CZ296876B6 - Spalovací motor s rotacní turbínou - Google Patents

Abstract

Motor obsahuje rotor (1) s podélnými klapkami (2), které jsou otocne usporádány na rotoru (1) pomocí úlozných cepu (3) v oblasti jeho vnejsího obvodu, a to podél osy (4) otácení rotoru (1) a oddelujíod sebe prostory (5) nacházející se po obou stranách kazdé klapky (2). Rotor (1) je umísten ve válcovitém telese (7) opatreném prstencovitým vodítkem(9) jsoucím ve styku s unáseci (10) klapek (2). Mezi prostory (5) na obou stranách klapek (2) je usporádán pruchod (15) výmeny plynu mezi temito prostory (5). Válcovité teleso (7) je opatreno koncovou celní stenou (8), na jejíz vnejsí strane jsou umísteny unásece (10) klapek, vytvorené ve tvaru kliky pevne spojené s klapkou (2) tak, ze osa (20) otácení kliky je shodná s osou úlozného cepu (3) klapky (2) a prstencovité vodítko (9) je upraveno na jedné koncové celní stene (8) válcovitého telesa (7) a jeho podélná osa (11) je usporádána excentricky vzhledem k ose (4) otácení rotoru (1). Zakoncení prstencovitého vodítka (9) je ve styku s klikou unásece (10) klapek (2).

Description

CD h* CO co σ> CN (54) Název vynálezu:

Spalovací motor s rotační turbínou (57) Anotace.

Motor obsahuje rotor (1) s podélnými klapkami (2), které jsou otočně uspořádány na rotoru (1) pomocí úložných čepů (3) v oblasti jeho vnějšího obvodu, a to podél osy (4) otáčení rotoru (1) a oddělují od sebe prostory (5) nacházející se po obou stranách každé klapky (2). Rotor (l) je umístěn ve válcovitém tělese (7) opatřeném prstencovitým vodítkem (9) jsoucím ve styku s unášeči (10) klapek (2). Mezi prostory (5) na obou stranách klapek (2) je uspořádán průchod (15) výměny plynu mezi těmito prostory (5). Válcovité těleso (7) je opatřeno koncovou čelní stěnou (8), na jejíž vnější straně jsou umístěny unášeče (10) klapek, vytvořené ve tvaru kliky pevně spojené s klapkou (2) tak, že osa (20) otáčení kliky je shodná s osou úložného čepu (3) klapky (2) a prstencovité vodítko (9) je upraveno na jedné koncové čelní stěně (8) válcovitého tělesa (7) a jeho podélná osa (11) je uspořádána excentricky vzhledem k ose (4) otáčení rotoru (1). Zakončení prstencovitého vodítka (9) je ve styku s klikou unášeče (10) klapek (2).

r

Spalovací motor s rotační turbínou

Oblast techniky

Vynález se tyká spalovacího motoru s rotační turbínou, zvláště pak se tyká rotačního spalovacího motoru, jehož pracovní prvky vykonávají oscilační pohyb okolo osy rotoru.

Dosavadní stav techniky

Je známý rotační motor s vnitřním spalováním, který zahrnuje rotor s radiálně podélnými sloupky a podélné lopatky namontované s možností otáčení v oblasti svých vnějších průměrů, přitom lopatky obsahují unášeče kontaktující vodicí prostředky, kde je rotor umístěný ve válcovitém tělese omezeném v koncových čelních stranách příčnými stěnami, kde rotor zahrnuje vstupní otvor a výstupní otvor, přičemž pracovní komora je definována vnějším povrchem nebo podélnou lopatkou, válcovitým povrchem tělesa a příčnými stěnami tělesa. Obsahuje hnaný hřídel s dalšími radiálními sloupky a lomenými pákami kloubovitě spojenými s pracovními lopatkami rotoru. Takovýto motor je popsán v autorském osvědčení SSSR 1 518 555.

Vzduch v motoru je stačován rotací sousedních lopatek rotoru a rotací hnaného hřídele okolo sloupků, když se vačka odvaluje nahoru pomocí kladičky sousedního kloubového spojení lopatky.

Nevýhodou známého vynálezu je přítomnost pomocného hnaného hřídele, který se otáčí různou rychlostí vůči úhlu otáčení hnacího hřídele, což činí konstrukci tohoto zařízení příliš složitou. Je nutné poznamenat, že tímto řešením, u mnoha motorů s vnitřním spalováním, se pouze vnější část lopatek, tj. jedna strana válce pístového motoru s vnitřním spalováním, podílí na pracovním cyklu. Z hlediska pracovního cyklu se prostor pod lopatkami nevyužívá.

Tento nedostatek je eliminován jiným technickým řešením, jmenovitě u rotačního motoru s vnitřním spalováním, který zahrnuje rotor s podélnými klapkami namontovanými s možností natáčení v oblasti vnějšího průměru podél osy otáčení, a oddělenými od sebe prostory na obou stranách každé klapky, kde je zmíněný rotor instalován ve válcovitém tělese na jehož koncových čelních stranách je umístěno uzavřené oválné vodítko, které je v kontaktu s unášeči klapek, a dále trubkovitý průchod výměny plynu mezi prostory po obou stranách klapek. Koncové čelní povrchy klapek a povrchy sousedních sloupků, které kontaktují koncové čelní povrchy, jsou sdružený, kontaktují se navzájem, přitom každá klapka odděluje kompresní prostor od pracovního prostoru. Existují zde sací a výfukové otvory. Takovéto řešení je popsáno v patentech US 5 261 365 a US 5 345 905.

Pokrokovým znakem tohoto řešení je skutečnost, že obě strany klapek se podílí na pracovním cyklu motoru, jedna strana jako stěna kompresního prostoru, druhá jako stěna pracovního prostoru.

Toto technické řešení má mnoho podstatných nedostatků. Unášeče jsou zhotoveny jako válcovité kolíky na koncových čelních stranách klapek. Výsledkem je, že u takového uspořádání se vždy vyskytuje únik plynů štěrbinami ve stěně rotoru a ve stěně tělesa. Pokus o snížení takového úniku plynu v řešení podle výše uvedených US-patentů, a to zesílením stěny klapky, vede k poklesu objemů pracovních prostorů a kompresních prostorů.

Výsledkem skutečnosti, že kolíky unášeče jsou upevněny na klapkách jako jejich integrální součást, a že přenos pracovních sil do motoru je realizován prostřednictvím těchto kolíků, je nutnost vytvořit mohutnější konstrukce zmíněných kolíků a nutnost jejich umístění po obou stranách

-1 CZ 296876 B6 klapek. Jestliže by kolíky byly umístěny pouze na jedné straně, musely by být mnohem větší, což by vedlo k dalšímu zvýšení úniku plynu. Kromě toho, v případě umístění kolíků na jedné koncové čelní straně klapky, mohlo by u klapky dojít k distorzi, zadření a dokonce i k selhání motoru. Zesílení kolíků a zvýšení tuhosti klapek zvětšením jejich velikosti je zde rovněž nepřijatelné, jelikož to vede k dalším u omezování pracovních objemů motoru.

Jiný nedostatek spočívá v tom, že u takového motoru je unášeč umístěný v zóně s vysokou teplotou, nedá se dobře chladit, a tím u páru unášeč - vodicí drážka nelze pro mazání zajistit přijatelné pracovní podmínky.

Velmi podstatným nedostatkem řešení uvedeného ve zmíněných US-patentech je skutečnost, že vodítko držáků, které je vytvořeno ve formě drážek v koncových čelních stěnách tělesa, má příliš složitý tvar. Výsledkem je, že při použití takové drážky je jednak skutečně nemožné dosáhnout dostatečně vysoké frekvence otáčení rotoru motoru a jednak je technologicky obtížné dosahovat vysoké přesnosti výroby a vysoké kvality povrchu drážek. Materiál pro jejich výrobu by se měl snadno obrábět, měl by být dostatečně tvárný z hlediska dynamického zatěžování, ale na druhé straně by měl vykazovat vysokou pevnost, aby byl schopný pracovat po dlouhou dobu v podmínkách nepřetržitého mazání páru drážka - unášeč.

Podstata vynálezu

Cílem tohoto vynálezu je vytvořit pro motor vodítko takového tvaru, které by se, při dobré hladkosti dráhy unášeče ve vedení, dalo snadno vyrábět, a tom při zachování kvalitních pracovních povrchů. Realizací tohoto cíle je možné dosáhnout vysoké frekvence otáčení rotoru motoru.

Dalšími cíly tohoto vynálezu je vytvoření pracovních podmínek páru unášeč - vedení, což se týká teploty, kvality mazání, a rovněž získání kroutícího momentu na rotoru, což je rovněž způsobeno reaktivní silou získanou v průběhu výfuku plynů použitím turboefektu.

Vynález přináší spalovací motor s rotační turbínou, obsahující rotor s podélnými klapkami, které jsou otočně uspořádány na rotoru pomocí úložných cepů v oblasti jeho vnějšího obvodu podél osy otáčení rotoru a oddělují od sebe prostory nacházející se po obou stranách každé klapky a rotor je umístěn ve válcovitém tělese opatřeném uzavřeným prstencovitým vodítkem jsoucím ve styku s unášeči klapek, přičemž mezi prostory na obou stranách klapek je uspořádán průchod výměny plynu mezi těmito prostory, přičemž podstata vynálezu spočívá v tom, že válcovité těleso je opatřeno koncovou čelní stěnou, na jejíž vnější straně jsou umístěny unášeče klapek, vytvořené ve tvaru kliky pevně spojené s klapkou tak, že osa otáčení kliky je shodná s osou úložného čepu klapky a prstencovité vodítko je upraveno na jedné koncové čelní stěně válcovitého tělesa a jeho podélná osa je uspořádána excentricky vzhledem k ose otáčení rotoru, přičemž zakončení prstencovitého vodítka je ve styku s klikou unášeče klapek.

Vynález je též možno provést tak, že prstencovité vodítko je vytvořeno ve volně uloženém prstenci souosém s vodítkem a je umístěno na koncové čelní stěně válcovitého tělesa.

Též je možno vynález provést tak, že válcovitě těleso je opatřeno druhou koncovou čelní stranou, která je opatřena sacím otvorem spojeným s prostorem pod klapkou a obsahuje vstup a výstup průchodu výměny plynu, přičemž vstup průchodu výměny plynu je umístěn proti prostoru pod klapkou v oblasti minimální vzdálenosti mezi ní a osou otáčení rotoru a výstup průchodu výměny plynuje umístěn proti prostoru nad klapkou a sací otvor je uspořádán pod úhlem v oblasti maximálního přemístění profilu prstencovitého vodítka vzhledem k ose otáčení rotoru, přičemž v oblasti minimálního přemístění profilu prstencovitého vodítka vzhledem k ose otáčení rotoru je pod úhlem umístěn jak vstup a výstup průchodu výměny plynu, tak i výfukový otvor.

-2CZ 296876 B6

Spalovací motor s rotační turbínou podle vynálezu je možno použít v jednotce tvořené dvěma motory, které jsou k sobě přivráceny koncovými čelními stěnami válcovitých těles, které jsou v bezprostředním styku s koncovými čelními stranami rotorů opatřených společnou hřídelí, přičemž koncové čelní stěny vytvářejí jednu společnou integrální koncovou čelní stěnu jednotky, kde excentricity podélných os vodítek obou motorů jsou orientovány v opačném směru vzhledem k ose otáčení rotorů.

Vynález je též možno provést tak, že na stěně rotoru je pod každou klapkou vytvořen přídavný prostor, propojený s prostory na obou stranách klapek, přičemž s průchodem výměny plynu je propojen průchozí otvor vytvořený ve stěně přídavného prostoru.

Vynález je též možno provést tak, že vstup průchodu výměny plynu na koncové čelní stěně válcovitého tělesa je opatřen segmentovou drážkou uspořádanou proti směru otáčení rotoru.

Vynález je též možno provést tak, že rotor je na svém vnějším obvodu opatřen stěnou s tangenciálními otvory.

Vynález je též možno provést tak, že tangenciální otvory jsou vytvořeny jako štěrbinovité trysky.

Vynález je též možno provést tak, že sací otvor je vytvořen obloukovitě a rozprostírá se v opačném směru vzhledem ke směru otáčení rotoru.

Vytvoření prstencovitého vodítka umožňuje dosáhnout maximální frekvence otáčení rotoru u takového motoru, u kterého lze hodnoty frekvence dosáhnout díky hladkosti odvalování profilu vodítka a díky kvalitě pracovního povrchu vodítka. Vysoká přesnost výroby, jakost povrchu, kvalita povrchové vrstvy, pokud jde o tvrdost a povlak, jsou vlastnosti, kterých lze v tomto případě snadno dosáhnout.

Výstředné umístění podélné osy prstencovitého vodítka vůči ose otáčení rotoru umožňuje cyklické otáčení klapek, a to tehdy použije-li se vodítko, které je po technologické stránce nejjednodušší. Každá klapka, která používá unášeč, který se odvaluje po vodítku výstředně umístěnému vůči ose otáčení rotoru, vyvolá během jedné celé otáčky motoru stlačení vzduchu na klapce a rovněž expanzi horkého plynu, přitom vnitřní strana klapky zajistí sání vzduchu, jeho mírné stlačení a přemístění do prostoru nad klapkou, a dále vyplnění tohoto prostoru vzduchem pro další stlačení. V průběhu jedné celé otáčky rotoru klapka umožní realizaci celého cyklu dvoudobého motoru. Počet takových kompletních cyklů při jedné otáčce rotoru se bude rovnat poctu klapek na rotoru. Vytvoření prstencovitého vodítka ve volně uloženém prstenci, který je s vodítkem souosý a nachází se na koncové čelní stěně tělesa, umožňuje, jako výsledek kruhovitého otáčení tohoto prstence, každé nové oblasti prstence kontaktovat druhý konec unášeče, což zvyšuje jeho životnost. Otáčení volně uloženého prstence vůči tělesu snižuje relativní hodnotu rychlosti konce unášeče a vodítka. Kromě toho, volně uložéhý prstenec je vynikajícím tlumičem. Prstencovitou drážku, která je vodítkem, lze snadno ve zmíněném prstenci zhotovit.

Vytvořením každého unášeče ve formě kliky umístěné mimo boční stěny rotoru, kdy jeden konec kliky se nachází ve vodicí drážce, přitom jak samotná klika, tak i místo kontaktu s vodítkem se nachází v zóně s relativní nízkou teplotou, umožňuje v tomto místě realizovat spolehlivé olejové chlazení. U tohoto uspořádání příčná stěna rotoru nyní spolehlivě přikrývá zónu s vysokou teplotou.

Pevné spojení kliky s klapkou tak, že jejich osy otáčení se shodují, bude kroutící moment, vyvolaný klapkou na kliku, nyní přenášen přes otočný hřídel, který lze snadno utěsnit. Zesílení této soustavy není obtížné, jelikož dokonce podstatné zesílení otáčení bude mít za následek minimální snížení hodnot pracovních objemů prostorů motoru. Možnost přenosu velkých kroutících

-3 CZ 296876 B6 momentů systémem klik, umístěných na jedné straně rotoru, uvolní druhou stěnu tělesa a umožní její použití pro jiné účely, které jsou pro motor velmi důležité.

Tím, že se druhá koncová čelní strana rotoru dostane do přímého styku s koncovou čelní stranou tělesa, stane se druhá koncová stěna tělesa částí prostorů nad a pod každou klapkou, což na takové stěně umožňuje snadné vytvoření sacího otvoru s požadovanou pracovní plochou a rovněž vytvoření vstupu a výstupu průchodu výměny plynu.

Vytvoření vstupu průchodu výměny plynu proti prostoru pod klapkou v oblasti minimální vzdálenosti mezi ním a osou otáčení rotoru, vytvoření jeho výstupu proti prostoru nad klapkou a natočení otvoru sání pod jistým úhlem v oblasti maximálního posunu profilu vodítka vůči ose otáčení rotoru, a uspořádání vstupu a výstupu průchodu výměny plynu a rovněž výfukového otvoru v oblasti s minimálním posunem profilu vodítka vůči ose otáčení rotoru, umožní realizovat vybraný cyklus operace navrženého motoru, například dvoudobý cyklus. Vytvořením konzistentní jednotky dvou motorů spojených koncovými čelními stěnami těles, které přímo kontaktují koncové čelní strany rotorů a vzájemně pevně spojují hřídele rotorů, se vytváří koncová čelní stěna jednotky. Získáním takové jedné koncové čelní stěny jednotky, která je v přímém kontaktu se dvěma rotory vytvářejícími jeden celek, a rovněž orientování výstředností podélných os vodítek těchto motorů do opačných směrů vůči ose otáčení rotorů, se poskytuje virtuálně vyvážený systém dvou rotorů. V tomto sytému je nevyváženost jednoho rotoru, která se vyskytne během provozu motoru, kompenzována opačně orientovanou nevyvážeností druhého rotoru, která se vyskytuje vlivem pohybu klapek. Kromě toho je možné vyhnout se instalaci dvou protizávaží ve formě setrvačníků, tak jak je tomu u motoru Wankel.

Vytvořením dalšího prostoru na stěně rotoru pod každou klapkou, kdy tento prostor komunikuje s již existujícím prostorem a zahrnuje průchozí otvory ve stěně rotoru, kde otvory komunikují se vstupem průchodu výměny plynu, se vytváří prostor, jehož prostřednictvím se dá nastavit předkompresní tlak v prostoru pod klapkou. Tento tlak musí být zvolen v průběhu pracovního zdvihu motoru, přitom je nutné brát v úvahu, že tento tlak by měl být minimální vlivem toho, že se spotřebovává energie, ale měl by být dostatečně velký a měl by garantovat odstraňování spalin z prostoru nad klapkou a naplnění tohoto prostoru čerstvým vzduchem.

Tím, že se provede vstup průchodu výměny plynu v koncové čelní stěně tělesa se segmentovou drážkou orientovanou proti směru otáčení rotoru, umožňuje se tím nastavit v prostoru pod klapkou předkompresní tlak. Je to umožněno tím, že vháněný vzduch je nejprve brán ze zóny s nižším tlakem vzduchu.

Tím, že se rotoru na vnějším obvodu poskytuje stěna s tangenciálními otvory, umožňuje se tím rovněž získat kroutící moment na rotoru, a to na základě reaktivní síly získané během vhánění horkého vzduchu zmíněnými otvory, to znamená, že zde existuje možnost použít turbínový efekt, a tím dosáhnout téměř úplné expanze horkých plynů až na úroveň atmosférického tlaku. Turbínový efekt se zvýší tím jestliže se tangenciální otvory vytvoří v podobě štěrbinových trysek.

Vytvořením sacích otvorů ve tvaru oblouku orientovaného v opačném směru vůči směru otáčení rotoru, společně se zvýšením plochy sání, může sání nastat skutečně ihned po tom, co byl stlačený vzduch z prostoru pod klapkou odstraněn, což znamená, že se pod klapkou nevyskytuje negativní tlak (vakuum), a proto se nevyskytuje požadavek na spotřebu energie.

Přehled obrázků na výkresech

Příklady možných provedení jsou zobrazeny na připojených výkresech, kde obr. 1 znázorňuje podélný řez navrhovaným motorem, vedený podél čáry B-B, kde vodítko je znázorněno jako prstencovitá drážka v koncové čelní stěně tělesa, obr. 2 znázorňuje podélný řez motorem, vedený

-4podél cáry B-B s prstencovitým vodítkem ve formě volně uloženého prstence, obr. 3 znázorňuje příčný řez motorem vedený podle čáry A-A v oblasti klapek, obr. 4 znázorňuje příčný řez motorem, vedený podél čáry C-C v oblasti hřídele, obr. 5 znázorňuje podélný řez motorovou jednotkou a obr. 6 znázorňuje příčný řez motorem, vedený podél čáry D-D, kde stěna obsahuje tangen5 ciální otvory ve formě štěrbinových trysek umístěných podél vnějšího průměru rotoru.

Příklady provedení vynálezu

io Rotační turbína motoru s vnitřním spalováním zahrnuje rotor 1 s podélnými klapkami 2 spojenými otočnými úložnými čepy 3 v oblasti vnějšího obvodu rotoru 1 podél jeho osy 4 otáčení rotoru

1. Každá klapka 2 odděluje prostor 5 pod klapkou 2 od prostoru 6 nad klapkou 2. Rotor 1 je namontován do válcovitého tělesa 7, na jehož koncové čelní stěně 8 se nachází uzavřené prstencovité vodítko 9, které kontaktuje unášeče 10 klapek 2. Podélná osa 11 vodítka 9 je vůči ose otá- čení 4 rotoru 1 výstředná s hodnotou výstřednosti e. U tohoto provedení je podélná osa 11 vodítka 9 posunuta svisle směrem nahoru vůči ose otáčení 4 rotoru 1, ačkoliv pokud jde o motor, směr výstřednosti nemá velký význam. Druhá koncová čelní stěna 3 válcovitého tělesa 7 je zhotovena jako odnímatelné víko 2, které je v přímém kontaktu s koncovou čelní stranou 13 rotoru 1, zahrnuje sací otvor 14 umístěný pod jistým úhlem v oblasti maximálního posunu profilu vodítka 9 vůči ose otáčení 4 rotoru 1 a je spojený s prostory 5 pod klapkami 2. Sací otvor 14 může mít obloukovitý tvar a může být orientovaný v opačném směru vůči směru otáčení rotoru L Průchod 15, provádějící výměnu plynu mezi prostory 4, 5, se rovněž nachází ve víku 12. Vstup 16 průchodu výměny plynu 15 je umístěn proti prostoru 5 pod klapkou 2 v oblasti minimální vzdálenosti od osy otáčení 4 rotoru 1, kde výstup 17 je umístěn proti prostoru 6 nád klapkou 2. Vstup 16 a výstup 17 průchodu výměny plynu 15 jsou umístěny pod úhlem v oblasti minimálního posunu profilu vodítka 9 vůči ose otáčení 4 rotoru 1. Druhá koncová čelní strana 13 rotoru 1 je vytvořena jako součást koncové čelní stěny 18. Každý unášeč 10, sloužící k otáčení své klapky 2 vůči otočnému cepu 3, je zhotoven jako klika 19, přitom klapkaje uspořádána pro otáčení kolem osy 20 otočného cepu 3. Prstencovité vodítko 9 je v kontaktu s jiným koncem 21 kliky 19. Prstenco30 vité vodítko 9 je možno provést v podobě drážky 22 ve volně uloženém prstenci 23, který je souosý s vodítkem a je umístěn s přihlédnutím ke svému vnitřnímu průměru na spojovací objímce 24 odolné vůči opotřebení, které je pevně připojena na koncovou čelní stěnu 8 válcovitého tělesa 7. Prstencovitá drážka 22 má dva prstencovité pracovní povrchy 25, 26, které jsou v kontaktu s konci 21 kliky 19. U koncové čelní stěny 18 rotoru f je vytvořen prostor 27 pro olej.

Ve spojovacím pouzdru 24 pod volně uloženým prstencem se nachází otvory 28 pro dodávku oleje. Otvory 28 jsou spojeny s dalšími otvory 29 pro dodávku oleje válcovitého tělesa 7, které jsou pak spojeny se zásobovacím systémem oleje. Výfukový otvor 30 je umístěný pod jistým úhlem ve válcovitém tělese 7, a to v oblasti minimálního posunu profilu vodítka 9 vůči ose otáčení 4 rotoru L Na válcovitém tělese 7 je namontována zapalovací svíčka 31, a to proti prostoru 6.

Svíčka 31 je namontována pod jistým úhlem v oblasti maximálního posunu profilu vodítka 9 vůči ose otáčení 4 rotoru 1.

Dva motory je možno spojit do jedné jednotky. V rámci jednotky jsou dva motory obráceny k sobě víky 12, kdy zmíněná víka vytvářejí integrální koncovou čelní stěnu 32. Výstřednosti e 45 podélných os 11 vodítek 9 obou motorů jsou orientovány v opačném směru vůči ose otáčení 4 rotoru 1. Jednotka má společný olejový prostor 33 a oba motory mají společný hřídel 34. Oba sací otvory jsou zhotoveny v integrální stěně 32 s radiálním vstupním průchodem 35, který zde slouží k zásobování obou motorů jednotky vzduchem.

Další prostor 37, který komunikuje s prostorem 5, a který má ve své stěně průchozí otvor 38 komunikující se vstupem 16 průchodu výměny plynu 15, lze vytvořit na stěně 36 rotoru 1, a to pod každou klapkou 2.

Vstup 16 průchodu výměny plynu ve víku 12 lze opatřit segmentovou drážkou 39 směrovanou v opačném směru vůči směru otáčení rotoru 1.

Na vnějším obvodu rotoru 1 se nachází stěna 40, ve kterém jsou vytvořeny tangenciální otvory 41 a to například v podobě štěrbinových trysek.

Prstencovité vodítko 9 pak může být rovněž zhotoveno velmi jednoduše, a to v podobě prstencovité drážky 42 v koncové čelní stěně 8 válcovitého tělesa 7 (obr. 1).

Motor pracuje takto: V době, kdy je klapka 2 v nejhořejší poloze, sacím otvorem 14 vstupuje do prostoru 5 pod klapkou 2 atmosférický vzduch, přitom když se rotor otáčí, vzniká v rotoru předběžný tlak. Maximální předběžný tlak je realizován tehdy, když se rotor 1 otočí o polovinu otáčky. Je-li klapka 2 v nejvyšší poloze, vzduch v prostoru 6 nad klapkou 2 je stlačen na nejvyšší stupen. V tomto okamžiku je do prostoru 6 vstřikováno palivo, které je následně zapáleno a směs plynu s vysokou energií začíná působit na klapku 2 a zvyšuje svůj objem v prostoru 6 nad klapkou 2. Když se rotor 1 otočí o polovinu otáčky, prostor 5, který momentálně zaplňuje stlačený vzduch, se nachází v poloze proti vstupu 16 průchodu výměny plynu 15, a tento vzduch přes průchod 15 a výstup 17 vstupuje do prostoru 6, který má v tomto okamžiku maximální hodnotu objemu a minimálního tlaku. Spálený plyn je z prostoru 6 vytlačován a tento prostor se plní čistým vzduchem z prostoru 5. Odstraňovaný spálený plyn je vypouštěn výfukovým otvorem 30 do atmosféry. Po dalším otáčení rotoru 1 začíná stlačování vzduchu v prostoru 6 a maximálně stlačený vzduch se nachází v nejvyšším místě. Atmosférický vzduch je nasáván do prostoru 5 přes obloukovitý sací otvor 14. Klapka 2 je ještě jednou v nejvyšším bodě a pracovní cyklus se opakuje. Jelikož existuje v motoru mnoho klapek, existuje rovněž během jedné otáčky rotoru tolik cyklů, kolik je na rotoru klapek.

V rotoru 1 se stěnou 40 na vnějším obvodu je plyn z prostoru 6 nucen unikat a vzduch, který toto unikání způsobuje, přichází z prostoru 5 tehdy, když je rotor v nejnižší poloze, přitom vzduch a plyn je směrován do tangenciálních otvorů 41, čím se vytváří v rotoru turbínový efekt a získává se tím v rotoru přídavný kroutící moment.

Jednotka sestávající ze dvou motorů obrácených k sobě víky 13 a vytvářející v tomto případě integrální koncovou čelní stěnu 32, funguje tak, že při otáčení rotoru je jejich nevyváženost orientována v opačných směrech, čímž se získá virtuálně vyvážený systém dvou rotorů. Na rozdíl od systému Wankel zde není nutné použít dva setrvačníky fungující jako protizávaží.

Další prostor 37 vytvořený na stěně 36 rotoru 1 pod klapkou 2 a s průchozím otvorem 38, který komunikuje se vstupem 16 průchodu výměny plynu 15, ovládá pomocí svého objemu předběžné stlačování v prostoru 5 pod klapkou 2. Segmentová drážka 39 na víku 13, která začíná u vstupu 16 průchodu výměny plynu 15 a je orientována v opačném směru vůči otáčení rotoru 1_, provádí stejnou funkci.

Prstencovité vodítko 9 tím klice 19 umožňuje pohybovat se hladce po svém vysoce kvalitním pracovním povrchu, což dále umožňuje získat vysokou hodnotu frekvence otáčení rotoru 1. Z příkladu je zřejmé, že cyklus dvoudobého motoru s vynikajícím systémem odvádění spálených plynů, plněním pracovního prostoru čistým vzduchem, s možností předběžného stlačování je snadno realizovatelný.

Tangenciální otvory ve vnější stěně rotoru umožňují dostat motor do vysokých otáček, a to vlivem průchodu spálených plynů těmito otvory. Tím se zde realizuje turbínový stupen motoru, který vytváří dodatečný kroutící moment. Za těchto okolností název tohoto zní - motor s rotační turbínou.

-6CZ 296876 B6

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (9)

1. Spalovací motor s rotační turbínou, obsahující rotor (1) s podélnými klapkami (2), které jsou otočně uspořádány na rotoru (1) pomocí úložných cepů (3) v oblasti jeho vnějšího obvodu podél osy (4) otáčení rotoru (1) a oddělují od sebe prostory (5, 6) nacházející se po obou stranách každé klapky (2) a rotor (1) je umístěn ve válcovitém tělese (7) opatřeném uzavřeným prstencovitým vodítkem (9) jsoucím ve styku s unášeči (10) klapek (2), přičemž mezi prostory (5, 6) na obou stranách klapek (2) je uspořádán průchod (15) výměny plynu mezi těmito prostory (5, 6), vyznačující se tím, že válcovité těleso (7) je opatřeno koncovou čelní stěnou (8), na jejíž vnější straně jsou umístěny unášeče (10) klapek (2), vytvořené ve tvaru kliky pevně spojené s klapkou (2) tak, že osa (20) otáčení kliky je shodná s osou úložného cepu (3) klapky (2) a prstencovité vodítko (9) je upraveno na jedné koncové čelní stěně (8) válcovitého tělesa (7) a jeho podélná osa (11) je uspořádána excentricky vzhledem k ose (4) otáčení rotoru (1), přičemž zakončení prstencovitého vodítka (9) je ve styku s klikou unášeče (10) klapek (2).

2. Spalovací motor s rotační turbínou podle nároku 1,vyznačující se tím, že prstencovité vodítko (9) je vytvořeno ve volně uloženém prstenci (23) souosém s vodítkem (9) a je umístěno na koncové čelní stěně (8) válcovitého tělesa (7).

3. Spalovací motor s rotační turbínou podle nároku 1,vyznačující se tím, že válcovité těleso (7) je opatřeno druhou koncovou čelní stranou (13), která je opatřena sacím otvorem (14) spojeným s prostorem (5) pod klapkou (2) a obsahuje vstup (16) a výstup (17) průchodu (15) výměny plynu, přičemž vstup (16) průchodu (15) výměny plynu je umístěn proti prostoru (5) pod klapkou (2) v oblasti minimální vzdálenosti mezi ní a osou (4) otáčení rotoru (1) a výstup (17) průchodu (15) výměny plynu je umístěn proti prostoru (6) nad klapkou (2) a sací otvor (14) je uspořádán pod úhlem v oblasti maximálního přemístění profilu prstencovitého vodítka (9) vzhledem k ose (4) otáčení rotoru (1), přičemž v oblasti minimálního přemístění profilu prstencovitého vodítka (9) vzhledem k ose (4) otáčení rotoru (1) je pod úhlem umístěn jak vstup (16) a výstup (17) průchodu (15) výměny plynu, tak i výfukový otvor (30).

4. Spalovací motor s rotační turbínou podle nároků la3,vyznačující se tím, že na stěně rotoru (1) je pod každou klapkou (2) vytvořen přídavný prostor (37), propojený s prostory (5, 6) na obou stranách klapek (2), přičemž s průchodem (15) výměny plynuje propojen průchozí otvor (38) vytvořený ve stěně přídavného prostoru (37).

5. Spalovací motor s rotační turbínou podle nároků 1 a 3, vyznačující se tím, že vstup (16) průchodu (15) výměny plynu na koncové čelní stěně (8) válcovitého tělesa (7) je opatřen segmentovou drážkou (39) uspořádanou proti směru otáčení rotoru (1).

6. Spalovací motor s rotační turbínou podle nároku 1, vyznačující se tím, že rotor (1) je na svém vnějším obvodu opatřen stěnou (40) s tangenciálními otvory (41).

7. Spalovací motor s rotační turbínou podle nároku 7, vyznačující se tím, že tangenciální otvory (41) jsou vytvořeny jako štěrbinovité trysky.

-7 CZ 296876 B6

8. Spalovací motor s rotační turbínou podle nároku 3, vyznačující se tím, že sací otvor (14) je vytvořen obloukovitě a rozprostírá se v opačném směru vzhledem ke směru otáčení rotoru (1).

9. Pohonná jednotka, vyznačující se tím, že je tvořená dvěma motory podle nároku

1, které jsou k sobě přivráceny koncovými čelními stěnami (8) válcovitých těles (7), které jsou v bezprostředním styku s koncovými čelními stranami rotorů (1) opatřených společnou hřídelí (34), přičemž koncové čelní stěny (8) vytvářejí jednu společnou integrální koncovou čelní stěnu ío (32) jednotky, kde excentricity (e) podélných os (11) vodítek (9) obou motorů jsou orientovány v opačném směru vzhledem k ose (4) otáčení rotorů (1).