Vynález se týká oblasti spalovacích motorů. Jedná s o tzv. šroubový spalovací motor, který má některé nové vlastnosti oproti v současnosti nejpoužívanějšímu pístovému spalovacímu motoru s klikovým mechanismem.The invention relates to the field of internal combustion engines. It is a so-called screw internal combustion engine, which has some new features compared to the most commonly used piston internal combustion engine with a crank mechanism.
Šroubový spalovací motor se podobá mechanickou konstrukcí šroubovému pneumatickému motoru nebo kompresoru. Nedá se však s ním zaměnit ve své činnosti, obdobně jako se nedá Zííměnit pístový spalovací motor s pístovým pneumatickým motorem nebo kompresorem. Vlastní koncepce a činnost šroubového spalovacího motoru je založena na zcela jiném principu než u pneumatického šroubového motoru. Pneumatický šroubový motor, který má konstantní, stoupání šroubovice nebo konstantní šířku závitové mezery, může jako motor pracovat pouze ve vztahu k vnějšímu zdroji tlakového média, není však schopen sám o sobě vytvořit spalovací cyklus. Kdežto konstrukce spalovacího šroubového motoru je uzpůsobena tak, že vytváří spalovací cyklus tj. jednotlivé jeho fáze - sání, kompresi, zážeh s expanzí a výfuk. Schématický popis funkce šroubového spalovacího motoru je znázorněn na připojeném obrázku.A screw internal combustion engine resembles a mechanical design of a screw pneumatic motor or compressor. However, it cannot be confused with it in its operation, as it is not possible to confuse a reciprocating internal combustion engine with a reciprocating pneumatic engine or compressor. The concept and operation of the screw internal combustion engine is based on a completely different principle than the pneumatic screw motor. A pneumatic screw motor having a constant, helical pitch or constant thread gap width can operate as an engine only in relation to an external source of pressure medium, but is not able to create a combustion cycle per se. While the design of the internal combustion engine is designed to create a combustion cycle, ie its individual phases - intake, compression, expansion ignition and exhaust. A schematic description of the operation of the screw internal combustion engine is shown in the attached figure.
Šroubový spalovací motor se skládá ze skříně 1_ motoru a ze šroubových rotorů. U rotorů se mění tvar šroubovice, tj. bud stoupání šroubovice, nebo šířka šroubovice a závitové mezery, dále bude uváděno jen stoupání šroubovice. Změna stoupání šroubovice u hnacího rotoru 2 způsobuje v první části rotoru, kde je stoupání šroubovice větší, sání přes sací otvor 4_. Ke středu hnacího rotoru 2_, kde se stoupání šroubovice zmenšuje, nastává komprese v kompresním prostoru 5 a dále pak nastává zářeh nebo vstřik paliva ve spalovacím prostoru 6.. V druhé části rotoru se pak stoupání šroubovíc* opět zvětšuje a zde nastává expanze v expanzním prostoru _7 a později výfuk přes výfukový otvor 2· Druhý rotor 3 má opačný profil než hnací rotor 2, do které zapadá, a uzavírá tak společně se skříní _1 motoru pracovní prostor.The screw internal combustion engine comprises a motor housing 1 and screw rotors. In the case of rotors, the shape of the helix changes, i.e. either helix pitch, or the width of the helix and the threaded gaps, only helix pitch will be reported. Changing the helix pitch of the drive rotor 2 causes suction through the suction opening 4 in the first part of the rotor, where the helix pitch is greater. To the center of the drive rotor 2, where the pitch of the helix decreases, compression occurs in the compression space 5, and then the ignition or fuel injection in the combustion space 6 occurs. In the second part of the rotor the pitch of the helices increases again. 7 and later the exhaust through the exhaust port 2. The second rotor 3 has a profile opposite to the drive rotor 2 into which it fits, thus closing the working space together with the motor housing 1.
Hnací síla je vyvozována tlakem plynu na stěny šroubovice hnacího rotoru 2_. Velikost hnací síly je dána součinem přetlaku plynu v pracovním prostoru a rozdílem stoupání šroubovice, respektive rozdílem šířek závitové mezery v místech uzavření pracovního prostoru druhým rotorem 2· Vhodný průběh komprese a expanse se dá určit odpovídajícím průběhem stoupání šroubovice a počtem závitů šroubovice na rotoru.The driving force is exerted by the gas pressure on the helix walls of the drive rotor 2. The magnitude of the driving force is given by the product of the overpressure of the gas in the working space and the difference of the helix pitch, or the difference of the thread gap widths at the work space closure by the second rotor.
Oproti v současné době nejrozšířenějšímu klasickému pístovému spalovacímu motoru s klikovým mechanismem, má šroubový motor tyto výhody;Compared to the currently widespread conventional piston internal combustion engine with crank mechanism, the screw engine has these advantages;
Velice jednoduchou konstrukci a tím i vysokou spolehlivost, životnost a menší výrobní pracnost. Vysokými otáčkami Šroubového motoru a uskutečnění celého spalovacího cyklu během jedné otáčky motoru se dosáhne menších rozměrů, nízké váhy a vysokého měrného výkonu oproti klasickému pístovému motoru s klikovým mechanismem. Odstraněním klikového mechanismu, sacích a výfukových ventilů se značně sníží mechanické ztráty a docílí klidný chod motoru. Dá se předpokládat, že při použití vhodných materiálů (např. keramických apod.) a dostatečně přesné výrobě, nebude potřeba mazání a chlazení motoru, při jeho značné životnosti. Rovněž se dá předpokládat necitlivost na složení paliva a jeho různé přísady a tím se sníží náklady na výrobu paliva a zároveň se sníží škodliviny ve výfukových plynech. Toto vše dává předpoklad k dosažení celkové daleko vyšší účinnosti šroubového spalovacího motoru oproti pístovému spalovacímu motoru s klikovým mechanismem. Nevýhodou šroubového motoru je vysoká náročnost na přesnost výroby.Very simple construction and thus high reliability, durability and less manufacturing effort. The high speed of the screw motor and the complete combustion cycle within a single engine speed results in smaller dimensions, low weight and high specific power compared to a conventional piston engine with a crank mechanism. Removing the crank mechanism, intake and exhaust valves greatly reduces mechanical losses and ensures smooth engine operation. It can be assumed that with the use of suitable materials (eg ceramic, etc.) and sufficiently precise manufacture, there will be no need for lubrication and cooling of the engine, with its considerable service life. Insensitivity to the composition of the fuel and its various additives can also be assumed, thus reducing the cost of fuel production while reducing pollutants in the exhaust gas. All this provides a prerequisite for achieving a much higher efficiency of a screw internal combustion engine than a piston internal combustion engine with a crank mechanism. The disadvantage of the screw motor is the high demands on manufacturing accuracy.