HU215194B - Forgó mozgású energiaátalakító gép, főleg belső égésű motor - Google Patents
Forgó mozgású energiaátalakító gép, főleg belső égésű motor Download PDFInfo
- Publication number
- HU215194B HU215194B HU9303737A HU9303737A HU215194B HU 215194 B HU215194 B HU 215194B HU 9303737 A HU9303737 A HU 9303737A HU 9303737 A HU9303737 A HU 9303737A HU 215194 B HU215194 B HU 215194B
- Authority
- HU
- Hungary
- Prior art keywords
- rotor
- oval
- crankshaft
- internal combustion
- gear
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
- F01C1/00—Rotary-piston machines or engines
- F01C1/02—Rotary-piston machines or engines of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
- F01C1/063—Rotary-piston machines or engines of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents with coaxially-mounted members having continuously-changing circumferential spacing between them
- F01C1/077—Rotary-piston machines or engines of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents with coaxially-mounted members having continuously-changing circumferential spacing between them having toothed-gearing type drive
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/02—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
- F02B2075/022—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
- F02B2075/027—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle four
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Supercharger (AREA)
Abstract
Főrgó mőzgású energiaátalakító gép, főleg belső égésű mőtőr, amőtőrházban körhenger alakú rőtőrtér van kiképezve, a rőtőrlapátők arőtőrterét váltakőzóan növekvő és csökkenő térfőgatú műnka erekreősztják, a rőtőrtengely I. és a rőtőrtengely II. egy-egy váltőzófőrdűlatszám-áttétellel össze van kapcsőlva, egy wő állandószögsebességű, közös főtengellyel (15), az <F"S mből">a periódűsbanváltőzó főrdűlatszám-áttételnek ővál főgaskerekei vannak, a speciálisrőtőrlapátők a/2=90ř-ős fáziseltéréssel vannak összekapcsőlva afőtengellyel (15), ame yre 90ř-ős elfőrdítással rögzítettkörszegmensekből (39, 40, 41, 42, 43, 45, 50, 51) és/vagynégyzetszegmensekből (44) összeállítőtt, gördülő vőnalú A (31) őválfőgaskerekei vannak. ŕ
Description
A találmány tárgya energiaátalakító gép, amely zárt motortérben egyik kivitelben a robbanási energia nyomását forgó mozgássá alakítja, vagy másik kivitelben egy eltérő, beömlő és kiömlő vezetékrendszerrel légnemű vagy folyékony közeg nyomásenergiáját forgó mozgássá alakítja, vagy visszafelé forgatva a forgó mozgás energiáját nyomássá alakítja. Alkalmazási területe főleg a belső égésű (benzin és dízel) motor, de a gőz-, sűrített levegő-, folyadéknyomás felhasználásával egyéb motor, szivattyú- vagy sűrítőterületen is alkalmazható. Felépítése egyszerű, csak forgó alkatrészeket tartalmaz, a forgó alkatrészek kötött ütemű mozgást végeznek, a főtengely ωο (= állandó) szögsebessége esetén a forgó alkatrészek szögsebessége 0,5 ωο és 2ωο között marad, külmérete kicsi, az elméletileg elérhető értéket jól megközelíti, excenteres tengelye nincs, alkatrészszáma kevés, szelepei nincsenek, négyütemű (+ öblítőütem) motornak alkalmazható. Minden eddigi technikai eredmény, amely az erőgépek területén kidolgozásra került, értelemszerűen alkalmazható; turbófeltöltés, hűtés, kompressziójavítás, stb. Legegyszerűbb kiviteli változata 8 hengeres, négyütemű motornak felel meg; 2 főtengelyfordulat alatt 8 robbanás. Alkatrészei robusztus kivitelűek.
A technika jelenlegi állásáról: a négyütemű Ottomotor jól ismert, teljesen kiforrott konstrukció. Eddig még egyetlen új, látszólag többet nyújtó konstrukció sem tudott tért hódítani, a turbinát kivéve. Sorozatgyártásra egyedül a Wankel-motor került, de az előforduló éltömítés hátrányát nem tudták egyéb előnyei ellensúlyozni. A turbina előnyeit kellene biztosítani a dugattyús motor hatásfokával. Ezen az úton próbálkoznak a feltalá5 lók. A kör alakú munkatér és a benne forgórotor a lapátokkal ismert elemei az erőgépeknek, itt nem szükséges a forrást megjelölni. Ismert a szektordugattyú is és a részszelepes is, ezekhez a megoldásokhoz utolsó forrásként említjük a 62066 számú NSzOs: FOICI/OO jelű tel10 jes vizsgálatú magyar szabadalmat, amely a második oldal második felében ezeket ismertként írja le (1991. 01. 22.). A 84.811 számú svájci szabadalom egy forgórotorral és az éppen elhaladó rotorlapát mögé benyomuló térelzáróval képez egy zárt, de táguló teret, amelybe külső nyomással befecskendezik az üzemanyag-keveréket. A befecskendezés időtartama és a gyújtás időtartama alatt a belőtt nyomás a tértágulás közben csökken. A 826.985 számú USA-szabadalom, valamint a WO.90/07632 számú nemzetközi szabadalom
2 forgórotoros, kényszerpályás megoldást javasol, amelynél a két rotor egymáshoz képest kötött ütemű lengést is végez forgás közben. Igen nehéz előre látni az egyes megoldások technikai nehézségeit, de megkísérlem egy táblázatban összefoglalni a fő követelményeket és azok kielégítését. (Természetesen nem feltételezve, hogy a feltétlenül szükséges követelmények sérülnek: hatásfok, zaj, élettartam, működőképesség stb.).
Típus | Ottó | Wankel | svájci | USA | WO.90 |
excenter tengely | van | van | nincs | nincs | nincs |
♦külméret literben 1 liter lökettérfogatra | 15 | 10 | 8 | - | 8 |
♦alkatrészszám | 160 | 100 | 80 | - | 200 |
éltömítési probléma | - | van | - | - | - |
alkatrész-bonyolultság | közepes | nagy | közepes | közepes | nagy |
nem forgó alkatrésze van | van | - | van | - | - |
2 fordulatra eső robbanások száma | 4 | 2 | 4 | 8 | 8 |
* A ktilméret és az alkatrészszám az alábbiak nélkül értendő: sebességváltó, kuplung, hűtés, önindító, kompresszor, vezérlő elektronika, karburátor, villamos berendezések stb. Tehát csak a puszta motor.
A találmánnyal megoldandó feladatok kitűzése: 45
Annak ellenére, hogy körülbelül 1960 óta ismertek az alapelvek, még nem kerültek tömeges előállításra a forgórotoros, ovál alakú vagy kör alakú, vagy egyéb váltakozó áttétellel működő motorok. (Az ovál két tengelyre szimmetrikus, zárt görbe vonal, a két szim- 50 metriatengely egymásra merőleges, és metszéspontjuk az ovál középpontja.) Ennek egyik oka, hogy a motorok külmérete túllépte az elvárásokat, főleg a váltakozó áttétel problémái miatt, ezért a találmány elsősorban a méretcsökkentésre irányul; cél, hogy a motorok 55 külmérete és teljesítménye közelítse meg; a 6 liter külméret 1 liter lökettérfogatra és 3 kW teljesítmény 1 kg motor súlyra.
Ennek a célnak a megoldását szolgálják a találmány megoldásai; 60
- 2 főtengelyfordulatra 8 robbanás legyen, és a gyorsulási irányváltásoknál a gerjesztett lengések lefutásáig legyen egy gyorsulásmentes szakasz
- csökkenteni kell a robbanási csúcsot
- csökkenteni kell a kompressziótérben maradó égéstermék mennyiségét
- az áttételnek az ismert evolens fogazással gyárthatónak kell lenni, és a 100 mm tengelytávhoz tartozó számítható eltérésnek körülbelül ± 20 mikronon belül kell lennie
- az áttételnek el kell viselni a robbanási- és gyorsulásicsúcs-nyomatékokat, és egy áttétel a rotortér 70%-ánál nem lehet nagyobb külméretű
- az áttételnek biztosítani kell, hogy a hengertémek a robbanási (hasznos) térfogat változása legalább 50%-os legyen, ennyit nyújt az Otto-motor
HU 215 194 Β
- az áttétel motorméretre és teljesítményre való hatásai kiszámolhatok és tervezhetők legyenek
Természetesen megtartva a kötött ütemű, állandóan forgást végző alkatrészekből való építkezést és az eddigi eredmények alkalmazhatóságát, hogy egy meglévő folyamatos törekvésbe bekapcsolható legyen az új motor gyártása. A fenti célkitűzések lényegesek a jövő útjának keresésében, mert nem új utat akarunk keresni, amely az eddigi ismert motortól eltér, hanem jobbat akarunk létrehozni, és ez valószínűleg csak új úton lehetséges. Ha a fenti célkitűzések irreálisak, akkor hosszú ideig elvetjük a kisebb eredményt jelentő megoldásokat, ha túl enyhék, akkor a megcélzott megoldás még célba érése előtt megbukik. Ezért szükséges, hogy a fő célkitűzés, a „kis külméret’’ elméleti hatását megvizsgáljuk. A jelen gyakorlatban az terjedt el, hogy a négyütemű motornál, mivel a teljes ciklus (a négy ütem) két főtengelyfordulat alatt megy végbe, ezért a két főtengelyfordulatra jutó térváltozást, az úgynevezett lökettérfogatot fogadjuk el a motorteljesítmény egyik legfontosabb konstrukciós jellemzőjének. Ha egy To térfogatú keverék felrobbanása után Ti térfogatra tágul, és az indikált középnyomás p,, akkor a tiszta mechanikai munkavégzés =(T-To). Pi, ahol Tj- To = W = lökettérfogat, ha a kompressziót 10:1-re vesszük fel, akkor tehát 1 literes lökettérfogathoz minimum 1,111 liter térfogatú üres hengertér szükséges, azaz egy 1000 cm3-es lökettérfogat 1111 cm3 üres térrel oldható meg, amely megfelel egy 011,225 cm χ 11,225 cm hosszúságú üres hengernek. Ha ezt az üres hengert egy kockába zárjuk úgy, hogy mindenütt legalább 1 cm-es falvastagság van, akkor 1 + 11,225 + 1 = 13,225 cm-es élhosszúságú kockát kapunk, amelynek köbtartalma 2313 cm3 (2,313 liter). Legyen ez egy olyan elméleti motor befoglaló térfogata, amelynél kisebbet nem lehet csinálni (itt a motorba nem értjük bele a karburátor, önindító, sebváltó, hűtőberendezés, kompresszor stb. szerelvényeket). Ennek az elméleti befoglalóméretnek az elérése is csak úgy lehetséges, ha a térfogattágulás forgatónyomatékká történő átalakításához felhasznált összes alkatrész (dugattyú, főtengely, szelepek stb.) köbtartalma közel „0”. Tehát: az elméleti motor össztérfogata 2313 cm3. A két áttételre 2 x 70%-ot engedélyezünk, ez további 3238 cm3 Ebből: - lökettér: 1000 cm3
- kompressziótér: 111 cm3
- áttétel térfogata: 3238 cm3
- rotor falának térfogata: 1203 cm3
Összesen: 5551 cm3
Jelenleg az 1 liter (1000 cm3) lökettérfogatra eső motortérfogat körülbelül 15 liter a gyártott motoroknál. Az előzőekben leírt 6 literes célkitűzés reális, de lényeges haladást eredményezne.
A célkitűzések szellemében a felismerések a következők:
- a változó szögsebesség-áttétel ismétlődési periódusa a=180° legyen, a rotorok szögsebességének fáziseltolása a/2=90° legyen, így a főtengelyre rögzített két oválkerék a/2=90°-kal eltolt fázishelyzetben legyen rögzítve, a rotortengelyekre rögzített oválkerekek és a rotorlapátok szögfelezője γ szöggel elfordítva, ezekkel biztosítjuk a fordulatonkénti 4 db robbanási ütemet a munkahenger azonos pontján, ugyanígy a szívó-ürítő vezetékek, valamint az öblítővezetékek is azonos ponton vannak, a motornak lesz „hideg” és „meleg” oldala.
- Az ovál fogaskerék gördülővonalát körcikkek és egyenes négyzetek egymás mellé helyezésével építjük fel. Előnye, hogy az elkészítés a járatos, ismert technikával végrehajtható, az evolvens görbék töréspontmentesek, az út, sebesség, gyorsulás stb. értékei egyszerű, zárt matematikai módszerekkel kifej ezhetők. így tudjuk biztosítani, hogy a hengerkihasználási tényezőtől kezdve a gyorsuláson keresztül minden lépés tervezhető legyen, és meghaladjuk például a 0,5-es hengerkihasználási mértéket. (Az Otto-motomál ez a 0,5 abból adódik, hogy 2 fordulat alatt 1 robbanás van, és ez elmozdíthatatlan, de a forgó motornál az ovál gördülővonalának optimális tervezésével a hengerkihasználás mértéke javítható).
- A motorrezgés és -zaj egy része a gyorsulás irányváltoztatásakor az elkerülhetetlen holtjátékból ered, és a holtjáték útjának a végén erősítik vagy gyengítik a még fennálló rezgéshullámokat. Ennek elkerülésére a holtjátékot növelni kellene, de az a holtjáték utáni ütközést növeli, amely ismét zaj növekedést okoz. Az ovál gördülővonalának helyes megválasztása lehetővé teszi a kismértékű holtjátékot, és mégis biztosít időt a rezgések lefutására; az ovál gördülővonala egy körülfordulásnál négy ponton vált gyorsulási irányt, ezért ezen négy pont környezetében változatlan áttételt biztosítunk.
- a motor méretcsökkentéséhez nagymértékben hozzájárul a Pmax/Pj arány. Erre megoldás a két égéskamra 8°-10°-os fáziseltolással, rotorlapátnyúlvány és befogadóüreg, (az égéskésleltetés szintén hasonlóan oldható meg).
- A kiürített égéstermék egy része bent marad a robbanótérben, és csökkenti a beszívható keverék mennyiségét. Ezért bevezettünk egy ötödik, úgynevezett „öblítőütemef’, amely tiszta, hideg levegővel kimossa az égéstermék-maradékot. Tehetjük ezt, mert az egyenlő értékű sebességpontokban az ωχ és az öblítőütemhez nem szükséges további szeleprendszert beépíteni.
- A további méretcsökkentéshez a θ értékének csökkentése hozzájárul, ha a rotorlapát falvastagságát csökkentjük, ennek egyik lehetősége, hogy mindkétrotorlapátjai csak a munkafelületük középpontjában kapják a terhelést, tehát a csavarónyomatékot megszüntetjük a rotorlapátokon.
Ezeket a felismeréseket az alábbi konkrét megoldásokban hasznosítjuk. A számtalan lehetőség az ovál áttételrendszerek variációiból alaposan lecsökken, ha ki akarjuk elégíteni a működőképességet és az elfogadható méreteket. Például egy R,1,ax'/frniin= 2 ovál fogaskerék óriási igénybevételt jelent a fogakra; a nagy gyorsulási erők és a kis erőkarok miatt. Ha tovább növeljük a
HU 215 194 Β követelmények számát, még tovább csökken a használható ovál áttételek köre. Természetes, hogy a következőket teljesíteni kell:
- tervezhetőség
- gyárthatóság
- pontosság (például tengelytáveltérés
AT<2.T.1(M)
- ne igényeljen további áttételt (méretnövekedés miatt)
- biztosítsa, hogy a gyertyák, tápvezetékek egy-egy állandó pontban legyenek elhelyezhetők így nem választhatjuk a kör alakú fogaskerék excentrikus alkalmazását, amely ugyan biztosítja a tervezhetőségi és gyárthatósági követelményeket, de egy további, kétszeres gyorsító áttételt igényel, mert különben a kör alakú rotortér más-más pontján történne a robbanás.
Ha a találmány szerint meg tudjuk oldani, hogy körök és egyenesek összetétele legyen az ovál gördülővonala, akkor valamennyi követelmény teljesíthető, ez azonban nem egyszerű feladat. A következőkben egy konkrét és felcserélhetetlen sorrend szerint fogjuk feltárni az összefüggéseket, azzal a végcéllal, hogy egy optimális gördülővonal kiválasztásának a szempontjai a motor méretcsökkentését tegyék lehetővé, nem elfeledve, hogy a motor méreteit ugyanúgy, ahogy az Otto-motomál, két erőhatár korlátozza; a robbanási erő és a gyorsulási erő. A forgó motornál többet tudunk az optimum érdekében tenni. A feladatok sorrendje;
- primergörbe-meghatározás _ szekundergörbe-meghatározás
- egy adott rotor átmérőjű motor teljesítménye
- a fontosabb tényezők
- a befolyásolható tényezők javítására irányuló megoldások kijelölése
A primer görbe meghatározása. Az ovál görbének a szimmetriatengelyek közé eső ívét a C, felezőpont két egyenlő részre osztja. A két egyenlő hosszúságú ív közül az egyiket kiválasztjuk és megtervezzük. Ezt az először megtervezett részt nevezzük primer görbének. El kell dönteni, hogy melyik részét választjuk. A találmányban a nagyobb görbületű ív tervezését írjuk le. El kell dönteni az Rmax^min = k arányt (amely olyan döntés, hogy több tényező befolyásolja; például a motortér és fogaskerékház eltérő alakja miatti holt teret a konstruktőr fel tudja-e gazdaságosan használni) javasolt érték: l,3<k<l,7. A primer görbét törésmentes körökből és egyenesekből kell megtervezni. Ezután el kell dönteni, hogy az Rmax-hoz viszonyítva mennyi lehet az elviselhető legkisebb körív. R2 sugarának a mértéke; (ezt az alámetszés elkerülése határolja). Ezek ismeretében a szokásos trigonometriai számításokkal megkapjuk az R2 körív folytatásával és a Cj pont érintésével R3-t, és kiszámítjuk a3 és <pcl értékeit. Kikeressük a D, pontot, amely a legnagyobb gyorsulást adja. Tehát a primer görbe egy változatát elkészítve ismertek lesznek: R2, a2> R-3, ^Db Φου <Pcl> rDl> rk·
A szekunder görbe meghatározása:
Ebben a részben már semmi beleszólásunk nincs a görbe menetébe. A primer görbe pontjai alapján kell kiszámítani a szekunder görbe pontjait. A primer görbe alapján kiszámítandó görbeszakaszt nevezzük szekunder görbének. A kiszámított görbét ismert módszerekkel szakaszosan körívekkel és/vagy egyenesekkel helyettesítjük (az evolvens hűség nem sérülhet). Az ovál gördülővonal találmány szerinti kivitelének összefoglalása: az általános meghatározás szerint az ovál két tengelyre szimmetrikus zárt görbe vonal, a két szimmetriatengely egymásra merőleges, és metszéspontjuk az ovál középpontja. A találmány szerinti ovál gördülővonal speciális tulajdonságai:
- a két szimmetriatengelytől felmért egyenlő darabokhoz tartozó középponti sugarak összege állandó és egyenlő az Rmax + Rmin értékkel, amely egyenlő két egymáson legördülő gördülővonal középpontjának távolságával, azaz a tengelytávval
- a szimmetriatengelyek körzetében egy összesen 20°-ot meghaladó, változatlan sugarú, 4 ívdarab van
- mind a primer, mind a szekunder görbe csak törésmentesen összerakott köröket és egyeneseket tartalmaz
- az áttétel-módosítás k értéke két határ közé esik, l,3<k<2.
Ezek a speciális tulajdonságok teszik lehetővé a „pillanat”-áttételek, a gyorsulási viszonyok, a lökettérfogat stb. pontos számításait, a meglévő evolvens fogazási rendszer alkalmazását, amely itt különös jelentőséggel bír a tűrőképessége miatt a tengelytáv változással szemben.
Fogterhelések és teljesítmény kiszámítása:
Legfontosabb, hogy megismerjük a robbanásnál keletkező maximális fogerőt (Fcl) a C, felezőpontban és a rotor szögsebesség-változásából eredő maximális fogerőt FD1 és Dj gyorsulási pontban, valamint az egy fordulat alatt létrejövő teljesítményt (pkw/ford).
HU 215 194 Β rotorlapát-középsugár FC1 = rotorlapát-felület x Pmax x --———hajtó óval kerekkar (D2-d2) · L · Pi · CP —
· rK · cos(<pc, + a0) tehetetlenségi nyomaték__Θ · e_ D1 hajtott ovál kar rB · cos(cpD1 - αθ) hol e = = (kD1+k^,) tgtpD1 w2, kD1 = pkw _ i összes térfogattágulás x pi fordulat 10200 1 fordulatra pkw i (D2-d2) · L · (e j-e 2) π · pi fordulat 10200 360°
Nkw =
1224000 • W · pi n w = 2 fordulatra eső lökettér = (D2-d2) · L · Π -(e°i-e2) W mivel e°+e°=180°; e°-e°=180°-2e°;
180 e2
90°
Hol w | a két főtengely-fordulatra eső | ||
D | térfogattágulás (az ismert lökettérfogalom) a rotortér-átmérő | [cm3] [cm] | 30 |
d | a rotortengely-átmérő | [cm] | |
L | a rotortér hossza | [cm] | |
Pi | indikált középnyomás | [kg/cm2] | |
CP | p χ = —a hajtórendszer | 35 | |
n | rugalmas csillapítása után megmaradó robbanási csúcsnyomás tényező fordulat/perc | 40 |
V 7 θ a rotor és a hozzákapcsolódó tömegek másodrendű
nyomatéka | [cmkgsec2] | |
e | az rB1 sugár szöggyorsulása a Dj pontban | [rad/sec2] |
Fci | maximális fogerő a Cj pontban a robbanástól | [kg] |
fd, | maximális fogerő a Di pontban a gyorsulástól | [kg] |
Pkw/ford az egy fordulatra eső | ||
munka | [cmkg/ford] | |
]\JkW | teljesítmény | [kW] |
rDl | a hajtókerék sugara D] pontban [cm] | ||
rBl | hajtott kerék sugara D, pontban[cm] | 45 | |
ΓΚ | a C] felezőpont sugara | [cm] | |
<Pci | a C11 felezőpontban az érintőre | ||
merőleges egyenes és az rK sugár által bezárt szög | [°] | ||
<Pd] | a D| gyorsulási pontban az érintőre merőleges egyenes és az rD1 sugár által bezárt szög | [°] | 50 |
a0 | a fogazás kapcsoló szöge | [°] |
e °-e 2 két, egymás utáni 90°-os főtengelyfordulat alatt a rotor 55 elfordulási szögeinek különbsége, azaz az egy 90°-os ciklusra eső térfogatváltozás szöge (körülbelül 50°-60° körül) [°] 60
Fontosabb tényezők:
- A gördülővonal fontosabb ismérvei e-e, C(, D,, kD1 és k alapján bármely gördülővonal összehasonlítható és megnyílik a lehetőség a D csökkentésére.
pmax
- A p” jelentősen befolyásolja a C/ pontban a *1 fogterhelést és ezen keresztül a motor külméretét.
- A 0 értéke is fontos tényező, és sokat tehet a konstruktőr a csökkentésére
- Természetesen az anyagok kiválasztása is befolyásolja a külméretet
A befolyásolható tényezők javítására irányuló megoldások és a találmány előnyös hatásai:
- A találmány szerinti számítások lehetővé teszik a tisztánlátást és
- a találmányban leírt primer és szekunder görbe felépítése lehetővé teszi a legjobb megoldások kikeresését és elfogadható méretek kialakítását.
- A találmány szerinti körívekből és egyenesekből összerakott görbe az eddig evolens fogazás ta5
HU 215 194 Β pasztalatait hasznosítja, és az eddigiektől eltérően lehetővé teszi a működőképességet
- A találmány szerinti égéskésleltetés vagy kétkamrás égés javítja a Pmax/Pi arányt
- A találmány szerinti „öblítő” ütem tökéletesebb égést biztosít, és javítja a motor hatásfokát
- A 2 tengelyfordulatra eső 8 robbanás simább, zajtalanabb járást biztosít
- a rotorlapátok középponti terhelése csökkenti a θ értéket
- a találmány mindezek mellett kevés alkatrészt tartalmaz, a dugattyú irányváltása eltűnik, lehetővé teszi, hogy a motorból csak egyik oldalt foglalja el a főtengely, a többi 5 oldal szabadon marad a szerelvények elhelyezéséhez.
A találmány megértését az alábbi ábrák segítik:
1. ábralapon az
1. a. ábra az 1000 cm3 lökettérhez és a 111 cm3 kompressziótérhez szükséges henger és a hozzátartozó befoglalóburkolat hosszmetszetét, az .b. ábra a löket- és kompressziótér és a hozzátartozó befoglalóburkolat keresztmetszetét mutatja, a
2. ábralapon, a
2.a. ábra a legegyszerűbb kétrotoros, belső égésű motor hosszmetszetét a végén elhelyezett hajtóművel, a
2.b. ábra a motor elölnézetét, a
2.c. ábra a motor keresztmetszetét mutatja be, a
2. d. ábra a kétrotor és a főtengely kényszerkapcsolatának általános megoldását mutatja be, a
3. ábralapon, a
3.a. ábra a kétrotoros, belső égésű motor egy középfőtengelyes változatának hosszmetszetét, a két végén elhelyezett hajtóművel, a
3.b. ábra a motor elölnézetét, a
3. c. ábra a motor keresztmetszetét mutatja be, a
4. ábralapon, a
4.a. ábra a kétrotoros, belső égésű motor egy középfőtengelyes másik változatának a hosszmetszetét az egyik végén elhelyezett hajtóművel, a
4.b. ábra a motor elölnézetét, a
4. c. ábra a motor keresztmetszetét mutatja be, az
5. ábralapon, az
5.a. ábra a főtengely 90°-os elfordulására eső egyik rotor elfordulását, az
5. b. ábra a főtengely 90°-os elfordulására eső másik motor elfordulását mutatja be, a
6. ábra lapon, az ovál gördülő vonalának kör és négyzet szegmensekből való felépítését mutatja be, a
7. ábralapon, a
7.a. ábra az egyik speciális rotorlapát nyúlványát és üregét, a
7.b. ábra a másik speciális rotorlapát nyúlványát és üregét, a
7. c. ábra a rotor hosszmetszetét mutatja be, a
8. ábralapon, a
8.a. ábra az egyik rotor két csőtengelyes változatát és a
8.b. ábra az ebben elhelyezett másik rotort mutatja be, a
8.c. ábra a két csőtengelyes rotor hosszmetszetét, a
8. d. ábra a másik rotor hosszmetszetét ábrázolja, a
9. ábralapon, a
9. ábra az ovál gördülővonalának egy 90°-os részletét és annak összetevő gördülővonal-darabjait mutatja be, a
10. ábralapon, a
10. ábra a forgórotoros motor módosított ki-, és beömlő csatornákkal ellátott változatának metszetét: gőz- vagy sűrítettlevegő-hajtóanyagokhoz mutatja be.
Az ábrák statikus ismertetését az alábbiakban írjuk le:
1. ábralap
Az l.a. ábrán a 3 lökettér és a 4 kompressziótér, valamint az 5 befoglalóburkolat hosszmetszete négyzet alakra van kiképezve.
Az l.b. ábrán a 48 löket- és kompressziótér, valamint az 5 befoglalóburkolat keresztmetszete négyzete alakra van kiképezve.
2. ábralap
A 2.a. ábrán az 1 motorházban van a 6 rotortengely
I., amely hordozza a 8 rotorlapát A-t és a 7 rotortengelyt II., amely a 10 rotorlapát C-t hordozza, valamint a 15 főtengely, amelyen rögzítve van a 17 ovál fogaskerék B és a 19 ovál fogaskerék D, a 15 főtengely a 13 motorpajzs I-ben és a 14 motorpajzs II-ben van csapágyazva. A 6 rotortengely I-en van rögzítve a ovál fogaskerék A, amely kapcsolódik a 17 fogaskerék B-hez. A 7 rotortengely Π-n van rögzítve a 18 ovál fogaskerék C, amely kapcsolódik a 19 ovál fogaskerék D-hez. az 1 motorházban van elhelyezve a 20 gyertya.
A 2.b. ábrán a 6 rotortengely I-re rögzített 16 ovál fogaskerék A kapcsolódik a 15 főtengelyre rögzített ovál fogaskerék B-hez. A 15 főtengely középvonalának helyzete γ szöggel siet a függőleges középvonalhoz képest. A 1 motorház függőleges középvonalában van a gyertya. A 2 rotortér hordozza az S gyertyapontot és a Z öblítőpontot.
A 2.c. ábrán az 1 motorházban van kiképezve a 2 rotortér, amelyet a 8-9 és 10-11 rotorlapátok a 4 kompresszióterekre és a 48 löket- és kompresszióterekre osztanak. Az 1 motorházban van kiképezve a szívóvezeték, a 22 égéstermék-vezeték, a 23 vákuumvezeték és a 24 hideg, frisslevegő-vezeték. A 15 főtengely metszetét és a 20 gyertya elhelyezkedését láthatjuk. A 2 rotortér hordozza az S gyertyapontot és a Z öblítőpontot.
A 2.d. ábrán látható, hogy a 15 főtengely, a 6 rotortengely I., a 8 rotorlapát A-val és a 7 rotortengely
11. a 10 rotorlapát C-vel a 49 áttételeken keresztül van egymással kényszerkapcsolatban.
3. ábralap
A 3.a. ábrán az 1 motorházban van a 6 rotortengely
1., amely hordozza a 8 rotorlapát A-t és a 7 rotortengely
11., amely a 10 rotorlapát C-t hordozza, valamint a 15 főtengely, amely a 6 rotortengely I. és 7 rotortengely II. tengely vonalában van elhelyezve, és erre van rögzítve a 17 ovál fogaskerék B és 19 ovál fogaskerék D.
HU 215 194 Β
A 13 motorpajzs I. és a 14 motorpajzs II. hordoz egyegy rögzített 25 tengely A-t, amelyre a 12 ovál kettős kerék A van rögzítve, amelyhez kapcsolódnak a 16, 17, 18, 19 ovál fogaskerekek. A 20 gyertya az 1 motorházba van rögzítve.
A 3,b. ábrán a 15 főtengelyre van rögzítve a 17 ovál fogaskerék B, amely kapcsolódik a 25 tengelyen szabadon futó 12 ovál kettős kerék A-hoz, amelynek 90°-kal elfordított része kapcsolódik a 16 ovál fogaskerék Ahoz. A 25 tengelyek középvonala γ szöggel eltér a függőlegestől. A motorházba van rögzítve a függőleges vonalban a 20 gyertya.
A 3.c. ábrán az 1 motorházban lévő rotortérben vannak elhelyezve a 8-9 és a 10-11 rotorlapátok, amelyek a 2 rotorteret 48 löket- és kompresszióterekre, valamint 4 kompresszióterekre osztják. A 15 főtengely a 2 rotortér középvonalában, a 20 gyertya az 1 motorház függőleges vonalában van elhelyezve.
4. ábralap
A 4.a. ábrán a 13 motorpajzs I. és a 14 motorpajzs
II. közé van rögzítve az 1 motorház, amelyekben a 6 rotortengely I. és 7 rotortengely II. van csapágyazva. A 7 rotortengely II-ben van csapágyazva a 15 főtengely, amelyre a 17 ovál fogaskerék B van rögzítve, amely kapcsolódik a 30 tengely B-n szabadon futó 28 ovál kettős kerék A-hoz. A 6 rotortengely I-en van rögzítve a 16 ovál fogaskerék A, ez kapcsolódik a 28 ovál kettős kerék A-hoz és 7 rotortengely ΙΙ-re van rögzítve a 18 oválkerék C.
A 4.b. ábrán a 14 motorpajzs II. középpontjában van elhelyezve a 15 főtengely, és egymástól 90°-ban van elhelyezve a két db 30 tengely B, amelyeken a 29 ovál kettős kerék B és 28 ovál kettős kerék A vannak szabadon futón elhelyezve.
A 4.c. ábrán a 14 motorpajzs II-η van bemutatva a 6 rotortengely I-n rögzített 16 ovál fogaskerék A, amely kapcsolódik a 30 tengely B-n lévő szabadon futó 28 ovál kettős kerék A-hoz. A 7 rotortengely Π-n rögzített 18 ovál fogaskerék C kapcsolódik a 30 tengely B-n szabadon futó 29 ovál kettős kerék B-hez.
5. ábralap
Az 5.a. ábrán a 15 főtengely-középpontú 31 gördülővonal A csatlakozik a 6 rotortengely I. középpontú 32 gördülővonal E-hez. A 31 gördülővonal A C2, C3, C4, C5 pontjai 4 db 90°-os szektorra osztják fel a 31 gördülővonal A-t. A 32 gördülővonal B C’3 és C’4 pontjai két db 180°-os szektorra osztják fel a 32 gördülővonal B-t. A C’5 az egyik 180°-os szektort két további szektorra osztja, amelyeknek szögei e j és e2. A 35 hajtószektor A legördül a 36 hajtott szektor A-n. Az 5.b. ábrán a 15 főtengely-középpontú 33 gördülővonal C csatlakozik a 7 rotortengely II. középpontú 34 gördülővonal D-hez. a 33 gördülővonal C C2, C3, C4, C5 pontjai 4 db 90°-os szektorra osztják fel a 31 gördülővonal A-t. A 34 gördülővonal D C’5 és C2 pontjai két db 180°-os szektorra osztják fel a 34 gördülővonal D-t. A C’4 az egyik 180°-os szektort két további szektorra osztja, amelynek szögei e2 és e t. A 37 hajtószektor B, legördül a 38 hajtott szektor B-n.
6. ábralap
A 6. ábrán a 15 főtengely-középpontú 31 gördülővonal A egyik 90°-os szektorának összetevőit mutatjuk be. A 39 körszegmens A-nak a fele, a 40 körszegmens B, a 41 körszegmens C, a 42 körszegmens D, a 42 körszegmens E, a 44 négyzetszegmens és a 45 körszegmens F fele alkotja a 31 gördülővonal A ismétlődő 90°os részét. A körszegmensekből 4 db-nak a középpontja megegyezik a 31 gördülővonal A középpontjával, ezek; a 39, 45, 50, 51 körszegmensek A, F, G, H. Az A és B pontok felezőpontja a C, pont, amelyet célszerű két körszegmens érintkezési pontjában elhelyezni. A Ct pont sugara rK. Az A|H ív=B]E ívvel, ahol a H ponthoz tartozik az rH és az E ponthoz tartozik az rE sugár.
7. ábralap
7.a. ábrán a 6 rotortengely I-re rögzített 8 és 9 rotorlapát A, B-t, és a rajtuk lévő 55 nyúlványt és 54 befogadóüreget mutatjuk be.
7.b. ábrán a 7 rotortengely ΙΙ-re rögzített 10 és 11 rotorlapát C, D-t és a rajtuk lévő 55 nyúlványt és 54 befogadóüreget mutatjuk be.
7. c. ábrán a 6 rotortengely I-re rögzített 8-9 rotorlapát A, B hosszmetszete látható.
8. ábralap
8.a. ábra a 26 rotortengely ΠΙ-ra rögzített 8-9 rotorlapát A, B-t a rajtuk lévő 55 nyúlványokkal és az 54 befogadóüregekkel együttesen mutatja be.
8. b. ábra a 26 rotortengely Ill-ban csapágyozandó 27 rotortengely IV-re rögzített 10-11 rotorlapát c, D-t, a rajtuk lévő 55 nyúlványokkal és az 54 befogadóüregekkel együtt mutatja be.
9. ábralap
A 9. ábrán az A és B pontok közé eső 31 ovál gördülővonal A részletét mutatja be. A 31 ovál gördülővonal A középpontja az O pont. Az A és B pontok közé eső vonalszakaszt a C) középpont pontosan felezi, az 52 primer szektorra és az 53 szekunder szektorra. A két szektor közös határa az OCj egyenes, amely megegyezik az ovál közepes sugarával, r k-val. Az 52 primer szektor másik határa az Rmax és Ba a szektor szöge, a Be az 53 szekunder szektor szöge és határa az Rmjn. A Cj ponthoz tartozik a (pcl szög és a D, ponthoz tartozik az rD1 sugár és (pD] szög. A Cx ponthoz tartozik az rx sugár. A 45 körszegmens F szöge a4 és a 39 körszegmens A szöge ctj és felezővonalaik 90°-ot zárnak be. Az R2 sugarú és O2 középpontú körhöz az a2, és az R3 sugarú O3 középpontú körhöz az a3 szögek tartoznak.
10. ábralap
A 10. ábra az 1 motorházban lévő 2 rotortérben elhelyezett 8-9 rotorlapát A, B-t és a 10-11 rotorlapátot C, D-t ábrázolja. Az 1 motorházban a 46 magas nyomású vezeték, és a 47 alacsony nyomású vezetékek vannak.
Az ábrákon bemutatott szerkezetek működését az alábbiakban részletesen ismertetjük:
Az 1. ábralapon szeretnénk érzékeltetni, hogy egy belső égésű motor külméretének mekkora az alsó határa. A hasznos munkateret henger alakúnak vettük fel, a kompresszióarányt 10:1-hez, és a falvastagságot 1 cmnek. Az 1 .a. ábrán látható a 3 lökettér, amelynek térfogata 1000 cm3 és a 4 kompressziótér, 111 cm3 térfogattal. Ez együtt képez egy 0 11,225 cm, és 11,225 cm
HU 215 194 Β hosszúságú hengert, amelyet ha egy kocka alakú 5 befoglalóburkolattal bezárunk, kapunk egy 13,225 cm élhosszúságú kockát, amely egy olyan minimális külméretű belső égésű motornak felel meg, amelynek tengelyei, dugattyúszelepei, szelepmozgatása „0” köbtartalmúak. Ez a minimális külméret 1 liter (1000 cm3) lökettérfogat esetén 2,31 liter. A 2. ábralapon egy belső égésű motor legegyszerűbb kiviteli példáját mutatjuk be. A 2.a. ábrán láthatjuk az 1 motorházban a 2 rotorteret, amelyben van a 6 rotortengely I, amelyhez csatlakozik a 8 rotorlapát A, és a 9 rotorlapát B, továbbá a 7 rotortengely II., amelyhez csatlakozik a rotorlapát C és a 11 rotorlapát D. Az 1 motorházhoz van rögzítve a 13 motorpajzs I. és a 14 motorpajzs II., amelyek lezárják a 2 rotorteret. A 6 rotortengelyre van rögzítve a 16 ovál fogaskerék A, és ez csatlakozik a ovál fogaskerék B-hez, amely a 15 főtengelyre van rögzítve. A 7 rotortengely ΙΙ-re van rögzítve a 18 ovál fogaskerék C, és ez csatlakozik a 19 ovál fogaskerék D-hez, amely a 15 főtengelyre van rögzítve. A 17 ovál fogaskerék B és a 19 ovál fogaskerék D egymáshoz képest 90°-kal elforgatva van rögzítve a 15 főtengelyhez. A 8 rotorlapát A és 11 rotorlapát C és a rotorlapát D szögfelezőjének iránya - γ fokkal eltér a ovál fogaskerék C nagy tengelyének irányától. A 2.c. ábra a robbanási ütem kezdő pillanatának megfelelő helyzetet mutatja be. A kompressziótér közepébe esik a 20 gyertya. Ebben a körzetben több darab 20 gyertya elhelyezkedése is célszerű lehet, mert az üzemanyag-keverék meggyújtása kedvezőbb lehet. Természetesen dízelüzem esetén nem kell gyújtás. A 21 szívóvezeték célszerűen a 10 rotorlapát C irányában van elhelyezve, a 22 égéstermék-vezeték célszerűen a 9 rotorlapát B irányában van elhelyezve. A 23 vákuumvezeték és a 24 hideg frisslevegő-vezeték a 20 gyertyával szemben a passzív oldalon lévő 4 kompressziótérbe nyílik állandóan, amíg a 9 rotorlapát B el nem zárja azokat. Indításnál a 15 főtengelyt megforgatjuk, és az ovál áttétel biztosítja, hogy a beszívott üzemanyag komprimált állapotban a 20 gyertya helyzetébe kerül, és megtörténhet a robbanás a főtengely 90°-os szögelfordulásainál.
A 3. ábralapon látható megoldás csak annyiban különbözik az előzőtől, hogy két oválkerékpáros, azaz 4 db ovál fogaskerék van oldalanként, így az ovál alakja már 1:1,3-hez, kis tengely/nagy tengely viszonynál, mivel kétszeres áttételünk van, kielégítő eredményt ad. Ennél a megoldásnál további lehetőség adódik; a 3.a. ábra szerint. A 15 főtengely elhelyezhető a 6 rotortengely I. és a 7 rotortengely II. középvonalába, szabadon futó csapágyazással. A hajtási lánc felépítése a következő: a 6 rotortengely I. végére van rögzítve a 16 ovál fogaskerék A és ez kapcsolódik a 12 ovál kettős fogaskerékhez. Ennek a 12 ovál kettős fogaskeréknek a két fogaskoszorúja egymáshoz képest 90°-kal el van forgatva. A 13 motorpajzs I-be szilárdan van rögzítve a 25 tengely A és ezen szabadon futóan csapágyazva van a 12 ovál kettős fogaskerék, amelynek baloldali (külső) fogkoszorúja hajtja a 15 főtengely végére rögzített 17 ovál fogaskerék B-t. A 4. ábralapon bemutatott megoldás csak abban különbözik a 3. ábralaptól, hogy egy oldalra építjük az ovál fogaskerék-hajtást, amelyet eddig a 13 motorpajzs I-re és 14 motorpajzs ΙΙ-re, azaz két oldalra építettünk. A 4.a. ábra szerinti megoldásnak előnye, hogy csak egy fogaskerékszekrény van, egy helyen kell a szerelésről, olajozásról gondoskodni, továbbá az 1 motorház vezetékei (szívó, kipufogó, hűtő, olajozó) egy oldalról, csak a 13 motorpajzs I-en keresztül könnyebben bevezethetőek. A megoldás egyszerű; el kell helyezni a 14 motorpajzs II. területén 2 db 30 tengely B alkatrészeit úgy, hogy a 15 főtengely és a 2 db 30 tengely B 90°-os szöget alkosson, mint ahogy ez a 4.b. ábrán van bemutatva. Ezenkívül meg kell oldani, hogy a 6 rotortengely
I. belsejében legyen csapágyazva szabadon futóan a 7 rotortengely II., és ebben legyen szabadon futóan csapágyazva a 15 főtengely. A 4.c. ábrán a 6 rotortengely I. végére van rögzítve a 16 ovál fogaskerék A, és ez a fogaskerék kapcsolatban van a 28 ovál kettős kerék A-vel, amely szabadon futóan van elhelyezve a 30 tengely B-n, és a 28 ovál kettős kerék A külső fogaskoszorúja fogaskerék-kapcsolatban van a 15 főtengely végére rögzített 17 ovál fogaskerék B-vel. A 7 rotortengely II. végére van rögzítve 18 ovál fogaskerék C, és ez a fogaskerék-kapcsolatban van a 29 ovál kettőskerék B-vel, amely szabadon futóan van elhelyezve a 30 tengely B-n, és a 29 ovál kettőskerék C fogaskoszorúja fogaskerék-kapcsolatban van a 15 főtengely végére rögzített 17 ovál fogaskerék B-vel.
Az 5. ábralapon az 5.a. ábra a 31 gördülővonal A és a 32 gördülővonal B egymáson való legördülését mutatja be. Az ω0 állandó szögsebességű 15 főtengely 35 hajtószektora A elfordítja a 6 rotortengely I-re rögzített 36 hajtott szektor A-t. A C3, C5 pontok közötti gördülővonalszakasz egyenlő aC’3, C’5 pontok közötti gördülővonalszakasszal. A 35 hajtószektor A elfordulása 90°, a 36 hajtott szektor A elfordulása nagyobb mint 90°, azaz e! > 90°.
Mivel 2e t + 2 e2 = 360°, e2 < 90°. Az 5.b. ábra a 33 gördülővonal C és 34 gördülővonal D egymáson való legördülését mutatja be. A 15 főtengely 37 hajtószektora B elfordítja a 7 rotor ΙΙ-re rögzített 38 hajtott szektor B-t. A C’4 C’5 pontok közötti vonalszakasz egyenlő a C4 C5 pontok közötti vonalszakasszal. A 37 hajtószektor B elfordulása 90°, az előbbiek szerint a 38 hajtott szektor B elfordulása e 2, ahol e 2 < 90°. A 90°-os fáziseltolással a főtengelyre rögzített ovál gördülővonalak a 6 rotortengely I-t egy 90°-os periódus alatt e ]-€ 2 értékkel elmozdítják a 7 rotortengely II-höz viszonyítva, és ez a térfogat-növekedés lesz a lökettér. A 6. ábralapon a 31 ovál gördülővonal periodikusan, 90°-onként ismétlődő egyik részletének kialakítását mutatjuk be. A kialakítás lényege, hogy kör- és egyenes darabokból állítsunk elő egy ovált. Egy példaképpeni kivitel szerint a 39,40,41,42,43,45 körszegmensek A, B, C, D, F és a 44 négyzetszegmens egymás mellé helyezésével alakítottuk ki az ovál gördülővonalát, ha sikerül ilyen ovál gördülővonalat kialakítani, biztosak lehetünk, hogy a fogazás evolvens vonalai törésmentesek, és az ismert evolvens fogazás szerint kialakíthatók és
HU 215 194 Β ellenőrizhetők. Az evolvens alapelve, hogy bármilyen két különböző sugarú gördülőkor érintkezési pontján átmenő kapcsolóvonal által kijelölt két alapkör és a kapcsolóvonal érintésével képzett talppontokból mint kezdőpontokból lefejtett és kiegyenesített ívhosszak vége által leírt görbék áthaladnak a gördülőkörök közös pontján és egymást érintik. Ezt az alapelvet akarjuk betartani. A gerjesztett lengések és zajok csökkentéséhez célszerű a gyorsulási irányváltásoknál egy gyorsulásmentes szakaszt bevezetni, ezért teljesítjük azt a célkitűzést, hogy 39,45, 50, 51 körszegmensek A, F, G, H szögösszege nagyobb legyen 20°-nál. Itt mutatjuk be azon célkitűzést, hogy a B,E ív=AiH ív egyenlőségnél mindig igaznak kell lenni, hogy rE, rH sugarak összege rE + rH állandó. Ha ez igaz, akkor A,H ív = B(E ív = 0 egyenlőség esetén rE = Rmin és rH = Rmax· A 7. ábralapon két, együtt dolgozó rotor megoldást mutatunk be. Ha nem túl hosszú a rotorlapát, akkor ez a megoldás egyszerű, egy darabból készülhet a motor és a rotorlapát, de lehet külön darabból is. A 7.c. ábra szerint a 6 rotortengely I. csőtengelyszerűen van kiképezve, és erre vannak rögzítve a 8 rotorlapát A és 9 rotorlapát B, 180°-os elosztásban. A 8 rotorlapát A és 9 rotorlapát B hosszúságának fele a kiálló szabad hossz. A 7.a. és 7.b. ábrán látható rotorszerkezet egymással teljesen azonos. A 8. 9, 10, 11 rotorlapátok mindegyike el van látva egyik oldalán egy 55 nyúlvánnyal, a másik oldalán egy 54 befogadóüreggel. Ezen 54 befogadóüregek köbtartalma a lökettér 30-50%-a. így elérhető egy „kétkamrás” égéstér, a két kamra időben egymás után ég el, így a Pmax/Pj viszony csökken, a motor mérete csökken. Hasonló eredményt érhetünk el, ha az 55 nyúlvány és 54 befogadóüreg felülete kicsi, de mérete tengelyirányban hosszú, és égéskésleltetőként viselkedik.
A 8. ábralapon két együtt dolgozó rotorszerkezet egy másik megoldását mutatjuk be, amelynek az a lényege, hogy a szimmetrikus terhelés miatt nagyobb a teherbíró képességük, mint a 7. ábralapon látott szerkezetnek, és ezért csökkenthető θ értéke. A 8.a. ábra szerint a 26 rotortengely III. csőtengelyszerűen van kiképezve, és rá van rögzítve (vagy egybefüggő anyagból kialakítva) a 8 rotorlapát A és a 9 rotorlapát B. Ez a rotorszerkezet a 8.c. ábra szerint, középvonala mentén oldható kötéssel szétszedhető két azonos darabra (lásd
8.a. ábra és 8.b. ábra), mert a második rotorszerkezettel csak így építhető egybe. A 8. 9, 10, 11 rotorlapátok mindegyike el van látva egyik oldalán egy 55 nyúlvánnyal, a másik oldalán egy 54 befogadóüreggel. Ezen 54 befogadóüregek köbtartalma a lökettér 35-50%-a. így elérhető egy „kétkamrás” égéstér, a két kamra időben egymás után ég el, így a Pmax/P, viszony csökken, a motor mérete csökken. Hasonló eredményt érhetünk el, ha az 55 nyúlvány és 54 befogadóüreg felülete kicsi, de mérete tengelyirányban hosszú és égéskésleltetőként viselkedik.
A 9. ábralapon a 31 gördülővonal A egy ismétlődő, 90°-os szektorát kívánjuk az eddigi alapszabályok szerint előállítani. A tervezés lépéseinek sorrendje; eldöntjük a k=Rmax/Rniin értéket, célszerűen 1,3 < k < 1,7 határok között, az Rmax = AO alapvonalat kitűzzük.
Erre helyezzük fel az R2 középpontját, az O2 pontot.
Az R2 értéke legyen nagyobb, mint az alámetszési határ, de legyen minél kisebb. Megválasztjuk az a2 értékét 20° és 35° között. Kitűzzük a βΑ értéket 29°-34° között. A kitűzések után kiszámítjuk az R3 értékét és az O3 helyzetét. R3 legyen minél nagyobb. Ezzel elkészült az AC[ görbeszakasz, azaz az 52 primer szakasz. Itt megkeressük a legnagyobb gyorsulási terhelést adó Dj pontot. A Di pont ismeretében szükséges a 31 ovál gördülővonal A gyorsulási viszonyait kiszámítani, azután az eD1 szög gyorsulás ismeretében az FD1 erőt. Ennek lépései: eD|=dm/dt a dm a dt idő alatt bekövetkező szögsebesség-változás, amely csak az áttételváltozásból következik, mert a hajtókerék szögsebessége ω0 = állandó. Legyen rD1 a hajtókerék sugara, rB a hajtott kerék sugara, így kD1=rD1/rB. Tehát a hajtott kerék szögsebessége ωΒ = kD1.m0, dt idő múlva mB + dm = kx.mo, ahol rni + Ar kx=—-és rB-Ar
Ar = rDi.m0.tg (pDi.dt, ebből dm0=(kx-kD1).m0 és Δτ behelyettesítések és egyszerűsítések után kapjuk:
e di=“7“ (kDI+k^,).tg φΒ1 .m^ dt
Az Md1=0 0e
-Db
Δ1
FDi=θ ' (^di + kj>i) · tgtpD, · m2 rB · cos((pD,-ao) rB · cos(<pD1-ao) (^di + kg)]) - tgcpD1 m-p
Ebből F,
Dlmax rB · cos((pD,-a0) max
Mivel rD1 + rB=2rk; 2r,
->rB= + K,
Dl így a D[ pont értéke azon a helyen található, ahol (1 + küi)2' Fi ' tgípDi ' ωίΡ max
2rk · cos^-aj
Ezzel a motor ovál fogaskerekének méretezéséhez az adatok 90%-a rendelkezésünkre áll. Ehhez a lépések a következők: kiszámítjuk a CjB szakasz pontjait abból az alapelvből kiindulva, hogy Rmax + Rmin = állandó, és a primer gördülővonal Ct pontjából A pont felé haladva A ív hosszakat mérünk fel, ebből megkapjuk a Cx-hez tartozó rx-et, ebből a szekunder görbe pont sugara kiszámítható, és a C] pontból ugyanolyan A ív lépéseket teszünk B pont felé. A Δ ív lépések hosszúsága célszerűen 2-3 mm legyen, így a szükséges pontosság elérhető. A Δ ívhez tartozó két sugarat rx és rx+| értékét kiszámítjuk. Ha Δ ív = 2-3 mm (Rmax = 100 mm nagyságrendnél) a Aív szakaszokat, (a szekunder oldalra átmérve) húrnak tekinthetjük, és a Δ ív, (2rk-rx), (2rk-rx+1) háromszögekből egyszerű cosinustételt használva a ΔΒ szögeket lépésenként kiszámítjuk Cptől B-ig.
Az α=90° - βΑ - βΒ az AB vonalszakaszhoz még egy pótlandó hiány; a kiegészítést az α)/2 + a4/2 = a megoldással pótoljuk, tehát Ct, és a4 csak most számítható
HU 215 194 Β ki;az a szöget az Rmax és Rmin aránnyal fordítottan kell kiszámolni, hogy a Ct pont középpont maradhasson, így k
a4 = ka.; a.=2-és a4 = 21 + k 1 + k
Ezzel eljutunk a B pontig, és az 53 szekunder szektor pontsorozata ismertté válik. Azonban az 53 szekunder szektor pontsorozata még nem adható gyártásba; ki kell számítani a pontsorozat helyettesítő köreit. A helyettesítés ismert elvek alapján történhet, azzal a megkötéssel, hogy Rmax + Rmin = rH + rE ± ΔΤ, ahol ΔΤ<2.Τ.10Λ
A 10. ábralap egy példaképpeni kivitelű gőz- vagy sűritettlevegő-hajtású megoldást mutat be. A két db 46 nagy nyomású vezeték a tápvezeték és a térfogat tágulása után a 47 kisnyomású vezetéken távozik a hajtóközeg.
Claims (5)
- SZABADALMI IGÉNYPONTOK1. Forgó mozgású energiaátalakító gép, főleg belső égésű motor, a motorházban (1) henger alakú rotortér (2) van kiképezve, a rotortér (2) oldalán szívóvezetéke (21) és égéstermék-vezetéke (22) van, a rotortér (2) tengelyvonalában van a rotortengely I. (6) és a rotortengely II. (7), ezekre vannak rögzítve a rotorlapátok (8, 9, 10, 11), a rotorlapátok (8, 9, 10, 11) a rotorterét (2) váltakozóan növekvő és csökkenő térfogatú munkaterekre osztják, a rotortengely I. (6) és rotortengely II. (7) egy-egy a periódusban változó fordulatszám-áttétellel (49) össze van kapcsolva egy ω0 állandó szögsebességű közös főtengellyel (15), a változó fordulatszám-áttételnek (41) ovál fogaskerekei (8, 9, 10, 11) vannak, azzal jellemezve, hogy a speciális rotorlapátok (8, 9, 10, 11) a/2=90°-os fáziseltéréssel vannak összekapcsolva a főtengellyel (15), és a főtengelyre (15) 90°-os elfordítással rögzített, ovál fogaskerekei (12, 16, 17, 18, 19, 28, 29) vannak, és ezek gördülővonala A (31) középpontjával azonos 0 középpontú, 4 db körszegmens (39, 45, 50, 51) szög összege 2αι + 2a4 nagyobb, mint 20° és a két A’ |, B] szimmetriatengely végpontjától mért azonos hosszúságú ívek E és H végpontjaitól az O középponthoz húzott sugarak (rE, rH) összege állandó ± 2 (Rmax+R-min)x ίθ’4 pontossággal, és a rotorlapát A (8) és a rotorlapát C (10) szögfelezőjének iránya +γ° egybeesik a fogaskerék (17) szimmetriatengelyének irányával, valamint a rotorteret az S gyertyapontban és a Z öblítőpontban metszi, amikor a (16) ovál fogaskerék A szimmetria tengelye γ irányban áll, az S és Z pontok egymástól 180°-ra vannak.
- 2. Az 1. igénypont szerinti forgó mozgású gép, főleg belső égésű motor, azzal jellemezve, hogy körszegmensekből (39, 40, 41, 42,43, 50, 51) és/vagy négyzetszegmensekből (44) összeállított, gördülővonalú A (31) ovál fogaskerekei (12, 16, 17, 18, 19, 28, 29) vannak, és a szegmensek egyenes vonalon érintkeznek egymással.
- 3. Az 1. igénypont szerinti forgó mozgású gép, főleg belső égésű motor, azzal jellemezve, hogy a rotorlapátok (8, 9, 10, 11) egyik oldalán nyúlvány (55) van, a másik oldalán a nyúlványnak (55) megfelelő befogadóürege (54) van.
- 4. Az 1. igénypont szerinti forgó mozgású gép, főleg belső égésű motor, azzal jellemezve, hogy a rotorlapátok A, C (8,10) szögfelezőjének S-Z irányú állásában a Z öblítőpontban a rotortérbe (2) nyíló vákuumvezetéke (23) és frisslevegő-vezetéke (24) van.
- 5. Az 1. igénypont szerinti forgó mozgású gép, főleg belső égésű motor, azzal jellemezve, hogy a rotorlapátok (8, 9, 10, 11) rotortengelyének IV (27) a közepére rögzített rotorlapátjai C, D (10, 11) vannak, és a rotortengelyének III (26) a végére rögzített rotorlapátjai A, B (8, 9) vannak.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
HU9303737A HU215194B (hu) | 1993-12-23 | 1993-12-23 | Forgó mozgású energiaátalakító gép, főleg belső égésű motor |
PCT/HU1994/000059 WO1995017582A1 (en) | 1993-12-23 | 1994-12-08 | Rotary motion drive, especially for internal combustion engines |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
HU9303737A HU215194B (hu) | 1993-12-23 | 1993-12-23 | Forgó mozgású energiaátalakító gép, főleg belső égésű motor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
HUT72454A HUT72454A (en) | 1996-04-29 |
HU215194B true HU215194B (hu) | 1998-10-28 |
Family
ID=10984299
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
HU9303737A HU215194B (hu) | 1993-12-23 | 1993-12-23 | Forgó mozgású energiaátalakító gép, főleg belső égésű motor |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
HU (1) | HU215194B (hu) |
WO (1) | WO1995017582A1 (hu) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2450542C (en) * | 2003-11-21 | 2011-01-04 | Anatoly Arov | Arov engine/pump |
AT506123B1 (de) | 2007-11-30 | 2009-08-15 | Fritz Mondl | Brennkraftmaschine mit innerer verbrennung |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1482628A (en) * | 1919-02-24 | 1924-02-05 | Frank A Bullington | Rotary engine |
US2050603A (en) * | 1933-03-11 | 1936-08-11 | Gardner Cummings | Engine |
DE1451686A1 (de) * | 1965-10-01 | 1970-06-18 | Aero Commerce Gmbh | Drehkolbenmaschine |
DE1576912A1 (de) * | 1967-07-25 | 1970-12-10 | Robert Kaufmann | Roka-Kreiskolben-Maschine |
FR2147390A5 (hu) * | 1971-07-26 | 1973-03-09 | Lampson Serge | |
FR2243326A1 (en) * | 1973-09-10 | 1975-04-04 | Murone Luigi | Machine with hyper elliptical gearwheels - has at least one pair of identical elliptical gears of specified profile for motors and transmissions |
IT1168668B (it) * | 1983-04-12 | 1987-05-20 | Cefin Spa | Dispositivo per la trasformazione di un moto rotatorio uniforme in un moto rotatorio a velocita' variabile |
US5083539A (en) * | 1990-10-19 | 1992-01-28 | Cornelio Seno L | Concentric rotary vane machine with elliptical gears controlling vane movement |
-
1993
- 1993-12-23 HU HU9303737A patent/HU215194B/hu not_active IP Right Cessation
-
1994
- 1994-12-08 WO PCT/HU1994/000059 patent/WO1995017582A1/en active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO1995017582A1 (en) | 1995-06-29 |
HUT72454A (en) | 1996-04-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6739307B2 (en) | Internal combustion engine and method | |
US9057322B2 (en) | Rotary internal combustion engine | |
US6305345B1 (en) | High-output robust rotary engine with a symmetrical drive and improved combustion efficiency having a low manufacturing cost | |
US3797464A (en) | Balanced rotary combustion engine | |
US8033264B2 (en) | Rotary engine | |
US20090133665A1 (en) | Revolving piston internal combustion engine | |
EP0510125B1 (en) | Rotary internal combustion engine | |
US6401686B1 (en) | Apparatus using oscillating rotating pistons | |
RU2528796C2 (ru) | Двигатель внутреннего сгорания: 6-ти тактный роторный двигатель с вращающимися запорными элементами, раздельными роторными секциями разного назначения, камерами сгорания неизменного объема, расположенными в рабочих роторах | |
US4057035A (en) | Internal combustion engines | |
US20110048370A1 (en) | Revolving piston internal combustion engine | |
US4136661A (en) | Rotary engine | |
US3187507A (en) | Thermodynamic machine | |
US3875905A (en) | Rotary engine and drive gearing therefor | |
US20060150946A1 (en) | Rotary piston engine | |
HU215194B (hu) | Forgó mozgású energiaátalakító gép, főleg belső égésű motor | |
RU2338883C1 (ru) | Двигатель внутреннего сгорания | |
RU186706U1 (ru) | Двигатель внутреннего сгорания | |
US9803542B1 (en) | Rotary internal combustion engine | |
US20230265787A1 (en) | Rotary-piston engine | |
RU2109149C1 (ru) | Роторный двигатель внутреннего сгорания | |
US11828180B2 (en) | Piston cam drive | |
RU2539412C1 (ru) | Роторный двухкамерный двигатель внутреннего сгорания | |
JP2007501354A (ja) | 主及びサテライト・ロータを有するロータリーマシーン | |
US11066986B2 (en) | Internal combustion engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
HMM4 | Cancellation of final prot. due to non-payment of fee |