CZ301291B6

CZ301291B6 - Rotacní spalovací motor

Info

Publication number: CZ301291B6
Application number: CZ20023988A
Authority: CZ
Inventors: Zejda@Miroslav
Priority date: 2002-12-05
Filing date: 2002-12-05
Publication date: 2009-12-30
Also published as: CZ20023988A3

Abstract

Rotacní spalovací motor má pracovní spalovací prostor (2) ve tvaru dutého prstence, ve kterém jsou jednak suvne se vzájemným odstupem 180.degree. dva písty (3, 4), každý ve tvaru cásti prstence, které jsou pevne spojeny s hrídelí (6), usporádanou v geometrickém stredu pracovního spalovacího prostoru (2), a jednak uloženy dva kuželové ventily (7), vzájemne protilehle orientované, cyklicky otocné o 90.degree. kolem spolecné osy, která je kolmá na hrídel (6), a vybavené každý jednak vybráním (8) odpovídajícím cásti pracovního spalovacího prostoru (2) pro umožnení pruchodu pístu (3, 4), jednak kanály (10, 11) pro spojení se sacím nebo výfukovým potrubím, a jednak otácecím zarízením, pricemž do pracovního prostoru (2) je ve dvou vzájemne protilehlých místech ješte zaústena zapalovací nebo žhavicí svícka (16).

Description

Rotační spalovací motor

Oblast techniky

Vynález se týká rotačního spalovacího motoru, který nevykazuje žádné části s přímočarým vratným pohybem.

Dosavadní stav techniky

Motory s rotujícími písty bez klikového mechanismu fungují doposud převážně na principu skládání dvou rotačních pohybů pístu, popřípadě skříně s různými úhlovými rychlostmi kolem rovnoběžných os, které tvoří proměnlivé prostory, poskytující předpoklady pro realizaci pneumatické15 ho stroje nebo čtyřdobého pracovního oběhu spalovacího motoru. Provedení motoru s točivým pístem je řešením u něhož píst i skříň konají pouze otáčivý pohyb. Jiným řešením je motor s nehybnou skříní, ve které se píst odvaluje planetovým krouživým pohybem. Obrys pístu má tvar sférického trojúhelníku, vnitřní obrys skříně se skládá z dvouobloukové epitrochoidy (zkráceně epicykloidy), Odtud je odvozen též společný název trochoidní motory. Typickým představi20 telem těchto motorů je tzv. Wankelův motor, který pracuje s čtyřdobým pracovním oběhem, probíhajícím současně s fázovým posunutím ve všech třech pracovních prostorách jednopístového motoru s fázovým posunutím o 120°, ačkoli celý oběh proběhne za jednu otáčku hřídele jako u dvoudobého motoru. Nevýhodou tohoto řešení je vysoká kluzná rychlost těsnících lišt (asi 20 m/s), která nedovoluje zvýšit otáčky motoru nad 7000 min“¹. Nevhodný tvar spalovacího pro25 storu (i zážehových motorů) nedovoluje stavět jednotky s větším objemem komory než asi 500 cm². Proto jeho praktické uplatnění zůstává omezeno na případy, kdy se může uplatnit jeho menší hmotnost.

Podstata vynálezu

Výše uvedené nedostatky odstraňuje rotační spalovací motor podle tohoto vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že jeho pracovní spalovací prostor má tvar dutého prstence, ve kterém jsou jednak uloženy suvně se vzájemným odstupem 180° dva písty, každý ve tvaru části prstence, které jsou pevně spojeny s hřídelí, uspořádanou v geometrickém středu pracovního spalovacího prostoru, a jednak uloženy dva kuželové ventily, vzájemně protilehle orientované, cyklicky otočné o 90° kolem společné osy, která je kolmá na hřídel, a vybavené každý jednak vybráním odpovídajícím části pracovního spalovacího prostoru pro umožnění průchodu pístu ventilem, jednak kanály pro spojení se sacím nebo výfukovým potrubím, a jednak otáčecím zařízením, přičemž do pracovního spalovacího prostoru je ve dvou vzájemně protilehlých místech ještě zaústěna zapalovací nebo žhavicí svíčka.

Otáčecí zařízení kuželového ventilu je tvořeno dvěma kuličkami, uloženými jednak ve dvou vybráních na podstavě ventilu, vytvořené částí kulové plochy odvrácené od hřídele, a jednak uloženými v kuličkové dráze, vytvořené na k ventilům přivrácené vnitřní ploše vrstvy duté koule, upravené na setrvačníku spojeného s hřídelí.

Kuličková dráha má jednak úseky tvořené jednou jedinou drážkou, ve které se odvalují obě kuličky ventilu za sebou, pro zajištění otevření ventilu, a jednak úseky tvořené dvěma paralelně vedenými drážkami, uspořádanými s roztečí rovnající se vzdálenosti mezi kuličkami na podstavě ventilu, ve kterých se odvalují kuličky ventilu vedle sebe, pro zajištění uzavření ventilu.

Ventily a písty dělí celý pracovní prostor na čtyři části, přičemž v jedné části probíhá sání, ve druhé výfuk, v další expanze a ve čtvrté komprese. Ve dvou protilehlých částech pracovního pro55 storu se pak střídá sání a expanze, zatímco v druhých dvou výfuk a komprese. Přitom před jedCZ 301291 B6 ním z pístů probíhá vždy komprese a za ním expanze, zatímco před druhým pístem probíhá vždy výfuk a za ním sání. Na jednu otočku hřídele motoru kolem osy otáčení o 360° tak proběhnou vždy dva celé pracovní cykly, které poskytují předpoklady pro realizaci pneumatického stroje nebo čtyřdobého pracovního oběhu spalovacího motoru. Tuto funkcí umožňují otočné kuželové ventily, které v základní poloze pracovní prostor uzavírají, avšak při otočení o 90° kolem společné osy, která je kolmá na hřídel motoru, umožňují průchod pístům do následujícího sektoru pracovního prostoru. Mimo vybrání má každý z ventilů uzavřenou dutinu, jejíž pomocí se komprimovaná směs otočením ventilů o 180° dostává z prostoru před pístem do prostoru za pístem.

io Rotační spalovací motor podle vynálezu nevykazuje žádné vratné části, což ve spojení s dokonalým vyvážením naprosto symetrického uspořádání motoru umožňuje jeho plynulý chod bez vibrací. Tlak plynů působí přes píst na dlouhém rameni přímo na hřídel motoru a na její otočení o 360° proběhnou dva celé pracovní cykly.

Přehled obrázků na výkresech

Na přiložených výkresech je znázorněno schéma rotačního spalovacího motoru s prstencovým pracovním prostorem dle vynálezu:

na obr. 1 je osový řez motorem v základní poloze na obr. 2 je řez motorem kolmo k ose hřídele motoru na obr. 3 je osový řez motorem v poloze pootočení motoru o 90° oproti základní poloze na obr. 4 je nakreslen úsek rozvinutého pásu vnějšího setrvačníku se znázorněnou funkcí cyklického pootáčení ventilů o 90°

Příklady provedení vynálezu jo Rotační spalovací motor podle obr. 1 a 2 sestává z tělesa 1 s pracovním spalovacím prostorem 2, který má tvar dutého prstence, ve kterém jsou jednak uloženy suvně se vzájemným odstupem 180° dva písty 3 a 4, každý ve tvaru části prstence. Tyto písty 3 a 4 jsou pevně spojeny s hřídelí 6, uspořádanou v geometrickém středu pracovního spalovacího prostoru 2 a to prostřednictvím středového setrvačníku 5, který zároveň slouží jako vnitřní těsnící plocha. V pracovním spalova35 cím prostoru 2 jsou dále uloženy dva kuželové ventily 7, vzájemně protilehle orientované, které jsou cyklicky otočné o 90° kolem společné osy, která je kolmá na hřídel 6 a které v základní poloze pracovní prostor 2 uzavírají, avšak při dalším cyklickém pootočení o 90° kolem společné osy umožňují průchod pístům 3 a 4 do dalšího sektoru pracovního prostoru 2. Každý z těchto ventilů 7 je vybaven jednak vybráním 8 odpovídajícím části pracovního spalovacího prostoru 2 pro umožnění průchodu pístu 3 a 4 ventilem 7 a dále kanály Π) a , které spojují pracovní prostor 2 se sacím nebo výfukovým potrubím. Do pracovního prostoru 2 je ve dvou vzájemně protilehlých místech ještě zaústěna zapalovací nebo žhavicí svíčka J6. K cyklickému otáčení ventilů 7 slouží otáčecí zařízení, které je tvořeno dvěma kuličkami 13, uloženými jednak ve dvou vybráních na podstavě ventilu 7, vytvořené částí kulové plochy odvrácené od hřídele 6 a jednak uloženými v kuličkové dráze 12, vytvořené na k ventilům 7 přivrácené vnitřní ploše vrstvy duté koule, upravené na vnějším setrvačníku 14, který je rovněž spojen s hřídelí 6. Tato kuličková dráha ]_2 má jednak úseky tvořené jednou jedinou drážkou, ve které se odvalují obě kuličky J3 ventilu 7 za sebou, pro zajištění otevření ventilu 7, a jednak úseky tvořené dvěma paralelně vedenými drážkami. Tyto drážky jsou uspořádány s roztečí a, která se rovná vzdálenosti mezi kulička50 mi Π na podstavě ventilu 7, ve kterých se odvalují kuličky Jl ventilu 7 vedle sebe, pro zajištění uzavření ventilu 7.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

5 1. Rotační spalovací motor, vyznačující se tím, že jeho pracovní spalovací prostor (2) má tvar dutého prstence, ve kterém jsou jednak uloženy suvně se vzájemným odstupem 180° dva písty (3,4), každý ve tvaru části prstence, které jsou pevně spojeny s hřídelí (6), uspořádanou v geometrickém středu pracovního spalovacího prostoru (2), a jednak uloženy dva kuželové ventily (7), vzájemně protilehle orientované, cyklicky otočné o 90° kolem společné osy, která je ío kolmá na hřídel (6), a vybavené každý jednak vybráním (8) odpovídajícím části pracovního spalovacího prostoru (2) pro umožnění průchodu pístu (3,4) ventilem (7), jednak kanály (10,11) pro spojení se sacím nebo výfukovým potrubím, a jednak otáčecím zařízením, přičemž do pracovního spalovacího prostoru (2) je ve dvou vzájemně protilehlých místech ještě zaústěna zapalovací nebo žhavicí svíčka (16).
2. Rotační spalovací motor, podle nároku 1, vyznačující se tím, že otáčecí zařízení kuželového ventilu (7) je tvořeno dvěma kuličkami (13), uloženými jednak ve dvou vybráních na podstavě ventilu (7), vytvořené částí kulové plochy odvrácené od hřídele (6), a jednak uloženými v kuličkové dráze (12), vytvořené na k ventilům (7) přivrácené vnitřní ploše vrstvy duté koule,

20 upravené na setrvačníku (14) spojeného s hřídelí (6).
3. Rotační spalovací motor, podle nároku 2, vyznačující se tím, že kuličková dráha (12) má jednak úseky tvořené jednou jedinou drážkou, ve které se odvalují obě kuličky (13) ventilu (7) za sebou, pro zajištění otevření ventilu (7), a jednak úseky tvořené dvěma paralelně vede25 nými drážkami, uspořádanými s roztečí (a) rovnající se vzdálenosti mezi kuličkami (13) na podstavě ventilu (7), ve kterých se odvalují kuličky (13) ventilu (7) vedle sebe, pro zajištění uzavření ventilu (7).