CS215881B1

CS215881B1 - Four-stroke internal combustion engine

Info

Publication number: CS215881B1
Application number: CS652777A
Authority: CS
Inventors: Igor Furdik
Original assignee: Igor Furdik
Priority date: 1978-02-17
Filing date: 1978-02-17
Publication date: 1982-09-15

Abstract

Predmetom vynálezu jff vlacvalcový štvortaktný spalovací motor s tangenciálnym usporiadaním valcov okolo ústredného hnacieho hriadeťa a so spoločnou spaťovacou komorou dvojíc priamočiaro protichodne pohybujúcich sa piestoy. Jeho podstatou je, že pieety sú umiestnené v koncových člastlach válcových segmentov a prevodné ústrojenstvo zraeny pohybu priamočiareho na otácavý sa nachádza v střednej časti válcových segmentov. SpaPovací motor podía vynálezu je využiteíný v dopravných a stavebných strojoch, pri stacionárnych pohonoch rSznych agregátov, napr. čerpadiel, alternátorov a podobné.The present invention relates to a four-stroke roller combustion engine with tangential by arranging the rollers around the central drive shaft and with common sleeping chambers of pairs straightly opposing moving pistons. Its essence is that the pieets are located at the end cylindrical segments and conversion a device that hurts the movement of a straight line rotating is located in the middle cylindrical segments. Spa engine according The invention is applicable to transportation and transportation construction machinery, stationary different aggregate drives, e.g. pumps, alternators and the like.

Description

Vynález ea týká viacvalcového spalovacieho motora na tekuté alebo plynné palivo s tangenciálnym usporiadaním valcov okolo ústredného hnacieho hriadela s priamočiarym a protichodným pohybom dvojíc piestoy, majúcich spoločnú spaťovaciu komoru.The present invention relates to a multi-cylinder liquid or gaseous internal combustion engine with a tangential arrangement of cylinders around a central drive shaft with a linear and opposing movement of the piston pairs having a common return chamber.

Spalovacie motory tohoto druhu sú veími zriedkavé a známým raotorom, ktorý má znaky tohoto vynálezu,,je spalovací motor s tangenciálnym usporiadaním valcov, resp. kanálov _tštvorcového prierezu, v ktorých sa protichůdné pohybujú dvojčinné piesty, taktiež štvoroového prierezu, so spafovacou komorou společnou pre dva piesty.Internal combustion engines of this kind are very rare and the known rotor having the features of the present invention is an internal combustion engine with a tangential arrangement of cylinders, respectively. ducts _{t of a} square cross-section in which opposed moving double-acting pistons, also four-sectional cross-sections, with a combustion chamber common to the two pistons.

Nevýhoda takéhoto riešenia spočívá v nevhodnom tvare piestov, ktorých rohy, resp. hrany sú kritickým raiestom bez dostatočného odvodu tepla. Salšou nevýhodou tohoto riešenia je umiestnenie spalovacej komory a jej tvar, lebo hlavný kompresný priestor je pri vonkajšom okraji piestov a pri explózii pohenaej zmesi sa na piesty v.yvíja tlak v nevhodnom smere.The disadvantage of such a solution lies in the unsuitable shape of the pistons, whose corners, respectively. edges are a critical raiest without sufficient heat dissipation. A serious disadvantage of this solution is the location of the combustion chamber and its shape, since the main compression space is at the outer edge of the pistons and when the propellant mixture explodes, pressure is applied to the pistons in an inappropriate direction.

Uvedené nedostatky odstraňuje vynález viacvalcového štvortaktného spalovacieho motora na plynné alebo tekuté palivo s tangenciálnym usporiadaním valcov- najmenej štyroch kusov, okolo ústredného hnacieho hriadela s protichodným pohybom dvojíc piestov, majúcich spoločnú spalov.aciu komoru, ktorého podstat spočívá v tom, že hlavy valcov sú umiestnené v tzv. rohoch bloku, vytvořeného činnými koncami válcových segmentov s piestami kruhového prierezu, pričom ústrojenstvá převodu priamočiareho pohybu piestov na pohyb otočný sú umietnené v středných častiach valcov segmentov. Tieto převodové ústrojenstvá mSžu převod uskutečňovat roznymi prostriedkami, například pomocou klukového mechanizmu a ozubených kolies, pomocou páky a jednosmernej spojky alebo spoločnou pákou piestov, resp. ojnic motora a piestových tyčí plunžrov.These problems are overcome by the invention of a multi-cylinder four-stroke gas or liquid fuel engine with a tangential arrangement of cylinders of at least four pieces around a central drive shaft with opposing movement of a pair of pistons having a common combustion chamber, the essence of which is cylinder heads. in the so-called. the corners of the block formed by the active ends of the cylindrical segments with circular cross-section pistons, wherein the means for converting the linear movement of the pistons to the rotary movement are located in the central parts of the cylinders of the segments. These transmission devices can be carried out by various means, for example by means of a crank mechanism and gears, by means of a lever and a one-way clutch, or by means of a common piston lever, respectively. connecting rods of engine and plunger rods.

Výhodou riešenia podía vynálezu je predovšetkým velká sériovost súčiastek motora pri výrobě, stavebnicový charakter motora. Blok motora, skladajúci sa napr. zo štyroch samostatných dvojvalcov, podobných motorom typu ploché dvojča je zložený zo 4 kusov naprosto rovnakých dvojčinných valcov, alebo 8 kusov jednočinných valcov, 4 ks středových častí 4 ks hláv, tvoriacich spalovacie komory.The advantage of the solution according to the invention is, in particular, the large series production of engine components, the modular nature of the engine. Engine block, consisting e.g. of four separate twin cylinders, similar to a flat twin engine, is composed of 4 pieces of exactly the same double-acting cylinders, or 8 pieces of single-acting cylinders, 4 pieces of central parts of 4 pieces of heads forming combustion chambers.

Válcové segmenty navzájom a segmenty s hlavami mdžu byt spojené běžným spojovacím materiálom, napr. skrutkami.The cylindrical segments and the head segments may be joined by conventional fasteners, e.g. screws.

. Salšou výhodou je lepšie rozloženie zdroja tepelnej energie po vonkajšom povrchu motora s tým, že je polovičný počet spalovacích kom8r, než valcov.. A further advantage is a better distribution of the thermal energy source over the outer surface of the engine, with half the number of combustion chambers than the cylinders.

Výhodné je toto usporiadanie valcov pri dosahovaní vysokých výkonov, pretože súčet výkonov jednotlivých valcov, resp. dvojvalcov sa može prenášat na ústředny válcový hriadef skoro neobmezeného priemeru.This arrangement of the rollers is advantageous in achieving high outputs, since the sum of the outputs of the individual rollers, respectively. Double cylinders can be transmitted to the central cylindrical shaft of almost unlimited diameter.

Zvyšovanie výkonov motorov podlá vynálezu je možné združením ťubovolného počtu blokov motora.Increasing the engine power according to the invention is possible by combining any number of engine blocks.

Sálej je možné medzi výhody radit zisk protichodných otáčok v jednej ose súčasne, bez nutnosti zastavovat motor. Predmet vynálezu umožňuje realizáciu roznych prevodov mechanickej sily, napr. Využitie priamočiareho pohybu dvojčinných piestov spalovacieho motora na priaray náhon piestových čerpaďiel alebo kompresorov.It is possible to classify the gain of opposing speeds in one axis simultaneously without the need to stop the engine. The object of the invention enables the realization of various mechanical force transmissions, e.g. Utilization of linear movement of double-acting pistons of internal combustion engine for direct drive of piston pumps or compressors.

Na připojených výkresoch je na obr. 1 znázorněný schématicky rez blokom motora podfa vynálezu rovinou kolmou na os hlavného hrideía. Na obr. 2 je schéma bokorysu jednoho bioku motora so znázorněnými vývodmi krúťiaoej sily so zalomených hriadeíov na ozubené koleso hlavného hriadela. Na obr. 3 je alternativně riešenie motora v agregáte s čerpadlom alebo kompresorom a na obr. 4 je znázorněný motor s vývodom otočných sil na hriadeíe s opačným smyslom otáčok.In the accompanying drawings, FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an engine block according to the invention in a plane perpendicular to the axis of the main shaft. In FIG. 2 is a side elevational diagram of one motor biocolor showing the crankshaft torsion force outlets on the main shaft gear. In FIG. 3 is an alternative embodiment of an engine in a pump or compressor aggregate; and FIG. 4 shows a motor with a rotational force output on the shaft with the opposite sense of rotation.

Motor sa skládá zo štyroch válcových segmentov li, ktorých funkčně časti sú umiestnené po ich oboch koncoch a v nich sú uložené piesty 15. Spojovacím prvkom medzi dvorná válcovými segmentami 11 je hlava 12, ktorej dutina tvoří spaíovaciu komoru 16.The engine consists of four cylindrical segments 11, the functional parts of which are located at both ends thereof and receive the pistons 15. The connecting element between the yard cylindrical segments 11 is the head 12, the cavity of which forms the combustion chamber 16.

vin

V hlavě 12 je umiestnený ventil sací 18 a ventil výfukový 17 a okrem nich dalšie nutné příslušenstvo, ako sú zapaíovacia sviečka, sacie a výfukové kanále atd., ktoré však na výkresech nie sú znázorněné.Osi všetkých válcových segmentov 11 ležia v jednej rovině a kolmo na túto rovinu, v geometrickom střede štvorca vytvořeného válcovými segmentami ϋ je uložený hlavný hriedeí 19. Funkčně vrtania válcových segmentov 11 sú usporiadané po ich koncoch a v středných častiach válcových segmentov 11 sú uložené kíukovky 12, ktoré sú s piestami 15 spojené ojnicami 14.In the head 12 is located an intake valve 18 and an exhaust valve 17, and in addition to these other necessary accessories such as spark plugs, intake and exhaust ducts, etc., but not shown in the drawings. All of the cylindrical segments 11 lie flat and perpendicular. on this plane, the main shaft 19 is mounted in the geometric center of the square formed by the cylindrical segments Funk.

Kíukovky 13 sú na jednom konci predlžené cez blok motora a opatřené sú pastorkami 21. pomocou ktorých sa otáčky kíukovky 13 prenášajú cez ozubené koleso 20 na hlavný hriadel¹ 12.The knobs 13 are extended at one end through the engine block and are provided with pinions 21. by means of which the turns of the knobs 13 are transmitted via the gear 20 to the main shaft ¹ 12.

Možnost kombinácie motora podlá vynálezu v agregáte s čerpadlem alebo kompresorom představuje obr. 3, kde sú piesty 15 segmentu 11 ojnicami 14 spojené s pákou 25 „ výkyvnou okolo středového čapu 26. Na páku 25 sú jedným koncom připojené piestne tyče 24, na ktorých druhom konci sú plunžre 23 čerpadiel, pohybujúce sa vo valcoch 22 čerpadiel.The possibility of combining an engine according to the invention in an aggregate with a pump or compressor is shown in FIG. 3, where the pistons 15 of the segment 11 are connected by a connecting rod 14 to the lever 25 "pivotable about the central pin 26. The piston rods 24 are connected at one end to the lever 25, at the other end are pump plungers 23 moving in the pump cylinders 22.

Sinnost motora je možné vysvětlit na příklade prevedenia, znázorněného na obr. 1,The operation of the engine can be explained by means of the embodiment shown in FIG. 1

Ked nastáva v hornej právej spaíovacej komoře l6 explozia, prilahlé piesty 15 sú vrhané do dolnej krajnej polohy. Keďže sú pohyby všetkých piestov 15 navzájom přepojené a synchronizované bud cez pastorky 21 a spoločné ozubené koleso 20 alebo cez páky 25., nastáva v dolnej právej spaíovaeej komoře 16 kompresia, v dolnej íavej spaíovacej komoře nastáva sanie a v hornej íavej spaíovacej komoře prebieha výfuk spalin. Tento cyklus pokračuje postupné v smere pohybu hodinových ručičiek, tj. v komoře l6 vpravo dolu explozia, kompresia víavo dolu, hoře víavo sanie a hoře vpravo výfuk, atd. U tohoto příkladu sa všetky pastorky 2j otáčajú jedným smerom. Na obr. 4 je však příklad, keď sa dva a dva náprotivné kíukovky 13 spolu s pastorkami 21 otáčajú rSznym smerom, čo sa dosiahne zoradením polohy dvoch náprotivných pestorkov 21 voči ozubenému kolesu 20 bez potřeby iných zásahov.When an explosion occurs in the upper right combustion chamber 16, the adjacent pistons 15 are thrown into the lower limit position. Since the movements of all the pistons 15 are interconnected and synchronized either through the pinion 21 and the common gear 20 or via the levers 25. compression occurs in the lower right combustion chamber 16, suction occurs in the lower left combustion chamber and exhaust gas is exhausted in the upper left combustion chamber. This cycle continues in a clockwise direction, ie. in chamber 16 right down explosion, left down compression, left side intake and top right exhaust, etc. In this example, all the sprockets 2j rotate in one direction. In FIG. 4, however, is an example where two and two opposing knobs 13, together with the pinions 21, rotate in a different direction, which is achieved by shifting the position of the two opposing sprockets 21 relative to the gear 20 without the need for other interventions.

Pri alternativě znázornenej na obr. 3 sa synchronizácia pohybov vykonává pákami 25. ktoré ďalej možu vykonávat funkciu prostriedku na přenos sil na plunžre 23 čerpadiel, alebo na vstupnú část jednosmernej spojky, meniacej kmitavý pohyb páky 25 na súvislý otáčavý pohyb.In the alternative shown in FIG. 3, the synchronization of the movements is performed by the levers 25, which can furthermore act as a force transmission means on the pump plunger 23, or on the input portion of the direct clutch, converting the oscillating movement of the lever 25 into a continuous rotational movement.

Motor podía vynálezu najde uplatněni® pri pohone dopravných prostriedkov, ale aj u stacionárnych náhonov na pohon alternátorov, dynára, hydrogenerátorov, kompresorov a čerpadiel.The engine according to the invention finds application in the propulsion of means of transport, but also in stationary drives for the operation of alternators, dyno, hydrogen generators, compressors and pumps.

Použitím motora podía vynálezu v agregáte s hydraulickým čerpadlom u dopravných proatriedkov sa umožňuje realizácia hydraulického pohonu, čím odpadá potřeba spojky, rýchlost nej fckrine a diferenoiálu.The use of the engine according to the invention in a hydraulic pump unit for conveying means enables the hydraulic drive to be realized, thereby eliminating the need for a clutch, speed fckrine and differential.

Výhodou použitia motorov podťa vynálezu u stacionárny pohonoV je možnost regulácie vstupných výkonov tým, že sa stavebnicové mtřžu -radit jednotlivé bloky raotora za sebou v ťubovoínom počte.The advantage of using the motors according to the invention in stationary drives is the possibility of regulating the input power by modulating the individual blocks of the rotor in sequence in any number.

Hoci sa javí najvýhodnejšou koncepcia motora s dsmymi jednočinnými alebo štyrma dvoj činnými valoami, resp. piestami, nie je možné vylúčit koncepclu s tangenciálnym ueporiadaním vačšieho počtu valcov do kruhu, připadne usporiadaním motora, kde by jednotlivé válce nahradili výseče anuloidu.Although the most advantageous design of the engine with two single-acting or four double-acting cylinders, respectively, seems to be the most advantageous. with the pistons, it is not possible to exclude a concept with a tangential arrangement of a larger number of cylinders in a circle, or an arrangement of the engine where individual cylinders would replace the sectors of the torus.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION

A four-stroke, multi-cylinder, liquid or gaseous fuel engine having a tangential arrangement of at least four pieces of cylinder around a central shaft with opposing movement of a pair of pistons and a common return chamber, characterized in that the heads (12 ' with pistons (15) of circular cross-section, the means for converting the linear movement of the pistons (15i to the pivotable) are located in the central part of the cylindrical segments (11).

A four-stroke internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the means for converting the linear movement of the pistons (15) to the rotational movement is a pinion (21) mounted on the pivot of the puck (13). , non-rotatably coupled to the main shaft (19).