PL165228B1 - Silnik spalinowy z wirującymi tłokami - Google Patents

Abstract

1. Silnik spalinowy z wirującymi tłokami posiadający zmienne objętości komór składający się z cylindra o przekroju kołowym podzielonego na sekcję silnikową i sekcję wydechową oraz segmentowych tłoków i przekładni, znamienny tym, że w cylindrze (1) zamocowany jest obrotowo zespół współosiowych i obrotowo osadzonych względem siebie trzonów tłoków (5), (6) i (9) z zamocowanymi na nich parami segmentów (4) i (7) w sekcji spalinowej oraz parami segmentów (8) i (10) w sekcji wydechowej, przy czym zespół trzonówtłoków (5), (6) i (9) sprzężony jest z przekładnią (26) synchronizującą ruch trzonów tłoków (5), (6) i (9).

Description

Istota wynalazku polega na tym, że w cylindrze zamocowany jest obrotowo zespół współosiowych i obrotowo osadzonych względem siebie trzonów tłoków z zamocowanymi na nich parami segmentów w sekcji spalinowej oraz parami segmentów w sekcji wydechowej, przy czym zespół trzonów tłoków sprzężony jest z przekładnią synchronizującą ruch trzonów tłoków, w której mimośrodowe elipsy zębate osadzone na wyjściowym wale napędowym są przestawione o kąt 180°C, zaś stosunek przełożeń dwóch par kół zębatych pośrednich jest wzajemnie równy i równy jest ilości komór silnika dzielonych przez dwa.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia silnik w przekroju wzdłużnym, fig. 2 - w przekroju poprzecznym w płaszczyźnie A-A, a fig. 3 - w przekroju poprzecznym w płaszczyźnie B-B.

Silnik przedstawiony w przykładzie wykonania składa się z dwóch zasadniczych zespołów: zespołu tłokowo-cylindrycznego i przekładni. Zespół tłokowo-cylindryczny ma cylinder o przekroju kołowym 1 i jest rozdzielony przegrodami 2 i 3 na sekcję spalinową A i sekcję wydechową B. W cylindrze 1 zamocowany jest obrotowo drążony trzon tłoka 5, na którym umieszczona jest para segmentów tłoka sekcji silnikowej 4. Wewnątrz trzonu tłoka 5 osadzony jest obrotowo drugi drążony trzon tłoka 6, na którym mocowana jest para segmentów tłoka sekcji silnikowej 7 i para segmentów tłoka sekcji wydechowej 8. Wewnątrz drążonego trzona tłoka 6 zamocowany jest obrotowo pełny trzon tłoka 9, na którym umieszczona jest para segmentów tłoka sekcji wydechowej 10. Zespół tłokowo-cylindryczny sprzężony jest z przekładnią 26 zespołem trzonów tłoka 5,6 i

9. Na drążonym trzonie tłoka 5 umieszczone jest koło zębate 11 współpracujące z kołem zębatym 12 zamocowanym na wale 13, na którym zamocowane jest drugie koło zębate 14 zazębiające się z kołem pośrednim 15 umieszczonym na trzonie tłoka 9 i współpracujące z drugim kołem zębatym pośrednim 16 umieszczonym na drążonym wale 17, na którym osadzona jest również mimośrodowa elipsa zębata 18, przy czym wał ten połączony jest obrotowo z wałem 19, na którym z jednego

165 228 końca umieszczone jest pośrednio koło zębate 20 zazębiające się z drugim pośrednim kołem zębatym 21 osadzonym na drążonym trzonie tłoka 6, zaś z drugiego końca wału 19 umieszczona jest mimośrodowa elipsa zębata 22 współpracująca z mimośrodową elipsą zębatą 23 zamocowaną na wyjściowym wale napędowym 24. Na wale tym osadzona jest również mimośrodowa elipsa zębata zazębiająca się z mimośrodową elipsą zębatą 18. Mimośrodowe elipsy zębate 23 i 25 są wzajemnie przestawione o kąt 180°C.

Zasada działania silnika przedstawia się następująco: W sekcji silnikowej A wykonywane są cztery cykle pracy silnika: ssanie, sprężanie, praca i wydech. Natomiast w sekcji wydechowej B dwa cykle: praca i wydech. Każda z obydwu sekcji A i B posiada cztery komory utworzone przez segmenty tłoków oraz cylinder 1. W wyniku zastosowania w przekładni 26 czterech mimośrodowych elips zębatych 18, 22, 23 i 25 o równym mimośrodzie oraz ich przestawieniu o kąt 180°, obracające się segmenty wykonują ruch obrotowy o stałym kierunku lecz zmiennej co do wartości prędkości kątowej zarówno względem cylindra 1, jak i względem siebie. Powoduje to zmianę objętości komór silnika w różnych cyklach pracy.

W momencie, gdy otwór zasilający 27 zostaje odsłonięty przez jeden z segmentów, zassana zostaje do komory mieszanka w wyniku wzrostu objętości komory. Komora ta wykonuje względem cylindra 1 ruch obrotowy i jednocześnie w wyniku zmiennej prędkości ruchu obrotowego segmentów ją tworzących zmniejsza swą objętość, co powoduje sprężenie mieszanki. Gdy komora obróci się w położenie, w którym na obwodzie cylindry 1 umieszczone jest włókno żarowe 29, następuje zapłon mieszanki. Punkt zapłonu mieszanki i rozmieszczenie otworów zasilających i wydechowych wyznacza kąt β zależny od mimośrodu elips zębatych umieszczonych w pizekładni i określony wzorem sinβ

1-e²

1+c²

Spaliny powodują obrót komory.

Rozprężające się spaliny działają skutecznie na segment tworzący komorę do momentu, w którym odsłania się otwór wydechowy 28 sekcji silnikowej A. Przez odsłonięty otwór wydechowy 28 częściowo rozprężone spaliny wydostają się poprzez przewód wydechowy 30 i zostają podane otworami 31 i 32 do dwóch komór sekcji wydechowej silnika B, gdzie następuje dalsze rozprężenie spalin, a następnie po odsłonięciu się otworów wydechowych 33 i 34 przez obracające się segmenty wydech rozprężonych spalin na zewnątrz silnika.

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Silnik spalinowy z wirującymi tłokami posiadający zmienne objętości komór składający się z cylindra o przekroju kołowym podzielonego na sekcję silnikową i sekcję wydechową oraz segmentowych tłoków i przekładni, znamienny tym, że w cylindrze (1) zamocowany jest obrotowo zespół współosiowych i obrotowo osadzonych względem siebie trzonów tłoków (5), (6) i (9) z zamocowanymi na nich parami segmentów (4) i (7) w sekcji spalinowej oraz parami segmentów (8) i (10) w sekcji wydechowej, przy czym zespół trzonów tłoków (5), (6) i (9) sprzężony jest z przekładnią (26) synchronizującą ruch trzonów tłoków (5), (6) i (9).
2. 2. Silnik według zastrz. 1, znamienny tym, że mimośrodowe elipsy zębate (23) i (25) osadzone na wyjściowym wale napędowym (24) są przestawione o kąt 180°.
3. 3. Silnik według zastrz. 1, znamienny tym, że stosunek przełożeń kół zębatych pośrednie (15) i (16) oraz (20) i (21) jest wzajemnie równy i równy jest ilości komór silnika dzielonych przez dwa.

   Przedmotem wynalazku jest silnik spalinowy z wirującymi tłokami, który może również znaleźć zastosowanie jako silnik parowy, pompa lub sprężarka.

   Znane są silniki spalinowe z wirującymi tłokami, w których w obracającym się wirniku umieszczone są promieniowo łopatki. Łopatki te pod działaniem siły odśrodkowej dociskane są do gładzi cylindra. Kształt cylindra jest tak zaprojektowany, że komora pomiędzy dwiema sąsiednimi łopatkami zmienia swoją objętość w zależności od kąta ustawienia wirnika. Niedogodnością tych silników są trudności uszczelnienia promieniowego powodowane zmianą kąta dolegania łopatek do gładzi cylindra w zależności od kąta ustawienia wirnika. Dodatkową niedogodnością tego rozwiązania jest tendencja do zacierania się łopatek w prowadnicach.