PL216801B1 - Multicylinder engine, particularly for compressed gases, or internal combustion engine with variable compression ratio - Google Patents
Multicylinder engine, particularly for compressed gases, or internal combustion engine with variable compression ratioInfo
- Publication number
- PL216801B1 PL216801B1 PL389076A PL38907609A PL216801B1 PL 216801 B1 PL216801 B1 PL 216801B1 PL 389076 A PL389076 A PL 389076A PL 38907609 A PL38907609 A PL 38907609A PL 216801 B1 PL216801 B1 PL 216801B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- cylinder
- working
- piston
- pistons
- ring
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
- F01C9/00—Oscillating-piston machines or engines
- F01C9/002—Oscillating-piston machines or engines the piston oscillating around a fixed axis
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
- F01C11/00—Combinations of two or more machines or engines, each being of rotary-piston or oscillating-piston type
- F01C11/002—Combinations of two or more machines or engines, each being of rotary-piston or oscillating-piston type of similar working principle
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
- F01C17/00—Arrangements for drive of co-operating members, e.g. for rotary piston and casing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
- F01C17/00—Arrangements for drive of co-operating members, e.g. for rotary piston and casing
- F01C17/02—Arrangements for drive of co-operating members, e.g. for rotary piston and casing of toothed-gearing type
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Abstract
Silnik wielocylindrowy o liczbie cylindrów trzy lub wielokrotności trzy, zwłaszcza pneumatyczny lub spalinowy o spalaniu wewnętrznym ze zmiennym stopniem sprężania, z tłokami wahadłowymi, posiadający jeden wał korbowy (10) i wał prosty złożony, gdzie tłoki główne (1) połączone są z wałem korbowym za pomocą sworzni i korbowodów (5), natomiast tłoki pomocnicze (2) połączone są z tłokami głównymi (1) za pomocą elementów wału prostego, złożonego w następujący sposób: - tłok pomocniczy cylindra pierwszego połączony jest z tłokiem głównym cylindra trzeciego, - tłok pomocniczy cylindra drugiego połączony jest z tłokiem głównym cylindra pierwszego, - tłok pomocniczy cylindra trzeciego połączony jest z tłokiem głównym cylindra drugiego itd., przy czym kiedy mamy zwielokrotnioną liczbę cylindrów w jednym rzędzie, cylindry zamknięte są głowicą (8), posiadającą zawory i elementy zapłonowe lub wtryskowe.A multi-cylinder engine with three or multiples of three cylinders, in particular pneumatic or internal combustion engine with variable compression ratio, with oscillating pistons, having one crankshaft (10) and a straight composite shaft, the main pistons (1) being connected to the crankshaft by by means of pins and connecting rods (5), while the auxiliary pistons (2) are connected to the main pistons (1) by means of elements of a straight shaft, assembled as follows: - the auxiliary piston of the first cylinder is connected to the main piston of the third cylinder, - the auxiliary piston of the third cylinder the second cylinder is connected to the main piston of the first cylinder, - the auxiliary piston of the third cylinder is connected to the main piston of the second cylinder, etc., and when there is a multiple number of cylinders in one row, the cylinders are closed with a cylinder head (8) with valves and ignition or injection elements .
Description
Przedmiotem wynalazku jest silnik wielocylindrowy, zwłaszcza na sprężone gazy lub spalinowy wewnętrznego spalania ze zmiennym stopniem sprężania, dwutłokowy z tłokami pracującymi parami wahadłowo i przeciwsobnie w każdym z toroidalnych cylindrów.The subject of the invention is a multi-cylinder engine, especially for compressed gases or internal combustion with a variable compression ratio, a twin-piston engine with pairs working in a pendulum and push-pull operation in each of the toroidal cylinders.
Znane są rozwiązania, gdzie tłoki wahadłowe pracują parami i przeciwsobnie w jednym toroidalnym cylindrze ze wspólną komorą spalania, a każdy z tłoków połączony jest z oddzielnym wałem korbowym, czyli układy z dwoma wałami karbowymi. W silnikach tych o takiej budowie nie występują ścisłe zależności pomiędzy ilością cylindrów a sposobem ich pracy.There are known solutions where swinging pistons work in pairs and in opposition in one toroidal cylinder with a common combustion chamber, and each of the pistons is connected to a separate crankshaft, i.e. systems with two notched shafts. In such engines, there are no close relationships between the number of cylinders and the way they work.
Z polskiego opisu patentowego nr 170 127 znany jest silnik, który posiada wirujący tłok usytuowany w walcowym cylindrze, zawierający dwie współosiowo osadzone obrotowe przegrody, pierwszą z ramionami górnymi i dolnymi i drugą z ramionami górnymi i dolnymi, sprzęgnięte ze sobą poprzez dwie identyczne przekładnie falowe czołową i tylną, z których każda ma dwa identyczne kształtowe elementy zębate. Wejściowy kształtowy element zębaty przekładni falowej tylnej jest połączony sztywno z pierwszą przegrodą obrotową tłoka, a element kształtowy zębaty wyjściowy tej przekładni jest zamocowany sztywno na obrotowym wale wyjściowym, na którym także sztywno osadzony jest kształtowy zębaty element wyjściowy przekładni czołowej falowej współpracujący z wejściowym zębatym elementem kształtowym tej przekładni, sprzęgniętym sztywno z drugą obrotową przegrodą tłoka. Osie symetrii kształtowych elementów zębatych wyjściowych zamocowanych na obrotowym wale wyjściowym są przesunięte względem siebie o 90°, a ramiona z uszczelnieniami przegród obrotowych tłoka wspólnie ze ścianą cylindra i pokrywami przednią i tylną tworzą cztery komory robocze o zmiennej objętości.Polish patent specification No. 170 127 describes an engine that has a rotating piston located in a cylindrical cylinder, containing two coaxially mounted rotating partitions, the first with the upper and lower arms and the second with the upper and lower arms, coupled to each other by two identical spur gears. and a rear, each having two identical geometry. The input shaped element of the rear wave transmission is rigidly connected to the first rotary baffle of the piston, and the output tooth of this transmission is rigidly mounted on the rotary output shaft, on which is also rigidly mounted the output shaped element of the wave spur gear cooperating with the input tooth profile of this transmission, rigidly coupled to the second rotary partition of the piston. The axes of symmetry of the shaped output gears mounted on the rotary output shaft are shifted to each other by 90 °, and the arms with seals of the rotary partitions of the piston together with the cylinder wall and front and rear covers form four working chambers of variable volume.
Z polskiego opisu patentowego nr 175 572 znany jest obrotowy silnik spalinowy wewnętrznego spalania posiadający bębnowo ukształtowaną komorę spalania z pierwszym i drugim zespołem piasty i urządzeniem łopatkowym umieszczonym w tej komorze i swobodnie obrotowo na wale napędowym. Każdy z tych zespołów piasty i łopatek ma pierwszą i druga łopatkę, które są zamocowane średnicowo naprzeciw siebie z piastą pomiędzy nimi. Każda z przekładni zębatych zawiera pierwszy element mechanizmu zapadkowego służący do obrotowego łączenia jednej z piast z wałem napędowym w pierwszym kierunku obrotu i do odłączenia jednej z piast od wału napędowego w drugim kierunku obrotu oraz drugi element mechanizmu zapadkowego z elementem zapewniającym przełożenie redukcyjne.Polish Patent No. 175,572 discloses a rotary internal combustion engine having a drum-shaped combustion chamber with first and second hub units and a vane device disposed therein and freely rotatable on the drive shaft. Each of these hub and blade assemblies has first and second blades that are mounted diametrically opposite each other with the hub therebetween. Each of the gears includes a first ratchet component for pivotally connecting one of the hubs to the drive shaft in a first direction of rotation and for disengaging one of the hubs from the drive shaft in a second direction of rotation, and a second ratchet component with the reduction gear component.
Z polskiego opisu patentowego nr 190 094 znany jest silnik spalinowy spalania wewnętrznego zawierający szereg cylindrów silnikowych, które są rozmieszczone w szeregu pierścieni wokół wspólnego centralnego wału napędowego. W każdym z cylindrów znajduje się para tłoków poruszających się ku sobie i od siebie oraz wspólna, pośrednia komora robocza dla każdej pary tłoków. Każdy tłok wyposażony jest w swój trzon tłokowy z odpowiednią rolką nośną, tworzącą oparcie na swoim odpowiednim „sinusowym” krzywkowym urządzeniu prowadzącym, sterującym ruchami tłoka względem odpowiedniego cylindra. Co najmniej jeden z dwóch tłoków w każdym cylindrze można regulować w sposób nastawialny w cylindrze, zwłaszcza do regulowania stopnia sprężania we wspólnej komorze roboczej.Polish patent specification No. 190 094 discloses an internal combustion engine comprising a series of engine cylinders, which are arranged in a series of rings around a common central drive shaft. Each cylinder has a pair of pistons moving towards and away from each other, and a common, intermediate working chamber for each pair of pistons. Each piston is equipped with its piston rod with a respective support roller, forming a support on its respective "sine" cam guide device which controls the movements of the piston relative to the respective cylinder. At least one of the two pistons in each cylinder is adjustable in the cylinder, in particular for regulating the compression ratio in the common working chamber.
Z polskiego opisu patentowego nr 190 067 znany jest silnik spalinowy dwusuwowy spalania wewnętrznego, posiadający wiele cylindrów rozmieszczonych w pierścieniowych szeregach wokół wspólnego, znajdującego się pośrodku wału napędowego, z osiami biegnącymi równolegle do wału napędowego. W każdym z cylindrów znajduje się para tłoków poruszających się ku sobie i od siebie, pracujących we wspólnej pośredniej komorze roboczej. Każdy tłok tworzy, za pośrednictwem trzonu tłokowego z odpowiednią rolką nośną, podporę i sterownik za pośrednictwem płata „sinusowego” w krzywkowym urządzeniu prowadzącym. Dwa tłoki w każdym cylindrze znajdują się w różniących się od siebie fazach, którymi się steruje za pomocą różniących się między sobą krzywkowych urządzeń prowadzących, skonstruowanych z odpowiadającymi sobie zróżnicowanymi płatami „sinusowymi” (krzywymi „sinusowymi”).Polish patent specification No. 190 067 discloses a two-stroke internal combustion engine having a number of cylinders arranged in annular rows around a common, centrally located drive shaft, with axes running parallel to the drive shaft. In each of the cylinders there is a pair of pistons moving towards and away from each other, working in a common intermediate working chamber. Each piston forms, via the piston rod with the respective support roller, a support and a controller via a "sine" airfoil in a cam guide device. The two pistons in each cylinder are in different phases which are controlled by different cam guide devices constructed with correspondingly differentiated "sine" lobes ("sine" curves).
Z polskiego opisu patentowego nr 199 751 znany jest silnik spalinowy łopatkowy posiadający elipsoidalny cylinder i obracający się w nim wirnik kołowy z wychylającymi się z niego łopatkami, gdzie łopatki prowadzone są po elipsoidalnych ściankach cylindra przy pomocy systemów korbowych składających się z ramion umocowanych obrotowo na wykorbionym, umieszczonym w osi wirnika i wirującym w przeciwnym kierunku niż wirnik, lecz z tą samą prędkością obrotową co wirnik wale lub naThe Polish patent specification No. 199 751 discloses a vane internal combustion engine having an ellipsoidal cylinder and a circular rotor rotating in it with blades tilting out of it, where the blades are guided along the ellipsoidal walls of the cylinder by means of crank systems consisting of arms rotatably mounted on a cranked one, located on the axis of the impeller and rotating in the opposite direction to that of the impeller, but at the same speed as the shaft impeller, or on
PL 216 801 B1 przyporządkowanych każdej łopatce wykorbionych, ułożyskowanych w bocznych ściankach wirnika i wirujących z prędkością dwukrotnie większą od wirnika wałkach.Each blade is associated with cranked, bearing in the side walls of the rotor and rotating at a speed twice the speed of the rotor.
Celem wynalazku jest opracowanie silnika dwutłokowego, zwłaszcza na sprężone gazy lub spalinowego wewnętrznego spalania ze zmiennym lub stałym stopniem sprężania, umożliwiającego zastosowanie tylko jednego wału korbowego, przy zachowaniu pracy silnika jak przy dwóch wałach korbowych, poprawę ogólnej sprawności silników, polepszenie stosunku mocy do masy silnika.The aim of the invention is to develop a twin-piston engine, especially for compressed gases or internal combustion with variable or constant compression ratio, allowing the use of only one crankshaft, while maintaining the engine operation as with two crankshafts, improving the overall efficiency of the engines, improving the power-to-weight ratio of the engine .
Cel ten został osiągnięty przez opracowanie konstrukcji silnika wielocylindrowego, zwłaszcza na sprężone gazy lub spalinowego wewnętrznego spalania ze zmiennym stopniem sprężania zawierającego trzy cylindry lub wielokrotność tej liczby cylindrów, z tłokami wahadłowymi pracującymi parami i przeciwsobnie w wycinkach toroidalnych cylindrów posiadających wspólną dla dwóch tłoków komorę o zmiennej objętości, jeden wał korbowy oraz jeden wał prosty lub przekładnie łańcuchowe, gdzie tłoki główne i tłoki pomocnicze zamocowane są na pierścieniach, tłoki główne połączone są z wałem korbowym za pomocą korbowodów i sworzni tłokowych, według wynalazku charakteryzującego się tym, że tłoki pomocnicze połączone są z tłokami głównymi w trzech sąsiednich cylindrach za pomocą wału prostego złożonego, składającego się z trzech elementów, wałka i dwóch tulei lub za pomocą łańcuchów drabinkowych tak, że tłok pomocniczy pracujący w pierwszym cylindrze połączony jest z tłokiem głównym pracującym w trzecim cylindrze, tłok pomocniczy pracujący w drugim cylindrze połączony jest z tłokiem głównym pracującym w pierwszym cylindrze, tłok pomocniczy pracujący w trzecim cylindrze połączony jest z tłokiem głównym pracującym w drugim cylindrze. Odległość osi wału korbowego od osi wału prostego złożonego jest zbliżona do łącznej długości korbowodu i odległości sworznia tłokowego od osi wału prostego złożonego.This goal was achieved by developing a multi-cylinder engine, especially for compressed gases or internal combustion with a variable compression ratio, containing three cylinders or a multiple of this number of cylinders, with oscillating pistons working in pairs and in anti-parallel sections of toroidal cylinders having a variable chamber common to the two pistons. volumes, one crankshaft and one straight shaft or chain gears, where the main and auxiliary pistons are mounted on rings, the main pistons are connected to the crankshaft by connecting rods and piston pins, according to the invention characterized in that the auxiliary pistons are connected to main pistons in three adjacent cylinders by means of a compound straight shaft consisting of three elements, a shaft and two sleeves or by means of ladder chains, so that the auxiliary piston working in the first cylinder is connected with the main piston working in the third cylinder on the throat, the auxiliary piston working in the second cylinder is connected to the main piston working in the first cylinder, the auxiliary piston working in the third cylinder is connected to the main piston working in the second cylinder. The distance of the crankshaft axis from the composite simple shaft axis is close to the total length of the connecting rod and the distance of the piston pin from the composite simple shaft axis.
Według odmiany wynalazku, trzy cylindry lub ich wielokrotność zabudowane są w jednym rzędzie, pracują ze stałym stopniem sprężania, gdzie pierścień, na którym zamocowany jest tłok pomocniczy pracujący w pierwszym cylindrze połączony jest poprzez wałek wału prostego złożonego osadzony ruchowo w korpusie silnika z pierścieniem, na którym zamocowany jest tłok główny pracujący w trzecim cylindrze, pierścień, na którym zamocowany jest tłok pomocniczy pracujący w drugim cylindrze połączony jest poprzez drugą tuleję wału prostego złożonego z pierścieniem, na którym zamocowany jest tłok główny pracujący w pierwszym cylindrze, pierścień, na którym zamocowany jest tłok pomocniczy pracujący w cylindrze trzecim połączony jest poprzez pierwszą tuleję wału prostego złożonego osadzoną ruchowo na wałku wału prostego złożonego z pierścieniem, na którym zamocowany jest tłok główny pracujący w drugim cylindrze. Połączenia wykonane są w osi mocowania pierścieni, na których zamocowane są tłoki główne i tłoki pomocnicze.According to a variant of the invention, three or a multiple of cylinders are built in one row, they operate with a constant compression ratio, where the ring on which the auxiliary piston is mounted operating in the first cylinder is connected by a shaft of a complex straight shaft, movably mounted in the engine body with the ring, on to which the main piston operating in the third cylinder is mounted, the ring on which the auxiliary piston operating in the second cylinder is mounted, is connected through the second sleeve of the assembled straight shaft to the ring on which the main piston operating in the first cylinder is mounted, the ring on which is mounted the auxiliary piston working in the third cylinder is connected through the first complex straight shaft sleeve movably mounted on the shaft of the assembled straight shaft with a ring on which the main piston working in the second cylinder is mounted. The connections are made in the axis of the ring mounting, on which the main and auxiliary pistons are mounted.
Według odmiany wynalazku, trzy cylindry lub ich wielokrotność zabudowane są w jednym rzędzie, pracują ze zmiennym stopniem sprężania, gdzie połączenia tłoków pomocniczych z tłokami głównymi trzech cylindrów jest za pomocą wałka i dwóch tulei wału prostego złożonego posiadających koła zębate z podsiadającymi koła zębate pierścieniami, na których zamocowane są tłoki główne i tłoki pomocnicze, a wał prosty złożony zawieszony jest ruchowo na wspornikach poza osią mocowania pierścieni tak, że pierścień posiadający część koła zębatego, na którym zamocowany jest tłok pomocniczy pracujący w pierwszym cylindrze połączony jest z kołem zębatym wałka wału prostego złożonego, osadzonym ruchowo na wspornikach, które zamocowane są w osi mocowania tłoków głównych i tłoków pomocniczych, wałek wału prostego złożonego połączony jest poprzez koło zębate z pierścieniem posiadającym część koła zębatego, na którym zamocowany jest tłok główny pracujący w trzecim cylindrze, pierścień posiadający część koła zębatego, na którym zamocowany jest tłok pomocniczy pracujący w drugim cylindrze połączony jest z kołem zębatym drugiej tulei wału prostego złożonego osadzonej ruchowo na wałku wału prostego złożonego, druga tuleja wału prostego złożonego połączona jest poprzez koło zębate z pierścieniem posiadającym część koła zębatego, na którym zamocowany jest tłok główny pracujący w pierwszym cylindrze, pierścień posiadający część koła zębatego, na którym zamocowany jest tłok pomocniczy pracujący w trzecim cylindrze połączony jest z kołem zębatym pierwszej tulei wału prostego złożonego osadzonej ruchowo na wałku wału prostego złożonego, a tuleja połączona jest poprzez koło zębate z pierścieniem posiadającym część koła zębatego, na którym zamocowany jest tłok główny pracujący w drugim cylindrze. Wał prosty złożony posiada kąt obrotu uzależniony od żądanej chwilowej wartości stopnia sprężania. Wał prosty złożony połączony jest z elementem siłowym do zmiany stopnia sprężania.According to a variant of the invention, three cylinders or their multiplicity are built in one row, they work with a variable compression ratio, where the connection of the auxiliary pistons with the main pistons of the three cylinders is by means of a shaft and two simple composite shaft sleeves having gears with rings sitting on the gears, on the main pistons and auxiliary pistons are mounted, and the compound straight shaft is movably suspended on the supports beyond the ring mounting axis, so that the ring having a part of the gear on which the auxiliary piston operating in the first cylinder is mounted is connected with the gear of the shaft of the compound straight shaft , movably mounted on the supports, which are fixed in the axis of mounting the main and auxiliary pistons, the shaft of the compound straight shaft is connected through a gear wheel with a ring having a part of a gear wheel on which the main piston operating in the third cylinder is mounted, a ring having part of a gear wheel The gear, on which the auxiliary piston is mounted, working in the second cylinder, is connected to the gear wheel of the second sleeve of the composite simple shaft, movably mounted on the shaft of the composite simple shaft, the second sleeve of the composite simple shaft is connected through the gear wheel with the ring having a part of the gear wheel on which it is mounted is the main piston working in the first cylinder, the ring having a gear wheel part on which the auxiliary piston working in the third cylinder is mounted is connected to the gear of the first composite simple shaft sleeve movably mounted on the composite simple shaft, and the sleeve is connected by a gear to a ring having a gear part on which the main piston operating in the second cylinder is mounted. The compound straight shaft has an angle of rotation depending on the desired instantaneous value of the compression ratio. The compound simple shaft is connected with a force element to change the compression ratio.
Według innej odmiany wynalazku, trzy cylindry lub ich wielokrotność są zabudowane gwiazdowo wokół wału korbowego, gdzie połączenie tłoków pomocniczych z tłokami głównymi trzech cylindrów jest za pomocą pierścieni z kołami zębatymi, na których zamocowane są tłoki główne i tłoki po4According to another variant of the invention, three or a multiple of the cylinders are mounted in a star shape around the crankshaft, where the connection of the auxiliary pistons with the main pistons of the three cylinders is by means of rings with toothed wheels on which the main pistons and the pistons are mounted.
PL 216 801 B1 mocnicze oraz za pomocą łańcuchów drabinkowych przekładni łańcuchowych tak, że pierścień, na którym zamocowany jest tłok pomocniczy pracujący w pierwszym cylindrze połączony jest łańcuchami drabinkowymi przekładni łańcuchowych z pierścieniem, na którym zamocowany jest tłok główny pracujący w trzecim cylindrze, pierścień, na którym zamocowany jest tłok pomocniczy pracujący w drugim cylindrze połączony jest łańcuchem drabinkowym przekładni łańcuchowych z pierścieniem, na którym zamocowany jest tłok główny pracujący w pierwszym cylindrze pierścień, na którym zamocowany jest tłok pomocniczy pracujący w trzecim cylindrze połączony jest łańcuchem drabinkowym przekładni łańcuchowych z pierścieniem, na którym zamocowany jest tłok główny pracujący w drugim cylindrze. Na łańcuchach drabinkowych przekładni łańcuchowych zamocowany jest układ do napinania i regulacji.And by means of ladder chains of chain transmissions, so that the ring on which the auxiliary piston operating in the first cylinder is mounted is connected by means of ladder chains of chain transmissions to the ring on which the main piston operating in the third cylinder is mounted, the ring on which the auxiliary piston is mounted in the second cylinder, it is connected by a ladder chain of chain gears to the ring, on which the main piston is mounted, working in the first cylinder, the ring on which the auxiliary piston is mounted, operating in the third cylinder, is connected with the ring by a chain of chain gears. which is mounted the main piston working in the second cylinder. A tensioning and adjustment system is mounted on the ladder chains of chain transmissions.
Według innej odmiany wynalazku, trzy cylindry lub ich wielokrotność są zabudowane gwiazdowo wokół wału korbowego, gdzie połączenie tłoków pomocniczych z tłokami głównymi trzech cylindrów są za pomocą pierścieni z kołami zębatymi i łańcuchów drabinkowych przekładni łańcuchowych współpracujących z kołami osadzonymi mimośrodkowo na kołach łańcuchowych układu do napinania i regulacji, współpracujących z łańcuchami drabinkowymi, napędzanych za pomocą koła zębatego regulacji stopnia sprężania tak, że pierścień, na którym zamocowany jest tłok pomocniczy pracujący w pierwszym cylindrze połączony jest łańcuchem drabinkowym przekładni łańcuchowych z pierścieniem, na którym zamocowany jest tłok główny pracujący w trzecim cylindrze pierścień, na którym zamocowany jest tłok pomocniczy pracujący w drugim cylindrze połączony jest łańcuchem drabinkowym z pierścieniem, na którym zamocowany jest tłok główny pracujący w pierwszym cylindrze pierścień, na którym zamocowany jest tłok pomocniczy pracujący w trzecim cylindrze połączony jest łańcuchem drabinkowym przekładni łańcuchowych z pierścieniem, na którym zamocowany jest tłok główny pracujący w drugim cylindrze.According to another variant of the invention, the three or multiple cylinders are mounted in a star shape around the crankshaft, where the connection of the auxiliary pistons with the main pistons of the three cylinders is by means of gear rings and ladder chains of chain transmissions cooperating with wheels eccentrically mounted on the sprockets of the tensioning system and regulation, cooperating with ladder chains, driven by the compression ratio gear wheel, so that the ring on which the auxiliary piston operating in the first cylinder is mounted is connected by a ladder chain of chain gears with the ring on which the main piston is mounted, working in the third cylinder ring on which the auxiliary piston operating in the second cylinder is mounted is connected by a ladder chain to the ring on which the main piston operating in the first cylinder is mounted a ring on which the auxiliary piston operating in the first cylinder is mounted in the third cylinder, it is connected by a chain of chain transmissions to the ring on which the main piston is mounted, operating in the second cylinder.
Silnik wielocylindrowy według wynalazku posiada większą sprawność mechaniczną w wyniku wyeliminowania konieczności stosowania dwóch wałów korbowych lub rozbudowanego systemu korbowodów i energochłonnych połączeń między nimi. Silnik posiada tylko trzy wykorbienia wału i trzy korbowody dla pojedynczego modułu silnika, odznacza się mniejszym tarciem na skutek prowadzenia tłoka na wałku, a nie na gładzi cylindra, z którą stykają się tylko uszczelniacze tłoka, przy zachowaniu smarowania wszystkich części jak w klasycznych silnikach. Silnik wielocylindrowy odznacza się mniejszymi gabarytami i masą silnika około 25% w stosunku do obecnie znanych silników podobnej mocy. Posiada większą sprawność indukowaną w wyniku przesunięcia początku suwu pracy kilkadziesiąt stopni OWK poniżej GMP tłoka głównego i w okolice GMP tłoka pomocniczego, co powoduje generowanie momentu obrotowego od początku suwu pracy przy najwyższych ciśnieniach występujących w cylindrze oraz w wyniku możliwości stosukowo łatwej zmiany stopnia sprężania w odmianie z połączeniami tłoków głównego i pomocniczego poza osią pracy pierścieni mocowania tłoków.The multi-cylinder engine according to the invention has greater mechanical efficiency as a result of the elimination of the need for two crankshafts or an extensive connecting rod system and energy-consuming connections between them. The engine has only three crankshaft cranks and three connecting rods for a single engine module, is characterized by lower friction due to the piston guide on the shaft, and not on the cylinder surface, with which only the piston seals contact, while maintaining the lubrication of all parts as in classic engines. The multi-cylinder engine is characterized by smaller dimensions and an engine weight of about 25% compared to currently known engines of similar power. It has a greater efficiency induced by shifting the start of the work stroke several dozen degrees OWK below TDC of the main piston and in the vicinity of TDC of the auxiliary piston, which causes the generation of torque from the beginning of the work stroke at the highest pressures in the cylinder and as a result of the possibility of relatively easy change of the compression ratio in the variant from connections of the main and auxiliary pistons off center of the piston mounting rings.
Przedmiot wynalazku został uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój boczny przez pierwszy cylinder silnika w odmianie rzędowej o stałej komorze roboczej silnika, z jednym stopniem rozprężania, gdzie tłoki połączone są za pomocą elementów wału prostego złożonego w osi pracy pierścieni mocowania tłoków, w chwili rozpoczęcia suwu pracy w tym cylindrze, przystosowany do zasilania sprężonym gazami, fig. 1A - przekrój wzdłużny A-A na fig. 1 w widoku z góry przez wał prosty złożony silnika w odmianie jak na fig. 1, fig. 2 - przekrój boczny przez pierwszy cylinder silnika w odmianie rzędowej ze zmienną komorą roboczą silnika, zmiennym stopniem sprężania, gdzie tłoki połączone są za pomocą elementów wału prostego poza osią pracy pierścieni mocowania tłoków, w chwili rozpoczęcia suwu pracy w tym cylindrze przy ustawionym maksymalnym stopniu sprężania, przystosowany do zasilania paliwami konwencjonalnymi, fig. 2A - przekrój wzdłużny A-A na fig. 2, w widoku z góry, przez wał prosty złożony i oś mocowania tłoków, w odmianie jak na fig. 2, fig. 3 - przekrój boczny przez pierwszy cylinder w początku suwu pracy w odmianie silnika o stałej komorze roboczej, z różnymi długościami promienia toroidalnego cylindra i różnymi wielkościami tłoków, pracujący z dwoma stopniami rozprężania, fig. 3A - przekrój wzdłużny A-A silnika na fig. 3 przez oś wału złożonego, fig. 4 - przekrój boczny przez pierwsze cylindry silnika w odmianie dwurzędowej o stałej komorze roboczej silnika (stałym stopniu sprężania), gdzie tłoki połączone są za pomocą elementów wału prostego złożonego w osi pracy pierścieni mocowania tłoków, a do każdego pierścienia mocowania tłoków zamocowane są po dwa tłoki pracujące w różnych rzędach cylindrów, w chwili rozpoczęcia suwu pracy w cylindrze prawego rzędu i suwu ssania w cylindrze lewego rzędu, przystosowanego do zasilania paliwami konwencjonalnymi, fig. 4A - przekrój wzdłużny A-A na fig. 4, w widoku z góry i przez wał prosty złożony silnika według odmiany jak na fig. 4, fig. 5 - schemat silnikaThe subject of the invention has been shown in the embodiment in the drawing, in which Fig. 1 shows a side section through the first cylinder of the engine in the in-line variant with a fixed engine working chamber, with one expansion stage, where the pistons are connected by means of a straight shaft assembled in the axis of operation of the rings. attaching the pistons at the start of the power stroke in this cylinder, adapted to the supply of compressed gases, Fig. 1A - longitudinal section AA in Fig. 1 in a plan view through a straight assembled shaft of the engine in the variant as in Fig. 1, Fig. 2 - side section through the first cylinder of the engine in the in-line version with a variable engine working chamber, variable compression ratio, where the pistons are connected by means of a straight shaft outside the axis of operation of the piston mounting rings, at the start of the working stroke in this cylinder at the set maximum compression ratio, adapted for feeding with conventional fuels, Fig. 2A - longitudinal section AA in Fig. 2, cited above from above, through the compound straight shaft and the piston mounting axis, in the variant as in Fig. 2, Fig. 3 - side section through the first cylinder at the beginning of the power stroke in the version of the engine with a fixed working chamber, with different toroidal radius lengths and different piston sizes, operating with two expansion stages, Fig. 3A - longitudinal section AA of the engine in Fig. 3 through the axis of the compound shaft, Fig. 4 - side section through the first engine cylinders in the two-row variant with a fixed engine working chamber (constant compression ratio), where the pistons are connected by means of a straight shaft assembled in the axis of operation of the piston mounting rings, and each piston mounting ring is fitted with two pistons working in different rows of cylinders, at the start of the work stroke in the right row cylinder and the intake stroke in the left row cylinder adapted to be supplied with conventional fuels, Fig. 4A - longitudinal section AA in Fig. 4, in top view and through a straight shaft 4, 5 is a schematic diagram of the engine
PL 216 801 B1 według odmiany gwiazdowej o stałej komorze roboczej silnika (stałym stopniu sprężania), fig. 6 schemat silnika według odmiany gwiazdowej, o zmiennym stopniu sprężania.6 is a diagram of a star variant with a variable compression ratio, FIG. 6.
Silnik wielocylindrowy, zwłaszcza na sprężone gazy lub spalinowy wewnętrznego spalania ze zmiennym stopniem sprężania zgodnie z przykładem wykonania, zawiera trzy toroidalne cylindry I, II, III, w których pracują wahadłowo, parami, przeciwsobnie w wycinkach toroidalnych cylindrów I, II, III po dwa tłoki, tłok główny 1 i tłok pomocniczy 2. Tłoki główne 1 i tłoki pomocnicze 2 są albo jednostronne z przeciwwagą, jak na fig. 1, fig. 1A lub bez przeciwwagi, jak według fig. 2, fig. 2A, fig. 5 i fig. 6 albo dwustronne dla odmiany silnika wielorzędowej przedstawionej na fig. 3, fig. 3A, fig. 4, fig. 4A. Tłoki główne 1 i tłoki pomocnicze 2 mocowane są bezpośrednio na pierścieniach 4, 9 lub za pomocą łącznika 3. Silnik wielocylindrowy zamknięty jest głowicą 8. Głowica 8 wyposażona jest w zawory i elementy zapłonowe lub wtryskowe umieszczone na powierzchni łuku z jednym wymiarem promienia toroidu lub na powierzchni łączącej dwa promienie toroidu w odmianie z różnymi promieniami jak na fig. 3 i fig. 3A. Każdy z toroidalnych cylindrów I, II, III jest wycinkiem toroidu o kącie około 140°. Tłoki główne 1 zgodnie z fig. 1, fig. 2, fig. 3, fig. 4, fig. 5, fig. 6 połączone są klasycznie z wałem korbowym 10 poprzez sworzeń tłokowy 1 i korbowód 5. W każdym cylindrze jest wspólna dla dwóch tłoków komora sprężania o zmiennej pojemności. Silnik wielocylindrowy według wszystkich odmian wynalazku charakteryzuje się połączeniem tłoków głównych 1 z tłokami pomocniczymi 2 w trzech sąsiednich cylindrach I, II, III albo za pomocą wału prostego złożonego z elementów: wałka 14, tulei 15 i tulei 16 w rzędowym układzie cylindrów, albo za pomocą łańcuchów drabinkowych 17 przekładni łańcuchowych w gwiazdowym układzie cylindrów, w następujący sposób: tłok pomocniczy 2 pracujący w cylindrze I połączony jest z tłokiem głównym 1 pracującym w cylindrze III, tłok pomocniczy 2 pracujący w cylindrze II połączony jest z tłokiem głównym 1 pracującym w cylindrze I, tłok pomocniczy 2 pracujący w cylindrze III połączony jest z tłokiem głównym 1 pracującym w cylindrze II.A multi-cylinder engine, especially for compressed gases or internal combustion with a variable compression ratio, according to the embodiment, comprises three toroidal cylinders I, II, III, in which they work in pendulum, pairs, push-pull in sections of toroidal cylinders I, II, III two pistons each main piston 1 and auxiliary piston 2. Main pistons 1 and auxiliary pistons 2 are either counterbalanced one-sided as in Fig. 1, Fig. 1A or without counterweight as in Fig. 2, Fig. 2A, Fig. 5 and Fig. 6 or double-sided for the variant of the multi-row engine shown in Fig. 3, Fig. 3A, Fig. 4, Fig. 4A. The main pistons 1 and the auxiliary pistons 2 are mounted directly on the rings 4, 9 or by means of a connector 3. The multi-cylinder engine is closed with a head 8. The head 8 is equipped with valves and ignition or injection elements located on the surface of the arc with one dimension of the toroid radius or on the surface connecting the two radii of the toroid in a variant with different radii as in Fig. 3 and Fig. 3A. Each of the toroidal cylinders I, II, III is a segment of the toroid with an angle of approximately 140 °. Main pistons 1 according to Fig. 1, Fig. 2, Fig. 3, Fig. 4, Fig. 5, Fig. 6 are classically connected to the crankshaft 10 through the piston pin 1 and the connecting rod 5. In each cylinder, it is common to two Compression chamber with variable pistons. A multi-cylinder engine according to all variants of the invention is characterized by the connection of the main pistons 1 with the auxiliary pistons 2 in three adjacent cylinders I, II, III or by means of a straight shaft composed of the elements: a shaft 14, a sleeve 15 and a sleeve 16 in an in-line arrangement of cylinders, or by means of ladder chains 17 chain gears in a star arrangement of cylinders, as follows: auxiliary piston 2 working in cylinder I is connected to the main piston 1 working in cylinder III, auxiliary piston 2 working in cylinder II is connected to the main piston 1 working in cylinder I, the auxiliary piston 2 working in cylinder III is connected to the main piston 1 working in cylinder II.
Połączone tłoki wykonują taki sam lub podobny ruch wahadłowy, są tylko przestawione o pewien kąt względem siebie, zależny od sposobu zasilania lub wymaganego stopnia sprężania silnika.The connected pistons perform the same or similar swinging motion, they are only displaced by a certain angle relative to each other, depending on the method of supply or the required compression ratio of the engine.
Tłoki główne 1 w cylindrach I, II, III zamocowane są na pierścieniach 9. Tłoki pomocnicze 2 zamocowane są na pierścieniach 4.Main pistons 1 in cylinders I, II and III are mounted on rings 9. Secondary pistons 2 are mounted on rings 4.
Silnik posiada jeden wał korbowy 10 i jeden wał prosty złożony 14, 15, 16 złożony z trzech elementów: wałka 14, tulei 15 i tulei 16. Trzy tłoki główne 1 w cylindrach I, II, III zamocowane są na pierścieniach 9 i połączone są z wałem korbowym 10 za pomocą korbowodów 5 i sworzni tłokowych. Trzy tłoki pomocnicze 2 zamocowane są na pierścieniach 4 i połączone są z tłokami głównymi 1 w trzech sąsiednich cylindrach I, II, III za pomocą elementów wału prostego złożonego 14, 15, 16. Odległość osi wału korbowego 10 od osi wału prostego złożonego 14, 15, 16 jest zbliżona do łącznej długości korbowodu 5 i odległości sworznia tłokowego od osi wału prostego złożonego 14, 15, 16. Tłoki główne 1 i tłoki pomocnicze 2 są jednostronne, z przeciwwagami. Połączenie tłoków głównych 1 z tłokami pomocniczymi 2 trzech sąsiednich cylindrów I, II, III według odmiany pneumatycznej rzędowej silnika przedstawionej na fig. 1, fig. 1A ze stałą objętością komory roboczej, przy stałej odległości pomiędzy denkami tłoka głównego 1 i tłoka pomocniczego 2 w każdym z cylindrów I, II, III jest poprzez pierścienie 4 i 9 i elementy wału prostego złożonego 14, 15, 16 w osi mocowania tych elementów, która jest wspólna z osią pierścieni 4 i 9 mocowania tłoków głównych 1 i tłoków pomocniczych 2. Pierścień 4, na którym zamocowany jest tłok pomocniczy 2 pracujący w cylindrze 1 połączony jest poprzez wałek 14 osadzony ruchowo w korpusie silnika z pierścieniem 9, na którym zamocowany jest tłok główny 1 pracujący w cylindrze III, pierścień 4, na którym zamocowany jest tłok pomocniczy 2 pracujący w cylindrze II połączony jest poprzez tuleję 16 osadzoną ruchowo na wałku 14 z pierścieniem 9, na którym zamocowany jest tłok główny 1 pracujący w cylindrze I pierścień 4, na którym zamocowany jest tłok pomocniczy 2 pracujący w cylindrze III połączony jest poprzez tuleję 15 osadzoną ruchowo na wałku 14 z pierścieniem 9, na którym zamocowany jest tłok główny 1 pracujący w cylindrze II.The engine has one crankshaft 10 and one straight shaft 14, 15, 16 composed of three elements: shaft 14, sleeve 15 and sleeve 16. Three main pistons 1 in cylinders I, II, III are mounted on rings 9 and are connected to crankshaft 10 with connecting rods 5 and piston pins. Three auxiliary pistons 2 are mounted on rings 4 and are connected to the main pistons 1 in three adjacent cylinders I, II, III by means of complex straight shaft elements 14, 15, 16. Distance of the crankshaft 10 axis from the composite straight shaft 14, 15 16 is close to the total length of connecting rod 5 and the distance of the piston pin from the axis of the composite straight shaft 14, 15, 16. The main pistons 1 and the auxiliary pistons 2 are one-sided, with counterweights. The connection of the main pistons 1 with the auxiliary pistons 2 of three adjacent cylinders I, II, III according to the pneumatic version of the in-line engine shown in Fig. 1, Fig. 1A with a constant volume of the working chamber, with a constant distance between the bottoms of the main piston 1 and the auxiliary piston 2 in each from cylinders I, II, III is through the rings 4 and 9 and the elements of the compound straight shaft 14, 15, 16 in the axis of mounting these elements, which is common to the axis of rings 4 and 9 of mounting the main pistons 1 and auxiliary pistons 2. Ring 4, on which the auxiliary piston 2 working in the cylinder 1 is mounted is connected via a shaft 14 movably mounted in the engine body with a ring 9 on which the main piston 1 working in the cylinder III is mounted, ring 4 on which the auxiliary piston 2 working in the cylinder is mounted II is connected through the sleeve 16 movably mounted on the shaft 14 with the ring 9, on which the main piston 1 working in the cylinder I ring 4 is mounted, on which the auxiliary piston 2 operating in the cylinder III is mounted, is connected through the sleeve 15 movably mounted on the shaft 14 with the ring 9 on which the main piston 1 working in the cylinder II is mounted.
Kąt przestawienia połączonych tłoków jest tak dobrany, że odległość pomiędzy tłokiem głównym 1 i tłokiem pomocniczym 2 pracujących w jednym cylindrze jest jak najmniejsza i zapewniona jest bezstykowa praca w ich najbliższym położeniu względem siebie. Silnik wyposażony jest w zawory umieszczone w głowicy, przy czym zawór wydechowy posiada układ zmiany fazy rozrządu sterujący w taki sposób, że zawór ten pracuje jako wlotowy przy hamowaniu silnikiem, a silnik pracuje jako sprężarka.The displacement angle of the connected pistons is selected so that the distance between the main piston 1 and the auxiliary piston 2 working in one cylinder is as small as possible and contactless operation is ensured in their closest relative position. The engine is provided with overhead valves, the exhaust valve having a valve timing system controlling that the valve acts as an intake during engine braking and the engine acts as a compressor.
Połączenie tłoków głównych 1 z tłokami pomocniczymi 2 trzech sąsiednich cylindrów I, II, III według odmiany rzędowej silnika wielocylindrowego spalania wewnętrznego, ze zmiennym stopniem sprężania, przedstawionej na fig. 2, fig. 2A, jest za pomocą wałka 14 i tulei 15, 16 posiadających kołaThe connection of the main pistons 1 to the auxiliary pistons 2 of three adjacent cylinders I, II, III according to the in-line variation of the multi-cylinder internal combustion engine with a variable compression ratio, shown in Fig. 2, Fig. 2A, is by means of a shaft 14 and bushings 15, 16 having wheels
PL 216 801 B1 zębate z pierścieniami 4 i 9 posiadającymi koła zębate, na których zamocowane są tłoki główne 1 i tłoki pomocnicze 2.Toothed gears with rings 4 and 9 having gear wheels on which the main pistons 1 and the auxiliary pistons 2 are mounted.
Zgodnie z odmianą silnika, pierścień 4 z częścią koła zębatego, na którym zamocowany jest tłok pomocniczy 2 pracujący w cylindrze I połączony jest z kołem zębatym wałka 14 osadzonym ruchowo na wspornikach 11, które zamocowane są w osi mocowania tłoków głównego 1 i pomocniczego 2, wałek 14 połączony jest poprzez koło zębate z pierścieniem 9 posiadającym część koła zębatego, na którym zamocowany jest tłok główny 1 pracujący w cylindrze III. Pierścień 4 posiadający część koła zębatego, na którym zamocowany jest tłok pomocniczy 2 pracujący w cylindrze II połączony jest kołem zębatym tulei 16 osadzonej ruchowo na wałku 14, tuleja 16 połączona jest poprzez koło zębate z pierścieniem 9 posiadającym część koła zębatego, na którym zamocowany jest tłok główny 1 pracujący w cylindrze I. Pierścień 4 posiadający część koła zębatego, na którym zamocowany jest tłok pomocniczy 2 pracujący w cylindrze III połączony jest kołem zębatym tulei 15 osadzonej ruchowo na wałku 14, tuleja 15 połączona jest poprzez koło zębate z pierścieniem 9 posiadającym część koła zębatego, na którym zamocowany jest tłok główny 1 pracujący w cylindrze II.According to a variant of the engine, the ring 4 with a part of the gear on which the auxiliary piston 2 is mounted, working in the cylinder I, is connected with the shaft gear 14 movably mounted on the supports 11, which are fixed in the axis of mounting the main 1 and auxiliary pistons 2, the shaft 14 is connected through a gear wheel with a ring 9 having a gear part on which the main piston 1 operating in the cylinder III is mounted. The ring 4 having a part of the gear on which the auxiliary piston 2 working in the cylinder II is mounted is connected by the gear wheel of the sleeve 16 movably mounted on the shaft 14, the sleeve 16 is connected through the gear wheel with the ring 9 having a part of the gear on which the piston is mounted main 1 working in cylinder I. Ring 4 having a gear part on which the auxiliary piston 2 is mounted, working in cylinder III is connected by a gear wheel of sleeve 15 movably mounted on shaft 14, sleeve 15 is connected through a gear wheel with ring 9 having a part of a wheel gear, on which is mounted the main piston 1 working in cylinder II.
Przełożenie przekładni zębatych wykonane jest z przyspieszeniem ruchu tłoków pomocniczych 2 względem ruchu tłoków głównych 1. Wielkość przyśpieszenia jest uzależniona od potrzeby szybkości zmiany stopnia sprężania, jak również od długości drogi przebytej przez tłoki pomocnicze 2 w cylindrze. Wał prosty złożony 14, 15, 16 połączony jest wahliwie z elementami siłowymi 20, których zmiana długości powoduje przetoczenie kół zębatych wału prostego złożonego 14, 15, 16, po kołach zębatych pierścieni 4 i 9, na których zamocowane są tłoki główne 1 i tłoki pomocnicze 2. Ruch ten skutkuje zmianą odległości pomiędzy denkami tłoków głównych 1 i tłoków pomocniczych 2 w każdym cylindrze. Tłoki główne 1 połączone są w sposób znany z wałem korbowym 10 za pomocą sworznia tłokowego i korbowodów 5.The gear ratio is made with the acceleration of the movement of the auxiliary pistons 2 in relation to the movement of the main pistons 1. The size of the acceleration depends on the need for the rate of change of the compression ratio, as well as the distance traveled by the auxiliary pistons 2 in the cylinder. The complex straight shaft 14, 15, 16 is pivotally connected with force elements 20, the change in length of which causes the gears of the composite simple shaft 14, 15, 16 to roll, along the gears of the rings 4 and 9, on which the main pistons 1 and auxiliary pistons are mounted 2. This movement changes the distance between the crowns of the main pistons 1 and the auxiliary pistons 2 in each cylinder. The main pistons 1 are connected in a manner known to the crankshaft 10 by means of a piston pin and connecting rods 5.
Silnik wielocylindrowy według odmiany, gdzie cylindry są zabudowane w jednym rzędzie i pr acują ze stałą objętością komory roboczej z różnymi wielkościami tłoków, pracujący z dwoma stopniami rozprężania został przedstawiony na fig. 3 i fig. 3A. Zgodnie z tą odmianą jednorzędowy układ silnika został rozbudowany do układu dwurzędowego z dwoma stopniami rozprężania. Zgodnie z tą odmianą pierścienie 4 połączone są z pierścieniami 9, na których mocowane są za pomocą łącznika 3 tłoki główne 1, a tłoki pomocnicze 2 mocowane są za pomocą łącznika 3 na pierścieniu 4A, który połączony jest z pierścieniem 4. Elementy pierścienia 4A łączące te pierścienie przechodzą przez przestrzeń pierścienia 9. Osie cylindrów pierwszego i drugiego rzędu są przesunięte względem siebie.A multi-cylinder engine according to a variant, where the cylinders are mounted in a row and operate with a constant working chamber volume with different piston sizes, operating with two expansion stages is shown in Figs. 3 and 3A. In accordance with this variation, the single-row engine system has been upgraded to a double-row layout with two expansion stages. According to this variant, the rings 4 are connected to the rings 9, on which the main pistons 1 are fastened by means of a connector 3, and the auxiliary pistons 2 are fastened by a connector 3 on the ring 4A, which is connected to the ring 4. The elements of the ring 4A connecting these the rings extend through the space of the ring 9. The axes of the first and second row cylinders are offset to each other.
Jednorzędowy układ silnika wielocylindrowego rozbudowany do układu dwurzędowego został przedstawiony na fig. 4, fig. 4A. Zgodnie z tą odmianą silnika o stałej komorze roboczej, o stałym stopniu sprężania, tłoki połączone są za pomocą elementów wału prostego złożonego 14, 15, 16 w osi pracy pierścieni 4 i 9 mocowania tłoków głównego 1 i pomocniczego 2, a do każdego pierścienia 4 i 9 zamocowane są po dwa tłoki pracujące w różnych rzędach cylindrów. Silniki wielocylindrowe według tej odmiany przystosowane są do zasilania paliwami konwencjonalnymi. Sposób połączenia tłoków pozostaje identyczny jak w układzie jednorzędowym.A single row multi-cylinder engine system upgraded to a double row system is shown in Fig. 4, Fig. 4A. According to this type of engine with a fixed working chamber, with a constant compression ratio, the pistons are connected by means of a compound straight shaft 14, 15, 16 in the axis of operation of the rings 4 and 9 of the mounting of the main 1 and auxiliary pistons 2, and to each ring 4 and 9, there are two pistons working in different rows of cylinders. According to this variant, multi-cylinder engines are adapted to run on conventional fuels. The method of connecting the pistons remains the same as in the single-row arrangement.
Silnik wielocylindrowy według odmiany pneumatycznej gwiazdowej przedstawiony na fig. 5 posiada trzy punkty zawieszenia cylindrów I, II, III wokół wału korbowego 10 w równych odstępach co 120°. Tłoki główne 1 i pomocnicze 2 są jednostronne. Pierścienie 9, na których zamocowane są tłoki główne 1 posiadają koła zębate współpracujące z łańcuchem drabinkowym 17 przekładni łańcuchowych. Pierścienie 4, na których zamocowane są tłoki pomocnicze 2 również posiadają koła zębate współpracujące z łańcuchem drabinkowym 17 przekładni łańcuchowych.The multi-cylinder engine according to the star air variant shown in Fig. 5 has three suspension points for the cylinders I, II, III around the crankshaft 10 at equal intervals of 120 °. Main 1 and auxiliary pistons 2 are one-sided. The rings 9 on which the main pistons 1 are mounted have gear wheels cooperating with the ladder chain 17 of chain transmissions. The rings 4 on which the auxiliary pistons 2 are mounted also have gears cooperating with the ladder chain 17 of chain transmissions.
Zgodnie z tą odmianą silnika, pierścień 4, na którym zamocowany jest tłok pomocniczy 2 pracujący w cylindrze 1 połączony jest łańcuchem drabinkowym 17 przekładni łańcuchowych z pierścieniem 9, na którym zamocowany jest tłok główny 1 pracujący w cylindrze III. Pierścień 4, na którym zamocowany jest tłok pomocniczy 2 pracujący w cylindrze II połączony jest łańcuchem drabinkowym 17 przekładni łańcuchowych z pierścieniem 9, na którym zamocowany jest tłok główny pracujący w cylindrze L Pierścień 4, na którym zamocowany jest tłok pomocniczy 2 pracujący w cylindrze IN połączony jest łańcuchem drabinkowym 17 przekładni łańcuchowych z pierścieniem 9, na którym zamocowany jest tłok główny 1 pracujący w cylindrze II. Na łańcuchach drabinkowych 17 przekładni łańcuchowych zamocowany jest układ do napinania i regulacji 23. Przełożenie przekładni łańcuchowych może być wykonane z przyśpieszeniem ruchu tłoków pomocniczych 2 względem prędkości ruchu tłoków głównych 1.According to this variant of the engine, the ring 4 on which the auxiliary piston 2 working in the cylinder 1 is mounted is connected by a ladder chain 17 of chain transmissions to the ring 9 on which the main piston 1 working in the cylinder III is mounted. The ring 4 on which the auxiliary piston 2 working in the cylinder II is mounted is connected by a ladder chain 17 of chain transmissions with the ring 9 on which the main piston is mounted working in the cylinder L Ring 4 on which the auxiliary piston 2 working in the cylinder IN is mounted connected is a ladder chain 17 of chain transmissions with a ring 9 on which the main piston 1 operating in the cylinder II is mounted. The tensioning and adjustment system 23 is mounted on the ladder chains 17 of the chain gears. The gear ratio of the chain gears can be made with the acceleration of the movement of the auxiliary pistons 2 in relation to the speed of movement of the main pistons 1.
PL 216 801 B1PL 216 801 B1
Tłoki główne 1 są połączone w sposób typowy z wałem korbowym 10 poprzez sworzeń tłokowy i korbowody 5.The main pistons 1 are connected in the usual way to the crankshaft 10 through the piston pin and connecting rods 5.
Silnik wielocylindrowy według odmiany gwiazdowej spalania wewnętrznego przedstawiony na fig. 6, ze zmiennym stopniem sprężania posiada trzy punkty zawieszenia cylindrów I, II, III wokół wału korbowego 10 w równych odstępach co 120°. Pierścienie 9, na których zamocowane są tłoki główne 1 posiadają koła zębate współpracujące z łańcuchem drabinkowym 17 przekładni łańcuchowych. Pierścienie 4, na których zamocowane są tłoki pomocnicze 2 również posiadają koła zębate współpracujące z łańcuchem drabinkowym 17 przekładni łańcuchowych.The multi-cylinder, stellar internal combustion engine shown in Fig. 6 with a variable compression ratio has three suspension points for the cylinders I, II, III around the crankshaft 10 at equal intervals of 120 °. The rings 9 on which the main pistons 1 are mounted have gear wheels cooperating with the ladder chain 17 of chain transmissions. The rings 4 on which the auxiliary pistons 2 are mounted also have gears cooperating with the ladder chain 17 of chain transmissions.
Zgodnie z tą odmianą silnika łańcuchy drabinkowe 17 przekładni łańcuchowych współpracują z kołami 18 osadzonymi mimośrodkowo na kołach łańcuchowych 23, które współpracują z łańcuchami drabinkowymi 21 i 22, napędzanymi za pomocą koła zębatego regulacji stopnia sprężania 19.According to this variant of the engine, the ladder chains 17 of the chain gears cooperate with the wheels 18 mounted eccentrically on the sprockets 23, which cooperate with the ladder chains 21 and 22, driven by the compression ratio gear wheel 19.
Zmiana stopnia sprężania jest realizowana poprzez wybieranie luzów łańcucha z odpowiedniej strony każdej przekładni, poprzez koła 18 napinające łańcuch osadzone mimośrodkowo na kołach łańcuchowych 23. Koła łańcuchowe 23 współpracują z łańcuchami drabinkowymi 21 i 22 sterowanymi przez koła zębate regulacji stopnia sprężania 19. Poprzez obrót kołem regulacji stopnia sprężania 19 jest kasowany luz łańcucha drabinkowego 17 przekładni łańcuchowych z jednej strony wszystkich przekładni, natomiast z drugiej strony wszystkich przekładni łańcuch drabinkowy 17 jest luzowany.The change of the compression ratio is carried out by selecting the chain slack on the respective side of each gear, through chain tensioning wheels 18 mounted eccentrically on the chain wheels 23. The chain wheels 23 cooperate with the ladder chains 21 and 22 controlled by the compression ratio control gears 19. By turning the adjustment wheel in the compression ratio 19, the slack of the ladder chain 17 of the chain transmissions is canceled on one side of all the gears, while on the other side of all the gears the ladder chain 17 is released.
Praca silnika trzycylindrowego w odmianie pneumatycznej przedstawia się następująco. W jednym cylindrze pracują przeciwsobnie wahadłowo dwa tłoki, tłok główny 1 i tłok pomocniczy 2. Tłoki te przybliżając i oddalając się od siebie tworzą komory o zmiennej objętości. Kiedy tłok główny 1 w cylindrze znajduje się w GZP, tłok pomocniczy 2 zbliża się do niego możliwie blisko odwzorowując dokładnie lub z korzystnym przełożeniem ruch tłoka głównego 1 z cylindra III. Kiedy tłok główny 1 rozpoczyna ruch w kierunku DZP, tłok pomocniczy 2 porusza się za nim w tym samym kierunku po wspólnym dla obydwu tłoków odcinku ruchu w cylindrze. W chwili, kiedy tłok pomocniczy 2 osiągnie GZP, zostaje otwarty zawór dolotowy i do cylindra dostaje się gaz roboczy, wywierając nacisk na denka obydwu tłoków. Rozpoczyna się suw pracy. Tłok główny 1 w tym momencie oddalony jest o pewien kąt od GZP, a wykorbienie wału korbowego 10 znajduje się w najbardziej korzystnej pozycji do generowania momentu obrotowego od tego tłoka. Moment obrotowy od tego tłoka generowany jest od początku suwu pracy. Tłok pomocniczy 2 znajduje się w GZP i pozostaje tam nieruchomo przez dłuższy czas, kilkanaście stopni OWK, co wynika z charakterystyki tego układu korbowo-tłokowego, a moment obrotowy nie jest w tej chwili generowany od tego tłoka. Po minięciu GZP przez tłok pomocniczy 2 rozpoczyna się również generowanie momentu obrotowego od tego tłoka i faza największej sprawności cylindra, gdzie moment obrotowy generowany jest od dwóch tłoków. Kiedy tłok główny 1 osiąga DZP, pozostaje tam nieruchomo przez dłuższy czas, a moment obrotowy generowany jest od tłoka pomocniczego 2. W chwili, kiedy tłok główny 1 minie DZP i rozpocznie ruch, otwiera się zawór wylotowy. Cykl jest jednakowy dla wszystkich trzech cylindrów I, II, III powtarza się co 120 stopni OWK i przebiega przez około 165 stopni OWK pokrywając się częściowo w czasie pracy dwóch sąsiednich cylindrów.The operation of the three-cylinder engine in the pneumatic version is as follows. Two pistons work in opposing pendulum action in one cylinder, the main piston 1 and the auxiliary piston 2. These pistons, moving closer and apart, create chambers of variable volume. When the main piston 1 in the cylinder is in GZP, the auxiliary piston 2 approaches it as close as possible to accurately reproduce or with an advantageous ratio of the movement of the main piston 1 from cylinder III. When the main piston 1 starts to move in the direction of DZP, the auxiliary piston 2 follows it in the same direction along the travel path in the cylinder common to both pistons. As soon as the auxiliary piston 2 reaches GZP, the inlet valve is opened and the working gas enters the cylinder, exerting pressure on the bottoms of both pistons. The power stroke starts. The main piston 1 is now spaced at a certain angle from GPP and the crank of the crankshaft 10 is in the most favorable position for generating torque from this piston. The torque from this piston is generated from the start of the power stroke. The auxiliary piston 2 is located in GZP and remains stationary there for a long time, several degrees CA, which results from the characteristics of this crank-piston system, and the torque is not generated from this piston at the moment. After the auxiliary piston 2 has passed GZP, the generation of torque from this piston also begins and the phase of the highest efficiency of the cylinder, where the torque is generated from the two pistons. When the main piston 1 reaches DZP, it stays stationary for a long time and the torque is generated from the auxiliary piston 2. As soon as the main piston 1 has passed DZP and starts to move, the exhaust valve opens. The cycle is the same for all three cylinders I, II, III and repeats every 120 degrees CA and runs for about 165 degrees CA, partially overlapping with the operation of two adjacent cylinders.
Praca silnika trzycylindrowego spalania wewnętrznego ze zmiennym stopniem sprężania zgodnie z fig. 2 przestawia się następująco. W cyklu pracy spalania wewnętrznego tłoki główny 1 i pomocniczy 2 oddalone są od siebie o pewną wartość kąta, zależną od żądanego w danej chwili stopnia sprężania, tworząc komorę sprężania. Jest to początek suwu ssania. Tłok pomocniczy 2 znajduje się w GZP, a tłok główny 1 porusza się w kierunku DZP. Zawór dolotowy jest otwarty, tłoki oddalają się od siebie. Kiedy tłok główny 1 minie DZP, zawór dolotowy zamyka się, a tłoki rozpoczynają ruch ku sobie - rozpoczyna się suw sprężania i trwa do momentu osiągnięcia GZP przez tłok główny 1. Następnie, komora sprężania wraz z ładunkiem przesuwa się o pewną wartość kąta. Tłoki poruszają się w jednym kierunku po wspólnym dla obydwu tłoków odcinku ruchu w cylindrze. Można w tym czasie kontynuować suw sprężania, jest to uzależnione od wielkości przełożenia przekładni łączącej obydwa tłoki. Kilkanaście stopni przed GZP tłoka pomocniczego 2 następuje zapłon i początek suwu pracy, ponieważ tłok główny 1 jest oddalony od GZP o pewien kąt, a wykorbienie wału korbowego 10 znajduje się około 50° od GZP tłoka głównego 1. Moment obrotowy generowany jest od początku suwu pracy od tłoka głównego 1, następnie od dwóch tłoków i po osiągnięciu DZP przez tłok główny 1 tylko od tłoka pomocniczego 2. W momencie, kiedy tłok główny 1 rozpoczyna ruch w kierunku GZP, otwiera się zawór wydechowy i rozpoczyna się ruch tłoków ku sobie. Suw wydechu twa do osiągnięcia GZP przez tłok główny 1. Cały cykl pracy silnika zamyka się w 720 stopniach OWK, a więc suw pracy dla układu trzycylindrowego powtarza się co około 240 stopni i trwa przez około 165 stopni OWK. Silnik możeThe operation of the three-cylinder internal combustion engine with a variable compression ratio in accordance with Fig. 2 is as follows. In the internal combustion cycle, the main 1 and auxiliary pistons 2 are spaced apart by a certain angle depending on the desired compression ratio, forming a compression chamber. This is the start of the choke stroke. The auxiliary piston 2 is located in GZP and the main piston 1 moves towards DZP. The intake valve is open, the pistons move apart. When main piston 1 has passed DZP, the inlet valve closes and the pistons begin to move towards each other - the compression stroke begins and continues until main piston 1 reaches GZP. Then, the compression chamber with the load moves by a certain angle. The pistons move in one direction along a common travel distance in the cylinder for both pistons. The compression stroke can be continued during this time, depending on the gear ratio of the gear connecting the two pistons. Several degrees before the GZP of the auxiliary piston 2, ignition takes place and the start of the working stroke, because the main piston 1 is distant from the GZP by a certain angle, and the crank of the crankshaft 10 is located about 50 ° from the GZP of the main piston 1. The torque is generated from the beginning of the power stroke from the main piston 1, then from the two pistons and after the main piston 1 has reached DZP, only from the auxiliary piston 2. When the main piston 1 starts to move towards TDC, the exhaust valve opens and the pistons begin to move towards each other. The exhaust stroke continues until Main Piston 1 reaches GAP. The entire cycle of the engine is 720 degrees CA, so the power stroke for a three cylinder system repeats approximately every 240 degrees for approximately 165 degrees CA. The engine can
PL 216 801 B1 pracować jako silnik o zapłonie iskrowym i zapłonie samoczynnym oraz jako silnik dwusuwowy z dodatkową sprężarką do wymiany ładunków w cylindrach.The PL 216 801 B1 engine can be used as a spark ignition and compression ignition engine and as a two-stroke engine with an additional compressor for charge exchange in cylinders.
Regulacja stopnia sprężania polega na zmianie wielkości kąta pomiędzy powierzchniami tłoków głównego 1 i pomocniczego 2 pracujących w jednym cylindrze i tym samym na zmianie objętości komory sprężania, przy czym ruchy tłoków głównych 1 nie zmieniają się, tylko tłoki pomocnicze 2 wykonują ruchy zmienne w zależności od stopnia sprężania. W układzie rzędowym odbywa się to poprzez przetoczenie o pewien kąt wału prostego złożonego 14, 15, 16 obwiedniowo po kołach zębatych pierścieni 4 i 9 mocowania tłoków głównego 1 i pomocniczego 2. Ponieważ przełożenie przekładni zwiększa prędkość ruchu i długość drogi przemieszczenia tłoka pomocniczego 2, to tłok ten przesuwa się w stosunku do tłoka głównego 1, z którym jest połączony o pewien kąt zależny od położenia wału prostego złożonego 14, 15, 16 i będzie pracował w tym położeniu do kolejnego przestawienia tegoż wału. Sposób mocowania wału prostego złożonego 14, 15, 16 i siły działające na niego pozwalają na płynne zmniejszenie stopnia sprężania w dowolnym położeniu wału korbowego 10 oraz zwiększenie stopnia sprężania, korzystnie w momencie, kiedy nie wykonywana jest praca przez którykolwiek cylinder. Przestawienie wału prostego złożonego 14, 15, 16 odbywa się za pomocą elementów siłowych 20, które mocowane są obrotowo z jednej strony w korpusie silnika, a z drugiej strony do wału prostego złożonego 14, 15, 16. W układzie gwiazdowym cylindrów I, II, III zmiana stopnia sprężania odbywa się poprzez zwiększenie luzu łańcucha drabinkowego 17 z jednej strony przekładni i jednocześnie zmniejszanie luzu z drugiej strony przekładni poprzez mimośrodkowe koła 18 napinające łańcuchy współpracujące z układem regulacji. Jeżeli mimośrodkowe koło 18 z zewnętrznej strony obraca się powodując powstanie luzu łańcucha drabinkowego 17, to napinacz mimośrodkowy na wewnętrznej stronie obraca ją o taki sam kąt i kasuje powstający luz. W efekcie luz pozostaje bez zmian, a zmienia się położenia tłoka pomocniczego 2.The adjustment of the compression ratio consists in changing the size of the angle between the surfaces of the main 1 and auxiliary pistons 2 working in one cylinder and thus the volume of the compression chamber, while the movements of the main pistons 1 do not change, only the auxiliary pistons 2 perform variable movements depending on the degree compression. In the row system, this is done by rolling the complex straight shaft 14, 15, 16 through the gears of the rings 4 and 9 around the gears of the main 1 and auxiliary pistons 2. Because the gear ratio increases the speed of movement and the length of the displacement distance of the auxiliary piston 2, this piston moves in relation to the main piston 1 with which it is connected by a certain angle depending on the position of the compound straight shaft 14, 15, 16 and will work in this position until the next displacement of the same shaft. The method of mounting the compound straight shaft 14, 15, 16 and the forces acting on it allow for a smooth reduction in the compression ratio in any position of the crankshaft 10 and an increase in the compression ratio, preferably when no work is performed by any cylinder. Shifting of the compound straight shaft 14, 15, 16 takes place by means of force elements 20, which are rotatably mounted on one side in the engine body, and on the other side to the compound straight shaft 14, 15, 16. In the star configuration of cylinders I, II, III the compression ratio is changed by increasing the play of the ladder chain 17 on one side of the gear and at the same time reducing the play on the other side of the gear by eccentric wheels 18 tensioning the chains cooperating with the adjustment system. If the eccentric pulley 18 on the outside rotates, causing a slack in the ladder chain 17, the eccentric tensioner on the inside rotates it through the same angle and cancels the resulting play. As a result, the play remains the same and the position of the auxiliary piston 2 changes.
Claims (10)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PL389076A PL216801B1 (en) | 2009-09-18 | 2009-09-18 | Multicylinder engine, particularly for compressed gases, or internal combustion engine with variable compression ratio |
PCT/PL2010/000089 WO2011034451A2 (en) | 2009-09-18 | 2010-09-17 | A mult i -cylinder engine, particularly for compressed gases, or an internal combustion engine with variable compression degree |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PL389076A PL216801B1 (en) | 2009-09-18 | 2009-09-18 | Multicylinder engine, particularly for compressed gases, or internal combustion engine with variable compression ratio |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
PL389076A1 PL389076A1 (en) | 2011-03-28 |
PL216801B1 true PL216801B1 (en) | 2014-05-30 |
Family
ID=43759210
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PL389076A PL216801B1 (en) | 2009-09-18 | 2009-09-18 | Multicylinder engine, particularly for compressed gases, or internal combustion engine with variable compression ratio |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
PL (1) | PL216801B1 (en) |
WO (1) | WO2011034451A2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SK6803Y1 (en) | 2013-01-06 | 2014-06-03 | Kujovic Jozef | Workspace with rotary moving piston |
PL408578A1 (en) * | 2014-06-16 | 2015-05-25 | Edward Sokol | Combustion engine on liquid fuel with internal combustion |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1333971A (en) * | 1971-02-18 | 1973-10-17 | Rocha O | Oscillating piston engines |
PL105894B1 (en) | 1977-07-16 | 1979-11-30 | CLAMP OF A FLAT LEADER | |
PL170127B1 (en) | 1992-09-09 | 1996-10-31 | Jerzy Wozniak | Rotary piston engine |
US5400754A (en) | 1993-08-19 | 1995-03-28 | Blanco Palacios; Alberto F. | Rotary internal combustion engine with paddle and ratchet assembly |
NO305619B1 (en) | 1997-04-25 | 1999-06-28 | Leif Dag Henriksen | Internal combustion engine with internal combustion |
NO306422B1 (en) | 1997-04-25 | 1999-11-01 | Leif Dag Henriksen | Internal combustion engine with internal combustion |
US5996538A (en) * | 1998-06-03 | 1999-12-07 | Rocha; Octavio | Two-cycle internal combustion engine and method of operation |
-
2009
- 2009-09-18 PL PL389076A patent/PL216801B1/en unknown
-
2010
- 2010-09-17 WO PCT/PL2010/000089 patent/WO2011034451A2/en active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2011034451A3 (en) | 2012-02-02 |
WO2011034451A2 (en) | 2011-03-24 |
PL389076A1 (en) | 2011-03-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102106935B1 (en) | Power unit | |
US20100000492A1 (en) | Modified revolving piston internal combustion engine | |
JP5089771B2 (en) | Internal combustion engine | |
US7827956B2 (en) | Revolving piston internal combustion engine | |
EA003820B1 (en) | Multiple induction energy-driven engine | |
CN102220901B (en) | Rotary combustion apparatus | |
CN106285933A (en) | The double expansion internal combustion engine of single shaft | |
PL216801B1 (en) | Multicylinder engine, particularly for compressed gases, or internal combustion engine with variable compression ratio | |
US8757126B2 (en) | Non-reciprocating piston engine | |
EP1623096B1 (en) | Revolving piston internal combustion engine | |
JP4383574B2 (en) | Balance device for 4-cycle V-type 8-cylinder engine | |
WO2015159083A1 (en) | Opposed piston machine with rectilinear drive mechanisms | |
US20200318535A1 (en) | Eccentric shaft speed change mechanism | |
RU2431751C1 (en) | Rotary internal combustion engine | |
RU2008135212A (en) | ROTARY INTERNAL COMBUSTION ENGINE | |
US1274813A (en) | Internal-combustion engine. | |
RU2827285C1 (en) | Sergeev's two-stroke opposed internal combustion engine | |
CN103732882B (en) | Rotary Engine pump or compressor reducer | |
CN101586491A (en) | Rotary piston engine | |
CN103147813B (en) | Engine drive system | |
CA2634628C (en) | Star engine | |
RU1815364C (en) | Internal combustion engine | |
EP2241718A1 (en) | Star engine | |
CN101586493A (en) | Rotary piston engine | |
WO2007080623A1 (en) | All terrain vehicle with driving means such as wheels or tracks mounted on articulated legs |