专利名称：用于旋转式活塞发动机的活塞转子和旋转式活塞发动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于旋转式活塞发动机(Rotationskolbenmotor)的活塞转子 (Kolbenl如fer)和旋转式活塞发动机。
背景技术：
活塞转子，简称转子，在旋转式活塞发动机的运行中暴露在高热力负荷下。由技术 背景可知用于转子冷却的不同技术。例如，已知利用油来冷却转子。除此之外已知利用纯净空气冷却。为了成本低的 结构形式，还已知利用吸入的混合气(Gemisch)冷却转子。该形式的活塞转子与发明相关 地还被称为混合气冷却的活塞转子或混合气冷却的转子。在混合气冷却的转子中混合气轴 向流通过发动机并且由此在转子内部表面承担必要的散热。通过发动机的吸气腔室内的负 压增强通过发动机的气流。在已知的带有混合气冷却的转子的旋转式活塞发动机中设有侧面进气口和/或 环绕进气口，通过该进气口混合气流入发动机的腔室内。此外在混合物冷却的转子中设有 环绕排气口，通过该排气口排出废气。然而由此在腔室中余留的未燃烧的混合气也部分地 到达排气口。
发明内容
本发明的目的在于，实现一种成本低的公转式活塞发动机(Kreiskolbenmotor)， 它具有改进排放值的混合气冷却的转子。本发明的目的还在于，实现用于混合气冷却的公 转式活塞发动机的活塞转子。该目的通过用于混合气冷却的旋转式活塞发动机，特别地用于次摆线结构形式 (Trochoidenbauart)的公转式活塞发动机的活塞转子得以解决，该活塞转子带有至少一 个、优选为三个轴向可流通混合气的流通开口 (Durchstr0m0ffnung),其中，至少一个流通 开口至少在其排气口侧具有不对称的内部轮廓，以使得在通过活塞转子扫过旋转式活塞发 动机的侧面排气开口时，侧面排气开口不与流通开口的内部空间进行流体连通。该目的还通过旋转式活塞发动机，特别是次摆线结构形式的公转式活塞发动机得 以解决，该旋转式活塞发动机包括排气口侧的侧盘(Seitenscheibe)和根据发明的带有至 少一个、优选为三个轴向可流通混合气的流通开口的活塞转子，其中，排气口侧的侧盘具有 侧面排气开口并且至少一个流通开口至少在其排气口侧具有不对称的内部轮廓，以使得 在通过活塞转子扫过侧面排气开口时，侧面排气开口不与流通开口的内部空间进行流体连
ο换而言之，流通开口的排气口侧的出口(MUndimg)与排气口侧的侧盘的侧面排气 开口这样相互协调，在发动机运转期间在任何转子位置下排气口侧的出口都不位于排气开 口区域。公转式活塞发动机由此被称为次摆线结构形式的公转式活塞发动机，该公转式活塞发动机具有带有双弧形内部轮廓(次摆线)的转子罩壳和三角形的活塞转子。由化油器或喷油嘴提供的燃料-空气-混合气，简称混合气，通过侧面进气口或环 绕进气口被引入发动机进气腔室。该混合气例如通过吸气通道和侧盘内的开孔被吸入，为 了散热混合气由侧盘内的开孔通过流通开口之一轴向通过活塞转子并且被引导至进气腔 室，优选地通过相对排气口侧(Gegenauslassseite)的相应开孔。在通常的四冲程流程之后排出废气，其中对此根据本发明设有侧面排气口。在侧 面排气口中未燃烧的剩余气体保留在腔室内并且在下一个循环中与新导入的混合气混合。 由此改善了发动机效率及其排放值。侧面排气口通过活塞转子根据其位置在排气腔室或膨 胀腔室方向被打开或关闭。通过至少在转子的排气口侧的流通开口内部轮廓的不对称造型 能够，提供了用于良好冷却的大流通开口和如果可能的话提供良好的到进气腔室的混合气 输入，而且同时保持了混合气冷却的转子内部空间始终与侧面排气开口相隔开。优选地在活塞转子的外部轮廓上布置有密封条。在此以通常的方法设计该密封 条，其中通过密封条也实现了膨胀腔室和/或排气腔室在排气开口方向上的密封。在扫过 带有超前外部轮廓的排气开口时排气开口在膨胀腔室方向被打开。在扫过带有滞后外部轮 廓的排气开口时排气开口在排气腔室方向被关闭。在本发明的一实施方案中，在活塞转子的排气口侧至少一个流通开口具有起动面 (AnlaufflSche)，该起动面在运行中顶靠在旋转式活塞发动机的排气口侧的侧盘上。由此与 发明相关地，该面对排气口侧的侧盘的转子表面被称为活塞转子的排气口侧。在运行中，通 过轴向产生的气压在侧盘方向上顶压起动面，由此保持持续的接触。起动面在实施方案中 被设计成部件，该部件可安装在流通开口中。在另一实施方案中起动面被安置在转子的排 气口侧的侧表面上，其中通过起动面部分地遮盖流通开口，由此实现流通开口在排气口侧 的不对称的内部轮廓。在另一实施方案中起动面与转子设计成一体。起动面在实施方案中 由合适的材料制成并且/或者利用该材料覆层，以保证与侧盘的无磨损接触。优选地，在运行中活塞转子受气压作用的侧向转子侧表面在相对排气口侧被设计 成大于在排气口侧。由此转子被气压向着排气口侧方向顶压并且以此改善了转子、特别是 起动面在排气口侧的侧盘上的压紧。优选地，侧面排气开口借助活塞转子在到达排气腔室内的最小体积时或之前，换 而言之在到达气门重叠角时或之前可闭合。还优选地这样设置转子，使得侧面排气开口借 助活塞转子在到达排气腔室内的最大体积之前、大约20°至30°的区域内为了排出废气 而开启。在进一步有利的实施方案中，在排气口侧的侧盘的排气通道内设有隔热部件。通 过隔热部件可减少侧盘的热负荷。
本发明的其它优点由从属权利要求和下面对本发明的实施方案举例的描述给出， 该实施方案在示意图中显示。对于相同或相似的结构部件在图中采用一致的参考符号。图中显示了 图1是根据本发明的带有活塞转子的公转式活塞发动机的截面视图；图2是轴向通过根据图1的公转式活塞发动机的在相对排气口侧的侧盘上方的视
4图；图3是根据本发明的活塞转子的俯视图；图4是轴向通过根据图1的公转式活塞发动机的在排气口侧的侧盘上方的在侧面 排气开口开启时的视图；图5是根据图4在排气口侧的侧盘上方的在侧面排气开口关闭时的视图。
具体实施例方式图1显示了公转式活塞发动机1的截面示意图。公转式活塞发动机1包括中间罩 壳2，侧盘3，4，偏心轴5和支承在偏心轴5上的活塞转子6。通过公转式活塞发动机1的冷却剂流在图中通过箭头表示。使用混合气作为冷却 剂。混合气通过在图1中右侧显示的侧盘4上设有的开孔40吸入进气通道41并且通过在 活塞转子6中设有的流通开口 60轴向导向地通过活塞转子6。由此使混合气到达在图1中 左侧显示的侧盘30中的开孔30并且通过侧面进气开口 31流到吸气腔室里面。在通常已知的四冲程流程之后，经过燃烧的混合气通过侧盘4中的排气通道42排 出。因此侧盘4也称为排气口侧的侧盘。对面的侧盘3也被称为相对排气口侧的侧盘。为 了减少排气口侧的侧盘4的温度负荷，在所示实施方案举例中排气通道42具有隔绝部件7。 根据本发明混合气通过侧面排气口 43被引向排气通道42。这种形式的排气口 43的布置优 点在于，在四冲程流程中未燃烧的混合气保留在腔室内。带有侧面排气口 43的公转式活塞 发动机1的构造通过活塞转子6的特别构造实现。图2显示了轴向通过公转式活塞发动机1的在侧盘3上方的视图，当混合气的进 气流通过侧进气开口 31时，如在图中通过箭头所示。由此混合气被吸入到吸气腔室或进气 腔室20里面，其中，通过吸气腔室20内的负压使通过活塞转子6的气流加速。图3是根据本发明的带有3个轴向混合气可流通的流通开口 60的活塞转子6的 在面对排气口侧的侧盘4的活塞转子6的侧面上方的俯视图。流通开口 60在于图3中可 见的排气口侧具有不对称的内部轮廓600。通过不对称的内部轮廓600可以实现，即在根据 图1的通过活塞转子6扫过侧面排气开口 43时，使侧面排气开口 43并由此使排气通道42 不与活塞转子6的内部空间、即流通开口 60的内部空间进行流体连通。换而言之，通过不 对称的内部轮廓600可以使侧面排气开口 43始终与流通开口 60保持隔开。在所示实施方案举例中活塞转子6在图3中所示的排气口侧具有起动面61，通过 该起动面61部分地遮盖流通开口 60，以使得流通开口 60的出口的内部轮廓在排气口侧减 小。在侧面的转子棱边上布置有密封条8。为了将起动面61顶压在根据图1的排气口侧的 侧盘4上，优选地规定，使活塞转子6的转子侧表面在相对排气口侧被设计成大于在该排气 口侧，以使得活塞转子6通过轴向产生的气压向着排气口侧的侧盘4方向顶压。由此实现 了起动面61对排气口侧的侧盘4的上表面的持续接触。图4和图5显示了轴向通过根据图1的公转式活塞发动机1的在排气口侧的侧盘 4上方的在侧面排气开口 43开启时(图4)和在侧面排气开口 43关闭时(图5)的视图。 在图4中所示转子6的位置排气开口 43相对于公转式活塞发动机1的腔室22，23借助于 密封条8被密封。借助于起动面61实现排气开口 43相对于流通开口 60的和由此相对于 转子6的内部空间的密封。活塞转子6按通过箭头所示的方向进行旋转，其中带有其超前
5外部轮廓62的活塞转子6在排气开口 43上运动并且由此使排气开口 43在腔室22方向开 启。然而排气开口 43基于流通开口 60的出口的不对称轮廓与转子6的内部空间保持隔 开。由此可以防止，废气由腔室22到达转子6的内部空间。对于废气的排气开口 43的开 启在此优选地最迟在到达腔室22内的最大体积之前大约20°至30°偏心轴角度的区域内 实现。图5显示了与图4相似的在排气开口 43关闭时的视图。这样实现关闭，在关闭时 滞后外部轮廓63在排气开口 43区域上移动并且转子6借助密封条8使排气开口 43相对 于腔室23密封。在该位置排气开口 43也与流通开口 60隔开。在继续运动时排气开口 43 又相对于根据图2的腔室22开启，以使得已燃烧和已膨胀的废气可通过排气开口 43排出。不言而喻，所示的流通开口 60的内部轮廓600仅是示例性的。内部轮廓600和排 气开口 43的轮廓在各种情况下都这样相互协调，使排气开口 43始终与流通开口 60保持隔 开。
权利要求
一种活塞转子，用于混合气冷却的旋转式活塞发动机、特别是次摆线结构形式的混合气冷却的公转式活塞发动机(1)，该活塞转子带有至少一个、优选为三个轴向可流通混合气的流通开口(60)，其特征在于，至少一个所述流通开口(60)至少在其排气口侧具有不对称的内部轮廓(600)，以使得在通过所述活塞转子扫过所述旋转式活塞发动机的侧面排气开口(43)时，所述侧面排气开口不与所述流通开口的内部空间进行流体连通。
2.根据权利要求1所述的活塞转子，其特征在于，在所述活塞转子(6)的排气口侧至少 一个所述流通开口(60)具有起动面(61)，所述起动面(61)在运行中顶靠在所述旋转式活 塞发动机的排气口侧的侧盘(4)上。
3.根据权利要求1或2所述的活塞转子，其特征在于，在运行中所述活塞转子(6)受气 压作用的侧向转子表面在相对排气口侧被设计成大于在该排气口侧。
4.一种旋转式活塞发动机，特别是次摆线结构形式的公转式活塞发动机(1)，包括排 气口侧的侧盘(4)和带有至少一个、优选为三个轴向混合气可流通的流通开口(60)的活塞 转子(6)，其特征在于，所述排气口侧的侧盘(4)具有侧面排气开口(43)，并且至少一个所 述流通开口(60)至少在其排气口侧具有不对称的内部轮廓(600)，以使得在通过所述活塞 转子(6)扫过所述侧面排气开口(43)时，所述侧面排气开口(43)不与所述流通开口(60) 的内部空间进行流体连通。
5.根据权利要求4所述的旋转式活塞发动机，其特征在于，所述侧面排气开口(43)借 助所述活塞转子(6)在到达排气腔室(22)内的最小体积时或之前能够闭合。
6.根据权利要求4或5所述的旋转式活塞发动机，其特征在于，所述侧面排气开口 (43)借助所述活塞转子(6)在到达所述排气腔室(22)内的最大体积之前在大约20°至 30°的区域内为了排出废气而开启。
7.根据权利要求4、5或6所述的旋转式活塞发动机，其特征在于，在所述活塞转子(6) 的排气口侧至少一个所述流通开口(60)具有起动面(61)，所述起动面(61)在运行中顶靠 在所述旋转式活塞发动机的所述排气口侧的侧盘(4)上。
8.根据权利要求4至7所述的旋转式活塞发动机，其特征在于，在运行中所述活塞转子 受气压作用的侧向转子侧表面在相对排气口侧被设计成大于在该排气口侧。
9.根据权利要求4至8所述的旋转式活塞发动机，其特征在于，在所述排气口侧的侧盘 (4)的排气通道内设有隔热部件(7)。
全文摘要
本发明涉及一种旋转式活塞发动机，特别是次摆线结构形式的公转式活塞发动机(1)，该旋转式活塞发动机包括排气口侧的侧盘(4)和带有至少一个、优选为三个轴向可流通混合气的流通开口(60)的活塞转子(6)，其中，排气口侧的侧盘(4)具有侧面排气开口(43)并且至少一个流通开口(60)至少在其排气口侧具有不对称的内部轮廓(600)，以使得在通过活塞转子(6)扫过侧面排气开口(43)时，侧面排气开口(43)不与流通开口(60)的内部空间进行流体连通。本发明还涉及用于旋转式活塞发动机的活塞转子(6)。
文档编号F01C21/18GK101892899SQ201010195168
公开日2010年11月24日 申请日期2010年5月19日 优先权日2009年5月19日
发明者D·艾尔曼 申请人:万克尔超级技术有限责任公司