PL190067B1 - Silnik spalinowy dwusuwowy spalania wewnętrznego - Google Patents

Abstract

1 . Silnik sp alin ow y d w u su w ow y spalania w e- w netrznego zaw ierajacy w al n apedow y i szereg, roz- m ieszczonych p ierscien iow o w o k ó l w sp óln ego walu n apedow ego i m ajacych o sie rów n olegle do walu nape- d ow ego, cylindrów , z których kazdy zaw iera dw a tloki osad zon e ruchom o do sie b ie i od sieb ie i m ajace pom ie- dzy nim i w spólna, posrednia kom ore robocza, przy czym kazdy z tloków jest zaopatrzony w ruchom y w kierunku osiow ym trzon tlokow y, którego w oln y koniec ze- w netrzny jest oparty za posrednictw em kola nosnego na odpow iadajacej mu krzyw kow ym urzadzeniu prowadza- cym m ajacym krzyw oliniow y tor o zarysie krzywej podobnej do sin u soid y w postaci g lo w icy , usytuowanej na przeciw leglych koncach cylindra do sterow ania ru- chem tloka w zgled em o d p ow ied n iego cylindra, zn a m ien n y tym , ze dw a tloki (44, 4 5 ) w kazdym cylin- drze (21; 21-1, 21-2, 2 1 -3 , 21-4 , 2 1 -5 ) sa usytuow ane w róznych fazach w zgled em sieb ie i sa polaczone z rózniacym i sie m iedzy so b a sterujacym i glow icam i (1 2 a , 12b), stanow iacym i krzyw kow e urzadzenia prowa- dzace dwóch tloków (44, 45), przy czym glow ice (12a, 12b) m aja odpow iadajace sob ie, rózniace sie sinusoidalne pow ierzchnie krzyw kow e (8a, 8b ), które w niektórych sw oich czesciach (1a, 2a, 3a, 5a, 6a, 7a; 2b, 3b, 5b, 6b, 7b) sa przesuniete w fazie w zgled em siebie, zas w pozosta- lych sw oich czesciach (4 a , 4 b ) sa w e w spólnej fazie. FIG. 1 PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest silnik spalinowy dwusuwowy spalania wewnętrznego. Znany jest silnik spalinowy spalania wewnętrznego mający szereg cylindrów silnikowych rozmieszczonych w pierścieniowych zespołach wokół wspólnego centralnego wału napędowego, z osiami cylindrów biegnącymi równolegle do wału napędowego, przy czym w każdym z tych cylindrów znajduje się para tłoków poruszających się ku sobie i od siebie, mająca wspólną, leżącą pomiędzy nimi komorę roboczą. Każdy tłok jest zaopatrzony w swój, poruszający się osiowo trzon tłokowy, którego wolny zewnętrzny koniec-opiera się za pośrednictwem rolki nośnej na swoim krzywoliniowym, to jest mającym kształt sinusoidy, krzyw190 067 kowym urządzeniu prowadzącym, znajdującym się na każdym z przeciwległych końców cylindra i prowadzącym ruchy tłoka względem odpowiedniego dla niego cylindra.

Znana jest koncepcja „sinusoidalna” sterowania ruchem wału napędowego silnika. Według tej koncepcji, w silniku, kiedy wał napędowy porusza się po drodze kołowej, to oscylacyjne ruchy tłoków silnika mogą, odpowiednio, być przedstawione graficznie względem czasu w postaci krzywej podobnej do sinusoidy, zgodnie ze

Wzorem 1: y = sin x

Z opisu patentowego DE 43 35 515 znane są silniki dwusuwowe o konstrukcji opisanej na początku, mające jeden cylinder z dwoma przeciwstawnymi tłokami oraz typowymi wałami korbowymi i typowymi ramionami korbowymi. Wzór 1 dotyczy również każdego wału korbowego w takim silniku. W celu zoptymalizowania spalania w takim silniku proponuje się przesunięte względem siebie fazy ruchu tłoka dla dwóch przeciwstawnych tłoków w cylindrze. Stosując krzywkowe urządzenie prowadzące z torem o zarysie zbliżonym do sinusoidalnego oraz odpowiednio stosując typowe wały korbowe, steruje się postępowo zwrotnymi ruchami poszczególnych tłoków w cylindrach tak, że oscylacyjne ruchy tłoków są zsynchronizowane z ruchem obrotowym wału napędowego. W ciągu pełnego obrotu wału napędowego tłoki poruszają się w sposób wymuszony ruchem postępowo-zwrotnym podczas jednego lub więcej skoków roboczych, które są dokładnie zsynchronizowane z ruchem obrotowym wału napędowego. Innymi słowy, ruchy obrotowe krzywkowego urządzenia prowadzącego i wału napędowego są bezpośrednio przełożone na oscylacyjne ruchy tłoków, i na odwrót.

Postępowo-zwrotne ruchy tłoków odpowiednio składają się na wielokrotny ruch obrotowy wału napędowego o kąt obrotu 360°. Innymi słowy, każdy tłok p orusza się ruchem po— stępowo-zwrotnym w odpowiednim dla niego cylindrze pewną liczbę razy, to jest od jednego do, na przykład, czterech razy przy każdym obrocie wału napędowego o 360°.

Dzięki krzywkowemu urządzeniu prowadzącemu, sterującemu ruchami oscylacyjnymi tłoków w odpowiednich dla nich cylindrach, obracającemu się synchronicznie z wałem napędowym silnika, można sterować oscylacyjnymi ruchami tłoków, konstruując krzywkowe urządzenie prowadzące o podobnym sinusoidalnego zarysie tak, że odpowiadają obrotowemu ruchowi wału napędowego.

Kiedy w niniejszym opisie pojawia się termin „podobny do sinusoidalnego” w kontekście wyrażeń, takich jak krzywa podobna do sinusoidy, powierzchnią podobną do sinusoidalnej, itp., odnosi się to do zarysu krzywoliniowego nie stanowiącego matematycznego zarysu podobnego do sinusoidy zgodnie z powyższym wzorem 1, ale z drugiej strony terminy te dotyczą zarysu o zmiennej krzywiźnie, który tylko w przybliżeniu przypomina wygląd zarysu podobnego do sinusoidy.

Terminem zarys „podobny do sinusoidalnego” będzie tu określany na ogół zarys podobny do sinusoidy.

Silniki spalinowe, w których ruch osiowy tłoków jest indywidualnie sterowany za pomocą krzywkowego urządzenia prowadzącego za pośrednictwem odpowiednich powierzchni „podobnych do sinusoidalnych”, działają na ogół według tak zwanej koncepcji „podobnej do sinusowej”, znanej od wielu lat.

Początkowo powierzchnia „podobny do sinusoidalnego” miał zarys przypominający w dużym stopniu zarys matematycznej krzywej podobnej do sinusoidalnej, to jest z symetrycznymi względem siebie i równomiernie zakrzywionymi częściami krzywej.

Według literatury patentowej, stopniowo zaproponowano zarysy krzywoliniowe odbiegające na różne sposoby od matematycznego zarysu podobnego do sinusoidalnego. Jest to również typowy zarys krzywoliniowy krzywkowych urządzeń prowadzących według wynalazku..

Według koncepcji „podobnej do sinusowej” energia mechaniczna jest przenoszona z pojedynczego tłoka na wspólny wał napędowy cylindra silnika, to jest za pośrednictwem rolki nośnej na odpowiednim trzonie tłokowym na powierzchnia podobny do sinusoidalnego krzywkowego urządzenia prowadzącego. Powierzchnie „podobne do sinusoidalnych”, które oddzielnie sterują ruchami oscylacyjnymi tłoków, podczas tych ruchów oscylacyjnych tłoków przenoszą częściowo energię kinetyczną z suwu rozprężania tłoków za pośrednictwem powierzchni „podobnej do sinusoidalnego” na wał napędowy, wprawiając go w ruch obrotowy

190 067 z odpowiednim momentem obrotowym, oraz częściowo momenty obrotowe z wału napędowego za pośrednictwem powierzchni „podobnej do sinusoidalnego” z powrotem na tłoki, przekazując w ten sposób tłokom niezbędną energię kinetyczną podczas suwu sprężania.

W silnikach spalinowych, wskazanych na wstępie, tłoki poruszają się osiowo tam i z powrotem w odpowiednich dla nich cylindrach, prawie wyłącznie ruchami prostoliniowymi osiowo wzdłuż wału napędowego, natomiast trzony tłokowe i związane z nimi rolki nośne poruszają się odpowiednimi ruchami prostoliniowymi, przenosząc w ten sposób siły z rolek nośnych na związane z nimi powierzchnie „podobne do sinusoidalnych” w kierunku osiowym wzdłuż wału napędowego.

Przenoszenie sił napędowych z tłoków za pośrednictwem rolek nośnych na powierzchniach „podobnych do sinusoidalnych”, który jest połączony napędowo z wałem napędowym, oraz sił powrotnych, przenoszonych w kierunku przeciwnym z wału napędowego na tłoki za pośrednictwem powierzchni „podobnych do sinusoidalnych”, występuje na krzywoliniowych częściach biegnących skośnie do powierzchni obrotu wału napędowego. Innymi słowy, siły napędowe są przenoszone pomiędzy rolkami nośnymi a powierzchniami „podobnymi do sinusoidalnych” podczas osiowego przemieszczania się rolek nośnych wzdłuż walu napędowego. W punktach zwrotnych pomiędzy ruchem tłoka wykonującego suw do tyłu a do przodu nie występuje jednak żadne przenoszenie sił napędowych, to jest w jednym punkcie zwrotnym, inaczej mówiąc w pobliżu końca suwu sprężania, a po zapłonie wtryśniętego paliwa pojawiają się znaczne siły napędowe pomiędzy tłokami poruszającymi się ku sobie i od siebie.

Pod stosowanym tu terminem powierzchnia „podobna do sinusoidalnej” należy rozumieć lokalną część krzywkowego urządzenia prowadzącego, mającego „podobny do sinusoidalnego” zarys. W praktyce pojedyncze krzywkowe urządzenie prowadzące ma zarys o luku 360°, co odpowiada wielu takim wspomnianym powierzchniom „podobnym do sinusoidalnych”.

W czterosuwowym silniku spalinowym trzony tłokowe przenoszą swoje siły napędowe za pośrednictwem powierzchni „podobnej do sinusoidalnej” w odpowiednich czterech suwach, to jest przy minimalnych siłach podczas suwu ssania powietrza, przy znacznie większych siłach podczas suwu sprężania, przy największych siłach podczas suwu rozprężania, i przy minimalnych siłach podczas suwu wydechu.

Natomiast w dwusuwowym silniku spalinowym trzony tłokowe przenoszą swoje siły napędowe za pośrednictwem powierzchni „podobnych do sinusoidalnych” w odpowiednich dwóch suwach, to jest przy stosunkowo małych siłach podczas kombinowanego suwu wtrysku powietrza i sprężania, i przy znacznie większych siłach podczas kombinowanego suwu rozprężania i wydechu.

Jednakże zazwyczaj umożliwia się również częściej lub rzadziej równoległe występowanie ssania powietrza/wtrysku powietrza i wydechu na końcu kombinowanego suwu rozprężania i wydechu i na początku kombinowanego suwu wtrysku powietrza i sprężania.

Dotychczas silniki czterosuwowe na ogół dominowały na rynku nad silnikami dwusuwowymi w wielu różnorodnych dziedzinach zastosowań (na przykład w silnikach benzynowych do samochodów osobowych). W wyniku rozkładania suwów roboczych silnika czterosuwowego na cztery suwy tłoka, istnieje większa możliwość przystosowania poszczególnych funkcji pojedynczych suwów w prostszy sposób niż w silniku dwusuwowym, gdzie wszystkie bieżące funkcje muszą być rozłożone na dwa suwy'.

Czterosuwowy silnik spalinowy jest znany, na przykład, z opisu do patentu US 1 352 985 (1918), w którym jest mowa o silniku z pojedynczym krzywkowym urządzeniem prowadzącym. Konstrukcja krzywkowego urządzenia prowadzącego w tym silniku jest oparta na jedynym, wspólnym sterowaniu krzywkowym jedynym, pierścieniowym zespołem tłoków w każdym ze swoich oddzielnych cylindrów silnikowych. Każdy i wszystkie cylindry są odpowiednio rozmieszczone w jedynym, pierścieniowym szeregu wokół wału napędowego silnika. Trzony tłokowe są oddzielnie podtrzymywane za pośrednictwem swoich odpowiednich rolek nośnych we wspólnym krzywkowym urządzeniu prowadzącym.

Na przykład, z opisu do patentu US 1 802 902 (1929) znany jest czterosuwowy silnik spalinowy z odpowiednim pojedynczym krzywkowym urządzeniem prowadzącym. W tym wypadku, zamiast tylko jednego szeregu tłoków, zastosowano dwa szeregi tłoków w pewnej

190 067 odległości osiowej od siebie, ale bezpośrednio ze sobą sprzężone. Tłoki te są ustawione w układzie tandem w swoich odpowiednio zwróconych ku sobie osiowo cylindrach, to jest cylindry i tłoki są współliniowe parami i znajdują się osiowo naprzeciwko siebie. Tłoki są ponadto sztywno połączone ze sobą za pośrednictwem wspólnego trzonu tłokowego, a ich odpowiednie denka są odwrócone od siebie na przeciwległych osiowo końcach silnika, każdy ku swojej odpowiedniej komorze roboczej w swoim odpowiednim dla niego cylindrze. Tłoki współpracują parami z dokładnie jednym wspólnym krzywkowym urządzeniem prowadzącym. W środkowej strefie pomiędzy prowadzącymi częściami tłoków znajduje się wspólny trzon tłokowy każdej pary tłoków ze wspólną rolką nośną, która jest podtrzymywana i sterowana za pomocą wspólnego, jednego krzywkowego urządzenia prowadzącego dla wszystkich tłoków. W szczególności, stosuje się usytuowane centralnie krzywkowe urządzenie prowadzące z dwustronnym układem leżących naprzeciwko siebie powierzchni „podobnych do sinusoidalnych” rozmieszczonych szeregowo, które współpracują z pojedynczym szeregiem rolek nośnych.

Wspomniane powyżej centralne usytuowanie krzywkowego urządzenia prowadzącego i rolek nośnych pomiędzy dwoma szeregami leżących naprzeciwko siebie tłoków, w którym zastosowano pojedynczy szereg rolek nośnych we wspólnym, dwustronnym krzywkowym urządzeniu prowadzącym, daje niewielką możliwość odchylania zarysów w dwóch współpracujących szeregach zwróconych przeciwległe powierzchni „podobnych do sinusoidalnych”, ponieważ zarysy powierzchni „podobnych do sinusoidalnych” trzeba dostosować po przeciwległej fazie roboczej odpowiednich dwóch przeciwległe zwróconych tłoków danej pary.

Na przykład w opisie do patentu US 5 031 581 (1989) ujawniono czterosuwowy silnik spalinowy z dwoma oddzielnymi krzywkowymi urządzeniami prowadzącymi. Każde krzywkowe urządzenie prowadzące, które współpracuje ze swoim odpowiednim zespołem tłoków i ze swoim odpowiednim zespołem rolek nośnych, jest indywidualnie projektowane do danej konstrukcji według opisu do patentu US 1 352 985. Według opisu do patentowego US 5 031 581, cylindry są rozmieszczone w pojedynczej grupie, to jest w pierścieniowym pojedynczym szeregu wokół wału napędowego. Tłoki, które wchodzą parami do odpowiedniego jednego z tych cylindrów, są obsługiwane przez dwa oddzielne krzywkowe urządzenia prowadzące, to jest jeden tłok z każdej pary jest sterowany przez pierwsze krzywkowe urządzenie prowadzące, natomiast drugi jest sterowany przez drugie krzywkowe urządzenie sterujące. W wyniku tego w każdym cylindrze znajdują się oddzielne tłoki poruszające się parami ku sobie i od siebie wraz ze swoimi oddzielnymi trzonami tłokowymi, które współpracują indywidualnie za pośrednictwem odpowiednich dla nich rolek nośnych z odpowiednim jednym z dwóch przeciwległych krzywkowych urządzeń prowadzących ze znajdującymi się na nich powierzchniach „podobnymi do sinusoidalnych”. Krzywkowe urządzenia prowadzące dwóch osiowo wyodrębnionych grup tłoków są usytuowane osiowo na zewnątrz odpowiednich końców silnika. Denka wspomnianej pary tłoków są zwrócone ku sobie we wspólnej komorze roboczej odpowiedniego dla nich cylindra, to jest ku wspólnej komorze roboczej, która znajduje się w połowie drogi pomiędzy wspomnianą parą tłoków.

W opisie patentu GB 2 019 487 ujawniono czterocylindrowy silnik dwusuwowy z parą tłoków poruszających się ku sobie i od siebie w każdym ze wspomnianych czterech cylindrów. Zastosowano układ, w którym zapłon pojawia się równocześnie w dwóch z czterech cylindrów, to jest naprzemiennie w parach cylindrów. W opisie do patentu wskazano, że istnieje możliwość takiego zaprojektowania zarysu krzywki, że tłoki mogą poruszać się w najbardziej odpowiedni sposób podczas rozprężania się produktów spalania. Zastosowano odpowiedni poziom lub stały zarys do opróżniania lub przedmuchiwania wydechu przed wprowadzeniem do cylindra nowego paliwa. Na figurach pokazano, w każdym z dwóch przeciwległych rowków krzywkowych, bardziej lub mniej prostoliniowy, lokalny zarys krzywkowy w punktach zwrotnych leżących bezpośrednio naprzeciwko siebie, tworzący części krzywej „podobnej do sinusoidalnej”. W szczególności, prostoliniowy zarys krzywkowy pokazano tylko w jednym z dwóch kolejnych punktów zwrotnych krzywej „podobnej do sinusoidalnej”, tworzących części krzywej „podobnej do sinusoidalnej”, a mianowicie w miejscach, w których odpowiednie tłoki zajmują kolejno swoje skrajnie zewnętrzne położenia z maksymalnie otwartymi oknami wydechowymi i przedmuchowymi.

190 067

Funkcje silnika dwusuwowego muszą być bardziej skomasowane, a tym samym również bardziej złożone, niż w silnikach czterosuwowych. Silniki czterosuwowe były również dotychczas bardziej proste do przystosowania do koncepcji „podobnej do sinusowej” niż silniki dwusuwowe. Z drugiej strony, silniki dwusuwowe mają różne inne zalety w porównaniu z silnikami czterosuwowymi, co wynika z mniejszej liczby suwów roboczych.

W silniku czterosuwowym występują kolejno cztery odpowiednie suwy (suw wdechu powietrza, suw sprężania, suw rozprężania i suw wydechu spalin) tak, że podczas każdego suwu mogą być realizowane różne funkcje silnika, natomiast w silniku dwusuwowym wydech i wdech występują w strefie przejściowej pomiędzy suwem rozprężania a suwem sprężania, to jest w bezpośrednim związku z pozostałymi funkcjami silnika w każdej sekwencji roboczej. W silniku dwusuwowym muszą, zatem, być łączone ze sobą różne funkcje dwóch przeciwnie skierowanych suwów.

Silnik spalinowy dwusuwowy spalania wewnętrznego, według wynalazku zawiera wał napędowy i szereg, rozmieszczonych pierścieniowo wokół wspólnego wału napędowego i mających osie równoległe do wału napędowego, cylindrów, z których każdy zawiera dwa tłoki osadzone ruchomo do siebie i od siebie i mające pomiędzy nimi wspólną, pośrednią komorę roboczą, przy czym każdy z tłoków jest zaopatrzony w ruchomy w kierunku osiowym trzon tłokowy, którego wolny koniec zewnętrzny jest oparty za pośrednictwem koła nośnego na odpowiadającej mu krzywkowym urządzeniu prowadzącym mającym krzywoliniowy tor o zarysie krzywej podobnej do sinusoidy w postaci głowicy, usytuowanej na przeciwległych końcach cylindra do sterowania ruchem tłoka względem odpowiedniego cylindra.

Silnik według wynalazku, charakteryzuje się tym, że dwa tłoki w każdym cylindrze są usytuowane w różnych fazach względem siebie i są połączone z różniącymi się między sobą sterującymi głowicami, stanowiącymi krzywkowe urządzenia prowadzące dwóch tłoków, przy czym głowice mają odpowiadające sobie, różniące się sinusoidalne powierzchnie krzywkowe, które w niektórych swoich częściach są przesunięte w fazie względem siebie, zaś w pozostałych swoich częściach są we wspólnej fazie.

W punkcie zwrotnym pomiędzy suwem sprężania a suwem rozprężania co najmniej jeden tłok cylindra, a korzystnie oba tłoki cylindra, jest utrzymywany indywidualnie osiowo nieruchomo lub prawie nieruchomo w części komory roboczej, i jest sterowany za pomocą odpowiedniej prostoliniowej lub prawie prostoliniowej części martwej odpowiedniej sinusoidalnej powierzchni krzywkowej.

Część komory roboczej, w której co najmniej jeden tłok cylindra, a korzystnie oba tłoki cylindra, są nieruchome lub prawie nieruchome, stanowi komorę spalania do spalania co najmniej części paliwa, a korzystnie do spalania głównej części paliwa tuż przed następną fazą rozprężania.

Komora spalania jest utworzona pomiędzy tłokami w ich położeniach na długości kątowej łuku od 5° do 10° sinusoidalnych powierzchni krzywkowych i łuku obrotu wału napędowego.

Sterujący funkcją wydechu segment doliny sinusoidalnej pierwszej powierzchni krzywkowej pierwszej głowicy stanowiącej krzywkowe urządzenie prowadzące pierwszego tłoka, jest przesunięty fazowo względem sterującego funkcją przedmuchiwania segmentu doliny sinusoidalnej drugiej powierzchni krzywkowej krzywej drugiej głowicy, stanowiącej krzywkowe urządzenie prowadzące drugiego tłoka.

W silniku, według wynalazku, specjalna konstrukcja krzywkowego urządzenia prowadzącego o specjalnych podobnych do sinusoidalnych zarysach powierzchni krzywkowych, różnych od powszechnie znanych tego typu zarysów, zapewnia przystosowanie ruchów tłoka w odpowiedni sposób do dodatkowych funkcji silnika w porównaniu z ruchem obrotowym wału napędowego i w porównaniu z rozwiązaniami proponowanymi poprzednio.

Według wynalazku, ogólnym celem jest skonstruowanie krzywkowego urządzenia prowadzącego umożliwiającego uzyskanie optymalnych warunków roboczych tłoków w silniku, w oparciu o proste i niezawodne sterowanie procesem spalania w silniku w specjalnie korzystny sposób.

Korzystna konstrukcja głowic stanowiących krzywkowe urządzenia prowadzące, umożliwia wykorzystanie w silnikach dwusuwowych koncepcji „podobnej do sinusowej” w odpo190 067 wiednio korzystnych lub w jeszcze lepszych warunkach roboczych niż w silnikach czterosuwowych. Zastosowano bardziej prostoliniowy zarys części sinusoidalnych powierzchni krzywkowych odpowiadających za punkty zwrotne tłoków w ich zewnętrznych, skrajnych położeniach przy maksymalnie otwartych oknach wydechowym i przedmuchowym.

Dzięki konstrukcji, według wynalazku, powierzchnia krzywkowa nie musi mieć zarysu leżącego możliwie blisko albo ściśle na krzywej sinusoidalnej, ale przeciwnie, może odbiegać w znacznym stopniu od zarysu sinusoidalnego i od znanych poprzednio zarysów podobnych do sinusoidalnych, a krzywkowe urządzenia prowadzące mogą być skonstruowane z powierzchniami krzywkowymi, które mogą różnić się w znacznym stopniu od siebie, umożliwiając dodatkowo osiągnięcie szczególnie korzystnej pracy silnika.

W związku z konstrukcją głowic istnieje możliwość zapewnienia według wynalazku ruchu tłoków pary w zróżnicowany sposób, ale niemniej jednak osiągnięcie korzystnych zbiorowych warunków pracy we wspólnej komorze roboczej pomiędzy denkami a parą tłoków.

Przesunięcie fazowe pomiędzy powierzchniami krzywkowymi według wynalazku umożliwia osiągnięcie, między innymi, korzystnego, oddzielnego sterowania oknami do przepłukiwania za pośrednictwem krzywkowego urządzenia prowadzącego jednego z tłoków i, odpowiednio, korzystnego, oddzielnego sterowania oknami wydechowymi za pośrednictwem krzywkowego urządzenia prowadzącego drugiego tłoka. W rezultacie, na przykład, takiego przesunięcie fazowego, można uzyskać otwieranie i zamykanie okien do przepłukiwania i okien wydechowych w różnych momentach cyklu, a te momenty mogą być ustalone za pomocą odpowiedniej konstrukcji poszczególnego krzywkowego urządzenia prowadzącego.

Mówiąc inaczej, oba tłoki mogą oddzielnie otwierać i zamykać odpowiednie okna (wydechowe) do przedmuchiwania powietrzem), podczas gdy odpowiedni tłok zajmuje odpowiednie położenie osiowe w swoim cylindrze, ale dzięki przesunięciu fazowemu pomiędzy ruchami tłoków, istnieje możliwość odpowiednio przesuniętego w fazie otwierania i zamykania różnych portów.

Według innego aspektu, wynalazek zapewnia zastosowanie w pozostałych częściach powierzchni krzywkowej, w mniejszym lub większym stopniu, ścisłej koincydencji, części nie przesuniętych w fazie, poprzez ograniczenie przesunięcia fazowego do pewnych części powierzchni krzywkowych. Ma to znaczenie dla pozostałych funkcji silnika.

Prostoliniowy albo prawie prostoliniowy kształt wybranej części powierzchni krzywkowej w płaszczyźnie pod prostopadłej do osi napędowej silnika, zapewnia lekceważoną dotychczas możliwość wytwarzania szczególnie korzystnych warunków roboczych podczas fazy spalania paliwa, to znaczy istnieje w istocie rzeczy możliwość wyznaczenia w komorze roboczej szczególnej komory spalania odpowiadającej części wspomnianej komory roboczej. W konsekwencji ta komora spalania może mieć stałą albo prawie stałą pojemność przy położeniu tłoków na stosunkowo dużym odcinku łuku sinusoidalnej powierzchni krzywkowej i łuku obrotu wału napędowego. Innymi słowy, według wynalazku istnieje możliwość zapewnienia, że taka komora spalania ma stałą albo prawie stałą objętość na odcinku łuku o długości wystarczająco dużej, żeby w dużej części, na przykład cały albo prawie cały proces spalania, mógł się odbywać w komorze spalania.

Innymi słowy, istnieje możliwość uzyskania stałych objętości komory spalania dzięki dokładnej, prostoliniowej części sinusoidalnej powierzchni krzywkowej, natomiast za pomocą części zbliżonej do prostoliniowej można uzyskać prawie stałe objętości. W praktyce może to być osiągnięte poprzez zastosowanie części prostoliniowych powierzchni prowadzących, a także prawie prostoliniowych części je poprzedzających i następujących po nich.

Dzięki wspomnianemu powyżej rozwiązaniu, które zapewnia komorę spalania o stałej lub prawie stałej objętości podczas przejścia w części martwej powierzchni krzywkowej, odpowiadającej przejściu od suwu sprężania do suwu rozprężania, istnieje szansa wykorzystania zgromadzonej energii wytworzonej w procesie spalania i uzyskania pełnej mocy, nawet na początku fazy rozprężania. W rezultacie wspomnianą energię można wykorzystać z całkowitą skutecznością natychmiast po przejściu odpowiedniego tłoka przez punkt zwrotny lub jego część martwą. Takie uwolnienie energii można, zatem, całkowicie wykorzystać już na krzywoliniowej części powierzchni krzywkowej, gdzie tłok przyspiesza od położenia nieruchome8

190 067 go do swojego optymalnego ruchu i może następnie dalej kontynuować ruch przy dużej mocy w kolejnej fazie rozprężania.

Po drugie, mając taką komorę spalania o stałej objętości, istnieje możliwość uzyskania lepszego spalania paliwa, to jest spalania większych porcji paliwa, nawet przed rozpoczęciem fazy rozprężania. Można to zrealizować zapewniając zużywanie znaczniejszych ilości paliwa w komorze spalania we wspomnianej martwej części. Uzyskuje się całkowite lepsze wykorzystanie energii paliwa dzięki możliwości zapewnienia zużywania większej procentowo ilości paliwa w komorze roboczej przed wydechem z niej gazów spalinowych w pobliżu suwu rozprężania, a więc według wynalazku istnieje możliwość znacznego zwiększenia mocy silnika w porównaniu z rozwiązaniami znanymi dotychczas. Powoduje to także zmniejszenie ponadto emisję takich gazów jak CO i NOX i podobnych, a tym samym uzyskuje lepsze spalanie z ekologicznego punktu widzenia.

Trzeba również wspomnieć, że, konstrukcja silnika według wynalazku, daje możliwość sterowanego dopalania paliwa, występującego jako takie podczas suwu rozprężania, które w dużym stopniu można skompensować zwiększeniem objętości tej części komory roboczej, w której występują oscylacyjne ruchy tłoków, które to dopalanie można przeprowadzić w odpowiednim czasie przed otwarciem okien wydechowych, to jest stopniowo w miarę postępowania suwu rozprężania w komorze roboczej.

Innymi słowy, istnieje szansa rozprowadzania energii napędowej w korzystny sposób od początku suwu rozprężania i dalej poprzez znaczne części suwu rozprężania przed otwarciem okien wydechowych, nawet przy optymalnym spalaniu już przed suwem rozprężania.

Komora spalania o stałej objętości umożliwia stosunkowo szybkie i przy pełnej mocy odprowadzanie energii oddawanej w wyniku możliwości ruchu tłoków od stanu stacjonarnego. Samo odprowadzenie może wystąpić w sposób przyspieszający za pośrednictwem krzywoliniowej części sinusoidalnej powierzchni krzywkowej, stanowiącej część przejściową pomiędzy wspomnianą prostoliniową częścią martwą a następną prostoliniową częścią rozprężania. W następnej prostoliniowej części rozprężania, rozprężanie przebiega liniowo, to jest w komorze roboczej o w przybliżeniu liniowo rosnącej objętości.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia silnik według wynalazku, w przekroju pionowym; fig. la i lb odpowiednie istotne fragmenty silnika z widoku na fig. 1, przy czym na fig. la, są ukazane tłoki silnika w położeniu, w którym odległość pomiędzy nimi jest największa, a na fig. lb, w położeniu, w którym odległość pomiędzy nimi jest najmniejsza; fig. 2 - pierwszy przekrój poprzeczny na jednym końcu cylindra silnika, na którym widać chwyt powietrza przedmuchowego, schematycznie; fig. 3 - drugi przekrój poprzeczny na drugim końcu cylindra silnika, na którym widać wylot gazów spalinowych, schematycznie; fig. 4a - w trzecim przekroju poprzecznym, pierwszy przykład wykonania środkowej części cylindra silnika, gdzie doprowadza się paliwo i następuje jego zapłon, schematycznie; fig. 4b - w przekroju poprzecznym, odpowiadającym przekrojowi z fig. 4a, drugi przykład wykonania środkowej części cylindra według wynalazku; fig. 5a - fragment silnika z fig. lb w przekroju podłużnym; fig. 5b - krzywkowe urządzenie prowadzące z odpowiednim wałem napędowym, widoczne w przekroju wzdłużnym z segmentem silnika z fig. lb; fig. 5c - wodzik w rzucie z boku; fig. 5d i 5e- wodzik z fig. 5c widziany, odpowiednio, z góry i z dołu; fig. 5f - trzon tłokowy widoczny w rzucie bocznym; fig. 5g - trzon tłokowy według fig. 5f, w rzucie z góry; fig. 5h - tłok według wynalazku, w przekroju pionowym; fig. 6-8 przedstawiają ogólne schematy ruchu pierwszego z dwóch tłoków znajdujących się w każdym cylindrze, zastosowane w odniesieniu do silnika trzycylindrowego, i pokazane w różnych położeniach kątowych względem ruchu obrotowego wału napędowego, schematycznie i w rozmieszczeniu w płaszczyźnie figury; fig. 6a przedstawia zasadę przenoszenia sił napędowych pomiędzy rolką na trzonie tłokowym a odpowiednią skośnie biegnącą częścią toru sinusoidalnego, schematycznie; fig. 9 - bardziej szczegółowy schemat ruchu dwóch tłoków każdego z cylindrów, pokazany w różnych położeniach kątowych względem ruchu obrotowego wału napędowego i w odniesieniu do silnika pięciocylindrowego, schematycznie, w stanie rozmieszczonym w płaszczyźnie figury; fig. 10 - tłoki w odpowiednich położeniach względem swoich cylindrów, w następnym położeniu roboczym, w układzie odpowiadającym układowi z fig. 9; fig. 11 - segment centralnej części

190 067 toru „sinusoidalnego” dla dwóch tłoków w każdym cylindrze, schematycznie; fig. 12 - szczegółowy kontur krzywoliniowy dla toru sinusoidalnego dla pierwszego tłoka w każdym cylindrze; fig. 13 - odpowiedni szczegółowy kontur krzywoliniowy dla toru sinusoidalnego dla drugiego tłoka z każdego cylindra; fig. 14 - zestawienie porównawcze konturów krzywoliniowych według fig. 12 i 13; fig. 15 - alternatywną konstrukcję krzywkowego urządzenia prowadzącego z odpowiednimi rolkami ciśnieniowymi usytuowanymi na zewnętrznym końcu trzonu tłokowego, w przekroju poprzecznym i podłużnym; fig. 16 - to samo rozwiązanie alternatywne, które widać na fig. 15, widoczne w przekroju w kierunku promieniowo na zewnątrz od krzywkowego urządzenia prowadzącego; fig. 17 i 18 przedstawiają prowadzenie głównej części trzonu tłokowego wzdłuż pary prętów prowadzących biegnących równolegle do siebie, odpowiednio w przekroju pionowym i poziomym.

Na figurze 1, przedstawiono fragment dwusuwowego silnika spalinowego 10 spalania wewnętrznego. Poniżej zostanie opisany taki silnik 10 przystosowany do tak zwanej koncepcji „sinusowej”. Na fig. 1 widać w szczególności silnik spalinowy 10 według wynalazku, pokazany schematycznie w przekroju.

Według wynalazku, celem w pierwszym jego aspekcie jest spalanie w specjalnie wyznaczonej komorze spalania K1 (patrz fig. 1b), co szczegółowo opisano dalej.

Ponadto, według drugiego aspektu wynalazku, celem jest korzystne sterowanie otwieraniem i zamykaniem okien wydechowych 25 i okien przedmuchowych 24, co opisano dalej.

W przykładzie wykonania pokazanym na fig. 1 widać wał napędowy 11 w postaci rurowej belki przechodzącej osiowo i centralnie przez silnik 10.

Silnik 10 przedstawiony w przykładzie wykonania na fig. 1 posiada wał napędowy 11 w postaci wału pędnego przechodzącego osiowo i centralnie przez silnik 10.

Na wale napędowym 11 znajduje się pierwsza głowica 12a wystająca promieniowo na zewnątrz, stanowiąca pierwsze krzywkowe urządzenie prowadzące. Na wale napędowym 11 znajduje się ponadto druga głowica 12b wystającą odpowiednio na zewnątrz, stanowiąca drugie krzywkowe urządzenie prowadzące. Głowice 12a, 12b w pokazanym przykładzie wykonania są przedstawione oddzielnie i są połączone oddzielnie z wałem napędowym 11, każda za pomocą własnych elementów mocujących.

Pierwsza głowica 12a otacza wał napędowy 11 na jego pierwszym końcu 11 a i tworzy podporę końcową spoczywającą na powierzchni końcowej 11b wału napędowego 11 za pośrednictwem kołnierza mocującego 12a' i jest przymocowane do wału napędowego 11 za pomocą śrub mocujących 12a.

Druga głowica 12b otacza pogrubiony drugi koniec 11c wału napędowego 11. Druga głowica 12b nie jest, jak pierwsza głowica 12a, bezpośrednio przymocowana do wału napędowego 11, ale jest skonstruowana w taki sposób, że może przemieszczać się osiowo na ograniczoną odległość osiowo wzdłuż wału napędowego 11, zwłaszcza ze względu na możliwość regulowania stopnia sprężania w cylindrach 21 silnika 10 (na fig. 1 pokazano tylko jeden spośród wielu cylindrów).

Na drugim końcu 11c (patrz fig. 1 i 5a) wału napędowego 11 jest ukształtowana schodkowa część końcowa 11d, stanowiąca zwężoną część tulejową, do której jest przymocowany element nośny 13 w kształcie części kubkowej. Na elemencie nośnym 13 znajduje się kołnierz mocujący 13', przymocowany za pomocą śrub mocujących 13 do drugiego końca 11c wału napędowego 11.

Pomiędzy górną powierzchnią końcową 13a elementu nośnego 13, a przeciwległą powierzchnią progową 11e wału napędowego 11 jest utworzona ciśnieniowa komora olejowa 13b. W ciśnieniowei komorze olejowej 13b jest umieszczony suwliwie stanowiący symulator sprężania, kołnierz prowadzący 12b', który wystaje od wewnętrznej powierzchni drugiej głowicy 12b promieniowo do wewnątrz do ciśnieniowej komory olejowej 13b, opierając się ślizgowo o zewnętrzną powierzchnię drugiego końca 11d wału napędowego 11 i dzielący ciśnieniową komorę olejową 13b na dwie podkomory.

Dla zapobiegania obracaniu się względem siebie drugiej głowicy 12b, elementu nośnego 13 i wału napędowego 11, przez kołnierz prowadzący 12b' przechodzi szereg trzpieni prowadzących 12', zakotwionych w odpowiednich dla nich otworach w powierzchni końcowej 13a

190 067 elementu nośnego 13 i w powierzchni progowej 11e wału napędowego 11 łącząc element nośny 13 z wałem napędowym 11.

Ciśnieniowa komora olejowa 13b jest zasilana olejem pod ciśnieniem i jest opróżniana z niego przez poprzeczne przewody 11 f i 11g w drugim końcu 11c wału napędowego 11.

Zespół doprowadzający 14 do zasilania olejem ciśnieniowej komory olejowej 13b, który jest umieszczony w osiowym otworze w kołnierzu mocującym 13' elementu nośnego 13 i we współosiowym do niego otworze w drugim końcu 11d wału napędowego 11, zapewnia doprowadzanie oleju pod ciśnieniem i odprowadzanie oleju powrotnego do i z poprzecznych przewodów 11f i 11g za pośrednictwem oddzielnych osiowych przewodów prowadzących 14a i 14b i sąsiednich pierścieniowych rowków 14a' i 14b' ukształtowanych w zespole doprowadzającym 14.

Sterowanie przepływem oleju pod ciśnieniem i oleju powrotnego do i z ciśnieniowej komory olejowej 13b na przeciwległych bokach kołnierza prowadzącego 12b' drugiej głowicy 12b odbywa się z oddalonego, typowego urządzenia regulacyjnego, nie pokazanego dalej, w sposób nie pokazany dalej.

Wał napędowy 11 jest, jak pokazano na fig. 1, połączony swoimi przeciwległymi końcami do takich samych tulei 15a i 15b na wale napędowym. Pierwsza tuleja 15a jest przymocowana za pomocą śrub mocujących 15a' do pierwszej głowicy 12a, natomiast druga tuleja 15b jest przymocowana za pomocą śrub mocujących 15b' do elementu nośny 13. Tuleje 15a i 15b są osadzone obrotowo na odpowiednim jednym z dwóch głównych łożysk nośnych 16a, 16b, które są umocowane na przeciwległych końcach silnika 10 w odpowiedniej pokrywie końcowej 17a i 17b.

Jak widać na fig. 1, pokrywy końcowe pierwsza 17a i druga 17b są odpowiednio przymocowane do pośredniego bloku 17 silnika 10 za pomocą śrub mocujących 17'.

Wewnątrz silnika 10, pomiędzy pokrywą końcową 17a a jego blokiem pośrednim 17, jest utworzona pierwsza komora 17c oleju smarnego, a pomiędzy pokrywą końcową 17b, a blokiem pośrednim 17 silnika, jest utworzona druga komora 17d oleju smarnego. Do drugiej pokrywy końcowej 17b jest przymocowany dodatkowy kapturek 17e oraz zewnętrzny przewód olejowy 17f znajdujący się pomiędzy pierwszą komorą 17c oleju smarnego a kapturkiem 17e. Po stronie ssącej przewodu oleju smarnego 17h jest z nim połączony filtr 17g, który tworzy połączenie pomiędzy drugą komorą 17 oleju smarnego a zewnętrzną instalacją oleju smarnego (nie pokazaną).

Zespół doprowadzający 14 oleju jest wyposażona w tworzącą pokrywę główkę 14c, która jest przymocowana do pokrywy końcowej 17b silnika 10 za pomocą śrub mocujących 14c'. Główka 14c stanowi uszczelnienie pierwszej komory 17c oleju smarnego i jest umieszczona względem osi na zewnątrz drugiego łożyska nośnego 16b. Odpowiednio, do pierwszej pokrywy końcowej 17a, osiowo na zewnątrz pierwszego łożyska nośnego 16a, jest przymocowana pokrywa uszczelniająca 14d z odpowiednim pierścieniem uszczelniającym 14e.

W rezultacie silnik 10 jest skonstruowany ogólnie z elementu napędzanego, to jest elementu obrotowego, i elementu napędzającego, to jest elementu nie obracającego się. W skład elementu napędzanego wchodzi wał napędowy 11 silnika i element nośny 13 wału napędowego oraz tuleje 15a, 15b oraz głowice 12a i 12b, które są połączone z wałem napędowym 11. W skład elementów napędzających, nie obracających się, wchodzą cylindry 21 silnika z odpowiednimi tłokami 44, 45.

Według wynalazku, zapewniono regulację stopnia sprężania w silniku, realizując ją wewnętrznie, to jest pomiędzy częściami zespołu napędzanego. W szczególności, istnieje możliwość osiowego przemieszczania jednego krzywkowego urządzenia prowadzącego, które stanowi druga głowica 12b, względem wału napędowego 11, to jest w ramach określonego luzu we wspomnianej ciśnieniowej komorze olejowej 13b, który określa wzajemne usytuowanie kołnierza prowadzącego 12b' i górnej powierzchni końcowej 13a po przeciwległych stronach kołnierza prowadzącego 12b'.

W praktyce istnieje problem regulacji długości o kilka milimetrów dla mniejszych silników i kilka centymetrów dla silników większych. Odpowiednie różnice wysokości odpowiednich komór roboczych mająjednak w różnych silnikach wpływ na efekty sprężania.

190 067

W zależności od potrzeb możliwa jest krokowa lub bezstopniowa regulacja stopni sprężania, na przykład realizowana za pomocą stopniowej regulacji drugiej głowicy 12b względem odpowiednich położeń w stosunku do wału napędowego 11. Możliwa jest także regulacja automatyczna za pomocą znanych układów elektronicznych opartych na urządzeniach wykrywających różnice temperatur, i podobnych. Alternatywnie, możliwa jest regulacja ręczna za pomocą odpowiednich zespołów regulacyjnych, o których nie będzie tu jednak mowy.

Regulacja drugiej głowicy 12b łącznie z zespołem napędzanym silnika nie ma wpływu na ogólną regulację zespołu odpowiedniego tłoka 44, trzonu tłokowego 48, głównego koła nośnego 53 i koła pomocniczego 55 i nie ma wpływu na połączenia mechaniczne pomiędzy zespołem napędzającym a zespołem napędzanym.

Z drugiej strony, dzięki takiej regulacji drugiej głowicy 12b, uzyskuje się wewnętrzną regulację osiową w zespole napędzającym zapewniając możliwość zespołowego przemieszczania tłoka 44, trzonu tłokowego 48, głównego koła nośnego 53 i koła pomocniczego 55 za pośrednictwem drugiej głowicy 12b względem odpowiedniego cylindra 21, niezależnie od konkretnej regulacji sprężania w praktyce.

Na figurach 1 i lb przedstawiono linią przerywaną środkową przestrzeń 44' pomiędzy denkami tłoków 44, 45 przy normalnym stopniu sprężania, kiedy druga głowica 12b zajmuje położenie pokazane na fig. 1. Linią ciągłą przedstawiono środkową przestrzeń 44 pomiędzy denkami tłoków 44, 45, kiedy kołnierz prowadzący 12b' drugiej głowicy 12b jest dopchnięty maksymalnie do góry do powierzchni progowej 11 e wału napędowego 11.

Przedstawiony silnik 10 ma trzy główne zespoły stacjonarne, to jest człon środkowy, którym jest blok pośredni 3/7 silnika i dwa elementy tworzące pokrywy 17a, 17b, które znajdują się na odpowiednich końcach silnika 10. Pokrywy 17b, 17c obudowy są w związku z tym przystosowane do pokrywania odpowiednich dla nich głowic 12a, 12b, głównego koła nośnego 53 i koła pomocniczego 55 i ich łożysk w odpowiednich trzonach tłokowych 48, 49 na odpowiednich dla nich końcach bloku pośredniego 17 silnika. Wszystkie napędzające i napędowe zespoły silnika są wskutek tego zamknięte w silniku 10 i zanurzają się w kąpieli olejowej w odpowiednich komorach 17c i 17d oleju smarnego.

W bloku pośrednim 11 silnika w pokazanym przykładzie wykonania zastosowano, w silniku trzycylindrowym, odpowiednio skonstruowane trzy oddzielne rozmieszczone obwodowo cylindry 21 silnika. Na fig. 1, la i lb widać tylko jeden z trzech cylindrów 21.

Trzy cylindry 21, rozmieszczone są wokół wału napędowego 11 w odstępach kątowych wynoszących 120°, i są skonstruowane według pokazanego przykładu wykonania jako oddzielne wkładki tworzące cylindry, które są wciśnięte w odpowiednie otwory w bloku pośrednim 17 silnika..

W każdym elemencie cylindrowym/cylindrze 21 znajduje się tuleja cylindrycznej 23. Na jednym końcu tulei cylindrycznej 23 znajduje się, jak widać dalej na fig. la i lb (patrz również fig. 2 i 3), pierścieniowy szereg okien przedmuchowych 24, a na drugim jej końcu pierścieniowy szereg okien wydechowych 25.

Równocześnie, w ściance 2 la cylindra 21 znajdują się okna przedmuchowe 26, które są zestrojone promieniowo z oknami przedmuchowymi 2A tulei cylindrycznej 23, jak widać na fig. 2, natomiast, jak widać na fig. 3, również w ściance 21a cylindra 21 znajdują się okna wydechowe 27, które są również zestrojone promieniowo z oknami wydechowymi 25 w tulei cylindrycznej 23.

Jak widać na fig. 1 okna przedmuchowe 26 są otoczone pierścieniowymi kanałem wlotowym 28 powietrza przedmuchowego, a promieniowo na zewnątrz jest usytuowany wlot 29 powietrza przedmuchowego.

Jak widać na fig. 2, okna przedmuchowe 26 powietrza przedmuchowego są ukierunkowane pod znacznym kątem pochylenia u względem powierzchni promieniowej A przechodzącej przez oś cylindra 21, i są przystosowane zwłaszcza do wprowadzania strumienia powietrza przedmuchowego na tor kołowy 38 wewnątrz cylindra 21, jak pokazano strzałką B na fig. 2.

Jak widać na fig. 1 okna wydechowe 27 są otoczone pierścieniowym kanałem wydechowym 30, a promieniowo wystający na zewnątrz jest ukształtowany otwór wydechowy 31.

Na figurze 3 przedstawiono skośne ustawienie okien wydechowych 27 pod kątem v względem powierzchni promieniowego A przechodzącej przez oś cylindra, przystosowanych

190 067 zwłaszcza do prowadzenia gazów wydechowych z toru kołowego 38 wewnątrz cylindra 21 na odpowiedni tor kołowe na zewnątrz cylindra 21, jak pokazano strzałką C. Widać, że okna wydechowe 27 wychodzą promieniowo na zewnątrz, ułatwiając wypływ na zewnątrz gazów wydechowych z cylindra 21 do wydechowego kanału wylotowego 30.

W znany sposób, powietrze przedmuchowe służy do wypychania gazów spalinowych z fazy wstępnego spalania w cylindrze 21, a równocześnie stanowi świeże powietrze do następnego procesu spalania w cylindrze. W tym celu wykorzystuje się według wynalazku, wirującą masę powietrza, przemieszczającego się po torze kołowym 38 (patrz fig. la i 4a) w komorze roboczej K cylindra 21 podczas suwu sprężania.

Jak pokazano na fig. la, lb i 4a, w komorze 33 w ściance 21a cylindra 21 jest umieszczony dysza wtryskiwacz 32 paliwa. Wtryskiwacz 32, ma zwężony koniec 32' (patrz fig. 4a) przechodzący przez otwór 34 w ściance 21a cylindra. Otwór 34 jest ukształtowany w ściance 21a cylindra pod pewnym kątem do kierunku promieniowego, którego nie oznaczono na fig. 4a, ale który odpowiada kątowi u, jak pokazano na fig. 2. Zwężony koniec 32' przechodzi dalej przez otwór 35 w tulei cylindrycznej 23, współbieżny z otworem, 34 cylindra 21. Wylot 36 (patrz fig. 4a) wtryskiwacza 32 jest usytuowany tak, żeby strumień 37 paliwa mógł być skierowany, jak widać na fig. 4a, skośnie do wewnątrz w wirującą masę powietrza wzdłuż toru kołowego 38 w cylindrze 21, bezpośrednio przed zespołem zapłonowym 39, na przykład świecą zapłonową, znajdującą się w strefie stanowiącej część komory spalania KI (patrz fig. lb).

Na figurze 4b pokazano alternatywną konstrukcję rozwiązania widocznego na fig. 4a, w którym oprócz pierwszego wtryskiwacza 32 paliwa i pierwszego zespołu zapłonowego 39 zastosowano drugi wtryskiwacz 32a paliwa i drugi zespół zapłonowy 39a w jednej i tej samej komorze spalania KI. Oba wtryskiwacze 32 i 32a są skonstruowane, odpowiednio, jak opisano powołując się na fig. 4a, a oba zespoły zapłonowe 39 i 39a są odpowiednio takie, jak opisano w nawiązaniu do fig. 4a. W drugim wtryskiwaczu 32a odpowiednie elementy składowe oznaczono ponadto znakiem odróżniającym „a”.

W przykładzie wykonania pokazanym na fig. 4b widać, że wtryskiwacze 32, 32a oraz zespoły zapłonowe 39, 39a są oddalone względem siebie odpowiednio o kąt 180°. W praktyce te względne oddalenia można w razie konieczności zmieniać, to jest można stosować różne oddalenia pomiędzy tymi elementami, na przykład w zależności od odstępów w czasie pomiędzy zapłonami, i podobnymi.

Ponadto, jak pokazano na fig. 1 cylinder 21 ma układ chłodzenia wodnego do ogólnego chłodzenia. W skład układu chłodzenia wodnego wchodzi wlot wody chłodzącej, nie pokazany na figurze, z pierwszym pierścieniowym kanałem 41 wody chłodzącej i drugim pierścieniowym kanałem 42 wody chłodzącej. Kanały 41, 42 są ze sobą połączone za pomocą pierścieniowego szeregu osiowo biegnących kanałów łączących 43 (patrz fig. 3). Usytuowane osiowo kanały 43 przechodzą przez ściankę 21 a cylindra 21 w każdej strefie pośredniej 27a pomiędzy oknami wydechowymi 21 cylindra 21 tak, że zwłaszcza te strefy pośrednie 27a mogą być chronione przed przegrzewaniem poprzez lokalne wymuszanie ich przepływu przez środek chłodzący. Wylot wody chłodzącej, którego nie pokazano na fig. 1, jest podłączony do kanału 42 wody chłodzącej z dala od jej wlotu, w sposób dalej nie pokazany.

Wewnątrz tulei cylindrycznej 23 znajdują się dwa, poruszające się osiowo ku sobie i od siebie, ruchome tłoki 44, 45. Odpowiednia zewnętrzna część 44a, 45a tłoka oraz część prowadząca tłoka 44b, 45b tworzą w znany tłok 44, 45 (fig. 5h). Tłoki 44, 45 poruszają się w silniku dwusuwowym synchronicznie ku sobie i od siebie.

Szczegółową konstrukcję tłoków pokazano na fig. 5h. Tłok 44 ma postać stosunkowo cienkościennego cylindra z zewnętrzną częścią 44a i częścią prowadzącą 44b. Skrajnie wewnętrznie, wewnątrz cylindra jest umieszczona tarcza nośna 44c, podparta główką 48c odpowiedniego trzonu tłokowego 48, pod którą jest umieszczony pierścień nośny 44d i pierścień mocujący 44e.

Główka 48c ma wypukłe zaokrągloną powierzchnię górną 48c' i wklęsłą, zaokrągloną powierzchnię dolną 48c, natomiast tarcza nośna 44c jest skonstruowana z odpowiednią, zaokrągloną, wklęsłą górną powierzchnią 44c' a pierścień nośny 44d ma zaokrągloną wypukłą dolną powierzchnię nośną 44d'. Główka 48c jest w wyniku tego przystosowana do przechyla190 067 nia się wokół teoretycznej osi względem tłoka sterowanego powierzchniami nośnymi 44c' i 44d'. Po oparciu się o powierzchnię progową 44f ukształtowaną wewnątrz tłoka, pierścień

44e zapewnia pewien stopień pasowania główki 48c, a tym samym trzonu tłokowemu 48, co daje pewną możliwość obracania się wokół wspomnianej osi teoretycznej tłoka podczas pracy.

Główka 48c ma środkową, tulejową część nośną 48g z użebrowaniem 48g' wystającym poprzecznie na zewnątrz, które tworzy sprzężenie zatrzaskowe z odpowiednimi wnękami (nie pokazanymi) wewnątrz odpowiedniego trzonu tłokowego 48 (patrz fig. la i lb).

Na figurze la tłoki 44, 45 widać w ich odpowiednim położeniu zewnętrznym. To położenie zewnętrzne, w którym pomiędzy tłokami 44, 45 jest maksymalna odległość, oznaczono tu ogólnie jako punkt zwrotny Oa dla tłoka 44 i Ob dla tłoka 45 (fig. 12, 13).

W położeniach zwrotnych Oa i Ob tłok 44 odsłania okna przedmuchowe 25, natomiast tłok 45 odsłania okna wydechowe 24, przy czym otwieranie i zamykanie okien przedmuchowych 24 jest sterowane położeniami tłoka 45 w odpowiednim dla niego cylindrze 2i, natomiast otwieranie i zamykanie okien wydechowych 25 jest sterowane położeniami tłoka 44 w odpowiednim cylindrze 21. Sterowanie to opisano bardziej szczegółowo dalej podczas omawiania fig. 12-14.

Ponadto sterowanie to zostanie opisane za pomocą dodatkowych efektów z uwzględnieniem wspomnianej powyżej regulacji drugiej głowicy 12b wzdłuż wału napędowego 11.

Po dojściu tłoków 44, 45 do ich przeciwległych położeń zewnętrznych, nazywanych zwykle położeniami martwymi, pomiędzy tłokami występuje minimalna odległość, jak widać na fig. lb. Według wynalazku, tłoki 44, 45 są nieruchome, to jest nie mają ruchu osiowego względem siebie w tych położeniach martwych. Dzięki temu, że tłoki są utrzymane nieruchomo nie tylko w położeniu martwym, ale również w sąsiednich częściach odpowiedniego toru sinusoidalnego, jak opisano dalej, zapewnia się komorę roboczą (komorę spalania) o bardziej lub mniej stałej objętości na pewnym odcinku łuku, to jest na znacznie dłuższej części toru sinusoidalnego niż dotychczas.

W rezultacie tłoki 44, 45 zajmują położenie spoczynkowe, albo ogólnie mówiąc zajmują położenie spoczynkowe na części toru sinusoidalnego, która jest tu oznaczona jako „część martwa” 4a dla tłoka 44 i jako „część martwa”4b dla tłoka 45. Takie części martwe 4a i 4b pokazano dalej na fig. 12 i 13.

We wspomnianych częściach martwych powstaje w komorze roboczej K tak zwana „martwa przestrzeń”, która tutaj (z powodów, które staną się dalej oczywiste) jest oznaczona jako komora spalania Kl. Według wynalazku, komora spalania Kl powstaje głównie w części przejściowej silnika dwusuwowego, pomiędzy fazą sprężania a fazą rozprężania silnika dwusuwowego, jak przedstawiono w dalszym opisie.

Podczas fazy rozprężania, to jest od położenia tłoka pokazanego na fig. lb do położenia tłoka pokazanego na fig. la, komora robocza K rozszerza się od objętości minimalnej, przedstawionej jako komora spalania Kl, stopniowo do objętości maksymalnej, jak pokazano na fig. la, a we wspomnianym punkcie zwrotnym Oa i Ob na fig. 9 i 10, komora spalania Kl stopniowo rozszerza się do innej komory K2, w której przebiegają suwy rozprężania i sprężania tłoków 44, 45.

Według wynalazku, komora spalania Kl powstaje w znacznym stopniu we wspomnianej martwej części/martwej przestrzeni. Jednakże w praktyce spalanie może trwać również poza wspomnianą martwą przestrzenią co opisano szczegółowo dalej.

W związku ze zmianą stopnia sprężania w komorze roboczej może pojawić się kwestia, jak pokazano na fig. 10, różnych objętości komory spalania Kl, z czym wiąże się realizacja regulacji podczas używania silnika. W nawiązaniu do tego, w tym wypadku może również pojawić się kwestia różnych objętości komory spalania w przeciwległym położeniu, jak pokazano na fig. 1 a.

Należy jednak zdawać sobie sprawę z tego, że suwy dla pojedynczego tłoka 44, 45 są dokładnie równej długości we wszystkich warunkach roboczych, bez względu na stopień sprężania, jaki trzeba zastosować.

Każdy tłok 44, 45 jest sztywno połączony ze swoim odpowiednim rurowym trzonem tłokowym 48 i 49, który jest prowadzony ruchem prostoliniowym za pośrednictwem tak zwanych sterowników wodzikowych 50. Sterownik wodzikowy 50 znajduje się częściowo w blo14

190 067 ku 17, częściowo w odpowiednim elemencie pokrywkowym 17a i 17b z odpowiednim swobodnym końcem zewnętrznym odpowiedniego trzonu tłokowego 48, 49. Sterownik wodzikowy 50, który widać w szczegółach na fig. 5a, stanowi osiową prowadnicę dla trzonu tłokowego 48 i 49 zaraz wewnątrz i bezpośrednio na zewnątrz bloku pośredniego 17.

Na figurze 5a pokazano obrotowy kołek 51 przymocowany na jednym końcu do rurowego trzonu tłokowego 48 i przechodzący poprzecznie przez trzon tłokowy 48, to jest przez jego rurową pustą wewnątrz przestrzeń 52. Na środkowej części 51a obrotowego kołka 51, to jest wewnątrz wspomnianej pustej wewnątrz przestrzeni 52, znajduje się osadzone obrotowo samonastawne główne koło nośne 53, natomiast na jednej części końcowej 5 lb obrotowego kołka 51, na zwróconej na zewnątrz stronie 48a trzonu tłokowego 48 znajduje się osadzone obrotowo pomocnicze koło samonastawne 55.

W skład samonastawnego głównego główne koła nośnego 53 wchodzi piasta wewnętrzna 53a z łożyskiem wałeczkowym 53b i zewnętrzną częścią brzegową 53c. Na części brzegowej 53c znajduje się podwójnie krzywoliniowa, to jest mająca kształt wycinka kuli, powierzchnia toczna 53c'.

Konstrukcja samonastawnego koła pomocniczego 55 odpowiada konstrukcji samonastawnego głównego koła nośnego 53; w jego skład wchodzi piasta wewnętrzna 55a, umieszczone w środku łożysko wałeczkowe 55b oraz zewnętrzna część brzegowa 55c z mającą kształt wycinka kuli powierzchnią toczną 55c'.

Główne samonastawne koło nośne 53 jest przystosowane do toczenia się po powierzchni prowadzącej 54 rolki o przekroju wklęsłym, stanowiącej część tor sinusoidalny 54', jak pokazano na fig. 6-8. Stosując mającą kształt wycinka kuli powierzchnię toczna 53c', która toczy się w podobny sposób wzdłuż odpowiednio zakrzywionej powierzchni prowadzącej 54 prowadzących głowic 12a i 12b, można uzyskać przyleganie pomiędzy samonastawnym kołem nośnym 53 a powierzchnią prowadzącą 54 w zmiennych warunkach roboczych, i ewentualnie z lekko skośnym samonastawnym kołem nośnym i/lub skośnie biegnącym trzonem tłokowym 48, 49, tak, że trzon tłokowy 48 jest zamocowany obrotowo w tłoku 44, jak widać na fig. 5h.

Na głowicach 12a i 12b stanowiących krzywkowe zespoły prowadzące wału napędowego jest ukształtowany pierwszy tor sinusoidalny 54' znajdujący się na tej stronie, która jest zwrócona osiowo na zewnątrz od cylindra pośredniego 21. Samonastawne koło pomocnicze 55 jest przystosowane do toczenia się wzdłuż odpowiedniego, drugiego toru sinusoidalnego (nie pokazany) wklęsłego w przekroju poprzecznym wzdłuż powierzchni tocznej 56a, ukształtowanej w głowicach 12a i 12b, po stronie skrajnie wewnętrznej względem powierzchni tocznej 54.

W przykładzie wykonania pokazanym na fig. 5a, pierwszy tor sinusoidalny 54' znajduje się promieniowo skrajnie zewnętrznie, natomiast drugi tor sinusoidalny 56' znajduje się w pierwszej głowicy 12a, w pewnej odległości promieniowej od pierwszego toru sinusoidalnego 54'. Alternatywnie, pierwszy tor sinusoidalny może być usytuowany promieniowo w obrębie drugiego toru sinusoidalnego 56' (w sposób, którego nie pokazano).

W każdej z głowic 12a i 12b będących krzywkowymi zespołami prowadzącymi znajduje się odpowiednio skonstruowana para torów sinusoidalnych 54', 56' w sposób nie podany dalej, przy czym każdy tor sinusoidalny może mieć jeden lub więcej powierzchni sinusoidalnych, w zależności od wymagań.

Na figurze 1 przedstawiono schemat głowic 12a i 12b będących krzywkowymi zespołami prowadzącymi, natomiast szczegółowe informacje o odpowiednich torach sinusoidalnych i powierzchniach sinusoidalnych podano dalej w odniesieniu do fig 9-14

Ogólnie, istnieje możliwość zastosowania koncepcji prowadzenia po torze sinusoidalnym przy nieparzystej (1, 3, 5, itp.) liczbie cylindrów, przy zastosowaniu parzystej liczby (2, 4, 6, itp.) powierzchni sinusoidalnych, i na odwrót.

W przypadku zastosowania w każdej z głowic 12a i 12b pojedynczego toru sinusoidalnego (mającego „sinusoidalny” grzbiet i „sinusoidalną” dolinę), powierzchnia sinusoidalna obejmuje łuk o kacie 360°, i nie ma znaczenia, czy stosuje się parzystą czy nieparzystą liczbę cylindrów. Odpowiednio do liczby dwóch (lub więcej) powierzchni sinusoidalnych można zastosować, na przykład, w razie potrzeby, większą lub mniejszą liczbę cylindrów.

190 067

Wspomniany przypadek z pojedynczą powierzchnią sinusoidalną może być szczególnie interesujący z punktu widzenia zastosowania go w silnikach szybkoobrotowych, napędzanych z prędkością obrotową 2000 obrotów na minutę.

Według koncepcji sinusoidalnej poszczególny silnik może mieć „wewnętrzną” przekładnię zębatą prędkości, wszystko w zależności od liczby grzbietów „sinusoidy” i dolin „sinusoidy”, jaka ma być użyta przy każdym obrocie wału napędowego o 360°. Innymi słowy, według koncepcji sinusoidalnej, silniki można budować dokładnie w zakresie liczby obrotów na minutę odpowiedniej do ich zastosowań indywidualnych.

Ogólnie, w pokazanym przykładzie wykonania, szereg rozmieszczonych cylindrów silnika ma odpowiednie tłoki usytuowane w specyficznych położeniach kątowych wokół osi wału napędowego, na przykład w równych odstępach od siebie wzdłuż toru sinusoidalnego lub wzdłuż szeregu powierzchni sinusoidalnych (krzywa „sinusoidalna”).

Na przykład, dla silnika dwusuwowego lub czterosuwowego z trzema cylindrami (patrz fig. 6) można zastosować dla każdego obrotu o 360° dwa grzbiety krzywej sinusoidalnej i dwie doliny krzywej sinusoidalnej oraz cztery skośne, leżące pomiędzy nimi powierzchnie, to jest dwie powierzchnie „sinusoidalne” usytuowane po sobie w każdej głowicy 12a, 12b będącej krzywkowym zespołem prowadzącym. W rezultacie, w silniku czterosuwowym, dla każdego z dwóch tłoków w trzech cylindrach można podczas każdego obrotu wału napędowego/krzywkowego zespołu prowadzącego uzyskać cztery suwy, a w silniku dwusuwowym cztery suwy na każdy z dwóch tłoków w trzech cylindrach.

Odpowiednio dla silnika dwusuwowego z pięciu cylindrami, jak widać na fig. 9 i 10, można zastosować, na każdy obrót o 360°, krzywą „sinusoidalną” z dwoma grzbietami „sinusoidalnymi” i dwoma dolinami „sinusoidalnymi” i cztery, leżące pomiędzy nimi skośne powierzchnie, to jest dwa płaty „sinusoidalne” usytuowane jeden po drugim w każdej głowicy 12a, 12b tak, że w silniku czterosuwowym uzyskuje się na każdy obrót cztery suwy każdego z dwóch tłoków w pięciu cylindrach.

Koła nośne tłoków umieszcza się w pokazanym przykładzie wykonania z równymi odstępami kątowymi pomiędzy nimi, to jest w równych obrotowych położeniach kątowych wzdłuż krzywej sinusoidalnej tak, że działająna niejeden po drugim odpowiednie ruchy tłoka w odpowiednich równych położeniach wzdłuż odpowiednich płatów „sinusoidalnych”. W wyniku tego moc silnika jest przenoszona z różnych tłoków 44, 45 jeden po drugim za pośrednictwem kół nośnych 53 w kierunku osiowym dla wału napędowego 11 za pomocą odpowiednich torów sinusoidalnych, każdy ze swoimi powierzchniami sinusoidalnymi, co powoduje wymuszanie obracania się wału napędowego 11 wokół jego osi. Następuje to dzięki poruszaniu trzonów tłokowych silnika równolegle do podłużnej osi wału napędowego i wymuszonego toczenia się rolek nośnych trzonów tłokowych po płatach „sinusoidalnych”.

W wyniku tego moc silnika jest przenoszona w kierunku osiowy m z rolek nośnych trzonów tłokowych na płaty „sinusoidalne”, które obracają się w wymuszony sposób wraz z wałem napędowym 11 wokół jego osi. Innymi słowy, moc napędowa jest przenoszona z oscylacyjnego ruchu tłoka na ruch obrotowy wału napędowego, przy czym moc ta jest przenoszona bezpośrednio z odpowiednich rolek nośnych trzonów tłokowych na płaty „sinusoidalne” wału napędowego.

Na figurze 6a pokazano schematycznie główne koło nośne 53 na biegnącej skośnie części sinusoidalnej powierzchni krzywkowej 8a. Pokazano osiowe siły napędowe w postaci strzałki Fa od odpowiedniego tłoka 44 z trzonem tłokowym 48 i odpowiednie, w płaszczyźnie promieniowej, rozłożone siły obrotowe zaznaczone strzałką Fr przenoszone na sinusoidalną powierzchnię krzywkową 8a.

Siły obrotowe można obliczyć ze wzoru 2:

Fr = Fa . tan φ

Według wynalazku, uzyskuje się, między innymi za pomocą konkretnej konstrukcji toru sinusoidalnego według wynalazku, suw rozprężania tłoków 44, 45 - liczony kątowo względem łuku obrotu wału napędowego - który staje się większy niż suw sprężania tłoków 44, 45. Pomimo różnych prędkości tłoków w przeciwnych kierunkach ruchu, można zapewnić stosunkowo bardziej równomierne przekazywanie siły napędowej na wał napędowy 11, a ponadto „bardziej równomierna”, to jest bardziej bezwibracyjną pracę silnika.

190 067

Na figurze 6-8 pokazano schematycznie tryb pracy trzycylindrowego silnika 10, w którym widać tylko jeden tłok 44 spośród dwóch współpracujących ze sobą tłoków 44, 45, widoczny w stanie rozłożonym na płaszczyźnie wzdłuż odpowiedniego toru sinusoidalnego 54', składającego się z dwóch kolejnych powierzchni sinusoidalnych plus związane z nią samonastawne główne koło nośne 53 odpowiedniego jednego trzonu tłokowego 48. Na każdej z fig. 6-8 pokazano schematycznie jeden tłok 44 w każdym z trzech cylindrów 21 silnika, przy czym na przeciwległym końcu cylindrów zastosowano odpowiednie rozwiązanie drugiego tłoka 45. Dla uproszczenia, na figurach 6-8 pominięto cylinder 21 i przeciwległy tłok 45, a pokazano tylko jeden tłok 44, jego trzon tłokowy 48 oraz jego główne koło nośne 53. Osiowe ruchy tłoka 44 pokazano strzałką 57, która oznacza suw sprężania tłoka 44, i strzałką 58, która oznacza suw rozprężania tłoka 44.

Tor sinusoidalny 54' pokazano z dolną powierzchnią prowadzącą 54, mającą kontur podwójnej powierzchni sinusoidalnej i prowadzącą z grubsza ruch głównego koła nośnego 53 w kierunku osiowym tak, że w bardziej lub mniej stały sposób wpływa na skierowaną ku dołowi siłę pochodzącą od tłoka 44, za pośrednictwem głównego koła nośnego 53, ku powierzchni prowadzącej 54 podczas suwu rozprężania i skierowaną ku górze siłę od powierzchni prowadzącej 54 za pośrednictwem głównego koła nośnego 53 ku tłokowi 44 podczas suwu sprężania. Samonastawne koło pomocnicze 55 (nie pokazane na fig. 6-8) styka się z górną powierzchnią drugiego toru sinusoidalnego 56', jak pokazano na fig. 5a. Ze względów ilustracyjnych, wspomniany tor toczenia widać pionowo nad głównym kółkiem samonastawnym 53 na fig. 6-8 tak, że widać maksymalny ruch głównego kółka samonastawnego w kierunku osiowym względem powierzchni prowadzącej 54. W praktyce stosuje się samonastawne koło pomocnicze 55, które steruje możliwością ruchu samonastawnego głównego koła nośnego 53 w kierunku osiowym względem jego powierzchni prowadzącej 54, jak widać na fig. 5a.

Koło pomocnicze 55 nie jest zwykle aktywne, ale steruje ruchem tłoka 44 w kierunku osiowym w okolicznościach, w których główne koło nośne 53 wykazuje skłonność do samoczynnego unoszenia się od krzywkowej powierzchni prowadzącej 54. Podczas pracy można w ten sposób uniknąć unoszenia się głównego koła nośnego 53 w niezamierzony sposób nad powierzchnią prowadzącą 54. Powierzchnia prowadząca 56 koła pomocniczego 55 znajduje się zazwyczaj, jak widać na fig. 5a, w stałym odstępie od odpowiedniej powierzchni prowadzącej 56a.

Na fig. 6-8 widać, że tor sinusoidalny 54' ma pierwszą, stosunkowo stromą i stosunkowo prostoliniową część 60, a następnie, bardziej lub mniej łukową, tworzącą grzbiet 61 część przejściową/część martwą oraz drugą, biegnącą stosunkowo łagodniej, stosunkowo prostoliniową część 62, a potem łukową część przejściową/ część martwą, tworząca dolinę 63. Taki zarys toru nie jest jednak reprezentatywny w szczegółach dla konturów toru według wynalazku, ponieważ przykłady prawidłowych zarysów toru zostaną pokazane bardziej szczegółowo na fig. 12 i 13.

Na figurze 6-8 pokazano tor sinusoidalny 54' i powierzchnię prowadzącą 54 z dwoma grzbietami 61 i dwiema dolinami 63 oraz dwiema parami części prostoliniowych 60, 62. Na figurze 6-8 pokazano trzy tłoki 44 i ich odpowiednie główne koło nośne 53 widoczne w odpowiednich położeniach wzdłuż odpowiedniego toru sinusoidalnego w różnych, kolejnych położeniach. Z rysunków tych wyraźnie wynika, że stosunkowo krótkie pierwsze części prostoliniowe 60 powodują, że za każdym razem tylko jedno główne koło nośne 53 znajdzie się na jednej krótkiej części prostoliniowej toru oraz dwa lub prawie dwa główne koła nośne 53 znajdą się na dwóch dłuższych częściach prostoliniowych 62. tom sinusoidalnego. Innymi słowy, w wypadku pokazanego zarysu toru można zastosować inne części toru do realizowania suwu sprężania niż części toru dla suwu rozprężania. Można również, między innymi, zapewnić, że dwa główne koła nośne 53 za każdym razem są usytuowane realizując suw rozprężania, natomiast trzecie główne koło nośne 53 realizuje suw sprężania. W praktyce ruch tłoka 44 odbywa się ze stosunkowo większą prędkością w kierunku osiowym podczas suwu sprężania niż podczas suwu rozprężania. Te różne prędkości ruchu nie mają negatywnego wpływu na ruch obrotowy wału napędowego 11 i na odwrót, oznacza to możliwość uzyskania

190 067 bardziej równomiernych i wzbudzających mniej drgań ruchów w silniku przy tak niesymetrycznej konstrukcji części prostoliniowych 60, 62 toru względem siebie.

Uzyskuje się ponadto zwiększenie czasu będącego do dyspozycji podczas suwu rozprężania w stosunku do czasu, który jest zarezerwowany na suw sprężania.

W praktycznej konstrukcji według fig. 6-8, dla sekwencji roboczej wynoszącej 180° wybrano długość łuku odpowiadającą suwowi rozprężania, wynoszącą około 105° oraz odpowiednią długość łuku dla suwu sprężania wynoszącą około 75°. Rzeczywiste długości łuku mogą wynosić, na przykład, pomiędzy 110° a 95° o ile chodzi o suw rozprężania, i od 70° do 85°, o ile chodzi o suw sprężania.

Stosując, na przykład, zespół trzech cylindrów 21 powiązanych z trzema parami tłoków 44, 45, jak opisano powyżej, na każdy obrót wału napędowego 11 o 360° przypadają dwa grzbiety 61 i dwie doliny 63 toru sinusoidalnego 54', to jest dwa suwy rozprężania na parę tłoków 44, 45 na obrót.

Stosując, na przykład, cztery pary tłoków, można odpowiednio użyć trzy grzbiety i trzy doliny, to jest trzy suwy rozprężania na parę tłoków na obrót.

W przykładzie wykonania widocznym na fig. 9-10, przedstawiono silnik pięciocylindrowy z pięcioma parami tłoków, w którym tor sinusoidalny ma dwa grzbiety i dwie doliny, to jest dwa suwy rozprężania na parę tłoków na obrót.

Poniżej opisano bardziej szczegółowo, nawiązując do fig. 9 i 10, zalecany przykład realizacji koncepcji sinusoidalnej według wynalazku w odniesieniu do pięciocylindrowego, dwusuwowego silnika spalinowego z dwiema odpowiednimi, różniącymi się pomiędzy sobą powierzchniami krzywkowymi 8a i 8b, jak widać na fig. 9 i 10 i na fig. 12 i 13.

Na figurze 14 przedstawiono szczegółowo pośrednią teoretyczną powierzchnię krzywkową 8c, umożliwiającą realizację zmian objętości komory roboczej K od minimalnej, jak pokazano w komorze spalania KI w strefach martwych 4a i 4b, do maksymalnej, jak pokazano na maksymalnej komorze roboczej K w punktach zwrotnych Oa i Ob (patrz fig. 9-10 i 12-14).

Według wynalazku, dolina powierzchni krzywkowej 8b, oznaczona jako punkt zwrotny Ob, jak pokazano na fig. 12-14, jest przesunięta w fazie o kąt obrotu 14° do przodu względem doliny powierzchni krzywkowej 8a, oznaczonej jako punkt zwrotny Oa.

Kierunek przemieszczania się po powierzchniach krzywkowych 8a i 8b, to jest kierunek obrotów wału napędowego 11 pokazano strzałka E.

Na figurach 9 i 10 pokazano schematycznie pięć cylindrów 21-1,21-2, 21-3, 21-4 i 21-5 powiązanych z dwiema odpowiednimi powierzchniami krzywkowymi 8a i dwiema powierzchniami krzywkowymi 8b, pokazanych w stanie rozciągniętym w sposób schematyczny w tej samej płaszczyźnie. Pięć cylindrów 21-1, 21-2, 21-3, 21-4 i 21-5 widać w odpowiednich położeniach kątowych rozstawionych względem siebie o kąt 72°, to jest w położeniach, w których są równomiernie rozmieszczone wokół osi wału obrotowego 11.

Na figurze 12 pokazano pierwszą powierzchnię krzywkowa 8a, którą obejmuje łuk o długości 180° od położenia 0°/360° do położenia 180°. Odpowiednia powierzchnia krzywkowa 8a (patrz fig. 9) biegnie na odpowiedniej długości łuku 180° od położenia 180° do położenia 360°. Innymi słowy, istnieją dwie kolejne powierzchnie krzywkowe 8a dla każdego obrotu wału napędowego o 360°.

Powierzchnia krzywkowa 8a ma w położeniu 0°/360° pierwszy punkt zwrotny Oa. W zakresie od położenia 0° do położenia 38,4° znajduje się pierwsza część przejściowa la realizująca pierwszą część suwu sprężania, w zakresie od 38,4° do położenia 59,2° jest ukośna (skierowana ku górze) część prostoliniowa 2a, którą realizuje główną część suwu sprężania, a w zakresie od 59,2 do 75° jest usytuowana druga część przejściowa 3a, która odpowiada końcowej części suwu sprężania.

W zakresie od położenia 75° do położenia 85° jest usytuowana prostoliniowa część martwa 4 a związana z drugim punktem zwrotnym, którą rozciąga się na łuku o długości 10°.

W zakresie od 85° do 95,8° jest usytuowana część przejściowa 5a, od położenia 95,8 do położenia 160° ukośna, biegnąca w dół część prostoliniowa 6a, a od położenia 160° do położenia 180° część przejściowa 7a. Te trzy części 5a, 6a, 7a odpowiadają razem suwowi rozprężnemu.

190 067

W położeniu 180° znajduje się kolejny punkt zwrotny Oa, a następnie krzywa powierzchni krzywkowej przechodzi w drugą odpowiednią powierzchnię krzywkową 8a, od położenia 180° do położenia 360°, to jest dwie powierzchnie krzywkowe 8a, razem rozciągają się na łuku o długości 360°.

Na figurze 13 widać równoważny (w zwierciadlanym odbiciu) kontur krzywej drugiej powierzchni krzywkowej 8b z widocznym punktem zwrotnym Ob i kolejną częścią 1b-7b. Punkt zwrotny Ob znajduje się w położeniu 346°, pierwsza część przejściowa 1b pomiędzy położeniami 346° a 3°, ukośna (biegnąca w górę) część prostoliniowa 2b pomiędzy położeniami 3° a 60°, druga część przejściowa 3b pomiędzy położeniami 60° a 75°, prostoliniowa część martwa 4b pomiędzy położeniami 75° a 80°, kolejna część przejściowa 5b pomiędzy położeniami 80° a 101,5°, biegnąca w dół część prostoliniowa 6b pomiędzy położeniami 101,5° a 146°, oraz część przejściową 7b pomiędzy położeniami 146° a 166°, z punktem zwrotnym 0 widocznym znowu w położeniu 166°.

Prowadnica krzywkowa ciągnie się dalej w postaci odpowiedniej powierzchni krzywkowej 8b pomiędzy położeniami 166° a 346° (patrz fig. 10).

Pierwsza powierzchnia krzywkowa 8a (fig. 12) steruje otwieraniem (położenie 160°/340°) i zamykaniem (położenie 205°/25°) okien wydechowych.

Druga powierzchnia krzywkowa 8b (fig. 13) steruje 10 otwieraniem (położenie 146°/326°) i zamykaniem (położenie 185°/5) okien przedmuchowych 24.

Na figurze 14 pokazano przesuniecie fazowe o 14° pomiędzy punktami zwrotnymi 0a i 0b, w widocznym układzie porównawczym powierzchni krzywkowych 8a i 8b. Druga powierzchnia krzywkowa 8b, jak zaznaczono liniami przerywanymi na fig. 14, jest dla celów porównawczych zwierciadlanym obrazem pierwszej powierzchni krzywkowej 8a, którą przedstawiono liniami ciągłymi na fig. 14. Linią punktową przedstawiono pośrednią teoretyczną powierzchnie krzywkową 8c, która ilustruje kontur krzywej zbliżony do matematycznego konturu sinusoidy.

Na figurach 9 i 10 pokazano drugą powierzchnię krzywkową 8b w położeniu o 14° przesuniętym przed położeniem pierwszej powierzchni krzywkowej 8a. Pięć wspomnianych cylindrów 21-1, 21-2, 21-3, 21-4 i 21-5 pokazano w kolejnych położeniach względem odpowiedniego toru sinusoidalnego i pojedynczo w kolejnych położeniach roboczych, jak widać na poniższym schemacie 1 i schemacie 2.

Schemat I w odniesieniu do fig. 9 i 12-13

Nr	Położenie	Położenie	Okna	Okna	Części
cylindra	kątowe	robocze	wydechowe	przedmuchowe	powierzchni krzywkowej 8a/8b
21-1	37783°	sprężanie	zamknięte	otwarte*	1a/1b
21-2	757255°	sprężanie	zamknięte	zamknięte	4a/4b
21-3	477327°	rozpręża- nie	zamknięte	zamknięte	6a/7b
21-4	219739°	sprężanie	zamknięte	zamknięte	2a/2b
21-5	291°/101°	rozpręża-	zamknięte	zamknięte	5b/6a

nie */Okna przedmuchowe 24 otwierają się w położeniu 160°/340° i zamykają w położeniu 257205°, to jest okna przedmuchowe 24 są otwarte na łuku o długości kątowej 45°.

Okna wydechowe 25 są natomiast otwarte na łuku o długości kątowej 39°, to jest na odcinku łuku o przesunięciu fazowym 14° względem odcinka łuku, na którym są otwarte okna przedmuchowe (patrz fig. 14).

190 067

W rezultacie okna przedmuchowe 24 mogą być otwarte na odcinku łuku o długości kątowej 20° (patrz części la-3a na fig. 12 i pojedynczy zakreskowany segment A' na fig. 14) po zamknięciu okien wydechowych 25. Oznacza to, że do komory sprężania można doprowadzać na tym odcinku łuku o długości 20° między innymi nadmiar powietrza przedmuchowego, co oznacza, że jest ona wypełniona sprężonym powietrzem

Schemat 2 w odniesieniu do fig. 10 i fig. 12-13

Nr cylindra	Położenie kątowe	Położenie robocze	Okna wydechowe	Okna przedmuchowe	Części powierzchni krzywkowej 8a/8b
21-1	217201°	sprężanie	zamknięte	otwarte	la/lb
21-2	937273°	sprężanie	zamknięte	zamknięte	5a/5b
21-3	1657345“	rozprężanie	otwarte*	otwarte’	7a/7b
21-4	237757°	sprężanie	zamknięte	zamknięte	2a/2b
21-5	3097129°	rozprężanie	zamknięte	zamknięte	6b/6a

**/ Okna wydechowe są otwarte w swoim położeniu 1467326° i zamknięte w położeniu 18575°, to jest okna wydechowe 25 są otwarte na łuku o długości 39°.

Na figurze 14 można zauważyć z zaznaczonego, pojedynczo kreskowanego segmentu B', że okna wydechowe 25 mogą być otwarte na odcinku łuku o długości 14° przed otwarciem okien przedmuchowych 24.

Wspomniane segmenty A' i B' wskazują na długości osiowe okien wydechowych 25 i osiowe wymiary okien przedmuchowych 24 w odpowiedniej części zewnętrznej komory roboczej K. Okna 24 i 25 można dlatego konstruować o takiej samej wysokości na każdym końcu komory roboczej K. Wspomniana wysokość oznaczono na fig. 12-14 przez A2.

W strefie kątowej 5° (od położenia 75° do położenia 80° - patrz zwłaszcza fig. 13) drugiej powierzchni krzywkowej 8b i w strefie kątowej 10° (od położenia 75° do położenia 85° - patrz zwłaszcza fig. 12) pierwszej powierzchni krzywkowej 8a, odpowiedni tłok 44 i 45 jest maksymalnie dosunięty z minimalnym odstępem A, na przykład 15 mm, pomiędzy zewnętrzna częścią 44a tłoka a środkową linią komory roboczej.

Na figurze 12 można ponadto zauważyć, że na łuku o kącie 36,6°, od położenia 59,2° do położenia 95,8°, odległość pomiędzy zewnętrznymi częściami tłoka zmienia się stosunkowo niewiele. Odległość od zewnętrznej części 44a tłoka do linii środkowej 44' pomiędzy tłokami 44, 45 (zaznaczonej na fig. 1, la,lb) zmienia się od minimalnej równej λ= 15 mm (w części martwej 75-80°) do λ* = 20 mm (położenie 93° na fig. 13).

Odpowiednio, odległość od powierzchni zewnętrznej tłoka do linii środkowej 44' zmienia się od minimalnej równej λ= 15 mm w części martwej 75°-89° do odległości równej λ ** = 25 mm w położeniu 57° na fig. 11.

Na wspomnianym odcinku łuku o kącie 36,6° objętość komory spalania KI pomiędzy tłokami 44, 45 utrzymuje się w przybliżeniu na stałym poziomie.

Na figurze 14 widać kontury odpowiednich dwóch powierzchni krzywkowych 8a, 8b, które pokazano schematycznie w zwierciadlanym odbiciu względem siebie. Pierwsza powierzchnia krzywkowa 8a jest zaznaczona linią ciągłą, natomiast druga powierzchnia krzywkowa ob jest zaznaczona linią przerywaną, w zwierciadlanym obrazie wokół osi środkowej pomiędzy tłokami 44, 45. Krzywa 8c obrazuje teoretyczną powierzchnię krzywkową pośrednią pomiędzy powierzchniami krzywkowymi 8a, 8b. Wyraźnie widać, że pośrednia powierzchnia krzywkowa 8c ma kontur bardziej zbliżony do konturu krzywej sinusoidalnej niż kontury poszczególnych powierzchni krzywkowych 8a, 8b. W rezultacie, nawet jeżeli otrzyma się stosunkowo niesymetryczny kontur powierzchni krzywkowych 8a, 8b, można uzyskać stosunkowo symetryczny kontur pośredniej powierzchni krzywkowej 8c.

190 067

Na zakończenie fazy sprężania, gdy tłoki znajdują się w położeniach odpowiadających częściom 3a i 3b powierzchni krzywkowych, wtryskuje się paliwo za pomocą dyszy w strumień wirującego powietrza przedmuchowego, które miesza się z nim i jest skutecznie rozpylane w wirującym prądzie powietrza przedmuchowego.

Natychmiast po wtryśnięciu paliwa, to jest na końcu fazy sprężania, gdy tłoki znajdują się w położeniach odpowiadających częściom 3a i 3b powierzchni krzywkowych, inicjuje się sterowany elektronicznie zapłon. Podejmuje się zabiegi mające na celu skuteczne zawirowanie mieszanki gazowej powietrza przedmuchowego z paliwem w chmurze paliwa w pobliżu urządzenia zapłonowego. Według wynalazku, załetąjest opóźnienie zapłonu o 7-10% w stosunku do konwencjonalnego kąta zapłonu.

W pokazanym przykładzie wykonania spalanie rozpoczyna się natychmiast po zapłonie i jest realizowane głównie w ograniczonym obszarze, w którym tłoki znajdują się w maksymalnie wsuniętym położeniu, to jest odpowiadającym częściom 3a, 3b powierzchni krzywkowych, to jest w obszarze, w którym tłoki poruszają się w minimalnym stopniu w kierunku osiowym. Spalanie to przebiega głównie lub w znacznym stopniu w miejscu, w którym tłoki 44, 45 znajdują się w położeniu odpowiadającym wewnętrznej części martwej 4a i 4b powierzchni krzywkowych, to jest na odcinku łuku o kącie, odpowiednio, 10° i 5°. Jednakże spalanie przebiega w miarę możliwości w większym lub mniejszym stopniu w położeniu tłoków odpowiadających następnej części przejściowej 5a, 5b oraz części prostoliniowym 6a, 6b związanym z rozprężaniem, w zależności od prędkości obrotowej wału obrotowego. W konsekwencji istnienia wirującej chmury paliwa w komorze spalania KI przy położeniu tłoków w części martwej 4a, 4b oraz utrzymywania stosunkowo krótkiego czoła płomienia w tarczowej komorze spalania KI, można zapewnić we wszystkich okolicznościach zapłon paliwa w jego głównej masie w komorze spalania KI, to jest, gdy tłok jest prowadzony we wspomnianej martwej części 4a, 4b. W praktyce dopuszcza się rozszerzanie komory spalania do części przejściowej 5a, 5b bezpośrednio za częścią martwą 4a, 4b, z takimi zaletami, że uzyskuje się określoną objętość komory roboczej K.

Prędkość spalania jest taka, jak znana, i wynosi rzędu 20-25 metrów na sekundę. Stosując podwójny zespół dysz paliwowych oraz odpowiedni podwójny zespół urządzeń zapłonowych rozmieszczonych na każdej ćwiartce kąta obwodowego komory roboczej (patrz fig. 4b), istnieje możliwość skutecznego rozszerzenia obszaru spalania na całą tarczową komorę spalania K. W praktyce można w ten sposób uzyskać szczególnie korzystny przebieg spalania przy stosunkowo krótkich płomieniach.

W wyniku skoncentrowania strefy zapłonu/spalania w położeniu tłoków odpowiadającym częściom przejściowym 3a, 3b, to znaczy w komorze K bezpośrednio przed komorą spalania Kii w położeniu odpowiadającym częściom 5a, 5b bezpośrednio za komorą spalania KI, to jest w położeniach tłoków 44, 45 odpowiadającym połączonym częściom 3a-5a i 3b-5b powierzchni krzywkowych, przy których tłoki znajdują się w spoczynku lub prawie w spoczynku, istnieje możliwość zwiększenia temperatury spalania od zwykłej, wynoszącej około 1800°, do 3000°C. Wskutek tego możliwe jest uzyskanie optymalnego (prawie całkowitego) spalania chmury paliwa, nawet zanim tłoki 44, 45 rozpoczęły suw rozprężania, to jest w ich położeniu na końcu części 5a, 5b powierzchni krzywkowych.

W pierścieniowej strefie komory roboczej K jest zastosowany pierścień ceramiczny, to jest nałożona powłoka ceramiczna, w obszarze spalania utworzonym pomiędzy tłokami w ich położeniach odpowiadających częściom 3a-5a, 3b-5b powierzchni krzywkowych, co umożliwia stosowanie wysokich temperatur, zwłaszcza w komorze spalania Ki, ale również w obszarze utworzonej komory przy położeniach tłoków w częściach 5a, 5b powierzchni kizywkowych. Pierścień ceramiczny o wymiarach oznaczonych linią przerywaną 70 na fig. 12-14, obejmuje całą komorę spalania Ki i ponadto rozciąga się poza nią.

Po spaleniu co najmniej znaczącej części paliwa we wspomnianym powyżej obszarze spalania (odpowiadającym położeniu tłoka w częściach 3a-5a, 3b-5b powierzchni krzywkowych) i zapoczątkowaniu suwu rozprężania, na ogół występują optymalne siły napędowe. W szczególności oznacza to, że w wyniku przemieszczania się tłoka wzdłuż powierzchni krzywkowej 8a i 8b uzyskuje się optymalny moment napędowy natychmiast po rozpoczęciu suwu rozprężania w odpowiadającego częściom przejściowym 5a, 5b powierzchni krzywko190 067 wych i intensyfikacji go do maksimum w częściach przejściowych 5a, 5b. Moment napędowy utrzymuje się w zasadzie na stałym poziomie w trakcie suwu rozprężania (odpowiadającym położeniu tłoka w częściach 6a, 6b powierzchni krzywkowych) i co najmniej na początku tego fragmentu cyklu, w konsekwencji ewentualnego dopalania paliwa w tym obszarze pomimo objętościowego rozszerzania, które pojawia się stopniowo w komorze K w miarę przebiegu w niej suwu rozprężania..

Według pokazanego przykładu wykonania, faza sprężania przebiega, gdy tłok znajduje się na powierzchniach krzywkowych 8a, 8b w ich ukośnych częściach, pochylnych pod kątem od około 25° do około 36°, to jest przy średnim kącie (patrz fig. 14) około 30°. W razie potrzeby kąty pochylenia (i kąt średni) można, na przykład, zwiększyć do około 45° lub, w razie takiej konieczności, więcej. Faza rozprężania przebiega odpowiednio w przedstawionym przykładzie wykonania w przedziale od około 22° do około 27° na dwóch powierzchniach krzywkowych 8a i 8b, to jest przy średnim kącie (patrz fig. 14) około 24C.

W rezultacie stosunkowo stromego (średniego) konturu powierzchni krzywkowych rzędu 30° w fazie sprężania i stosunkowo łagodnego konturu 24° w fazie rozprężania, uzyskuje się szczególnie korzystne zwiększenie trwałości podczas suwu rozprężania w stosunku do trwałości podczas suwu sprężania.

Według wynalazku istnieje możliwość, ze względu na wspomnianą asymetryczną zależność pomiędzy prędkością ruchu podczas suwu sprężania a prędkością ruchu podczas suwu rozprężania, przesunięcia procesu spalania w fazie sprężania bliżej do wewnętrznego punktu zwrotnego, a tym samym przesunięcie czasu większej części procesu spalania na początek fazy rozprężania, bez ujemnego wpływu na spalanie. W rezultacie istnieje możliwość uzyskania lepszego sterowania i lepszego wykorzystania siły napędowej spalania paliwa w fazie rozprężania niż dotychczas. Między innymi, istnieje możliwość przesunięcia, występującego w przeciwnym wypadku, niekontrolowanego spalania z fazy sprężania w punkcie zwrotnym do fazy rozprężania, a tym samym przekształcenia takich „punktów ciśnienia”, w których występuje niekontrolowane spalanie w fazie sprężania, na użyteczną pracę w fazie rozprężania..

Przedłużając fazę rozprężania kosztem fazy sprężania uzyskuje się stosunkowo większy ruch tłoka w fazie sprężania niż w fazie rozprężania. Ma to wpływ na każdy zespół tłoków silnika spalinowego w każdym pojedynczym cyklu roboczym.

Zawirowanie gazu w komorze roboczej wywołano wtryskując gazy wydechowe poprzez skośnie ustawione okna wydechowe 25 (patrz fig. 2), a następnie wtryskując powietrze przedmuchowe poprzez skośnie ustawione okna powietrza przedmuchowego 24 (patrz fig. 3). W ten sposób wytwarza się zawirowanie, to jest spiralny przepływ gazu (patrz strzałka 38 w cylindrze 21-1 na fig. 9), który jest utrzymywany przez cały cykl roboczy. Efekt zawirowania jest odnawiany podczas cyklu roboczego, to jest podczas fazy wtryskiwania, zapłonu i spalania.

W rezultacie, do strumienia gazów 38 doprowadza się podczas przepływu w cyklu roboczym nowy impuls zawirowania, wtryskując paliwo wylotem 36, a następnie doprowadzając do jego zapłonu za pomocą zespołu zapłonowego 39, wskutek czego pomocnicze spalanie wytwarza czoło płomienia o stałym kierunku z odpowiednim czołem fali ciśnienia pokrywającej się z grubsza z już istniejącym strumieniem 38 gazu. Efekt zawirowania jest konsekwentnie podtrzymywany podczas całego suwu sprężania i jest odnawiany podczas przechodzenia poprzez wtryskiwanie skośnego strumienia 31 paliwa przez skośnie usytuowany wylot 36, jak pokazano na fig. 4a. Dodatkowe efekty zawirowania uzyskuje się w fazie spalania. Jeszcze jedno dodatkowe zwiększenie efektu zawirowania można uzyskać zgodnie z konstrukcją, jak pokazano na fig. 4b. stosując dodatkowy wtryskiwap.7 32 znajdujący się w pewnym odstępie kątowym od pierwszego wtryskiwacza 32, oraz stosując dodatkowe urządzenie zapłonowe 39a, usytuowane w pewnym odstępie kątowym od pierwszego urządzenia zapłonowego 39. Po ponownym otwarciu się okien wydechowych 25 po zakończeniu suwu roboczego, gazy wydechowe są wydalane z dużą prędkością przepływu, to jest z dużą prędkością zawirowania podczas fazy wydechu gazów spalinowych przez wspomniane skośnie usytuowane porty wydechowe. Ponadto efekt zawirowania gazów wydechowych jest podtrzymywany natychmiast po otwarciu skośnie rozmieszczonych okien przedmuchowych 24 tak, że resztki gazów wydechowych są przedmuchiwane w stanie zawirowanym na zewnątrz komory roboczej K na za22

190 067 kończenie fazy rozprężania i rozpoczęcie fazy sprężania. Następnie efekt zawirowania jest podtrzymywany po zamknięciu okien wydechowych, natomiast okna przedmuchowe nadal znajdują się w stanie otwartym na znacznym odcinku łuku.

Według wynalazku istnieje możliwość regulowania objętości przestrzeni pomiędzy tłokami 44, 45 w cylindrze 21 poprzez regulowanie odległości pomiędzy tłokami 44, 45. lstnieje zatem możliwość bezpośredniego regulowania stopnia sprężania cylindra 21, w razie takiej potrzeby, na przykład podczas pracy silnika, za pomocą prostej techniki regulacyjnej, przystosowanej do koncepcji sinusoidalnej. Według wynalazku, specjalnie interesujące jest zmienianie stopnia sprężania w połączeniu z rozruchem silnika, to jest podczas rozruchu zimnego, w stosunku do najbardziej korzystnego stopnia sprężania możliwego do uzyskania podczas zwykłego działania. Zainteresowanie budzi również możliwość zmiany .stopnia sprężania podczas pracy z różnych innych powodów.

Rozwiązanie konstrukcyjne takiej regulacji według wynalazku jest oparte na technikach regulacji za pomocą oleju pod ciśnieniem. Alternatywnie, istnieje możliwość zastosowania do regulowania stopnia sprężania, na przykład elektronicznej techniki regulacyjnej, o której dalej się nie wspomina.

Alternatywnie, odpowiednie możliwości regulacyjne można zastosować również do tłoka 45, zastępując pierwszą głowicę 12a odpowiednim urządzeniem krzywkowym, jak pokazano na przykładzie drugiej głowicy 12b.

Oczywiście, według wynalazku, istnieje możliwość regulowania położenia obu tłoków 44, 45 w odpowiednim dla nich cylindrze za pomocą odpowiednich dla nich krzywkowych urządzeń prowadzących z ich odpowiednimi oddzielnymi możliwościami regulowania w niezależny sposób.

Jest również oczywiste, że regulacja położenia tłoków w cylindrze może być wykonana synchronicznie dla obu tłoków 44, 45, albo indywidualnie, w zależności od potrzeb.

Na figurach 15 i 16 przedstawiono schematycznie alternatywne rozwiązanie pewnych szczegółów w głowicy stanowiącej krzywkowe urządzenie prowadzące, oznaczonej tu jako 112a, oraz odpowiedniego trzonu tłokowego oznaczonego jako 148, a także pary kuł dociskowych oznaczonych jako 153 i 155.

Pierwsza głowica 12a przedstawiona na fig. 1 wymaga stosunkowo dużo miejsca ze względu na zastosowane samonastawne koła nośne 53 i 55 usytuowane obok siebie w kierunku promieniowym głowicy 12a, to jest z jednym kołem nośnym 53 ustawionym promieniowo na zewnątrz względem drugiego koła pomocniczego 55 i z odpowiednimi powierzchniami prowadzącymi 54, 56 pokazanymi odpowiednio jako oddzielone od siebie w kierunku promieniowym i usytuowane na każdym ze swoich promieniowych występów.

W alternatywnej konstrukcji widocznej na fig. 15 i 16, głowica 112a zawiera kule dociskowe 153, 155 ustawione kolejno w kierunku osiowym głowicy 112a. Każda kula dociskowa jest umieszczona po jednej stronie występu, w postaci pośredniego pierścieniowego kołnierza 112. Pierścieniowy kołnierz 112 ma górną powierzchnię z ukształtowaną powierzchnią prowadzącą w postaci sinusoidalnego górnego rowka 154 do prowadzenia górnej kuli dociskowej 153, która jest główną kulą nośną trzonu tłokowego 148, i ma dolną powierzchnię z ukształtowaną powierzchnią prowadząca w postaci sinusoidalnego dolnego rowka 155a do prowadzenia dolnej kuli dociskowej 155, która jest pomocniczą kulą nośną trzonu tłokowego 148. Rowki 154 i 155a mają jak widać na fig. 15, postać wklęsłego elementu zaokrąglonego na boki, odpowiadającego kulistemu konturowi kuł 153, 155. Na figurze przedstawiono pierścieniowy kołnierz 112 o stosunkowo małej grubości, ale tę mała grubość można skompensować jego wytrzymałością w kierunku obwodowym, wynikającą z samowzmacniającego efektu konturu krzywej sinusoidalnej, co jest pokazane na skośnym przekroju pierścieniowego kołnierza, pokazanym na fig. 16. Na fig. 15 pokazano fragment pierścieniowego kołnierza 112 w przekroju, natomiast na fig. 16 widać przekrój poprzeczny pierścieniowego kołnierza 112 wzdłuż jego obwodu, w widoku od jego środka.

lstnieje możliwość zastosowania jeszcze bardziej odpowiednich konstrukcji wspomnianych powyżej szczegółów zarówno w głowicach stanowiących krzywkowe urządzenia prowadzące, to jest również w takich urządzeniach, których nie pokazano dalej w odniesieniu do dolnego krzywkowego urządzenia prowadzącego według fig. 1.

190 067

Na figurze 1 pokazano rurowy, stosunkowo duży trzon tłokowy 48, natomiast w alternatywnym przykładzie wykonania według fig. 15 i 16 trzon tłokowy 148 jest bardziej wysmukły, zwarty, w kształcie drążka, z ceową główką 148a z dwoma, skierowanymi przeciwnie, uchwytami kulistymi 148b, 148c do odpowiednich kuł dociskowych 153, 155.

Trzon tłokowy 148 może być zaopatrzony w sposób tu nie pokazany, w zewnętrzny gwint, który współpracuje z gwintem wewnętrznym w głowicy tak, że można regulować położenie trzonu tłokowego, a tym samym związanego z nim uchwytu kulistego 148b, względem odpowiednich położeń osiowych główki 148a. Może to, między innymi, ułatwić montaż uchwytu kulistego 148b wraz z odpowiednią dla niego kulą 153 względem pierścieniowego kołnierza 112.

Na figurze 16 pokazano pierścieniowy kołnierz 112 o minimalnej grubości w miejscach swoich skośnie biegnących części, natomiast jego grubość można być zwiększona w sposób nie pokazany, tak, że jest większa na grzbietach i dolinach sinusoidalnej prowadnicy krzywkowej co może wymagać zapewnienia równomiernej lub prawie równomiernej odległości pomiędzy kulami 153, 154 wzdłuż całego obwodu pierścieniowego kołnierza..

W główce 148a jest utworzony wlot 100 oleju smarnego, który wewnątrz ceowej główki 148a rozgałęzia się na pierwszy kanał 101 biegnący ku wylotowi 102 oleju w górnym uchwycie 148b kuli 153, i na drugi kanał 103 biegnący ku wylotowi 104 oleju smarnego w dolnym uchwycie 148c kuli 155.

Na figurach 15 i 16 pokazano kule dociskowe 153, 155, które pełnią tę samą rolę co osadzone w łożyskach kulkowych samonastawne koła nośne 53, 55 z fig. 1. Kule dociskowe

153, 155 są głównie przystosowane do toczenia się stosunkowo prostoliniowo wzdłuż odpowiednich rowków 154, 155a, ale można im dodatkowo umożliwić toczenie się w pewnym stopniu na boki w odpowiednim rowku, w razie takiej potrzeby. Konstrukcja kul dociskowych 153 i 155 jest taka sama i taka, że uchwyty 148a, 148b wraz z odpowiednimi gniazdami na kule, można również skonstruować jako identyczne elementy i tak, że konstrukcja rowków

154, 15 5a. jest również identyczna.

Widać, że kule dociskowe 153, 155 są wydrążone i mają konstrukcję skorupową o stosunkowo małej grubości ścianki. W ten sposób uzyskuje się kule naciskowe o małej masie i małej objętości, a - ponadto osiąga się ich pewną sprężystość umożliwiającą lokalne rozprowadzanie skrajnych sił ciśnieniowych, które występują w samej kuli jako takiej.

Jak przedstawiono na fig. 17 i 18, wzdłuż przeciwległych boków głowicy 148a trzonu tłokowego 148 są ukształtowane dwa wewnętrzne rowki prowadzące 107, 108, przez które przechodzą pręty prowadzące 105, 106.

190 067

190 067

FIG Ύ

190 067

FIG. 1a

190 067

12a

FIG. 1b

190 067

FIG 2

21a 30

FIG 3

190 067 ²? 23

FIG 4a

P ^21, ₂₃

35a‘

FIG 4b

190 067

FIG 5a

190 067

13a 13' H^f

FIG, 5b

190 067

5oa

50c

50d

FIG. 5e

190 067

FIG. 5g

190 067

FIG. 5h

190 067

FIG. 6a

190 067

190 067

FIG.9

190 067

FSO. ΊΟ

190 067 <

z

X o

o

-Es t>

-CS o

-Cs

LD

-Cs ’Τ

-Cs tU

-Cs

OJ £S _ss

O fO τΟ

LL

190 067

<3

CD τΟ

LL

190 067

190 067

14£>b

153

14£>c

155a

FIG. 16

190 067

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 6,00 zł.

Claims (5)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Silnik spalinowy dwusuwowy spalania wewnętrznego zawierający wał napędowy i szereg, rozmieszczonych pierścieniowo wokół wspólnego wału napędowego i mających osie równoległe do wału napędowego, cylindrów, z których każdy zawiera dwa tłoki osadzone ruchomo do siebie i od siebie i mające pomiędzy nimi wspólną, pośrednią komorę roboczą, przy czym każdy z tłoków jest zaopatrzony w ruchomy w kierunku osiowym trzon tłokowy, którego wolny koniec zewnętrzny jest oparty za pośrednictwem koła nośnego na odpowiadającej mu krzywkowym urządzeniu prowadzącym mającym krzywoliniowy tor o zarysie krzywej podobnej do sinusoidy w postaci głowicy, usytuowanej na przeciwległych końcach cylindra do sterowania ruchem tłoka względem odpowiedniego cylindra, znamienny tym, że dwa tłoki (44, 45) w każdym cylindrze (21; 21-1, 21-2, 21-3, 21-4, 21-5) są usytuowane w różnych fazach względem siebie i są połączone z różniącymi się między sobą sterującymi głowicami (12a, 12b), stanowiącymi krzywkowe urządzenia prowadzące dwóch tłoków (44, 45), przy czym głowice (12a, 12b) mają odpowiadające sobie, różniące się sinusoidalne powierzchnie krzywkowe (8a, 8b), które w niektórych swoich częściach (la, 2a, 3a, 5a, 6a, 7a; 2b, 3b, 5b, 6b, 7b) są przesunięte w fazie względem siebie, zaś w pozostałych swoich częściach (4a, 4b) są we wspólnej fazie.
2. 2. Silnik według zastrz. 1, znamienny tym, że w punkcie zwrotnym (Oa, Ob) pomiędzy suwem sprężania a suwem rozprężania co najmniej jeden tłok (44) cylindra (21), a korzystnie oba tłoki (44, 45) cylindra (21), jest utrzymywany indywidualnie osiowo nieruchomo lub prawie nieruchomo w części komory roboczej (K), i jest sterowany za pomocą odpowiedniej prostoliniowej lub prawie prostoliniowej części martwej (4a, 4b) odpowiedniej sinusoidalnej powierzchni krzywkowej (8a, 8b).
3. 3. Silnik według zastrz. 2, znamienny tym, że część komory roboczej (K), w której co najmniej jeden tłok (44) cylindra (21), a korzystnie oba tłoki (44, 45) cylindra (21), są nieruchome lub prawie nieruchome, stanowi komorę spalania (KI) do spalania co najmniej części paliwa, a korzystnie do spalania głównej części paliwa tuż przed następną fazą rozprężania.
4. 4. Silnik według zastrz. 3, znamienny tym, że komora spalania (KI) jest utworzona pomiędzy tłokami (44, 45) w ich położeniach na długości kątowej łuku od 5° do 10° sinusoidalnych powierzchni krzywkowych (8a, 8b) i łuku obrotu wału napędowego (11).
5. 5. Silnik według zastrz. 1, znamienny tym, że sterujący funkcją segment doliny sinusoidalnej pierwszej powierzchni krzywkowej (8a) pierwszej głowicy (12b) stanowiącej krzywkowe urządzenie prowadzące pierwszego tłoka (44), jest przesunięty fazowo względem strujacego funkcją przedmuchiwania segmentu doliny sinusoidalnej drugiej powierzchni krzywkowej (8b) drugiej głowicy (12a), stanowiącej krzywkowe urządzenie prowadzące drugiego tłoka (45).