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Dokumentenidentifikation DE19522442A1 25.01.1996
Titel Verbrennungsmotor
Anmelder Nakhmanson, Raoul, Dr., 60314 Frankfurt, DE
Erfinder Nakhmanson, Raoul, Dr., 60314 Frankfurt, DE
DE-Anmeldedatum 21.06.1995
DE-Aktenzeichen 19522442
Offenlegungstag 25.01.1996
Veröffentlichungstag im Patentblatt 25.01.1996
IPC-Hauptklasse F01C 1/39
IPC-Nebenklasse F02B 53/00   
Zusammenfassung Um die Spaltung des Kammerraums eines Verbrennungsmotors mit vier rhombenförmigen Kammern mit veränderlichen Volumina, der eine mit Ein- und Auslaßöffnungen versehene feststehende Platte und eine mit einer Welle versehene drehbare Platte sowie ein zwischen den Platten angeordnetes Gitter aufweist, das aus gelenkig und abdichtend miteinander verbundenen Gelenkteilen aufweisenden Wandelementen aufgebaut ist, die zusammen mit den Platten Arbeitskammern bilden, in zwei separate Räume in der Verbrennungsphase zu vermeiden und das Verhältnis zwischen dem Volumen und der Grenzfläche der Kammer zu erhöhen, weisen die Wandelemente eine geeignete Formveränderung auf.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor mit vier Arbeitskammern mit veränderlichen Volumina. Der Motor hat eine mit Ein- und Auslaßöffnungen versehene feststehende Platte und eine drehbare, mit einer Welle versehene Platte sowie ein zwischen den Platten angeordnetes Gitter, das aus gelenkig und abdichtend miteinander verbundenen Wandelementen aufgebaut ist und zusammen mit den Platten vier Arbeitskammern bildet.

Ein derartiger Verbrennungsmotor ist aus der DE-OS 38 14 311 und DE-OS 44 33 620 bekannt; Fig. 1 reproduziert Fig. 1 aus der DE-OS 44 33 620.

Die Hauptparameter der Konstruktion eines solchen Motors sind (1) das Verhältnis zwischen Distanz L zwischen beiden Achsen des Wandelements und dem Gelenkradius R und (2) die relative Vergrößerung des zentralen Gelenkradius δR/R. Fig. 2 zeigt das Gitter bei L/R=4 und δR/R=0,4 in der Phase 0°, wenn die untere Kammer ein minimales Volumen hat. Diese Form des Gitters wiederholt sich nach jeden 90°. Ungefähr in diesem Moment fängt die Verbrennung in den unteren Kammern an.

Beim Konstruieren der Verbrennungsmotoren versucht man, ein möglichst großes Verhältnis zwischen dem Volumen und der Grenzfläche der Kammer in der Verbrennungsphase zu erreichen, damit weniger Energie durch Wärmeströme über die Wände verloren geht. Der große Nachteil des Wankel-Motors ist die zu flache Form seiner Kammern in der Verbrennungsphase; deswegen konnte er sich gegen Zylinder-Kolben-Motoren nicht durchsetzen.

In der Konstruktion nach DE-OS 38 14 311 und DE-OS 44 33 620 sind die Verbrennungsräume wesentlich kompakter als in einem Wankel-Motor. Trotzdem, wie man in Fig. 2 sehen kann, ist es nachteilig, daß der Verbrennungsraum in zwei separaten Räumen aufgeteilt ist.

Das Ziel der hier beschriebenen Erfindung ist die Verbesserung der obengenannten Verbrennungsmotoren nach DE-OS 38 14 311 und DE-OS 44 33 620, nämlich die Erhöhung des Verhältnisses zwischen dem Volumen und der Grenzfläche der Kammer in der Verbrennungsphase.

Dieses Ziel läßt sich mittels Veränderung der Form der Wandelemente erreichen, so daß in der Verbrennungsphase statt zwei separaten Räumen in der Kammer nur ein Raum entsteht. Fig. 3 zeigt die entsprechende Veränderung für das Gitter Fig. 2. Besonders wichtig ist eine solche Verbesserung für Disel-Motoren, wo der Verbrennungsraum wegen der größeren Verdichtung relativ klein ist. Fig. 4 und Fig. 5 stellen die entsprechende Veränderung für einen Diesel-Motor mit L/R=2,83, δR/R=0,5 und dem Verdichtungsverhältnis 19,7 : 1 dar.

Für einen Motor mit dem Gitter Fig. 2 oder Fig. 4 sind beide Drehrichtungen gleichgültig. Ein Motor mit dem Gitter Fig. 3 oder Fig. 5 verliert diese Symmetrie.

Wenn z. B. ein Motor sich im Uhrzeigersinn dreht, ist es nicht gleichgültig, wie das Gitter steht: so wie in Fig. 3 oder so wie in Fig. 6. Im ersten Fall ist die Erwärmung der Vorderplatte gleichmäßiger, was für seine Kühlung besser ist. Im zweiten Fall ist die Erwärmung ungleichmäßiger, was zum besseren Wirkungsgrad des Motors führen kann. Die Wahl zwischen beiden Möglichkeiten hängt von den gewählten Werkstoffen und der Kühlung ab.

Es muß beachtet werden, daß die obengezeigte Formveränderung der Wandelemente nicht für jede beliebige Parameterkombination möglich ist. Zuerst entspricht jedem L/R-Wert sein maximaler δR/R-Wert. Diese Abhängigkeit zeigt Kure 1 in Fig. 7. Weiter zeigt Kurve 2 eine Begrenzung an minimalem δR/R-Wert, die von der Auseinandertrennung der Wandelemente stammt. Die schraffierte Fläche zwischen den beiden Kurven und der Teil der Kurve 1 vom Punkt (2; 0) bis zum Schnittpunkt (2.613; 0.0414) enthalten alle für solche Formveränderung erlaubten Parameterwerte. Diese Parametermenge erschöpft aber alles, was man in der Praxis braucht.


Anspruch[de]
  1. Verbrennungsmotor mit vier rhombenförmigen Kammern mit veränderlichen Volumina, der eine mit Ein- und Auslaßöffnungen versehene feststehende Platte und eine mit einer Welle versehene drehbare Platte sowie ein zwischen den Platten angeordnetes Gitter aufweist, das aus gelenkig und abdichtend miteinander verbundenen Gelenkteile aufweisenden Wandelementen aufgebaut ist, die zusammen mit den Platten Arbeitskammern bilden, wobei das Gitter in mindestens einer Gelenkachse der Wandelemente mit der feststehenden Platte verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß, um die Spannung des Kammerraums in zwei separate Räume in der Verbrennungsphase zu vermeiden und das Verhältnis zwischen den Volumen und der Grenzfläche der Kammer zu erhöhen, eine entsprechende Formveränderung der Wandelemente aufweist.






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