CH418725A - Internal combustion piston engine with fuel injection - Google Patents

Internal combustion piston engine with fuel injection

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CH418725A
CH418725A CH1521363A CH1521363A CH418725A CH 418725 A CH418725 A CH 418725A CH 1521363 A CH1521363 A CH 1521363A CH 1521363 A CH1521363 A CH 1521363A CH 418725 A CH418725 A CH 418725A
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crankshaft
cylinder
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piston
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CH1521363A
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German (de)
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Dillenberg Horst
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Dillenberg Horst
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B57/00Internal-combustion aspects of rotary engines in which the combusted gases displace one or more reciprocating pistons

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  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

Description

  

      Brennkraftkolbenmaschine    mit     Kraftstoffeinspritzung       Der Erfindung     liegt    der Gedanke zugrunde, eine       Brennkraftkoolbenmaschine    zu konstruieren, die so  entwickelt werden kann, dass bei     weitestgehender          mechanischer    Vereinfachung und     Fortfall    der oszil  lierenden Massen wesentlich höhere thermische Wir  kungsgrade     erzielt    werden können, als beim herkömm  lichen Motor.

   Nach der Theorie der Thermodynamik  ist bekannt, dass hohe thermische Wirkungsgrade nur  durch     sehr    hohe     Druckverhältnisse,    erreichbar sind,  die im herkömmlichen Motor nicht     verwirklicht    wer  den können, da die für ;solch hohe     Kolbenkräfte    not  wendigen Bolzen-,     Pleuel-    und     Kurbelwellernlager    nicht       unterbringbar    sind.

   Eine weitere Forderung zur Er  zielung     eines    hohen     gesamtwirtschaftlichen    Wirkungs  grades ist die Erzeugung eines Liefergrades von  100     a        /o,    d. h., die     Spülschlitze    müssen     so    angeordnet  sein, dass     es        infolge    der     Spüllufterwärmung    im     ZyNn-          der    möglich ist, diesen     soweit    zu     überladen,    dass ein  Luftgewicht     erreicht    wird,

   das     dem    Luftdruck von  760 mm     Quecksilbersäule    bei 0 C entspricht, bei       gleichzeitiger        Entspannung    der Abgase bis auf 1     atm.,     wodurch     ca.    10-15     %    an Arbeit gewonnen werden.  



  Aus der     Patentiliteratur        sind    viele     Motore        mit    um  laufenden     Zylindern        bekannt,    die     viele    bekannte  Merkmale obiger Erfindung enthalten, mit denen es  jedoch nicht     annähernd    möglich ist, obige     Ziele    zu  verwirklichen. Es     existieren    z.

   B. eine deutsche und       eine    britische     Patentschrift,    aus denen hervorgeht,  dass     sich    ein Zylinderträger in einem feststehenden  Gehäuse     dreht    und wobei die Kolben mittels Kurbel  welle und Pleuelstangen hin- und herbewegt werden.

    Hohe     Druckverhältnisse    sind bei     diesen    Motoren       infolge        mangelnder        Lagerunterbringungsmöglichkeit     genau so     wenig    zu     verwirklichen,    wie beim     her-          kömmlichen    Motor.

       Infolge    der sternförmigen     Bauart     ist es     schon    bei normalen Drücken     sehr    schwer, die       Nebenplenel        unterzubringen,    wenn der Gehäuse-         durchmesser    nicht riesenhaft gross werden soll. Dar  überhinaus ist diese Konstruktion     wesentlich        kom-          plizierter        als    der herkömmliche Sternmotor.  



  Die Spülung ist bei dieser Konstruktion genau so       mangelhaft,    wie beim     herkömmlichen    Zweitaktmotor.  Es stehen als Spülweg nur     ca.    10      Zylindergräger-          winkel    zur Verfügung.

   Eine     Überladung    zur Erzeu  gung eines     Liefergrades    von 100     %    ist     ebenfalls        un-          möglich,    da die Spülschlitze vom Kolben verdeckt  werden,     sobald    die Kompression     beginnt.    Ferner ist  der     Zylinderträger    auf der     Kurbelwelle        gelagert,

      wo  durch     derselbe    bei der     unumgänglichen        Durchbiegung     der     Kurbelwelle    im Gehäuse     verklemmt.     



  Eine österreichische     Patentschrift    zeigt zur Bewe  gung des Zylinderträgers das     bekannte        Kardankreis-          paar.    Infolge     des        fehlenden,    am Zylinderträger an  liegenden Gehäuses, kann diese Konstruktion     nicht     als Dieselmotor verwendet werden, so     dass    eingangs       beschriebene    Überlegungen     nicht    verwirklicht werden  können.

       Ausserdem        werden    zur Spülung umständ  liche     Ventilsteuerungen    verwendet, wodurch     werter     ein guter Liefergrad erreicht wird, noch die Möglich  keit besteht, die Abgase bis auf 1     atm.    zu     entspannen.     



  Die eingangs     beschriebenen    Forderungen, die not  wendig zu     verwirklichen    sind um einen maximalen       gesamtwirtschaftlichen    Wirkungsgrad zu     erreichen,     sind nur zu ermöglichen durch eine     Konstruktion,     die     einen    zentrisch     umlaufenden    Zylinderträger und       zentrisch    darin angeordneten     Zylinder        besitzt,        indem     sich ein v.

   der Kurbel einer zur     Zylinderdrehachse    ex  zentrisch     gelagerten    Kurbelwelle zentrisch durchsetzter       Kolben    in- u. herbewegt, wobei die Grösse der     Kurbel-          wellenkröpfung    gleich dem Abstand der     Kurbelwellen-          drehachse    ist, u.     wobei    das     Drehzahlverhältnis    zwischen  dem Zylinderträger und der in der gleichen Dreh  richtung umlaufenden     Kurbelwelle    1 :

   2 ist, das mittels  einer Getriebeverbindung zwischen dem Zylinder-      träger und der     Kurbelwelle        erreicht    wird, wobei sich  der Zylinderträger     rin    einem     ihn    abdichtenden     fest-          stehenden        Gehäuse    dreht, und das Gehäuse zwischen  180  und 270  von der     Einspritzdüse    im     Drehsinn     des     Zylinderträgers        gerechnet,    mit     zwei        Spülsc        f        i        :

  tzen          versehen        ist,    von     denen    der eine     Schlitz    mit einem       Gebläse    verbunden     ist,    und durch den anderen die  entspannten     Abgase        abgeführt    werden.  



  Es sind zweckmässig sowohl     Kurbelwelle    als auch  der     Zylinderträger    zu beiden     Seiten    der     Zylinder-          bohrung    im Gehäuse unabhängig voneinander ge  lagert.  



  Anhand eines durch     Zeichnungen        dargestellten          Ausführungsbeispiels        wird        der        Anmeldungsgegenstand     im     folgenden    näher erläutert, und zwar     zeigen:

            Fig.    1     einen        Längsschnitt    durch den Motor,       Fig.    2 einen Schnitt gemäss der Linie     H-II    der       Fig.    1 und die       Fig.    3-8     verschiedene        Arbeitsphasen    des Motors  im     Querschnitt    in     schematischer        Darstellung.     



  In     dem        Motorgehäuse,    einem     zylindrischen    Ge  häuse 9     dessen    Enden mit Je     einer        Verschlussklappe     91, 92 verschlossen werden,

   ist     ein    um die Mittel  achse des Gehäuses 9 drehbarer und an dessen     In-          nenwandung    gleitender Zylinderträger 10 in den     Wan-          genlagern    11     und    12     gelagert.        Fm    Zylinderträger 10       befindet        sich    eine     rechtwinklig    zur     Gehäusemittel-          achse    und     diametral        verlaufende,

          zylindrische        Bohrung     104 - der Zylinder des Motors -, in der ein auf       einer    zum     Zylinderträger    10     exzentrisch    gelagerten       Kurbelwelle    13 angeordneter Kolben 14     geführt    wird.

    Der abgeknöpfte     Teil    131 der     Kurbelwelle    13     führt          durch    die Mitte des Kolbens     quer    zu     seiner        Längs-          achse    und     :

  ist    in einem     zwischen    Kolben     .und        Kurbel-          welle    angeordneten     Gleitlager    15     gelagert.    Die     Kurbel-          welle    13     ruht    ihrerseits in den Lagern 16 und 17 der       Gehäusekappe    91 und -in     Lagern    18 und 19     der    Ge  häusekappe 92.  



  Der abgeknöpfte Teil 131 der     Kurbelwelle    ragt  mit     seinen    beiden     Enden    in den     Zylinderträger    10 hin  ein     (Fig.    1), der     seinerseits        jeweils    eine dem Rota  tionsradius des abgeknöpften     Teiles    131 entsprechen  de     Aussparung    101     aufweist.    Eine     präzise        Steuerung     des     Kolbens    14 wird     dadurch        erreicht,

      dass auf dem  nicht gekröpften Teil der     Kurbelwelle    13     nahe    den       Abkröpfungen    je     ein    Ritzet 132, 133     angebracht    ist,  die mit je     einer    Innenverzahnung 102, 103 des     Zyhn-          derträgers    10 kämmen.

   Der     abgeknöpfte    Teil 131 der       Kurbelwelle    13 ist um den     gleichen    Betrag von der       Längsachse    der Kurbelwelle 13 versetzt angeordnet,  wie die     Längsachse    der     Kurbelwelle    von der Mittel  achse     des        Zylinderträgers    10.

   Durch diese Anord  nung     wird    erreicht, dass die     Kurbelwelle        gleichzeitig     die     doppelte        Anzahl    an Umdrehungen gegenüber dem       Zylinderträger    ausführt, wobei der Kolben     im    Zylin  der hin- und     hergleitet,        d.h.,        dass    während     einer    Um  drehung der     Kurbelwelle    der     Zylinder    um 180  um  seine     Querachse    gedreht     wird,

      wobei     der        Kolben          einen    Hub     ausführt.       Die     exzentrische    Anordnung der Kurbelwelle be  wirkt     ausserdem,    dass der Kolben 14, der zwei gleich  geartete     Stirnwände    141, 142     aufweist,        während        seiner          Gleitbewegung    im     Zylinder    am Ende eines Hubes der  Gehäusewandung näher kommt,     als    am Ende des  Hubes in     entgegengesetzter    Richtung.

   Die     Hubdiffe-          renz    beträgt 4r, wenn mit r der Abstand der     Kurbel-          wellenachse    von der     Gehäusemi:ttelachse        bezeichnet     wird. An der Stelle des Gehäuses 9, der der Kolben am  nächsten -kommt, ist eine     öffnung    94 für die Einspritz  düse 20 vorgesehen.

   Um etwa 230 -250  in     Drehrich-          tung    des Zylinderträgers 10 zur Einspritzdüse 20 ver  setzt, weist das Gehäuse zwei     weitere        Öffnungen    21,  22     (Fig.    2) auf, von     denen    die     öffnungen    21 als Aus  lass für die     Verbrennungsgase    aus dem     Arbeitsraum     und die     öffnung    22 als Einlass für die     durch    ein  Gebläse     zugeführte    Frischluft dient.  



  Der     Zylinderträger    10     Lid    der Kolben 14 weisen,  wie aus     Fig.    1     und    2     ersichtlich,    Hohlräume auf, die  der Kühlung und Schmierung des Motors     dienen.     Die im Kalben 14     befindlichen    Hohlräume 143, 144       und    145 können von     Kühlöl    durchströmt werden. Die  Hohlräume 105 und 106 im     Zylinderträger    10 sind mit       Kühlflüssigkeit,    z.

   B. öl, gefüllt und stehen     gleichzeitig     zum Zweck der Schmierung durch die     öffnungen     107 und 108 mit der     Innenwandung    des     Gehäuses    9 in       Verbindung.    Die Lager werden durch Drucköl     ge-          schmiert.     



  Zum Zwecke der     Abdichtung    ist die     zylindrische          Aussenwandung    des     Zylinderträgers    10 mit Dichtrin  gen 25 und 26 und die zylindrische Aussenfläche  des     Kolbens        jeweils    nahe     den        Stirnwänden    141 und  142 mit     herkömmlichen        Kofibendichtringen    27 und 28  versehen.  



  Die Arbeitsweise des     Motors    gemäss der     Erfin-          dung        wird    im     folgenden    näher beschrieben,     woben     im     wesentlichen    die     Fig.    3-8     zugrundegelegt    werden.       E5    wird dabei     betont,        dass    der Motor nach dem Die  selverfahren arbeiten soll.  



  In der     Fig.    3     dargestellten    Phase des Motors hat  der Kolben 14     den    oberen Totpunkt     erreicht,    womit       gleichzeitig    im Arbeitsraum 105 zwischen der     Kol-          benstirnwand    141     und    dem Gehäuse 9 die höchstmög  liche Verdichtung der Luft     eingetreten        isst.    Nachdem       durch    die Düse 20RTI ID="0002.0229" WI="7" HE="4" LX="1471" LY="2029">  (Fig.    2) Kraftstoff     in    den Kom  pressionsraum     eingespritzt    ist,

       bewirkt    die Expan  sionskraft einen Hub des Kolbens 14 in     Richtung     des in den Kolben     eingezeichneten        Pfeiles    und eine       gemäss        der    Ausgestaltung und     Anordnung    der Kur  belwelpe     gleichzeitige        Drehung    des     Zylinderträgers    10  im entgegengesetzten     Uhrzengersinn.    Die     weitere        Ent-          wicklung    der     Gleitbewegung    des Kolbens und der       

  Drehbewegung    des Zylinderträgers ist aus der     Fig.    4  zu ersehen, in der der Kolben um 45      im    Verhältnis  zu seiner     Ausgangsstellung    und der abgeknöpfte Teil  131 um 90  im     Verhältnis    zum nicht abgeknöpften  Teil     der        Kurbelwelle    13     gedreht    werden, letztere     also     um den     doppelten    Betrag bewegt wurde.

       In    der glei  chen Zeit     vollzieht        sich    auf der     gegenüberliegenden     Seite des Kolbens, und zwar in dem     Arbeitsraum    104           zwischen    der Stirnwand 142 des Kolbens 14 und dem  Gehäuse 9 der     Auslass    der Verbrennungsgase des vor  hergehenden Hubes aus der     öffnung    21 und die  Frischluftzufuhr     durch    die     öffnung    22     (Fig.    4).  



       Während    die Expansionskraft im     Arbeitsraum     104 auf die     Stirnwand    141 des     Kolbens    14     weiter          einwirkt,        beginnt    auf     der        gegenüberliegenden    Kolben  seite die Komprimierung der zugeführten Frischluft,  sobald der Zylinder die     öffnung    22     passiert    hat (Fi  gur 5).

   Die     öffnungen    21 und 22 sind, wie     bereits     erwähnt, um 230 -250  in Drehrichtung des     Zyllinder-          trägers    zur Einspritzdüse versetzt     angeordnet,    was den       Vorteil    hat, dass infolge     einer        erheblichen    Verlänge  rung des     Expansionsweges    gegenüber dem Kompres  sionsweg noch     einbeträchtlicher    Teil     der    beim     her-          kömmlichen        Prinzip    verlorengehenden Arbeitslei  stung gewonnen wird,

   so dass die Abgase     mit    Atmo  sphärendruck entweichen.     In    den in     Fig.    6 und 7       dargestellten    Bewegungsphasen     schreitet    die Kompri  mierung der Luft weiter fort bis     in        Fig.    8 die     Aus-          gangsst,dllung    des Motors, wie aus     Fig.    3     .ersichtlich,     wieder erreicht ist, mit dem Ergebnis, dass der     Zylin-          derträger    eine Bewegung um 180 ,

   die     Kurbelwelle     hingegen     eine        Umdrehung    um 360  und der Kolben       einen        Arbeitstakt        ausgeführt    haben. Der     gleiche    Vor  gang     beginnt    von neuem, so dass also     während    einer  Umdrehung des Zylinderträgers um 360  zwei Ar  beitstakte erfolgen.  



       Mittels    dieser Kombination     ,teils    bekannter Teile       ist    es nur möglich, die eingangs     erwähnten    Forderun  gen zur Erzielung     eines        maximalen        ges#amtwirtschaft-          liohen        Wirkungsgrades    bei     einfachster        Konstruktion     zu     erreichen:     1.     Fortfall    der     oszillierenden        Massen,     2.

   Anwendung eines hohen     Druckverhältnisses,     3.     Erzielung    eines     Liefergrades    von     100Q/,    bei       gleichzeitiger        Fortführung    der     Expansion        bis    auf 1       atm.     



  Die     Festigkeitsberechnungen    ergeben, dass     Kö1=     bei- und     Kurbelwellenlager    bei Expansionsdrücken  von 400     Kg./cm2    ohne     Schwierigkeiten        unterbringbar     sind und die     Kurbelwelle    'so kurz     gehalten        werden     kann, dass die     zulässige    Gesamtspannung nicht über  -schritten wird.

       Dabei    kann der Kolben sehr stark  verkürzt werden, wodurch der Gehäusedurchmesser  um 50     Q/,        kleiner    wird, als     bei        allen        anderen    bekannten       Konstruktionen.    Sehr     wichtig    ist die     starre    Lagerung  der     Kurbelwelle    und des     Zylinderträgers    zu beiden       Seiten    der     Zylinderbohrung        unabhängig    voneinander  im Gehäuse.

   Auf diese Weise ist die geringe     Durch-          biegung    der     Kurbelwelle    ohne     Einfluss    auf den     Zylin-          derträger,    so dass keine     Verklemmung    mit dem Ge  häuse     auftreten    kann.  



  Infolge der     gekapselten    und     kompakten    Bauweise,       bedingt        durch    die     zentrische        Zapfenlagerung    der Kur  belwelle im     Kolben    bei gleichzeitiger     Abkapselung     des     Zylinderträgers        durch    das     Gehäuse,    ist es     möglich,

            einen    beliebig     starken        Ölstrom        durch    das     Kolbenlager     131 und die Kolbenböden 141 und 142 zu schicken,  wobei die durch     Gastemperaturen    bis zu 2800 C er-    zeugten     Wärmemengen    aus dem Kolben soweit ent  fernt werden können, dass die     Gleitflächentempe-          raturen    250 C nicht     überschreiten.     



  Die Konstruktion     eist    somit     mechanisch    und     ther-          misch    für diese Spitzendrücke     fixiert.    Die Erzielung  eines Liefergrades von 100     Q/,        bei    gleichzeitiger Ex  pansion auf 1     atm.    wird einzig und     allein    durch diese  Art der     Anbringung    der Spülschütze in der Gehäuse  wand erreicht.

   Es wird somit ein Spülweg von     60 -          90         Zylinderträgerwinkel:    erzielt,     wobei    eine intensive       Umkehrspülung    erfolgt und ein     volumetrischer    Wir  kungsgrad von 100     Q/,    erreicht wird.     Darüberhinaus     kann bei     Überschneidung    der     Spülschlkze    eine Über  ladung     auf        einen    Luftdruck bei Moershöhe und 0 C       erreicht    werden.  



  Infolge des hohen     Kompressionsverhältnisses    und  die     dadurch    auftretenden hohen Kompressionstempe  raturen,     infolge        Tier        Existenz    des winzigen Verdich  tungsraumes und der     zentrischen    Lage der Einspritz  düse     bei        Direkteinspritzung        erfolgt    eine spontane Zün  dung des     Kraftstoffes        bei    guter     Durchmi;

  schung,    wo  durch es     erstmalig        möglich    eist, das     Dieselprinzip        nach     dem     Gleichraumverfahren        ablaufen    zu lassen, wo  durch gegenüber dem bei     herkömmlichen    Motoren  üblichen Gleichdruckverfahren ein erheblicher Teil  an     Arbeitslaistunggewonnen        wird.     



  Die     Erfindung        resultiert    somit aus den     @sorgfältig          vorausberechneten    thermodynamischen Bedingungen  zur     Verwirklichung    einer     leistungsfähigen    und     wirt-          schafichen        Brennkraftmaschine    bei     :

  gleichzeitiger          Berücksichtigung    der mechanischen     Festigkelten,    de  ren Ergebnisse     allein        durch    diese     Kombination        teils          bekannter        Teile    bei     wohlüberlegter        Anordnung    der       Spüilschlitze        verwirklicht        werden        können.  



      Internal combustion piston engine with fuel injection The invention is based on the idea of constructing an internal combustion engine that can be developed in such a way that with the greatest possible mechanical simplification and elimination of the oscillating masses, much higher thermal efficiencies can be achieved than with the conventional engine.

   According to the theory of thermodynamics, it is known that high thermal efficiencies can only be achieved through very high pressure ratios, which cannot be achieved in conventional engines, since the pin, connecting rod and crankshaft bearings required for such high piston forces cannot be accommodated .

   Another requirement for achieving a high degree of macroeconomic efficiency is the generation of a delivery rate of 100 a / o, i.e. This means that the purge slots must be arranged in such a way that, as a result of the purge air heating in the cylinder, it is possible to overload it to such an extent that an air weight is achieved,

   which corresponds to the air pressure of 760 mm of mercury at 0 C, with simultaneous relaxation of the exhaust gases down to 1 atm., whereby approx. 10-15% of work is gained.



  Many motors with rotating cylinders are known from the patent literature which contain many of the known features of the above invention, but with which it is not even remotely possible to achieve the above objects. There are e.g.

   B. a German and a British patent, from which it can be seen that a cylinder carrier rotates in a fixed housing and the pistons are moved back and forth by means of the crankshaft and connecting rods.

    High pressure ratios are just as difficult to achieve with these motors as they are with conventional motors due to the lack of bearing accommodation options.

       As a result of the star-shaped design, it is very difficult to accommodate the secondary plenels even at normal pressures if the housing diameter is not to be huge. Furthermore, this construction is much more complicated than the conventional radial engine.



  The flushing is just as poor in this design as in the conventional two-stroke engine. There are only approx. 10 cylinder angle brackets available for flushing.

   Overloading to produce a delivery rate of 100% is also impossible, since the flushing slots are covered by the piston as soon as compression begins. Furthermore, the cylinder carrier is mounted on the crankshaft,

      where by the same jammed in the inevitable bending of the crankshaft in the housing.



  An Austrian patent shows the well-known cardan circle pair for moving the cylinder carrier. As a result of the missing housing lying on the cylinder support, this construction cannot be used as a diesel engine, so that the considerations described at the beginning cannot be implemented.

       In addition, cumbersome valve controls are used for purging, which also means that a good degree of delivery is achieved, and there is still the possibility of reducing the exhaust gases to 1 atm. to relax.



  The requirements described above, which need to be met in order to achieve maximum overall economic efficiency, can only be made possible by a construction that has a centrally rotating cylinder carrier and a cylinder arranged centrally therein by a v.

   the crank of a crankshaft mounted ex-centrically to the cylinder axis of rotation, centrally penetrated piston in u. moved here, the size of the crankshaft offset being equal to the distance between the crankshaft axis of rotation, u. where the speed ratio between the cylinder support and the crankshaft rotating in the same direction of rotation 1:

   2, which is achieved by means of a gear connection between the cylinder carrier and the crankshaft, the cylinder carrier rotating in a stationary housing that seals it, and the housing between 180 and 270 counted from the injection nozzle in the direction of rotation of the cylinder carrier, with two Flush fi:

  is provided, of which one slot is connected to a fan, and through the other, the relaxed exhaust gases are discharged.



  Both the crankshaft and the cylinder carrier are expediently supported independently of one another on both sides of the cylinder bore in the housing.



  The subject of the application is explained in more detail below using an exemplary embodiment illustrated by drawings, namely show:

            1 shows a longitudinal section through the engine, FIG. 2 shows a section along the line H-II in FIG. 1 and FIGS. 3-8 show various working phases of the engine in cross section in a schematic representation.



  In the motor housing, a cylindrical housing 9, the ends of which are each closed with a closure flap 91, 92,

   A cylinder carrier 10, rotatable about the center axis of the housing 9 and sliding on its inner wall, is mounted in the cheek bearings 11 and 12. In the cylinder carrier 10 there is a right-angled to the housing center axis and diametrically

          cylindrical bore 104 - the cylinder of the engine - in which a piston 14, which is arranged on a crankshaft 13 mounted eccentrically to the cylinder support 10, is guided.

    The unbuttoned part 131 of the crankshaft 13 leads through the center of the piston transversely to its longitudinal axis and:

  is mounted in a sliding bearing 15 arranged between the piston and the crankshaft. The crankshaft 13 for its part rests in the bearings 16 and 17 of the housing cap 91 and in bearings 18 and 19 of the housing cap 92.



  The buttoned part 131 of the crankshaft protrudes with its two ends into the cylinder carrier 10 (Fig. 1), which in turn has a respective rotation radius of the buttoned part 131 corresponding de recess 101. A precise control of the piston 14 is achieved by

      that on the non-cranked part of the crankshaft 13, near the crankings, a scoring 132, 133 is attached, each of which meshes with an internal toothing 102, 103 of the cylinder carrier 10.

   The unbuttoned part 131 of the crankshaft 13 is arranged offset from the longitudinal axis of the crankshaft 13 by the same amount as the longitudinal axis of the crankshaft from the central axis of the cylinder carrier 10.

   This arrangement ensures that the crankshaft simultaneously executes twice the number of revolutions compared to the cylinder carrier, the piston sliding back and forth in the cylinder, that is, the cylinder is rotated 180 around its transverse axis during one revolution of the crankshaft ,

      wherein the piston performs a stroke. The eccentric arrangement of the crankshaft also has the effect that the piston 14, which has two end walls 141, 142 of the same type, comes closer to the housing wall during its sliding movement in the cylinder at the end of a stroke than at the end of the stroke in the opposite direction.

   The stroke difference is 4r if r denotes the distance between the crankshaft axis and the housing center axis. At the point of the housing 9 to which the piston comes closest, an opening 94 for the injection nozzle 20 is provided.

   The housing has two further openings 21, 22 (FIG. 2), of which the openings 21 are used as an outlet for the combustion gases from the working space and the injection nozzle 20 is offset by about 230-250 in the direction of rotation of the cylinder carrier 10 Opening 22 serves as an inlet for the fresh air supplied by a fan.



  As can be seen from FIGS. 1 and 2, the cylinder support 10 and the pistons 14 have cavities which serve to cool and lubricate the engine. The cavities 143, 144 and 145 located in the calving 14 can be flowed through by cooling oil. The cavities 105 and 106 in the cylinder support 10 are filled with cooling liquid, e.g.

   B. oil, and are at the same time for the purpose of lubrication through the openings 107 and 108 with the inner wall of the housing 9 in connection. The bearings are lubricated by pressure oil.



  For the purpose of sealing, the cylindrical outer wall of the cylinder carrier 10 is provided with sealing rings 25 and 26 and the cylindrical outer surface of the piston near the end walls 141 and 142 with conventional Kofibend sealing rings 27 and 28.



  The mode of operation of the motor according to the invention is described in more detail below, with FIGS. 3-8 essentially being used as a basis. E5 emphasizes that the engine should work according to the diesel process.



  In the phase of the engine shown in FIG. 3, the piston 14 has reached top dead center, which means that the highest possible compression of the air has occurred in the working space 105 between the piston end wall 141 and the housing 9. After 20RTI ID = "0002.0229" WI = "7" HE = "4" LX = "1471" LY = "2029"> (Fig. 2) fuel is injected into the compression chamber through the nozzle,

       the expansion force causes a stroke of the piston 14 in the direction of the arrow drawn in the piston and a simultaneous rotation of the cylinder support 10 in the counterclockwise direction according to the design and arrangement of the cure belwelpe. The further development of the sliding movement of the piston and the

  Rotational movement of the cylinder support can be seen in Fig. 4, in which the piston is rotated 45 in relation to its starting position and the buttoned part 131 is rotated by 90 in relation to the unbuttoned part of the crankshaft 13, the latter was therefore moved by twice the amount .

       At the same time, on the opposite side of the piston, namely in the working space 104 between the end wall 142 of the piston 14 and the housing 9, the exhaust of the combustion gases of the preceding stroke from the opening 21 and the fresh air supply through the opening 22 take place (Fig. 4).



       While the expansion force continues to act on the end wall 141 of the piston 14 in the working space 104, the fresh air supplied begins to compress on the opposite piston side as soon as the cylinder has passed the opening 22 (FIG. 5).

   As already mentioned, the openings 21 and 22 are offset by 230-250 in the direction of rotation of the cylinder cylinder carrier to the injection nozzle, which has the advantage that, due to a considerable lengthening of the expansion path compared to the compression path, a considerable part of the conventional principle lost work performance is gained,

   so that the exhaust gases escape with atmospheric pressure. In the movement phases shown in FIGS. 6 and 7, the compression of the air continues until the starting position of the motor, as can be seen from FIG. 3, is reached again in FIG. 8, with the result that the Cylinder carrier a movement of 180,

   the crankshaft, on the other hand, has performed one revolution of 360 and the piston has performed one working cycle. The same process begins again, so that two work cycles occur during one rotation of the cylinder carrier by 360.



       By means of this combination of parts, some of which are known, it is only possible to meet the requirements mentioned at the beginning for achieving maximum overall economic efficiency with the simplest construction: 1. Elimination of the oscillating masses, 2.

   Use of a high pressure ratio, 3. Achievement of a degree of delivery of 100Q /, with simultaneous continuation of the expansion down to 1 atm.



  The strength calculations show that Kö1 = additional and crankshaft bearings can be accommodated without difficulty at expansion pressures of 400 kg / cm2 and that the crankshaft can be kept so short that the permissible total tension is not exceeded.

       The piston can be shortened very much, which means that the housing diameter is 50 Ω / □ smaller than in all other known designs. The rigid mounting of the crankshaft and the cylinder carrier on both sides of the cylinder bore independently of one another in the housing is very important.

   In this way, the slight deflection of the crankshaft has no effect on the cylinder carrier, so that there can be no jamming with the housing.



  As a result of the encapsulated and compact design, due to the central journal bearing of the cure shaft in the piston with simultaneous encapsulation of the cylinder carrier by the housing, it is possible

            to send an oil flow of any intensity through the piston bearing 131 and the piston crowns 141 and 142, whereby the amounts of heat generated by gas temperatures of up to 2800 C can be removed from the piston to such an extent that the sliding surface temperatures do not exceed 250 C.



  The construction is therefore mechanically and thermally fixed for these peak pressures. Achieving a delivery rate of 100 Q /, with simultaneous expansion to 1 atm. is achieved solely by this type of attachment of the flushing guards in the housing wall.

   A flushing path of 60 - 90 cylinder support angle is thus achieved, with intensive reverse flushing taking place and a volumetric efficiency of 100 Ω / □ is achieved. In addition, if the flushing pumps overlap, an overload to an air pressure at Moershöhe and 0 C can be achieved.



  As a result of the high compression ratio and the resulting high compression temperatures, as a result of animal existence of the tiny compression space and the central position of the injection nozzle with direct injection, a spontaneous ignition of the fuel occurs with a good diameter;

  Schung, where for the first time it is possible to run the diesel principle according to the constant space method, which means that a considerable amount of workload is gained compared to the constant pressure method common in conventional engines.



  The invention thus results from the carefully pre-calculated thermodynamic conditions for realizing a powerful and economical internal combustion engine with:

  simultaneous consideration of the mechanical strengths, whose results can be achieved solely by this combination of partly known parts with a carefully considered arrangement of the flushing slots.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Brennkraftkolbenmaschine mit Kraftstoffeinsprit- zung und mit zentrisch umlaufendem Zylinderträger und zentrisch darin angeordneten Zylinder, PATENT CLAIM Internal combustion piston engine with fuel injection and with a centrally rotating cylinder carrier and a cylinder arranged centrally in it, in wel chem sich ein von der Kurbel einer zur Zylinder- drehachse exzentrisch gelagerten Kurbelwelle zen- trisch durchsetzter Kolben hin- und herbewegt, in which a piston, through which the crank of a crankshaft is eccentrically mounted to the cylinder axis of rotation, moves back and forth, wobei die Grösse der Kurbelwellenkröpfung gleich ist dem Abstand der Kurbelwellendrehachse von der Zylin- RTI ID="0003.0227" WI="21" HE="4" LX="1178" LY="1982"> derdrehachse, und wobei das Drehzahlverhältnis zwi schen dem Zylinderträger und der in der gleichen Drehrichtung umlaufenden Kurbelwelle 1 : where the size of the crankshaft offset is equal to the distance between the crankshaft axis of rotation and the cylinder. RTI ID = "0003.0227" WI = "21" HE = "4" LX = "1178" LY = "1982"> the axis of rotation, and the speed ratio between the cylinder carrier and the crankshaft 1 rotating in the same direction of rotation: 2 ist, das mittels einer Getriebeverbindung zwischen dem Zy- linderträger und der Kurbelwelle erreicht wird, da durch gekennzeichnet, dass der umlaufende Zylinder träger (10) von einem ihn dicht abschliessenden, fest stehenden Gehäuse (9) umgeben ist, das von der Ein spritzdüse (20) 2, which is achieved by means of a gear connection between the cylinder carrier and the crankshaft, characterized in that the rotating cylinder carrier (10) is surrounded by a tightly closing, stationary housing (9) that is surrounded by the injection nozzle (20) in der Drehrichtung gerechnet zwi schen den Drehwinkeln 180 und 270 mit zwei Spül- schlitzen (21 und 22) versehen ist, von denen der Aus- la:ssschftz (21) die entspannten Abgase abführt, wäh rend der Einlassschlitz (22) mit einem Aufladegebläse verbunden ist. Calculated in the direction of rotation between the angles of rotation 180 and 270, it is provided with two flushing slots (21 and 22) from which the outlet (21) discharges the relaxed exhaust gases, while the inlet slot (22) has a supercharger connected is. UNTERANSPRUCH Brennkraftkalbenmaschine mit Kraftstoffeinsprit- zung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Kurbelwelle (15) als auch der Zylin- deTträger (10) unabhängig voneinander zu beiden Seiten des feststehenden Gehäuses (9) in Gehäusekap pen (91 und 92) SUBClaim Internal combustion engine with fuel injection according to claim, characterized in that both the crankshaft (15) and the cylinder carrier (10) are in housing caps (91 and 92) independently of one another on both sides of the stationary housing (9) @in den Kurbelwellenlagern (16, 17 EMI0004.0017 und <SEP> 18, <SEP> 19) <SEP> und <SEP> Zylinderhrägerlagern <SEP> (11 <SEP> und <SEP> 12) <tb> gelagert <SEP> sind. @ in the crankshaft bearings (16, 17 EMI0004.0017 and <SEP> 18, <SEP> 19) <SEP> and <SEP> cylinder bracket bearings <SEP> (11 <SEP> and <SEP> 12) <tb> are stored <SEP>.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995006195A1 (en) * 1993-08-24 1995-03-02 Logic Innovationssysteme Gmbh Internal combustion engine with rotary piston
US6079376A (en) * 1995-04-20 2000-06-27 Bergische Metallwarenfabrik, Dillenberg & Co. Fuel-injected piston combustion engine
DE102017004087A1 (en) * 2017-04-28 2018-10-31 Wabco Gmbh Compressor arrangement for a compressed air supply of a compressed air supply system

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