PL171033B1 - Gwiazdowy silnik spalinowy PL PL PL - Google Patents

Abstract

1. Gwiazdowy silnik spalinowy posiadajacy blok silnikowy, wal napedowy umieszczony wzdluz osi centralnej bloku silnikowego, szereg cylindrów roz- mieszczonych gwiazdziscie, tlok umieszczony w kaz- dym cylindrze, szereg korbowodów. których liczba odpowiada liczbie tloków, przy czym kazdy z tloków polaczony jest jednym koncem z korbowodem, zna- mienny tym, ze ma krzywke (32) z krawedziami krzywkowymi (58), z których kazda ma krawedz pod- niesiona 1 krawedz opuszczona przy czym krzywka (32) przymocowana jest do walu napedowego (30) 1 usytuowana jest w plaszczyznie prostopadlej do walu napedowego (30). a co najmniej jeden z popychaczy (40) polaczony jest parami do konca kazdego korbo- wodu (34) przeciwleglego do zamocowanego konca tloka (28), przy czym popychacz (40) wspólpracuje z krawedziami krzywki (32), zespolem prowadzacym, który sklada sie z zespolu wodzika i obejmy zlozonej z prowadnika (37) i szczeliny (73), którego czesc stanowi czesc korbowodu (34), a czesc jest z nim zlaczona F IG 2 PL PL PL

Description

Przedmiotem wynelezUu jest gwiezdowy silnik spelinowy. WynelezeU dotyczy ogólnie dziedziny silniUów wewnętrznego speknie. Mówiąc bendziej szczegółowo wynelezeU dotyczy silniUe spelenie wewnętrznego ponuszenego tłoUemi umieszczonymi w nieruchomych cylindnech rozmieszczonych gwieździście i wyUorzystujących centrelną UrzywUę obrotową - Utóre w sUrócie będzie delej oUreślene jeUo UrzywUe. KrzywUe me trzy ścieżUi w celu poruszenie tłoUów orez nepędzadia systemu przepływu mieszenUi i gezów. KrzywUe te zestępuje tu tredycyjny weł Uorbowy.

Historie wszystUich silniUów spalenia wewnętrznego (wliczejąc w to między innymi silniUi pnacujące w obiegu Otto, Diesel i silniU dwusuwowy) sięge roUu 1678 Uiedy to pewien Frencuz o nezwisUu Abbe Heutefeuille zeproponoweł użycie prochu strzelecUiego w cylindrze w celu poruszenie tłoUe i uzysUenie dzięUi temu precy. Jego pomysł wyUorzystyweny jest współcześnie ne lotnisUowcech w celu wyrzucenie semolotu w powietrze. Pierwsze udene silniUi używeły wehecze (silniUe Streete z roUu 1794) oraz systemu Uół zębetych (silniUi Bansantiego i Meteucciego z 1856 oraz silniU Otte i Lengene z roUu 1866) w celu przełożenie ruchu posuwisto zwrotnego tłoUe ne ruch obrotowy. Nejpopulanniejszym źródłem siły mechenicznej był w tych czesech silniU perowy i wUrótce weł Uorbowy steł się stenderdową częścią silnik spelenie wewnętrznego. Weł Uorbowy sprewdził się berdzo dobrze w silnych perowych. SzybUość tłoUów rzedUo prze^eczek szybUość UilUuset suwów ne minutę czyli nie przeUreczełe niebezpiecznej dk cełego urządzenie częstotliwości. Oleiste pere zepewniełe chłodzenie i smerowenie. TłoUi były zespolone ze sobą teU, że nie było żednego necisUu zewnętrznego poze perciem. Siłe necisUu dziełek wolno, stebilnie i często oddzkływełe ne tłoU od góry i od dołu. Jeśli porówneć to z weran^mi istniejącymi w środUu współczesnego silniUe wewnętrznego spelenk to obecnie siłe percie nie tylUo nie jest wolne, ele jest wręcz eUsplodujące. Wytworzone ciepło jest ne tyle wysoUie, że jest w stenie stopić wiele meteli. W smenowadiu miejsce oleistej pery zejęły terez nozgnzede do biełości płomienie, Utóre zewierąją gezy żrące. Obejmują one tłoU i nieUonzystnie wpływeją ne włeściwości oleju.

W świetle powyższych feUtów trzebe przyzneć, że silniUi spelenk wewnętrznego są niezwyUle trwełe. Pomimo jedneU, ze uzneć neleży je ze urządzenie wysoUo rozwinięte, są one w gruncie rzeczy mniej efeUtywne niż mogłyby być ponieweż Uodwensją energii cieplnej ne energię mec^n^ną odbywe się przy pomocy tłoUów, Uorbowodu i wełu Uorbowego. Ruch posuwisto-zwrotny tłoUów jest pierwszym stopniem Uonwersji energii cieplnej ne mecheniczną. Ruch posuwisto-zwrotny tłoUów jest z Uolei przetwerzeny ne ruch obrotowy poprzez Uorbowód, Utóry z Uolei powoduje ruch Uołowy wełu Uorbowego. Zącienenie się tłoUów w tym stedium przetwerzenk energii, powodowene jest przez olbrzymi necisU boczny jnUi weł wywiere ne tłoU. Jest to jedneU tylUo jeden wśród licznych problemów jeUie stwerze użycie wełu wyUorbionego.

W uUłedzie dźwigni, Utóry jest nieodłączną częścią systemu wełu Uorbowego, duże ilość energii jest trefne z powodu nisUiej sprewności zemkny ciepłe spekdk ne energię mecheniczną. Być może jedneU najgonszym niedociągnięciem silniUów z wełem Uorbowym jest nieodłączny breU n0wdowagi dynamiczneJ.

Sten nównowegi dynemicznej osiągeny jest poprzez dodenie dodetUowych obciążniUów lub obrotowych weków wyweżejących. Wrez ze zmieną szybUości precy silniUe, obciążniUi te uzysUują częstotliwość rezonensową i wprewieją silniU w drgenie. Stwerze to wiele problemów pnojeUtantom silnie. W wielu współczesnych silniUech potrzebe eż do dziewięciu współ i przeciwbieżnych wełUów wyweżejących eby wynównać tę występującą w tych silniUech nien0wdowegę.

Oprócz problemu stebilności spowodowenego poprzez ruch mesy pozosteje jeszcze wybuchowy sposób semego procesu speknie. W silnikich precujących w obiegu Otto suw precy

171 033 ma długość 160 stopni i ma miejsce w danym cylindrze tylko raz na dwa obroty (720 stopni). Oznacza to, że moc uzyskania wynosi tylko 22%. Siła działająca na tłok nie jest przenoszona płynnie jak w przypadku silnika parowego ponieważ ciśnienie spada wraz ze wzrostem masy spalania, a kąt układu dźwigni tłoka zmienia się wraz z obrotem wału. Nierównomierny cyk! suwu pracy jest kolejnym problemem konstrukcyjnym tych silników. W celu jego przezwyciężenia konstruktorzy zastosowali dwa warianty. Po pierwsze więc zastosowali ciężkie koła zamachowe w celu zmniejszenia oddziaływania szczytowego ciśnienia i aby przenieść moment siły na następny suw pracy. Silniki te były niezwykle ciężkie ze względu na swoją moc wyjściową. Później wprowadzono konstrukcje posiadające kilka tłoków, z których każdy miał własne wykorbienie na wale. Umożliwiło to sytuację, w której kolejne suwy pracy zachodziły na siebie. Silnik ośmiocylindrowy ma cztery zachodzące na siebie suwy pracy na jeden obrót. Spowodowało to jednak więcej problemów związanych z wyważeniem. Zaistniała też konieczność zastosowania większej ilości obrotowych wałków wyważających, współ i przeciwbieżnych, a także urządzeń i łańcuchów je napędzających. Każde dodatkowe obciążenie, które trzeba dodać do silnika w celu przezwyciężenia tych zaburzeń równowagi powoduje wzrost ciężaru, bezwładności i tarcia, który ma do pokonania silnik. Straty spowodowane tarciem w systemie wału korbowego są dobrze znane i w ciągu wielu lat poświęcono im wiele badań.

Inną dziedziną w której można czynić ulepszenia jest proces spalania w silnikach pracujących w obiegu Otto. Już w roku 1873 Amerykanin Brayton wynalazł silnik o unikalnej możliwości wykorzystania mocy całej fazy rozprężania gazów podczas spalania, podobnie jak dzieje się w wielostopniowych silnikach parowych, które umożliwiły wprowadzenie oceanicznych statków parowych. Brayton dokonał tego poprzez umieszczenie obok siebie dwóch cylindrów oraz poprzez bardzo skomplikowany system zaworów. Jeden z cylindrów użył dla sprężania wstępnego mieszanki paliwowo-powietrznej. Drugi cylinder był na tyle duży, że dokonywało się w nim całkowite rozprężenie gazów do poziomu ciśnienia atmosferycznego. Pomimo, że wyprodukowano dużo takich silników tarcie i niska efektywność dużego i skomplikowanego systemu popychaczy zaworów powodowały, że silnik ten niewiele przewyższał sprawnością silnik pracujący w obiegu Otto. Pomimo, że zasadę Braytona przestano stosować w silnikach tłokowych, znajduje ona ciągle zastosowanie w silniku turbiny gazowej.

W ciągu ostatnich pięćdziesięciu lat liczne mankamenty silnika z wałem wykorbionym stały się bodźcem dla licznych poszukiwań rozwiązań alternatywnych. Rezultaty tych poszukiwań zaowocowały wieloma konstrukcjami na przykład silnikiem z tłokiem wirującym, turbiną i podobnymi do niej urządzeniami. Nadal, jednak szczególnie w przemyśle samochodowym, istnieje duże zapotrzebowanie na nowego rodzaju silnik. Początkowo zapotrzebowanie to dotyczyło przede wszystkim zwiększenia mocy wyjściowej na jednostkę wagi. Ostatnio nowe rozwiązania koncentrują się na zredukowaniu emisji zanieczyszczeń.

Istnieje kilka podstawowych przyczyn, które spowodowały, że przemysł samochodowy nie rozpoczął produkcji żadnego z tych nowych rozwiązań silnikowych. Większość nowych rozwiązań silnikowych proponowała jednostki większe, cięższe, bardziej skomplikowane i wreszcie droższe od istniejących jednostek napędowych. Jednocześnie wszystkie najnowsze rozwiązania odeszły radykalnie od znanej i sprawdzonej technologii. Prawda ta sprawdza się szczególnie w przypadku silników spalania zewnętrznego. Jednakże jeśli wziąć pod uwagę znane alternatywy - tj. silnik Wankla czy turbinę gazową, każda z nich stwarza oczywiste trudności. Żadne z tych rozwiązań nic zostało przyjęte na szeroką skalę ze względu na wysoki koszt i niską sprawność. Innym problemem wspólnym dla tych wynalazków są miliardy dolarów zainwestowane w istniejące maszyny, sprzęt specjalistyczny i siłę roboczą w przemyśle samochodowym. Prawo podatkowe oraz zakładana amortyzacja utrudniają firmie produkcyjnej dokonanie radykalnej zmiany. Tak więc o ile produkcja tych dwóch rodzajów silników jest zapewniona w dziedzinie samolotów i niewielkich samochodów sportowych, jest mało prawdopodobne, że będą one kiedykolwiek produkowane na dużą skalę.

Jak odnotowaliśmy wcześniej, konwencjonalne silniki spalinowe przekazują energię z tłoków na wal napędowy w sposób mało efektywny z powodu strat energii w układzie łączącym wał z korbowodem. Układ ten komplikuje się ze względu na konieczność stosowania urządzeń wyważających. Co więcej, konwencjonalne silniki spalania wewnętrznego nie są w stanie

171 033 dokonać rozprężania produktu spalania do poziomu ciśnienia atmosferycznego, tracąc w ten sposób duży procent potencjału siły spalania. Problemem w konwencjonalnym silniku spalania wewnętrznego jest też przedmuch gazów (część gazów trafia bezpośrednio do skrzyni korbowej, zwiększając przez to zanieczyszczenie). Silnik ten nie spala też paliwa całkowicie, co powoduje wzrost zużycia paliwa straty mocy oraz emisję zanieczyszczeń.

Jak zauważono powyżej dotychczasowe silniki spalania wewnętrznego, włączając w to silnik gwiazdowy, cechuje duży stopień nieefektywności, gdyż w sposób nieadekwatny rozwiązują one rozłożenie sił oddziaływujących na tłok i na korbowód. Istniejące silniki wykorzystując siły działające równolegle do osi tłoka, w sposób niewłaściwy rozwiązywały rozłożenie sił działających na tłok i korbowód z innych kierunków. Siły zewnętrzne, np. siły oddziaływujące na wał w momencie gdy nie jest on położony w osi otworu komory spalania przenoszone są zazwyczaj na tłok lub na korbowód. Kiedy oddziaływują one na tłok, który zostaje przyciśnięty do ścian komory spalania. Oddziaływując na korbowód podczas jego obrotu na panwi siły te powodują jego wyginanie. W każdym razie siły zewnętrzne zmniejszają sprawność silnika ponieważ zwiększa się tarcie podczas ruchu tłoka i korbowodu.

Dlatego też ulepszony silnik spalinowy powinien: skutecznie eliminować siły zewnętrzne oddziaływujące na tłok i korbowód, przetwarzać większą ilość energii powstałej w procesie rozprężania gazów na moc wyjściową, zapewniać bardziej efektywną zamianę ruchu posuwisto-zwrotnego na ruch obrotowy, zredukować emisję zanieczyszczeń, zapewnić samoistny stan równowagi dynamicznej, zapewnić dużą ilość suwów pracy najeden obrót dla bardziej płynnego przebiegu, mieć prostą konstrukcję w celu zminimalizowania ilości części składowych, być łatwym do skonstruowania w oparciu o istniejącą infrastrukturę większości dzisiejszych fabryk silników.

Wśród istniejących rozwiązań wyróżniają się opisy patentowe nr nr 3 482 554 (N. Marthins), 3 948 230 (A. Burns) i 4 334 506 (A. Albert). Amerykański Patent nr 3 482 554 (Marthins) dotyczy dwurzędowego silnika widlastego, który ma tarczę krzywkową z krawędziami, i w którym krzywki znajdują się w równej od siebie odległości. Sworzeń tłoka jest mocno przytwierdzony do tłoka z jednego końca i do rolki z drugiego końca. Ruch obrotowy tarczy krzywkowej powoduje ruch tłoków w górę. Ruch tłoków w dół odbywa się dzięki sile powstałej dzięki spalaniu w cylindrze.

Amerykański patent 3 948 230 (Burns) opisuje silnik wirujący z pierwszym wirnikiem o kształcie trójkątnym 14, gdzie pozostałe ukształtowane są czterokątnie umieszczonych obrotowo na każdym z trzech występów pierwszego wirnika.

Amerykański patent nr 4 334 506 (Albert) opisuje silnik wirnikowy, który składa się m. in. z wklęsłego bloku silnikowego i uformowanej eliptycznie powierzchni krzywkowej. Dzięki eliptycznej powierzchni krzywki, tłok wykonuje pełny suw, pod obliczonym kątem w czasie jednego obrotu.

Żaden z przedstawionych powyżej wynalazków nie jest jednak ulepszonym silnikiem wewnętrznego spalania, który zapewniałby bardziej efektywną zamianę ruchu posuwisto-zwrotnego na ruch obrotowy, przy jednoczesnym zredukowaniu emisji zanieczyszczeń oraz prostej konstrukcji o minimalnej liczbie komponentów. Ani w silniku Marthinsa ani w silniku Alberta cylindry i tłoki nie są rozmieszczone gwiaździście. Patenty te nie przewidują również wyeliminowania emisji spalin.

Przedstawiony wynalazek eliminuje istniejące dotychczas ograniczenia techniczne - proponując gwiazdowy silnik spalinowy, który zapewnia efektywną zamianę ruchu posuwisto zwrotnego na ruch obrotowy przy jednoczesnym zredukowaniu emisji zanieczyszczeń i prostej konstrukcji, minimalizującej ilość części składowych.

Gwiazdowy silnik spalinowy według wynalazku charakteryzuje się tym, że ma krzywkę z krawędziami krzywkowymi, z których każda ma krawędź podniesioną i krawędź opuszczoną, przy czym krzywka przymocowana jest do wału napędowego i usytuowana jest w płaszczyźnie prostopadłej do wału napędowego, a co najmniej jeden z popychaczy połączony jest parami do końca każdego korbowodu przeciwległego do zamocowanego końca tłoka, przy czym popychacz ten współpracuje z krawędziami krzywki, zespołem prowadzącym, który składa się z zespołu wodzika i obejmy złożonej z prowadnika i szczeliny, którego część stanowi część korbowodu, a część jest z nim złączona.

Korzystnym jest, że zespół wodzika zawiera elementy wydłużone z wystającymi powierzchniami prowadnikowymi, przy czym elementy wydłużone są częściami składowymi wideł, które usytuowane są po obu stronach centralnej podpórki, a zespół obejmy ma wydłużone prowadniki, w których znajduje się szczelina i że elementy wydłużone ustawione są zasadniczo równolegle do osi podłużnej korbowodu oraz że elementy przymocowane są bezpośrednio lub pośrednio do wymienionego bloku silnikowego.

Korzystnym jest także, że zespół części wtykowych umiejscowiony jest na korbowodzie, a zespół obejmy umocowany jest bezpośrednio lub pośrednio do bloku silnikowego.

Korzystnym jest również, że zespół prowadzący zawiera cztery elementy wydłużone przymocowane do każdego z prowadników i gdzie prowadniki zgrupowane są w dwie pary, pierwszy z prowadników w każdej parze skierowany jest w przeciwną stronę niż drugi i że zespół prowadnika zawiera co najmniej jedną płytkę prowadnikową, przymocowaną do silnika przez co złącze prowadnika z płytką prowadnikową stanowi ogranicznik dla ruchu korbowodu.

Ponadto korzystnym jest, że zawiera dwa zestawy płytek drążków prowadzących, położonych na płaszczyznach z obu stron płaszczyzny krzywki i że wspomniane płytki prowadnikowe umieszczone są w pewnej odległości od siebie a pomiędzy każdą parą płytek · prowadnikowych mieści się jeden korbowód, przy czym płytki prowadnikowe mają powierzchnię prowadnikową, sprzężoną z korbowodem.

Szczególnie korzystnym jest, że silnik ma korbowód posiadający oś i dwa końce, z których jeden połączony jest z tłokiem a drugi rozwidlony, przy czym szereg wydłużnych elementów naprowadzających jest połączonych z rozwidlonym końcem korbowodu, gdzie każdy z tych podłużnych elementów ma oś podłużną, równoległą do osi opisywanego korbowodu i że elementy wydłużne ustawione są symetrycznie w stosunku do osi korbowodu. Korzystnym jest także ze połączenie korbowodu z tłokiem składa się z czterech elementów podłużnych, zgrupowanych w dwóch parach, w ramach tych par jeden z elementów skierowany jest w kierunku przeciwnym· do drugiego i że zawiera powierzchnię prowadnikową wystającą na każdym z elementów wydłużnych, która jest sprzęgnięta z systemem prowadnikowym silnika.

Mówiąc bardziej szczegółowo w proponowanym rozwiązaniu niniejszy wynalazek polega na ulokowanej centralnie krzywce połączonej z wałem napędowym. Krzywka ma szereg płaszczyzn składających się na jej krawędź zewnętrzną. Praca krzywki zsynchronizowana jest z pracą czterech tłoków. Specyficzny kształt krzywki zapewnia przyspieszenie ciągłe pracy tłoków. Cztery tłoki rozmieszczone są gwiaździście wokół krzywki, każdy z nich umieszczony jest w cylindrze. Tłoki mają popychacze ulokowane u podstawy. Wraz z obrotem krzywki tłok podnoszony jest do góry w cylindrze przez jedną z podniesionych krawędzi krzywki. Powoduje to sprężenie przez tłok mieszanki paliwowo-powietrznej. Umieszczona w cylindrze świeca zapłonowa zapala mieszankę i siła spalania popycha tłok do dołu, popychacz krzywkowy działa na obniżoną krawędź powodując tym samym zmianę położenia krzywki i połączonego z nią wału napędowego i wprawiając ją w ruch obrotowy. Zmiana ładunku odbywa się przy odsłoniętych szczelinach; wlotowej i wylotowej w dolnej fazie suwu tłoka, pozwalając na wlot powietrza z kompresorów wlotowych i wylot spalin przez szczelinę wylotową. W konsekwencji tego niniejszy wynalazek pozwala osiągnąć wysoki moment obrotowy przy niskich prędkościach, eliminując tym samym potrzebę skrzyni biegów. Niniejszy wynalazek zwiększa również liczbę suwów pracy najeden obrót wału napędowego, w stosunku do silników konwencjonalnych oraz minimalizując ilość urządzeń niezbędnych do utrzymania wyważenia dzięki zastosowaniu krzywki, która eliminuje potrzebę wału wykorbionego. Co więcej zminimalizowane są straty tarcia jako, że opisywane urządzenie ma tylko dwa główne łożyska. W alternatywnej wersji dieselowskiej przedstawionego wynalazku, eliminowana jest emisja niespalonych gazów, poprzez zastosowanie ubogiej mieszanki paliwowej.

Przedstawiony wynalazek oferuje liczne rozwiązania przewyższające istniejące dotąd silniki. Po pierwsze więc unikatowe zastosowanie prowadników prętowych redukuje tarcie tłoków oraz tarcie i gięcie korbowodów. Popychacze krzywkowe umieszczone na końcu korbowodu przeciwległym do tłoka sprzęgnięte są z ścieżkami na krzywce. Podczas obrotu

171 033 krzywki popychacze toczą się po ścieżkach przekazując siły pomiędzy korbowodem i krzywką i powodując ruch posuwisto-zwrotny tłoka w cylindrze.

Na przeciwległym do tłoka końcu korbowodu umieszczone są wydłużone elementy, które sprzęgnięte są z prowadnikami. Prowadniki są przytwierdzone do lub też są częścią płytek prowadnikowych, które przytwierdzone są do lub są częścią bloku silnikowego. Elementy wydłużone sprzęgnięte są z prowadnikami przy pomocy układu żeberkowo-rowkowego, ograniczając wszystkie ruchy korbowodu poza ruchem zgodnym z ruchem posuwisto-zwrotnym tłoka.

Specyficzny sposób prowadzenia korbowodu powoduje, że siły mszczące (czyli te. które nie działają wzdłuż osi tłoka) przekazywane są na blok silnikowy, gdzie ulegają rozproszeniu. Układ ten zapobiega przenoszeniu się tych sił na tłok i korbowód gdzie powodowałyby one tarcie i gięcie, zwiększając tym samym nieefektywność silnika.

W opisywanym wynalazku na każdy obrót wału napędowego przypadają dwa suwy pracy w każdym cylindrze. Dzięki temu czterocylindrowy silnik opisywanego wynalazku ma taką samą liczbę suwów pracy na jeden obrót co szesnastocylindrowy silnik Otto. W proponowanym rozwiązaniu przy komorze spalania znajduje się jednakowych rozmiarów komora sprężania, umieszczona pod tłokiem. W ten sposób przedmuch gazów nie zanieczyszcza oleju i nie powoduje powstawania zanieczyszczeń, gdyż kierowany jest z powrotem do komory spalania i wydalany z silnika. Tłoki poruszane są przez krzywkę która ma trzy ścieżki.

Główna powierzchnia krzywkowa położona jest pośrodku krzywki i ułożona jest w kierunku tłoków. Przekazuje ona siłę wytwarzaną przez ruch tłoka w dół bezpośrednio na wał. Pozostałe dwie powierzchnie krzywki odwrócone są od tłoków i skierowane równolegle do wału centralnego. Wykorzystywane są w celu utrzymania siły dynamicznej tłoka podczas jego powrotu do górnej fazy suwu. Krzywka ma dwie krawędzie czy też krawędzie krzywkowe, które ukształtowane są tak aby zapewnić równe przyspieszenie oraz opóźnienie sił działających na zespół korbowodowy. Po ścieżkach powierzchni krzywkowych przesuwają się specjalnie zaprojektowane łożyska rolkowych popychaczy. Ściślej są tu trzy popychacze umieszczone na końcu każdego korbowodu przeciwległego do tłoka. Środkowy popychacz porusza się po środkowej ścieżce popychając tłok do góry kiedy popychacze przesuwają się wzdłuż jednej z krawędzi krzywki. Dwa popychacze zewnętrzne są również zamontowane na końcu korbowodu. Każdy z nich porusza się po jednej z zewnętrznych ścieżek krzywki. Popychacze te mają za zadanie prowadzić ruch tłoka w dół jak również zapewniać stabilność tłoka podczas jego powrotu w górę cylindra. Tłok i górna część silnika funkcjonują w sposób podobny do silnika Braytona, tyle że z mniejszą ilością części i tylko w jednym obiegu. W silnikach Braytona były zazwyczaj dwa tłoki i dwa cylindry. W silnikach tych znajdowała się też osobna komora spalania ponad i pomiędzy dwoma tłokami. Jeden z tłoków sprężał ładunek mieszanki paliwowo-powietrznej w komorze spalania, gdzie następowała eksplozja. Następnie przedostawał się on do drugiej komory gdzie popychał tłok powodując suw pracy. W czasie tego suwu pracy poruszający się tłok wprowadzał do komory następny ładunek mieszanki. W czasie suwu sprężania tłok wydalał spaloną mieszankę i proces zaczynał się od nowa.

W obecnym wynalazku dwie komory tłokowe znajdują się na górze cylindra, ponad tłokiem i pod tłokiem. Kiedy w czasie suwu pracy tłok przesuwa się w dół, powietrze pod tłokiem jest sprężane i przeciska się do komory sprężania wstępnego obok tłoka, skąd z eksplodującą siłą wpada do komory spalania kiedy otwiera się szczelina wlotowa. W tym samym czasie otwiera się szczelina wylotowa i spalony ładunek jest częściowo wydalany. Tak więc w komorze spalania nie ma suwu wydechu, jest tylko suw sprężania i suw pracy. W prezentowanym wynalazku tłok wtłacza powietrze do znajdującej się obok tłoka komory sprężania wstępnego a nie do skrzyni korbowej jak w większości konwencjonalnych silników dwusuwowych. Podnosi to wydajność opisywanego silnika w stosunku do standardowego silnika dwusuwowego i eliminuje konieczność dodawania oleju do benzyny. Eliminuje to tym samym problem emisji zanieczyszczeń powodowany przez dodawanie oleju do benzyny. Tradycyjnie zawory zastąpione są przez szczeliny odsłaniane i zasłaniane przez tłok oraz iglicowe zawory wlotowe.

Układ dynamiczny opisywanego wynalazku charakteryzuje się naturalnym wyważeniem. Każdy tłok ma idealnie zsynchronizowaną przeciwwagę. Co więcej w przedstawianym wyna8

171 033 lazku, każdej parze tłoków odpowiada druga, ustawiona wobec pierwszej pod kątem 90° para, która zawsze znajduje się w przeciwnym punkcie ruchu posuwisto-zwrotnego. Układ wyważenia dynamicznego wszystkich czterech cylindrów jest równy. W każdym momencie każdej sile odpowiada przeciwważna siła działająca w kierunku dokładnie odwrotnym W połączeniu z ośmioma suwami pracy na jeden obrót (dwa razy tyle co w silniku ośmiocylindrowym) pozwala to opisywanemu wynalazkowi konkurować z silnikiem elektrycznym pod względem płynności pracy.

Zrównoważona i równa praca silnika osiągniętajest dzięki konstrukcji, a nie powoduj ącym straty mocy przeciwwagom i wałkom wyważającym. Wysoka oś biegunowa krzywki eliminuje konieczność stosowania ciężkiego koła zamachowego. Efektywność silnika podnosi również nieobecność powodującego straty mocy popychacza zaworów. Prosta konstrukcja przedstawionego wynalazku obniża wagę silnika co z kolei oznacza mniejszą wagę pojazdu i jego większą efektywność.

Opisywany wynalazek ma również inne zalety w porównaniu do istniejących silników. W urządzeniu zastosowano 12 łożysk o tarciu płynnym oraz dwa łożyska toczne zamiast 40 łożysk ślizgowych, które zawiera standardowy silnik ośmiocylindrowy. Co, więcej opisywane urządzenie zawiera tylko dziewięć głównych-części ruchomych, tj. krzywkę centralną, cztery tłoki i cztery korbowody. Dla porównania, silnik oŚmiocylindrowy zawiera wał korbowy, osiem tłoków, osiem korbowodów, dwa koła zębate do napędu zaworów, łańcuch rozrządu, popychacz krzywkowy, szesnaście hydraulicznych regulatorów zaworów, wreszcie szesnaście zaworów w sumie dziesięć razy więcej głównych części ruchomych niż w prezentowanym wynalazku. Mniejsza liczba części oznacza tańszy lżejszy silnik, który ma mniejsze tarcie na każdego konia mechanicznego wytworzonej mocy.

Dodatkowo, opisywany silnik pracuje w nieco mniejszym przedziale prędkości niż silniki konwencjonalne ponieważ krzywka RCU otrzymuje siłę z tłoka z dużo większej odległości od wału zadawczego niż standardowe 38,1 czy 50,8 mm w konwencjonalnych silnikach samochodowych. Tutaj siły tłoka działają przez większe przełożenie co daje wyższą wartość momentu obrotowego. Silnik w opisywanym wynalazku ma nieduże wymiary i nisko położony środek ciężkości co pozwala na dużą elastyczność zastosowania go w różnych celach. Silnik ten można skonfigurować, np. podłączając go do innych urządzeń. Inne konfiguracje prezentowanego silnika są łatwe do zaprojektowania.

Przedmiot wynalazku zilustrowany jest w przykładzie wykonania na rysunku na którym: fig. 1 przedstawia rzut perspektywiczny silnika, fig. 2 - widok silnika, z usuniętą obudową z jednej czwartej jego części, fig. 3 - rzut perspektywiczny krzywki obrotowej, fig. 4 - kształt krzywki obrotowej, fig. 5 - inny kształt-krzywki, fig. 6 - optymalny kształt krzywki obrotowej dla prezentowanego wynalazku, fig. 7 - przekrój perspektywiczny silnika pokazujący korbowód, popychacze, prowadniki prętowe i płytki prowadnikowe, fig. 8 - rzut perspektywiczny korbowodu i konstrukcji prowadników prętowych, fig. 9 - częściowy rzut bloku silnikowego, fig. 10 - częściowy przekrój boczny okolic korbowodu, popychaczy oraz centralnej krzywki obrotowej, ukazując kanały smarowania popychaczy, fig. 11 - przekrój silnika wzdłuż płaszczyzny prostopadłej do wału napędowego, fig. 12 - przekrój silnika wzdłuż płaszczyzny równoległej do wału, fig. 13 i fig. 14 - przekroje alternatywnych rozwiązań opisywanego wynalazku.

Niniejszy wynalazek przedstawia nowoczesny, dwusuwowy silnik gwiazdowy, w którym tłoki poruszane są przez lekką w konstrukcji krzywkę obrotową wykonaną z utwardzonej stali wysokowęglowej. Obecnie przedstawiony zostanie opis wynalazku w oparciu o załączone rysunki.

Jak przedstawia to fig. 1, silnik 10 opisywanego wynalazku, ma cztery cylindry 12 rozmieszczone gwiaździście. Każda głowica cylindrowa ma szczelinę wlotową 14, oraz szczelinę wtryskową 16. Szczelina wlotowa 14 używana jest do wlotu powietrza, a szczelina wtryskowa 16 do wlotu paliwa. Niezbędny tu mechanizm wtryskiwacza paliwa oraz mechanizm wlotu powietrza są dobrze znane, dlatego pominięto je na rysunku. Świeca zapłonowa 18, umieszczona jest na szczycie każdej głowicy cylindrowej 12.

Na figurze 2, koło pasowe 20, do napędu pasków i innych standardowych urządzeń tego typu, połączone jest z wałem napędowym 30. Z jednej strony bloku silnikowego 22 znajduje się część stożkowa zawierająca przyłącze 24, przez które przekazywana jest moc, dzięki sprzęgnięciu wału napędowego 30 z innym wałem położonym w stosunku do niego pod kątem 90° i

171 033 połączonego z systemem napędowym 56. Nasadka rozrusznika 26 umieszczona jest na części stożkowej 24, w celu zamontowania rozrusznika dla silnika 10.

Figura 2 przedstawia przekrój silnika 10, z którego usunięto jedną czwartą całości w celu ukazania struktury wewnętrznej dwóch głowic cylindrowych 12 i bloku silnikowego 22. Jak ukazuje rysunek, w wynalazku znajduje się wał napędowy 30, położony na osi podłużnej bloku silnikowego 22. Z wałem napędowym 30 zmontowana jest koncentrycznie obrotowa krzywka 32, nazywana dalej krzywką. Na krzywce 32 znajduje się ścieżka środkowa 38a oraz dwie ścieżki zewnętrzne 38b.

Wszystkie tłoki 28. ustawione są gwiaździście w stosunku do wału napędowego 30 i poruszają się w kierunku ustawienia. Korbowód 34 połączony jest z tłokiem 28 jednym końcem, a drugim końcu ma trzy popychacze: jeden środkowy 40a i dwa zewnętrzne 40b. Korzystnie jest gdy popychacz środkowy 40a i popychacze zewnętrzne 40b są rolkami, które poruszają się po ścieżce środkowej 38a i ścieżkach zewnętrznych 38b umieszczonych na krzywce 32 w celu przekazania ruchu tłoków 28 i korbowodu 34 na krzywkę 32 i vice versa. Wskazane jest aby każdy z korbowodów 34 miał popychacz 40 złożony z trzech popychaczy: środkowego popychacza 40a i dwóch popychaczy zewnętrznych 40b. Płytki prowadnikowe na których zamontowane są prętowe prowadniki 37, znajdują się po obu stronach korbowodu 34 aby zapewnić równy ruch korbowodu wzdłuż jego osi w czasie ruchu posuwisto-zwrotnego.

Figura 3 przedstawia rzut perspektywiczny krzywki 32, zastosowanej w proponowanym czterocylindrowym silniku 10. Krzywka 32 składa się zazwyczaj z rdzenia centralnego 33, na którym znajduje się ścieżka środkowa 38a zwrócona na zewnątrz, oraz dwóch skrzydeł zewnętrznych 35 na których znajdują się powierzchnie ścieżek zewnętrznych i które zwrócone są do zewnątrz. Po powierzchniach ścieżki środkowej 38a i ścieżki zewnętrznej 38b przesuwają się popychacze 40 znajdujące się u podstawy każdego korbowodu 34, który złączony jest z tłokiem 28. Będzie to opisane później bardziej szczegółowo. W ten sposób środkowy popychacz 40a porusza się po zwróconej na zewnątrz powierzchni środkowej ścieżki 38a, a dwa popychacze zewnętrzne 40b i 40b poruszają się po dwóch zwróconych do wewnątrz powierzchniach ścieżek zewnętrznych 38b i 38b.

Ponieważ popychacze 40 poruszają się po ścieżce: środkowej 38a i ścieżkach zewnętrznych 38b krzywki 32, kształt ścieżki środkowej 38a i ścieżki zewnętrznej 38b narzuca ruch tłoków podczas obrotu krzywki 32. Specyficzny kształt ścieżki środkowej 38a i ścieżek zewnętrznych 38b jest dlatego rzeczą bardzo istotną gdyż decyduje on o ruchu wszystkich tłoków 18. Jak pokazano na fig. 3 oraz figurach 11 i 13 w celu uzyskania dwóch cyklów pracy czterech tłoków 28 na jeden obrót wału, krzywka musi mieć dwie powierzchnie podniesione, które pchają tłok 28 do góry i dwie powierzchnie opuszczone, które pozwalają tłokowi 28 osiągnąć dolny punkt zwrotny. W tym wypadku krzywka ma kształt owalny i ma dwie krawędzie czy też krawędzi krzywkowych 58, które działają jako części krzywki kiedy tłok 28 znajduje się w położeniu górnym.

Założeniem projektu jest aby siły boczne działające na tłoki 28 i korbowody 34 zostały zminimalizowane i kontrolowane. Aby to osiągnąć ścieżka środkowa 38a i ścieżki zewnętrzne 38b mają kształt krzywki dzięki czemu tłok 28 i korbowody 34 poruszają się z przyspieszeniem ciągłym. W ten sposób eliminowane są przypadkowe siły szczytowe i osiągnięte jest przyspieszenie ciągłe. Powstałe w ten sposób siły są mniejsze od maksymalnych możliwości konstrukcji, określanych przez wytrzymałość materiału. Kształt krzywki powodujący przyspieszenie ciągłe (z punktu widzenia ruchu tłoka) wytwarza się pewien czas przebywania tłoka 28 w górnej i dolnej pozycji suwu. Ten czas przebywania daje więcej czasu na wymianę gazów wydechowych w czasie przebywania tłoka 28 w dolnej pozycji suwu oraz więcej czasu na pełny zapłon gazów i paliwa w czasie przebywania tłoka 28 w górnej pozycji suwu o ile można zaprojektować inne kształty krzywki w celu maksymalnego wydłużenia czasu przebywania o tyle nie jest to wskazane gdyż nie zapewniałaby ona wtedy ciągłego przyspieszenia.

W krzywce, która zaprojektowana jest jako krzywka przyspieszenia ciągłego, kształt ścieżki środkowej 38a i ścieżek zewnętrznych 38b jest funkcją średnicy środkowego popychacza40a i popychaczy z.ewnętrznych 40b, suwu tłoka 18 oraz maksymalnej średnicy krzywki 32 i wymiarów ścieżki: środkowej 38a i ścieżek zewnętrznych 38b. W proponowanym rozwiązaniu długość suwu tłoka 18 wynosi 50,8 mm. Suw taki wybrano w celu zminimalizowania sił działających na korbowód 34 i jednoczesnego zapewnienia odpowiedniej zmiany przestrzeni w komorze spalania dla zapewnienia dobrego spalania. Średnicę popychacza krzywkowego 40 uczyniono tak małą jak to tylko możliwe. Musi być ona jednocześnie odpowiednio duża aby mogła zmieścić się w łożysku, które ma możliwości przekładniowe większe niż siły, które zostaną przyłożone do popychacza 40. Największa średnica zewnętrzna krzywki 32 i tym samym średnica ścieżki zewnętrznej 38b została doprowadzona do minimum po to aby wymiary silnika były tak małe jak to tylko możliwe.

Kiedy zadecydowano już o wszystkich trzech wymienionych powyżej parametrach, dokładny kształt ścieżki środkowej 38a i ścieżek zewnętrznych 38b obliczony jest matematycznie. Można to zrobić manualnie, wytyczając punkty w celu wykreślenia kształtu krzywki na ścieżce środkowej 38a i ścieżkach zewnętrznych 38b lub można to zrobić przy użyciu programu komputerowego, który oblicza poszczególne punkty, a następnie przedstawia je graficznie. W każdym wypadku zadanie obliczenia kształtu ścieżki środkowej 38a i zewnętrznych 38b jest ułatwione ze względu na zastosowanie czterech tłoków. Oznacza to, że aby wszystkie cztery tłoki wykonywały taki sam ruch w ciągu jednego obrotu krzywki, wszystkie 90° odcinki krzywki muszą być identyczne. Dlatego też wystarczy wyliczyć profil tylko jednego 90° odcinka krzywki 32, a następnie powielić go czterokrotnie dla uzyskania pełnego kształtu 360°. W przypadku zastosowania manualnego sposobu kształt ścieżki środkowej 38a i ścieżek zewnętrznych 38b jest określony za pomocą rysunkowego profilu krzywki. Najpierw przygotowany jest wykres przemieszczenia. Wykres ten przedstawia położenie korbowodu i tłoka, jak wykreślono na osi y, przeciw kątowi obrotu krzywki albo czasowi tjak wykreślono na osi x. Innymi słowy, wykres ten stanowi rysunkowe przedstawienie liniowego ruchu tłoka i korbowodu. Najpierw podzielono oś x na pewną liczbę odcinków, na przykład 5 stopniowych przyrostów. Znane jest to, że każdy tłok w założonym projekcie ma wykonać suw od dołu cylindra spalinowego do góry i od góry do dołu 90°. Dlatego, skok tłoka, korzystnie tutaj 50,8 mm zaznaczony jest na osi y. Wiedząc, że tłok musi przy przesunięciu wynoszącym 0 mm być przy 0° i ze przy przesunięciu o 50,8 mm musi być przy 90°, naniesiono te punkty na wykres.

Następnie, narysowana jest linia pod kątem ostrym od początku układu współrzędnych. Ponieważ tłok musi pokonać całkowitą odległość suwu w 90° i widząc, że punkty są naniesione na każde 5°, punkty przemieszczenia są do określenia przy 18 przyrostach czasu. Ponieważ tłok porusza się ze stałym przyspieszeniem, odległość suwów tłoka za każdym razem albo kąt przyrostu jest proporcjonalny do kwadratu czasu. Dlatego, dla czasu przyrostu 1, który odpowiada 0° do 5°, tłok przebywa odległość przyrostu 1. Podczas drugiego czasu przyrostu, od 5° do 10°, tłok przebywa 4, itd.

Dlatego wiadomo, że podczas 9 czasu przyrostów pomiędzy 0° a 45°, tłok musi przejść 81 przyrostów. Osiemdziesiąt jeden równo rozstawionych znaków jest wytyczonych na narysowanej linii. Linia narysowanajest od osiemdziesiątego pierwszego znaku do osi y odpowiadającemu 50,8 mm skokowi. Następnie narysowane są linie równoległe do tej pierwszej linii od pierwszego, czwartego, dziewiątego, itd. przyrostu do pierwszego, czwartego itd. przyrostu na osi y. Następnie rysowane są linie równoległe do osi x od tych punktów przecięcia na krzyż aż do napotkania przez nie linii 5°, 10°, 15° itd. Te punkty przecięcia leżą na linii przemieszczenia. Następnie rysowane są linie przez każdy punkt, przedstawiający przesunięcie. Narysowana jest linia ukośna i w ten sposób wytyczania jest zastosowany aby otrzymać krzywą przemieszczenia dla przedziału 45° do 90° wykresu. Oczywiście, ponieważ krzywka stosowana jest w · połączeniu z czterema tłokami, wykres przesunięcia dla każdego segmentu 90° jest taki sam i.dlatego tylko ten jeden segment powinien być określony. Potem profil krzywki (i w ten sposób ścieżka) został wytyczony z wykresu przemieszczeń. Najpierw, wybiera się maksymalny wymiar zewnętrzny krzywki (w ten sposób ścieżki 38b), na przykład 254 mm w sposób opisany powyżej wybrana jest średnica popychacza, dla przykładu zostanie zastosowany 50,8 mm. Korbowód i popychacz narysowane są obrazowo w skali. Środkowy punkt 0 umieszczony jest wzdłuż centralnej linii korbowodu w odległości 101,6 mm od obwodu popychacza (odległość ta jest wyznaczona za pomocą dwukrotnego odejmowania skoku i dwukrotnego promienia, popychacza od maksymalnego wymiaru krzywki). Skoro punkt 0 jest zlokalizowany, narysowane zostaje koło

171 033 wokół tego co przechodzi przez środek popychacza. Następnie, koło zostaje podzielone na kątowe przyrosty odpowiadające tym, które zastosowano na wykresie przemieszczeń. Z wykresu przemieszczeń, odległości są zaznaczone wzdłuż korbowodu rozpoczynając od środka popychacza. Wtedy od każdego przyrostu narysowany jest łuk, ze środkiem w punkcie 0 aż do dotknięcia linii kątowej wychodzącej z punktu 0. Każdy z tych łuków jest dociągnięty aż do szeregu punktów wyznaczających 360° do koła punktu 0. Przez te punkty przeciągnięta jest linia, która określa trajektorię końca korbowodu. Profil ścieżki i w ten sposób punkty wzdłuż których styka się popychacz zostaje wytyczony przez odległość równą promieniowi popychacza po wewnętrznej stronie środka drogi popychacza.

W przypadku zastosowania programu komputerowego powyższy sposób manualny określania punktów jest przekształcony w pewną ilość wzorów których określa kształt ścieżki środkowej 38ai ścieżek zewnętrznych 38b za pomocą pewnej liczby punktów ze współrzędnych x i y. Punkty te są wykreślone graficznie przez komputer a wydruk kształtu ścieżki środkowej 38a i ścieżek zewnętrznych 38b zostaje wydrukowany.

Najpierw, 360 stopniowa krzywka podzielona jest dowolnie na przyrostowe jednostki pomiarowe K. Na przykład krzywka może być podzielona na jedno stopniowe przyrosty tak, że wytworzone są zbiory 360 punktów profilowych krzywki. Oczywiście, im mniejszy przyrost K, tym bardziej dokładny będzie profil. Założono, że tłok rozpoczyna swój skok od dołu, tak że środek popychacza C, kiedy K wynosi 0 jest równy 0. Położenie popychacza (a w ten sposób tłoka) przy następnym przyroście krzywki (K równa się 1) jest wówczas obliczone. To położenie C równa się poprzedniemu położeniu popychacza plus współczynnik czasu T do kwadratu pomnożony przez dowolny wskaźnikowy współczynnik przyspieszenia F. T jest jedynie przyrostą jednostką wybraną do podzielenia całkowitego czasu jaki jest potrzebny aby tłok przebył drogę od dołu do góry i od góry do dołu swojego skoku. W przybliżeniu, jeżeli T wybrano o wartości 0,333, T będzie przechodzić od 0 do 15 kiedy profil krzywki został obliczony od 0 do 90° a przyrost K równy 1°. Potem T przechodzi od 15 do 0 dla następnych 90 stopni. Dowolny wskaźnikowy współczynnik F przedstawia cyfrę stałego przyspieszenia i został wybrany dosyć mały ażeby podczas obrotu o pełne 90°, w których tłok dokonuje pełnego skoku, ten współczynnik wpływał na całkowity czas T do kwadratu i podawał odległość, której wartość jest przynajmniej większa niż całkowita odległość skokowa tłoka. W bieżącym przykładzie, w którym T wynosi 0,33 a K wynosi 1°, F równa się 0,000269 silnik pracuje dobrze.

Następnie obliczona jest odległość E od środka krzywki do środka popychacza. Początkowo ta odległość E jest równa dowolnie wybranej odległości X, która jest wybrana w oparciu o szacunkową wielkość krzywki, która będzie dostosowana do zaprojektowanego silnika. Po jednym przyroście czasu, pozycja E odpowiada pozycji X plus odległość C, obliczona powyżej.

Mając wartość E można ustalić wartości współrzędnych XC i YC, określając środek popychacza przy konkretnym przyroście K. Położenie XC znajduje się przez wyciągnięcie kosinusa z E pomnożonego przez liczbę radianów przedstawionych przez kąt przyrostu K.

Znając współrzędne XC i YC środka popychacza obliczone są z nich odpowiadające współrzędne XP i YP profilu krzywki.

Celem wykonania tego, odległość przyrostowa F, która przesunęła środek popychacza od środka krzywki kiedy popychacz przesunął się do swojego nowego położenia przy nowym przyroście K, jest obliczona przez odjęcie poprzedniego promieniowego położenia E od bieżącego promieniowego położenia E. Następnie obliczony jest kątowy stosunek pomiędzy linią prostą pomiędzy punktami przez które przechodził środek popychacza a przybliżoną linią promieniową. Ten kąt równy jest arc tangens z G podzielony przez F, gdzie G stanowi E wyrażone w radianach.

Współrzędna XP profilu krzywki przy przyroście K jest wówczas XC minus cosinus z A pomnożony przez promień popychacza (który jak opisano powyżej, wybrany jest wstępnie). Współrzędna YP profilu krzywki przy przyroście K wynosi wtedy YC minus sinus z A pomnożony przez promień popychacza. Zauważono, że odtąd obliczenie to daje współrzędną położenia profilu środkowej ścieżki krzywki. Jeżeli wartości cosinusa i sinusa kąta pomnożone przez promień są dodane do XC i YC wówczas będą dane współrzędne profilu zewnętrznej ścieżki krzywki.

Przez powtarzanie powyższego postępowania przez 360° wartość będzie zwielokrotniona, zestaw punktów na osi X i Y jest dany, te punkty określają całą ścieżkę albo wymagany profil krzywki.

Figura4 przedstawia profil jednej ścieżki środkowej38a i ścieżki zewnętrznej 38b na której przedstawiony jest tylko profil środkowej ścieżki 38a. Ścieżka środkowa 38a powoduje stałe przyspieszenie tłoków 18 kiedy najszerszy wymiar ścieżki środkowej 38a wynosi 368,3 mm, skok tłoka 28 wynosi 50,8 mm, a średnica popychacza środkowego 40a i popychaczy zewnętrznych 40b wynosi 35,025 mm. Ta krzywka 32, i w ten sposób kształt ścieżki środkowej 38a i ścieżek zewnętrznych 38b z punktu funkcjonowania jest wiarygodny do zaakceptowania, jakkolwiek ten projekt nie jest najbardziej korzystny z powodu dużego wymiaru zewnętrznego krzywki 32. i dlatego stosownie do tego stosunkowo duży rozmiar silnika. Jak można zauważyć, profil ten jeszcze zachowuje kształt, w którym są dwa rozmiary krzywki 32.

Figura 5 przedstawia inny kształt ścieżki środkowej 38a i ścieżki zewnętrznej 38b, a mianowicie profil obu ścieżki środkowej 38a i ścieżek zewnętrznych 38b na kołowej krzywce 32. Ten kształt także powoduje stałe przyspieszenie, jakkolwiek krzywka 321 ścieżka zewnętrzna 38b wynosi tylko 266,7 mm szerokości w najszerszym miejscu stosuje się skok wynoszący 50,8 mm i popychacz środkowy 40a i popychacze zewnętrzne 40b mają średnicę 35,025 mm. Kształty ścieżki środkowej 38a i ścieżek zewnętrznych 38b na tej krzywce są mniej korzystne. Tak jest ponieważ mały wymiar zewnętrzny powoduje, że ścieżka środkowa 38a i ścieżki zewnętrzne 38b mają ostre narożniki.

Kiedy popychacz środkowy 40a i popychacze zewnętrzne 40b przesuwają się po ścieżce środkowej 38a i ścieżkach zewnętrznych 38b krzywki 32, na popychacz środkowy 40a i popychacze zewnętrzne 40b działają duże siły ze względu na ostre krzywizny. Rysunek 6 ilustruje optymalny kształt ścieżki środkowej 38a i ścieżki zewnętrznej 38b. Rysunek ten przedstawia obie te ścieżki oraz krzywkę 32 i jej zaokrąglony profil zewnętrzny. Ten zewnętrzny obszar obrzeżny stwarza kształt, który zarówno ułatwia produkcję krzywki jak też przyczynia się do stworzenia efektu koła zamachowego. Profil ścieżki środkowej 38a i ścieżek zewnętrznych 38b zapewnia przyspieszenie ciągłe wówczas· gdy krzywka 32 i ścieżka zewnętrzna 38b mierzą 304.8 mm w swoim najszerszym punkcie. Ścieżka środkowa 38a i ścieżka zewnętrzna 38b zaprojektowane są tak aby zapewnić przyspieszenie ciągłe przy 50,8 mm suwie tłoka oraz średnicy popychaczy wynoszącej 34,925 mm. Taki projekt krzywki 32 uznano za optymalny, gdyż jednocześnie zmniejsza on do minimum największą średnicę zewnętrzną urządzenia jak i zapewnia taki profil ścieżki środkowej 38a i ścieżek zewnętrznych 38b, który pozwala uniknąć wywierania dużej siły na popychacze 40. Krzywkę 32 można wyprodukować na kilka różnych sposobów. W jednej z metod krzywka wyprodukowana jest z wysokowęglowej stali narzędziowej i składa się z trzech części - rdzenia 33 i dwóch zewnętrznych skrzydeł 35 (patrz fig. 3). Skrzydła 35 są przyspawane laserowo do rdzenia 33 w sposób pokazany na rysunku i po wyżarzeniu krzywka jest hartowana indukcyjnie i odpuszczana. Następnie krzywka 32 wciśnięta jest na wał napędowy 30. Powierzchnia ścieżki środkowej 38a i ścieżek zewnętrznych 38b są szlifowane precyzyjnie i cała jednostka jest wyważona dynamicznie. Optymalnie jednak, krzywka 32 powstaje z dwóch części, które łączy się ze sobą. Figura 6 przedstawia jedną połowę krzywki wyprodukowanej w ten sposób. W takim rozwiązaniu każda połowa krzywki zawiera połowę rdzenia 33 i jedno skrzydło 35. Obie części zostają złączone ze sobą nitami lub w inny podobny sposób i osadzone zostają na wale napędowym 30. Krzywka 32 jest szlifowana celem zapewnienia wysokiej klasy dokładności.

Krzywka 32 może przyjąć kształt zewnętrzny odpowiadający kształtowi ścieżki środkowej 38a i ścieżek zewnętrznych 38b co ilustruje fig. 3. Jednakże optymalny kształt zewnętrzny krzywki powinien być kolisty, różny więc od kształtu ścieżki środkowej 38a i ścieżek zewnętrznych 38b, co ilustruje fig. 6. W ten sposób krzywka 32 zyskuje dodatkową masę bez zajmowania dodatkowej przestrzeni w silniku. Dodatkowy ciężar na krzywce 32 pozwala spełniać jej rolę koła zamachowego, zapewniając równiejsze obroty. Dodatkowe wycięcia 39 pozwalają na lepsze spełnianie roli koła zamachowego przy jednoczesnym ograniczeniu masy całości

Figura 7 ilustruje sposób wzajemnego oddziaływania na siebie korbowodu 34 i krzywki 32 oraz mechanizm, dzięki któremu kontrolowane są siły przenoszone na korbowód 34 i złącze

171 033 korbowodu 34 z krzywką 32. Kontrola tych sił i ich wytłumienie to czynniki istotne dla zapewnienia równej i efektywnej pracy silnika 10.

Jak widać na fig. 7, a co jeszcze lepiej ilustruje fig. 8, koniec korbowodu 34 zbliżony do krzywki 32, przeciwległy do końca zakończonego tłokiem, ma kształt dwupalczastych wideł. Na fig. 7 widać, że pomiędzy dwoma zębami wideł 71, 72, umieszczony jest popychacz środkowy 40a, a po zewnętrznych stronach tych zębów umieszczone są dwa popychacze zewnętrzne 40b, 40b. Optymalnie wszystkie trzy popychacze: jeden popychacz środkowy 40a oraz dwa popychacze zewnętrzne 40b umieszczone są na wspólnej osi 41, która przechodzi przez zęby wideł 71 i 72 korbowodu 34. Jak wspomniano wcześniej, optymalnie popychacz środkowy 40a i popychacze zewnętrzne 40b są rolkami o średnicy 38,1 mm i zawierają łożyska igłowe. Popychacz środkowy 40a i popychacz zewnętrzny 40b mogą też mieć kształt płozy, jednakże rozwiązanie takie powoduje większy opór tarcia.

Jak pokazują to fig. 7 i fig. 8, zęby wideł 71,72, tworzą lub tez mają doczepione po dwa elementy wydłużone 43. Elementy wydłużone 43 umieszczone są równolegle do osi długości korbowodu 34 i umieszczone są w parach na przeciwko siebie, tak, że na każdym zębie powstaje powierzchnia prowadnikowa 68. Figura 8 przedstawia cztery takie powierzchnie, po dwie z obu stron każdego zęba wideł. Powierzchnie prowadnikowe 68 powinny być podniesione aby mogły wchodzić w kontakt z prowadnikiem 37, umieszczonym na bądź przyczepionym do płytki prowadnikowej 36, co zostanie opisane bardziej szczegółowo poniżej. Pomiędzy dwoma zębami wideł 71, 72 korbowodu 34 jest umieszczona centralna podpórka 70 dla dodatkowego usztywnienia korbowodu.

Wracając do fig. 7, tłok 28 (nie pokazany) utrzymywany jest w liniowym ruchu posuwisto-zwrotnym, dzięki zastosowaniu trzech popychaczy: jednego popychacza środkowego 40a i dwóch popychaczy zewnętrznych 40b oraz czterech prowadników 37, sprzęgniętych z powierzchnią prowadnikową 68 (linia przerywana na fig. 7 najbardziej widoczna na fig. 8) korbowodu 34. Środkowy popychacz 40a przesuwa się rolkowo po środkowej ścieżce 38a - fig. 10. Kiedy krzywka 32 obracając się zbliża się do wysokości jednej z krawędzi krzywkowych 58 pokazanych na fig. 11, krzywka popycha popychacz środkowy 40a i korbowód 34 oraz tłok 28 do komory spalania.

Popychacze zewnętrzne 40b i 40b toczą się po zewnętrznych ścieżkach 38b i 38b. Ponieważ ścieżki zewnętrzne 38b zwrócone są do wewnątrz, kiedy krzywka 32 oddala się od krawędzi krzywkowej 58 pokazanej na fig. 11 i dochodzi do miejsca, w którym ścieżki: środkowa 38a i zewnętrzne 38b zwężają się popychacze zewnętrzne 40b, 40b zostają pociągnięte przez ścieżki zewnętrzne 38b, 38b, krzywki 32, pociągając w dół tłok 28 w komorze spalania, co odbywa się dzięki sile wybuchu, która przekazywana jest na środkowy popychacz 40a i środkową ścieżkę 38a.

Jak ukazuje rysunek, każdy z czterech elementów wydłużonych 43 korbowodu 34 sprzęgnięty jest z prowadnikiem 37 zamontowanym na płytce prowadnikowej 36 także pokazanej na fig. 9. Płytki prowadnikowe prowadników 37 (widać to najlepiej na fig. 9) to płytki wychodzące z bloku silnikowego 22 silnika 10. Jak ukazuje fig. 9 płytki prowadnikowe 36 prowadników 37 wystają z bloku silnikowego 22 pomiędzy skrzydłami 35 krzywki 32 do wysokości ścieżki środkowej 38a. Płytki prowadnikowe 36 znajdują się na dwóch płaszczyznach poprzecznych w stosunku do osi długości wału napędowego 30 i rozciągają się wzdłuż bloku 22 z obu stron wokół korbowodów.

Wracając do fig. 7, każdy z prowadników 37 jest przymocowany do płytki prowadnikowej 36 lub tez jest jej częścią W każdym prowadniku 37 znajduje się szczelina 73 dla wpuszczenia wydłużenia 68 (fig. 8) będącego częścią elementu 43 korbowodu 34. Prowadniki 34 i elementy wydłużone 43 są mocno dopasowane co zapewnia trwały kontakt korbowodu 34 z prowadnikami 37 w obu kierunkach, umożliwiając jednocześnie korbowodowi 34 dwustronne przechodzenie przez szczeliny 73 w prowadnikach 37.

Układ prowadników 37 i elementów wydłużonych 43 korbowodu 34 skutecznie eliminuje ruchy korbowodu 34 w kierunku innym niż ruch wzdłuż osi tłoka 28 w komorze spalania 42. Jak opisano powyżej podczas obrotu krzywki 32 jeden zespół sił wywołuje ruch korbowodu 34 i tłoka 28 w górę i w dół dzięki połączeniu z popychaczem środkowym 40a i popychaczem zewnętrznym 40b i ścieżką środkową 38a i ścieżkami zewnętrznymi 38b. Jednak w tym samym

171 033 czasie siły pchające i pociągające popychacz środkowy 40a i popychacze zewnętrzne 40b w kierunku równoległym do kierunku ich toczenia się działają na złącze krzywki 32 z popychaczami 40. Siły te oddziaływują na korbowód 34 i złączony z nim tłok 28 w tym samym, równoległym kierunku. W opisywanej konstrukcji siły' te są równoważone i kontrolowane poprzez osadzenie korbowodu 34 w prowadnikach prętowych 37, dzięki czemu siły te zostają skutecznie wytłumione poprzez płytki prowadnikowe 36.

Co więcej niektóre siły pchają i ciągną korbowód 34, a tym samym również i tłok 28. w kierunku prostopadłym do kierunku poruszania się popychaczy 40 czyli inaczej mówiąc w kierunku równoległym do osi 41. Siły te mają swoje przeciwsiły, określone przez kierunek działania siły.

Co istotne, (i co ilustruje fig. 7) te siły zewnętrzne powstające na krzywce 32, oraz na jej złączu z popychaczem środkowym 40a i popychaczami zewnętrznymi 40b, które me poruszają tłoka w górę lub w dół, przekazywane są przez popychacze 40 na korbowód 34, a następnie na płytkę prowadnikową 36. To rozwiązanie okazuje się szczególnie użyteczne, zważywszy fakt, że siły zewnętrzne działające na popychacze przesuwają się w tym samym miejscu do którego są przyłożone. Siły te przekazywane są bezpośrednio od płytek prowadnikowych 36 i na blok silnikowy 22. Eliminuje to oddziaływanie tych sił na tłok 28 i korbowód 34, zapobiegając tym samym ich zużyciu się i gięciu. Figura 10 przedstawia sposób w jaki dociera smarowanie do tego odcinka korbowodu 34, który działa na krzywkę 32.

Jak ilustruje rysunek, kanały olejowe 49 przechodzą do płytki prowadnikowej 36, oraz do prowadników 37 z bloku centralnego kanału olejowego (nie pokazany na rysunku) bloku silnikowego 22. Te kanaliki olejowe 49 mogą albo być wywiercone w płytkach prowadnikowych 36 lub też mogą powstać w formie małych rurek wtopionych w formę tych płytek. Kanaliki te służą dostarczaniu oleju dla smarowania punktu styku prowadnika 37 z elementem wydłużonym 43 w celu zredukowania tarcia.

Figura 11 pokazuje przekrój fragmentu silnika 10 przeciętego na pół przez głowice cylindrowe 12. Krzywka 32 (pokazana tutaj jako owalna ale, powyżej omówiona, perforowane są inne kształty krzywek) pokazana jest wewnątrz uszczelnionej skrzyni 46 i w odniesieniu do popychacza 40 krzywki, łączącego korbowód 34 tłok 28 korpus silnika 22 i głowicę cylindrową 12. Na rysunku widać też krzyżowe ułożenie tłoków 28.

Wybuch mieszanki paliwowo powietrznej w komorze spalania 42, przesuwa tłok 28 w kierunku wału napędowego 30. Ten suw pracy powoduje, że popychacze krzywkowe wywierają nacisk na powierzchnię ścieżki środkowej 38a. W rezultacie tego krzywka 32 zaczyna obracać się wokół wału napędowego 30. Kształt krzywki ułatwia obroty powodowane skierowaną do środka siłą wytworzoną przez suw pracy tłoków 28. Sprzężenie krawędzi krzywkowych 58 z popychaczem środkowym 40a powoduje przesunięcie się krzywki, czego rezultatem jest jej obrót wokół wału napędowego 30. W rzucie' tym widać również wyraźnie ścieżki: środkową 38a i zewnętrzne 38b, na których znajdują się popychacze: środkowy 40a i zewnętrzne 40b. Tak jak w tradycyjnym silniku 10, w każdej głowicy cylindra 12 znajduje się świeca 18, szczeliny wylotowe 44 i komora spalania 42.

W przedstawionym wynalazku, w silniku 10 znajdują się cztery cylindry 12 oraz dwie krawędzie krzywkowe 58. Stwierdzono, że dzięki temu układowi praca silnika 10 jest płynna i efektywna. Dzieje się tak dlatego, że prawie w każdym momencie któryś z tłoków wytwarza moc. Rzeczą oczywistą dla specjalistów jest fakt, że silnik można wyposażyć w inną liczbę tłoków i powierzchni krzywkowych, nie zmieniając głównej zasady działania prezentowanego wynalazku.

Na figurze 11 widoczna jest linia złączenia 60 dwóch części bloku silnikowego. Obie połowy bloku silnikowego złączone są wzdłuż tej linii w czasie montażu.

Figura 12 przedstawia rzut przekrojowy, wzdłuż powierzchni równoległej do wału napędowego 30.

Figura 12 ukazuje przekrój krzywki 32 w jej najdłuższym wymiarze. Pokazany jest tu także krzyżowy układ korbowodów 34 oraz wzajemny układ popychaczy: środkowego 40a i zewnętrznych 40b z krzywką 32 i pozostałymi częściami. Rysunek ten pokazuje jak korbowód 34 przechodzi ruchem posuwisto-zwrotnym przez prowadnik i uszczelkę 54 do komory spalania 42.

171 033

W dolnej części rysunku widoczny jest przekrój pompy olejowej 50 i miski olejowej 48. Pompa 50 dostarcza olej do silnika 10. W górnej części rysunku przedstawione jest alternatywne rozwiązanie silnika 10. w którym zastosowano urządzenie skrzyni biegów w celu przekazania energii zony w stosunku do niego pod kątem Q0°

WUJ »» uiueui I IV V* W-Ky nAJWlli s\J , wy LvvcuZ,cuivj piz.

r\r rto ΐηην τι/α} πτυιιργύγ· y ίΙ^Λ iilllj »> Ul Ul lin . W rozwiązaniu tym koło pasowe 20 znajduje się w osi silnika 10. Jednakże, zgodnie z tym co stwierdzono wcześniej, preferowane jest rozwiązanie, w którym wał napędowy 30 silnika 10 połączony jest z układem napędowym bezpośrednio, bez zmiany kierunku działania wytworzonych sił.

Paliwo dostarczane jest do komory spalania 42 przez szczelinę wtryskową 16 i zawór iglicowy 62, co pokazane jest na fig. 12. Powietrze dostaje się do komory spalania 42 przez szczelinę wlotową 14, po tym jak gazy pozostałe po spaleniu wypychane są na zewnątrz przez szczelinę wylotową 44 w czasie ruchu tłoka 28. Oczywiście tak jak w każdym silniku dwusuwowym, świeża mieszanka paliwowo-powietrzna wprowadzana jest do komory spalania 42 w czasie wydalania gazów.

Figura 11 dobrze ilustruje różne fazy położenia tłoka i innych związanych z nim części, w trakcie dwusuwowego obiegu prezentowanego wynalazku. Przedstawiona na rysunku krzywka 32 obraca się wokół wału napędowego 30 w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara. W chwili, w której świeca 18 zapala sprężoną mieszankę paliwowo-powietrzną, tłok 28 znajduje się w górnej części cylindra 12, a popychacze: środkowy 40a i zewnętrzne 40b znajdują się na samej górze krawędzi krzywkowej 58. Natychmiast po eksplozji mieszanki paliwowo-powietrznej, tłok 28 popchnięty jest w dół cylindra 12, a popychacz 40a wchodzi w kontakt z zagiętą do dołu krawędzią krzywkową 58. Ruch ten wprawia w obrót krzywkę 32 i połączony z nią wał napędowy 30, w kierunku (w podanym przykładzie) zgodnym z ruchem wskazówek zegara. Kiedy tłok 28 znajduje się w dolnym punkcie zwrotnym, tłok i korbowód 34 znajdują się najbliżej wału napędowego 30. Następnie, tuż przed eksplozją mieszanki paliwowo-powietrznej, krzywka 32 kontynuuje swój ruch obrotowy, a tłok 28 wypychany jest w górę cylindra 12 kiedy popychacz krzywkowy wchodzi w kontakt z uniesioną,krawędzią krzywkową 58. Tłok 28 wypchnięty jest w górę częściowo dzięki sile bezwładnościowej obracającej się krzywki, częściowo zaś siłą spalania w innych cylindrach 12, w których tłoki znajdują się właśnie poniżej najwyższego położenia.

Po spalaniu tłok 28 wędrując w górę wypycha spalone gazy z cylindra 12 i jednocześnie powoduje sprężenie nowej mieszanki paliwowo-powietrznej. Mówiąc ściślej, spaliny wypychane są z cylindra 12 dzięki trzem siłom: próżni stworzonej przez system wydechowy, ciśnieniu spalonego ładunku i ciśnieniu nowego ładunku. Cykl ten się powtarza i nowa mieszanka eksploduje popychając tłok 28 w dół cylindra 12.

W czasie obrotu krzywki 32 podniesione krawędzie krzywkowe 58 popychają popychacz: środkowy 40a i popychacze zewnętrzne 40b oraz tłok 28 w krańcowe położenie w cylindrze 12. Tłok 28 spręża mieszankę paliwowo-powietrzną. W tym samym czasie świeże powietrze jest wsysane do komory spalania 42. Kiedy tłok 28 osiąga górny punkt zwrotny suwu, świeca 18 zapala mieszankę paliwowo-powietrzną powodując jej wybuch. Tłok 28 przesunięty zostaje w kierunku krzywki 32. Siła przekazywana jest przez korbowód 34 i popychacze środkowe 40a na opuszczoną krawędź 64, krawędzie krzywkowe 58, powodując tym samym obrót krzywki 32 i połączonego z nią wału napędowego 30. Akcja ta powoduje jednocześnie sprężanie następnej porcji powietrza w komorze spalania 42. Kiedy tłok 28 zbliża się do dolnej fazy suwu, odsłania się szczelina wylotowa 44 umieszczona w dolnej części ściany cylindra 12 i zaczyna się wydalanie spalin. W tym samym czasie standardowy elektroniczny wtryskiwacz paliwa (nie pokazany) kieruje paliwo przez szczelinę wlotową 14 do komory spalania 42. Z chwilą gdy ciśnienie wydalanych spalin osiąga poziom niższy niż ciśnienie panujące w komorze wstępnego sprężania (ok. 70psi), specjalny zawór 62 wpuszcza mieszankę paliwowo-powietrzną do komory 42 i cykl rozpoczyna się od nowa.

Para znajdujących się naprzeciw siebie cylindrów powinna znajdować się w tej samej fazie suwu, a dwa pozostałe cylindry w fazie różnej o 180 stopni od pierwszej pary. W ten sposób z chwilą kiedy dwa umieszczone naprzeciw siebie tłoki znajdują się w najbardziej górnym punkcie zwrotnym pozostałe znajdują się w dolnym.

171 033

W prezentowenym urządzeniu znejdują się cztery cylindry i dwie Urewędzie (przedłużUi) UrzywUowe. Według obliczeń Uomputerowych, nozwiązenie elternetywne, z Ueżdą inną liczbą cylindrów, mieściłoby się wciąż w przewidzienych pąnemetnech. W Ueżdym rozwiązeniu silniU w celu uzysUanią więUszej mocy, mógłby być powięUszony przez Uolejne czterocylindrowę moduły ustewione jeden ne drugim. Jedynym ogreniczeniem bykby wielUość momentu obrotowego, Utóry mógłby przyjąć weł nepędowy Modułowe ułożenie silniUe zwięUszyłoby płynność jego precy z Ueżdą Uolejną werstwą. Konfigurecje teUe poawoliłeby stworzyć silniUi o wielUiej mocy, niewielUich nozmienech i wedze.

SilniU przedstewionego wydelazUu może być wyUorzysteny do nepędu Ueżdego urządzenie napędzanego silniUiem wewnętrznego spalania. SilniU ten lub też jego rozszerzone modułowo wersje, wyUonzysteny być może w semochodech, spnężenUach, pompech, generatorech mocy, łodziech i semolotech. Ze względu ne Uorzystny współczynniU mocy uzysUenej w stosunUu do wegi prezentowenego silniUe, /π;ι1ο/<' on może zestosowenie w urządzeniech, w Utórych dotychczes nie stosoweno silniUów wewnętrznego spąląπie. Jednym z pnzyUłądów może tu być wyUoraystujące dotychczas gea ziemny ^Medy wytwen/aJące ogn/ewenle i energię eleUtryczną dle budynUów. NiewyUonzystądą energie eleto-ryczn-e mogłeby być odspnzedeweda jej producentowi. TeUie ^stosowenie miełoby pozytywny wpływ ne problemy energetyczne w obliczu Utórych stoi współcześnie wiele peństw. Proponowene nozwiązenie byłoby berdzo efeUtywne jeśli chodzi o Uoszty, e jego płynne wyUonzystenie ułetwiloby życie codzienne. Z nozwią/enia tego zedowolony byłby też włeściciel budynUu. To i inne zestosowanla prezentowenego urządzenie, wydeją się oczywiste specjelistom eneliaującym niniejszy opis.

WynelezeU może być ne wieloreUie sposoby modyfiUoweny i roaszeraony, bez odchodzenie od jego głównych zełożeń i aesedy dzlełania. Ne przyUled, ustewiony modułowo silniU może aosteć sprzęgnięty w tendem a drugim podobnym. Możne go też awięUsayć i zmniejszyć w celu stworaenk mełego i leUUiego silniUe o dużej mocy, Utóry dełby się zestosoweć w wielu urządaeniech specjelistycznycr. Seme UrzywUe obrotowe może być aestosowene w silniUech czterosuwowych bądź dwusuwowych, co poUazedo ne fig. 13 i 14.

Figure 13 uUezuje praeUrój ponównywelny do przeU-oju z fig. 14, a tą różnicą, że uUeauje silniU caterosuwowy. Podobnie fig. 14 ponównywalne jest do fig. 12. Wersje czterosuwowe preaentowenego wydekaUu me prewie identyczną budowę jeU wcnsJa dwusuwowe. Me one, ne przyUłed, umiesaczone gwieźdaiście cylindry 12 i 12’, co poUezują fig. 12 i fig. 14. W osi bloUu silniUowego 22’ umieszczony jest weł nepędowy 30’. Popychecze 40’ porus/eją się po ścieżUech 38’ UraywUi 32’. Korbowód 34’ łączy popychecae 40’ a tłoUiem 28’. Podobnie dzięUi tym urządzeniom ruch posuwisto-zwrotny tłoUe przełożony zosteje ne' ruch obrotowy UrzywUi.

Ne figurze 14 lepiej widoczne są saczelina wlotowe 14’ i szczeline wylotowe 44’ anejdujące się w cylindrze 12’. Umieszczono tu dodetUowo /iwó- 68’ dle aapewnienie lepszej Uontroli przepływu mieszenUi peliwowo-powietnzneJ i spelin.

SilniU w catenosuwowej wersji pnzedstawlonego wynelezUu, dzkłe ne teUiej semej /esedzie jeU UonwencJonalny silniU caterosuwowy, w Utórym tłoU 28’ znejduje się w górnym położeniu, dwuUrotnie, w czesie jednego, pełnego cyUlu. Ze pierwszym ra/en] spręże on mieszenUę peliwowo-powietrzną, ze drugim wypyche speliny. Dzkknie silniUe czterosuwowego jest dobrze anene, więc nie będziemy go tu więcej omewieć.

W innym nozwiąaeniu ąltennetywnym, UrzywUe może mieć więUszą ilość gwieździście rozmieszczonych Unawędzi. W jeszcze innym, silniU może być dołedoweny przy lub bea użycie turbosprężerUi.

Z silniUa możne również wyeliminoweć świece zepłonowe awięUsaejąc stopień sprężenie w celu uzysUenie semo/epłonu paliwa. Pnaedstewiody wynekaeU może więc być berdzo łetwo aestosoweny w sildiUecr dieselowsUich. Przytoczone przyUkdy ilustrują jego możliwości i w żeden sposób nie zewężeją umieszczonych poniżej zastnzeżeń petentowych.

Claims (13)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Gwiazdowy silnik spalinowy posiadający blok silnikowy, wał napędowy umieszczony wzdłuż osi centralnej bloku silnikowego, szereg cylindrów rozmieszczonych gwiaździście, tłok umieszczony w każdym cylindrze, szereg korbowodów, których liczba odpowiada liczbie tłoków, przy czym każdy z tłoków połączony jest jednym końcem z korbowodem, znamienny tym, że ma krzywkę (32) z krawędziami krzywkowymi (58), z których każda ma krawędź podniesioną i krawędź opuszczoną przy czym krzywka (32) przymocowana jest do wału napędowego (30) i usytuowana jest w płaszczyźnie prostopadłej do wału napędowego (30). a co najmniej jeden z popychaczy (40) połączony jest parami do końca każdego korbowodu (34) przeciwległego do zamocowanego końca tłoka (28), przy czym popychacz (40) współpracuje z krawędziami krzywki (32), zespołem prowadzącym, który składa się z zespołu wodzika i obejmy złożonej z prowadnika (37) i szczeliny (73), którego część stanowi część korbowodu (34), a część jest z nim złączona.
2. 2. Silnik według zastrz. 1, znamienny tym, że zespół wodzika zawiera elementy wydłużone (43) z wystającymi powierzchniami prowadnikowymi (68), przy czym elementy wydłużone (43) są częściami składowymi wideł (71, 72), które usytuowane są po obu stronach centralnej podpórki (70), a zespół obejmy ma wydłużone prowadniki (37), w których znajduje się szczelina (73).
3. 3. Silnik według zastrz. 2, znamienny tym, że elementy wydłużone (43) ustawione są równolegle do osi podłużnej korbowodu (34).
4. 4. Silnik według zastrz. 1, znamienny tym, że elementy wydłużone (43) przymocowane są do bloku silnikowego (22).
5. 5. Silnik według zastrz. 1, znamienny tym, że zespół wodzika umiejscowiony jest na korbowodzie (34) a zespół obejmy umocowany jest do bloku silnikowego (22).
6. 6. Silnik według zastrz. 1, znamienny tym, że zespół prowadzący zawiera cztery elementy wydłużone (43) przymocowane do każdego z prowadników (37) i gdzie prowadniki (37) zgrupowane są w dwie pary, pierwszy z prowadników (37) w każdej parze skierowany jest w przeciwną stronę niż drugi.
7. 7. Silnik według zastrz. 1, znamienny tym, że zespół prowadnika (37) zawiera co najmniej jedną płytkę prowadnikową (36) przymocowaną do silnika (10) przez co złącze prowadnika (37) z płytką prowadnikową (36) stanowi ogranicznik dla ruchu korbowodu (34).
8. 8. Silnik według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera dwa zestawy płytek drążków prowadzących, położonych na płaszczyznach z obu stron płaszczyzny krzywki (32).
9. 9. Silnik według zastrz. 1, znamienny tym, że płytki prowadnikowe (36) umieszczone są w pewnej odległości od siebie a pomiędzy każdą parą płytek prowadnikowych (36) usytuowany jest jeden korbowód (34), przy czym płytki prowadnikowe (36) te mają powierzchnię prowadnikową, sprzężoną z korbowodem (34).
10. 10. Silnik według zastrz. 1, znamienny tym, że ma korbowód posiadający oś i dwa końce, z których jeden połączony jest z tłokiem (28), a drugi jest rozwidlony, przy czym szereg wydłużonych elementów (43) naprowadzających połączonych z rozwidlonym końcem korbowodu (34), gdzie każdy z tych podłużnych elementów (43) ma oś podłużną, zasadniczo równoległą do osi korbowodu (34).
11. 11. Silnik według zastrz. 10, znamienny tym, że elementy wydłużone (43) ustawione są symetrycznie w stosunku do wspomnianej osi korbowodu (34).
12. 12. Silnik według zastrz. 10, znamienny tym, że składa się z czterech elementów wydłużonych (43), zgrupowanych w dwóch parach, w ramach tych par jeden z elementów skierowany jest w kierunku przeciwnym do drugiego.

    171 033
13. 13. Silnik wecling /.astr/. 10, znamienny tym, że zawiera powierzchnię prowęidnikown (68) wystającą de Ueżdym z elementów wydłużonych (43), Utóne jest sprzęgnięte z systemem pnoweddiUowym silniUe (10).