CZ295198B6 - Axiální pístový rotační motor - Google Patents

Abstract

Řešení se týká axiálního pístového rotačního motoru (200) s vnitřním spalováním, jehož součástí je rotorová sestava (216) uchycená v plášti (210) pro otáčení kolem podélné osy (217). Plášť (210) má dvě od sebe oddělené koncové desky (212, 213). Podélná osa (217) je osou otáčení výstupního hřídele (218), jehož jeden konec je funkčně spojen s rotorovou sestavou (216) a druhý konec je volný a prochází skrz otvor v jedné z koncových desek (212). Součástí rotorové sestavy (216) je skupina pístů (231 až 238) namontovaných pro přímočarý vratný pohyb ve svých válcích (228) rozmístěných odděleně od sebe kolem podélné osy (217), dále prostředky tvořené válečky (254), uzpůsobenými tak, že jsou funkčně připojeny ke každému pístu (231 až 238, 331 až 338, 431 až 438) a uzpůsobené k součinnosti se zvlněnou vačkovou dráhou (225), uchycenou kolem podélné osy (217) mezi oběma koncovými deskami (212, 213) a konečně průchody (215) pro přívod spalovací směsi do a odvod výfukových plynů z provozních konců válců (228). Cyklické spalování spalovací směsi ve válcích (228) je schopné způsobit přímočarý vratný pohyb pístů (231 až 238, 331 až 338, 431 až 438) s výsledným tlakem na vačkovou dráhu (225), tak způsobit rotaci rotorové sestavy (216) a výstupního hřídele (218). Zvlněná vačkovou dráha (225) má prstencovou dráhu otočnou na statickém hřídeli (219), který je uspořádaný ve středu prstencové dráhy (225) ve směru podélné osy (217), přičemž hřídel (219) je statický a prochází jedním koncem druhou koncovou desku (213), ve které je uspořádán úhlově nastavitelně pro umožnění změny časování rozvodu.ŕ

Description

Oblast techniky

Tento vynález se týká axiálního pístového rotačního motoru s vnitřním spalováním, jehož součástí je rotorová sestava uchycená v plášti pro otáčení kolem podélné osy, přičemž plášť má dvě od sebe oddělené koncové desky a podélná osa je osou otáčení výstupního hřídele, jehož jeden konec je funkčně spojen s rotorovou sestavou a druhý konec je volný a prochází skrz otvor v jedné z koncových desek, přičemž součástí rotorové sestavy je skupina pístů namontovaných pro přímočarý vratný pohyb ve svých válcích rozmístěných odděleně od sebe kolem podélné osy, prostředky tvořené válečky, uzpůsobenými tak, že jsou funkčně připojeny ke každému pístu a uzpůsobené k součinnosti se zvlněnou vačkovou dráhou, uchycenou kolem osy otáčení mezi oběma koncovými deskami a průchody pro přívod spalovací směsi do a odvod výfukových plynů z provozních konců válců, přičemž cyklické spalování spalovací směsi ve válcích je schopné způsobit přímočarý vratný pohyb pístů s výsledným tlakem na vačkovou dráhu schopným způsobit rotaci rotorové sestavy a výstupního hřídele.

Tento vynález se týká zdokonalení axiálních pístových rotačních motorů a zejména se značnou měrou (ale ne výlučně) vztahuje ke zdokonalením anebo úpravám toho typu motoru, který se popisuje v hlavních principech v mezinárodní patentové přihlášce č. PCT/AU95/00815.

Dosavadní stav techniky

Velmi užitečná provedení axiálních pístových rotačních motorů byla popsána a zobrazena v uvedené patentové přihlášce PCT/AU95/00815, viz obzvláště její obr. 11 sestavy motoru a je třeba tomu rozumět tak, že celý popis vynálezu v popisu uvedené patentové přihlášky č. PCT/AU95/00815 lze dle potřeby chápat jako součást popisu vynálezu dle této přihlášky v rozsahu, v němž se ho týká anebo je to žádoucí. V těchto typech motorů tvoří písty ve válcích součást rotorové sestavy, přičemž spalováním palivové směsy způsobem běžným u motorů s vnitřním spalováním je písty ve spolupráci s vačkovou dráhou způsobováno otáčení rotorové sestavy. V tomto popisu se pojem horní část vztahuje k části motoru, v níž probíhá spalování, a dolní část k části pohonu, jak je to u pístových motorů s vnitřním spalováním obvyklé.

Jedním z cílů tohoto vynálezu je poskytnout axiální pístový rotační motor, obecně popsaný v uvedené patentové přihlášce PCT/AU95/00815, u něhož je nižší tlak na těsnění průchodu pro sání a výfuk.

Dalším cílem tohoto vynálezu je poskytnout axiální pístový rotační motor, obecně popsaný v uvedené patentové přihlášce č. PCT/AU95/00815, u něhož dolní část motoru je utěsněna vůči horní části tak, že je zabráněno anebo přinejmenším podstatně zabráněno pronikání oleje, nutného k mazání vačkové dráhy, válečku pojíždějícího po ní, stěn válců a dalších dílů dolní části, do spalovací komory přes vstupní průchody.

Je dosti dlouho známo, že načasování otevírání a uzavírání vstupních a výstupních průchodů má značný vliv na provoz motorů s vnitřním spalováním a že účinnost motorů s vnitřním spalováním může být zvýšena změnami časování, obzvláště otevírání vstupních průchodů během provozu. Je tedy dalším cílem tohoto vynálezu poskytnout axiální pístový rotační motor obecného typu popsaného v uvedené patentové přihlášce č. PCT/AU95/00815, u něhož je možné měnit časování vstupu.

Dalším cílem tohoto vynálezu je poskytnout axiální pístový rotační motor s nastavitelnou délkou zdvihu pístů k měnění kompresního poměru, což umožní účinně používat různá paliva.

- 1 CZ 295198 B6

Podstata vynálezu

S ohledem na výše uvedené a jiné úkoly vynálezu spočívá předmětný vynález v axiálním pístovém rotačním motoru s vnitřním spalováním, jehož součástí je: rotorová sestava uchycená v plášti pro otáčení kolem podélné osy, přičemž plášť má dvě od sebe oddělené koncové desky a podélná osa je osou otáčení výstupního hřídele, jehož jeden konec je funkčně spojen s rotorovou sestavou a druhý konec je volný a prochází skrz otvor v jedné z koncových desek, přičemž součástí rotorové sestavy je skupina pístů namontovaných pro přímočarý vratný pohyb ve svých válcích rozmístěných odděleně od sebe kolem podélné osy, prostředky tvořené válečky, uzpůsobenými tak, že jsou funkčně připojeny ke každému pístu až a uzpůsobené k součinnosti se zvlněnou vačkovou dráhou, uchycenou kolem osy otáčení mezi oběma koncovými deskami a průchody pro přívod spalovací směsi do a odvod výfukových plynů z provozních konců válců, přičemž cyklické spalování spalovací směsi ve válcích je schopné způsobit přímočarý vratný pohyb pístů s výsledným tlakem na vačkovou dráhu schopným způsobit rotaci rotorové sestavy a výstupního hřídele, spočívající podle vynálezu v tom, že zvlněná vačková dráha má prstencovou dráhu otočnou na hřídeli, který je uspořádán ve středu prstencové dráhy ve směru podélné osy, přičemž hřídel je jedním koncem opřen o druhou koncovou desku a přičemž osa prstencové vačkové dráhy je osou otáčení rotorové sestavy.

Axiální pístový rotační motor podle předmětného vynálezu je dále s výhodou vytvořen tak, že skupina pístů je uspořádána do dvou nebo více sestav, přičemž každá sestava má alespoň dva písty rozmístěné odděleně kolem osy otáčení a vzájemně propojené písty spojujícími kruhovými sestavami tak, že písty každé sestavy jsou schopny pohybovat se jednotně, přičemž válečky a zvlněná válečková dráha jsou uspořádány tak, že směr pohybu jedné sestavy pístů je obecně opačný vzhledem ke směru pohybu druhé sestavy pístů a že zvlněná válečková dráha má prstencovou dráhu otočnou na hřídeli, který je uspořádán ve středu prstencové drány ve směru podélné osy, přičemž podpírající hřídel je jedním koncem opřen o druhou koncovou desku a přičemž osa prstencové dráhy je osou otáčení rotorové sestavy.

Axiální pístový rotační motor podle předmětného vynálezu je dále s výhodou vytvořen tak, že písty jsou uspořádány do dvou anebo více sestav, přičemž každá má alespoň dva písty rozmístěné rovnoměrně kolem podélné osy otáčení a vzájemně spojených pomocí písty spojujících kruhových sestav tak, že písty každé sestavy jsou schopny pohybovat se stejným způsobem, přičemž válečky a zvlněná vačková dráha jsou uspořádány tak, že směr pohybu jedné sestavy pístů je obecně opačný vzhledem ke směru pohybu další sestavy pístů, přičemž každá sestava obsahuje kruh kolem podélné osy, přičemž kruh spojující jednu sestavu pístů je pohyblivý uvnitř kruhu spojujícího jinou sestavu pístů.

S výhodou jsou válce umístěny v bloku válců a podpírající statický hřídel je soustředný s výstupním hřídelem a je uzpůsoben pro rotační podepření bloku válců.

Také je výhodné když je výstupní hřídel funkčně spojen s blokem válců výstupní talířovitou sestavou, přičemž blok válců a výstupní talířovitá sestava spolu definují komoru kolem statického hřídele, přičemž zvlněná válečková dráha a válečky jsou umístěny v komoře.

S výhodou je statický hřídel svým druhým koncem opřen o výstupní hřídel nebo o výstupní talířovou sestavu. Bude výhodné, že u takového provedení vynálezu bude koncový tlak podstatně snížen, pokud ne zcela vyloučen.

S výhodou je blok válců utěsněné podepřen podpírajícím statickým hřídelem a výstupní talířovitá sestava je utěsněné připojena k bloku válců. Takové utěsnění umožňuje, aby byl olej nebo jiný lubrikant udržen v komoře za účelem mazání prostředku jako je vačková dráha a prostředku jako je váleček, stěn válců a jiných součástí na spodním konci tak, jak to bude zřejmější z popisu vý

-2 CZ 295198 B6 křesů, aniž by v podstatné míře lubrikant vnikal do provozních konců válců, tj. do spalovacích komor.

Písty spojující kruhové sestavy tvoří s výhodou kruh rozprostírající se okolo podpírajícího statického hřídele, přičemž kruhová sestava spojující jednu soustavu pístů je uvnitř kruhové sestavy spojující druhou soustavou pístů. Axiální pístový rotační motor má s výhodou prostředky k přenosu kroutícího momentu z kruhových sestav na výstupní hřídel. Prostředek k přenosu kroutícího momentu má s výhodou kuličky otočně uchycené zčásti v první polovině kuličkové dráhy spojené s příslušnou kruhovou sestavou a zčásti ve druhé polovině kuličkové dráhy spojené s blokem válců nebo s výstupní talířovou sestavou. Prostředek přenosu kroutivého momentu s výhodou zahrnuje lineární vodicí kolík rozkládající se mezi blokem válců a výstupní talířovou sestavou výstupu a je v něm zajištěn a lineární ložisko, upevněné kluzně na lineárním vodicím kolíku (257) a připevněné ke kruhové sestavě (241, 242).

Vačková dráha se s výhodou opírá o druhou koncovou desku a je pootočitelná kolem podélné osy.

Zvlněná vačková dráha je s výhodou pohyblivá směrem ke koncové desce a od ní. Axiální pístový rotační motor má prostředek pro posun vačkové dráhy směrem k druhé koncové desce a směrem od ní anebo pootáčení vačkové dráhy vůči druhé koncové desce.

Každý prostředek na sledování vačkové dráhy má s výhodou váleček upevněný otočně kolem osy, která je v pravém úhlu k podélné ose. Každý váleček je v neomezeném vztahu vůči příslušné válečkové dráze nebo každá válečková dráha má jeden souvislý zvlněný čelní povrch, se kterým je každý váleček ve spojení jenom v té části obvodu válečku, který je nejvíce vzdálen od příslušného pístu.

Ve druhé koncové desce jsou s výhodou otvory opatřené průchody upravené k spolupráci s odpovídajícími pohyblivými průchody v bloku válců pro přívod palivové směsi do provozních konců válců, přičemž druhá koncová deska je na sacím a výfukovém konci motoru a představuje upevnění pro prostředek na vstřikování paliva, zapalovací svíčku nebo ekvivalent tak, jak se to vyžaduje pro konkrétní motor a prostředek pro výstup výfukových plynů. V druhé koncové desce je dvojice vzájemně protilehlých zapalovacích svíček tvořících prostředek pro zapalování nebo jemu ekvivalentní, dvojice vzájemně protilehlých palivo vstřikujících trysek tvořících vstřikovací prostředek a dvojice vzájemně protilehlých výfukových průchodů tvořících výfukový prostředek, přičemž všechny uvedené dvojice jsou rovnoměrně rozmístěny tak, že umožňují v součinnosti s průchody válců po sobě následující sání, kompresi, silovou expanzi a výfuk pomocí pístů.

Statický hřídel má s výhodou středový otvor upravený k vytvoření prostředku pro vstup chladivá do rotorové sestavy, přičemž je opatřen vstupními průchody ze středového otvoru do bloku válců.

Součástí pláště je s výhodou válcovité pouzdro připojené utěsněné k oběma koncovým deskám mezi nimi.

Axiální pístový rotační motor má s výhodou dvě sestavy pístů umístěné ve stejných vzdálenostech od podélné osy, přičemž všechny písty obou sestav jsou uzpůsobeny k spolupůsobení s touž vačkovou dráhou.

S výhodou je vačková dráha pootočitelně podepřena druhou koncovou deskou, přičemž se může pootočit nebo otáčet a přitom se úhlová poloha vačkové dráhy vzhledem k druhé koncové desce. Prostředek pro dopravu spalovací směsi do a výfukových plynů z provozních konců válců bude zpravidla zahrnovat průchody umístěné v druhé koncové desce a bude výhodné, že úhlový pohyb vačkové dráhy bude měnit časování rozvodu. Navíc v provedeních s použitím prostředků pro

-3 CZ 295198 B6 čelní utěsnění k utěsnění sacích a výfukových průchodů válců tak, jak to bude zřejmé z provedení znázorněných na výkresech, bude snížení tlaku na konci tak, jak to bylo zmíněno výše, snižovat zatížení na tyto těsnící prostředky, což zvýší funkčnost těsnění. Navíc bude výhodné, aby zvlněná vačková dráha byla pohyblivá k a od druhé koncové desky ve směru podélné osy. Takový pohyb umožňuje měnit zdvih pístů a tím měnit kompresní poměr motoru. Pokud motor má vhodný prostředek pro dodávku spalovací směsi do válců, lze používat různá paliva tak, jak je to žádoucí.

Jak již bylo popsáno výše, je skupina pístů podle druhého úkolu tohoto vynálezu uspořádána do dvou anebo více sestav, přičemž v každé sestavě jsou dva anebo více pístů rozmístěných ve vzájemně stejných vzdálenostech kolem osy otáčení a spojených tak, aby se písty každé sestavy pohybovaly jednotně, přičemž zvlněná vačková dráha a prostředek pro její sledování, např. váleček jsou uspořádány tak, že směr pohybu jedné sestavy pístů je obecně opačný vůči směru pohybu druhé sestavy pístů. V přednostním provedení vynálezu existují dvě sestavy pístů, které jsou uspořádány tak, že se jedna sestava obecně pohybuje opačným směrem než druhá sestava, ačkoli pracovní cykly obou sestav pístů se mohou na koncích zdvihů částečně překrývat, takže v určité fázi cyklu se mohou obě sestavy pístů pohybovat na okamžik stejným směrem. Dále je výhodné, aby každá sestava měla čtyři, šest anebo osm pístů, které jsou uspořádány tak, že jedny písty jsou ve fázi expanze, zatímco jiné písty jsou ve fázi sání. Také je výhodné, aby spojovací prostředek pro každou sestavu pístů měl podobu kontinuálního kolem podpírajícího hřídele, přičemž jeden kruh je uspořádán tak, aby se pohyboval přímočaře vratně uvnitř druhého kruhu. Každý takový kruh by měl být dostatečně pevný, aby odolal jednotnému pohybu všech pístů. Je sice možné, aby jedna kruhová sestava pístů byla umístěna na větším poloměru od podélné osy než druhá sestava pístů a aby spolupůsobila s jinou vačkovou dráhou, ale je výhodné, aby každá sestava pístů byla uspořádána ve stejné vzdálenosti od podélné osy, takže všechny písty mohou spolupůsobit se stejnou vačkovou dráhou. V jiných provedeních vynálezu s více než dvěmi sestavami pístů je výhodné, aby byly písty uspořádány do dvojic, přičemž každá dvojice spolupůsobí se stejnou vačkovou dráhou.

Rozumí se, že kroutící moment by mohl být přenášen z pístů přímo na stěny válců, ale dává se přednost tomu, aby motor měl prostředek pro přenos kroutícího momentu od každého pístu k výstupnímu hřídeli, přičemž tento prostředek pro přenos kroutícího momentu je takový, že pístům se brání v tom, aby sebou pleskaly v příslušných válcích nebo se dřely na stěnách válců, čímž se snižuje opotřebení. Navíc se dává přednost tomu, aby byl prostředek pro přenos kroutícího momentu účinný při udržování pístů uprostřed válců. U přednostního provedení přenáší prostředek na přenášení kroutícího momentu kroutící moment z prostředku spojujícího píst přímo na blok válců, který je zase připevněn k souboru koncové desky výstupu. V jednom provedení, v němž je prostředek pro spojení pístů souvislý kruh, zahrnuje prostředek pro přenos kroutícího momentu kuličku, která je otáčivě zachycená částečně v drážce vytvořené v tomto kruhu a částečně v drážce vytvořené ve stěně bloku válců anebo v sestavě koncové desky výstupu. V jiných provedeních má ale prostředek k přenosu kroutícího momentu lineární vodicí kolík rozkládající se mezi blokem válců a souborem koncové desky výstupu a je v něm zajištěn, a soubor lineárního ložiska, které je kluzně namontováno na lineárním vodicím kolíku a upevněno ke kruhu.

Pro snadnější pochopení a uskutečnění tohoto vynálezu se dále přikládá popis s odkazem na přiložené výkresy, které zobrazují výhodná provedení vynálezu a jsou určeny jen k znázornění a příkladu a nemohou se vykládat jako vymezující popsaný a nárokovaný vynález, přičemž poté budou výše uvedené a jiné úkoly a výhody předmětného vynálezu pro odborníky v oboru zřejmější.

-4CZ 295198 B6

Přehled obrázků a výkresech

Na obr. 1 je schematicky znázorněn v příčném řezu nárys motoru podle tohoto vynálezu s některými částmi pro lepší názornost vynechanými.

Na obr. 2 je schematicky znázorněn v příčném řezu nárys jiného provedení motoru podle tohoto vynálezu s některými částmi pro lepší názornost vynechanými.

Na obr. 3 je schematicky zobrazen půdorys motoru obecného provedení znázorněného na obr. 1, znázorňující jak se dají použít dvě prstencové spojovací kruhové sestavy k nesení dvou sad pístů spolupůsobících s oddělenými vačkovými dráhami podle vynálezu, přičemž půdorys schematicky znázorňuje prostředek přenosu kroutícího momentu popsaný ve vztahu k obr. 1 a 2.

Na obr. 4 je schematicky zobrazen půdorys motoru obecného provedení znázorněného na obr. 1, který znázorňuje jak se dají použít dvě prstencové spojovací kruhové sestavy k nesení dvou sad pístů spolupůsobících se stejnou vačkovou dráhou podle vynálezu, přičemž půdorys schematicky znázorňuje prostředek přenosu kroutícího momentu popsaný ve vztahu k obr. 6.

Na obr. 5 je znázorněn průřez motorem podle vynálezu s podrobnějším zobrazením různých součástí.

Na obr. 6 je znázorněn průřez jiným provedením motoru podle vynálezu, u něhož je použit jiný prostředek k přenosu kroutícího momentu než jak je tomu na obr. 5.

Příklady provedení vynálezu

Součástí motoru 200 na obr. 1 je plášť 210 mající válcové pouzdro 211, které je utěsněné připojeno k okrajům dvou od sebe vzdálených kruhových koncových desek 212, 213 tak, že leží mezi nimi. Těmito deskami jsou jednak koncová deska 212 výstupu či pohonu a pak koncová deska 213 sání a výfuku, která má vstupní průchody 206 a 207 (oba nejsou znázorněny) pro přívod palivové směsi a výfukové průchody 208 a 209 pro vyfukování spálené směsi, jakož i vhodnou zapalovací svíčku nebo žhavící svíčku (neznázoměno).

Uvnitř pláště 210 je rotorová sestava 216, uzpůsobená pro otáčení kolem podélné osy 217 procházející obecně středem pouzdra 211 a obou koncových desek 212, 213. Rotorová sestava 216 je uvnitř pouzdra 211 uložena na souosém výstupním hřídeli 218 a vačková dráha 225 je uspořádána otočně na podpírajícím statickém hřídeli 219, jehož volné konce vystupují skrz koncovou desku výstupu či pohonu 212 respektive koncovou desku sání a výfuku 213 tak, jak to bude popsáno podrobněji dále. Výstupní hřídel 218 je uložen v ložisku 220 a do koncové desky 212 výstupu či pohonu je připevněno těsnění 220a. Vnitřní konce 221 a 222 výstupního hřídele 218 respektive vačkovou dráhu 225 podpírajícího hřídele statického 219 na sebe téměř přiléhají, přičemž vačkovou dráhu 225 podpírající statický hřídel 219 je rotačně podepřen výstupním hřídelem 218. Z tohoto důvodu je do volného prostoru zahloubení 223a vnitřního konce 221 výstupního hřídele 218 vloženo ložisko 223. V tomto provedení je vačkovou dráhu 225 podpírající statický hřídel 219 znázorněn jako lisované uložený do koncové desky 213 sání a výfuku a zaklínovaný do ní k zabránění vzájemnému otáčení. Je-li však potřeba podélný nebo otočný pohyb k změně kompresního poměru nebo měnění časování vstupu, což bude pochopitelnější později, je možné na vnější čelní stranu koncové desky 213 sání a výfuku usadit k tomu vhodný blok.

V provedení znázorněném na výkresu 5 má vačkovou dráhu 325 podpírající statický hřídel 319 na sobě pero 325, které ho upevňuje k talíři 325a, který je zase přišroubován ke koncové desce sáni 313. Dále je patrné, že zahloubení 223a pro ložisko je nahrazeno zahloubením 323a pro

-5 CZ 295198 B6 ložisko 323 ve vačkovou dráhu 325 podpírajícím hřídeli 319 a výstupní hřídel 318 je opatřen vyčnívajícím nebo hřídelovým čepem 318a, který je otočně usazen do ložiska 323 v tomto zahloubení 323a.

V blízkosti vnitřního konce vačkovou dráhu 225 podpírajícího hřídele 219 je s ním integrálně vytvořena diskovitá část 224, která se rozkládá radiálně směrem od něj a má na svém okraji zvlněnou vačkovou dráhu 225, který má ve směru podélné osy obecně sinusoidový tvar, jejíž účel bude zřejmější později.

K rotorové sestavě 216 patří blok 227 válců 228 mající v sobě osm je ve stejné vzdálenosti od sebe umístěných válců 228, které jsou na stejném poloměru od podélné osy 217. Vstupující a vyfukované plyny vstupují do válců 228 a vystupují z válců 228 přes průchod 215 ve válci 228. který se pohybuje tak, že je proti a pak zase není proti vstupním průchodům 206 a 207 a výfukovým průchodům 208 a 209. Způsob udržování utěsnění mezi otvorem 215 ve válci a koncovou deskou 213 sání a výfuku je shodný se způsobem utěsnění popsaným v uvedené patentové přihlášce PCT/AU95/00815.

Písty 231 až 238 jsou uzpůsobeny k přímočarému vratnému pohybu v příslušných válcích 228, rovnoběžných s podélnou osou 217, přičemž střídavě jsou čtyři písty 231, 233, 235, 237 upevněny na vnitřní písty 231, 233, 235, 237 spojující kruhové sestavy 241 a čtyři další písty 232, 234, 236, 238 na vnější písty 232, 234, 236, 238 spojující kruhové sestavy 242 tak, jak je to lépe znázorněno na obr. 3 a 4. Rozumí se, že použití kruhových sestav 241, respektive 242 pro spojování pístů 231, 233, 235, 237, respektive 232, 234, 236, 238 každé sestavy 241 respektive 242 umožňuje, aby jedna anebo dvě sestavy 241, 242 pístů 231, 233, 235, 237, respektive 232, 234, 236, 238 spolupůsobily s jednou vačkovou dráhou 225 a aby další sestavy spolupůsobily s jednou anebo více dalšími vačkovými dráhami umístěnými radiálně vně od druhé vačkové dráhy 225.

Provedení znázorněné na výkresu 2 je stejné jako provedení podle obr. 1 s výjimkou toho, že písty jsou uloženy na příslušných hvězdicovitých upevňovacích deskách 243, respektive 244 (nejsou znázorněny).

Koaxiálně s podélnou osou 217 prochází blokem 227 válců 228 otvor 246, jímž je veden vačkovou dráhu 225 podpírající statický hřídel 219, přičemž sestava rotoru je podepřena přes blok 227 válců 228 pro rotaci kolem vačkovou dráhu 225 podpírajícího statického hřídele 219. K tomuto účelu je v otvoru 246 upevněno ložisko 247, posazené na osazení 248 vytvořené na statickém hřídeli 219 podpírajícím vačkovou dráhu 225.

V provedeních znázorněných na obr. 5 a 6 je v otvoru 346 v blízkosti kotoučovité části 324 umístěno další ložisko 347a.

Výstupní hřídel 218 je se sestavou 216 rotoru spojen kotoučovitou výstupní talířovitou sestavou 249, která je po svém obvodu přišroubovaná k hnací části bloku 227 válců 228 šrouby 251, přičemž hnací konec je spodní konec, přičemž výstupní talířovitá sestava 249 a blok 227 válců 228 spolu vymezují komoru 252 s otvorem osmi válců 228 na jejich nepracovních nebo spodních koncích směrem do komory 252. Bude patrné, že vačkovou dráhu 225 podpírající statický hřídel 219 a výstupní hřídel 218 spolupracují prostřednictvím ložiska 223 tak, že tvoří středový opěrný hřídel pro sestavu rotoru, přičemž vačkovou dráhu 225 podpírající statický hřídel 219 je v podstatě upevněn a výstupní hřídel 218 se otáčí se sestavou rotoru.

Každý píst 231 až 238 je na svém spodním konci připojen k válečku 254, který je ve stálém valivém styku s vačkovou dráhou 225, přičemž přímočarý vratný pohyb pístů 23 1 až 238 v důsledku cyklického spalování paliva ve válcích a spolupůsobení válečků s vačkovou dráhou 225 způsobí, že rotorový soubor bude rotovat tak, jak je to dobře pochopitelné z citované PCT/AU95/00815.

-6CZ 295198 B6

Kroutící moment se přenáší z pístů 231 až 238 a obou písty spojujících kruhových sestav 231, 232 na blok 227 válců 228 a na výstupní hřídel 218 skupinou lineárních ložisek 256, které klouzají na lineárních vodicích kolících 257 rozmístěných kolem písty 231, 233, 235, 237 respektive 232, 234, 236, 238 spojujících kruhových sestav 241 respektive 242.

Bude patrné, že písty 231, 233, 235, 237 respektive 232, 234, 236, 238 spojující kruhové sestavy 241 respektive 242, válečky 254, vačková dráha 225, lineární ložiska 256 a lineární vodicí kolíky 257 a spodní části pístů 231 až 238 jsou všechny uloženy uvnitř komory 252 tak, že v ní může být umístěn olej k mazání všech pohyblivých součástí, které vyžadují olejové mazání.

Provedení zobrazená na obr. 5 a 6 jsou podobná provedením z obr. 1, 2 a 3 a proto odpovídající součásti jsou označeny stejnými vztahovými značkami, které ale místo číslem 2 začínají čísly 3 anebo 4. Obě tato provedení z obr. 5 a 6 se liší od provedení z obr. 1, 2 a 3 tím, že používají jiné prostředky pro přenos kroutícího momentu z pístů 331 až 338 respektive 431 až 438 na výstupní hřídel 318 respektive 418.

Na obr. 5 je patrné, že písty 331, 333, 335, 337 respektive 332, 334, 336, 338 spojující kruhové sestavy 341 a 342 (nejsou znázorněny) mají radiálně se rozkládající pera 356, která jsou kluzně namontována ve vodicích kanálech 357 vytvořených v bloku 327 válců 328 rovnoběžně s podélnou osou 317.

Má se za to, že prostředek přenosu kroutícího momentu znázorněný na obr. 6 je obzvláště účinný a zahrnuje skupinu sestav 455 s uzavřenými kuličkami 456, přičemž každá sestava 455 má kuličku 456 a dvě poloviny kuličkové dráhy 457a a 457b uspořádané po obvodu každé písty 431, 433. 435, 437 respektive 432, 434, 436, 438 spojující kruhové sestavy 441, 442, přičemž zpravidla existuje jeden soubor 455 na každý píst 431 až 438. Každá polovina dráhy má v sobě vytvořenu polovinu kuličkové dráhy 457a, 457b s průměrem o zlomek větším než má kulička 456, takže obě poloviny spolu tvoří uzavřenou válcovitou dráhu upravenou tak, že uvnitř obsahují kuličku 456, přičemž je kuličce 456 dovoleno aby se odvalovala podél dráhy. Jedna polovina kuličkové dráhy 457a ie upevněna k písty 431, 433, 435, 437 respektive 432, 434, 436, 438 spojující kruhové sestavě 441, 442 a druhá polovina vodicí drážky 457b je upevněna k bloku 427 válců 428 pro valivý pohyb kuličky 456 uvnitř obou polovin vodicí drážky 457a, 457b rovnoběžně s podélnou osou 417. Rozumí se, že se každá polovina vodicí drážky 457a pohybuje přímočaře vratně se svou písty spojující kruhovou sestavou 441, 442, čímž se vychyluje podélně vůči s ní sdružené polovině dráhy 457b, přičemž kulička 456 účinně přenáší kroutící moment z jedné poloviny vodicí drážky 457a na druhou polovinu vodicí drážky 457b.

Jak je to znázorněno na obr. 5 a obdobně i na obr. 6, chladivo se dodává do sestavy rotoru tak, že prochází skrz vodní plášť 371 v bloku 327 válců 328 přes středový otvor 370 vytvořený ve vačkovou dráhu 325 podpírajícím statickém hřídeli 319 a štěrbinové otvory 372 v něm vytvořené, potom vystupuje na horním konci bloku 327 válců 328 v blízkosti vačkovou dráhu 325 podpírajícího statického hřídele 319 skrz výstupní průchod 373, který těsní vůči prstencovému výstupnímu průchodu 374 vytvořenému ve vnitřním čele koncové desky 313 sání a výfuku. Chladivo potom vystupuje z koncové desky 313 sání a výfuku štěrbinovým otvorem (není znázorněn), odkud je poté odváděno k chlazení do radiátoru normálním způsobem. V zahloubeních ve středovém otvoru 346 bloku 327 válců 328 na opačné straně než je ložisko 347 jsou umístěna těsnění 376, 377 a 379 a podobně je i vrchní strana ložiska 323 utěsněna těsněním 378, aby se chladivo udrželo ve vodním plášti 371.

Lubrikant je přiváděn k dílům ve spodní části přívodním potrubím 381 procházejícím skrz středový otvor 370 a vstup do komory 352. Z důvodů nezbytného účinného mazání je motor vybaven množstvím mazacích kanálků, například kanálkem 382 a přívodních vedení, což bude odborníkům v oboru zřejmé. Koncová deska 213 sání a výfuku tvoří upevňovací místo pro upevnění vnějšího příslušenství, jako jsou například svíčky, palivové trysky, výfuky a výfuková potrubí,

-7 CZ 295198 B6 fitinky pro přívod chladivá, čidla pro elektronické zapalování a podobné příslušenství tak, jak je to zřejmé z citované patentové přihlášky PCT/AU95/00815.

Popsané motory fungují obdobným způsobem, který byl popsán v uvedené patentové přihlášce PCT/AU95/00815. Hlavní rozdíl je v tom, že vačková dráha je nesena středovým hřídelem, což vede k popsaným výhodám.

Uvedený vynález může být dodatečně upravován, doplňován a rozšiřován, aniž by tím byl narušen jeho rámec, vymezený v přiložených nárocích.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (21)

1. Axiální pístový rotační motor (200) s vnitřním spalováním, jehož součástí je: rotorová sestava (216) uchycená v plášti (210) pro otáčení kolem podélné osy (217), přičemž plášť (210) má dvě od sebe oddělené koncové desky (212, 213) a podélná osa (217) je osou otáčení výstupního hřídele (218), jehož jeden konec je funkčně spojen s rotorovou sestavou (216) a druhý konec je volný a prochází skrz otvor v jedné z koncových desek (212), přičemž součástí rotorové sestavy (216) je skupina pístů (231 až 238) namontovaných pro přímočarý vratný pohyb ve svých válcích (228) rozmístěných odděleně od sebe kolem podélné osy (217), prostředky tvořené válečky (254), uzpůsobenými tak, že jsou funkčně připojeny ke každému pístu (231 až 238, 331 až 338, 431 až 438) a uzpůsobené k součinnosti se zvlněnou vačkovou dráhou (225), uchycenou kolem podélné osy (217) mezi oběma koncovými deskami (212, 213) a průchody (215) pro přívod spalovací směsi do a odvod výfukových plynů z provozních konců válců (228), přičemž cyklické spalování spalovací směsi ve válcích (228) je schopné způsobit přímočarý vratný pohyb pístů (23 1 až 238, 331 až 338, 431 až 438) s výsledným tlakem na vačkovou dráhu (225) schopným způsobit rotaci rotorové sestavy (216) a výstupního hřídele (218), v y z n a č u jící se tím, že zvlněná vačková dráha (225) má prstencovou dráhu otočnou na hřídeli (219), který je uspořádaný v středu prstencové dráhy ve směru podélné osy (217), přičemž hřídel (219) je statický a prochází druhou koncovou deskou (213), ve které je uspořádán úhlově nastavitelně pro umožnění změny časování rozvodu.

2. Axiální pístový rotační motor podle nároku 1, vyznačující se tím, že skupina pístů (231 až 238) je uspořádána do dvou nebo více sestav, přičemž každá sestava má alespoň dva písty rozmístěné odděleně kolem podélné osy (217) otáčení a vzájemně propojené písty (231 až 238) spojujícími kruhovými sestavami (241, 242) tak, že písty (231 až 238) každé sestavy (241, 242) jsou schopny pohybovat se jednotně, přičemž válečky (254) a zvlněná válečková dráha (225) jsou uspořádány tak, že směr pohybu jedné sestavy (241) pístů (231, 233, 235, 237) je obecně opačný vzhledem ke směru pohybu druhé sestavy (242) pístů (232, 234, 236, 238) a že zvlněná válečková dráha (225) má prstencovou dráhu otočnou na statické hřídeli (219), který je umístěn v jejím středu ve směru podélné osy (217), přičemž hřídel (219) je statický a prochází druhou koncovou deskou (213), ve které je uspořádán úhlově nastavitelně pro umožnění změny časování rozvodu.

3. Axiální pístový rotační motor podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že válce (228) jsou umístěny v bloku (227) válců (228) a statický hřídel (219) je soustředný s výstupním hřídelem (218), který je uzpůsoben pro rotační podepření bloku (227) válců (228).

-8CZ 295198 B6

4. Axiální pístový rotační motor podle nároku 3, vyznačující se tím, že výstupní hřídel (218) je funkčně spojen s blokem (227) válců (228) výstupní talířovitou sestavou (249), přičemž blok (227) válců (228) a výstupní talířovitá sestava (249) spolu definují komoru (252) kolem statického hřídele (219), přičemž zvlněná válečková dráha (225) a válečky (254) jsou umístěny v komoře (252).

5. Axiální pístový rotační motor podle nároku 4, vyznačující se tím, že blok (227) válců (228) je utěsněné podepřen statickým hřídelem (219) a výstupní talířová sestava (249) je těsně připojena k bloku (227) válců (228).

6. Axiální pístový rotační motor podle nároku 3, vyznačující se tím, že statický hřídel (219) je svým druhým koncem opřen o výstupní hřídel (218) nebo o výstupní talířovou sestavu (249).

7. Axiální pístový rotační motor podle kteréhokoli z nároků 2 až 6, vyznačující se tím, že písty (231 až 238) spojující kruhové sestavy (241, 242) tvoří kruh rozprostírající se okolo statického hřídele (219), přičemž kruhová sestava (241) spojující jednu soustavu pístů (231, 233, 235, 237) je uvnitř kruhové sestavy (242) spojující druhou soustavu pístů (232, 234, 236, 238).

8. Axiální pístový rotační motor podle nároku 7, vyznačující se tím, že má prostředky k přenosu kroutícího momentu z kruhových sestav (241, 242) na výstupní hřídel (218).

9. Axiální pístový rotační motor podle nároku 8, vyznačující se tím, že prostředek k přenosu kroutícího momentu má kuličky (456) otočně uchycené zčásti v první polovině kuličkové dráhy (457a) spojené s příslušnou kruhovou sestavou (241) a zčásti ve druhé polovině kuličkové dráhy (457b) spojené s blokem (227) válců (228) nebo s výstupní talířovou sestavou (249).

10. Axiální pístový rotační motor podle nároku 8, vyznačující se tím, že prostředek přenosu kroutivého momentu zahrnuje lineární vodicí kolík (257) rozkládající se mezi blokem (227) válců (228) a výstupní talířovou sestavou (249) výstupu a je v něm zajištěn a lineární ložisko (256), upevněné kluzně na lineárním vodicím kolíku (257) a připevněné ke kruhové sestavě (241, 242).

11. Axiální pístový rotační motor podle nároků 1 až 10, vyznačující se tím, že vačková dráha (225) se opírá o druhou koncovou desku (213) a je pootočitelná kolem podélné osy (217).

12. Axiální pístový rotační motor podle nároků 1 až 11,vyznačující se tím, že zvlněná vačková dráha (225) je pohyblivá směrem ke koncové desce (213) a od ní.

13. Axiální pístový rotační motor podle nároku 12, vyznačující se tím, že má prostředek pro posun vačkové dráhy (225) směrem k druhé koncové desce (213) a směrem od ní anebo pootáčení vačkové dráhy (225) vůči druhé koncové desce (213).

14. Axiální pístový rotační motor podle nároku 7 anebo 8, vyznačující se tím, že každý prostředek na sledování vačkové dráhy (225) má váleček (254) upevněný otočně kolem osy, která j e v pravém úhlu k podélné ose (217).

15. Axiální pístový rotační motor podle nároku 14, vyznačující se tím, že každý váleček (254) je v neomezeném vztahu vůči příslušné válečkové dráze (225) nebo každá válečková

-9CZ 295198 B6 dráha (225) má jeden souvislý zvlněný čelní povrch, se kterým je každý váleček (254) ve spojení jenom v té části obvodu válečku (254), který je nejvíce vzdálen od příslušného pístu (231 až 238).

16. Axiální pístový rotační motor podle kteréhokoli z nároků 3 až 15, vyznačující se IIM lí ílli Ι·Ι tt S jllll MJ 1]βί [Μ) |M Bl pi k spolupráci s odpovídajícími pohyblivými průchody (215) v bloku (227) válců (228) pro přívod palivové směsi do provozních konců válců (228), přičemž druhá koncová deska (213) je na sacím a výfukovém konci motoru (200) a představuje upevnění pro prostředek na vstřikování paliva, zapalovací svíčku nebo ekvivalent tak, jak se to vyžaduje pro konkrétní motor (200) a prostředek pro výstup výfukových plynů.

17. Axiální pístový rotační motor podle nároku 16, vyznačující se tím, že v druhé koncové desce (213) je dvojice vzájemně protilehlých zapalovacích svíček tvořících prostředek pro zapalování nebo jemu ekvivalentní, dvojice vzájemně protilehlých palivo vstřikujících trysek tvořících vstřikovací prostředek a dvojice vzájemně protilehlých výfukových průchodů (208, 209) tvořících výfukový prostředek, přičemž všechny uvedené dvojice jsou rovnoměrně rozmístěny tak, že umožňují v součinnosti s průchody válců (228) po sobě následující sání, kompresi, silovou expanzi a výfuk pomocí pístů (231 až 238).

18. Axiální pístový rotační motor podle nároků 1 až 17, vyznačující se tím, že podpírající statický hřídel (219) má středový otvor (370) upravený k vytvoření prostředku pro vstup chladivá do rotorové sestavy (216), přičemž je opatřen vstupními průchody ze středového otvoru (370) do bloku (227) válců (228).

19. Axiální pístový rotační motor podle nároků 1 až 18, vyznačující se tím, že součástí pláště (210) je válcovité pouzdro (211) připojené utěsněné k oběma koncovým deskám (212, 213) mezi nimi.

20. Axiální pístový rotační motor podle nároků 1, vyznačující se tím, že písty (231 až 238) jsou uspořádány do dvou anebo více sestav (241, 242), přičemž každá má alespoň dva písty (231 až 238) rozmístěné rovnoměrně kolem podélné osy (217) otáčení a vzájemně spojených pomocí písty (213 až 238) spojujících kruhových sestav (241, 242) tak, že písty (231, 233, 235, 237, 232, 234, 236, 238) každé sestavy jsou schopny pohybovat se stejným způsobem, přičemž válečky (254) a zvlněná vačková dráha (225) jsou uspořádány tak, že směr pohybu jedné sestavy (241) pístů (231, 233, 235, 237) je obecně opačný vzhledem ke směru pohybu další sestavy (242) pístů (232, 234, 236, 238), přičemž každá sestava (241, 242) obsahuje kruh kolem podélné osy (217), přičemž kruh spojující jednu sestavu (241) pístů (231, 233, 235, 237) je pohyblivý uvnitř kruhu spojujícího jinou sestavu (242) pístů (232, 234, 236, 238).

21. Axiální pístový rotační motor podle nároku 1,vyznačující se tím, že má dvě sestavy (341, 342) pístů (231, 233, 235, 237, 232, 234, 236, 238) umístěné ve stejných vzdálenostech od podélné osy (317), přičemž všechny písty (231, 233, 235, 237, 232, 234, 236, 238) obou sestav (341, 342) jsou uzpůsobeny k spolupůsobení s touž vačkovou dráhou (225).

6 výkresů