is connected via an oil pump OP to a line system between a fuel tank T p and an injection pump IP.
In Pig. 9 ist eine Ausführungsform des oben beschriebenen konzentrierten Schmiersystems in Anwendung auf ein System mit doppelten Kraftstoffeinlaßöffnungen, in welchem ein Einlaßöff-In Pig. 9 is an embodiment of the concentrated one described above Lubrication system applied to a system with dual fuel inlet ports in which one inlet port
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nungspaar, nämlich eine Haupteinlaßöffnung 1Il und eine Hilfseinlaßöffnung 42, verwendet werden, dargestellt. Wie in der Zeichnung gezeigt, ist eine Auslaßleitung einer ölpumpe OP mit einem Vergaser C verbunden. Die zeitliche Durchflußmenge der Schmierölzufuhr sollte in Übereinstimmung mi't den Laufbedingungen der Maschine, beispielsweise mit der Drehgeschwindigkeit, eingestellt werden. Es ist daher zweckmäßig, die Konstruktion so auszubilden, daß die ölpumpe in Abhängigkeit von der Rotation der Maschine geregelt wird, wobei die Regelung zusammen mit der Regelung des Drosselventils des Vergasers oder zusammen mit der Regelung des Einspritzregelventils der Einspritzpumpe erfolgen kann.voltage pair, namely a main inlet opening 1 Il and an auxiliary inlet 42 are used, is shown. As shown in the drawing, an exhaust pipe of an oil pump OP is connected to a carburetor C. The temporal flow rate of the lubricating oil supply should be set in accordance with the running conditions of the machine, for example with the rotational speed. It is therefore expedient to design the construction so that the oil pump is regulated as a function of the rotation of the machine, the regulation being carried out together with the regulation of the throttle valve of the carburetor or together with the regulation of the injection control valve of the injection pump.
Die Erfindung sieht ferner eine verbesserte Konstruktion der. Zündkerzenbohrung vor, um eine effektive Zündung zu bewirken.The invention also provides an improved construction of the. Spark plug hole for effective ignition.
Im folgenden werden kurz die Nachteile bekannter Zündkerzenbohrungen genannt. Eine Rotationskolbenmaschine hat drei Verbrennungskammerräume, die voneinander durch die Scheiteldichtleisten des Rotationskolbens getrennt sind, und die Druckdifferenz zwischen den Verbrennungskammerräumen zu beiden Seiten des Scheitels, d.h. auf der Vorderseite und auf der Rückseite einer Scheiteldichtleiste, ist in Fig. 10 dargestellt. The following briefly describes the disadvantages of known spark plug bores called. A rotary piston machine has three combustion chamber spaces, which are separated from each other by the crown sealing strips of the rotary piston, and the Pressure difference between the combustion chamber spaces on both sides of the apex, i.e. on the front and on the back of a crown sealing strip is shown in FIG.
Wie aus der Zeichnung zu ersehen ist, ist, wenn der Rotationskolbenscheitel sich auf der Rückseite des Druckwendepunktes D befindet, wo die Druckdifferenz Null ist, der Druck in dem vorderen Kammerraum größer als der in dem hinteren Kammerraum, und wenn sich der Rotationskolbenscheitel an der Vorderseite des Druckwendepunktes D befindet, wird der Druck in dem rückwärtigen Kammerraum größer als der Druck in dem vorderen Kammerraum. Wenn daher die Zündkerze P hinter dem Druckwendepunkt D angeordnet ist, sollte die Zündkerzenbohrung 12 so geformtAs can be seen from the drawing, when the rotary piston apex is on the back of the pressure turning point D is located where the pressure difference is zero, the pressure in the front chamber space is greater than that in the rear chamber space, and when the rotary piston apex is at the front of the pressure turning point D, the pressure is in the rear Chamber space greater than the pressure in the front chamber space. Therefore, when the spark plug P is past the pressure inflection point D, the spark plug bore 12 should be shaped
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sein, daß sie nach vorne konvergiert, wie in Fig. 11 dargestellt. Dies deswegen, weil, wenn sich die Zündkerzenbohrung in die Kammerinnenwandung an der Rückseite des Druckwendepunktes D öffnet, das Gas, wie dargestellt, in die Richtung des Pfeiles G in Fig. 11 strömt, wenn die Scheiteldichtleiste 7 durch die öffnung geht, d.h. das Gas leckt aus dem vorderen Kammerraum in den hinteren Kammerraum. Ein Teil des durch die Leckstelle hindurchtretenden Gases wird gegen die Elektroden der Zündkerze hin geblasen, wie durch den Pfeil G1 in der Zeichnung dargestellt, und hierdurch setzt sich ein ölgemisch an den Kerzenelektroden ab. Der Grund dafür liegt darin, daß relativ dichter Kraftstoff dazu, neigt, sich in dem rückwärtigen Bereich des Verbrennungskammerräumes infolge der Trägheit des Kraftstoff-Luft-Gemisches zu konzentrier ren, und die sich bewegende Scheiteldichtleiste hat dann die Wirkung, daß sie öl und Kraftstoff, die sich an der Kammerinnenwandung abgesetzt haben, abstreift. Das zu den Kerzenelektroden hin geblasene Gas enthält demzufolge eine beträchtliche Menge an Schmieröl und Kraftstoff. Aufgrund dieser Öl-Kraftstoff-Absetzung werden die Zündkerzenelektroden beträchtlich verschnmtzt, und die Zündfähigkeit wird stark gemindert. Um eine solch unerwünschte Öl-Kraftstoff-Verschmutzung der Zündkerzenelektroden wirksam zu.vermeiden, ist es notwendig, die Zeit des Durchleckens des Gases auf ein Minimum abzusenken. Unter diesem Gesichtspunkt hat die Zündkerzenbohrung die nach vorne konvergierende Form,be that it converges forward as shown in FIG. This is because, when the spark plug bore opens into the inner wall of the chamber at the rear of the pressure turning point D, the gas, as shown, flows in the direction of arrow G in FIG. 11 when the apex sealing strip 7 passes through the opening, ie the gas leaks from the front chamber space into the rear chamber space. Part of the gas passing through the leak is blown against the electrodes of the spark plug, as shown by arrow G 1 in the drawing, and this causes an oil mixture to settle on the spark plug electrodes. The reason for this is that relatively dense fuel tends to concentrate in the rear area of the combustion chamber space due to the inertia of the fuel-air mixture, and the moving crown sealing strip then has the effect of removing oil and fuel, which have settled on the inside wall of the chamber, wipes off. The gas blown towards the plug electrodes therefore contains a significant amount of lubricating oil and fuel. Because of this oil-fuel deposition, the spark plug electrodes are considerably melted and the ignitability is greatly reduced. In order to effectively avoid such undesirable oil-fuel contamination of the spark plug electrodes, it is necessary to reduce the time for gas leakage to a minimum. From this point of view, the spark plug bore has the shape converging towards the front,
Diese konvergierende Konstruktion der Bohrung kann einerseits ein unerwünschtes Verölen der Zündkerzenelektroden wirksam verhindern, bringt jedoch andererseits andere Nachteile für den Betrieb der Maschine. Wenn nämlich die Bohrung nach vorne konvergiert, besteht die Tendenz, daß ein leichtes oder glattes Hindurchströmen des Gases durch die Kerzenbohrung in dem Verbrennungskammerraum durch diese konvergierende* KonstruktionThis converging construction of the bore can on the one hand effectively prevent undesired oiling of the spark plug electrodes, but on the other hand brings other disadvantages for the operation of the machine. Namely, when the bore converges forward, it tends to be light or smooth Flow of the gas through the plug bore in the combustion chamber space through this converging * construction
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der Zündkerzenbohrung unterbunden wird, und durch diese Sperre einer glatten Gasströmung kann sich die Zündung des Kraftstoff-Luft-Gemisches, die durch den Zündkerzenfunken hervorgerufen wurde, nicht wirksam in den gesamten Verbrennungskammerraum ausbreiten, was zu einem niedrigen Verbrennungswirkungsgrad der Maschine führt. Außerdem verweilt das verbrannte Gas in der Zündkerzenbohrung und neigt dazu, eine Sperre für das nachfolgende Zünden in dem Verbrennungskammerraum zu bilden.the spark plug hole is prevented, and through this Blocking a smooth gas flow can prevent the ignition of the fuel-air mixture, which sparked by the spark plug does not effectively spread to the entire combustion chamber space, resulting in low combustion efficiency the machine leads. In addition, the burnt gas lingers in the spark plug hole and tends to cause a To form a barrier for the subsequent ignition in the combustion chamber space.
Eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lösungsvorschlages für dieses Problem ist in Fig. 12 dargestellt, in welcher die öffnung oder der die öffnung bildende Abschnitt der Zündkerzenbohrung 12 ein Querschnittsprofil in Form eines ziemlich abgeflachten Kreises hat. Mit Hilfe dieser verbesserten Konstruktion der öffnung der Zündkerzenbohrung kann die Zeitdauer, die für das Hinweggehen der Scheiteldichtleiste 7 über die Zündkerzenbohrung erforderlich ist, so kurz gehalten werden, daß sich bei der in Fig. 11 dargestellten Ausführungsform ein minimaler Gasdurchtritt ergibt und daß ferner infolge der auch in der öffnungsebene größeren Querschnittsfläche der Zündkerzenbohrung ein sehr glatter Strömungsaustausch zwischen dem Inneren der Bohrung und dem Verbrennungskammerraum gesichert ist, wodurch sich eine ausgezeichnete Zündfreudigkeit der Maschine ergibt. Das Querschnittsprofil des Hauptabschnittes der Bohrung ist weiterhin im wesentlichen kreisförmig ausgebildet, selbst wenn der Öffnungsbereich der Bohrung abgeflacht bzw. verschmälert und in die Länge gezogen ist.An embodiment of a proposed solution according to the invention FIG. 12 shows this problem, in which the opening or the section of the spark plug bore which forms the opening 12 has a cross-sectional profile in the form of a rather flattened circle. With the help of this improved construction the opening of the spark plug bore can reduce the time required for the crown sealing strip 7 to go over the spark plug bore is required to be kept so short that there is a minimal gas passage in the embodiment shown in FIG. 11 and that furthermore as a result the larger cross-sectional area of the also in the opening plane Spark plug bore ensures a very smooth flow exchange between the interior of the bore and the combustion chamber space which makes the machine extremely easy to ignite. The cross-sectional profile of the main section the bore is also substantially circular, even if the opening area of the bore is flattened or narrowed and elongated.
Eine weitere abgeänderte Ausführungsform der Zündkerzenbohrung 12 ist in Fig. 13 dargestellt. Bei. dieser Ausführungsform wird, wie in Fig. 13A gezeigt, wirksam verhindert, daß von der Scheiteldichtleiste abgestreiftes öl gegen die Kerzenelektroden hin geblasen wird und es wird frisches Kraftstoff-Luft-Ge-Another modified embodiment of the spark plug bore 12 is shown in FIG. At. this embodiment is as shown in Fig. 13A, effectively prevents oil stripped from the crown sealing strip from against the plug electrodes is blown and there is fresh fuel-air
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misch in die Bohrung geblasen, -um das verbrannte 3 darin verweilende Gas auszutauschen, wie dies in Fig. 13B dargestellt ist. Wie in der Zeichnung gezeigt, hat der Endbereich der öffnung der Bohrung 12 eine keilförmige Form, in welcher die rückwärtige Seitenwand 12^ so geneigt ist, daß die Öffnung nach hinten abgeschrägt ist, während die vordere Seitenwand 12p fast in rechtem Winkel zu der trochoidförmigen Wandfläche der Kammer ausgebildet ist. Bei dieser keilförmigen Bohrungskonstruktion wird das Gas G von der Vorderseite der Scheiteldichtleiste 7 in den benachbarten Verbrennungskammerraum übergeführt, wobei es durch die geneigte Bohrungswand 12^ geführt wird, ohne gegen die Zündkerzenelektroden zu strömen. Die Elektroden verschmutzen daher'nur wenig durch das in dem Gasstrom enthaltene Ölgemisch»mixed blown into the bore to exchange the burnt 3 gas residing therein, as shown in Fig. 13B. As shown in the drawing, the end portion of the opening of the bore 12 has a wedge-shaped shape in which the rear side wall 12 ^ is inclined so that the opening is sloped backwards, while the front side wall 12p is almost at right angles to the trochoid-shaped wall surface the chamber is formed. In this wedge-shaped bore construction, the gas G is transferred from the front side of the apex sealing strip 7 into the adjacent combustion chamber space, whereby it is guided through the inclined bore wall 12 ^ without flowing against the spark plug electrodes. The electrodes are therefore only slightly soiled by the oil mixture contained in the gas flow »
Zusätzlich zu dieser Führung der Gasströmung wird auch frisches Kraftstoff-Luft-Gemisch während des Kompressionstaktes gut durch die Wand 122 in die Bohrung geleitet."wie in Fig.13B dargestellt und das auf diese Weise zugeführte Gemisch bewegt sich, wie durch den Pfeil G1 dargestellt, kreisförmig in der Bohrung und verdrängt das dort sonst verweilende, verbrannte Gas in den Kammerraum.In addition to this guidance of the gas flow, fresh fuel-air mixture is also well conducted through the wall 12 2 into the bore during the compression stroke. "As shown in FIG 1 , circular in the bore and displaces the burnt gas that would otherwise linger there into the chamber space.
Wird diese keilförmige Bohrungskonstruktion des Endabschnittes der Zündkerzenbohrung zusammen mit der oben beschriebenen flachen Form des Endabschnittes der Zündkerzenbohrung kombiniert, so verstärken sich die vorteilhaften Wirkungen für den Betrieb der Maschine besonders. -Will this wedge-shaped bore structure of the end portion of the spark plug bore together with that described above Combined flat shape of the end portion of the spark plug bore, the beneficial effects for the Operation of the machine especially. -
Es sei darauf hingewiesen, daß die oben beschriebenen, verschiedenen Ausführungsformen der Zündkerzenbohrung auch bei Rotationskolbenmaschinen der herkömmlichen Bauart mit Vorteil anwendbar sind. Durch praktische Versuche hat der Erfinder der vorliegenden Erfindung bestätigt, daß der Verbrennungswirkungs-It should be noted that the various Embodiments of the spark plug bore also in Rotary piston machines of the conventional type can be used with advantage. Through practical experiments, the inventor of the present invention confirms that the combustion effect
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grad des Kraftstoffes in der Maschine um 40 bis 60 % gesteigert werden konnte, wenn der flache Endabschnitt der Bohrung in einer herkömmlichen Rotationskolbenmaschine verwendet wurde.The degree of fuel in the machine could be increased by 40 to 60 % when the flat end portion of the bore was used in a conventional rotary piston machine.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird die Tatsache ausgenützt, daß eine Drucklücke (pressure gap) zwischen den zwei Verbrennungskammerräumen zu beiden Seiten des Krümmungswendepunktes existiert und daß das Gas aus dem vorderen Verbrennungskammerraum in den rückwärtigen Verbrennungskammerraum leckt. Das heißt, wie in Fig. 14 dargestellt, ist in der Kammerwand an einer Stelle genau hinter der Zündkerzenbohrung 12 eine Ausnehmung 13 für den Gasdurchtritt vorgesehen, durch welche das Gas aus dem vorderen Verbrennungskammerraum in den hinteren Verbrennungskammerraum strömt. Dieser Gasdurchtritt fördert die Abfuhr des Abgases, hält die Zündkerze sauber und sichert eine langdauernde Zündfähigkeit der Kerze.In a further embodiment of the invention, the Exploited the fact that a pressure gap between the two combustion chamber spaces on both sides of the Curvature turning point exists and that the gas from the front combustion chamber space in the rear combustion chamber space licks. That is, as shown in Fig. 14, is in the chamber wall at a point just behind the spark plug bore 12 a recess 13 is provided for the gas passage through which the gas from the front combustion chamber space flows into the rear combustion chamber space. This passage of gas promotes the removal of the exhaust gas, stops the spark plug clean and ensures that the plug can ignite for a long time.
Aus Pig. Ik ist deutlich zu ersehen, daß bei Vorhandensein einer solchen Ausnehmung für den Gasdurchtritt genau an der Rückseite des Krümmungswendepunktes D das Gas in Richtung des in der Figur dargestellten Pfeiles G strömt, weil der Druck in dem vorderen Verbrennungskammerraum größer ist als der in dem rückwärtigen Verbrennungskammerraum. Aufgrund eines solchen Gasdurchtrittes zwischen den Verbrennungskammerräumen zu beiden Seiten der Scheiteldichtleiste kann die Erzeugung von Stickstoffoxyden stark reduziert werden. Dies beruht auf der Tatsache, daß das verbrannte Gas, das aus dem vorderen Verbrennungskammerraum während des Verbrennungstaktes in den rückwärtigen Verbrennungskammerraum strömt, dabei die sogenannte Abgas-Rückführungswirkung erzeugt. Durch dieses Zurückführen des verbrannten Gases vor dem Stattfinden des Verbrennungs- bzw. Expansionshubes wird der rückwärtige Kammerraum vor-From Pig. Ik can clearly be seen that if there is such a recess for the gas passage exactly at the rear of the point of curvature inflection D, the gas flows in the direction of the arrow G shown in the figure, because the pressure in the front combustion chamber space is greater than that in the rear combustion chamber space . Because of such a gas passage between the combustion chamber spaces on both sides of the crown sealing strip, the generation of nitrogen oxides can be greatly reduced. This is due to the fact that the burnt gas flowing from the front combustion chamber space into the rear combustion chamber space during the combustion stroke produces the so-called exhaust gas recirculation effect. By returning the burnt gas before the combustion or expansion stroke takes place, the rear chamber space is moved forward.
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geheizt und die gesamte Verbrennungstemperatur gesenkt, wodurch die Erzeugung von Stickstoffoxyden wirksam verringert wird.heated and the overall combustion temperature lowered, effectively reducing the production of oxides of nitrogen will.
Da unvollständig verbranntes Gas ferner bei der nachfolgenden Verbrennung nachverbrannt wird, können durch unvollständige Gasverbrennung verursachte Kraftstoffmehrkosten und die Erzeugung von Kohlenwasserstoffen erheblich gemindert werden. Since incompletely burned gas is further burned in the subsequent combustion, incomplete Gas combustion caused additional fuel costs and the production of hydrocarbons can be reduced considerably.
Wie schon beschrieben, herrscht in dem rückwärtigen Bereich des Verbrennungskammerraumes ein relativ reiches Kraftstoff-Luft-Gemisch vor, und die Verbrennungsflamme breitet sich nach vorwärts aus und folgt der kreisenden Strömung zum vorderen Abschnitt des Kammerraumes- hin. Unvollständig verbranntes Gas kann daher in dem rückwärtigen Abschnitt des Kammerraumes verbleiben. Wenn sich die Ausnehmung für den Gasübertritt gemäß der Erfindung in der Kammerwand an der Rückseite der Zündkerzenbohrung befindet, dann kann das in dem rückwärtigen Abschnitt des Verbrennungskammerraumes zurückgebliebene unvollständig verbrannte Gas mit Erfolg in den benachbarten Verbrennungskammerraum gebracht werden und einer vollständigen Verbrennung in dem nachfolgenden Verbrennungstakt unterworfen werden.As already described, prevails in the rear area of the combustion chamber space a relatively rich fuel-air mixture forward, and the combustion flame spreads forward and follows the circular flow towards the front section of the chamber space. Incompletely burned gas can therefore remain in the rear portion of the chamber space. If the recess for the gas passage according to the invention is in the chamber wall on the back the spark plug bore is located, then the remaining in the rear portion of the combustion chamber space can incompletely burned gas can be successfully brought into the adjacent combustion chamber space and one be subjected to complete combustion in the subsequent combustion stroke.
Diese Verbrennung findet statt, wenn der Verbrennungstakt in dem vorderen Verbrennungskammerraum 6 bereits begonnen hat. Befindet sich die Ausnehmung für den Gasübertritt an einer Stelle, so daß der Gasübertritt stattfindet, wenn sich der rückwärtige Kammerraum noch im Kompressionstakt befindet, dann wird das relativ dichte Kraftstoff-Luft-Gemisch aus dem vorderen Kammerraum in den vorderen Abschnitt des sich noch im Ansaugtakt befindenden Kammerraumes geleitet, wodurch der Druck des Gemisches in dem Verbrennungskammerraüm erhöht wird. Dieser Druckanstieg stellt ein fast vollständiges-VerbrennenThis combustion takes place when the combustion stroke has already started in the front combustion chamber space 6. Is the recess for the gas transfer at one point so that the gas transfer takes place when the The rear chamber is still in the compression stroke, then the relatively dense fuel-air mixture from the front Chamber space passed into the front section of the chamber space still in the intake stroke, whereby the Pressure of the mixture in the combustion chamber space is increased. This increase in pressure represents an almost complete burn
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des Kraftstoff-Luft-Gemisches in dem Verbrennungskammerraum sicher.of the fuel-air mixture in the combustion chamber space.
Das Vorsehen der Ausnehmung für den Gasdurchtritt trägt ferner zu einer Reinigung der Zündkerzenelektroden bei. Wie schon beschrieben, wird das ölige Substanz enthaltende Gas gegen die Zündkerzenelektroden geblasen, wenn die Scheiteldichtleiste 7 durch die Zündkerzenbohrung geht. Ist jedoch erfindungsgemäß eine Ausnehmung für den Gasdurchtritt vorgesehen, dann werden die dichten öligen Komponenten in den nächsten Verbrennungskammerraum übergeführt, bevor die Gasströmung auftritt, wodurch ein Verölen der,Elektroden wirksam verhindert wird.The provision of the recess for the gas passage also helps to clean the spark plug electrodes. As already described, the oily substance-containing gas is blown against the spark plug electrodes when the crown sealing strip 7 goes through the spark plug hole. If, however, according to the invention, a recess is provided for the gas passage, then the dense oily components are transferred to the next combustion chamber space before the gas flow occurs, causing oiling of the electrodes effectively is prevented.
Bei der in Fig. 15 dargestellten Ausführungsform mündet die Kraftstoffeinspritzvorrichtung i_ in die oben beschriebene Ausnehmung für den Gasdurchtritt, um den Kraftstoffeinspritzvorgang in vorteilhafter Weise mit dem Vorgang des Gasdurchtrittes zu kombinieren.In the embodiment shown in Fig. 15 opens the Fuel injection device i_ in the one described above Recess for the gas passage in order to combine the fuel injection process in an advantageous manner with the process of gas passage to combine.
Eine Rotationskolbenkonstruktion sollte vorzugsweise die folgenden Verbesserungen bringen, um zur Verbesserung des Verbrennungswirkungsgrades des Arbeitsprozesses der Maschine die erfindungsgemäße späte Verbrennung herbeizuführen:A rotary piston design should preferably include the following Bring improvements in order to improve the combustion efficiency of the working process of the machine to bring about late combustion according to the invention:
(a) Förderung der Ausbreitung der Verbrennungsflamme in den vorderen Abschnitt des Verbrennungskammerraumes;(a) Promote the spread of the combustion flame in the front portion of the combustion chamber space;
(b) vollständige Verbrennung des Gases auch in dem rückwärtigen Abschnitt des Verbrennungskammerraumes;(b) complete combustion of the gas also in the rear Section of the combustion chamber space;
(c) erfolgreiche Hinführung des eingespritzten Kraftstoffes in die Zündkerzenbohrung durch die Umkehrung der Kraftstoffströmung und die Erzeugung der Kraftstoff-Kreisströmung. (c) Successful introduction of the injected fuel into the spark plug bore by reversing the fuel flow and generating the circular fuel flow.
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Unter diesen Gesichtspunkten folgt nun eine kurze Analyse von herkömmlichen Rotationskolbenmaschinen.With this in mind, a brief analysis of conventional rotary piston machines now follows.
Wie in Fig. 16 dargestellt, ist in dem mittleren Abschnitt jeder zwei benachbarte Scheitel verbindenden Rotationskolbenseite eine Verbrennungstasche 21 ausgebildet. Die Anwesenheit einer solchen Verbrennungstasche in der Rotationskolbenoberfläche bewirkt, daß, wie in-den Fig. 17A bis 17C dargestellt, die Verbrennungsflamme F auf die in dem Verbrennungskammerraum erzeugte Kreisströmung eine mitreissende Wirkung ausübt, die an der Vorderseite eine sehr hohe Geschwindigkeit hat und an der Rückseite eine sehr niedrige Geschwindigkeit. Wegen dieser Differenz der Strömungsgeschwindigkeit der Flamme bleibt unvollkommen verbranntes Gas in dem Kammerraum, wie dies mit dem Bezugszeichen S in Fig. 17C angedeutet ist.As shown in Fig. 16, in the middle section a combustion pocket 21 is formed on each two adjacent vertex connecting rotary piston side. The presence such a combustion pocket in the rotary piston surface causes, as shown in FIGS. 17A to 17C, the combustion flame F to that in the combustion chamber space The circular flow generated has a rousing effect, which has a very high speed at the front and very low speed at the rear. Because of this difference in the flow velocity of the flame incompletely burned gas remains in the chamber space, as is indicated by the reference symbol S in FIG. 17C.
Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rotationskolbens ist in Fig. 18 dargestellt, in welcher in dem mittleren Abschnitt des Rotationskolbenumfanges eine Haupt-Verbrennungstasche 22 vorgesehen ist, sowie eine Hilfs-Verbrennungstasche 23 an der Rückseite der Rotationskolbendrehung. Infolge der Anwesenheit dieser HiIfs-Verbrennungstasche 23 an der Rückseite bildet der aus der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 3/ ausgestoßene Kraftstoff eine Kreisströmung-an der Rückseite des Rotationskolbens, wie durch den Pfeil F in ,Fig. l8D angedeutet, wodurch sich relativ reiches Kraftstoff-Luft-Gemisch hauptsächlich an dieser Stelle ansammelt. Dieser Mangel einer Dispersion des reichen Kraftstoff-Luft-Gemisches in dem gesamten Raum führt zu einer leichten Entzündung durch den Funken der Zündkerze P.Another embodiment of the rotary piston according to the invention is shown in Fig. 18, in which in the middle Section of the rotary piston circumference a main combustion pocket 22 is provided, as well as an auxiliary combustion pocket 23 at the rear of the rotary piston rotation. Due to the presence of this auxiliary incineration pocket 23 on the rear side, the fuel ejected from the fuel injection device 3 / forms a circular flow Back of the rotary piston, as indicated by the arrow F in, Fig. 18D indicated, resulting in a relatively rich fuel-air mixture mainly accumulates at this point. This lack of dispersion of the rich fuel-air mixture in the entire room leads to a slight ignition from the spark of the spark plug P.
Da ferner die prozentuale Raumveränderung des Verbrennungskammerraums während des Kompressionstaktes durch die Anwesenheit der Hilfs-Verbrennungstasche klein gehalten wird, wirdThere is also the percentage change in space of the combustion chamber space is kept small during the compression stroke by the presence of the auxiliary combustion pocket
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die Strömungsgeschwindigkeit des Gasgemisches in dem Kammerraum- herabgesetzt-, so daß der VerbrennungsVorgang selbst an der rückwärtigen Seite vollständig erfolgen kann. Dies wird noch bosser verständlich bei einem Vergleich der in den Fig. ?Ah bis 21JD dargestellten FTammenausbreitüng mit einer Flammenausbreitung bei herkömmlichen Rotationskolbenmaschinen.the flow rate of the gas mixture in the chamber space is reduced so that the combustion process can take place completely even on the rear side. This becomes even more evident when comparing the bosser FTammenausbreitüng shown in FIGS.? Ah to 2 1 JD with a flame spread of conventional rotary engines.
Bei der in den Fig. 19 bis 2·3 dargestellten Ausführungsform · stehen die Haupt-Verbrennungstasche 22 und die Hilfs-Verbrennungstasche 23 miteinander durch einen sehmalen Kanal 25, der durch die die beiden Taschen trennende Kante etwa in der ! Mitte der beiden Taschen hindurchgeht, in Strömungsverbindung, und an einer Stelle etwa in der Mitte der beiden Taschen ist eine' die Kraftstoffströmung umkehrende Tasche 26 in dem Rotationskolbenumfang vorgesehen.In the embodiment shown in FIGS. 19 to 2 · 3, the main combustion pocket 22 and the auxiliary combustion pocket 23 are connected to one another through a narrow channel 25 which, through the edge separating the two pockets, is approximately in the ! In the middle of the two pockets, in flow communication, and at a point approximately in the middle of the two pockets, a pocket 26 which reverses the fuel flow is provided in the circumference of the rotary piston.
In den folgenden Zeichnungen ist die Fläche, welche von der Haupt-Verbrennungstasche eingenommen wird·, mit dem Bezugszeichen a versehen, während die von der Hilfs-Verbrennungstasche eingenommene Fläche mit dem Bezugs zeichen b_ versehen ist.In the following drawings, the area covered by the Main incineration pocket is occupied ·, provided with the reference character a, while that of the auxiliary incineration pocket The area occupied is provided with the reference character b_ is.
Bei der in den Fig. 19A und 19B dargestellten Ausführungsform ist die Haupt-Verbrennungstasche 22 relativ lang ausgebildet und die Umkehrtasche 26 auf der Seite der Haupt-Verbrennungstasche 22 angeordnet.In the embodiment shown in Figs. 19A and 19B the main combustion pocket 22 is made relatively long and the reverse pocket 26 is on the side of the main combustion pocket 22 arranged.
Bei der in den Fig. 2OA bis 2OD dargestellten Ausführungsform sind eine relativ lange Haupt-Verbrennungstasche 22, eine relativ kurze Hilfs-Verbrennungstasche 23, und eine Kraftstoff-Umkehrtasche 26i welche die beiden oben beschriebenen Taschen 22 und 23 überbrückt, vorgesehen. Diese Konstruktion ist eines der besten Ausführungsbeispiele.In the embodiment shown in FIGS. 20A to 20D are a relatively long main combustion bag 22, a relatively short auxiliary combustion bag 23, and a fuel reverse bag 26i which the two bags described above 22 and 23 bridged, provided. This construction is one of the best examples.
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Bei der in den Fig. 21A und 21B dargestellten Ausführungsform trifft das vordere Ende der Kraftstoff-Umkehrtasche 26 den Kanal 25, über welchen die Haupt-Verbrennungstasche 22 und die Hilfs-Verbrennungstasche 23 miteinander in Verbindung stehen, jedoch befindet sich der Hauptteil der Umkehrtasche 26 auf der Seite der Hilfs-Verbrennungstasche 23. In Abänderung dieser Konstruktion weist die in den Fig. 22A und 22B dargestellte Aus fühi,ungs form eine Kraftstoff-Umkehrtasche 26 auf, die noch weiter in den rückwärtigen Teil der Hilfs-Verbrennungstasche 23 hineinreicht und deren vorderes Ende etwas Abstand von dem Kanal 25 hat.In the embodiment illustrated in FIGS. 21A and 21B, the front end meets the fuel reversal pocket 26 the channel 25 through which the main combustion pocket 22 and the auxiliary combustion pocket 23 in communication with each other stand, however, the main part of the reverse pocket 26 is on the side of the auxiliary incineration pocket 23. In modification this construction is as shown in Figs. 22A and 22B In the embodiment, a fuel reversal pocket 26, which extends even further into the rear part of the auxiliary combustion pocket 23 and its front end somewhat Distance from the channel 25.
Die Ausführungsform der Fig. 23 weist zwei'Kraftstoff-Umkehrtaschen auf, die sich voneinander getrennt, jedoch parallel zueinander erstrecken. ·The embodiment of FIG. 23 has two reverse fuel pockets which extend separately from one another, but parallel to one another. ·
Im folgenden wird die Funktion der in dem Umfang des Rotationskolbens bei den oben beschriebenen Ausführungsformen vorgesehenen Taschen erklärt. Sie funktionieren sehr wirksam während des Zeitraumes, in welchem der Rotationskolbenscheitel sich dem oberen Totpunkt nähert, der Kraftstoff in den Kammerraum eingespritzt wird und die Verbrennung des Kraftstoffes stattfindet. Zu einem Zeitpunkt, in welchem der Rotationskolbenscheitel sich etwa 30° vor dem oberen Totpunkt· befindet, wird der Kraftstoff hauptsächlich auf einer Stelle der Rückseite des Verbrennungskammerraumes eingespritzt. Bei diesem Einspritzvorgang bildet der Kraftstoff eine durch die Umkehrtasche 26 geführte Kreisströmung und wird sehr wirksam gegen die Zündkerzenbohrung geblasen. Danach folgt die Entzündung des eingespritzten Gasgemisches durch den Funken der Zünd- ' . kerze. Wenn die so erzeugte Flamme zur Verbrennung des relativ armen Kraftstoff-Luft-Gemisches, welches in dem vorderen Abschnitt des Verbrennungskammerraumes hauptsächlich vorherrscht, führt, dann wirkt der Kanal zwischen der Haupt-Verbrennungsta-The following is the function of the in the circumference of the rotary piston provided in the embodiments described above Taschen explained. They work very effectively during the period in which the rotary piston apex approaches top dead center, the fuel is injected into the chamber space and the combustion of the fuel takes place. At a point in time at which the apex of the rotary piston is about 30 ° before top dead center, the fuel is mainly on one point of the back of the combustion chamber space. During this injection process, the fuel forms one through the reverse pocket 26 guided circular flow and is very effectively blown against the spark plug bore. This is followed by inflammation of the injected gas mixture through the spark of the ignition '. candle. When the flame so generated to burn the relatively poor fuel-air mixture, which is in the front section of the combustion chamber space mainly predominates, leads, then the channel between the main combustion stage acts
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sehe und der Hilfs-Verbrennungstasche in effektiver Weise derart, daß er die Ausbreitung der Flamme gegen den vorderen Abschnitt des Verbrennungskammerraumes unterstützt, und die Verbrennung schreitet hauptsächlich in der Haupt-Verbrennungstasche fort. Andererseits wird die Flammenausbreitung gegen den rückwärtigen Abschnitt des Verbrennungskammerraumes hin wirksam durch die Hilfs-Verbrennungstasche unterstützt.see and the auxiliary incinerator in an effective manner such that it supports the spread of the flame towards the front portion of the combustion chamber space, and the Incineration proceeds mainly in the main incineration pocket away. On the other hand, the flame spreads toward the rear portion of the combustion chamber space effectively supported by the auxiliary cremation pocket.
Die oben beschriebenen verschiedenen Wirkungen und Vorteile der Ausführungsformen der Erfindung können noch verstärkt werden, wenn die verschiedenen Ausführungsformen in Kombination miteinander verwendet werden. Auch können einige der oben beschriebenen.Ausführungsformen mit Vorteil bei herkömmlichen Rotationskolbenmaschinen Anwendung finden.The above-described various effects and advantages of the embodiments of the invention can be further enhanced when the different embodiments are combined can be used with each other. Some of the embodiments described above can also be used with advantage in conventional Find rotary piston machines application.
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5.0 98 31 /063 95.0 98 31/063 9
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