DE19639990A1 - Rotary reciprocating engine for vehicles and ships - Google Patents

Abstract

The motor has a cylinder (2), which is arranged radially in a rotor (1) and a crankshaft (7), which moves with equal but opposite angular velocity. A piston (9), which is in the cylinder and which is connected to the crankshaft moves in the stationary system about a cyclical elliptical path. The elliptical path of the crankshaft produces a power stroke in the rotating cylinder, which is suitable for a four stroke cycle and increases the cycle times for petrol exchange control. For a two stroke cycle, the piston may be connected to a fixed point and move about an eccentric path to increase the cycle times. The compression and expansion strokes are locally separate to enable a cooling of the compression side and a heating of the expansion side.

Description

Inhaltcontent

• 1. Stand der Entwicklung im Motorenbau1. State of development in engine construction
• 2. Problemlösung2. Problem solving
• 3. Erklärung des RHKM-Systems3. Explanation of the RHKM system
• 4. Konstruktionsbeschreibung4. Design description
• 5. Vergleich mit herkömmlichen Motoren5. Comparison with conventional motors
• 7. Patentansprüche7. Claims
• 8. Erklärung der Abkürzungen8. Explanation of abbreviations

1. Stand der Entwicklung im Motorenbau1. State of development in engine construction

In den letzten Jahrzehnten wurden Otto- und Dieselmotoren als Zweitakt- und Viertaktmotoren in den verschiedensten Bau­ arten sowie Wankelmotoren mit mehr oder weniger Erfolg gebaut. Im einzelnen wurden intensive Entwicklungsleistungen u. a. auf den speziellen Gebieten: Gaswechsel, Spülverfahren, Triebwerk, Lagerung, Prozeßverbesserung, Aufladung und Ladeluftkühlung er­ bracht.In the past few decades, petrol and diesel engines have been used as two-stroke and four-stroke engines in various designs types and Wankel engines built with more or less success. In particular, intensive development work and. a. on the special areas: gas exchange, flushing process, engine, Storage, process improvement, charging and charge air cooling he brings.

Der VT-Motor konnte sich im KFZ-Bau und der ZT-Motor im Schiffbau durchsetzen.The VT engine could be used in vehicle construction and the ZT engine in Enforce shipbuilding.

Bewährt hat sich das klassische Triebwerk (Kolben, Pleuel). Als bemerkenswerte Lösungen sind u. a. die Gleichstrommspülung, die unsymmetrische Steuerung des Gaswechsels sowie die Entwick­ lung zu größeren Ventilquerschnitten als Mehrventilanordnung (4V, 5V) bei den VT-Motoren.The classic engine (piston, connecting rod) has proven itself. As remarkable solutions are a. the DC flush, the asymmetrical control of the gas exchange and the development to larger valve cross-sections as a multi-valve arrangement (4V, 5V) for the VT engines.

Nicht erwartungsgemäß durchsetzen konnten sich der Wankelmo­ tor trotz vorteilhafter Details. Der Nachteil dieser Konstruk­ tion ist die gestreckte Brennraumform mit dem relativ ungün­ stigen Verhältnis der Brennraumoberfläche zum Kompressionsvo­ lumen, das ungünstige Abdichtungsverhältnis der Dichtlänge zum Kompressionsvolumen sowie das relativ kleine e/R, was analog einem extremen Kurzhüber mit sehr kleinem s/D entspricht. Außerdem hat die trochoidenförmige Kolbenlauffläche (Linienbe­ rührung der Kolbendichtelemente) dichtungstechnische, verschleiß­ mäßig und auch technologische Nachteile.As expected, the Wankelmo could not prevail gate despite advantageous details. The disadvantage of this construct tion is the elongated combustion chamber shape with the relatively unun ratio of the combustion chamber surface to the compression rate lumen, the unfavorable sealing ratio of the sealing length to the compression volume as well as the relatively small e / R, which is analogous corresponds to an extreme short-sleeved dog with a very small s / D. In addition, the trochoidal piston tread (Linienbe movement of the piston sealing elements), technical wear and tear moderate and also technological disadvantages.

Der Motorenbau hat durch die jahrzehntelange Entwicklung ei­ nen Höchststand erreicht, so daß geringe Verbesserungen mit ei­ nem unverhältnismäßigen Aufwand erkauft werden mußten.The engine construction has ei through decades of development NEN peak, so that little improvements with egg nem disproportionate effort had to be bought.

Die Summe aller Vor- und Nachteile wirkt sich letztlich in den Anlagekosten, Bauaufwand, Betriebskosten (Brennstoffverbrauch) und Zverlässigkeit aus. The sum of all advantages and disadvantages ultimately affects the Plant costs, construction costs, operating costs (fuel consumption) and reliability.  

2. Problemlösung2. Problem solving 2.1 Lösungsziel2.1 Solution goal

Für eine perspektivische Motorenentwicklung ist es vorteil­ haft bei der Erarbeitung neuer Lösungen die positiven Ergeb­ nisse bisheriger Arbeiten miteinzubeziehen und aus der Summe der Vor- und Nachteile zu einer Lösung mit höherer Qualität zu gelangen.It is advantageous for perspective engine development the positive results when developing new solutions include previous work and from the sum the pros and cons of a higher quality solution to get.

Ziel der angestrebten Lösung ist es eine konstruktive Variante zu finden, die aufbauend auf den bisherigen Stand neue kon­ struktive Möglichkeiten bietet Bauaufwand und Brennstoffver­ brauch zu senken und somit einen Beitrag zur Senkung der Um­ weltbelastung zu leisten.The goal of the desired solution is a constructive variant to find new con there are structural possibilities in terms of construction costs and fuel consumption need to lower and thus contribute to lowering the order to make a world impact.

2.2 Lösungsweg2.2 Solution

Nach Überwindung einer gedanklichen Hemmschwelle wurde neben der Rotation der Kurbelwelle herkömmlicher Motoren eine zu­ sätzliche Rotation des Zylinders angenommen. Die bei dieser Annahme auftretenden Probleme durch Fliehkräfte werden durch die Anordnung eines um 180° versetzten Kolbens behoben.After overcoming a mental inhibition threshold was next one of the rotation of the crankshaft of conventional engines assumed additional rotation of the cylinder. The one at this Problems arising from centrifugal forces are caused by fixed the arrangement of a piston offset by 180 °.

Die dabei errreichbaren Vorteile der beachtlichen Senkung der Zeitquerschnitte zur Steuerung des Gaswechsels, die Möglich­ keit der Verkleinerung des Rotordurchmessers, der Wegfall des Zylinderkopfes mit komplettem Ventilantrieb überwiegen und bestätigen, wie später bewiesen wird, die Realisierbarkeit dieser Lösung.The achievable advantages of the considerable reduction in Time cross sections to control the gas change, the possible reduction of the rotor diameter, the elimination of the Cylinder head with complete valve drive predominate and confirm, as will be demonstrated later, the feasibility this solution.

2.3 Lösungsergebnis2.3 Solution result

Gefunden wurde ein Motorsystem, bei welchem Kurbelwelle und Rotor in einem Gehäuse gelagert sind und die Kolben sich in Zylindern bewegen, die radial im Rotor angeordnet sind. Bei unterschiedlicher Drehbewegung von Kurbelwelle und Rotor ent­ steht eine Relativbewegung zwischen Kolben und Zylinder, die eine Veränderung des Zylinderhubraums ermöglicht.An engine system was found in which crankshaft and Rotor are stored in a housing and the pistons are in Move cylinders that are arranged radially in the rotor. At different rotation of the crankshaft and rotor ent there is a relative movement between the piston and the cylinder allows a change in the cylinder displacement.

Der gefundene Motor wird im folgenden Rotations-Hub-Kolben-Motor (RHKM) genannt.The engine found is as follows Rotary stroke piston engine (RHKM) called.

Im wesentlichen wurden zwei Lösungsvarianten gefunden, der VT-RHKM und als Sonderfall der ZT-RHKM. Essentially two solution variants were found, the VT-RHKM and as a special case the ZT-RHKM.  

3. Erklärung des RHKM-Systems3. Explanation of the RHKM system 3.1 Arbeitsverfahren der RHKM-Lösungsvarianten3.1 Working procedures of the RHKM solution variants

Zur Darstellung der Wirkungsweise der VT-Variante sind in Fig. 2 5 Einzelstellungen des rotierenden Hubkolbens während einer halben Kurbelwellenumdrehung und einer halben entgegengesetzten Umdrehung des Rotors eingezeichnet.To illustrate the mode of operation of the VT variant, FIG. 2 shows 5 individual positions of the rotating reciprocating piston during half a crankshaft revolution and half an opposite revolution of the rotor.

Während einer Umdrehung der Kurbelwelle sind so die Arbeitstakte Expansion, Ausschieben, Ansaugen, Kompression also ein komplettes VT-Verfahren möglich.The work cycles are thus during one revolution of the crankshaft Expansion, extension, suction, compression is a complete one VT procedure possible.

In Fig. 3 ist die ZT-Variante des RHKM-Systems dargestellt. Der Kolben bewegt sich während einer halben Umdrehung relativ zum Rotor um den Hub s im rotierenden Zylinder.In Fig. 3, the ZT-RHKM variant of the system is shown. The piston moves for half a revolution relative to the rotor by the stroke s in the rotating cylinder.

3.2 Kinematik des RHKM-Systems3.2 Kinematics of the RHKM system

Mit Kurbelwinkel α_K, Rotorwinkel α_R, λ = r/l, sin β = λ·sinα cos β = (1-λ²·sin²α)^1/2 wird:With crank angle α _K , rotor angle α _R , λ = r / l, sin β = λ · sinα cos β = (1-λ² · sin²α) ^1/2 becomes:

(1) l′ = r·cos α +l. (1-λ²sin²α)^1/2 (1) l ′ = r · cos α + l. (1-λ²sin²α) ^1/2

In Fig. 1 ist: α = Winkel zw. Kurbel u. Rotor, α_R = Winkel zw. ruhen­ dem System u. Rotor, α_K = Winkel zw. ruhendem System u. Kurbel. Der Kolbenhub im rotierenden Zylinder ergibt sich aus:In Fig. 1 is: α = angle between crank u. Rotor, α _R = angle between rest the system u. Rotor, α _K = angle between stationary system u. Crank. The piston stroke in the rotating cylinder results from:

(2) s = l′_max- l′_min = (l+r)- (l-r) = 2r(2) s = l ′ _max - l ′ _min = (l + r) - (lr) = 2r

Bei entgegengesetzter Drehbewegung zw. Kurbel und Rotor gilt:With opposite rotation between crank and rotor:

(3) α = α_K + α_R (3) α = α _K + α _R

Drehen sich Kurbel und Rotor mit entgegengesetzter aber gleich­ großer Winkelgeschwindigkeit, so gilt:The crank and rotor rotate with the opposite but the same high angular velocity, the following applies:

(4) α = α_K + α_R = α/2 + α/2(4) α = α _K + α _R = α / 2 + α / 2

Bei einer Drehung des Rotors um 90° ist lt. (4) die Relativbewe­ gung zw. Rotor und Kurbel 180° d. h. lt. (1) l′ = l-r = l_min. Der Kolben bewegt sich, bezogen auf das ruhende System y auf einer zyklisch-elliptischen Bahn (Fig. 2).With a rotation of the rotor by 90 ° according to (4) the relative movement between the rotor and crank is 180 ° ie according to (1) l ′ = lr = l _min . The piston moves in a cyclic-elliptical path in relation to the stationary system y ( FIG. 2).

Das gleiche Ergebnis wird auch erreicht, wenn Kurbel und Rotor im gleichen Drehsinn mit Drehwinkel α_K =3·α_R rotieren. Dieses System eignet sich für ein RHKM-Viertaktverfahren. Setzt man in (3) α_K = 0, so ergibt sich α = α_R.The same result is achieved if the crank and rotor rotate in the same direction with an angle of rotation α _K = 3 · α _R. This system is suitable for a RHKM four-stroke process. If we set α _K = 0 in (3), we get α = α _R.

Bei einer Drehbewegung des Rotors bewegt sich der Kolben auf einer Kreisbahn um den festen Exzenterpunkt A (Fig. 3). Dieses System eignet sich konstruktiv für ein RHKM-Zweitaktverfahren.When the rotor rotates, the piston moves in a circular path around the fixed eccentric point A ( FIG. 3). This system is suitable for a RHKM two-stroke process.

4. Beschreibung des RHKM-Systems (Fig. 4)4. Description of the RHKM system ( Fig. 4)

Im Motorgehäuse 20 ist ein Rotor 1 mit radial eingebrachten Zylinderbohrungen 2 gelagert. Die Lager 3 nehmen das Gewicht des Rotors sowie die aus der Leistungsübertragung resultieren­ den Reaktionskräfte auf. Die große Zylinderbohrung 4 im Rotor ermöglicht eine Abdichtung des Zylinderraums 2, welcher seit lich durch herkömmliche Kolbenringe 5 und oben durch RHKM- Dichtringe 6 abgedichte wird. Die Kurbelwelle 7 ist im Ro­ tor 1 gelagert.A rotor 1 with radially introduced cylinder bores 2 is mounted in the motor housing 20 . The bearings 3 take up the weight of the rotor and the reaction forces resulting from the power transmission. The large cylinder bore 4 in the rotor allows a seal of the cylinder space 2 which is 6 since Lich abgedichte by conventional piston rings 5 and above by RHKM- sealing rings. The crankshaft 7 is supported in the ro tor 1 .

In der gezeichneten Stellung befindet sich der Kolben 9 im oberen Totpunkt OT₁. In dieser Stellung hat das Zylindervolu­ men seinen Kleinstwert (Kompressionsvolumen), so daß dort die Zündung mittels Zündkerze 10 erfolgen kann. Der während der Verbrennung erzeugte Druck wirkt auf die Kolbenfläche mit der Kraft P, deren Komponente P_K auf den Kurbelzapfen P_S auf die Seitenwand des Zylinders 2 d. h. auf den Rotor 1 wirken (Fig. 2).In the position shown, the piston 9 is at top dead center OT₁. In this position, the Zylindervolu men has its lowest value (compression volume), so that there the ignition by means of spark plug 10 can take place. The pressure generated during the combustion acts on the piston surface with the force P, the component P _K of which acts on the crank pin P _S on the side wall of the cylinder 2, ie on the rotor 1 ( FIG. 2).

4.1 Viertaktverfahren (Fig. 4)4.1 four-stroke method ( Fig. 4)

Während die, durch die Komponente P_S erzeugte Leistung M_S·ω über Rotor 1 und Getriebe 11 mit Zwischenrad 12 zur Dreh­ richtungsumkehr auf die Kurbelwelle 7 übertragen wird, er­ zeugt die Komponente P_K eine Leistung M_K·ω, welche direkt auf die Kurbelwelle übertragen wird, so daß insgesamt von der Kurbelwelle eine Leistung N = M·ω = M_S·ω + M_K·ω übertra­ gen wird.While the power M _S · ω generated by the component P _S is transmitted to the crankshaft 7 via rotor 1 and gear 11 with an intermediate wheel 12 for reversing the direction of rotation, it generates the component P _K a power M _K · ω which is directly related to the Crankshaft is transmitted so that a total of N = M · ω = M _S · ω + M _K · ω is transmitted by the crankshaft.

Die Energieerzeugung beginnt mit der Zündung des Frischgases in OT₁ (α_R = 0°) und der Expansion der Gase. In UT₁ (α_R = 90°) ist der Expansionshub beendet, der Rotor 1 gibt den Auslaß­ querschnitt 13 frei, so daß die verbrannten Gase durch den Kolben 9 aus dem Zylinder verdrängt werden können (α_R = 180°). Bei weiterer Drehung des Rotors wird der Auslaßquerschnitt 13 geschlossen und der Einlaßquerschnitt 14 geöffnet. Das Frischgas wird durch die Saugwirkung des Kolbens in den Zy­ linder befördert und ab UT₂ (α_R = 270°) bis OT₁ verdichtet und dort erneut gezündet. The energy generation begins with the ignition of the fresh gas in OT₁ (α _R = 0 °) and the expansion of the gases. In UT₁ (α _R = 90 °) the expansion stroke is ended, the rotor 1 releases the outlet cross section 13 , so that the burned gases can be displaced by the piston 9 from the cylinder (α _R = 180 °). When the rotor rotates further, the outlet cross section 13 is closed and the inlet cross section 14 is opened. The fresh gas is transported by the suction of the piston in the cylinder and compressed from UT₂ (α _R = 270 °) to OT₁ and ignited there again.

4.2 Zweitaktverfahren (Fig. 5)4.2 Two-stroke process ( Fig. 5)

Durch die Komponente P_S wird eine Leistung M_S·ω auf den Rotorabtriebsflansch 16 übertragen, während die Komponente P_K auf den festen Exzenter 8 wirkt.A power M _S · ω is transmitted to the rotor output flange 16 by the component P _S , while the component P _K acts on the fixed eccentric 8 .

Die Energieerzeugung beginnt mit der Zündung in OT (α _R = 0°) und der Expansion der Gase. Vor UT des Kolbens 9 gibt der Rotor 1 den Auslaßquerschnitt 13 frei und das verbrannte Gas wird durch den vorhandenen Überdruck und durch Flieh­ kraftwirkung aus dem Zylinder gedrückt. Nachdem der Rotor 1 den Auslaßquerschnitt 13 geschlossen und der Kolben den Einlaßquerschnitt 14 geöffnet hat, wird das Frischgas durch Fliehkraftwirkung vor und im Zylinderraum 2 aus dem Ansaug­ gehäuse 15 im Gleichstromspülverfahren in den Zylinderraum 2 gefördert bis der Kolben 9 den Einlaßquerschnitt schließt. Bei weiterer Drehung des Rotors wird das Frischgas verdichtet und in OT erneut gezündet.Energy generation begins with the ignition in TDC (α _R = 0 °) and the expansion of the gases. Before UT of the piston 9 , the rotor 1 releases the outlet cross section 13 and the burned gas is forced out of the cylinder by the existing excess pressure and by centrifugal force. After the rotor 1 has closed the outlet cross-section 13 and the piston has opened the inlet cross-section 14 , the fresh gas is fed by centrifugal force in front of and in the cylinder chamber 2 from the intake housing 15 in the DC flushing process into the cylinder chamber 2 until the piston 9 closes the inlet cross-section. When the rotor is turned further, the fresh gas is compressed and ignited again in TDC.

4.3 Kolbenringdichtung4.3 Piston ring seal

In Fig. 6 ist eine RHKM-Kolbenringdichtung dargestellt. Der in der Dichtfläche 1 zylindrisch geschliffene Kolbenring 2 wird durch die beiden Federn 3 fest an die Dichtfläche 1 gedrückt. Im Motorbetrieb wird die Federkraft durch die Fliehkraft unterstützt. Die Vorspannung im Kolbenring und der Gasdruck im Zylinder drücken den Kolbenring fest an die Dichtfläche 5. Der Kolbenring 2 ist durch den Stift 4 im Kolbenringschlitz gegen Verdrehen gesichert. Der Stift 4 be­ wegt sich bei der Rotation im Bereich der Ringstützripppe Pos. 19 in Fig. 5, so daß ein Überqueren der Aus- und Einlaßschlit­ ze vermieden wird. An RHKM piston ring seal is shown in FIG. 6. The cylindrical cut in the sealing surface 1 piston ring 2 is pressed by the two springs 3 fixed to the sealing face. 1 In motor operation, the spring force is supported by the centrifugal force. The preload in the piston ring and the gas pressure in the cylinder press the piston ring firmly against the sealing surface 5 . The piston ring 2 is secured against rotation by the pin 4 in the piston ring slot. The pin 4 be moves during rotation in the area of the ring support rib Pos. 19 in Fig. 5, so that a crossing of the outlet and inlet slot is avoided.

5. Vergleich der Lösungsvarianten mit herkömmlichen Varianten5. Comparison of the solution variants with conventional variants

In diesem Abschnitt werden die gefundenen Varianten mit her­ kömmlichen Varianten gleicher Leistung und gleichen Hubvolu­ mens verglichen.In this section, the variants found are included Conventional variants with the same performance and the same stroke volume compared to mens.

Dabei werden die wichtigsten konstruktiven Kriterien gegen­ übergestellt.The most important constructive criteria are against transferred.

Die Tabellenwerte aller Vergleiche wurden aus konstruktiven Vorentwürfen ermittelt und nur zum Zweck des qualitativen Vergleichs aufgeführt. The table values of all comparisons were made from constructive Preliminary designs determined and only for the purpose of qualitative Comparative listed.  

6. Auswertung der Variantenvergleiche6. Evaluation of the variant comparisons Vergleich 1Comparison 1

Durch die Vergrößerung der Einlaß- und Auslaßquerschnitte ist beim VT-RHKM eine beachtliche Senkung der Spüldruckverluste und damit eine Verbesserung des Liefergrades zu erwarten. Dabei kann auf Zylinderköpfe mit komplettem Ventilantrieb verzichtet werden.By enlarging the inlet and outlet cross sections with the VT-RHKM a considerable reduction in flushing pressure losses and thus to expect an improvement in the degree of delivery. It can be used on cylinder heads with a complete valve drive to be dispensed with.

Nachteilig ist das größere Dichtlängenverhältnis.The larger sealing length ratio is disadvantageous.

Vergleich 2Comparison 2

Der ZT-RHKM ermöglicht aufgrund der geringeren Spüldruckver­ luste und der, durch Fliehkräfte unterstützte Gleichstromspü­ lung mit unsymmetrischer Steuerung des Gaswechsel, den Ver­ zicht auf auf Hilfsgebläse mit Getriebe. Des weiteren können die Zylinderköpfe und die Kurbelwelle entfallen.The ZT-RHKM enables due to the lower flushing pressure luste and the DC purging assisted by centrifugal forces with asymmetrical control of the gas exchange, the Ver do not use auxiliary blowers with gear. Furthermore you can the cylinder heads and the crankshaft are eliminated.

Nachteilig ist das größer Dichtlängenverhältnis.The greater sealing length ratio is disadvantageous.

Vergleich 3Comparison 3

Im Vergleich zu einem Wankelmotor gleicher Leistung benötigt ein RHKM bei gleichem Hubraum und gleichem s/D (e/R) eine kleinere Dichtungslänge mit dem Vorteil der Flächenberührung der Dichtelemente mit der Zylinderwand mit Ausnutzung des hy­ drodynamischen Schmiereffekts, was beim Wankelmotor aufgrund der trochoidenförmigen Zylinderwand (Linienberührung) nicht möglich ist.Compared to a Wankel engine of the same power required one RHKM with the same cubic capacity and the same s / D (e / R) one smaller seal length with the advantage of surface contact the sealing elements with the cylinder wall using the hy drodynamic lubrication effect, which is due to the Wankel engine the trochoidal cylinder wall (line contact) not is possible.

Demzufolge sind die dichtungstechnischen und verschleißmäßi­ gen Probleme bei RHKM leichter zu beherrschen als beim Wan­ kelmotor.As a result, the sealing technology and wear are problems with RHKM are easier to master than with Wan kelmotor.

Vergleich 4Comparison 4

In diesem Vergleich wird ein Wankelmotor mit RHK-Motoren glei­ cher Leistung aber größerem Verhältnis s/D verglichen.In this comparison, a Wankel engine with RHK engines is the same performance compared to a larger ratio s / D.

In diesem Vergleich sind die Vorteile der RHK-Motoren gegen­ über dem Wankelmotor durch die kleinere Brennraumoberfläche (O_B/V_c) und die kleineren Dichtungslängen (L_D/V_c) sowie der geringeren Kolbenbelastung besonders gut ersichtlich. In this comparison, the advantages of the RHK engines compared to the Wankel engine are particularly evident due to the smaller combustion chamber surface (O _B / V _c ) and the smaller seal lengths (L _D / V _c ) as well as the lower piston load.

8. Erklärung der Abkürzungen8. Explanation of abbreviations

RHKM Rotationshubkolbenmotor
α Winkel zw. Zylinderachse und Kurbelstellung
α_K Winkel zw. y-Achse und Kurbelstellung
α_R Winkel zw. y-Achse und Zylinderachse
D Kolbendurchmesser
D_R Durchmesser des Rotorzylinders
e Exzentrizität beim Wankelmotor
F_e Einlaßquerschnitt
F_a Auslaßquerschnitt
F_K Kolbenfläche
L_D Gesamtlänge der Kolbendichtung
l Länge der Kolbenstange
M Drehmoment
O_B Oberfläche des Brennraums
P Kolbenkraft
P_K Kolbenstangenkraft
P_S Kolbenseitenkraft
P_Z Zünddruck
r Kurbelradius
s Kolbenhub
4V Vierventilausführung
V_c Kompressionsvolumen (Brennraum)
V_H Kolbenhubraum
V_Hges Hubraum des gesamten Motors
ω WinkelgeschwindigkeitRHKM rotary piston engine
α angle between cylinder axis and crank position
α _K angle between y-axis and crank position
α _R angle between y-axis and cylinder axis
D piston diameter
D _R diameter of the rotor cylinder
e Eccentricity in the Wankel engine
F _e inlet cross section
F _a outlet cross section
F _K piston area
L _D Total length of the piston seal
l Length of the piston rod
M torque
O _B surface of the combustion chamber
P piston force
P _K piston rod force
P _S piston lateral force
P _Z ignition pressure
r crank radius
s piston stroke
4V four-valve version
V _c compression volume (combustion chamber)
V _H piston displacement
V _Hges displacement of the entire engine
ω angular velocity

Claims (4)

1. Rotationshubkolben (RHKM), gekennzeichnet dadurch, daß ein radial in einem Rotor angeordneter Zylinder und die Kurbelwelle sich mit gleichgroßer aber entgegengesetzter Winkelgeschwindigkeit bewegen und der im Zylinder befindli­ che, mit der Kurbelwelle verbundene Kolben sich im ruhenden System auf einer zyklisch-elliptischen Bahn bewegt und so einen Arbeitshub im rotierenden Zylinder ermöglicht, der für ein Viertaktverfahren geeignet ist und eine beachtliche Ver­ größerung der Zeitquerschnitte zur Steuerung des Gaswechsels zuläßt (Fig. 4).1. Rotary reciprocating piston (RHKM), characterized in that a cylinder arranged radially in a rotor and the crankshaft move with the same but opposite angular velocity and the piston located in the cylinder, connected to the crankshaft, is in a stationary system on a cyclic-elliptical path moved and thus enables a working stroke in the rotating cylinder, which is suitable for a four-stroke process and allows a considerable increase in the time cross sections for controlling the gas exchange ( Fig. 4). 2. RHKM, gekennzeichnet dadurch, daß ein, in einem Rotor radial angeordneten Zylinder befindlicher und mit einem festen Punkt (Exzenter) verbundener Kolben sich auf einer Kreisbahn um den Exzenter bewegt und so einen Arbeitshub im Zylinder ermöglicht, der für ein Zweitaktverfahren geeignet ist und insbesondere eine fliehkraftunterstützte Gleichstromspülung mit unsymmetrischer Steuerung des Gaswechsels sowie eine Ver­ größerung der Zeitquerschnitte zur Steuerungt des Gaswechsels ermöglicht (Fig. 5).2. RHKM, characterized in that a, in a rotor radially arranged cylinder and with a fixed point (eccentric) connected piston moves on a circular path around the eccentric and thus enables a working stroke in the cylinder, which is suitable for a two-stroke process and In particular, a centrifugal-assisted direct current purging with asymmetrical control of the gas exchange and an increase in the time cross sections for controlling the gas exchange enables ( FIG. 5). 3. RHKM, gekennzeichnet dadurch, daß die Arbeitstakte Kompression und Expansion örtlich getrennt sind und so eine Verbesserung des Kreisprozesses durch eine Kühlung der Kompressionsseite und eine Wärmeisolation der Expansionsseite ermöglicht.3. RHKM, characterized in that the work cycles compression and expansion are spatially separated and thus an improvement the cycle by cooling the compression side and enables thermal insulation of the expansion side. 4. RHK-Kolbenringdichtung, dadurch gekennzeichnet, daß ein ge­ schlitzter Kolbenring senkrecht zur Krümmungsebene zusätz­ lich zylindrisch verformt, an der konvexen Seite geschliffen ist und an der konkaven Seite auf zwei gewellten, gekrümmten Federn liegt (Fig. 6).4. RHK piston ring seal, characterized in that a ge slotted piston ring perpendicular to the plane of curvature additionally cylindrically deformed, ground on the convex side and lies on the concave side on two corrugated, curved springs ( Fig. 6).