PL198696B1 - Silnik spalinowy z wirującymi cylindrami - Google Patents

Abstract

1. Silnik spalinowy z wiruj acymi cylindrami, posiadaj acy wydrazony wa l skojarzony ruchowo z usytuowanymi i obracaj acymi si e wokó l niego cylindrami wyposa zonymi w t loki zamocowa- ne mimo srodowo wobec wa lu, przy czym wa l wspó lpracuje z cylindrami poprzez rozrz ad mie- szanki paliwowo-powietrznej i spalin, znamien- ny tym, ze wa l (1) na odcinku wspó lpracuj acym z cylindrami (2) posiada wykorbienie, natomiast t loki (3) poszczególnych cylindrów (2) po laczone s a korbowodami (4) obrotowo i posuwisto-zwro- tnie z wykorbieniem pomocniczym (5), zlokali- zowanym na zewn etrz cylindrów (2) i osadzo- nym obrotowo za pomoc a swych ramion na wale (1) po bokach wykorbienia wa lu (1). PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest silnik spalinowy z wirującymi cylindrami znajdujący zastosowanie, zwłaszcza do napędu maszyn i urządzeń roboczych w szczególności w lotnictwie.

Znany jest, na przykład z opisu zgłoszeniowego wynalazku PCT/IT 96/00127 obrotowy dwusuwowy silnik z wewnętrznym spalaniem, który posiada centralny obrotowy element zamocowany do wału napędowego z cylindrami usytuowanymi prostopadle wokół przedmiotowego wału. W każdym cylindrze znajduje się posuwisty tłok, którego denko skierowane jest w kierunku wału napędowego. Podstawa tłoka wystaje z cylindra i jest suwliwa po wewnętrznej krawędzi pierścieniowego korpusu, usytuowanego wokół centralnego elementu z osią geometryczną mimośrodową w stosunku do geometrycznej osi elementu obrotowego. Mimośrodowy obrót w stosunku do pierścieniowego korpusu powoduje kolejno w każdym cylindrze etapy spalania i rozprężania, oraz wdechu i wydechu, typowe dla silników dwusuwowych.

Znany jest również z opisu patentowego US 1526610 silnik obrotowy, który ma wydrążony obrotowy wał, głowica cylindrów zamocowana jest do tego wału, a cylindry połączone są promieniowo z wałem. Głowica zawiera kadłuby łączące wydrążony wał z odpowiednimi cylindrami i zawiera środki do mimośrodowego obrotu wokół wału, oraz środki łączące sterowania kanałami z tłokami w celu umożliwienia ich ruchu pomiędzy tymi środkami i cylindrami, oraz spowodowania modelowego ruchu tych środków wraz z cylindrami.

Podobna konstrukcja silniko-pompy spalinowej znana jest również z polskiego zgłoszenia patentowego P-310335.

Znane rozwiązania silników spalinowych tłokowych, w których tłoki i korbowody wykonują ruch posuwisto-zwrotny powodują duże drgania silnika, co jest uciążliwe ze względu na sprzyjanie powstaniu choroby wibracyjnej u ludzi, bądź wręcz niebezpieczne, przykładowo w napędach lotniczych.

Celem wynalazku jest opracowanie takiej konstrukcji silnika spalinowego z wirującymi cylindrami, która w zasadniczy sposób obniży drgania silnika, rozszerzając możliwości stosowania tego typu napędu.

Istota wynalazku polega na tym, że wał na odcinku współpracującym z obracającymi się wokół niego cylindrami posiada wykorbienie, natomiast tłoki poszczególnych cylindrów połączone są korbowodami obrotowo i posuwisto-zwrotnie z wykorbieniem pomocniczym, zlokalizowanym na zewnątrz cylindrów i osadzonym obrotowo za pomocą swych ramion na wale, po bokach wykorbienia tego wału.

Korzystnym jest, gdy silnik ma rozmieszczone wokół wykorbienia wału, z podziałką po 90°, cztery cylindry wirujące wokół wału, przy czym między cylindrami a wykorbieniem wału zlokalizowany jest, osadzony na tym wykorbieniu pierścień rozrządowy wyposażony w otwory dla doprowadzenia do każdego z cylindrów mieszanki paliwowo-powietrznej i odprowadzenia spalin.

Zasadniczą zaletą silnika według wynalazku jest to, że ruch wirowy cylindrów wokół wału wymusza ruch tłoków w cylindrach, ograniczając tym samym drgania, które w tradycyjnych silnikach powstają przy ruchu posuwisto-zwrotnym tłoków w nieruchomych cylindrach i są przenoszone przez korbowody na wał. Konstrukcja tego silnika może znaleźć zastosowanie również w silnikach parowych, pompach lub podobnych maszynach i wówczas cała konstrukcja ulec może uproszczeniu poprzez eliminację zaworów, jako że w tych maszynach zespół cylindrów wirujących wokół wału jest zasilany w odpowiednim momencie przez otwory w wale głównym i cylindrach.

Wynalazek został bliżej objaśniony w przykładzie wykonania na rysunku, gdzie fig. 1 przedstawia w schematycznym uproszczeniu budowę silnika według wynalazku z jednym wirującym cylindrem, fig. 2 - przedstawiony w schematycznym uproszczeniu silnik czterosuwowy według wynalazku w przekroju wzdłuż osi wału, a fig. 3 - przedstawiony również w schematycznym uproszczeniu silnik czterosuwowy w przekroju przez osie cylindrów, prostopadłym do wału.

Wał 1 silnika (fig. 1) posiada cylinder 2, wewnątrz którego znajduje się tłok 3, połączony za pomocą korbowodu 4 z dodatkowym wykorbieniem 5, które wirując wokół wału 1 synchronicznie z cylindrem 2 wymusza ruch tłoka 3 w cylindrze 2. Wymiana ładunku w cylindrze 2 odbywa się poprzez wydrążony wał 1, a cykl pracy realizowany jest przez zawór obrotowy w postaci pierścienia 6 osadzonego na wykorbieniu wału 1, w odpowiednim czasie zamykającego oraz otwierającego dopływ i odpływ z cylindra 2 za pomocą otworów 7. Elektroniczny układ zapłonowy wiruje wraz z cylindrem 2 i jest zasilany za pomocą odpowiedniego styku ślizgowego. Synchronizacja obrotów cylindra 2 i dodatkowego wykorbienia 5 zapewnia sztywne połączenie tłoka 3 z korbowodem 4, który raczej pełni rolę tłoczyska i zamknięcie cylindra 2 pod tłokiem 3 pokrywą 8, w której porusza się tłoczysko. Przy

PL 198 696 B1 większej ilości cylindrów 2 (fig. 2, fig. 3) synchronizację pomiędzy zespołem cylindrów 2, a zespołem korbowo-tłokowym 9 zapewnia nie narysowana przekładnia zębata, zaś tłoki 3 z korbowodami 4 połączone są wahliwie i nie stosuje się pokryw 8 (fig. 1) zamykających cylindry 2 pod tłokami 3.

Claims (2)

1. Silnik spalinowy z wirującymi cylindrami, posiadający wydrążony wał skojarzony ruchowo z usytuowanymi i obracającymi się wokół niego cylindrami wyposażonymi w tłoki zamocowane mimośrodowo wobec wału, przy czym wał współpracuje z cylindrami poprzez rozrząd mieszanki paliwowo-powietrznej i spalin, znamienny tym, że wał (1) na odcinku współpracującym z cylindrami (2) posiada wykorbienie, natomiast tłoki (3) poszczególnych cylindrów (2) połączone są korbowodami (4) obrotowo i posuwisto-zwrotnie z wykorbieniem pomocniczym (5), zlokalizowanym na zewnętrz cylindrów (2) i osadzonym obrotowo za pomocą swych ramion na wale (1) po bokach wykorbienia wału (1).

2. Silnik według zastrz. 1, znamienny tym, że ma rozmieszczone wokół wykorbienia wału (1) z podziałką 90° cztery cylindry (2) wirujące wokół wału (1), przy czym między cylindrami (2) a wykorbieniem wału (1) zlokalizowany jest osadzony na wykorbieniu pierścień rozrządowy (6) wyposażony w otwory (7) dla doprowadzenia do każdego z cylindrów (2) mieszanki paliwowo-powietrznej i odprowadzenia spalin.