CZ30945U1

CZ30945U1 - A piston engine

Info

Publication number: CZ30945U1
Application number: CZ2017-33874U
Authority: CZ
Inventors: Stanislav Chromčák
Original assignee: Stanislav Chromčák
Priority date: 2017-06-30
Filing date: 2017-06-30
Publication date: 2017-08-21
Also published as: WO2019001600A1

Description

Oblast technikyTechnical field

Technické řešení se týká pístového motoru s několika písty, zejména pro automobilový a strojni průmysl.The technical solution relates to a piston engine with several pistons, in particular for the automotive and mechanical engineering industries.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Spalovací motory, které jsou v současné době nejvíce využívány jako pohon v automobilovém a strojním průmyslu, mají zpravidla podobu mechanizmu s písty, jejichž ojnice je upevněna na klikové hřídeli. Ojnice jsou upevněny na klikové hřídeli buď v jedné řadě, nebo ve dvou řadách do tvaru písmene V, nebo v jedné rovině proti sobě. Válce, v nichž jsou uloženy písty motoru, směřují do osy klikové hřídele. Při provozu dochází otáčením klikové hřídele ke změně ramene otáčení, tak, že při nejvyšším tlaku ve válci rameno otáčení je minimální. Nevýhodou těchto motorů je skutečnost, že dochází k neustálému zastavování a zrychlování pístu, které maří spalováním získanou kinetickou energii. Další nevýhodou je nízká účinnost následkem změny ramene otáčení.Internal combustion engines, which are currently most used as a drive in the automotive and machinery industries, generally take the form of a piston mechanism with a connecting rod attached to the crankshaft. The connecting rods are mounted on the crankshaft either in one row or in two rows in a V-shape or in one plane opposite each other. The cylinders in which the engine pistons are mounted are directed to the crankshaft axis. In operation, the rotation of the crankshaft changes the rotation arm so that at the highest pressure in the cylinder the rotation arm is minimal. The disadvantage of these engines is the fact that the piston is constantly stopped and accelerated, which thwarts the kinetic energy obtained by combustion. Another disadvantage is the low efficiency due to the change of the rotation arm.

Jiný typ motoru je rotační pístový motor bez ojnice a klikové hřídele. Například EP 1 846 646 popisuje rotační zážehový pístový motor se třemi písty. Motor sestává ze tří nebo více paralelně vůči sobě stojících, spolupůsobících, kapalinou chlazených kotoučovitých pouzder. V každém kotouěovitém pouzdře se nachází zapalovací svíčka, výfukový otvor a nasávací otvor. V pevném pouzdře, které tvořící skříň motoru, je uložen prstencovitý rotor, který má vnitřní zazubení, do něhož zabírá pastorek. Rotor je vybaven dvěma ozubenými věnci. Na tomto rotoru jsou umístěny segmenty z obou stran každé jednotlivé pracovní komory válců, které slouží k jejich utěsnění. Přívody pro spalované médium tvoří kanálky v pouzdře. Jsou obsaženy tři písty, které jsou vůči sobě v úhlu 120° a jsou spojeny do mimostředné trojcípé hvězdy, která je excentricky vložena uvnitř rotoru a uchycena na otočných čepech v pouzdře rotoru. Písty nejsou spojeny ojnicí, jsou pevné a na nich se nacházejí kloubově uložené válce. Klouby jsou situovány uvnitř rotoru. Uvnitř rotoru se také nachází excentricky uložená výstupní hřídel motoru.Another type of engine is a rotary piston engine without a connecting rod and crankshaft. For example, EP 1 846 646 discloses a rotary spark-ignition piston engine with three pistons. The engine consists of three or more parallel, cooperating, liquid-cooled disk-like housings. Each disc housing has a spark plug, exhaust port, and intake port. An annular rotor having an internal toothing in which a pinion engages, is housed in a fixed housing forming the housing of the engine. The rotor is equipped with two gear rings. Segments are placed on this rotor from both sides of each individual cylinder working chamber to seal them. The inlets for the combustion medium form channels in the housing. There are three pistons, which are at an angle of 120 ° to each other and are connected to an off-center three-pointed star, which is eccentrically inserted inside the rotor and mounted on pivot pins in the rotor housing. The pistons are not connected by a connecting rod, they are fixed and there are articulated cylinders on them. The joints are located inside the rotor. The rotor also has an eccentrically mounted motor output shaft.

V současné době se v technice také často používá rotační spalovací motor, založený na principu rozpínání plynů v proměnlivé spalovací komoře, známý jako Wankelův motor. Tento motor zahrnuje elipsoidní pouzdro, v němž obíhá rotor, který sleduje elipsoidní tvar. U těchto motorů jsou obsaženy dva rotačně uložené písty, přičemž střed každého pístu je rovněž rotační, ale jiným pohybem. Tím, že jsou písty ve dvojici, je dosaženo vyvážení konstrukce motoru.At present, a rotary internal combustion engine based on the principle of gas expansion in a variable combustion chamber known as the Wankel engine is also frequently used in the art. The engine includes an ellipsoidal housing in which a rotor orbits to follow an ellipsoidal shape. In these engines, there are two rotatably mounted pistons, the center of each piston being also rotary but in a different movement. By pairing the pistons, a balanced engine design is achieved.

Společnou nevýhodou dosavadních spalovacích motorů, používaných pro automobilový průmysl, je skutečnost, že mají malý kroutící moment. Pro dosažení dostatečně velkého kroutícího momentu musí být motor provozován ve vysokých otáčkách rotoru, a toto způsobuje vznik emisí vlivem limitovaného času pro spalování. Pro snížení emisí musí být zařízení vybaveno katalyzátory spalin, což je finančně a materiálově náročné. Zařízení musí být nutně vybaveno převodovkou, uspořádanou pro snížení otáček na pohon vozidel či jiných zařízení.A common disadvantage of existing internal combustion engines used in the automotive industry is that they have low torque. In order to achieve a sufficiently high torque, the engine must be operated at high rotor speeds, and this causes emissions due to limited combustion time. To reduce emissions, the equipment must be equipped with flue gas catalysts, which is costly and materially demanding. The device must necessarily be equipped with a gearbox designed to reduce the speed of the vehicle or other equipment.

Podstata technického řešeníThe essence of the technical solution

Výše uvedené nevýhody odstraňuje navržené technické řešení. Je navržen pístový motor zahrnující skříň, ve které se nachází pevný nosič, otočný rotor, otočná hlavní hřídel, alespoň dva válce, z nichž každý válec obsahuje píst posuvný uvnitř válce a upevněný na ojnici vybíhající vně válce. Podstata nového řešení spočívá v tom, že pevný nosič má tvar rotačního tělesa a tvoří středovou část motoru, otočný rotor je soustředně uložen na tomto pevném nosiči a vně kolem rotoru je uspořádán excentricky situovaný otočný prstenec, přičemž válce pro písty se nachází uvnitř rotoru, kde jsou rozmístěny na alespoň jedné pomyslné kružnici soustředné s rotorem, v poloze tečné vůči této pomyslné kružnici a ojnice pístů, vybíhající z těchto válců, jsou svými patami zavěšeny na ojničních čepech, jež jsou upevněny na otočném prstenci.The above-mentioned disadvantages are eliminated by the proposed technical solution. A piston engine is provided comprising a housing in which a fixed carrier, a rotary rotor, a rotatable main shaft, at least two cylinders are provided, each cylinder comprising a piston movable within the cylinder and mounted on a connecting rod extending outside the cylinder. The essence of the novel solution is that the solid support is in the form of a rotating body and forms the central part of the engine, the rotary rotor is concentrically supported on the solid support and an eccentrically situated rotating ring is arranged outside the rotor. are disposed on at least one imaginary circle concentric with the rotor, in a position tangential to the imaginary circle, and the piston rods extending from these cylinders are hinged on their connecting rods which are fixed on the rotary ring.

. i CZ 30945 Ul. i CZ 30945 Ul

Otočný prstenec je na vnějším obvodu opatřen ozubením, tvořeným množinou zubů, a na vnitřním obvodu má vytvořeny výstupky pro ojniční čepy. Ojniční čepy jsou s výhodou situovány na těchto výstupcích.The rotating ring is provided on the outer periphery with a toothing formed by a plurality of teeth, and on the inner periphery it has projections for the connecting rod pins. The connecting rods are preferably located on these projections.

Rotor je dořešen tak, že s výhodou má jeho tělo přední část, tedy čelo, vytvořeno v podobě ozu5 beného kotouče, přičemž na opačné straně rotoru je v oblasti střední části těla uspořádán nos. Průměr dl, počet zubů a velikost zubů (ozubeného kotouče musí být stejné, jako u otočného prstence.The rotor is designed in such a way that its body preferably has a front part, i.e. a face, in the form of a toothed disk, with a nose arranged on the opposite side of the rotor in the middle part of the body. Diameter d1, number of teeth and tooth size (the toothed disc must be the same as the rotary ring).

Hlavní hřídel je situována rovnoběžně s osou pevného nosiče i rotoru, přičemž jsou na ní, pevně vůči ní, fixována dvě ozubená kola. Z toho první ozubené kolo leží v rovině ozubeného kotouče, vně jeho vnějšího obvodu, a zapadá na ozubení ozubeného kotouče. Druhé ozubené kolo je uspořádáno v rovině kolmé vůči ose otočného prstence, vně jeho vnějšího obvodu a zapadá na zuby otočného prstence, a dále je mimo hlavní hřídel obsaženo ještě třetí ozubené kolo, jež je otočné v ose rovnoběžné s osou hlavní hřídele a má na sobě upevněn startér.The main shaft is situated parallel to the axis of the fixed support and the rotor, whereby two gears are fixed to it, firmly in relation to it. From this, the first gear lies in the plane of the gear wheel, outside its outer circumference, and fits into the gear wheel gear. The second gear is arranged in a plane perpendicular to the axis of the rotary ring, outside its outer periphery and engages with the teeth of the rotary ring, and further comprises a third gear outside the main shaft rotatable in an axis parallel to the axis of the main shaft. starter mounted.

Třetí ozubené kolo je s výhodou uspořádáno ve stejné rovině jako první ozubené kolo, tak, že na toto první ozubené kolo zapadá.The third gear is preferably arranged in the same plane as the first gear, so that it engages with the first gear.

Na hlavní hřídeli je pohyblivě vůči ní uložen pohyblivý nosič, na němž jsou upevněny alespoň dvě pomocné hřídele. Z toho na první pomocné hřídeli je otočně vůči ní uloženo čtvrté ozubené kolo a na druhé pomocné hřídeli je otočně uloženo páté ozubené kolo, přičemž obě tato kola, čtvrté ozubené kolo i páté ozubené kolo, mají takové rozměry, že zapadají na zuby otočného prstence.A movable support is movably mounted on the main shaft with at least two auxiliary shafts mounted thereon. From this, the fourth auxiliary shaft is rotatably mounted with respect to the fourth gear, and the second auxiliary shaft is rotatably mounted with the fifth gear, both the fourth gear and the fifth gear having dimensions such that they engage the teeth of the rotating ring.

Všechna obsažená ozubená kola musí mít stejnou velikost zubů jako otočný prstenec, přičemž alespoň druhé ozubené kolo má stejný průměr d2 a počet zubů jako první ozubené kolo.All the gears included must have the same tooth size as the rotating ring, with at least the second gear having the same diameter d2 and the number of teeth as the first gear.

S výhodou mají všechna ozubená kola stejný průměr d2 a stejný počet zubů.Preferably, all gears have the same diameter d2 and the same number of teeth.

Pohyblivý nosič je s výhodou výkyvný vůči hlavní hřídeli.The movable carrier is preferably pivotable relative to the main shaft.

Pohyblivý nosič je s výhodou výkyvný v nastavitelném rozmezí, a to pomocí posuvníku, přičemž maximální povolený výkyv pohyblivého nosiče je s další výhodou vymezen zarážkami.The movable carrier is preferably pivotable within an adjustable range by means of a slider, the maximum permissible swing of the movable carrier being further defined by stops.

Uvnitř nosu rotoru je s výhodou uspořádáno alespoň jedno ložisko, otočné na spojovacím čepu, kde tento spojovací čep je jedním koncem upevněn ke skříni a druhým koncem k pevnému nosiči. Tento spojovací čep je souosý s osou pevného nosiče i rotoru.Advantageously, at least one bearing rotatable on the coupling pin is provided within the rotor nose, the coupling pin being fixed at one end to the housing and the other at the fixed support. This coupling pin is coaxial with the axis of the fixed support and the rotor.

Otočné prstence podle navrženého řešení mohou být i dva nebo více. Pístový motor podle navrženého řešení může být s výhodou opatřen množinou otočných prstenců, které jsou uloženy rovnoběžně vedle sebe, excentricky vůči rotoru, všechny se středem na téže ose a nesou na sobě ojniční čepy pro ojnice pístů, přičemž rotor je opatřen odpovídajícím počtem válců rozmístěných na pomyslných kružnicích soustředných s rotorem, v poloze tečné vůči příslušné pomyslné kruž35 ničí k a s ojnicemi pístů zakončenými na ojničních čepech, které na sobě nesou tyto otočné prstence.The rotating rings according to the proposed solution may be two or more. The piston engine according to the proposed solution may advantageously be provided with a plurality of rotary rings which are arranged parallel to each other, eccentrically relative to the rotor, all centered on the same axis and bearing connecting rods for piston connecting rods, the rotor having a corresponding number of cylinders the imaginary circles concentric with the rotor, in a position tangent to the respective imaginary circle 35, destroy the piston rods ending on the connecting rod pins carrying these rotary rings.

S výhodou jsou v případě množiny otočných prstenců pomyslné kružnice k, osazeny stejným počtem válců, rozmístěných na nich v témže odstupu, přičemž sousední kružnice k s válci jsou vůči sobě pootočeny.Preferably, in the case of a plurality of rotating rings, the imaginary circles k are provided with an equal number of rollers spaced on them at the same distance, the adjacent circles k with the rollers being rotated relative to each other.

Navržený pístový motor je vhodný zejména pro automobilový a strojní průmysl. Má vysoký kroutící moment i v nízkých otáčkách, což umožňuje zajištění lepšího a dokonalejšího spalovacího procesu ve válci, a díky tomu i snížení škodlivých emisí ve výfukových plynech a exhalátech. Navržené řešení bude možno využít pro motory, jejichž pracovním médiem je stlačený vzduch, pára, nebo stlačené nehořlavé plynné médium, což je účelné zejména pro prostory s vy45 sokou koncentrací hořlavých látek a v prostorách s nebezpečím exploze hořlavých nebo výbušných látek. Motor podle navrženého řešení ale také může být využit pro pracovní média typu hořlavých plynů, mlžných a aerosolových směsí kapalných paliv, nebo velmi jemně mletých hořlavých pevných částic. Motor může pracovat jako vznětový, zážehový, dvoudobý i čtyřdobý, atmosférický i přeplňovaný. Lze jej využít jak pro pohon technologických linek a strojů, takThe designed piston engine is particularly suitable for the automotive and machinery industries. It has a high torque even at low revs, which ensures a better and more perfect combustion process in the cylinder, thus reducing harmful emissions in the exhaust and exhaust gases. The proposed solution can be used for engines whose working medium is compressed air, steam, or compressed non-flammable gaseous medium, which is useful especially in areas with high concentration of flammable substances and in areas with danger of explosion of flammable or explosive substances. However, the engine of the proposed solution can also be used for working media such as combustible gases, mist and aerosol mixtures of liquid fuels, or very finely ground combustible solid particles. The engine can work as diesel, petrol, two-stroke or four-stroke, atmospheric and turbocharged. It can be used both for propulsion of technological lines and machines, as well as

-7CZ 30945 Ul i jako pohonné jednotky v silničních, terénních a železničních vozidlech, v lodích, v hladinových a ponorných i podzemních zařízeních. Navržené řešení mimo jiné umožňuje, aby motor byl vytvořen jako komponenta vložená do velkého náboje kola vozidla, kde může být vyřešen přívod paliva a odvod spalin na konci nápravy vozidla.-7EN 30945 Ul also as power units in road, off-road and rail vehicles, in ships, in surface, submersible and underground facilities. Among other things, the proposed solution allows the engine to be designed as a component inserted into the large hub of the vehicle wheel, where the fuel supply and exhaust gas at the end of the vehicle axle can be solved.

Objasnění výkresůClarification of drawings

Navržené řešení je objasněno pomocí výkresů, kde znázorňují Obr. 1 pohled z boku na příkladný navržený motor s jedním excentrickým otočným prstencem, v částečném řezu představujícím odříznutí části skříně, Obr. 2 pohled z boku na tentýž motor při svislém řezu vedeném přes střed pevného nosiče a rotoru, Obr. 3 pohled zprava vůči Obr. 1 dovnitř motoru po odříznutí části skříně v linii A-A naznačené na Obr. 1, Obr. 4 pohled zprava vůči Obr. 1 na svislý řez vedený přes otočný prstenec a rotor, v linii B-B naznačené na Obr. 1, Obr. 5 detail válce s pístem a upevnění ojnice pístu na výstupku otočného prstence, ve stejném pohledu jako na předchozím obrázku, Obr. 6 pohyblivý nosič, nacházející se na pevném nosiči ve skříni se zarážkami a posuvníkem, při pohledu zleva vůči Obr. 1 a částečném řezu vedeném přes skříň motoru a Obr. 7 čelní pohled na skříň s motorem, vůči Obr. 1 pohled zprava.The proposed solution is explained by means of the drawings, where FIG. 1 is a side view of an exemplary designed engine with a single eccentric rotating ring, in partial cross-section showing a section of the housing; FIG. 2 shows a side view of the same motor in a vertical section through the center of the fixed support and the rotor, FIG. 3 is a right side view of FIG. 1 inside the engine after cutting part of the housing in line A-A shown in FIG. 1; FIG. 4 is a right side view of FIG. 1 to a vertical section through the rotary ring and rotor, in line B-B indicated in FIG. 1; FIG. Fig. 5 is a detail of the piston cylinder and the piston rod mounting on the projection of the rotary ring, in the same view as in the previous figure; 6 shows a movable carrier on a fixed carrier in a housing with stops and a slider, seen from the left with respect to FIG. 1 and a partial section through the motor housing; and FIG. 7 is a front view of the motor housing shown in FIG. 1 right side view.

Dále pak znázorňují Obr. 8 pohled z boku na jiný příkladný navržený motor, s množinou excentrických otočných prstenců a s válci s písty ve více řadách, v částečném řezu představujícím odříznutí části skříně, Obr. 9 pohled z boku na tentýž motor při svislém řezu vedeném přes střed pevného nosiče a rotoru a Obr. 10 pohled zprava vůči Obr. 8 dovnitř motoru, při částečném řezu představujícím odříznutí části skříně.Further, FIG. Fig. 8 is a side view of another exemplary engine designed, with a plurality of eccentric rotating rings and multi-row piston cylinders, in partial cross-section representing a sectional view of the housing; Fig. 9 is a side view of the same motor in a vertical section through the center of the solid support and rotor; 10 is a right side view of FIG. 8 inside the engine, with a partial cut representing a cut away of part of the housing.

Příklad uskutečnění technického řešeníExample of technical solution implementation

Příkladem nej lepšího jednoduššího provedení navrženého technického řešení je pístový motor podle obrázků Obr. 1 až 7.An example of the best simpler embodiment of the proposed technical solution is the piston engine of Figs. 1 to 7.

Pístový motor má skříň i, ve které se nachází pevný nosič 2, otočný rotor 3 a otočná hlavní hřídelThe piston engine has a housing 1 in which a fixed carrier 2, a rotary rotor 3 and a rotatable main shaft are located

4. Dále jsou obsaženy čtyři válce 5, z nichž každý obsahuje píst 6 posuvný uvnitř válce 5 a upevněný na ojnici 7, která vybíhá vně válce 5, kde je uložená pohyblivě na ojničním čepu 8. Pevný nosič 2 má tvar rotačního tělesa. Na obrázcích je pevný nosič 2 ve tvaru prodloužené polokoule, ale může mít i jiný tvar, například válec, kužel, sestava úsečí komolých kuželů o různém průměru, aj. Tvoří středovou část motoru a je na něm otočně uložen rotor 3, a to soustředně s pevným nosičem 2. Styčné plochy mezi rotorem 3 a pevným nosičem 2 jsou hladké a tvarově si odpovídají. Pro účely znázornění je na obrázcích označen společný střed pevného nosiče 2 a rotoru 3 jako Sl. Vně kolem otočného rotoru 3 je uspořádán excentricky situovaný otočný prstenec 9. Střed otočného prstence 9 je na obrázcích označen jako S2. Válce 5 pro písty 6 se nacházejí uvnitř rotoru 3, kde jsou rozmístěny na pomyslné kružnici k soustředné s rotorem 3. Válce 5 jsou uloženy tečně vůči této pomyslné kružnici k, přičemž ojnice 7 pístů 6 vybíhají z rotoru 3 ven k otočnému prstenci 9, kde jsou jejich paty zavěšeny na ojničních čepech 8, upevněných na otočném prstenci 9.4. Further included are four cylinders 5, each comprising a piston 6 movable within the cylinder 5 and mounted on a connecting rod 7 which extends outside the cylinder 5 where it is mounted movably on the connecting rod pin 8. The rigid carrier 2 has the shape of a rotary body. In the figures, the solid support 2 is in the shape of an elongated hemisphere, but it may also have a different shape, for example a cylinder, a cone, an assembly of truncated cone sections of different diameters, etc. It forms the central part of the motor. The contact surfaces between the rotor 3 and the fixed support 2 are smooth and corresponding in shape. For purposes of illustration, the common center of the solid support 2 and the rotor 3 is indicated by S1 in the figures. Outside around the rotary rotor 3 an eccentrically situated rotary ring 9 is arranged. The center of the rotary ring 9 is designated S2 in the figures. The cylinders 5 for the pistons 6 are located inside the rotor 3 where they are located on an imaginary circle k concentric to the rotor 3. The cylinders 5 are tangential to this imaginary circle k, the piston rods 7 extending from the rotor 3 out to the rotary ring 9, their heels are hung on the connecting rods 8 mounted on the rotary ring 9.

Otočný prstenec 9 má na vnějším obvodu vytvořeno ozubení z řady zubů 10 a na vnitrním obvodu má vytvořeno několik výstupků 11, které probíhají v rovině otočného prstence 9 a vybíhají na jeho vnitřním obvodu směrem k jeho středu S2. Tyto výstupky 11 jsou zde vytvořeny výhradně proto, aby na nich mohly být situovány ojniční čepy 8.The rotary ring 9 has a toothing of a series of teeth 10 formed on the outer periphery, and a plurality of projections 11 are formed on the inner periphery which extend in the plane of the rotary ring 9 and extend on its inner periphery towards its center S2. These projections 11 are provided here solely so that the connecting rod pins 8 can be located thereon.

Rotor 3 má tělo 31. na jehož jedné straně je uspořádán ozubený kotouč 32 a na opačné straně se nachází ze středu Sl vybíhající nos 33. Jak ukazuje obrázek Obr. 3, ozubený kotouč 32 má průměr dl, počet zubů 10 a velikost zubů 10 stejné, jako otočný prstenec 9. Hlavní hřídel 4 je otočná a probíhá rovnoběžně s osou pevného nosiče 2, a také osou rotoru 3. Na hlavní hřídeli 4 jsou pevně vůči ní fixována dvě ozubená kola 12.13. Z toho v rovině kolmé vůči ose ozubeného kotouče 32, vně jeho vnějšího obvodu, je uspořádáno první ozubené kolo 12. První ozubené kolo 12 má rozměry a umístění zvolené tak, že zapadá na ozubení ozubeného kotouče 32. Na hlavní hřídeli 4 je pevně vůči ní fixováno i druhé ozubené kolo 13, které je uspořádáno tak, že jeho ozubení zapadá na zuby 10 otočného prstence 9. Mimo hlavní hřídel 4 je obsaženo ještě třetí ozubenéThe rotor 3 has a body 31 on one side of which a toothed disk 32 is arranged and on the opposite side a nose 33 extends from the center S1. As shown in FIG. 3, the toothed disk 32 has a diameter d1, a number of teeth 10 and a tooth size 10 equal to the rotating ring 9. The main shaft 4 is rotatable and extends parallel to the axis of the fixed support 2 and also the axis of the rotor 3. two gear wheels 12.13. From this, a first gear 12 is arranged in a plane perpendicular to the axis of the toothed wheel 32, outside its outer periphery. The first gear 12 has dimensions and a location chosen to fit the toothing of the toothed wheel 32. On the main shaft 4 it is fixed relative to it. the second gear 13 is also fixed so that its toothing engages on the teeth 10 of the rotary ring 9. In addition to the main shaft 4, there is also a third gear

-3CZ 30945 Ul kolo 14. V tomto konkrétním příkladu leží třetí ozubené kolo 14 v téže rovině jako první ozubené kolo 12, je otočné v ose rovnoběžné s osou hlavní hřídele 4 a zapadá na první ozubené kolo 12. Toto třetí ozubené kolo 14 na sobě nese startér 15. Alternativně je možné třetí ozubené kolo 14 umístit jinam, avšak vždy musí být situováno jako otočné v ose rovnoběžné s osou hlavní hřídele 4.In this particular example, the third gear 14 lies in the same plane as the first gear 12, is rotatable in an axis parallel to the axis of the main shaft 4 and engages the first gear 12. This third gear 14 is stacked thereon. Alternatively, the third gear 14 can be positioned differently, but it must always be situated rotatable in an axis parallel to the axis of the main shaft 4.

Na hlavní hřídeli 4 je pohyblivě vůči ní uložen pohyblivý nosič 16, mající podobu plochého trojúhelníkového tělesa se středovým otvorem. Hlavní hřídel 4 prochází dolní rohovou částí pohyblivého nosiče 16. V jeho zbývajících dvou rozích jsou uchyceny dvě pomocné hřídele 17, 18. v každém rohu jedna. Z toho na první pomocné hřídeli 17 je otočně vůči ní uloženo čtvrté ozubené kolo 19 a na druhé pomocné hřídeli 18 je otočně vůči ní uloženo páté ozubené kolo 20. Obě tato ozubená kola 19, 20, tedy čtvrté ozubené kolo 19 i páté ozubené kolo 20, zapadají na obvodové zuby 10 otočného prstence 9. Všechna obsažená ozubená kola 12, 13, 14, 19, 20 mají stejnou velikost zubů 10 jako otočný prstenec 9. Z toho alespoň druhé ozubené kolo 13 musí mít stejný průměr d2_ a stejný počet zubů 10 jako první ozubené kolo 12. V předvedeném výhodném provedení mají všechna ozubená kola 12,13.14, 19.20 stejný průměr d2 a stejný počet zubů 10.A movable carrier 16, having the form of a flat triangular body with a central bore, is movably mounted on the main shaft 4. The main shaft 4 extends through the lower corner of the movable carrier 16. In its remaining two corners, two auxiliary shafts 17, 18 are mounted in each corner. Thereupon a fourth gear wheel 19 is rotatably mounted on the first auxiliary shaft 17, and a fifth gear wheel 20 is rotatably mounted on the second auxiliary shaft 18, the fourth gear 19 and the fifth gear 20 respectively. All gear wheels 12, 13, 14, 19, 20 have the same tooth size 10 as the ring 9. At least the second gear 13 must have the same diameter d2 and the same number of teeth 10. In the preferred embodiment shown, all the gears 12, 13.14, 19.20 have the same diameter d2 and the same number of teeth 10.

Pohyblivý nosič 16 je vůči hlavní hřídeli 4 uložen otočně v nastavitelném rozmezí, takže je svými zbývajícími dvěma rohy výkyvný. Jeho středový otvor je tak velký, že umožňuje uložení na rotoru 3 i výkyvný pohyb pohyblivého nosiče 16 na rotoru 3. Provádění výkyvného pohybuje dosaženo pomocí posuvníku 21, který je vmontován na vhodném místě, v tomto případě u jednoho z rohů pohyblivého nosiče 16. Maximální povolený výkyv pohyblivého nosiče 16 je vymezen zarážkami 22.The movable carrier 16 is rotatably mounted in an adjustable range relative to the main shaft 4, so that it is pivotable with its other two corners. Its central opening is so large that it can accommodate the rotor 3 as well as the pivoting movement of the movable carrier 16 on the rotor 3. The pivoting movement is achieved by means of a slider 21 mounted in a suitable location, in this case at one of the corners of the movable carrier 16. the permissible swing of the movable carrier 16 is defined by stops 22.

Uvnitř nosu 33 rotoru 3 je uspořádáno alespoň jedno ložisko 23, které je otočné na spojovacím čepu 24, jenž má jeden konec upevněn ve skříni 1 a druhý konec k pevnému nosiči 2. Tento spojovací čep 24 je souosý s osou pevného nosiče 2, a tedy i osou rotoru 3.At least one bearing 23 is arranged within the nose 33 of the rotor 3 and is rotatable on a coupling pin 24 having one end fixed in the housing 1 and the other end to the fixed support 2. This connecting pin 24 is coaxial with the axis of the fixed support 2 and and the rotor axis 3.

Ve všech případech realizace musí být obsažené písty 6 upevněny na ojnicích 7. Jako ojnice 7 se zde rozumí, v souladu s obvyklou technickou terminologií, pístnice zavěšená svými oběma konci pohyblivě vůči místu upevnění. Z toho pohyblivé upevnění ojnice 7 vůči pístu 6 je provedeno běžným způsobem pomocí pístního čepu 25, zatímco pro opačný konec ojnice 7, tedy její patu, je navrženo výše popsané pohyblivé upevnění na otočném prstenci 9 pomocí ojničního čepu 8.In all embodiments, the pistons 6 included must be fixed to the connecting rods 7. As used herein, the connecting rods 7, in accordance with conventional technical terminology, mean that the piston rod is hinged movably with respect to its mounting point at both ends. Consequently, the movable fastening of the connecting rod 7 to the piston 6 is carried out in a conventional manner by means of the piston pin 25, whereas the opposite end of the connecting rod 7, i.e. its heel, has the movable fastening described above.

Počet válců 5 není omezen, záleží zejména na rozměrech prvků motoru. Válce 5 mohou být i ve dvou nebo více řadách, přičemž mohou být umístěny vedle sebe, nebo být navzájem posunuty, pro lepší průběh kroutícího momentu motoru. V případě, že je obsažen větší počet válců 5 a válce 5 jsou tudíž rozmístěny na dvou nebo více pomyslných kružnicích k, jsou ojniční čepy 8 adekvátně rozmístěny buď ve více řadách jednoho společného přiměřeně prodlouženého otočného prstence 9, nebo je vhodně zmnožen počet obsažených otočných prstenců 9. Obrázky Obr. 8 až 10 ukazují takovéto složitější provedení navrženého motoru. U tohoto provedení je pístový motor na rozdíl od předchozího příkladu vybaven množinou otočných prstenců 9. Účelný počet otočných prstenců 9 může být dva až patnáct, podle potřeby a účelu. V tomto příkladu jsou předvedeny čtyři otočné prstence 9. Je zmnožen nejen počet otočných prstenců 9, ale i válců 5 s písty 6. Při zmnoženém počtu jsou otočné prstence 9 uloženy rovnoběžně vedle sebe, všechny excentricky vůči rotoru 3, všechny se středem S2 na téže ose, a všechny s výstupky 11, v nichž jsou zavěšeny ojniční čepy 8 pro ojnice 7 pístů 6. Rotor 3 je opatřen odpovídajícím počtem válců 5 osazených písty 6 a uspořádaných obdobně, jako u předchozího příkladu, tedy rozmístěných na pomyslných kružnicích k soustředných s rotorem 3, kde válce 5 jsou v poloze tečné vůči příslušné pomyslné kružnici k, ve válcích 5 se nachází písty 6 a ojnice 7 pístů 6 vybíhají z válců 5 a z rotoru 3, a zde jsou ukončeny výše zmíněným zavěšením na ojničních čepech 8, situovaných na výstupcích H polohově odpovídajících otočných prstenců 9. Jak ukazuje obrázek Obr. 10, kružnice k jsou osazeny stejným počtem válců 5, rozmístěných na nich v témže odstupu, přičemž sousední kružnice k s válci 5 jsou vůči sobě pootočeny.The number of cylinders 5 is not limited, it depends in particular on the dimensions of the engine elements. The cylinders 5 may also be in two or more rows, and may be positioned side by side or displaced relative to each other for better engine torque performance. If a plurality of cylinders 5 are included and the cylinders 5 are therefore distributed over two or more imaginary circles k, the connecting rods 8 are adequately distributed either in a plurality of rows of one common reasonably extended rotating ring 9, or the number of rotating rings included is appropriately increased. 9. FIG. 8 to 10 show such a more complex embodiment of the engine proposed. In this embodiment, unlike the previous example, the piston engine is equipped with a plurality of rotary rings 9. The effective number of rotary rings 9 may be two to fifteen, depending on the need and purpose. In this example, four rotating rings 9 are shown. Not only the number of rotating rings 9 but also the piston cylinders 5 are multiplied. With a multiplied number, the rotating rings 9 are arranged parallel to each other, all eccentrically relative to the rotor 3, all centered S2 on the same. The rotor 3 is provided with a corresponding number of cylinders 5 fitted with pistons 6 and arranged in a manner analogous to the previous example, that is, arranged on imaginary circles to concentric with the rotor. 3, wherein the cylinders 5 are in a position tangent to the respective imaginary circle k, the cylinders 5 have pistons 6 and the piston rods 7 extend from the cylinders 5 and the rotor 3, and terminate here by the aforementioned suspension on the connecting rods 8 As shown in FIG. 10, the circles k are fitted with an equal number of rollers 5 disposed thereon at the same distance, the adjacent circles k with the rollers 5 being rotated relative to each other.

Motor dále obsahuje obvyklé nutné konstrukční a provozní prvky, jako na obrázcích neznázorněné nutné přívodní a odvodní prvky pro palivo, chladicí média, mazací média, spaliny apod.The engine further comprises the usual necessary design and operating elements, such as the necessary inlet and outlet elements for fuel, coolants, lubricants, flue gas, etc., not shown in the figures.

ΛΛ

CZ 30945 UlCZ 30945 Ul

Přívod těchto médií může být proveden přes pevný nosič 2 a rotor 3. Dále je obsaženo na obrázcích neznázoměné těsnění, případně zapalovací svíčky, ventily aj.These media can be supplied via a fixed support 2 and a rotor 3. Furthermore, the seals (or spark plugs, valves, etc.) are not shown in the figures.

Při provozu motoru se na pevném nosiči 2_otáčí na ložisku 23 rotující rotor 3, nesoucí válce 5 s písty 6. Excentricita, která existuje mezi středem SI rotoru 3 a středem S2 otočného prstence 9 nebo otočných prstenců 9, zajistí zdvih pístů 6. Písty 6 a válce 5 mají konstantní rychlost, nedochází k zastavování a zrychlování pístů 6 ani válců 5, a tím maření energie v pracovním cyklu. Pomocí posuvníku 21 lze měnit i za chodu motoru vzdálenost mezi středy SI a S2, a tím měnit zdvih pístů 6, tak, aby se změnily podle aktuální potřeby provozní parametry motoru. Rameno otáčení je trvale konstantní a proměnlivá je jen síla dodaná písty 6 během pracovního cyklu. Rotor 3 a všechny obsažené otočné prstence 9 vykonávají synchronizovaný pohyb ve stejném směru otáčení. Synchronizaci tohoto pohybu zajišťuje otočná hlavní hřídel 4 s prvky, které na sobě obsahuje. Hlavní kroutící moment motoru je závislý na vzdálenosti středu válců 5 od středu SI rotoru 3, ploše jednotlivých válců 5 a pracovním tlaku pístů 6.During operation of the engine, a rotating rotor 3 bearing on the bearing 23 rotates on the bearing 23, carrying the cylinders 5 with the pistons 6. The eccentricity that exists between the center S1 of the rotor 3 and the center S2 of the rotary ring 9 or rotary rings 9 ensures stroke of the pistons 6. the cylinders 5 have a constant speed, the pistons 6 and the cylinders 5 do not stop and accelerate, and thus the energy in the working cycle is not obstructed. With the slider 21, the distance between the centers S1 and S2 can also be changed while the engine is running, thereby varying the stroke of the pistons 6 so as to change the operating parameters of the engine according to the actual need. The pivot arm is constantly constant and only the force supplied by the pistons 6 during the duty cycle varies. The rotor 3 and all the rotary rings 9 contained therein perform synchronized movement in the same direction of rotation. Synchronization of this movement is ensured by the rotating main shaft 4 with the elements it contains. The main engine torque is dependent on the distance of the center of the cylinders 5 from the center S1 of the rotor 3, the area of the individual cylinders 5 and the working pressure of the pistons 6.

Claims

PROTECTION REQUIREMENTS

A piston engine comprising a housing (1) comprising a fixed support (2), a rotary rotor (3), a rotatable main shaft (4), at least two cylinders (5), each cylinder (5) comprising a piston ( 6) movable inside the cylinder (5) and fixed to the connecting rod (7) extending outside the cylinder (5), characterized in that the solid support (2) is in the form of a rotating body and forms the central part of the engine; on said fixed support (2) and outside the rotor (3) there is arranged at least one eccentrically positioned rotatable ring (9) relative to the rotor (3), the piston cylinders (5) being located inside the rotor (3), are disposed on at least one imaginary circle (k) concentric with the rotor (3) in a position tangential to this imaginary circle (k), and the connecting rods (7) of the pistons (6) extending from these cylinders (5) are hinged to the connecting rods pins (8) mounted on the rotary ring (9).

Piston motor according to claim 1, characterized in that the rotary ring (9) has on the outer circumference a series of teeth (10) forming a toothing here and on the inner circumference has projections (11) for the connecting rod pins (8).

Piston motor according to claims 1 and 2, characterized in that the rotor (3) has a body (31) whose face is in the form of a toothed disk (32) having a diameter (dl) and a number of teeth (10) and tooth size (10) equal. As a rotating ring (9), a nose (33) is arranged on the opposite side of the rotor body (31).

Piston motor according to claim 3, characterized in that the main shaft (4) is parallel to the axis of the fixed support (2) and of the rotor (3), wherein two gearwheels (12, 13) are fixed thereon. 1), of which the first gear (12) is arranged in the plane of the toothed wheel (32), outside its outer circumference and fits to the toothing of the gear wheel (32), and the second gear (13) and is arranged in a plane perpendicular to the rotary axis a ring (9) outside its outer periphery and engages with the teeth (10) of the rotary ring (9), and further comprises a third gear (14) outside the main shaft (9), rotatable in an axis parallel to the axis of the main shaft (4) and has a starter (15) mounted thereon.

A piston engine according to claim 4, characterized in that the third gear (14) is arranged in the same plane as the first gear (12), whereby the first gear (12) engages.

Piston motor according to claims 4 and 5, characterized in that a movable support (16) is mounted movably with respect to it on the main shaft (4), on which at least two auxiliary shafts (17, 18) are mounted, of which the first the fourth gear (19) is rotatably mounted relative to the auxiliary shaft (17) and the fifth gear (20) is rotatably mounted relative to the second auxiliary shaft (18) when both gear wheels (19, 20) are mounted. ), the fourth gear (19) and the fifth gear (20) fit on the teeth (10) of the rotary ring (9).

A piston engine according to claim 6, characterized in that all the gear wheels (12, 13, 14, 19, 20) present have the same tooth size (10) as the rotary ring (9), wherein at least the second gear (13) it has the same diameter (d2) and number of teeth (10) as the first gear (12).

A piston engine according to claim 7, characterized in that all the gears (12, 13, 14, 19, 20) present have the same diameter (d2) and the same number of teeth (10).

Piston motor according to one of Claims 6 to 8, characterized in that the movable carrier (16) is pivotable relative to the main shaft (4).

Piston motor according to one of Claims 6 to 9, characterized in that the movable carrier (16) is pivotable on the shaft (4) in an adjustable range by means of a slider (21), the maximum permissible swing of the movable carrier (16) being stoppers (22).

Piston motor according to one of Claims 6 to 10, characterized in that at least one bearing (23) is arranged inside the nose (33) of the rotor (3) and is rotatable on a connecting pin (24) which is fixed at one end to the housing (1) and the other to the fixed support (2), the connecting pin (24) being coaxial with the axis of the fixed support (2) and the rotor (3).

A piston engine according to any one of claims 1 to 11, characterized in that it comprises a plurality of rotatable rings (9) which are arranged parallel to one another, eccentrically to the rotor (3), all centered on the same axis (S2) and bearing the connecting rods (8) thereon, the rotor (3) being provided with a corresponding number of adequately situated cylinders (5) fitted with pistons (6) and distributed on imaginary circles (k) concentric with the rotor (3), the cylinders (5) they are mounted in a position tangent to the respective imaginary circle (k), with the piston rods (7) extending outside the rotor (3) and hinged thereon on the connecting rods (8) of the respective positionally corresponding pivot ring (9).

A piston engine according to claim 12, characterized in that the circles (k) are fitted with an equal number of cylinders (5) equidistantly spaced therefrom, the adjacent circles (k) and the cylinders (5) being rotated relative to one another.