Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine Rotationskolben-Brennkraftmaschine
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine Rotationskolben-Brennkraftmaschine
mit einem Gehäuse, das sich aus zwei Seitenteilen und einem dazwischen angeordneten,
im Querschnitt mehrbogigen Mantel zusammensetzt und in welchem ein mehreckiger Kolben
exzentrisch umläuft, der mit seinen Ecken an der mehrbogigen inneren Mantelfläche
des Gehäuses entlanggleitet. Dabei werden jeweils zwischen benachbarten Kolbenecken
volumenveränderliche Arbeitskammern gebildet, in denen mit entsprechender Phasenversetzung
die vier Takte des Ansaugens, Verdichtens., Expandierens und Ausschiebens vor sich
gehen.Fuel injection device for a rotary piston internal combustion engine
The invention relates to a fuel injection device for a rotary piston internal combustion engine
with a housing that consists of two side parts and one in between,
Composed in cross-section multi-lobed jacket and in which a polygonal piston
eccentrically revolves, the corners of which are on the multi-lobed inner lateral surface
the housing slides along. Thereby between adjacent piston corners
variable-volume working chambers formed in which with a corresponding phase shift
the four cycles of sucking in, compressing, expanding and pushing out in front of you
walk.
Es ist das Ziel der Erfindung, derartige Brennkraftmaschinen mit Kraftstoffeinspritzung
zu betreiben, ohne jedoch die üblichen, komplizierten und mit hohem Druck arbeitenden
Einspritzpumpen verwenden zu müssen. Zu diesem Zweck wird erfindungsgemäß vorgeschlagen,
im Gehäuse an einer Stelle, an der im Augenblick des überstreichens durch eine Kolbenecke
zwischen den beiden dieser Ecke benachbarten Arbeitskammern ein Druckgefälle in
Richtung auf die nachfolgende, im Ansaug-oder Verdichtungstakt befindliche Kammer
besteht, einen Überströmkanal anzuordnen, der diese beiden Kammern kurzzeitig miteinander
verbindet. In diesen Überströmkanal mündet eine Kraftstoffleitung, durch welche
eine von einer Vorrichtung dosierte Menge flüssigen Kraftstoffes in den überströmkanal
eingebracht wird. Wenn sich die beiden Enden des überströmkanals in ein und derselben
Arbeitskammer befinden, so entsteht in dem überströmkanal keine Strömung, da der
Druck an beiden Enden gleich ist. In diesem Zeitraum kann durch die Vorrichtung,
beispielsweise eine einfache Dosierpumpe üblicher Art, eine bestimmte Menge Kraftstoff
in den überströmkanal eingelagert werden. Wird nun das eine Ende des Überströmkanals
durch eine Kolbenecke übersteuert, so entsteht auf Grund des Druckgefälles zwischen
den beiden Kammern schlagartig eine starke Strömung in dem überströmkanal, welche
den eingelagerten Kraftstoff mitreißt und unter außerordentlich feiner Zerstäubung
in die nachfolgende, im Ansaug- oder Verdichtungstakt befindliche Arbeitskammer
einbringt. Der erfindungsgemäße Vorschlag läßt nicht nur die Verwendung von Benzin,
sondern auch von schwersiedenden Kraftstoffen wie Dieselöl zu, da durch das mit
hoher Geschwindigkeit erfolgende Mitreißen des Kraftstoffes eine sehr gute Aufbereitung
und Mischung mit der in der nachfolgenden Arbeitskammer befindlichen Verbrennungsluft
erfolgt. Es ist bei Rotationskolben-Brennkraftmaschinen anderer Bauart bekannt,
im Gehäuse einen Überströmkanal vorzusehen, der zwei benachbarte Arbeitskammern
kurzzeitig miteinander verbindet, wenn ein Druckgefälle in Richtung auf die nachfolgende
Arbeitskammer besteht. Dieser überströmkanal dient dazu, die Kompression und dadurch
die Leistung des Motors zu verändern. Zu diesem Zweck ist im überströmkanal ein
regelbares Ventil angeordnet, durch welches der Überströmquerschnitt veränderbar
ist, um einen mehr oder weniger großen Teil der verdichteten Ladung in die Ansaugkammer
zurückschieben zu können. Der überströmkanal ist mit dem Vergaser verbunden, bildet
also gleichzeitig einen Teil des Ansaugsystems. Der Gedanke, die Strömung im überströmkanal
zum Einspritzen von flüssigem Kraftstoff zu verwenden, um teure und komplizierte
Einspritzpumpen zu vermeiden, läßt sich daraus nicht ableiten.It is the object of the invention to provide such internal combustion engines with fuel injection
to operate without, however, the usual, complicated and high pressure working
Having to use injection pumps. For this purpose it is proposed according to the invention,
in the housing at a point at the moment it is passed over by a piston corner
between the two working chambers adjacent to this corner a pressure gradient in
Direction of the subsequent chamber located in the intake or compression cycle
consists of arranging an overflow channel that briefly connects these two chambers
connects. A fuel line through which opens into this overflow channel
a metered amount of liquid fuel by a device into the overflow channel
is introduced. When the two ends of the overflow duct are in one and the same
Working chamber are located, there is no flow in the overflow, because the
Pressure is the same at both ends. During this period, the device
for example a simple metering pump of the usual type, a certain amount of fuel
be stored in the overflow channel. Now becomes one end of the overflow channel
Overridden by a piston corner, the pressure difference between
the two chambers suddenly a strong flow in the overflow channel, which
entrains the stored fuel and with extremely fine atomization
into the following working chamber located in the intake or compression cycle
brings in. The proposal according to the invention not only allows the use of gasoline,
but also from high-boiling fuels such as diesel oil, because with that
High speed entrainment of the fuel is a very good preparation
and mixing with the combustion air in the downstream working chamber
he follows. It is known in rotary piston internal combustion engines of other types,
to provide an overflow channel in the housing, the two adjacent working chambers
briefly connects with each other when there is a pressure gradient in the direction of the subsequent one
Chamber of labor exists. This overflow channel serves the purpose of compression and thereby
to change the power of the engine. For this purpose there is a
adjustable valve arranged through which the overflow cross-section can be changed
is to a more or less large part of the compressed charge in the suction chamber
to be able to push back. The overflow channel is connected to the carburetor and forms
so at the same time part of the intake system. The thought, the flow in the overflow channel
to use for injecting liquid fuel to expensive and complicated
Avoiding injection pumps cannot be derived from this.
Die Wahl der Stelle, an welcher der überströmkanal anzuordnen ist,
hängt im wesentlichen davon ab, welche Drücke für eine ausreichende Zerstäubung
des Kraftstoffes erforderlich sind. Genügt der normale Verdichtungsdruck, so wird
der überströmkanal an einer Stelle angeordnet, an welcher sich eine Kolbenecke befindet,
wenn in der einen benachbarten Arbeitskammer der Verdichtungstakt und in der nachfolgenden
Arbeitskammer der Ansaugtakt vor sich geht. Sind höhere Drücke erforderlich, so
ist der überströmkanal an einer Stelle anzuordnen, an der
sich eine
Kolbenecke befindet, wenn in der einen benachbarten Arbeitskammer der Expansionstakt
und in der nachfolgenden Kammer der Ansaug- oder der Verdichtungstakt vor sich geht.The choice of the place at which the overflow duct is to be arranged,
depends essentially on the pressures for sufficient atomization
of the fuel are required. If the normal compression pressure is sufficient, then
the overflow channel is arranged at a point at which there is a piston corner,
if the compression stroke is in one adjacent working chamber and the next one
Working chamber the intake stroke is going on. If higher pressures are required, see above
the overflow duct is to be arranged at a point where
yourself a
Piston corner is located when the expansion stroke is in one of the neighboring working chambers
and the intake or compression stroke is going on in the subsequent chamber.
Der überströmkanal ist vorzugsweise im Gehäusemantel angeordnet, da
bei dieser Anordnung eine sehr kurzzeitige Verbindung der beiden Arbeitskammern
möglich ist. Wird der überströmkanal zwischen der Verdichtungskammer und der Ansaugkammer
angeordnet, so ist es nicht schädlich, wenn die beiden Kammern etwas längere Zeit
miteinander in Verbindung stehen, da aus der Kompressionskammer in die Ansaugkammer
strömende Ladung nicht verlorengeht. In diesem Fall kann der Überströmkanal auch
in einem Seitenteil des Gehäuses angeordnet werden.The overflow channel is preferably arranged in the housing jacket, there
with this arrangement, a very brief connection between the two working chambers
is possible. Becomes the overflow channel between the compression chamber and the suction chamber
arranged so it is not harmful if the two chambers are kept for a little longer
are in communication with each other, since from the compression chamber into the suction chamber
flowing charge is not lost. In this case, the overflow channel can also
be arranged in a side part of the housing.
Um die höchste überströmgeschwindigkeit an seinem der nachfolgenden
Arbeitskammer zugewandten Ende zu erhalten, ist der überströmkanal an diesem Ende
mit einer Drosselstelle versehen. Die Drosselstelle kann als Lavaldüse ausgebildet
werden, um Überschallgeschwindigkeit zu erreichen.To get the highest overflow velocity at his next
To get the end facing the working chamber, the overflow channel at this end
provided with a throttle point. The throttle point can be designed as a Laval nozzle
to reach supersonic speed.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Prinzip
dargestellt: Der Mantel l des Gehäuses der Rotationskolben-Brennkraftmaschine weist
eine Innenfläche 2 auf, die im Querschnitt die Form einer zweibogigen Epitrochoide
besitzt. In dem Gehäuse ist eine Welle 3 gelagert, die einen Exzenter 4 aufweist,
auf welchem ein dreieckiger Kolben 5 drehbar angeordnet ist. Das Drehzahlverhältnis
zwischen Welle 3 und Kolben 5 beträgt im Ausführungsbeispiel 3: 1. Der Kolben
5 ist an seinen Ecken 6 mit radial beweglichen Dichtleisten 7 versehen, die während
des Umlaufs des Kolbens ständig an der Innenfläche 2 des Mantels 1 entlanggleiten.
Dadurch werden drei volumenveränderliche Arbeitskammern 8, 9 und 10 gebildet. Für
die Durchführung eines normalen Viertaktverfahrens in jeder Arbeitskammer sind im
Mantel l ein Einlaßkanal 11, eine Zündkerze 12 und ein Auslaßkanal 13 vorgesehen.
. Die Drehrichtung des Kolbens 5 ist durch den Pfeil R gekennzeichnet. Wie ersichtlich,
findet in der Kammer 8 der Ansaugtakt, in der Kammer 9 der Expansionstakt und in
der Kammer 10 der Ausschubtakt statt. Durch den Einlaßkanal 11 wird reine Luft angesaugt.
Die Beigabe von Kraftstoff erfolgt mit Hilfe eines überströmkanals 14, der an einer
Stelle angeordnet ist, an der zwischen den benachbarten Arbeitskammern 8 und 9 ein
Druckgefälle in Richtung auf die nacheilende Arbeitskammer 8 besteht. In den Überströmkanal
mündet eine Kraftstoffleitung 15', durch welche mit Hilfe einer Dosierpumpe 15 eine
dosierte Menge flüssigen Kraftstoffes in den überströmkanal eingelagert wird, solange
beide Enden des überströmkanals in derselben Arbeitskammer liegen. Überstreicht
eine Kolbenecke 6 bzw. die darin angeordnete Dichtleiste 7 das nacheilende Ende
16 des überströmkanals 14, so entsteht infolge des Druckgefälles zwischen den Kammern
8 und 9 eine starke Strömung im Überströmkana114, welche den darin
befindlichen Kraftstoff mitreißt und feinst verteilt in die sich im Ansaugtakt befindliche
Kammer 8 einbläst. Um eine hohe Strömungsgeschwindigkeit an der Einspritzstelle
zu erhalten, weist der Überströmkanal 14 an seinem nacheilenden Ende 16 eine Drosselstelle
17 auf. Die Vermischung des eingebrachten Kraftstoffes mit der in der Kammer 8 befindlichen
Luft wird dadurch verstärkt, daß die Einspritzung entgegen der Drehrichtung des
Kolbens 5, also entgegen der Strömungsrichtung der Luft in der Kammer 8 erfolgt.An exemplary embodiment of the invention is shown in principle in the drawing: The jacket 1 of the housing of the rotary piston internal combustion engine has an inner surface 2 which, in cross section, has the shape of a double-arched epitrochoid. A shaft 3 is mounted in the housing and has an eccentric 4 on which a triangular piston 5 is rotatably arranged. The speed ratio between shaft 3 and piston 5 is 3: 1 in the exemplary embodiment. The piston 5 is provided at its corners 6 with radially movable sealing strips 7, which slide continuously along the inner surface 2 of the casing 1 during the rotation of the piston. As a result, three variable-volume working chambers 8, 9 and 10 are formed. To carry out a normal four-stroke process in each working chamber, an inlet duct 11, a spark plug 12 and an outlet duct 13 are provided in the jacket l. . The direction of rotation of the piston 5 is indicated by the arrow R. As can be seen, the intake cycle takes place in chamber 8, the expansion cycle in chamber 9 and the exhaust cycle in chamber 10. Clean air is sucked in through the inlet channel 11. The addition of fuel takes place with the aid of an overflow channel 14 which is arranged at a point at which there is a pressure gradient between the adjacent working chambers 8 and 9 in the direction of the trailing working chamber 8. A fuel line 15 'opens into the overflow channel, through which a metered amount of liquid fuel is stored in the overflow channel with the aid of a metering pump 15, as long as both ends of the overflow channel are in the same working chamber. If a piston corner 6 or the sealing strip 7 located therein sweeps over the trailing end 16 of the overflow duct 14, the pressure gradient between the chambers 8 and 9 creates a strong flow in the overflow duct 114, which entrains the fuel contained therein and distributes it finely in the intake stroke located chamber 8 blows. In order to obtain a high flow velocity at the injection point, the overflow duct 14 has a throttle point 17 at its trailing end 16. The mixing of the fuel introduced with the air in the chamber 8 is increased in that the injection takes place against the direction of rotation of the piston 5, that is, against the direction of flow of the air in the chamber 8.
Für die Dosierpumpe 15 kann jede beliebige übliche Bauart verwendet
werden. Zur Veranschaulichung des Prinzips wurde im Ausführungsbeispiel eine einfache
Kolbenpumpe gewählt, die beispielsweise durch eine Nockenwelle angetrieben wird
und deren Hub zur Regelung der Menge des vorgelagerten Brennstoffes veränderlich
ist.Any conventional design can be used for the metering pump 15
will. To illustrate the principle, a simple one was used in the exemplary embodiment
Selected piston pump, which is driven, for example, by a camshaft
and their stroke to regulate the amount of fuel stored in front is variable
is.
Die Lage des überströmkanals ist weitgehend davon abhängig, welcher
Druck für die Zerstäubung des Kraftstoffes notwendig ist. Im Ausführungsbeispiel
wird für die Zerstäubung der verhältnismäßig hohe Expansionsdruck in der Kammer
9 verwendet. Dies ist zweckmäßig, wenn man schwersiedende Kraftstoffe, wie Dieselöl,
verwendet. Ist ein geringerer Zerstäubungsdruck ausreichend, so kann der Überströmkanal
14', wie gestrichelt eingezeichnet, zwischen der im Verdichtungstakt befindlichen
Kammer 9' und der im Ansaugtakt befindlichen Kammer 8' angeordnet werden. Die Lage
des Kolbens 5 im Moment des Überstreichens ist gestrichelt eingezeichnet. Der Überströmkanal
14 ist vorzugsweise im Mantel l des Gehäuses angeordnet. Er kann jedoch auch, wie
bei 18 gestrichelt angedeutet, in ein Seitenteil des Gehäuses gelegt werden.The location of the overflow channel largely depends on which one
Pressure is necessary for the atomization of the fuel. In the exemplary embodiment
the relatively high expansion pressure in the chamber is used for atomization
9 used. This is useful when using high-boiling fuels such as diesel oil,
used. If a lower atomization pressure is sufficient, the overflow channel can
14 ', as shown in dashed lines, between that located in the compression stroke
Chamber 9 'and the chamber 8' located in the intake stroke are arranged. The location
of the piston 5 at the moment it is swept over is shown in dashed lines. The overflow channel
14 is preferably arranged in the casing l of the housing. However, he can also how
indicated by dashed lines at 18, are placed in a side part of the housing.