DD291602A5

DD291602A5 - ROTARY PISTON COMBUSTION ENGINE

Info

Publication number: DD291602A5
Application number: DD33711990A
Authority: DD
Inventors: Hans-Juergen Eretge
Original assignee: Eretge,Hans-Juergen,De
Priority date: 1990-01-16
Filing date: 1990-01-16
Publication date: 1991-07-04

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Verbrennungsmotor, der als Drehkolbenmotor zum Antrieb von Land-, Luft- und Wasserfahrzeugen sowie anderen stationaeren und/oder mobilen Maschinen einsetzbar ist. Erfindungsgemaesz sind zwei in einem Gehaeuse achsparallel gelagerte Drehkolbenreihen, deren gewindeartigen Auszenkonturen kammartig ineinandergreifen, durch eine Zahnradstufe verbunden. Zwischen den Drehkolben der Verdichterstufe und denen der Vorexpansionsstufe befinden sich eine oder in gleicher Teilung mehrere Brennkammern. Das auszustoszene Abgas wird in einem Lader fuer die Aufladung der angesaugten Luft genutzt. Fig. 1{Drehkolben; Verbrennungsmotor mehrstufig; Fahrzeug; Brennkammer auszenliegend; Einspritzung direkt; Verbrennung kontinuierlich; Lader; Vielstoffeignung; Fluessigkeitskuehlung; Zahnradstufe}The invention relates to an internal combustion engine, which can be used as a rotary engine for driving land, air and water vehicles and other stationary and / or mobile machines. Erfindungsgemaesz two axially parallel in a housing mounted rotary piston rows whose thread-like Auszenkonturen mesh comb-like, connected by a gear stage. Between the rotary pistons of the compressor stage and those of the Vorexpansionsstufe are one or the same division several combustion chambers. The exhaust gas is used in a charger for charging the intake air. Fig. 1 {rotary piston; Multi-stage internal combustion engine; Vehicle; Combustion chamber auszenliegend; Injection directly; Burning continuously; loaders; Multifuel suitability; Fluessigkeitskuehlung; Gear stage}

Description

Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings

Anwendungsgeblot der ErfindungApplication blot of the invention

Die Erfindung bezieht sich auf einen Drehkolben-Verbrennungsmotor, der als Kraftmaschine zum Antrieb von Land-, Luft- und Seefahrzeugen und von mobilen sowie stationären Maschinen einsetzbar ist.The invention relates to a rotary piston internal combustion engine which can be used as an engine for driving land, air and sea vehicles and of mobile and stationary machines.

Characteristic of the known state of the art

Mit dem Drehkolben-Verbrennungsmotor vergleichbar sind die Viertakt- und Zweitakt-Otto- und Dieselmotoren mit und ohne Aufladung, wobei die Aufladung mittels Gebläse oder Verdichter bzw. durch direkte Ausnutzung von Druckschwingungen im Ansaug- und Auspuffsystem erfolgen kann. Gegenüber dem Viertakt-Otto-Motor mit Aufladung erbringt der Drehkolben-Verbrennungsmotor mit Aufladung, bezogen auf das Saugvolumen, trotz Verwendung niederoktanigen Kraftstoffes eine höhere Leistung. Außerdem bewirkt die kontinuierliche Verbrennung in der bzw. den Brennkammern eine geringere Luftverschmutzung.Comparable with the rotary piston internal combustion engine are the four-stroke and two-stroke petrol and diesel engines with and without charging, the charge can be done by blower or compressor or by direct utilization of pressure oscillations in the intake and exhaust system. Compared to the four-stroke Otto engine with supercharging, the rotary piston internal combustion engine with supercharging, based on the suction volume, provides higher performance despite the use of low-octane fuel. In addition, the continuous combustion in the combustion chamber (s) causes less air pollution.

Aus der DD-PS 84652 ist bereits ein Verbrennungsmotor mit drehkolbenähnlichen Läufern bekannt, deren flachgewindeartigen Außenkonturen kammartig ineinander greifen. Die Nachteile dieser Lösung bestehen darin, daß hochoktaniger Kraftstoff verwendet werden muß und daß die Synchrondrehung der Läufer ausschließlich über die Flanken der flachgewindeartigen Außenkonturen erfolgt, wodurch einerseits hoher Verschleiß und unterschiedliches Flankenspiel entstehen und andererseits ein ungenügender Wirkungsgrad zu verzeichnen ist. Außerdem ist zur Abdichtung ein dünner elastischer Überzug über die Flanken der drehkolbenähnlichen Läufer erforderlich.From DD-PS 84652 an internal combustion engine with rotary piston-like runners is already known, the flat thread-like outer contours mesh like a comb. The disadvantages of this solution are that hochoktaniger fuel must be used and that the synchronous rotation of the rotor takes place exclusively on the flanks of the flat thread-like outer contours, which on the one hand high wear and different backlash arise and on the other hand, an insufficient efficiency is recorded. In addition, a thin elastic coating over the flanks of the rotary piston-like rotor is required for sealing.

Die DE-PS 2200240 beschreibt eine Drehkolben-Brennkraftmaschine, die sieben Drehkolbenpaare in einem einzigen Kapselgehäuse und ohne Brennkammer enthält, dabei haben die Drehkolbenpaare gleiche Durchmesser und gleiche Steigung. Die Drehkolben sind als sog. Rotorgruppen linear zueinander und parallel zur Längsachse des Kapselgehäuses auf zwei gemeinsamen Antriebswellen angeordnet, Für die Funktion" : komprimieren, Zünden und Expandieren werden jeweils einzelne oder mehrere Rotorgruppen genutzt, wobei einzelne Rc '.orgruppen parallel durchströmt werden. Vergleichbar mit dem Drehkolben-Verbrennungsmotor ist weiterhin der Kreiskolbenmotor nach der DE-PS 951600 bzw. DE-PS 952903, der sich unter der Bezeichnung Wankel-Motor gegenüber dem Viertakt-Otto-Motor teilweise durchgesetzt hat. In einem entsprechend gekühlten Gehäuse, dessen Innenraum dio Form einer Epitrochoide hat, dreht sich exzentrisch der dreieckige Läufer mit konvexen Seiten. Seine drei Kanten berühren ständig die Gehäusewandung und dichten die drei um 120° versetzten Hohlräume zwischen Läufer und Gehäuse gegeneinander ab. Die Innenverzahnung sowie die Rollenlagerung Hegen konzentrisch im Läufer. Dieser rotiert auf dem Exzenter mit '/3 der Exzenterdrehzahl im gleichen Sinne wie der Exzenter. Die Synchronisation erfolgt durch das Abrollen der Läuferinnenverzahnung auf einem mit dem Gehäuse starr verbundenen, konzentrisch zur Exzenterwelle angeordneten Zahnrad mit dem Übersetzungsverhältnis 3:2. Während einer Läuferumdrehung läuft in jeder der drei Kammern ein Viertaktprozeß ab. Frischgaszufuhr und Restgasabfuhr werden vom Läufer gesteuert. Der Kraftstoffverbrauch und die Schadstoffemission sind infolge ungünstiger Brennraumform schlechter als beim vergleichbaren Viertakt-Otto-Motor.DE-PS 2200240 describes a rotary piston internal combustion engine containing seven pairs of rotary pistons in a single capsule housing and without combustion chamber, while the rotary piston pairs have the same diameter and the same pitch. The rotary pistons are arranged as so-called rotor groups linearly to one another and parallel to the longitudinal axis of the capsule housing on two common drive shafts. For the function ": compressing, igniting and expanding, in each case one or more rotor groups are used, whereby individual Rc '.or groups are flowed through in parallel with the rotary piston internal combustion engine is still the rotary piston engine according to DE-PS 951600 or DE-PS 952 903, which has prevailed under the name Wankel engine compared to the four-stroke gasoline engine partially in a suitably cooled housing whose interior dio The triangular runner with convex sides eccentrically rotates, its three edges constantly touching the housing wall and sealing off the three 120 ° offset spaces between the runner and the housing, the inner teeth and the roller bearing concentric in the runner on the eccentric with '/ 3 the eccentric speed in the same sense as the eccentric. The synchronization takes place by the rolling of the rotor teeth on a rigidly connected to the housing, concentric with the eccentric shaft arranged gear with the transmission ratio 3: 2. During a rotor revolution, a four-stroke process takes place in each of the three chambers. Fresh gas supply and residual gas removal are controlled by the rotor. The fuel consumption and the pollutant emission are worse than the comparable four-stroke gasoline engine due to unfavorable combustion chamber shape.

Es ist das Ziel der Erfindung, die Herstellungs- und Betriebskosten des Drehkolbon-Verbrennungsmotors zu senken, seine Leistung zu erhöhen und eine Vielstoffeignung bezüglich seines Treibstoffes zu erreichen.It is the object of the invention to reduce the manufacturing and operating costs of the rotary-piston internal combustion engine, to increase its performance and to achieve a multi-fuel suitability with respect to its fuel.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Drehkolben-Vorbrennungsmotor mit verminderter Anzahl von Bauteilen zu entwickeln, der auch bei Verwendung von niederoktanigem Kraftstoff eine äußerst geringe Schadstoffbelastung der Luft verursacht.The invention has for its object to develop a rotary piston pre-combustion engine with a reduced number of components, which causes even with the use of niederoktanigem fuel extremely low pollutant load on the air.

ErfindungsgemSß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der funktionell vor dem Verbrennungsraum liegende Verdichterteil des Motors drei Drehkolbenpaare und der dahinter liegende Expansionsteil vorzugswsise zwei Drehkolbenpaare aufweisen und daß zwischen beiden dieser Hauptgruppen eine oder mehrere Brennkammern angeordnet sind, die jedoch außerhalb des Motorengehäuses liegen und in bekannter Weise mit einer Einspritzdüse und einer Glühkerze ausgestattet sind. Eine weitere Erhöhung der Effektivität des Motors kann durch ein oder zwei zusätzliche Drehkolbenpaare in dem Verdichterteil und durch ein, zwei oder drei zusätzliche Drehkolbenpaare im Expansionsteil, durch unterschiedliche Steigungen und/oder voneinander abweichende Außendurchmesser aller Drehkolbenpaare dos Motors, der Anordnung eines Laders vor dem Verdichterteil und der Ladeluftkühlung zwischen dem Lader und dem Verdichterteil erreicht werden.According to the invention, this object is achieved in that the compressor part of the engine lying functionally in front of the combustion chamber has three pairs of rotary pistons and the expansion part behind it preferably two pairs of rotary pistons and one or more combustion chambers are arranged between the two main groups, but these are located outside the motor housing and in a known manner Way equipped with an injector and a glow plug. A further increase in the effectiveness of the engine can be achieved by one or two additional pairs of rotary pistons in the compressor part and by one, two or three additional pairs of rotary pistons in the expansion part, by different gradients and / or divergent outer diameter of all rotary piston pairs of the engine, the arrangement of a supercharger in front of the compressor part and the charge air cooling between the loader and the compressor part can be achieved.

exemplary

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigenThe invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment. In the accompanying drawings show

Fig. 1: Den erfindungsgemäßen Drehkolben-Verbrennungsmotor im Schnitt, Fig. 2: den Schnitt A-A nach Fig. 1.Fig. 1: The rotary piston internal combustion engine according to the invention in section, Fig. 2: the section A-A of FIG. 1.

In einem radial geteilten Motorengehäuse 22 sind zwei Drehkoibenpaare 3 bis 8 und 13 bis 18 in Wälzlagern 23 gelagert, deren gewindeartigen Außenkonturen paarweise kammartig ineinander greifen. Außerdem sind beide Drehkolbenreihen über die Zahnradstufe 12 formschlüssig verbunden, so daß sich zwischen den Drehkolben eine ausreichende Gasschmierung und -dichtung ausbilden kann.In a radially divided motor housing 22 are two Drehkoibenpaare 3 to 8 and 13 to 18 mounted in bearings 23 whose thread-like outer contours engage in pairs like a comb. In addition, both rows of rotary pistons are positively connected via the gear stage 12, so that a sufficient gas lubrication and seal can form between the rotary piston.

Funktionell läßt sich der Drehkolben-Verbrennungsmotor in einen Verdichter- und einen Expansionsteil untergliedern, wobei zwischen beiden, jedoch außerhalb des Motorengehäuses 22, eine oder mehrere Brennkammern 11, ausgestattet jeweils mit Einspritzdüse 9 und Glühkerze 10, angeordnet sind. Zur Verdichterstufe gehören drei Drehkoibenpaare 3 bis 8, zur Expansionsstufe die Drehkoibenpaare 13; 14 und 15; 16sowie 17; 18. Die Drehkoibenpaare weisen unterschiedliche Steigungen und/oder Außendurchmesser auf und sollten vorzugsweise folgende Verdichtungen gestalten:Functionally, the rotary piston internal combustion engine can be subdivided into a compressor and an expansion part, wherein between the two, but outside the motor housing 22, one or more combustion chambers 11, each equipped with injector 9 and glow plug 10, are arranged. The compressor stage includes three Drehkoibenpaare 3 to 8, the expansion stage, the Drehkoibenpaare 13; 14 and 15; 16 and 17; 18. The Drehkoibenpaare have different pitches and / or outer diameter and should preferably make the following compaction:

Saugstufe:Vorverdichterstufe:Verdichterstufe = 1:4:20Suction stage: Pre-compressor stage: Compressor stage = 1: 4: 20

Verdichterstufe:Vorexpansionsstufe = 20:10Compressor level: pre-expansion stage = 20:10

Vorexpansions-:Expansions-:Nachexpansionsstufe = 10:5:1Pre-Expansion: Expansion: Post Expansion Stage = 10: 5: 1

Der noch hinter der Nachexpansionsstufe verfügbare Abgasdruck wird zur Aufladung der angesaugten Luft im Lader 1 genutzt.The exhaust gas pressure still available downstream of the post-expansion stage is used to charge the intake air in the supercharger 1.

Kühlmittelräume 20 im Motorengehäuse 22 dienen der Kühlung der Drohkolbenpaare 3 bis 8 und 13 bir¹ fl, jedoch nicht der oder den Brennkammern 11. Eine Kupplungswelle ί1 dient der Ableitung der Nutzleistung.Coolant chambers 20 in the motor housing 22 are used to cool the Drohkolbenpaare 3 to 8 and 13 bir ¹ fl, but not the or the combustion chambers 11. A coupling shaft ί1 serves to derive the net power.

Claims

1. Rotary internal combustion engine, which is articulated in a compressor part and in an expansion part, the two rows of rotary pistons due to their flat thread-like outer contours mesh like mesh and are additionally kinematically connected by a gear stage, characterized in that the compressor part three rotary piston pairs (3 to 8) and the expansion part preferably has two pairs of rotary pistons (13; 14; 17; 18) and that between the two of these parts, but outside the engine housing , one or more combustion chambers (11) are arranged in a known manner an injection nozzle (9) and a glow plug (10) included.

2. Rotary piston internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the expansion part also rotary piston pair (13; 14) of the Vorexpansionsstufe and the rotary piston pair (17; 18) of the Nachexpansionsstufe another rotary piston pair (15; 16).

3. Rotary internal combustion engine according to claim 1 and 2, characterized in that the compressor part with the rotary piston pairs (3 to 8) are supplemented by one or two further compressor stages and the expansion part with the rotary piston pairs (13 to 16) by one or two further expansion stages ,

4. Rotary piston internal combustion engine according to claim 1 to 3, characterized in that the rotary piston pairs (3 to 8, 13 to 18) have different pitches and / or different outer diameter.

5. Rotary internal combustion engine according to claim 1 to 4, characterized in that the compressor part, a loader (1) is connected upstream.

6. Rotary internal combustion engine according to claim 1 to 5, characterized in that between the La ^ er (1) and the compressor part, a charge air cooling is provided.