Allgemeines Arbeitsprinzip des Kreissegmentmotors

Im einfachsten Fall ist der Drehkolben im Motorgehäuse in zwei Kreissegmente geteilt, so dass drei Segmente mit je 120 Grad entstehen. Zwei Segmente werden von dem geteilten Kreiskolben ausgefüllt und nachfolgend nur noch als „Kreissegment 1“ und „Kreissegment 2“ bezeichnet. Das dritte Segment bleibt leer. Dessen Volumen wird sich während des Motorbetriebs zwischen den Kreissegmenten 1 und 2 verteilen und so die Funktion von Verdichtungs- und Verdrängungsraum übernehmen.

Die Kreissegmente sind nicht dauerhaft starr mit dem Abtrieb verbunden, sondern ein Sperrgetriebe, das sich außerhalb des Verbrennungsraums befindet, leitet wechselweise die Rotation von einem Kreissegment an den Abtrieb weiter und sperrt das andere Kreissegment gegen eine Relativbewegung zum Motorgehäuse. Die Sperrung eines Kreissegmentes und die Verbindung des anderen mit dem Abtrieb geschehen zwangsweise in Abhängigkeit des Drehwinkels der Abtriebswelle.

Während der Bewegung eines Kreissegments finden immer gleichzeitig die zwei Arbeitsschritte Expandieren und Spülen mit nachfolgendem Komprimieren statt. Bei dieser einfachen Bauform mit zwei Kreissegmenten kann der Gaswechsel über eine Steuerscheibe an einer Stirnfläche des Motorengehäuses erfolgen.

  • Im Zwischenraum der Kreissegmente 2 und 1 befindet sich ein komprimiertes zündfähiges Gemisch, das in diesem Augenblick gezündet wird.
  • Das Kreissegment 1 ist mit der Abtriebswelle verbunden und kann sich im Motorgehäuse im Uhrzeigersinn drehen.
  • Das Kreissegment 2 ist durch ein Sperrgetriebe im Motorgehäuse arretiert.
  • Unter dem Expansionsdruck des gezündeten Gasgemisches wird sich das Kreissegment 1 um 120 Grad im Motorgehäuse drehen, dabei mechanische Arbeit an der Abtriebswelle verrichten und gleichzeitig das Gas im Volumen zwischen den Kreissegmenten 1 und 2 verdichten.
 
  • Das Kreissegment 1 hat nach 120 Grad seine kurzfristige Endlage erreicht und wird nun durch das Sperrgetriebe arretiert.
  • Das Volumen zwischen den Kreissegmenten 2 und 1 hat jetzt seinen Maximalwert erreicht, es erfolgt der Gastausch.
  • Gleichzeitig gibt das Sperrgetriebe das Kreissegment 2 wieder frei und es erfolgt die nächste Zündung.
  • Diesmal bewegt sich das Kreissegment 2 mit der Abtriebswelle verbunden um 120 Grad, während Kreissegment 1 im Motorgehäuse stehenbleibt.
  • Jetzt wird das Volumen zwischen den Kreissegmenten 2 und 1 komprimiert.
 
  • Nach der Drehbewegung von 120 Grad  des Kreissegments 2 wiederholen sich die gleichen Vorgänge.
  • Diesmal ist das Kreissegment 2 gesperrt und das Kreissegment 1 kann sich wieder mit der Abtriebswelle verbunden im Motorgehäuse bewegen.
  • Die Zündung erfolgt nun an der dritten möglichen Stelle des gesamten Gehäuseumfanges.
  • Durch diese umlaufenden Verbrennungsvorgänge erwärmt sich das Motorgehäuse sehr gleichmäßig
 
  • Jetzt stehen sich die Kreissegmente an derselben Stelle wie zum Beginn der Sequenz, aber in anderer Reihenfolge gegenüber.
  • Nach drei weiteren Zündvorgängen haben die Kreissegmente wieder ihre Ausgangslage erreicht.
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