DE10361618A1

DE10361618A1 - Multi-purpose internal combustion engine has internal rotor defining a trochiloid volume using two- or four stroke ignition process

Info

Publication number: DE10361618A1
Application number: DE2003161618
Authority: DE
Inventors: Gerhard Ehlig
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-12-30
Filing date: 2003-12-30
Publication date: 2004-06-17

Abstract

A rotary internal combustion engine consists of two moving parts, a cam and the associated rider, whose hollow wheel engages with grooves on the stator. The rider rotates at half the angular speed in the direction of eccentric rotation, occupying a trochiloid form with tip seals at each end. The motor operates using either a four-stroke or two-stroke principle.

Description

Herkömmliche, vorwiegend im Fahrzeugbau eingesetzte Kreiskolbenmotoren nach dem Wankel-Prinzip arbeiten mit geringeren Wirkungsgraden als Hubkolbenmotoren. Hauptursache sind konstruktionsbedingte Wandwärmeverluste, insbesondere hervorgerufen durch Temperaturanstieg in der heißen Zone des Motors.Conventional, mainly used in vehicle construction Rotary piston engines based on the Wankel principle work with fewer Efficiencies as reciprocating engines. The main cause is design-related Wall heat losses, in particular caused by an increase in temperature in the hot zone of the motor.

Das Problem besteht darin, einen Motor zu schaffen, der die Vorteile einer Rotationsmaschine beibehält, ohne deren Nachteile aufzuweisen.The problem is one To create a motor that retains the advantages of a rotary machine without to show their disadvantages.

Mit der im Patentanspruch dargestellten Erfindung wird dieses Problem weitgehend gelöst.With the represented in the claim Invention this problem is largely solved.

In der Folge werden Aufbau und Funktion des Motors beschrieben.The structure and function of the Motors described.

Zu Anspruch 1 (1, 2, 6, 7)
Der auf dem Exzenter (1) gelagerte Rotor (2) kämmt mit seinem Hohlrad (10) das am Stator besfestigte Ritzel (11) halben Durchmessers, so dass der Läufer mit halber Winkelgeschwindigkeit in Drehrichtung des Exzenters rotiert und dadurch unterschiedliche Volumenveränderungen in beiden, durch Dichtleisten getrennten Hohlräumen des Motorinneren bewirkt.To claim 1 ( 1 . 2 . 6 . 7 )
The one on the eccentric ( 1 ) mounted rotor ( 2 ) combs with its ring gear ( 10 ) the pinion attached to the stator ( 11 ) half the diameter, so that the rotor rotates at half the angular velocity in the direction of rotation of the eccentric, thereby causing different volume changes in both cavities of the motor interior separated by sealing strips.

Ein- und Auslassvorgänge erfolgen weggesteuert, indem die im Läufer befindlichen Kanäle (8/9) die stirnseitig angebrachten Schlitze (3/4/5) tangieren. Die gesamte Fläche der inneren Gehäusewandung und des Läufers kommt beim Ladungswechsel mit Frischgas in Berührung, so dass keine heiße Zone entsteht. In der Arbeitsphase wirkt der Gasdruck immer nur auf die gleiche Seitenfläche des Läufers. Daher können Dichtleisten ((6), in geeignetem Winkel angebracht werden. Auch der Einsatz von Doppeldichtleisten(7) wird von den relativ stumpfen Winkeln der Rotorspitzen begünstigt.Inlet and outlet processes are path-controlled by the channels in the rotor ( 8.9 ) the slots on the front ( 3 / 4 / 5 ) affect. The entire surface of the inner housing wall and the rotor comes into contact with fresh gas when the charge is changed, so that no hot zone is created. In the working phase, the gas pressure only affects the same side surface of the rotor. Therefore sealing strips ( (6) , be attached at a suitable angle. The use of double sealing strips ( 7 ) is favored by the relatively obtuse angles of the rotor tips.

Zudem ist die Verwendung von mit mehreren Dichtleisten versehenen Dichtschuhen möglich, weil während des gesamten Umlaufes an der Gehäusetrochoide keine von der Kreisform erheblich abweichende Richtungsänderung erfolgt.In addition, the use of with several sealing strips provided sealing shoes possible because during the entire circulation on the housing trochoid no change of direction significantly different from the circular shape he follows.

Arbeitsweise (8a – f)Working method ( 8a - f )

Zünden/VorverdichtenIgnition / supercharging

a Während im Arbeitsraum, den die mit der Mulde versehene Seite des im Uhrzeigersinn drehenden Läufers hüllt, der Verbrennungsvorgang stattfindet, verringert sich der untere Hohlraum und verdichtet das darin befindliche Frischgas. Der Läuferkanal (9) hat dabei keine Verbindung mit dem stirnseitigen Auslassschlitz (4), da sich der Schlitz von der Draufsicht her hinter dem Läufer befindet, der Kanal aber nur mit der vorderen Seite verbindet.a While the combustion process is taking place in the work space, which is covered by the troughed side of the clockwise rotating rotor, the lower cavity is reduced and the fresh gas inside is compressed. The runner channel ( 9 ) has no connection to the front outlet slot ( 4 ), since the slot is behind the rotor from the top view, but the channel only connects to the front side.
b Läuferkanal (9) hat den Überströmschlitz (5) erreicht und die vorverdichtete Luft gelangt in den Speicher (6).b rotor channel ( 9 ) has the overflow slot ( 5 ) is reached and the pre-compressed air reaches the storage tank ( 6 ).
c mit Erreichen der oberen Stellung ist die Verbindung von Kolbenkanal und Überströmschlitz unterbrochen und die nur zur hinteren Stirnseite hin wirkende Auslassöffnung (8) in der Kolbenmuldenseite kontaktiert den Auslassschlitz (4).c When the upper position is reached, the connection between the piston channel and the overflow slot is interrupted and the outlet opening, which only acts towards the rear end ( 8th ) in the piston bowl side contacts the outlet slot ( 4 ).

Ausschieben/Ansaugen/EndverdichtenEjecting / sucking / final compaction

d Während in der unteren Kammer das Abgas über Kolbenauslassöffnung und Auslassschlitz ausgeschoben wird, erreicht der Läuferkanal (9) den in der vorderen Stirnseite befindlichen Einlassschlitz (3) und infolge des sich vergrößernden Hohlraumes wird Frischgas angesaugt.d While the exhaust gas is pushed out in the lower chamber via the piston outlet opening and outlet slot, the rotor channel reaches ( 9 ) the inlet slot in the front end ( 3 ) and due to the enlarging cavity fresh gas is sucked in.
e Nachdem die Läuferauslassöffnung ihre Verbindung mit dem Auslassschlitz verloren hat, tangiert sie den in beiden Stirnseiten angebrachten Überströmschlitz (5) und das vorverdichtete Gas strömt aus dem Speicher in die Kolbenmulde, wo es sich mit dem verbrauchten Restgas mischt. Durch die Einspritzdüse wird Kraftstoff zugeführt.e After the rotor outlet opening has lost its connection to the outlet slot, it affects the overflow slot on both ends ( 5 ) and the pre-compressed gas flows from the accumulator into the piston bowl, where it mixes with the used residual gas. Fuel is supplied through the injection nozzle.
f Die Endverdichtung erfolgt.f The final compression takes place.

Zu Anspruch 2 (3)
In dieser, nach dem Zweitaktverfahren arbeitenden Ausführung können Zuführung von Frischgas und Ausschub des Altgases über in beiden Stirnseiten angebrachte Schlitze erfolgen, so dass sich Strömungsverluste vermindern.To claim 2 ( 3 )
In this embodiment, which works according to the two-stroke process, fresh gas can be supplied and the used gas can be discharged via slots in both end faces, so that flow losses are reduced.

Zu Anspruch 3 (Fig. (4/5)
Der Vorteil dieser Ausgestaltung liegt insbesondere in der Vollständigkeit des Ladungswechsels.Regarding claim 3 (Fig. (4/5)
The advantage of this configuration lies in the completeness of the charge change.

Hier trennt der exzentergesteuerte Schieber (13) Frisch- und Altgas von einander. Die Steuerung erfolgt über ein Pleuel (12), wobei die Exzentrizität des Pleuellagers die Form des Läufers und das Verdichtungsverhältnis bestimmt.Here the eccentric slide valve ( 13 ) Fresh and old gas from each other. It is controlled by a connecting rod ( 12 ), whereby the eccentricity of the connecting rod bearing determines the shape of the rotor and the compression ratio.

Claims

Rotationsmotor zum Erzeugen eines Drehmomentes durch Verbrennung von Kraftstoff im Viertaktverfahren, wobei mittels Abrollen eines Hohlrades auf einem feststehenden Ritzel halben Durchmessers eine äußere Arbeitsraumkontur in Form einer Trochoide entsteht. Der elipsenförmige Läufer als innere Hüllfigur ist exzentrisch gelagert und kontaktiert an zwei gegenüberliegenden Punkten über Radialdichtungen mit dem Stator, so dass er mit halber Winkelgeschwindigkeit in Exzenterdrehrichtung rotiert und bei jeder Eigendrehung eine Arbeitsphase von 360° Exzenterwinkel erzielt. Die Ladungswechsel erfolgen weggesteuert in axialer Richtung durch stirnseitig angebrachte Ein- und Auslassschlitze.Rotary motor for generating a torque by combusting fuel in a four-stroke process, an outer working space contour in the form of a trochoid being created by rolling a ring gear on a fixed half-diameter pinion. The elliptical rotor as the inner envelope figure is eccentrically mounted and makes contact with the stator at two opposite points via radial seals, so that it rotates at half the angular velocity in the direction of the eccentric rotation and achieves a working phase of 360 ° eccentric angle with each rotation. The charge changes are path-controlled in the axial direction by the front brought inlet and outlet slots.

Rotationsmotor nach Anspruch 1, wobei der Kraftstoff im Zweitaktverfahren verbrennt und bei jeder Exzenterdrehung eine Arbeitsphase von 180° Exzenterwinkel entsteht.A rotary engine according to claim 1, wherein the fuel burns in a two-stroke process and one with every eccentric rotation Working phase of 180 ° eccentric angle arises.

Rotationsmotor nach Anspruch 1, wobei jede Läuferdrehung im Viertaktverfahren zwei Arbeitsphasen von je 180° Exzenterwinkel bewirkt und die Ladungswechsel durch kurbelgetriebenen Trennschieber gesteuert werden.A rotary motor according to claim 1, wherein each rotor rotation in the four-stroke process, two work phases of 180 ° eccentric angle causes and the charge changes through crank-driven isolating slide to be controlled.