CZ292891B6 - Dvoudobý motor - Google Patents

Abstract

Účelem řešení je snížení měrné spotřeby paliva zlepšeným výplachem a naplnění teoretických předpokladů dvoudobých motorů dvojnásobného výkonu a poloviční hmotnosti, oproti motorům čtyřdobým o stejném obsahu válců. Uvedeného cíle se dosáhne tím, že je palivová směs, nebo čerstvý vzduch nasáván do válce přes samočinný ventil v pístu, takže celý vnitřní obvod válce může být využíván pro rychlý odvod spalin do ovzduší. Ve dnu pístu (12) se nachází otvor, do kterého je zašroubována kruhová vložka (13), se spalovací dutinou (16), která při kompresi navazuje na spalovací komoru (7) v hlavě motoru. Vložka (13) je opatřena sedlem pro samočinně pohyblivý ventil (15) s pružinou (14) na vyrovnávání setrvačných sil. Známou zapalovací svíčku nahrazuje varná vstřikovací tryska (8), která do komprese vzduchu vstřikuje palivo zahřáté na teplotu samozápalu.ŕ

Description

Dvoudobý motor

Vynález dvoudobého motoru řeší nedostatky stávajících dvoudobých motorů, nedostatky které brání dosáhnutí teoretického dvojnásobného výkonu, při poloviční hmotnosti, nežli mají o stejném obsahu motory čtyřdobé.

Dosavadní stav

Největší nedostatky dvoudobých motorů spočívají ve větší měrné spotřebě paliva. Větší spotřeba je způsobena hlavně nedokonalým výplachem válce, přičemž vždy část paliva unikne nevyužita do výfuku a znečišťuje životní prostředí. Nedokonalým výplachem a nedokonalým spalováním dávají stávající dvoudobé motory proti teoretickým výpočtům, pouze 25 % měrného výkonu. Hlavní výhody dvoudobých motorů oproti čtyřdobým jsou v nízké hmotnosti a jednoduchosti konstrukce.

Podstata vynálezu

Uvedené nedostatky, zejména únik části nevyužitého paliva do výfuku, odstraňuje dvoudobý motor podle vynálezu tím, že výplach a plnění válce se děje čerstvým venkovním vzduchem, tedy bez paliva a do spalovacího prostoru výhodného kulového tvaru se varnou vstřikovací tryskou, vstřikuje palivo zahřáté na bod samozápalu. Vstřikování ohřátého paliva na bod samozápalu je výhodné, že palivo nemusí se vysokými tlaky rozprašovat na mikroskopické kapičky, ale ve styku s komprinovaným vzduchem ve spalovací komoře, okamžitě se rozpadá, zplynuje a dokonale shoří, takže jeho zplodiny jen minimálně zatěžují životní prostředí.

Cíle, zamezení úniku části paliva do výfuku a zvýšení výkonu motoru se dosáhne úpravou dna pístu mající ve svém středu spalovací dutinu s přepouštěcím otvorem, do kterého dosedá samočinný ventil, který automaticky otevírá, nebo uzavírá přepouštěcí otvor, podle přetlaku, nebo podtlaku v klikové skříni a ve válci s následnými výhodami:

- Snížení měrné spotřeby paliva lepším výplachem chladným venkovním vzduchem, který se neohřívá ve stávajících přepouštěcích kanálech a neztrácí svou objemovou účinnost.

- Odpadnutím přepouštěcích kanálů v tělese válce, lze využít celý vnitřní obvod válce k rychlému, celoobsažnému úniku zplodin do výfuku. Využitím celého obvodu válce pro výfuk, mohou být podle časového průřezu výfukové otvory o polovinu nižší, oproti obvyklým, čímž se zvýší pracovní zdvih a stoupne výkon motoru.

- Souměrné tepelné namáhání celé plochy pístu nedovolí místním přehřátí nad kritickou hodnotu, která vede k oválové deformaci válce a pístu a k zapékání těsnicích kroužků.

- Okamžitý únik spalin celým obvodem válce je časově více jak dvojnásobně kratší, než je tomu u čtyřdobých motorů, takže se tím tepelně eliminuje dvojnásobný počet otáček a větší tepelné namáhání samočinného ventilu.

- Samočinný ventil a celé dno pístu je ze spodu velmi intenzivně ochlazen neustálým proudem čerstvého vzduchu nasávaného přes klikovou skříň.

- Nic nebrání tomu, aby v zájmu dobré termické účinnosti byl poměr L : D, tedy výšky válce k průměru co největší.

-1CZ 292891 B6

- Vstřikování předehřátého paliva varnou trysku, umožňuje větší zvýšení kompresního poměru než je u zážehových motorů obvyklé, bez nebezpečí samozápalů, bez přidávání otravujícího olova a jiných příměsí za účelem zvýšení oktanového čísla. Současně se umožňuje snadnější startování motoru i při velkých mrazech.

- Uvedené výhody dvoudobého motoru podle vynálezu, dávají oproti motorům čtyřdobým stejného obsahu dvojnásobný výkon a snížení hmotnosti více jak o polovinu. Malá hmotnost motoru má velký význam především v letecké dopravě, kde záleží na úspoře každého kilogramu mrtvé zátěže.

Přehled obrázků na výkresech

Na připojených výkresech obr. 1 znázorňuje nárysný řez dvoudobým motorem s kapalinovým chlazením, obr. 2 půdoiysný řez ve výši výfukového kanálu, obr. 3 nárysný řez varnou vstřikovací tryskou, obr. 4 její půdorysný řez.

Příklady provedení vynálezu

Těleso dvoudobého motoru podle vynálezu, je sestaveno ze tří dílů hlavy 6, válce 1, a klikové skříně 9. Válec 1 je po celém obvodě opatření předimenzovaným výfukovým kanálem 2 s výstuhovými žebry 3, které lícují s výfukovými otvory 4 ve válcové vložce 5. Protože výfukové otvory 4 jsou rozprostřeny po celém obvodě válce 1 je únik spalin krátký a velmi rychlý, což nemalou měrou přispívá k dobrému výplachu a motor se tepelně nepřetěžuje. Souměrné rozdělení obsahu žhavých spalin na každý jednotlivý výfukový otvor 4 zabraňuje místním přehřátím nad kritické hodnoty, oválové deformaci a zapékání pístních kroužků.

Válec 1 je uzavřen hlavou 6 se spalovací komorou 7, která navazuje na spalovací dutinu 16 v pístu 12, do které zasahuje varná vstřikovací tryska 8, která na každý zdvih do spalovací komory 7 vstřikuje palivo zahřáté na teplotu samozápalů. Teplota samozápalů podle druhu paliva, při atmosférickém tlaku se pohybuje kolem 350 °C, u kompresních tlaků teplota samozápalu klesá na 230 °C a méně. Aby se vylepšila tepelná bilance spalovacích motorů a ušetřila elektrická energie, mohlo by se palivo, například nafta, předehřívat a současně používat ku chlazení hlavy 6.

Válec 1 ve své dolní části navazuje na klikovou skříň 9, která je opatřena sacím potrubím se samočinným ventilem 15, který při horní úvrati otevírá sací potrubí k sání okolního vzduchu a uzavírá přetlakem při dolní úvrati v klikové skříni 9, s klikovou hřídelí 10.

Píst 12 obvyklého provedení se vyznačuje tím, že ve dnu pístu 12 se nachází otvor se závitem do kterého je zašroubována kruhová vložka 13 se spalovací dutinou 16 mající ve svém dnu samočinně pohyblivý ventil 15 s pružinou 14 na vyrovnání setrvačných sil. Samočinný ventil 15 automaticky otevírá, nebo uzavírá přepouštěcí otvor vzduchu v pístu 12, podle přetlaku, nebo podtlaku v klikové skříni 9 a ve válci 1, takže nemůže docházet k rázům a vnikání spalin do klikové skříně 9.

Spalovací dutina 16 ve vložce 13. která navazuje na spalovací prostor 7 v hlavě 6, má takový tvar, aby vstřik vzduchu z klikové skříně 9, směřoval středem válce 1 vzhůru a současně vytlačoval spaliny ke stěně válce a do výfukových otvorů 4.

Princip vynálezu a výhody samočinného ventilu v pístu podle vynálezu, možno aplikovat též u dvoudobých motorů s karburátorem.

Ještě před zhotovením varné trysky, lze funkci samočinného ventilu podle vynálezu odzkoušet u motocyklového motoru na benzín s karburátorem.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (2)

1. Dvoudobý motor, vyznačený tím, že ve dnu pístu /12/ se nachází otvor, do kterého je zašroubovaná vložka /13/, se spalovací dutinou /16/ se sedlem pro samočinně pohyblivý ventil /15/ s pružinou /14/ na vyrovnání setrvačných sil.

2. Dvoudobý motor podle nároku 1,vyznačený tím, že do spalovací komory /7/ v hlavě motoru, zasahuje varná vstřikovací tryska /8/, pro vstřikování paliva zahřátého na teplotu samozápalu.