DE102009060108A1

DE102009060108A1 - Rotary piston engine i.e. two-stroke engine, for car for transportation of passenger, has channel provided with connecting piece for supplying gases in cabinet to supply air under high pressure, and chamber provided with injection apparatus

Info

Publication number: DE102009060108A1
Application number: DE200910060108
Authority: DE
Inventors: Semen Bakal; Grini Miskalov
Original assignee: Bakal Semen Dr 10555; Miskalov Grini 10969
Current assignee: Bakal Semen Dr 10555; Miskalov Grini 10969
Priority date: 2009-12-17
Filing date: 2009-12-17
Publication date: 2011-08-18

Abstract

The engine has a rotary piston (3) firmly arranged with tappets (4) i.e. teeth, on a shaft (9), and recesses (5) provided between the tappets. The recesses run in a clockwise direction by the tappets. A valve-like flap (6) is arranged on axles (7) with a spring (8) at covering plates. A channel is provided with a connecting piece (14) for supplying combustion gases in a cabinet of a cylinder (1) to supply air under high pressure. A combustion chamber (13) is provided with an injection apparatus (19). Each recess comprises a smooth surface that is made contact with a surface of the cylinder.

Description

Die Erfindung bezieht auf den Motorenbau und betrifft einen Rotationskolbenmotor, der insbesondere in Personenbeförderungsmitteln Anwendung finden kann.The invention relates to engine construction and relates to a rotary piston engine, which may find application in particular in passenger vehicles.

Bekannt ist der Wankelmotor. Im Zylinder dieses Motors dreht sich der Kolben auf einer Welle mit scharfen dreieckig geschnittenen Kanten. Der Kolben teilt die innere Aushöhlung des Zylinders in drei Kammern. Bei einer Umdrehung erfolgt die Zündung des Brennstoffes dreimal. Der Kolben begeht nur die drehende Bewegung. Das begründet die großen Vorteile der Rotationskolbenmotoren. Sie arbeiten gewöhnlich reibungslos, beinhalten weniger Einzelteile und sind wesentlich leichter als herkömmliche Kolbenmotoren. Bei einem kleineren Arbeitsraum verfügen die Rotationskolbenmotoren über eine bedeutende Leistung und können mit hohen Umdrehungen arbeiten. Dennoch haben sie keine große Verbreitung erlangt, da sich eine hohe Wirtschaftlichkeit mit ihnen nicht erzielen ließ. Nach diesem technischen Prinzip ist es bisher nicht gelungen einen Dieselmotor herzustellen. da die Verdichtung am Kolbenende nicht hoch genug ist, um den Druck in der Verbrennungskammer für die Arbeit des Dieselmotors ausreichend festzuhalten.Well known is the Wankel engine. In the cylinder of this engine, the piston turns on a shaft with sharp triangular cut edges. The piston divides the inner cavity of the cylinder into three chambers. In one revolution, the ignition of the fuel takes place three times. The piston commits only the rotating movement. This justifies the great advantages of rotary piston engines. They usually work smoothly, have fewer parts and are much lighter than conventional piston engines. With a smaller working space, the rotary piston engines have a significant power and can work at high revolutions. Nevertheless, they have not gained much popularity because they could not achieve high efficiency with them. According to this technical principle, it has not been possible to produce a diesel engine. since the compression at the piston end is not high enough to sufficiently hold the pressure in the combustion chamber for the work of the diesel engine.

Vor nicht allzu langer Zeit ist durch den französischen Erfinder Guy Negre ein Auto mit einem sogenannten 'Zero Pollution Motor' entwickelt worden (bedeutet etwa Null Emission in die Atmosphäre). Der Motor arbeitet mit bis zu 300 at verdichteter Luft. Dieser Motor besteht aus 4 Zylindern verschiedenen Durchmessers, zwei kleinen Antriebs- und zwei großen Arbeitszylindern. Eine Tankfüllung des Autos gewährleistet bei niedrigen Kosten eine Laufleistung von bis zu 200 Kilometern. Es handelt sich um einen komplizierten Vierzylindermotor.Not so long ago, the French inventor Guy Negre has developed a car with a so-called 'zero pollution engine' (meaning about zero emission into the atmosphere). The engine works with up to 300 atm of compressed air. This engine consists of 4 cylinders of different diameters, two small drive cylinders and two large working cylinders. A tank of the car ensures a mileage of up to 200 kilometers at low cost. It is a complicated four-cylinder engine.

Aus dem deutschen Patent DE 103 08 831 B3 ist ein Kolben mit einer ovalen Form bekannt. Die Verdichtung wird durch das Gleiten der Oberfläche des Kolbens an der Oberfläche des Zylinders hervorgerufen. Das gewährleistet, in den Arbeitskammern einen hohen Druck zu schaffen, um nach dem Prinzip eines Dieselmotors arbeiten zu können. Die Hauptkomponenten des Motors sind das stationäre Gehäuse mit einer ellipsenähnlichen Kammer und der sich in ihr drehende oval geformte Kolben. Durch den originellen Eingriff der Innenverzahnung des Durchbruches des Drehkolbens in eine Außenverzahnung des Zahnrades der Antriebswelle wird die Drehbewegung des Kolbens auf die Antriebswelle übertragen. Die Drehbewegung des Kolbens wird so auf die Antriebswelle weitergeleitet. Das ermöglicht, den Motor wie eine Maschine oder wie einen Kompressor zu verwenden. Doch neben den Vorteilen dieser Erfindung (hoher Wirkungsgrad; geringes Gewicht bezogen auf die Leistung; geringe Anzahl von Einzelteilen) gibt es auch eine Reihe an Mängeln: die Kompliziertheit der Fertigung der inneren Oberfläche des Zylinders, der Oberfläche des sich drehenden Kolbens und des inneren Zahnrades. Außerdem bewirkt das Fehlen von Verdichtungsringen einen Verschleiß an den Oberflächen, was die Lebensdauer des Motors seinerseits verringert.From the German patent DE 103 08 831 B3 is a piston with an oval shape known. The compression is caused by the sliding of the surface of the piston on the surface of the cylinder. This ensures to create a high pressure in the working chambers to work on the principle of a diesel engine. The main components of the engine are the stationary housing with an elliptical-like chamber and the rotating oval-shaped piston. Due to the original engagement of the internal teeth of the opening of the rotary piston in an external toothing of the gear of the drive shaft, the rotational movement of the piston is transmitted to the drive shaft. The rotational movement of the piston is thus forwarded to the drive shaft. This makes it possible to use the engine as a machine or as a compressor. However, in addition to the advantages of this invention (high efficiency, low weight on power, small number of parts), there are also a number of deficiencies: the complexity of manufacturing the inner surface of the cylinder, the surface of the rotating piston and the inner gear , In addition, the absence of compression rings causes wear on the surfaces, which in turn reduces the life of the engine.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Rotationskolbenmotor bereitzustellen, der sowohl mit verdichteter Luft als auch mit Benzin arbeitet, ohne dass er umgerüstet werden müsste.The object of the invention is to provide a rotary piston engine which operates both with compressed air and with gasoline, without having to be converted.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch einen Rotationskolbenmotor gelöst, der einen Zylinder, einen rotierenden Kolben, eine Welle, eine Verbrennungskammer, eine Abgasöffnung und eine Einlassvorrichtung umfasst, wobei der rotierende Kolben fest auf einer Welle angeordnet ist und Nocken (Zähnen) aufweist, zwischen den Nocken (Zähnen) Vertiefungen vorgesehen sind, die im Uhrzeigersinn von einem Nocken (Zahn) bis zu einer tiefsten Stelle abflachend und zum anderen Nocken (Zahn) steil ansteigend verlaufen, an Abdeckplatten eine ventilartige Klappe auf einer Achse mit der Feder beweglich angeordnet ist und im Gehäuse des Zylinders zur Zuführung von unter hohem Druck stehender Luft ein Kanal mit dem Stutzen und/oder für die Zuführung von Verbrennungsgasen die Verbrennungskammer mit einer Einspritzvorrichtung vorgesehen sind.According to the invention, the object is achieved by a rotary piston engine comprising a cylinder, a rotating piston, a shaft, a combustion chamber, an exhaust port and an intake device, the rotary piston being fixedly mounted on a shaft and having cams (teeth) between the cams (Teeth) recesses are provided, the flattening in a clockwise direction from a cam (tooth) to a deepest point and the other cam (tooth) steeply rising on cover plates a valve-like flap on an axis with the spring is movably disposed in the housing the cylinder for supplying high-pressure air, a channel with the nozzle and / or for the supply of combustion gases, the combustion chamber are provided with an injection device.

Mit dem erfindungsgemäßen Rotationskolbenmotor verbindet sich der besondere Vorzug, dass nur zwei beweglichen Einzelteile aufweist, den auf der Antriebswelle angeordneten rotierenden Kolben und die sich bewegende ventilartige Klappe auf einer Achse. Zwischen dem Kolben und der Zylinderoberfläche gibt es einen Spielraum von etwa 0,1 mm.With the rotary piston engine according to the invention, the particular advantage that only two movable parts has, the arranged on the drive shaft rotating piston and the moving valve-like flap on an axis. There is a clearance of about 0.1 mm between the piston and the cylinder surface.

Eine besondere Ausführung der Erfindung sieht vor, dass die Vertiefung eine glatte Oberfläche aufweist, die bis zur Berührung mit der Oberfläche des Zylinders verläuft.A particular embodiment of the invention provides that the recess has a smooth surface which extends to contact the surface of the cylinder.

Nach einer weiteren Ausführungsform sind an den Seiten des Kolbens ringförmige Kanäle vorgesehen sind, die mit einer Innenfläche der Abdeckplatten eine Kammer für Öl bilden.According to a further embodiment annular channels are provided on the sides of the piston, which form a chamber for oil with an inner surface of the cover plates.

Besonders bevorzugt sind an den seitlichen Oberflächen der Nocken (Zähne) des Kolbens radial angeordnete Kanäle (Nuten) mit elastischen Dichtungsstreifen vorgesehen.Particularly preferably, radially arranged channels (grooves) with elastic sealing strips are provided on the lateral surfaces of the cams (teeth) of the piston.

Von besonderem Vorzug ist, dass die bewegliche ventilartige Klappe unter dem Druck einer Feder in die Vertiefung fällt und so das Einwirken von unter hohem Druck stehender Luft oder von Verbrennungsgasen auf die Oberfläche der Vertiefung verhindert.Of particular advantage is that the movable valve-like flap falls under the pressure of a spring in the recess and thus prevents the application of high-pressure air or combustion gases to the surface of the recess.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass beide Stirnseiten des Zylinders mit flachen Platten geschlossen und mit einem Lager auf der Welle angeordnet sind. Another embodiment provides that both end faces of the cylinder are closed with flat plates and arranged with a bearing on the shaft.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform ist der Kanal mit dem Stutzen in einem Winkel zur Oberfläche des Zylinders angeordnet und ist im Gehäuse des Zylinders eine Abgasöffnung vorgesehen.According to a particular embodiment, the channel is arranged with the nozzle at an angle to the surface of the cylinder and an exhaust port is provided in the housing of the cylinder.

Im Folgenden soll die Erfindung an Hand von Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:In the following, the invention will be explained in more detail with reference to drawings. Show it:

1 den allgemeine Aufbau des Motors; 1 the general structure of the engine;

2 den Motor im Schnitt A-A; 2 the engine on average AA;

3 den allgemeinen Aufbau des Motors ohne eine Einlass(spritz)vorrichtung; 3 the general structure of the engine without an inlet (spritz) device;

4 den Motorgemäß 3 im Schnitt A-A. 4 the engine according to 3 on average AA.

Das Gehäuse des Motors (1) besteht aus dem Zylinder 1 mit zwei Abdeckplatten 2. Innerhalb des Zylinders 1 dreht sich der Kolben 3, gefertigt in Form eines im Querschnitt profilierten Rades. Die Höhe der Nocken (Zähne) 4 des Kolbens 3 ist durch die Oberfläche des Zylinders 1 begrenzt. Der Spielraum zwischen den Oberflächen ist mit Motorenöl versehen. Damit wird sowohl die Schmierfähigkeit als auch die Dichtheit gewährleistet. Zwischen den Nocken (Zähnen) 4 verlaufen die Vertiefungen 5 mit ihren komplizierten Formen. Die glatte Oberfläche der Nocken (Zähne) 4 liegt an der Oberfläche des Zylinders 1 an. in den Abdeckplatten 2 ist die ventilartige Klappe 6 auf der Achse 7 beweglich angeordnet. Unter dem Druck der gespannten Feder 8 fällt die ventilartige Klappe 6 in die Vertiefung 5 um die Oberfläche in der Vertiefung 5 vor dem hohen Druck der Luft oder vor Verbrennungsgasen zu schützen. Es entsteht ein Drehmoment, das den Kolben 3 im Uhrzeigersinn dreht. Das Vorhandensein der ventilartigen Klappe 6 gewährleistet die Arbeitsfähigkeit des Motors. Der Kolben 3 ist fest auf der Welle 9 fixiert, die in den Abdeckplatten 2 mit den Lagern 10 angeordnet ist. An beiden Seiten des Kolbens 3 sind auf dessen flachen parallelen Oberflächen der Nocken (Zähnen) 4 radial angeordnete Nuten mit elastischen Dichtungstreifen 11 vorgesehen. Auf den flachen parallelen Oberflächen des Kolbens 3 sind ringförmige Nuten 12 angeordnet, die mit der Innenseite der Abdeckplatten 2 das Volumen 12 für das Motorenöl bilden (2).The housing of the engine ( 1 ) consists of the cylinder 1 with two cover plates 2 , Inside the cylinder 1 the piston turns 3 , manufactured in the form of a profiled in cross section wheel. The height of the cams (teeth) 4 of the piston 3 is through the surface of the cylinder 1 limited. The clearance between the surfaces is provided with engine oil. This ensures both lubricity and tightness. Between the cams (teeth) 4 the depressions run 5 with their complicated shapes. The smooth surface of the cams (teeth) 4 lies on the surface of the cylinder 1 at. in the cover plates 2 is the valve-like flap 6 on the axis 7 movably arranged. Under the pressure of the tensioned spring 8th falls the valve-like flap 6 into the depression 5 around the surface in the recess 5 to protect against the high pressure of the air or combustion gases. It creates a torque that the piston 3 turns clockwise. The presence of the valve-like flap 6 ensures the working capacity of the engine. The piston 3 is stuck on the wave 9 fixed in the cover plates 2 with the camps 10 is arranged. On both sides of the piston 3 are on the flat parallel surfaces of the cams (teeth) 4 radially arranged grooves with elastic sealing strips 11 intended. On the flat parallel surfaces of the piston 3 are annular grooves 12 arranged with the inside of the cover plates 2 the volume 12 for the motor oil form ( 2 ).

Im Zylinder 1 sind die Verbrennungskammer 13, die Öffnung mit dem Stutzen 14 für die Zuführung der verdichteten Luft, die Öffnung 15 für die Abgase, die Aufspannbohrung 16 und die Bohrungen 17 für die Befestigung des Zylinders 1 auf dem Sockel 18 vorgesehen. Für die Zuführung verdichteter Luft oder des Arbeitsgemisches in die Verbrennungskammer 13 wird als Einlassvorrichtung 19 eine Ausrüstung verwendet, wie sie gegenwärtig in modernen Motoren üblich ist.In the cylinder 1 are the combustion chamber 13 , the opening with the neck 14 for the supply of compressed air, the opening 15 for the exhaust gases, the mounting hole 16 and the holes 17 for the attachment of the cylinder 1 on the pedestal 18 intended. For the supply of compressed air or the working mixture into the combustion chamber 13 is called an inlet device 19 uses equipment that is currently common in modern engines.

Der Motor arbeitet nach dem folgenden Prinzip:
Der Start des Motors ist nur möglich, wenn sich die ventilartige Klappe 6 in einer der zwischen den Nocken (Zähnen) 4 vorgesehenen Vertiefungen 5 befindet. Der Arbeitszustand des Drehkolbenmotors wird durch den Starter hergestellt. Beim Drehen des Kolbens 3 im Uhrzeigersinn tritt der Moment ein, dass die ventilartige Klappe 6 durch den Druck der gespannten Feder 8 in ihrer Stellung in die Vertiefung 5 geführt wird. In diesem Augenblick wird das Arbeitsgemisch in der Verbrennungskammer 13 gezündet oder es wird durch den Stutzen 14 verdichtete Luft zugeführt.The engine works on the following principle:
The start of the engine is only possible if the valve-like flap 6 in one of the cams (teeth) 4 provided wells 5 located. The working condition of the rotary piston engine is produced by the starter. When turning the piston 3 clockwise occurs the moment that the valved flap 6 by the pressure of the tensioned spring 8th in their position in the depression 5 to be led. At this moment, the working mixture is in the combustion chamber 13 ignited or it gets through the neck 14 supplied compressed air.

Durch den auf die steile glatte Oberfläche der Vertiefung 5 durch die verdichtete Luft oder die Verbrennungsgase ausgeübten dreht sich der Kolben 3 und wird die ventilartige Klappe 6 durch die Feder 8 entgegen dem Uhrzeigersinn geführt und nimmt schließlich eine obere Lage am folgenden Nocken (Zahn) 4 des Kolbens 3 ein. Die ventilartige Klappe 6 schützt die Oberfläche der Vertiefung 5 vor den Verbrennungsgasen beziehungsweise der verdichteten Luft und gewährleistet so, dass der hohe Druck hauptsächlich auf die steile glatte Fläche des Nocken (Zahn) 4 des Kolbens 3 wirkt, wodurch das Drehmoment befördert wird. Dabei wird die im Uhrzeigersinn vor dem betreffenden Nocken (Zahn) 4 gelegene Vertiefung 5 zu der Öffnung 15 für die Abgase geführt. Wenn beide in ihrer Stellung übereinstimmen findet der Ausstoß der Abgase statt.Through the on the steep smooth surface of the depression 5 exerted by the compressed air or combustion gases, the piston rotates 3 and becomes the valve-like flap 6 through the spring 8th guided in a counterclockwise direction and finally takes an upper layer on the following cam (tooth) 4 of the piston 3 one. The valve-like flap 6 protects the surface of the depression 5 before the combustion gases or the compressed air, thus ensuring that the high pressure mainly on the steep smooth surface of the cam (tooth) 4 of the piston 3 acts, whereby the torque is conveyed. In doing so, the clockwise in front of the relevant cam (tooth) 4 deepening 5 to the opening 15 for the exhaust gases. If both agree in their position, the emission of exhaust gases takes place.

Der Motor arbeitet als Zweitaktmotor. Der Arbeitsablauf stimmt mit dem von Zweitaktmotoren überein. Bei einem Umlauf der Welle 9 erfolgen 4 Arbeitsgänge (entsprechend der Anzahl der Nocken (Zähne) des Kolbens). Das Vorhandensein der Dichtungstreifen 11 gewährleistet das Abdichten des Arbeitsvolumens und spielt eine Rolle, wie sie auch die Ringe in den Motoren mit innerer Verbrennung ausüben. Zum Ausnutzen der vollen Energie der einströmenden verdichteten Luft, besonders ihrer kinetischen Energie, genügt es, die Öffnung des Stutzens 14 unter einem Winkel zur kreisförmigen zylindrischen Oberfläche anzuordnen.The engine works as a two-stroke engine. The workflow is consistent with that of two-stroke engines. With one revolution of the shaft 9 4 operations are performed (corresponding to the number of cams (teeth) of the piston). The presence of the sealing strips 11 ensures the sealing of the working volume and plays a role as they also exert the rings in the engines with internal combustion. To exploit the full energy of the incoming compressed air, especially its kinetic energy, it is sufficient to open the nozzle 14 at an angle to the circular cylindrical surface.

Zum Erhalt großer Leistungen genügt es, auf einer Welle einige Rotationskolbenmotoren anzuordnen. Das Schmieren der Arbeitsoberflächen wird durch die Abgabe von Motoröl aus den Kanälen 12 unter dem Einfluss der Zentrifugalkräfte bewirkt. Die Dichtigkeit zwischen den Reibungsoberflächen des Zylinders 1 und denen der Nocken (Zähne) 4 wird durch das Vorhandensein der Schmierung in dem Spiel von ~0,1 mm erreicht.To obtain high power it is sufficient to arrange on a shaft some rotary piston engines. Lubrication of the work surfaces is achieved by the release of engine oil from the channels 12 effected under the influence of centrifugal forces. The tightness between the friction surfaces of the cylinder 1 and those of the cams (teeth) 4 is achieved by the presence of lubrication in the game of ~ 0.1 mm.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10308831 B3 [0004]

Claims

A rotary piston engine comprising a cylinder, a rotating piston, a shaft, a combustion chamber, an exhaust port and an intake device, characterized in that a rotating piston ( 3 ) with cams (teeth) ( 4 ) firmly on the shaft ( 9 ) is arranged between the cams (teeth) ( 4 ) Wells ( 5 ) are provided in a clockwise direction by a cam (tooth) ( 4 ) flattening to a lowest point and to the other cam (tooth) ( 4 ) steeply rising, on cover plates ( 2 ) a valve-like flap ( 6 ) on one axis ( 7 ) with the spring ( 8th ) and in the housing of the cylinder ( 1 ) for supplying high-pressure air, a channel with the nozzle ( 14 ) and / or for the supply of combustion gases, the combustion chamber ( 13 ) with the injection device ( 19 ) are provided.

Rotary piston engine according to claim 1, characterized in that the recess ( 5 ) has a smooth surface which until contact with the surface of the cylinder ( 1 ) runs.

Rotary piston engine according to claim 1 or 2, characterized in that on the sides of the piston ( 3 ) annular channels ( 12 ) provided with an inner surface of the cover plate ( 2 ) form a chamber for oil.

Rotary piston engine according to one of claims 1 to 3, characterized in that on the lateral surfaces of the piston ( 3 ) radially arranged channels (grooves) with elastic sealing strips ( 11 ) are provided.

Rotary piston engine according to one of claims 1 to 4, characterized in that the movable valve-like flap ( 6 ) under the pressure of the spring ( 8th ) into the depression ( 5 ) and thus the action of high pressure air or combustion gases on the surface in the recess ( 5 ) prevented.

Rotary piston engine according to one of claims 1 to 5, characterized in that both end faces of the cylinder ( 1 ) with flat plates ( 2 ) closed and with a warehouse ( 10 ) on the shaft ( 9 ) are arranged.

Rotary piston engine according to one of claims 1 to 6, characterized in that the channel with the neck ( 14 ) at an angle to the surface of the cylinder ( 1 ) is arranged.

Rotary piston engine according to one of claims 1 to 7, characterized in that in the housing of the cylinder ( 1 ) an exhaust port ( 15 ) is provided