CS196832B1 - Pístový spalovací motor s rotujícím válcem - Google Patents

Description

Autor vynálezu Novotný Miroslav ing., Ž3ár nad Sázavou

PÍSTOVÝ SPALOVACÍ MOTOR S ROTUJÍCÍM VÁLCEM

Vynález řeší pístový spalovací motor, jehož díly konají prakticky pouze rotační pohyb. Tento motor lze využívat jako zážehový nebo vznětový, vzduchem nebo kapalinou chlazený a jako jedno nebo víceválcový.

Dosud známá motory tohoto typu jsou řešeny tak, že jednočinný nebo dvojčinný píst a nebo dva a více pístů se pohybují v radiálně umístěném rotujícím •válci. Pohyb pístů je způsoben využitím mechanismů např. naprincipu hřídele s výstředníkem nebo kliky otočné okolo pevného bodu nebo s využitím vaček nebo mechanismu s planetovým převodem ozubenými koly. Tyto mechanismy mají některé nevýhody: a to že výstředník mé vlivem velkého třecího poloměru zvýšené třecí ztráty, otočná klika znamená složitější přenos síly od tlaku plynů na výstupní hřídel, což snižuje mechanickou účinnost, vačky jsou velmi namáhány vlivem setrvačných sil od pohybujících se dílů a planetový převod je nepříznivě namáhán proměnnými silami od tlaku plynů. Některé motory tohoto typu vyžadují složitý systém plněni pracovního prostoru např. pomocí pomocného pístu, což činí motor složitým a snižuje jeho mechanickou účinnost. Takový motor má i početné a složité těsnící elementy. Jiné motory tohoto typu mají spojen výstupní hřídel s rotujícím válcem, což opět znamená zvýšené mechanické ztráty vlivem tření mezi pístem a válcem, když síla dotlačující píst na válec je součtem složky síly od tlaku plynů a setrvačných účinků pístu a válce. Výhodou motorů tohoto typu je možnost dokonalého vyvážení.

Výše uvedené nedostatky jsou odstraněny pístovým spalovacím motorem podle vynálezu. Motor sestává ze tří základních kompletů a to skříně motoru, hříde196832

- 2 ie a ηΐϊοΐί a Dlátem a ϋΐοϊιι váloti Hřídel s pevni upevněnou tlím prochází výstředně blokem válce a skříní motoru, přičemž píst upevněný pístním čepem ke klice hřídele je umístěn v radiálním vývrtu bloku válce. Motor je opatřen ve Skříni přepouštěcími kanály, které vychází ze sacího prostoru a ústí do pracovního prostoru motoru, přičemž jsou za chodu motoru periodicky otevírány a zavírány hranami radiálního vývrtu bloku válce, který se otáčí uvnitř skříně motoru.

Výhodou tohoto uspořádání motoru je, že energie spalin se přenáší prostřednictvím pístu přímo na hřídel motoru tzn. bez větších mechanických ztrát a přitom toto uspořádání umožňuje použití velmi jednoduchého systému plnění a výfuku a velmi jednoduchých těsnících elementů.

Vynález je blíže osvětlen na připojených výkresech. Ná obr. 1 je znázorněn nárys jednoválcového motoru podle vynálezu v řezu, na obr. 2 bokorys tohoto motoru též v řezu, na obr. 3 je znázorněna první fáze práce zážehového karburátorového motoru podle vynálezu, kdy dochází k zážehu směsistlačené v pracovním prostoru motoru a k dokončení nasáváni směsi do sacího prostoru, na obr. 4 je znázorněna fáze druhá, kdy expandují spaliny v pracovním prostoru motoru a je stlačováná směs v sacím prostoru, na obr. 5 je znázorněna fáze třetí, kdy probíhá výfuk spalin a přepouštění čerstvé směsi do pracovního prostoru motoru a na obr. 5 je znázorněna fáze čtvrtá, kdy je směs v pracovním prostoru stlačována a začína nasávání směsi do sacího prostoru motoru.

. Uvnitř skříně motoru (obr. 1 a 2), tvořené-pláštěm 1, předním víkem 2 a zadním víkem J, ae otáčí blok válce 4 ve tvaru silnostěnného válce S osou shodnou s osou skříně a výstředně vůči ose skříně, hřídel % s'pevně upevněnou klikou £, pístem 2 připojeným ke klice 6 pístním čepem 8, přičemž píst 2 je umístěn v radiálním vývrtu bloku válce 4. K hřídeli % dále připojeno rotační šoupátko £ a protizávaží 10. Plášť i je opatřen otvorem 11 pro zapalovací svíčku či vstřikovací trysku, výfukovým kanálem a vnějším přepouštěcím kanálem 13. přední víko 2, je opatřeno sacím kanálem 14 a zadní víko J radiálním přepouštěcím kanálem 15. Radiálním přepouštěcím kanálem 15 je možno vybavit i přední víko 2, popřípadě přední víko 2 a zadní víko £ současně. Blok válce 4 je utěsněn ve skříni motoru dvěma nebo více těsnícímikroužky 16 a dvěma nebo více radiálními těsnícími lištami 12. Plat 2 je utěsněn v radiálním vývrtu bloku válce 4 pístními kroužky 18. Při otáčení bloku válce 4 ^a hřídele £ ^se vlivem jejich různých oe otáčení plet 2 pohybuje v radiálním vývrtu bloku válce

4. Relativní pohyb pietu 2 ^v^či bloku válce 4 je přímočarý, vratný a způsobuje periodickou změnu velikosti pracovního prostoru 19 a sacího prostoru 20 motoru. Pohyb pístu 2 je ohraničen horní a dolní úvrati, přičemž horní úvrať pístu 2 definována největší vzdáleností pístního čepu £ od oey otáčení bloku válce 4 a dolní úVrať pístu 2 nejmenší vzdáleností pístního čepu £ od oey otáčení bloku válce 4. Vnější přepouštěcí kanál a radiální přepouštěcí kanál 15 spojují sací prostor 20 motoru s pra- 3 196832 covním prostorem 19 a to pouze v oblasti dolní úvrati pístu 2» kdy těmito kanály proudí stlačená čerstvá směs ze sacího prostoru 20 a plní pracovní prostor 19. motoru. Sací prostor 20 je otevírána zavírán vůči sacímu kanálu 14 rotačním šoupátkem g. Rotační šoupátko g je možno nahradit jiným rozvodovým orgánem např. jazýčkovým ventilem a pod. Vnější přepouštěcí kanál 13 je vůči pracovnímu prostoru lg otevírán a zavírán hranami vývrtu bloku válce g_z Stejným způsobem je otevírán a zavírán i výfukový kanál 12. Protizávaží 10. která jsou upevněna na hřídeli g vyvažují hmoty všech dílů, připojených k hřídeli g. Dokonalého vyvážení bloku válce g dosáhneme vhodným rozdělením jeho hmoty např. tím, že v něm vytvoříme dutiny. Určitá nevyváženost motoru je způsobena pohybem těžiště pístu 2> ke kterému dochází vlivem kývání pístu 2 okolo pístního čepu 8. Tato nevyváženost je velmi malá a lze ji úplně odstranit konstrukcí pístu 2 tak, aby.jeho těžiště leželo v ose pístního čepu 8.

Uspořádáním výfukového kanálu 12 a vnějšího přepouštěcího kanálu 13. tj. vzdáleností od sebe v plášti 1, lze dosáhnout toho, že se vnější přepouštecí kanál 13 otevírá do pracovního prostoru 19 až po uzavření výfukového kanálu 12, což s výhodou uplatníme u zážehových karburátorových motorů podle vynálezu. Snížíme tím obsah škodlivin ve výfuku a snížíme spotřebu paliva, protože nespálené palivo nemůže odcházet výfukovým kanálem 12. Pokud je motor konstruován tak, že výfukový kanál 12 a vnější přepouštěcí kanál 13 jsou na určitou dobu současně spojeny s pracovním prostorem lg, je možno podobného efektu tj. snížení obsahu škodlivin ve splodinách spalování a snížení spotřeby paliva, dosáhnout vstřikováním paliva. Vstřikovací trysku pak umístíme poblíž vyústění vnějšího přepouštěcího kanálu 13 do pracovního prostoru 19 a palivo vstřikujeme až tehty, když je výfukový kanál 12 již úplně uzavřen. Vstřikovací tryska přitom pracuje v oblasti nízkých tlaků v pracovním prostoru 19 motoru, není vystavena působení spalin a proto na celé vstřikovací zařízení jsou kladeny minimální nároky. Přitom vstřikování paliva není omezeno pouze na tento případ a lze jej použít pro jakýkoliv zážehový motor podle vynálezu např. lze vstřikovat palivo do vnějšího přepouštěcího kanálu 13.

Claims (3)

1. Predmet vynálezu

   1. Pístový spalovací motor s rotujícím válcem v jehož skříni, tvořené pláštěm, předním víkem a zadním víkem, je v její ose otočně uložen blok válce v jehož radiálním vývrtu je umístěn píst, který je připojen pístním čepem ke klice, a výstředně vůči její ose je otočně uložen hřídel, procházející blokem válce, a která je opatřena v plášti otvorem pro zapalovací svíčku nebo vstřikovací trysku, výfukovým kanálem a vnějším přepouštěcím kanálem a v předním víku sacím kanálem, vyznačený tím, že hřídel ( 5 ) je opatřen pevně připojenou klikou (6 ) a že skříň motoru je opatřena radiálním přepouštěcím kanálem (15).

   196832 - 4
2. 2. Pístový spalovací motor podle bodu 1, vyznačený tím, že radiální přepouštěcí kanál (15) je vytvořen v zadním víku (3) skříně, přičemž radiální přepouštěcí kanál (15) vychází ze sacího prostoru (20) a je spojen s vnějším přepouštěcím kanálem (13), který ústí při poloze pístu (7) v oblasti dolní dvrati do pracovního prostoru (19).
3. 3. Pístový spalovací motor podle bodu 1, vyznačený tím, že radiální přepouštěcí kanál (15) je vytvořen v předním víku (2) skříně, přičemž radiální přepouštěcí kanál (15) vychází ze sacího prostoru (20) a je spojen a vnějším přepouštěcím kanálem (13), který ústí při poloze pietu (7 ) v oblasti dolní úvrati do pracovního prostoru (19)·