CZ20023507A3 - Apparatus for converting thermal energy to mechanical energy or for compressing fluid media, in particular internal combustion engine - Google Patents
Apparatus for converting thermal energy to mechanical energy or for compressing fluid media, in particular internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- CZ20023507A3 CZ20023507A3 CZ20023507A CZ20023507A CZ20023507A3 CZ 20023507 A3 CZ20023507 A3 CZ 20023507A3 CZ 20023507 A CZ20023507 A CZ 20023507A CZ 20023507 A CZ20023507 A CZ 20023507A CZ 20023507 A3 CZ20023507 A3 CZ 20023507A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- piston
- head
- circular
- cylindrical parts
- wall
- Prior art date
Links
Landscapes
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Abstract
Description
Zařízení k přeměně tepelné energie v energii mechanickou nebo ke stlačování plynných a kapalných médií, zejména spalovací motorApparatus for converting thermal energy into mechanical energy or for compressing gaseous and liquid media, in particular an internal combustion engine
Oblast technikyTechnical field
Vynález se týká konstrukce zařízení k přeměně tepelné energie v energii mechanickou nebo ke stlačování plynných a kapalných médií, zejména spalovacího motoru.The invention relates to the construction of a device for converting thermal energy into mechanical energy or for compressing gaseous and liquid media, in particular an internal combustion engine.
Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
Je známa celá řada konstrukčních koncepcí zařízení k přeměně tepelné energie v energii mechanickou, které jsou ve velké míře realizovány ve formě pístových spalovacích motorů s vratně nebo rotačně se pohybujícími písty. Zvyšování výkonů spalovacích motorů je dosahováno především zvyšováním otáček, počtem pracovních cyklů, různými poměry uspořádání klikových mechanismů, tvarováním pístů a válců nebo úpravami dávkování a vstřikování paliva.A number of design concepts are known for converting thermal energy into mechanical energy, which are largely realized in the form of reciprocating or rotary reciprocating internal combustion engines. Increasing the performance of internal combustion engines is primarily achieved by increasing the engine speed, the number of operating cycles, the various ratios of the crank mechanism arrangement, the shaping of the pistons and cylinders, or by adjusting the dosing and fuel injection.
U spalovacích motorů s vratně se pohybujícími písty a s přesně oddělenými pracovními dobami lze dosáhnout výhodných kompresních poměrů a tím i nízké hodnoty spotřeby paliva, jejich konstrukce je však komplikována složitým klikovým a rozvodovým ústrojím.In internal combustion engines with reciprocating pistons and with precisely separated working times, advantageous compression ratios and thus low fuel consumption can be achieved, but their design is complicated by a complex crankshaft and timing system.
Zařízení a motory s rotačně protiběžně se pohybujícími písty, například tzv. Wankelovy motory, jsou charakterizovány některými nedostatky, například kinematickou složitostí zařízení, malým objemovým výkonem, poměrně nízkým kompresním poměrem, vysokými nároky na konstrukční materiály a těsnění,Devices and engines with rotary counter-rotating pistons, such as Wankel engines, are characterized by some shortcomings, such as the kinematic complexity of the device, low volumetric capacity, relatively low compression ratio, high demands on construction materials and seals,
• « · · · ·• «· · · ·
-2vyplývajícími z jejich konstrukčního principu. Při snaze o zvýšení účinnosti tohoto typu spalovacích motorů se používají různé konstrukční prostředky, jako jsou kluzné lišty, uplatněné například v řešení dle CZ UV 2966, kde píst nebo jeho obvodová část je tvořena plochou lištou upevněnou k hřídeli a nebo k pevnému dílu pístu vícedílnou vzpěrou, tvořenou vzájemně suvně uloženými částmi. Rovněž je známo řešení rotačního spalovacího motoru dle CZ UV 8926 tvořeného dvěma dutými souosými válci, kde kroutící moment je vyvoláván přenosem tlaku expandujícího média přímo na vnitřní rotační válec. U tohoto provedení je na vnitřním válci vytvořen nálitek opatřený těsnícími lištami a na tělese vnějšího válce jsou umístěny sací a výfukové uzávěrky, ventily, zapalovací svíčky a další mechanismy. Přestože u tohoto provedení nedochází při rotaci pístu k žádným rázům, což má za následek klidný a tichý chod motoru, je konstrukce poměrně složitá.-2 resulting from their design principle. In order to increase the efficiency of this type of internal combustion engines, various constructional means, such as slide rails, are used, for example, in the solution according to CZ UV 2966, wherein the piston or its peripheral part is formed by a flat rail attached to the shaft or to the fixed part of the piston by a multi-part strut. formed by slidingly mounted parts. It is also known to design a rotary internal combustion engine according to CZ UV 8926 consisting of two hollow concentric cylinders, wherein the torque is produced by transferring the pressure of the expanding medium directly to the inner rotary cylinder. In this embodiment, a boss is provided on the inner cylinder with sealing strips and the outer cylinder body is provided with intake and exhaust shutters, valves, spark plugs and other mechanisms. Although in this embodiment, there are no shocks when the piston rotates, resulting in a quiet and silent operation of the engine, the structure is relatively complex.
Konečně je známo řešení dle CZ PV 1999-2, kde ve statoru se protiběžně otáčejí dva rotory synchronizované převodovým mechanizmem umístěným mimo vlastní spalovací prostor a opatřené na obvodu vybráními a výstupky různých tvarů, které do sebe vzájemně zapadají. Jeden z rotorů opatřený vybráními pak může být v alternativním případě nahrazen hradítky. Ke zlepšení účinnosti jsou pak výstupky rotorů i obvodové plochy statoru opatřeny těsnícími lištami. Nevýhodou tohoto řešení je nutnost synchronizace otáčení rotorů pro vzájemné zapadnutí výstupků a vybrání a zároveň použití těsnících lišt, které mohou být zdrojem poruch těsnosti či funkčnosti při jednotlivých pracovních fázích činnosti motoru.Finally, a solution according to CZ PV 1999-2 is known, in which two rotors synchronized by a gear mechanism located outside of the combustion chamber and provided with recesses and protrusions of different shapes interlocking in the opposite direction rotate in the stator. Alternatively, one of the rotors provided with recesses can be replaced by gates. In order to improve the efficiency, the projections of the rotors and the peripheral surfaces of the stator are provided with sealing strips. The disadvantage of this solution is the necessity of synchronization of rotations of the rotors to engage the protrusions and recesses and at the same time the use of sealing strips, which can be a source of leakage or functionality disturbances during individual working phases of the engine operation.
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
Uvedené nevýhody odstraňuje do značné míry zařízení k přeměně tepelné energie v energii mechanickou nebo ke stlačování plynných a kapalných médií, zejména spalovací motor, sestávající ze statoru, jehož vnitřní prostor je ohraničen minimálně dvěma vzájemně se překrývajícími válcovými částmi vytvářejícímiTo a large extent, the above-mentioned disadvantages are eliminated by a device for converting thermal energy into mechanical energy or for compressing gaseous and liquid media, in particular an internal combustion engine comprising a stator whose interior space is bounded by at least two mutually overlapping cylindrical parts forming
-3společné mezikruží, v jehož oblasti jsou do statoru zaústěny sací kanál a výtlačný kanál, přičemž ve válcových částech jsou na vzájemně protisměrně se otáčejících hřídelích, které jsou kinematicky spřaženy vnějším převodovým mechanismem, uchyceny tvarovaný píst a tvarovaná hlava. Podstatou vynálezu je, že povrch pístu je tvořen na sebe navazujícími dnem, přední stěnou, odvalovací stěnou a zadní stěnou, povrch hlavy je tvořen minimálně dvěma symetricky uspořádanými vybráními spojených obvodovými plochami, když veškeré části povrchů jsou tvarovány tak, že jednak zajišťují vytváření variabilně se měnících meziprostorů pro stlačování média, jednak vzájemné odvalování se odvalovací stěny pístu a obvodových ploch hlavy a jednak kopírování ploch válcových částí statoru dnem pístu a obvodovými plochami hlavy.A common annular ring, in the region of which the suction channel and the discharge channel extend into the stator, wherein a shaped piston and a shaped head are mounted in cylindrical parts on mutually opposing rotating shafts, which are coupled kinematically by an external transmission mechanism. It is an object of the invention that the surface of the piston is formed by a contiguous bottom, front wall, rolling wall and rear wall, the surface of the head being formed by at least two symmetrically arranged recesses connected by circumferential surfaces when all parts of the surfaces are shaped to and the circumferential surfaces of the head and, on the other hand, the copying of the surfaces of the cylindrical portions of the stator through the bottom of the piston and the peripheral surfaces of the head.
Další podstatou vynálezu je, že dno pístu je tvořeno obloukem, jehož zaoblení odpovídá velikosti poloměru pístové válcové části, přičemž dno přechází na jedné straně přes první náběhovou hranu na přední stěnu a na druhé straně přes druhou náběhovou hranu na zadní stěnu, když přední stěna a zadní stěna jsou propojeny kruhovou odvalovací stěnou, kde napojení je přes první přechodovou hranu a druhou přechodovou hranu.It is a further object of the invention that the piston base is formed by an arc whose radius corresponds to the radius of the piston cylindrical portion, the bottom passing on one side through the first leading edge to the front wall and on the other side across the other leading edge to the rear wall when the front wall and the rear wall is connected by a circular rolling wall, where the connection is through the first transition edge and the second transition edge.
Také je podstatné, že přední stěna pístu je tvořena náběhovou dostředně směrovanou částí první pístové křivky vzniklou pohybem průsečíku (A) válcových částí ohraničených kruhovými plochami na pístové kruhové ploše při otáčení těmito kruhovými plochami doprava a zadní stěna pístu je tvořena náběhovou dostředně směrovanou částí druhé pístové křivky vzniklou pohybem průsečíku (B) válcových částí na pístové kruhové ploše při otáčení kruhovými plochami doleva.It is also essential that the front wall of the piston is formed by the leading centrally directed portion of the first piston curve formed by the movement of the intersection (A) of the cylindrical portions bounded by the circular surfaces on the piston circular surface when rotating these circular faces to the right. the curves generated by the movement of the intersection (B) of the cylindrical portions on the piston circular surface when rotating the circular surfaces to the left.
Rovněž je podstatou vynálezu, že zaoblení obvodových ploch spojujících vybrání hlavy, odpovídá poloměru hlavové válcové části vnitřního prostoru, přičemž přechody mezi vybráními a obvodovými plochami jsou tvořeny kontaktními hranami a styčnými hranami.It is also an object of the invention that the rounding of the peripheral surfaces connecting the recesses of the head corresponds to the radius of the head cylindrical part of the interior space, the transitions between the recesses and the peripheral surfaces being formed by contact edges and contact edges.
Podstatou vynálezu je také skutečnost, že tvary vybrání jsou tvořeny oblouky opsanými nad hlavovými křivkami vzniklými při pohybu průsečíků (A, B) válcových částí ohraničených kruhovými plochami na hlavové kruhové ploše při otáčení těmito kruhovými plochami doprava a doleva.It is also an object of the invention that the recesses are formed by arcs described above the head curves formed by the movement of the intersections (A, B) of the cylindrical portions bounded by the circular surfaces on the head circular surface when rotating these circular surfaces to the right and left.
Konečně je podstatou vynálezu, že při zachování vztahu mezi poloměry válcových částí vzhledem ke středům otáčení pístu a hlavyFinally, it is an object of the invention that, while maintaining the relationship between the radii of the cylindrical portions relative to the centers of rotation of the piston and the head
Γρ + Γή > Sp + Sh platí vztahy rP rh Spρ + Γή> Sp + Sh holds relationships r P r h
Kt : K2 = 1 : (1 až 20), kde (Ki : K2) je převodový poměr mezi pístovým převodovým kolem a hlavovým převodovým kolem převodového mechanismu.Kt: K 2 = 1: (1 to 20), where (Ki: K 2 ) is the gear ratio between the piston gear and the overhead gear of the gear mechanism.
Nová jednoduchá konstrukce zařízení podle vynálezu s minimálním počtem pohybujících sé součástí nepotřebuje ke své činnosti pro mechanické předělení jednotlivých pracovních fází žádná hradítka, vybrání, výstupky, teleskopické vzpěry či lišty, když tvary rotačního pístu a rotační hlavy zajišťují potřebnou změnu tří pracovních prostorů při nasávání, stlačování a expanzi plynule pouze zvláštním posouváním a odvalováním při otáčivém pohybu, který je přenášen přímo na hnací hřídele bez pomoci klikového mechanizmu. Toto uložení dovoluje vytvoření mikroštěrbiny jak mezi rotačním pístem a rotační hlavou tak mezi statorem a rotujícími díly, takže nebude nutno zajišťovat mazání a jednotlivé díly se nebudou opotřebovávat. U zařízení bude možno uplatnit pouze jednoduchý princip rozvodu, když bude možno využít pro plnění a výplach spalovacího prostoru rotační hlavy jako rotačního šoupátka. Další výhodou je, že spalovací proces může probíhat při vyšších teplotách s minimální potřebou chlazení, zařízení má malou hmotnost a rozměry a při jeho konstrukci je možno využít keramické materiály.The new simple construction of the device according to the invention with a minimum number of moving parts does not require any gates, recesses, projections, telescopic struts or bars to operate for mechanical separation of the individual working phases, as the shapes of the rotary piston and rotary head compression and expansion steplessly by only moving and rolling in a rotational motion, which is transmitted directly to the drive shafts without the aid of the crank mechanism. This arrangement allows the formation of a micro-slot both between the rotary piston and the rotary head and between the stator and the rotating parts, so that there will be no need for lubrication and the individual parts will not wear out. Only a simple distribution principle can be applied to the device when it can be used as a rotary slide for filling and flushing the rotary head combustion chamber. Another advantage is that the combustion process can be carried out at higher temperatures with a minimum cooling requirement, the device has a small weight and dimensions, and it is possible to use ceramic materials in its construction.
·· ·· r * · » · ' » · ··· ·· r *
-5Popis obrázků na připojených výkresech-5Description of figures in the attached drawings
Konkrétní příklady konstrukce zařízení podle vynálezu jsou schématicky znázorněny na připojených výkresech, kdeSpecific examples of construction of the device according to the invention are schematically shown in the accompanying drawings, where
- obr.1 je celkové schéma základní konstrukce zařízení včetně převodového mechanismu,- Fig. 1 is a general diagram of the basic design of the device including the gear mechanism,
- obr.2 je detailní schéma zařízení obsahujícího jeden píst a jednu hlavuFig. 2 is a detailed diagram of a device comprising one piston and one head
- obr.3 je geometrické schéma základního provedení zařízení pro objasnění teorie tvarování pístu a hlavy při převodovém poměru 1:2Fig. 3 is a geometric diagram of a basic embodiment of a device for explaining the theory of piston and head shaping at a gear ratio of 1: 2
- obr.4 je znázornění vzniku křivek ploch přední a zadní stěny pístuFig. 4 is an illustration of the formation of curves of the surfaces of the front and rear walls of the piston
- obr.5 je znázornění vzniku křivek ploch vybrání hlavyFig. 5 is an illustration of the formation of curves of the head recess areas
- obr.6.1 až obr.6.5 představují jednotlivé fáze činnosti zařízeníFigures 6.1 to 6.5 represent the various stages of operation of the device
- obr.7 schéma příkladu alternativní konstrukce tříválcového zařízení pro zvolený převodový poměr 1:57 is a diagram of an example of an alternative design of a three-cylinder device for a selected 1: 5 transmission ratio
Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Zařízení podle vynálezu je v základním provedení dle obr.1 sestává ze statoru 1, jehož vnitřní prostor 11 je ohraničen dvěma válcovými částmi 111 a 112, které se vzájemně překrývají a vytvářejí společné mezikruží, jehož šířka je ohraničena průsečíky A, B válcových částí 111, 112. V oblasti mezikruží jsou do vnitřního prostoru 11 statoru 1 zaústěny z jedné strany sací kanál 2 a z druhé strany výfukový kanál 3. Ve válcových částech 111, 112 vnitřního prostoru H jsou na hřídelích 41. 51 uchyceny tvarovaný píst 4 a tvarovaná hlava 5, přičemž hřídele 41. 51 jsou spřaženy vnějším převodovým mechanismem 6, obsahujícím ozubená převodová kola 61. 62, zabezpečující vzájemně protisměrné otáčení hřídelí 41, 51 a tím i pístu 4 a hlavy 5.The device according to the invention in the basic embodiment according to FIG. 1 consists of a stator 1 whose interior space 11 is bounded by two cylindrical parts 111 and 112, which overlap one another and form a common annulus whose width is bounded by the intersections A, B of the cylindrical parts 111. 112. In the area of the annulus, the intake duct 2 and the exhaust duct 3 open into the inner space 11 of the stator 1 and the shaped piston 4 and the shaped head 5 are mounted on the shafts 41, 51. wherein the shafts 41, 51 are coupled by an external gear mechanism 6 comprising gear wheels 61, 62, providing for reciprocating rotation of the shafts 41, 51 and thus of the piston 4 and the head 5.
-6Tvarování pístu 4 a hlavy 5 zajišťující ve vnitřním prostoru 11. vytváření variabilně se měnících meziprostorů pro jednotlivé pracovní fáze zařízení, vzájemné odvalování se částí ploch pístu 4 a hlavy 5 a odvalování se částí ploch pístu 4 a hlavy 5 po plochách válcových částí 111, 112 statoru 1 je závislé a určováno velikostí převodového poměru hý ; K2 mezi převodovými koly 61, 62, vzdáleností os hřídelí 41, 51. a velikostí poloměrů rE a fh pístové válcové části 111 a hlavové válcové části 112 vnitřního prostoru 11. Teorie vlastní konstrukce tvarování ploch pístu 4 a hlavy 5 bude objasněna následně.- Shaping of the piston 4 and the head 5 ensuring in the interior space 11 the creation of variable changing spaces for individual working phases of the device, mutual rolling of parts of the surfaces of the piston 4 and the head 5 and rolling of parts of the surfaces of the piston 4 and the head 5 112 of the stator 1 is dependent and determined by the magnitude of the transmission ratio h1; K2 between the gear wheels 61, 62, the distance between the axes of the shafts 41, 51 and the size of the radii r E and fh of the piston cylindrical portion 111 and the cylindrical cylindrical portion 112 of the inner space 11.
Povrch pístu 4 je tvořen obloukovým dnem 401, které přechází na jedné straně přes první náběhovou hranu 402 na přední stěnu 403 a na druhé straně přes druhou náběhovou hranu 404 na zadní stěnu 405. Přední stěna 403 a zadní stěna 405 jsou pak propojeny kruhovou odvalovací stěnou 406, kde napojení je přes první přechodovou hranu 407 a druhou přechodovou hranu 408.The surface of the piston 4 is formed by an arched bottom 401 which passes on one side through the first leading edge 402 to the front wall 403 and on the other side via the other leading edge 404 to the rear wall 405. The front wall 403 and the rear wall 405 are then connected by a circular rolling wall 406, wherein the connection is over the first transition edge 407 and the second transition edge 408.
Povrch hlavy 5 je tvořen při znázorněném převodovém poměru 1:2 dvěma protilehlými vybráními 501, 501které jsou spojeny obvodovými plochami 502, 502' korespondujícími s hlavovou válcovou částí 112 vnitřního prostoru 11. Přechody mezi vybráními 501, 5011 a obvodovými plochami 502, 502' jsou tvořeny kontaktními hranami 503, 503' a styčnými hranami 504, 504'.The surface of the head 5 is formed as shown at gear ratio 1: 2 with two opposite recesses 501 501které are connected to circumferential surfaces 502, 502 'corresponding to a cylindrical head portion 112 of the internal space 11. The transitions between the recesses 501, 501 1, and the peripheral surfaces 502, 502' are formed by contact edges 503, 503 'and contact edges 504, 504'.
Při vytváření tvarů pístu 4 a hlavy 5 se vychází z teorie vzájemného odvalování průsečíků A, B válcových částí 111, 112 vnitřního prostoru H, které tvoří protínající se kružnice o poloměrech rE a fh, jak je znázorněno na obr.3. Středy otáčení SE a Sh kružnic jsou pomocí hřídelí 41 a 51 spřaženy se vzájemně zabírajícími převodovými koly 61, 62, čímž je zajištěno protisměrné otáčení kružnic ohraničujících kruhové plochy PE a Ph.The shape of the piston 4 and the head 5 is based on the theory of mutual rolling of the intersections A, B of the cylindrical parts 111, 112 of the inner space H, which form intersecting circles with radii r E and fh, as shown in Fig. 3. The centers of rotation S E and Sh of the circles are coupled to the interlocking gear wheels 61, 62 by means of shafts 41 and 51, thereby ensuring a counter-rotation of the circles delimiting the circular surfaces P E and Ph.
• · · • · * · • · · • · · ··· ··• · · · · · · · · · · ···
-7Z výše uvedeného je zřejmé, že celkový popis zařízení je prováděn pouze plošně a neřeší další související konstrukční uzly, jako jsou například rozvodové zařízení, chlazení, mazání, těsnění, setrvačník apod.From the foregoing, it is clear that the overall description of the device is provided solely across the board and does not address other related design nodes, such as a manifold, cooling, lubrication, gasket, flywheel, and the like.
Vytváření ploch pístu :Creating piston surfaces:
Pokud se otáčí výše popsanými kruhovými plochami PE a Ph zpřevodovanými v poměru 1:2 doprava, vyznačí pohybující se průsečík A na pístové kruhové ploše PE první pístovou křivku ví, jak je znázorněno na obr.4. Opačným otáčením vyznačí průsečík B na stejné pístové kruhové ploše PE druhou pístovou křivku V2, jak je rovněž patrné ze stejného obrázku. Náběhové dostředně směrované části pístových křivek ví, v2 pak jsou základem pro vytvoření tvarů přední stěny 403 a zadní stěny 405 pístu 4, které jsou propojeny obloukovým dnem 401., jehož zaoblení odpovídá poloměru {^pístové válcové části 111, a kruhovou odvalovací stěnou 406, jejíž poloměr odpovídá vzdálenosti zlomových bodů Z\ a z2 od středu otáčení SE, jejichž poloha je místem vytvoření přechodových hran 407, 408.When rotating the above-described circular surfaces P E and Ph, converted in a ratio of 1: 2 to the right, the moving intersection A on the piston circular surface P E marks the first piston curve as shown in Fig. 4. By reverse rotation, the intersection point B on the same piston ring surface P E marks the second piston curve V2, as can also be seen from the same figure. The leading centrally directed portions of the piston curves know, in 2 they form the basis for the shapes of the front wall 403 and the rear wall 405 of the piston 4, which are interconnected by an arch bottom 401 whose radius corresponds to the radius. whose radius corresponds to the distance of inflection points Z \ and 2 from the center of rotation E, whose position is a place of creation of transition edges 407, 408th
Vytvářeni ploch hlavy :Creating head surfaces:
Pokud se otáčí výše popsanými kruhovými plochami PE a Ph zpřevodovanými v poměru 1:2 doprava, vyznačí pohybující se průsečík A na hlavové kruhové ploše Ph čárkovanou první hlavovou křivku ui, jak je znázorněno na obr.5. Opačným otáčením vyznačí průsečík B na stejné hlavové kruhové ploše Ph druhou hlavovou křivku U2, jak je rovněž patrné ze stejného obrázku. Při dalším otáčení vyznačí průsečík A přesně na protější straně hlavové kruhové plochy Ph opět čárkovaně značenou analogickou první hlavovou křivku Ui’ a při opačném otáčení průsečík B analogickou druhou hlavovou křivku U2’. Opsáním společného oblouku nad hlavovými křivkami Ui, u2 či Ui’, U2’ pak vznikne tvar vybrání 501., 501 jak je rovněž patrné z obr.5. Celkový tvar hlavy 5 pak vznikne propojením vybrání 501, 50T kruhovými oblouky obvodových ploch 502, 502‘.When rotating the above-described circular faces P E and Ph, converted in a ratio of 1: 2 to the right, the moving intersection A on the circular head surface Ph marks the dashed first head curve ui as shown in Fig. 5. By reverse rotation, the intersection point B on the same head circular surface Ph marks the second head curve U2, as can also be seen from the same figure. At a further rotation, the intersection A marks exactly the opposite side of the head circular surface Ph again with a dashed analogous first head curve U1 ', and at the opposite rotation the intersection B marks an analogous second head curve U2'. Copying the common arc, over the head curves Ui, Ui or with 2 ', U2', then a shape of the recess 501, 501 is also seen from Fig.5. The overall shape of the head 5 is then formed by interconnecting the recesses 501, 50T with circular arcs of circumferential surfaces 502, 502 '.
• · · • ♦ >• · · ♦>
-8Veškeré činnosti á funkce popsaného zařízení jsou dány protisměrným otáčením pístu 4 a hlavy 5 ve statoru 1, kdy vlivem jejich výše popsaného tvarování vznikají, zanikají, popřípadě se mění velikost pracovních prostorů ve vnitřním prostoru 11 statoru 1. U spalovacích motorů se pak tyto pracovní fáze projevují jako nasávání, stlačování, výbuch a výfuk, jejichž konkrétní znázornění pro provedení pístu 4 a hlavy 5 dle obr.2 je patrné z obr.6.1. až obr.6.5. a z následujícího popisu. Popis pracovních fází je vysvětlen tak, že píst 4 pracuje vždy pouze jednou stranou, tj. pro čtyřtaktní provedení motoru. U dvoutaktního provedení motoru jsou jednotlivé fáze zdvojené, a tedy motor pracuje oběma stranami pístu 4 najednou.All the functions and functions of the described apparatus are due to the counter-rotating rotation of the piston 4 and the head 5 in the stator 1, when the above-described shaping creates, disappears or changes the size of the working spaces in the interior 11 of the stator. the phases manifest themselves as suction, compression, explosion and exhaust, the specific representation of which for the embodiment of the piston 4 and the head 5 according to Fig. 2 is apparent from Fig. 6.1. to fig.6.5. and the following description. The description of the operating phases is explained in such a way that the piston 4 operates only one side at a time, i.e. for a four-stroke engine. In the two-stroke engine design, the phases are doubled and thus the engine operates on both sides of the piston 4 at the same time.
Nasávání (obr.6.1.) :Suction (fig. 6.1.):
Plnění vnitřního prostoru 11 přes sací kanál 2 zajišťuje zadní stěna 405 pístuFilling of the interior space 11 via the suction channel 2 is provided by the rear wall 405 of the piston
4. Tato fáze nastává v okamžiku, kdy první náběhová hrana 402 pístu 4 při otáčení doprava přesáhne průsečík A válcových částí 111, 112 statoru 1. a oblouky odvalovací stěny 406 pístu 4 a druhé obvodové plochy 502’ hlavy 5 se po sobě odvalují a oddělují tak přední stěnu 403 a zadní stěnu 405 pístu 4. Dalším otáčením dosáhne druhá kontaktní hrana 503’ hlavy 5 první přechodovou hranu 407 pístu 4, ukončí se odvalovací fáze a nastává fáze posouvací. Sání je ukončeno, když první náběhová hrana 402 pístu 4 přesáhne průsečík A válcových částí 111, 112 statoru 1 a přední stěna 403 pístu začne nasáté médium stlačovat.4. This phase occurs when the first leading edge 402 of the piston 4, when rotated to the right, crosses the intersection A of the cylindrical portions 111, 112 of the stator 1 and the rolling wall curves 406 of the piston 4 and the second peripheral surface 502 'of the head 5 thus, the front wall 403 and the rear wall 405 of the piston 4. By further rotation, the second contact edge 503 'of the head 5 reaches the first transition edge 407 of the piston 4, the rolling phase is terminated and the shifting phase occurs. The suction is terminated when the first leading edge 402 of the piston 4 exceeds the intersection A of the cylindrical portions 111, 112 of the stator 1 and the front wall 403 of the piston begins to compress the aspirated medium.
Stlačování (obr.6.2.) :Compression (fig. 6.2):
Stlačování je realizováno od okamžiku, kdy první náběhová hrana 402 pístu 4 přesáhne průsečík A válcových částí 111, 112 statoru j. Přední stěna 403 pístu 4 stlačuje nasáté médium, přičemž druhá styčná hrana 504’ klouže po zadní stěně 405 pístu 4 až po druhou přechodovou hranu 408, kdy započne fáze odvalovací. Oblouky odvalovací stěny 406 pístu 4 a první obvodové plochy 502 hlavy 5 oddělí přední stěnu 403 a zadní stěnu 405 pístu 4 až po počátek fáze posouvací na přední stěně 403 pístu 4, kdy dosáhne první kontaktní hrana 503 hlavy 5 první přechodovou hranu » · * • · ··'Compression is effected when the first leading edge 402 of the piston 4 exceeds the intersection A of the stator cylindrical portions 111, 112. The front wall 403 of the piston 4 compresses the aspirated medium, the second contact edge 504 'sliding over the rear wall 405 of the piston 4 edge 408 when the rolling phase begins. The curves of the rolling wall 406 of the piston 4 and the first circumferential surface 502 of the head 5 separate the front wall 403 and the rear wall 405 of the piston 4 until the beginning of the shifting phase on the front wall 403 of the piston 4 when the first contact edge 503 of the head 5 reaches the first transition edge. · ·· '
-9407 pístu 4. Od tohoto momentu se začne utvářet v oblasti prvního vybrání 501 hlavy 5 variabilní spalovací prostor, do něhož je dalším otáčení médium stlačováno.From this moment, a variable combustion space is formed in the region of the first recess 501 of the head 5 into which the medium is compressed by further rotation.
Vytvoření spalovacího prostoru (obr.6.3.):Creation of combustion space (Fig. 6.3.):
Spalovací prostor se dotvoří, když dosáhne první kontaktní hrana 503 hlavy 5 a první náběhová hrana 402 pístu 4 prvního průsečíku A válcových částí 111, 112 statoru 1 a zároveň první styčná hrana 504 hlavy 5 a druhá náběhová hrana 404 pístu 4 druhého průsečíku B válcových částí 111, 112 statoru 4. V tomto vzájemném postavení pístu 4 a hlavy 5 je médium nahuštěno mezi dno 401 pístu 4 a první vybrání 501 hlavy 5 a dalším otáčením nastoupí pracovní fáze motoru.The combustion chamber is completed when the first contact edge 503 of the head 5 and the first leading edge 402 of the piston 4 reach the first intersection A of the cylindrical portions 111, 112 and the first contact edge 504 of the head 5 and the second leading edge 404 of the piston 4 111, 112 of the stator 4. In this relative position of the piston 4 and the head 5, the medium is inflated between the bottom 401 of the piston 4 and the first recess 501 of the head 5, and further rotation enters the working phase of the engine.
Výbuch - pracovní fáze (obr.6.4.):Explosion - working phase (fig.6.4.):
Když je stlačené médium ve spalovacím prostoru s předstihem zapáleno, započne pracovní fáze čtyřtaktního uspořádání motoru. Dalším otáčením se první náběhová hrana 402 přední stěny 403 pístu 4 a druhá kontaktní hrana 503’ hlavy přesunou přes průsečík A válcových částí 111, 112 statoru 1, otevřou spalovací prostor a spálené plyny působí na předsunutou zadní stěnu 405 pístu 4 a otáčejí pístem 4 po celou dobu pracovní otáčky.When the pressurized medium is ignited in advance in the combustion chamber, the working phase of the four-stroke engine arrangement begins. Further rotating, the first leading edge 402 of the front wall 403 of the piston 4 and the second contact edge 503 'of the head move over the intersection A of the cylindrical portions 111, 112 of the stator 1, open the combustion space and the burnt gases act on the forward rear wall 405 of the piston 4. the whole working speed.
Výfuk (obr.6.5.):Exhaust (fig. 6.5):
Výfuk spálených plynů započne, když první náběhová hrana 402 pístu 4 a druhá kontaktní hrana 503’ hlavy 5 se dalším otáčením přesunou přes průsečík A válcových částí 111, 112 statoru 1. Výfuk zajišťuje přední stěna 403 pístu 4 a spálené plyny unikají výfukovým kanálem 3. Přední stěna 403 a zadní stěna 405 pístu 4 jsou odděleny odvalovací stěnou 406 pístu a druhou obvodovou plochou 502’ hlavy 5. Výfuk je ukončen, když druhá náběhová hrana 404 pístu 4 a druhá styčná hrana 504’ hlavy 5 dosáhne druhého průsečíku B válcových částí 111, 112 statoru 1.The combustion exhaust gas starts when the first leading edge 402 of the piston 4 and the second contact edge 503 'of the head 5 are further rotated over the intersection A of the cylindrical portions 111, 112 of the stator 1. The exhaust is secured by the front wall 403 of the piston 4 and the combustion gases escape through the exhaust duct 3. The front wall 403 and the rear wall 405 of the piston 4 are separated by the piston rolling wall 406 and the second peripheral surface 502 'of the head 5. The exhaust is terminated when the second leading edge 404 of the piston 4 and the second contact edge 504' of the head 5 reaches the second intersection B , 112 stator 1.
• » » 9 99 9
99
9 » >··· «·10 »> ···« ·
-10-ΜPopsaná konstrukce není jediným možným řešením vynálezu, ale v závislosti na počtu pístů 4, převodovém poměru mezi pístovými převodovými koly 61 a hlavovým převodovým kolem 62 a vzájemném poměru velikostí poloměrů re pístových válcových částí 111 a poloměru £h hlavové válcové části 112 mohou vznikat různá provedení zařízení, jak je například znázorněn na obr.7 tříválcový motor se zvoleným převodovým poměrem 1:5.The described construction is not the only possible solution of the invention, but depending on the number of pistons 4, the ratio between the piston gear wheels 61 and the gearbox 62 and the ratio of the radii r e of the piston cylindrical parts 111 and the radius hh of the cylinder head 112 different embodiments of the device may be produced, as shown, for example, in Figure 7 of a three-cylinder engine with a selected 1: 5 gear ratio.
Průmyslová využitelnostIndustrial applicability
Zařízení podle vynálezu lze využít v různých odvětvích, kde je žádoucí zajistit přeměnu tepelné energie v energii mechanickou nebo stlačování plynných a kapalných médií, s výhodou pak při konstrukci spalovacích motorů.The device according to the invention can be used in various sectors where it is desirable to ensure the conversion of thermal energy into energy by mechanical means or by compression of gaseous and liquid media, preferably in the construction of internal combustion engines.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20023507A CZ296486B6 (en) | 2002-10-23 | 2002-10-23 | Apparatus for converting thermal energy to mechanical energy or for compressing fluid media, in particular internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20023507A CZ296486B6 (en) | 2002-10-23 | 2002-10-23 | Apparatus for converting thermal energy to mechanical energy or for compressing fluid media, in particular internal combustion engine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ20023507A3 true CZ20023507A3 (en) | 2004-06-16 |
| CZ296486B6 CZ296486B6 (en) | 2006-03-15 |
Family
ID=32400105
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20023507A CZ296486B6 (en) | 2002-10-23 | 2002-10-23 | Apparatus for converting thermal energy to mechanical energy or for compressing fluid media, in particular internal combustion engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ296486B6 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ302294B6 (en) | 2008-07-29 | 2011-02-09 | Dvorák@Jirí | Rotary-piston engine for compressible media |
| CZ306225B6 (en) | 2014-05-22 | 2016-10-12 | Jiří Dvořák | Rotary engine with geared transmission for use of the compressible medium drive |
-
2002
- 2002-10-23 CZ CZ20023507A patent/CZ296486B6/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ296486B6 (en) | 2006-03-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1495217B1 (en) | Internal combustion engine and method | |
| US11098588B2 (en) | Circulating piston engine having a rotary valve assembly | |
| US20150308272A1 (en) | Rotary piston engine, in particular with rotary pistons circulating about the ignition chamber | |
| US6401686B1 (en) | Apparatus using oscillating rotating pistons | |
| JP2013527355A (en) | Rotating piston steam engine with balanced rotary variable intake cutoff valve and second expansion with no back pressure in the first expansion | |
| JPH05503334A (en) | rotary internal combustion engine | |
| WO2012057838A2 (en) | Rotary valve continuous flow expansible chamber dynamic and positive displacement rotary devices | |
| JP3143564B2 (en) | Cam type engine | |
| US3807368A (en) | Rotary piston machine | |
| US20120195782A1 (en) | System for construction of compressors and rotary engine, with volumetric displacement and compression rate dynamically variable | |
| US20090255507A1 (en) | Piston Valve Internal Combustion Engine | |
| CZ20023507A3 (en) | Apparatus for converting thermal energy to mechanical energy or for compressing fluid media, in particular internal combustion engine | |
| US4451214A (en) | Rotary piston type fluid machine | |
| CN107514309B (en) | Reciprocating rotor piston for engine | |
| ITTO20130175U1 (en) | MECHANISM FOR AN ALTERNATIVE MACHINE | |
| CN203515794U (en) | Vane engine | |
| EP0210960A2 (en) | A rotary internal combustion engine | |
| RU2477376C2 (en) | Internal combustion engine: five-stroke rotary engine with rotary gates, separate working medium compression and expansion sections, and isolated invariable-volume combustion chambers | |
| US4139336A (en) | Expansible chamber apparatus with pairs of cylindrical rollers | |
| RU2730202C1 (en) | Rodless rotary internal combustion engine | |
| CN210829478U (en) | Rotary engine | |
| ITMI20110330A1 (en) | ALTERNATIVE ENDOTHERMAL ENGINE WITH MOTORCYCLE CONVERSION MECHANISM INCLUDED IN THE PISTON | |
| RU2294444C1 (en) | Rotary-vane internal combustion engine | |
| RU2331770C2 (en) | Method of power conversion in rotary screw volumetric machine | |
| WO2008079039A1 (en) | Rotary-vane internal combustion engine |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20071023 |