CZ300741B6 - Spalovací motor bez klikového mechanizmu - Google Patents

Abstract

Vynález se týká spalovacího motoru bez klikového mechanizmu, obsahujícího skrín (6) motoru se sacím kanálem (61), výfukovým kanálem (62) a zapalovací svíckou (7) nebo vstrikovací tryskou, v jejíž válcové dutine je otocne uložen vnejší válcový plášt rozvodové kulisy (5) opatrený sacím otvorem (51), výfukovým otvorem (52) a zapalovacím prípadne vstrikovacím otvorem (53). Ve válcové dutine rozvodové kulisy (5) je otocne uloženo teleso válce (4), osa jehož vývrtu (41) je kolmá na osu (O2) válcové dutiny rozvodové kulisy (5) a v nemž je prímocare vratne suvne uložen píst (3), jehož cep (2) je suvne uložen v radiálním vrtání výstupního hrídele (1). Píst (3) je jednocinný, vývrt (41) v telese válce (4) je opatren na strane odvrácené hlave (33) pístu (3) dnem (44) a rozvodová kulisa (5) je opatrena pouze jedním sacím otvorem (51), jedním výfukovým otvorem (52) a jedním zapalovacím prípadne vstrikovacím otvorem (53).

Description

Spalovací motor bez klikového mechanizmu

Ob last jeghn ik v

Předmětem vynálezu je pístový čtyřdobý spalovací motor bez klikového mechanizmu.

Dosavadní stav techniky io

Z CZ-užitného vzoru 15667 je znám čtyřdobý motor s rotujícími spalovacími prostory, u něhož je přímočarý vratný pohyb dvojčinného pístu v rotujícím tělese válce převáděn na otáčivý pohyb výstupního hřídele. Dvojčinný píst se pohybuje přímočaře vratně ve vývrtu tělesa válce, které se i s dvojčinným pístem otáčí ve vnitřní válcové dutině rozvodové kulisy, jejíž vnější válcový plášť je otočně uložen ve válcové dutině skříně motoru. V rozvodové kulise jsou vytvořeny na jednom obvodovém kruhovém pásu tři podlouhlé otvory, sloužící k otevíraní a zavírání sacího a výfukového kanálu do obou pracovních prostorů, na druhém obvodovém kruhovém pásu jeden zapalovací případně vstřikovací otvor pro jeden pracovní prostor a na třetím obvodovém kruhovém pásu druhý zapalovací případně vstřikovací otvor pro druhý pracovní prostor. Všechny tři zmíně20 né pásy jsou v axiálních odstupech od sebe. Odběr kroutícího momentu z motoru je proveden výstupním hřídelem, uloženým v ložiscích skříně motoru, excentricky ke společné ose otáčení rozvodové kulisy a tělesa válce. Výstupní hřídel prochází protilehlými kruhovými otvory v tělese válce, vytvořenými v ose jeho rotace a protilehlými otvory v plášti dvojčinného pístu, které umožňují jeho relativní pohyb vůči výstupnímu hřídeli. Do dvojčinného pístu je v rovině jeho souměrnosti, kolmé na osu výstupního hřídele, vsunut čep, procházející suvně radiálním vrtáním výstupního hřídele. Výstupní hřídel je opatřen pastorkem, pohánějícím unášecí kotouč rozvodové kulisy. Poměr otáček výstupního hřídele a unášecího kotouče je 2:1, takže během dvou otáček tělesa válce se rozvodová kulisa otočí jedenkrát. Pomocí spojení „pero — drážka““ uděluje unášecí kotouč rozvodové kulise otáčivý pohyb a zároveň umožňuje její axiální posuv. Rozvodová kulisa přiléhá jednou svojí Čelní plochou k rolně, uložené ve skříni motoru a otáčející se kolem osy kolmé k ose rozvodové kulisy. Na rolnu je čelní plocha rozvodové kulisy přitlačovaná pomocí axiálně působící tlačné pružiny. Čelní plocha rozvodové kulisy je tvarovaná tak, aby v pracovní době, kdy v jednom pracovním prostoru tělesa válce dochází ke kompresi a v druhém k expanzi, byla rozvodová kulisa posunuta ve směru osy své rotace, čímž se podlouhlé sací a výfukové otvory vysunou mimo sací a výfukový kanál, takže oba pracovní prostory vývrtu v tělese válce budou uzavřeny.

Nevýhodou tohoto řešení je, že píst v rotujícím tělese válce je dvojčinný, což vyvolává potřebu axiálního posouvání rozvodové kulisy, opatřené třemi sacími respektive výfukovými otvory a dvěma zapalovacími otvory, které je řešeno poměrně složitou mechanikou. Další nevýhodou je, že zajištění mazání třecích ploch dvojčinného pístu a vývrtu v němž se dvojčinný píst pohybuje je obtížné, vzhledem k vnější nepristupnosti těchto ploch.

Podstata technického řešení

Výše uvedené nevýhody v podstatě odstraňuje spalovací motor podle předvýznaku 1. patentového nároku, jehož podstata spočívá v tom, že píst je jednočinný, vývrt v tělese válce je opatřen na straně odvrácené hlavě pístu dnem a rozvodová kulisa je opatřena pouze jedním sacím otvorem, jedním výfukovým otvorem a jedním zapalovacím, resp. vstřikovacím otvorem.

Tato konstrukce podstatně zjednoduší a zlevní výrobu motoru tím, že odstraní axiální posouvání rozvodové kulisy. Tím odpadne nutnost použití rolny, vačkové dráhy na čele rozvodové kulisy, axiální přítlačné pružiny, jednoho sacího respektive výfukového otvoru a jednoho zapalovacího otvoru v rozvodové kulise. Navíc zjednoduší mazání pístu ve vývrtu tělesa válce.

Je výhodné, je-li hlava pístu tvarovaná.

Tím lze dosáhnout dokonalejšího spalování paliva ve spalovacím prostoru a výhodnějšího kom5 presního poměru.

Je výhodné, jsou-li na rozvodové kulise uspořádány sací otvor a výfukový otvor na dvou různých obvodových pásech, protilehlých odpovídajícímu sacímu kanálu respektive výfukovému kanálu ve skříni motoru.

Toto řešení umožní, aby v sacím a výfukovém otvoru rozvodové kulisy nedocházelo během chodu motoru k míchání spalin a směsi paliva, resp. vzduchu.

Přehled obrázků na výkresech

Na přiložených výkresech je znázorněn příklad provedení vynálezu, kde jednotlivé obrázky představují:

Obr. 1 a - částečný podélný řez motorem na začátku sání

Obr. 1 b - řez A-A z obr, la

Obr. 2a - částečný podélný řez motorem na začátku komprese Obr. 2b - řez A-A z obř. 2a

Obr, 3a - částečný podélný řez motorem na začátku expanze Obr. 3b - řez A-A z obr. 3a

Obr. 4a - částečný podélný řez motorem na začátku výfuku Obr. 4b - řez A-A z obr, 4a.

Příklad provedení vynálezu

Jak vyplývá z přiložených obrázků, sestává motor bez klikového mechanizmu ze skříně 6 motoru, v jejíž válcové dutině je otočně uložena rozvodová kulisa 5 ve formě pouzdra, v jejíž válcové dutině je otočně uloženo těleso válce 4 tak, že osa jeho vývrtu 41 je kolmá na osu 02 válcové dutiny rozvodové kulisy 5. Ve vývrtu 44 tělesa válce 4 je suvně uložen jednočinný píst 3, jehož čep 2 je suvně uložen v radiálním vrtání výstupního hřídele L Výstupní hřídel I s osou Ol je uložen v ložiscích skříně 6 motoru, excentricky k ose 02 jeho válcové dutiny a prochází protilehlými kruhovými otvory 42, 43 vytvořenými ve stěně tělesa válce 4 a protilehlými podlouhlými zaoblenými otvory 31, 32 ve stěně pístu 3. Na výstupním hřídeli 1 je v prostoru mezi tělesem válce 4 a skříní 6 motoru vytvořen ozubený pastorek JU zabírající $ vnitřním ozubením 54 rozvodové kulisy 5. Rozvodová kulisa 5 je na jednom obvodovém pásu opatřena dvěma otvoiy a sice sacím otvorem 51 a výfukovým otvorem 52 a jedním zapalovacím respektive vstřikovacím otvorem 53. Při otáčení rozvodové kulisy 5, jejíž otáčky jsou poloviční než otáčky tělesa válce 4 a výstupního hřídele 1, otevírají respektive uzavírají zmíněné otvory 51, 52 sací kanál 61 respektive výfukový kanál 62 a otvor 53 se ve vhodném okamžiku nastavuje proti elektrodám zapalovací svíčky 7, resp. proti vstřikovací trysce.

Podlouhlé zaoblené otvoiy 31 a 32 ve stěně jednočinného pístu 3 umožňují jeho přímočarý vratný pohyb kolmo k výstupnímu hřídeli 1 během jejího otáčení. Do jednočinného pístu 3 je v rovině jeho souměrnosti kolmé na osu Ol výstupního hřídele 1 vsunut čep 2, procházející

-2CZ 300741 B6 suvně radiálním vrtáním výstupního hřídele 1. Otáčení výstupního hřídele i kolem osy Ol je závislé na otáčení tělesa válce 4, které je otočné kolem osy 02, rovnoběžné s osou OL Ve vývrtu 41 tělesa válce 4 je posuvně uložen píst 3, vykonávající během otáčení výstupního hřídele i a tělesa válce 4 přímočarý vratný pohyb. Zdvih pístu 3 je roven dvojnásobku excentricity osy Ol vůči ose 02. Vývrt 41 je zaslepen dnem 44, které je součástí tělesa válce 4, V tělese válce 4 jsou dále vyvrtány otvory 45 a 46, sloužící pro montáž Čepu 2. Pracovní prostor motoru je vymezen hlavou 33 pístu 3, vývrtem 41 tělesa válce 4 a vnitřní válcovou dutinou rozvodové kulisy 5. Hlava 33 pístu 3 může být tvarována za účelem optimalizace spalovacího prostoru. Ve skříni 6 motoru je vytvořen sací kanál 61 a výfukový kanál 62 a také je vněm instalována zapalovací io svíčka 7, případně vstřikovací tryska. Osy sacího kanálu 61 a výfukového kanálu 62 nemusí ležet v jedné rovině kolmé na osu 02. Rovněž tak sací otvor 51 a výfukový otvor 52 nemusí ležet v jednom obvodovém pásu rozvodové kulisy 5.

Spalovací motor bez klikového mechanizmu pracuje ve čtyřech pracovních dobách, které pro15 běhnou během dvou otáček výstupního hřídele L Funkce motoru je popsána v následujícím textu, výstupní hřídel 1 se při pohledu na obrázky 1 b, 2b, 3b a 4b otáčí ve směru hodinových ručiček.

1. pracovní doba - sání, obr. la, lb.

Píst 3 je v horní úvrati. Sací otvor 51 v rozvodové kulise 5 se v následující jedné polovině otáčky tělesa válce 4 a jedné čtvrtině otáčky rozvodové kulisy 5 překrývá se sacím kanálem 61 ve skříni motoru. Následkem podtlaku ve zvětšujícím se pracovním prostoru dochází k nasávání palivové směsi ze sacího kanálu 61 do pracovního prostoru. Pracovní prostor motoru bude plněn směsí vzduchu a paliva, u provedení vznětového bude nasáván pouze vzduch.

2. pracovní doba - komprese, obr. 2a, 2b.

Těleso válce 4 se pootočilo o 180° a píst 3 dospěl do dolní úvrati. Propojení pracovního prostoru ϊϊιϊηϋΰί se sacím kanalem 61 pomoci sacího otvoru 51 v rozvodové kuksc 5_ bylo přerušeno. Pracovní prostor byl uzavřen. V následující jedné polovině otáčky tělesa válce 4 dochází v pracovním prostoru ke kompresi.

3. pracovní doba - expanse, obr. 3a, 3b.

Těleso válce 4 se pootočilo o 360° a píst 3 dospěl do horní úvrati. V pracovním prostoru motoru je komprimovaná směs paliva a vzduchu. Rozvodová kulisa 5 se natočila do polohy, kdy zapalo35 vací, respektive vstřikovací otvor 53 v rozvodové kulise 5 se kryje s otvorem pro zapalovací svíčku 7, popřípadě vstřikovací trysku. V tomto momentě zapálí zapalovací svíčka 2 komprimovanou palivovou směs a v následující jedné polovině otáčky tělesa válce 4 dojde v pracovním prostoru motoru ke shoření palivové směsi a k expanzi spalin. Spaliny tlačí na hlavu 33 pístu 3 a posouvají jej ve vývrtu 44 tělesa válce 4. Přitom pístní čep 2, suvně uložený v radiálním vývrtu výstupního hřídele 1 vyvolává otáčení výstupního hřídele 1.

4. pracovní doba - výfuk, obr. 4a, 4b.

Těleso válce 4 se pootočilo o 540° a píst 3 dospěl do dolní úvrati. Výfukový otvor 52 v rozvodové kulise 5 je nastaven tak, že v následující jedné polovině otáčky tělesa válce 4 bude prostřednictvím výfukového otvoru 52 propojen pracovní prostor motoru s výfukovým kanálem 62 ve skříni motoru 6 a píst 3 se bude přesouvat do horní úvratě, čímž dojde k výfuku spalin.

V rámci vynálezu je pochopitelně možné vložit do válcové dutiny rozvodové kulisy 5 těleso válce 4 s více vývrty 41, ve kterých jsou uloženy jednočinné písty 3 a vytvářet tak víceválcové motory.

-3CZ 300741 B6

Průmyslová využitelnost

Spalovací motor bez klikového mechanizmu podle předkládaného vynálezu může být využit při konstrukci zážehových a vznětových spalovacích motorů.

Claims (3)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Spalovací motor bez klikového mechanizmu, obsahující skříň (6) motoru se sacím kanálem (61), výfukovým kanálem (62) a zapalovací svíčkou (7) nebo vstřikovací tryskou, v jejíž válcové dutině je otočně uložen vnější válcový plášť rozvodové kulisy (5) opatřený sacím otvorem (51),

   15 výfukovým otvorem (52) a zapalovacím případně vstřikovacím otvorem (53), přičemž ve válcové dutině rozvodové kulisy (5) je otočně uloženo těleso válce (4), osa jehož vývrtu (41) je kolmá na osu (02) válcové dutiny rozvodové kulisy (5), přičemž ve vývrtu (41) je přímočaře vratně suvně uložen píst (3), jehož čep (2) je suvně uložen v radiálním vrtání výstupního hřídele (1), vyznačující se tím, že píst (3) je jednočinný, vývrt (41) v tělese válce (4)je opatřen

   20 na straně odvrácené hlavě (33) pístu (3) dnem (44) a rozvodová kulisa (5) je opatřena pouze jedním sacím otvorem (51), jedním výfukovým otvorem (52) a jedním zapalovacím případně vstřikovacím otvorem (53).
2. 2. Spalovací motor bez klikového mechanizmu podle nároku 1, vyznačující se tím,

   25 že hlava (33) pístu (3) je tvarovaná.
3. 3. Spalovací motor bez klikového mechanizmu podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že sací otvor (51) a výfukový otvor (52) jsou uspořádány v rozvodové kulise (5) na dvou různých obvodových pásech protilehlých odpovídajícímu sacímu kanálu (61) respektive výfuko30 vému kanálu (62) ve skříni (6) motoru.