CZ303048B6

CZ303048B6 - Spalovací motor

Info

Publication number: CZ303048B6
Application number: CZ20070199A
Authority: CZ
Inventors: Drobil@Jan
Original assignee: Drobil@Jan
Priority date: 2007-03-14
Filing date: 2007-03-14
Publication date: 2012-03-14
Also published as: CZ2007199A3

Abstract

Motor obsahuje skrín (6) se sacím kanálem (61), výfukovým kanálem (62) a zapalovací svíckou (7) nebo vstrikovací tryskou. Ve skríni (6) je otocne uložen výstupní hrídel (1) procházející otvory (42) a (43), vytvorenými v telese válce (4), který je otocný kolem osy (O1) a na kterém je zhotoven pastorek (11), který zabírá s ozubením (54) vytvoreným v kulise (5) a prenáší tak otácivý pohyb výstupního hrídele (1) na kulisu (5) v pomeru otácek 2:1. Ve válcové dutine skríne (6) motoru je otocne uložen vnejší válcový plášt rozvodové kulisy (5) opatrený sacím otvorem (51), výfukovým otvorem (52) a zapalovacím prípadne vstrikovacím otvorem (53), pricemž 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). Ve vývrtu (41) je prímocare vratne suvne uložen píst (3), v nemž je uložen cep (2), který suvne prochází radiálním otvorem v telese výstupního hrídele (1). Píst (3) je jednocinný. Vývrt (41) v telese válce (4) je opatren na strane odvrácené od hlavy (33) pístu (3) dnem (44). Rozvodová kulisa (5) je opatrena pouze jedním sacím otvorem (51), jedním výfukovým otvorem (52) a jedním zapalovacím prípadne vstrikovacím otvorem (53). Výstupní hrídel (1) je proveden jako zalomený, v cásti procházející telesem válce (4) nesymetrický kolem osy (O1) vlastní rotace. Ve válcové dutine rozvodové kulisy (5) muže být uloženo teleso válce (4) s více než jedním vývrtem (41) v nemž je uložen jednocinný píst (3) a muže tak být vytvoren víceválcový motor.

Description

Spalovací motor

Oblast techniky

Předmětem vynálezu je pístový čtyřdobý spalovací motor.

Dosavadní stav techniky io

Z CZ - užitného vzoru č. 16285 je znám čtyřdobý spalovací motor bez klikového mechanizmu, sestávající ze skříně motoru, v jejíž válcové dutině je otočně uložena rozvodová kulisa ve formě pouzdra, v jejíž válcové dutině je otočně uloženo těleso válce tak, že osa jeho vývrtu je kolmá na osu válcové dutiny rozvodové kulisy. Ve vývrtu tělesa válce je suvně uložen jednočinný píst, jehož čep je suvně uložen v radiálním vrtání výstupního hřídele. Výstupní hřídel je uložen v ložiscích skříně motoru, j eho osa otáčení j e excentrická k ose válcové dutiny skříně a prochází protilehlými otvory vytvořenými ve stěně tělesa válce a protilehlými podlouhlými zaoblenými otvory ve stěně pístu. Na výstupním hřídeli jev prostoru mezi tělesem válce a skříní motoru vytvořen ozubený pastorek, zabírající s vnitřním ozubením rozvodové kulisy. Rozvodová kulisa je na jed20 nom obvodovém pásu opatřena dvěma otvory, a sice sacím otvorem a výfukovým otvorem a jedním zapalovacím, respektive vstřikovacím otvorem. Při otáčení rozvodové kulisy, jejíž otáčky jsou poloviční než otáčky tělesa válce a výstupního hřídele otevírají, respektive uzavírají zmíněné otvory v kulise sací kanál, respektive výfukový kanál v tělese motoru a otvor pro zážeh paliva resp. pro vstřik paliva v kulise se ve vhodném okamžiku nastavuje proti elektrodám zapalovací svíčky, resp. proti vstřikovací trysce.

Podlouhlé zaoblené otvory ve stěně jednočinného pístu umožňují jeho přímočarý vratný relativní pohyb kolmo k výstupnímu hřídeli během jeho otáčení. Do jednočinného pístu je v rovině jeho souměrnosti kolmé na osu výstupního hřídele vsunut čep, procházející suvně radiálním vrtáním výstupního hřídele. Otáčení výstupního hřídele kolem své osy je závislé na otáčení tělesa válce, které je otočné kolem osy rovnoběžné s osou otáčení výstupního hřídele. Ve vývrtu tělesa válce je posuvně uložen píst, vykonávající během otáčení výstupního hřídele a tělesa válce ve vývrtu válce přímočarý vratný pohyb. Zdvih pístu je roven dvojnásobku vzdálenosti rovnoběžných os otáčení výstupního hřídele a tělesa válce. Vývrt v tělese válce je zaslepen dnem, které je součástí tělesa válce. V tělese válce jsou dále vyvrtány otvory, sloužící pro montáž čepu. Pracovní prostor motoru je vymezen hlavou pístu, vývrtem v tělese válce a vnitřní válcovou dutinou rozvodové kulisy. Hlava pístu může být tvarována za účelem optimalizace spalovacího prostoru. Ve skříni motoru je vytvořen sací kanál a výfukový kanál a také je vněm instalována zapalovací svíčka, případně vstřikovací tryska. Osy sacího kanálu a výfukového kanálu nemusí ležet v jedné rovině kolmé na osu otáčení tělesa válce. Rovněž tak sací otvor a výfukový otvor v rozvodové kulise nemusí ležet v jednom obvodovém pásu rozvodové kulisy. Spalovací motor bez klikového mechanizmu pracuje ve čtyřech pracovních dobách, které proběhnou během dvou otáček výstupního hřídele.

Nevýhodou výše popsaného řešení je skutečnost, že při provedení výstupního hřídele jako přímého tělesa, souměrného podle osy svého otáčení, jsou otvory ve stěnách tělesa válce, kterými prochází výstupní hřídel soustředné s osou otáčení tělesa válce, jak vyplývá z obrázkové části CZ - užitného vzoru č. 16285.

so Tato skutečnost je omezující při návrhu vzdálenosti os rotace výstupního hřídele a tělesa válce a tudíž i zdvihu pístu a zdvihového objemu motoru, protože pro možnost utěsnění pístu musí být dodržena potřebná vzdálenost hrany hlavy pístu ve spodní úvratí od okrajů otvorů ve stěnách tělesa válce, kterými prochází výstupní hřídel. Tato vzdálenost se zmenšuje se zvětšující se vzdáleností obou os rotace. Je zřejmé, že spalovací motor bez klikového mechanismu, konstrukčně

- 1 CZ 303048 B6 provedený dle CZ - užitného vzoru č. 16285 by měl velmi malý poměr zdvihu k průměru pístu, bez možnosti jeho zvýšení při daném průměru pístu a průměru tělesa válce.

Podstata technického řešení

Výše uvedenou nevýhodu odstraňuje spalovací motor podle předvýznaku 1. patentového nároku, jehož zlepšení spočívá v tom, že výstupní hřídel je proveden jako zalomený, jeho část procházející tělesem válce není symetrická kolem osy vlastní rotace.

Tímto konstrukčním řešením výstupního hřídele lze při shodném průměru pístu a při shodném průměru tělesa válce dosáhnout větší vzdálenosti os rotace výstupního hřídele a tělesa válce a tím i většího zdvihového objemu spalovacího motoru ve srovnání s řešením dle CZ - užitného vzoru č. 16285, protože otvory ve stěnách tělesa válce, kterými prochází výstupní hřídel, nebudou soustředné s osou rotace tělesa válce. Tvar a poloha otvorů v tělese válce budou odvozeny od relativního pohybu tělesa válce a výstupního hřídele a v případě, že průřez výstupního hřídele nebude kruhový, nemusí být tyto otvory kruhové rovněž. V případě provedení dle obrázkové části přihlášky vynálezu budou ve srovnání s provedením dle CZ - užitného vzoru č. 16285 tyto otvory posunuty směrem k zaslepovacímu dnu tělesa. Vzdálenost osy otáčení tělesa válce od osy otáčení výstupního hřídele může být zvětšena při dostatečně velké vzdálenosti hrany hlavy pístu ve spodní úvrati od okrajů otvorů v tělese válce.

nebo nekruhový.

Je výhodné, je-li průřez výstupního hřídele v části procházející tělesem válce tvaru nekruhového, např. ve tvaru oválu, úseče oválu, elipsy, eliptické úseče, kruhové úseče, obdélníku, čtverce, lichoběžníku, nebo ve tvaru, který je od těchto tvarů odvozený, nebojím podobný.

Užitím výše uvedených nekruhových tvarů průřezu výstupního hřídele lze zvýšit zdvih pístu ve srovnání s kruhovým provedením průřezu výstupního hřídele.

Přehled obrázků na výkresech

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

Obr. la - částečný podélný řez motorem na začátku sání

Obr. 1 b - řez A-A z obr. 1 a

Obr. 2a - částečný podélný řez motorem na začátku komprese

Obr. 2b - řez A-A z obr. 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.

-2CZ 303048 B6

Příklady provedení vynálezu

Jak vyplývá z přiložených obrázků, sestává spalovací motor 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 41 tělesa válce 4 je suvně uložen jednočinný píst 3, jehož čep 2 je suvně uložen v radiálním vrtání výstupního hřídele 1. Výstupní hřídel i, otáčející se kolem osy Ol, je uložen v ložiscích skříně 6 motoru, excentricky k ose 02 jeho válcové dutiny a prochází protilehlými otvory 42, 43, jejichž tvar a poloha v tělese válce 4 jsou určeny relativním pohybem výstupního hřídele 1 a tělesa válce 4, kterým výstupní hřídel 1 prochází. Na výstupním hřídeli 1 je v prostoru mezi tělesem válce 4 a skříní 6 motoru vytvořen ozubený pastorek 11, zabírající s vnitřním ozubením 54 rozvodové kulisy 5. Rozvodová kulisa 5 je na jednom obvodovém pásu opatřena dvěma otvory, 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 j_, 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.

Do jednočínného pístu 3 je v rovině jeho souměrnosti kolmé na osu otáčení Ol výstupního hřídele 1 vsunut čep 2, procházející suvně radiálním vrtáním v tělese výstupního hřídele L Otáčení výstupního hřídele i kolem osy OJ 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 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.

Výstupní hřídel 1 je proveden jako zalomený, jeho těleso je v části procházející tělesem válce 4 nesymetrické kolem osy otáčení Ol.

Průřez výstupního hřídele 1 v části procházející tělesem válce 4 může být proveden jako kruhový, nebo nekruhový.

Je výhodné, je-li průřez výstupního hřídele 1 v části procházející tělesem válce 4 nekruhový, např. ve tvaru oválu, úseče oválu, elipsy, eliptické úseče, kruhové úseče, obdélníku, čtverce, lichoběžníku, nebo ve tvaru, který je od těchto tvarů odvozený, nebojím podobný.

Spalovací motor pracuje ve čtyřech pracovních dobách, které proběhnou během dvou otáček výstupního hřídele I, Funkce motoru je popsána v následujícím textu, výstupní hřídel I se při pohledu na obrázky lb, 2b, 3b a 4b otáčí ve směru hodinových ručiček.

1. pracovní doba - sání, obr. la, lb.

Píst 3 je v horní úvratí. 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.

-3 CZ 303048 B6

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

Těleso válce 4 se pootočilo o 180° a píst 3 dospěl do dolní úvrati. Propojení pracovního prostoru 5 motoru se sacím kanálem 61 pomocí sacího otvoru 51 v rozvodové kulise 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.

io

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 zapalovací, respektive vstřikovací otvor 53 v rozvodové kulise 5 se kryje s otvorem pro zapalovací svíčku 7, popřípadě vstřikovací tryskou. V tomto momentě zapálí zapalovací svíčka 7 komprimovala nou 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 41 tělesa válce 4. Přitom pístní čep 2, suvně uložený v radiálním vývrtu výstupního hřídele I 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 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.

Průmyslová využitelnost

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

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Spalovací motor, obsahující skříň (6) motoru se sacím kanálem (61), výfukovým kanálem (62) a zapalovací svíčkou (7) nebo vstřikovací tryskou, ve skříni (6) je otočně uložen výstupní hřídel (1) procházející otvory (42) a (43), vytvořenými v tělese válce (4), kterýje otočný kolem

45 osy (01) a na kterém je zhotoven pastorek (11), který zabírá s ozubením (54) vytvořeným v kulise (5) a přenáší tak otáčivý pohyb výstupního hřídele (1) na kulisu (5) v poměru otáček 2:1, ve válcové dutině skříně (6) motoru je otočně uložen vnější válcový plášť rozvodové kulisy (5) opatřený sacím otvorem (51), výfukovým otvorem (52) a otvorem pro zapalování, případně vstřik paliva (53), přičemž ve válcové dutině rozvodové kulisy (5) je otočně uloženo těleso válce (4),

50 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), v němž je uložen čep (2), který suvně prochází radiálním otvorem v tělese výstupního hřídele (1), píst (3) je jednočinný, vývrt (41) v tělese válce (4) je opatřen na straně odvrácené hlavě (33) pístu (3) dnem (44) a rozvodová kulisa (5)

-4CZ 303048 B6 je opatřena pouze jedním sacím otvorem (51), jedním výfukovým otvorem (52) a jedním zapalovacím případně vstřikovacím otvorem (53), vyznačující se tím, že výstupní hřídel (1) je proveden jako zalomený, v části procházející tělesem válce (4) nesymetrický kolem osy (Ol) vlastní rotace.
2. Spalovací motor podle nároku 1, v y z n a č u j í c í se t í m , že ve válcové dutině rozvodové kulisy (5) je vloženo těleso válce (4) s více než jedním vývrtem (41), ve kterém je uložen jednočinný píst (3) a je tak vytvořen víceválcový motor.
3. Spalovací motor podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že průřez výstupního hřídele (1) v části procházející tělesem válce (4) je proveden jako kruhový.
4. Spalovací motor podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že průřez výstupního hřídele (1) v části procházející tělesem válce (4) je proveden jako nekruhový, např. ve tvaru oválu, úseče oválu, elipsy, eliptické úseče, kruhové úseče, obdélníku, čtverce, lichoběžníku, nebo ve tvaru, který je od těchto tvarů odvozený, nebojím podobný.