Spaľovací motor s rotujúcimi piestmi

Číslo patentu: 285436

Dátum: 28.12.2006

Autor: Tarabus Miroslav

Stiahnuť PDF súbor.

Zhrnutie / Anotácia

Spaľovací motor s rotujúcimi piestmi, s priamym prenosom kinetickej energie piestov (2, 3) na výsuvný hriadeľ (1), pozostáva z dutého valca (4) uzatvoreného výfukovou prírubou (5) a nasávacou prírubou (6), ktoré obopínajú otočne uložený výstupný hriadeľ (1), na ktorom sú objímkami (36, 37) a spojkami (7, 8) otočne upevnené dva lopatkové piesty (2, 3). V nasávacej prírube (6) je vytvorený nasávací kanál (16) korešpondujúci s nasávacím otvorom (19) nasávacieho rozvodového kolesa (18), otočne upevneného na vonkajšej strane nasávacej príruby (6). Vo výfukovej prírube (5) je vytvorený kanál (20), korešpondujúci s výfukovým otvorom (23) výfukového rozvodového kolesa (22), otočne upevneného na vonkajšej strane výfukovej príruby (5). Poloha rozvodových kolies (17, 18) je zladená s polohou piestov (2, 3) prostredníctvom prostriedkov (26 až 30) na prenos otáčavého pohybu od výstupného hriadeľa (1). V hornej časti valca (4) je posuvne uložená západka (14) korešpondujúca s vybraním (34, 35) lopatkových piestov (2, 3). Vo valci (4) je vytvorený otvor na vstrekovací a zapaľovací prvok (33). Spojky (7, 8) sú tvorené puzdrami (71, 81) s vnútorným čelným ozubením (40, 41), axiálne posuvne spojené s objímkami (36, 37) piestov (2,3). Každé z puzdier (71, 81) obsahuje vo vonkajšej čelnej ploche spojkové valčeky (9, 10) korešpondujúce s drážkami (11, 12), ktoré sú vytvorené vo výfukovej prírube (5) a v nasávacej prírube (6). Medzi puzdrami (71, 81) je na výstupnom hriadeli (1) nasunutá a svojimi zakončeniami v puzdrách (71, 81) upevnená pružina (13). Vnútorné čelné ozubenia (40, 41) puzdier (71, 81) korešpondujú s čelným ozubením (38, 39) výstupného hriadeľa (1).

Text

Pozerať všetko

Vynález sa týka spaľovacieho motora s rotujúcimi piestmi, s priamym prenosom kinetickej energie piestov na výstupný hriadeľ, najmä na pohon vozidiel, ktorý je tvorený statorom, v ktorom je otočne uložený Výstupný hriadeľ,rozvodovým ústrojenstvom a so zapaľovacím a vstrekovacím prvkom.Pri spaľovacích motoroch s vratným pohybom piesta je prenos kinetickej energie piesta prevedený cez ojnicu a kľukový hriadeľ. Pri Wankelovom motore piest vykonáva neprerušovaný excentrický rotačný pohyb a kinetická energia piesta je prenášaná cez ozubenie na Výstupný hriadeľ,pričom motor je náročný na utesnenie.Uvedené nedostatky v podstatnej miere odstraňuje spaľovaci motor s rotujúcimi piestmi s priamym prenosom kinetickej energie piestov na Výstupný hriadeli Motor je tvorený statorom, v ktorom je otočne uložený Výstupný hriadel s lopatkovými piestmi, na ktorý sú napojené prostriedky na prenos otáčavého pohybu rozvodového ústrojenstva,a ktorý má vstrekovací a zapaľovací prvok. Podstata spočíva v tom, že v statore pozostávajúcom z dutého valca, výfukovej príruby a nasávacej príruby uzatvárajúcich dutý valec, je otočne uložený Výstupný hriadeľ, na ktorom sú svojimi objímkami, cez spojky situované v objímkaeh, otočne prichytené aspoň dva lopatkové piesty. V nasávacej prírube je vytvorený nasávací kanál korešpondujúci s nasávacím otvorom nasávacieho rozvodového kolesa, otočne prichyteného na vonkajšej strane nasávacej príruby. Taktiež vo výfukovej prírube je vytvorený výfukový kanál korešpondujúci s výfukovým otvorom výfukového rozvodového kolesa, otočne uchyteného na vonkajšej strane výfukovej príruby. Poloha rozvodových kolies je zladená s polohou piestov prostredníctvom prostriedkov na prenos otáčavého pohybu od výstupného hriadeľa. V homej časti valca je posuvne uložená západka, korešpondujúca s vybraním vytvorenom v lopatkových piestoch. Vo valci je vytvorený otvor na vstrekovací a zapaľovaei prvok.Výhodne je, ked sú spojky tvorené puzdrami s vnútorným čelným ozubením. Puzdrá sú axiálne posuvne spojené s objímkami piestov, pričom každé z puzdier obsahuje vo vonkajšej čelnej ploche aspoň jeden spojkový valček, korešpondujúci s aspoň jednou drážkou vytvorenou vo výfukovej prírube a taktiež v nasávacej prírube. Medzi puzdrami spojok je na výstupnom hriadeli nasunutá a svojimi zakončeniami v puzdrách prichytená skrutno-tlačná pružina. Skrutno-tlačná pružina pôsobí proti rázom medzi západkou a piestom a taktiež v spolupráci s drážkami v prírubách a spojkovými valčekmi vo vonkajšom čele puzdier, ovláda spínanie spojok s výstupným hriadeľom prostredníctvom vnútomého čelného ozubenia na puzdre a čelného ozubenia hriadeľa.Princíp riešenia spočíva v tom, že tlak plynu vzniknutý výbuchom zmesi v uzatvorenom priestore tvorenom valcom motora, prirubami valca motora a vnútomými stranami dvoch lopatkových piestov - ktoré sú objímkami otočne prichytene na výstupnom hriadeli, otočne prichytenom v prírubách valca motora - je prenášaný z lopatkového piesta cez spojku piesta na Výstupný hriadel a otáča ním. Piestypracujú ako dvojčinné a striedavo sa otáčajú spolu s hriadeľom, pričom po každej otáčke sa piesty vymenia a zmenia svoju funkciu. Piest, ktorý je svojou spojkou spojený s výstupným hriadeľom a otáča sa s ním, má funkciu piesta pracovného. Druhý piest, ktorý má funkciu piesta opomého, je svojou spojkou od hriadeľa odpojený a je držaný západkou - medzi nasávacím kanálom a výfukovým kanálom,ktoré sú umiestnené V protiľahlých prírubách valca motora. Piesty sú spájané a rozpájané s výstupným hriadeľom p 0 mocou puzdrových spojok. Spojka je tvorená puzdrom nasunutým v objímke piesta, s ktorou je spojená pomocou pozdlžneho drážkovania, takže je v objímke piesta axiálne posuvná. Krútiaci moment je prenášaný z puzdra na hriadel prípadne naopak - cez vnútomé čelné ozubenie na puzdre a na hriadeli. Spínanie a rozpínanie spojky je ovládané tromi valčekmi V čele puzdra, unášanými spolu s puzdrom, ktoré zapadnú v mieste vypnutia spojky do drážok V prírube valca motora. Vytlačenie zubov puzdra zo zubov hriadeľa v mieste vypnutia spojky je zabezpečené šikmým ozubením a skrutno-tlačnou pružinou nasunutou na výstupnom hriadeli medzi puzdrami spojok. Puzdro spojky pracovného piesta,ktorého vždy aspoň jeden valček je mimo drážky v prírube- je tlačené svojím ozubením do ozubenia výstupného hriadeľa, spojka je zopnutá a piest sa otáča spolu s hriadeľom. Priblížením pracovného piesta k piestu opomému v uhle 45 ° západka uvoľní piest opomý. Piest pracovný zatlačí na piest opomý a jeho pootočením sú valčeky puzdra spojky opomého piesta vytlačené z drážok v prírube, čím je zatlačené puzdro so svojím ozubením do ozubenia výstupného hriadeľa a spojka pripojí piest k hriadeľu. V ďalšej fáze sú oba piesty pripojene k hriadeľu a sú ním unášané o uhol 45 °. Priblížením piesta, ktorý bol doteraz piest pracovný na úroveň západky, je piest západkou zachytený. Zároveň valčeky jeho spojky zapadnú do drážok v prírube, puzdro s ozubením je vytlačené z ozubenia hriadeľa, spojka odpojí piest od hriadeľa a piest zmení svoju funkciu na piest oporný. Súčasne piest, ktorý mal doteraz funkciu piesta opoměho a je už pripojený k hriadeľu, zmení svoju funkciu na piest pracovný. Skrutno-tlačná pružina, ktorá je svojimi zakončeniami príchytená V puzdrách spojok, okrem vypínania spojok, kumuluje energiu z pracovného piesta a po priblížení pracovného piesta na úroveň západky je jeho spojka vypnutá a energia pružiny pôsobí proti smeru otáčania piesta,takže vyrovnáva rázy medzi piestom a západkou. Piest je navyše odpružený pružinou v drážke piesta, do ktorej zapadá západka. Západka je ovládaná pružinamí západky a vačkovýrn mechanizmom riadeným elektro-servomotorčekom,elektromagnetom, prípadne prevodom od výstupného hriadeľa. Zmes je nasávaná do pracovného priestoru cez nasávací kanál v nasávacej prírube valca motora a nasávanie je ovládané nasávacím ozubeným rozvodovým kolesom s nasávacím otvorom. Spaliny sú vytláčané cez výfukový kanál v protiľahlej výfukovej prírube valca motora a výfuk je ovládaný výfukovým ozubeným rozvodovým kolesom s výfukovým otvorom. Rozvodové kolesá sú poháňané od výstupného hriadeľa cez ozubené súkolesie v pomere 4 z l,takže rozvodové kolesá sa otočia jedenkrát za štyri otáčky motora, pričom postupne otvárajú a zatvárajú nasávací a výfukový kanál. Nasávací a výfukový kanál sú proti sebe posunuté o hrúbku piesta. Takže opomý piest, ktorý drží západka medzi nasávacim a výfukovým kanálom a pracovný piest, ktorý sa otáča spolu s výstupným hriadeľom, rozdeľujú pracovný priestor na dve časti, ktoré sa počas cyklu menia a posúvajú. Pracovný piest pracuje ako dvojčínný,takže počas cyklu pri prvej otáčke jednou stranou nasáva zmes, druhou stranou vytláča Spaliny, ktoré zostali V pracovnom priestore z predchádzajúceho cyklu. Pri druhejotáčke, po vystriedani piestov, pracovný piest jednou stranou znovu nasáva zmes a druhou stranou stláča nasatú zmes z predchádzajúcej otáčky. Pri tretej otáčke po vystriedaní piestov, zapaľovacia sviečka zapáli stlačenú zmes medzi piestmi z predchádzajúcej otáčky. Expandujúce plyny tlačia pracovný piest, ktorý sa otáča spolu s výstupnýrn hriadeľom a zároveň svojou druhou stranou stláča nasatú zmes z predchádzajúcej otáčky. Pri štvrtej otáčke po vystriedani piestov, zapaľovacia sviečka znovu zapáli mes stlačenú medzi piestmi z predchádzajúcej otáčky. Výbuch tlačí pracovný piest, ktorý svojou druhou stranou vytláča spaliny z predchádzajúceho výbuchu, piesty sa opät vymenia a cyklus sa ukončí. Takže jeden cyklus motora sa skladá zo štyroch otáčok, ktore prebiehajú nasledovne l. otáčka - nasávanie - výfuk 2. otáčka - nasávanie - stláčanie 3. otáčka - výbuch - stláčanie 4. otáčka - výbuch - výfukVýhody spaľovacieho motora s rotujúcimi piestmi spočívajú- v menších rozmeroch motora oproti rozmerom štvortaktného motora rovnakého objemu vzhľadom na to, že odpadá kľukový mechanizmus,- v dokonalejšom spaľovaní zmesi, v lepšom využití tepelnej energie paliva a vo vyššej celkovej účinnosti motora vzhľadom na dostatočne dlhú dráhu piestov a na to, že piesty pracujú ako dvojčinné,- v plynulom priebehu krútiaceho momentu i pri malých otáčkach,- vo variabilnosti - pri použití výstupného hriadeľa v tvare dutého valca (v ktorom sú uložené prevodové prvky), čím sa zvyšuje krútiaci moment i celková účinnosť motora.Nevýhodou je nerovnomemý chod motora, ktorý je možné odstrániť zapojením dvoch motorov do série pripadne paralelne, s posunutím ich cyklov o dve otáčky.Prehľad obrázkov na výkresochVynález bude bližšie objasnený pomocou výkresov,kde na obr. 1 je zobrazený nárys spaľovacieho motora s rotujúcimi piestmi, na obr. 2 nárys v reze spaľovacieho motora s rotujúcími piestmi, na obr. 3 bokorys v reze spaľovacieho motora s rotujúcimí piestmi.Spaľovací motor s rotujúcimi piestmi pozostáva z výstupného hriadeľa 1, na ktorom sú objímkami 36, 37 otočne prichytené lopatkové piesty 2 a 3. Výstupný hriadeľ 1 je kuželíkovými ložiskami 24 a 25 otočne prichytený vo výfukovej prirube 5 a v nasávacej prirube 6, ktoré sú pevne spojené s valcom motora 4. Spojkové valčeky 9 puzdra 71,spojky 7, ktorá je pozdĺžnym drážkovaním spojená s piestom 2, sú zapadnuté v ovládacích drážkach 11 vo výfukovej prirube 5 a vnútorné čelné ozubenie 40 puzdra 71 spojky 7 je vytlačené skrutno-tlačnou pružinou 13 z čelného ozubenia 38 výstupného hriadeľa 1, čím je spojka 7 vypnutá. Piest 2 je od hriadeľa odpojený a je držaný západkou 14, ktorá je ovládaná vačkou 15. Spojkové valčeky 10 puzdra 81 spojky 8, ktorá je pozdĺžnym drážkovaním spojená s piestom 3, sú mimo ovládacích drážok 12 V nasávacej prirube 6 a puzdro 81 spojky 8 je tlačené svojím vnútomým čelným ozubením 41 do čelného ozubenía 38 výstupného hriadeľa l, čím je piest 3 pripojený k hriadeľu 1. Nasávací kanál 16 V nasávacej prirube 6 a vo vonkajšej nasávacej prirube 17 jepootvorený a je ovládaný nasávacím rozvodovým kolesom 18 s nasávacim otvorom 19. Výfukový kanál 20 vo výfukovej prirube 5 a vo vonkajšej výfukovej prirube 21 je otvorený a je ovládaný výfukovýrn rozvodovým kolesom 22 s výfukovým otvorom 23. Ozubené rozvodové kolesá 18 a 22 sú ovládané od výstupného hriadeľa 1 cez prostriedky 26 až 30 na prenos otáčavého pohybu Náliatlçanti 31 a 32 je zabezpečené posunutie piestov v potrebnom bode. Zapaľovacia sviečka 33 zapaľuje stlačenú zmes v potrebnom momente.Cyklus motora sa skladá zo štyroch otáčok a prebieha nasledovne l. otáčka nasávanie - výfukPiest 2 je od výstupného hriadeľa 1 odpojený, pretože jeho spojka 7 je vypnutá, je držaný západkou 14 a plnú funkciu piesta opomého. Piest 3 je svojou spojkou 8 pripojený k výstupnému hriadeľu 1, s ktorým sa otáča a plnú funkciu piesta pracovného. Otáčaním hriadeľa sa cez ozubené prostriedky 26 až 30 na prenos otáčavého pohybu otáčajú i rozvodové kolesá 18 a 22. Výfukový kanál 20 je otvo rený a nasávací kanál 16 je pootvorený už pri ukončení predchádzajúceho cyklu. Ďalším otáčzmím nasávacie rozvodové koleso 18 úplne otvorí svojím nasávacím otvorom 19 nasávací kanál 16 a do priestoru medzi piestmi 2 a 3 je podtlakom nasávaná zmes. Zároveň cez otvorený výfukový kanál 20 a výfukový otvor 23 výfukového rozvodového kolesa 22 sú opačnými stranami piestov vytláčané spaliny z predchádzajúceho cyklu. Približením piesta 3 k piestu 2 na uhol 45 °,západka 14 uvoľní piest 2. Piest 3 svojím náliatkom 32 zatlačí na náliatok 31 piestu 2 a pootočí ho, čím sú spojkové valčeky 9 puzdra 71 spojky 7 vytlačené z ovládacích drážok 11 a puzdro 71 spojky 7 je zatlačené svojím vnútomým čelným ozubením 40 do čelného ozubenia 38 výstupného hriadeľa 1, čím je piest 2 pripojený k hriadeľu. Ďalším otáčaním sú oba piesty unášané hriadeľom o uhol 45 °, ked je piest 3 v úroimi západky 14, ktorú zatlačí vačkový mechanizmus 15 a západka 14 zachytí piest 3. Zároveň spojkové valčeky 10 zapadnú do drážok 12 v nasávacej prirube 6 a puzdro 81 spojky 8 je skrutno-tlačnou pružinou 13 vytlačené zo záberu, čim je piest 3 odpojený od výstupného hriadeľa l. Tým zmení piest 3 svoju funkciu na piest opomý a piest 2, ktorý zostáva pripojený k hriadeľu, zmení svoju funkciu na piest pracovný. Počas spoločného posunutia a zmeny funkcií piestov výfukové rozvodové koleso 22 uzatvori výfukový kanál Z 0. Z otáčka nasávanie - stláčanieĎalším otáčaním výstupného hriadeľa 1 spoločne s piestom 2 je cez otvorený nasávací kanál 16 znovu nasávaná zmes do priestoru medzi piestmi. Súčasne je opačnými stranami piestov stláčaná zmes nasatá v predchádzajúcej otáčke. Približením piesta 2 k piestu 3 na uhol 45 ° nasávacie rozvodové koleso 18 ukončí uzatváranie nasávacieho kanálu 16 a súčasne západka 14 uvoľní piest 3. Ďalším pootočením o 45 ° sa piesty rovnakým postupom ako v predchádzajúcej otáčke posunú a zmenia svoje funkcie. lotáčka výbuch - stláčanieNasávací i výfukový kanál je uzavretý. Zapaľovacia sviečka 33 zapáli zmes stlačenú medzi piestmi 2 a 3. Piest 2 je držaný západkou 14 v stabilnej polohe. Piest 3 je tlačený expanziou plynov a cez svoju zopnutú spojku 8 otáča výstupným hriadeľom 1. Zároveň piest 3 svojou druhou stranou stláča zmes nasatú v predchádzajúcej otáčke. Keď sa piest 3 priblíži k piestu 2 na uhol 45 °, západka 14 uvoľní piest 2, ďalším pootočením sa piesty posunú a zmenia svoje funkcie. Súčasne so zachytenim piesta 3 západkou 14 výfukové rozvodové koleso 22 svojim otvorom 23 otvára výfukový kanál 20.Zapaľovacia sviečka 33 zapáli zmes stlačenú medzi piestmí z predchádzajúcej otáčky. Piest 2 je tlačený výbuchom a cez svoju zopnutú spojku otáča výstupnýrn hriadeľom 1. Súčasne piest 2 svojou druhou stranou vytláča spaliny z predchádzajúcej otáčky cez otvorený výfukový kanál 20. Približenim piesta 2 k piestu 3 na uhol 45 ° západka 14 uvoľní piest 3. Ďalším pootočením o 45 ° sa piesty opät spolu posunú a zmenia svoje funkcie. Súčasne s pootáčanim sa začne otvárať nasávaci kanál 16 a zachytením piesta 2 západkou 14 sa cyklus ukončí.1. paľovací motor s rotujúcimi piestmi, s priamym prenosom kinetiekej energie piestov na Výstupný hriadeľ, najmä na pohon vozidiel, tvorený statorom, v ktorom je otočne uložený Výstupný hriadeľ s lopatkovými piestmi, na ktorý sú napojené prostriedky na prenos otáčavého pohybu rozvodového ústrojenstva, a ktorý má vstrekovací a zapaľovací prvok,vyznačuj úci sa tým,žestatorpozostávajúci z dutého valca (4), výfukovej príruby (5) a zo nasávacej primby (6) uzatvárajúeich valec (4) a obopinajúcich otočne uložený Výstupný hriadeľ (l), na ktorom sú svojimi objimkami (36, 37) cez spojky (7, 8) situované V objímkach(36, 37) otočne prichytene aspoň dva piesty (2, 3), pričom v nasávacej prirube (6) je vytvorený nasávaci kanál (16) korešpondujúci s nasávacim otvorom (19) nasávacieho rozvodového kolesa (18) otočne prichyteného na vonkajšej strane nasávacej príruby (6) a taktiež vo výfukovej prírube (5) jej vytvorený výfukový kanál (20) korešpondujúci s výfukovým otvorom (23) výfukového rozvodového kolesa (22) otočne prichyteného na vonkajšej strane výfukovej príruby(5), pričom poloha rozvodovýeh kolies (17, 18) je zladená prostredníctvom prostriedkov (26 až 30) na prenos otáčavého pohybu od výstupného hriadeľa (l), s polohou piestov(2, 3), ktoré majú v homej časti vytvorené vybranie (34,35) korešpondujúee so západkou (14) posuvne uloženou vo valci (4) motora , v ktorom je taktiež vytvorený priechodný otvor na vstrekovací á zapaľovací prvok (33).2. Spaľovací motor podľa nároku l, V y z n a č u j ú c i s a t ý m , že spojky (7, 8) sú tvorené puzdrami(71, 81) s vnútomým čelným ozubením (40, 41), axiálne posuvne Spojenými s objimkami (36, 37) piestov (2, 3), pričom každé z puzdier (71, 81) obsahuje vo vonkajšej čelnej ploche aspoň jeden spojkový valček (9, 10), korešpondujúci s aspoň jednou drážkou (l 1, 12) vytvorenou vo výfukovej prirube (5) a v nasávacej prirube (6), pričom medzi puzdrami (71, 81) spojok (7, 8) je na výstupnom hriadeli (l) nasunutá a svojimi zakončeniami V puzdráeh (71, 81) prichytená sknitno-tlačná pružina (13) a vnútomé čelné ozubenie3. Spaľovací motor podľa nároku 1 alebo 2, v y značujúci sa tým,ževýstupnýhriadeľ(l)je tvorený dutým valcom, V ktorom sú uložené prevodové prvky.

MPK / Značky

MPK: F01C 1/00, F01C 21/00, F02B 53/00

Značky: motor, spalovací, rotujúcimi, piestmi

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/7-285436-spalovaci-motor-s-rotujucimi-piestmi.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Spaľovací motor s rotujúcimi piestmi</a>

Podobne patenty