PL222707B1 - Rozrząd współpracy cylindrów z tłokami bez wałów korbowych - Google Patents

Description

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 222707 (13) B1 (51) Int.Cl.

(21) Numer zgłoszenia: 407810 _{F01L 1/12 (2}oo6.O1)

F16H 7/06 (2006.01) F02B 67/06 (2006.01) (22) Data zgłoszenia: 07.04.2014 (54) Rozrząd współpracy cylindrów z tłokami bez wałów korbowych

(43) Zgłoszenie ogłoszono: 28.09.2015 BUP 20/15	(73) Uprawniony z patentu: ŁUKASIEWICZ EDMUND, Puławy, PL
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 31.08.2016 WUP 08/16	(72) Twórca(y) wynalazku: EDMUND ŁUKASIEWICZ, Puławy, PL

PL 222 707 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest rozrząd współpracy cylindrów z tłokami bez wałów korbowych. W powszechnie znanych i używanych silnikach spalinowych tłokowych, to wały korbowe połączone korbowodami z tłokami rozrządzają ich ruchem. Wady tego układu to głównie przyspieszenia posuwisto-zwrotne tłoka i części korbowodu, oraz zmienność długości ramienia momentu obrotowego. Wady te precyzuje „Mechanika układu korbowego, opisywana i przedstawiana w wydawnictwach naukowo-technicznych jak na przykład - Poradnik Mechanika - oraz wykładana w szkołach technicznych. Silniki spalinowe tłokowe o ruch posuwisto-zwrotnym tłoka zbudowane tylko na wałach korbowych opisuje i przedstawia też encyklopedia PWN, Nowa Encyklopedia PWN, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1998. W wyniku zastosowania rozwiązania według wynalazku uzyskano następujące efekty techniczno-użytkowe:

• rozrząd nie generuje przyspieszeń posuwisto-zwrotnych tłoka i części korbowodu, • niezależność długości suwu tłoka od długości ramienia momentu obrotowego, • niemal stała długość ramienia momentu obrotowego przez długość suwu, czyli przez pół obrotu, • większa sprawność,

Istotą wynalazku pod tytułem rozrząd współpracy cylindrów z tłokami bez wałów korbowych jest generowanie suwów tłoków w cylindrach lub cylindrów na tłokach, znamienne tym, że rozrząd posiada współpracujące ze sobą trzy podzespoły ułożyskowane w korpusie, są to. wał z ramionami, obudowa z ramionami, oraz przekładnia, która wiąże te dwa podzespoły powodując, że obracający się wał z ramionami i obudowa z ramionami obracają się z tą samą szybkością kątową i w tym samym kierunku, a ponieważ wał i obudowa są ułożyskowane w korpusie mimośrodowo, powoduje to, że otwory ramion wału służące do zawieszania w nich tłoków lub cylindrów i otwory w ramionach obudowy służące do mocowania tłoczysk lub cylindrów przez pół obrotu zbliżają się do siebie i przez następne pół obrotu oddalają od siebie o odległość założoną konstrukcyjnie, odległość ta, to odległość osi obrotu wału i osi obrotu obudowy pomnożona przez dwa, czyli długość suwu.

Przedmiot wynalazku w przykładowym wykonaniu uwidoczniono w schematach na rysunkach, gdzie fig. 1 przedstawia rozrząd jako rzut w lewo fig. 2, fig. 2 to rzut w prawo fig. 1, fig. 3 to rzut przekroju rozrządu po linii B-B uwidocznionej na rysunku fig. 4, fig. 4 to rzut przekroju fig. 3 po linii A-A, fig. 5 to widok „W” uwidoczniony na rysunku fig. 3.

Rozrząd współpracy cylindrów z tłokami zbudowany jest z trzech współpracujących ze sobą podzespołów ułożyskowanych w korpusie (1) na łożyskach tocznych, są to, wał (2) z ramionami (4), obudowa (3) z ramionami (5), oraz przekładnia łańcuchowo zębata, która wiąże te dwa podzespoły powodując, że obracający się wał z ramionami i obudowa z ramionami obracają się z tą samą szybk ością kątową i w tym samym kierunku. Przekładnia - to koło łańcuchowe (6) osadzone na wale (2) napędzające koło łańcuchowe (9) osadzone na wałku (8) łańcuchem (7).

Na wałku (8) osadzone jest koło zębate (10) napędzające koło zębate o uzębieniu wewnętrznym (11) osadzone w zwężeniu obudowy (3). Przekładnia może być też zębata, można tez połączyć wał z obudową sprzęgłem typu Oldhama.

Wał i obudowa są ułożyskowane w korpusie mimośrodowo, to powoduje, że otwory (12) ramion wału służące do zawieszania w nich tłoków lub cylindrów i otwory (14) w ramionach obudowy służące do mocowania tłoczysk lub cylindrów, przez pół obrotu zbliżają się do siebie i przez następne pół obrotu oddalają od siebie odległość założoną konstrukcyjnie, odległość ta to odległość osi obrotu wału (2) osi obrotu obudowy (2) pomnożona przez dwa, czyli długość suwu. Osie (13) i (15) to osie wmontowywanych tłoków i cylindrów i w tej pozycji ramion są równoległe do wspólnej osi wału i obudowy. Odległość otworów ramion wału i obudowy po osi (13) jest największa, a odległość po osi (15) najmniejsza. Ramiona (4) wału występują parami ponieważ do zawieszenia tłoka lub cylindra na ich czopach potrzebne są dwa ramiona i po przeciwnej stronie wału też dwa ramiona dla drugiego tłoka lub cylindra, pośrodku tych ramion znajduje się ramię (5) obudowy co przedstawia rysunek fig. 5. Część ramienia (5) obudowy z otworem (14), - do wspólnej osi - nie jest połączona z obudową (3), ramię połączone jest z obudową częścią po drugiej stronie wspólnej osi wału i obudowy, może też być mo ntowane w pozycji odwróconej o 180° w zależności od wybranej współpracy tłoka z cylindrem. Część ramienia (5) nie połączona z obudową może mieć inny kształt. Inny kształt może też mieć część połączona z obudową co przykładowo pokazane jest na rysunku fig. 3 linią przerywaną.

PL 222 707 B1

Przykład zastosowania rozrządu współpracy cylindrów z tłokami uwidoczniono w schematach dla silnika czterosuwowego, czterocylindrowego na rysunkach, gdzie fig. 6 przedstawia przekrój silnika po linii B-B fig. 7, a fig. 7 przedstawia przekrój fig. 8 po linii A-A. Fig. 8 to działanie silnika czterosuwowego w rozrządzie i fig. 9 to przekrój fig. 8 po linii A-A.

Silnik posiada filtr powietrza (1), dyszę powietrza (2), przepustnicę (3), przewód podawania paliwa z rozpylaczem (4), uszczelnienie przepustnicy (5) z wirującym kolektorem ssącym (6), koło zębate do odbioru mocy (7), kolektor wydechowy (8), cylindry (9) z obejmą ramienia (10) służącą do łączenia cylindra z ramieniem obudowy rozrządu sworzniem (11). Cylindry (9) mają przesuwne zaślepki (12), które zatykają otwory w cylindrach wykonane dla przesuwających się czopów tłoka (33), których otwory połączone są przewodami (13) biegnącymi wzdłuż ramion wału rozrządu do kolektorów ssących lub wydechowych. Na wale rozrządu osadzone jest koło zębate (14) napędzające koło zębate (16) osadzone na wałku zapłonu (15), którego jeden obrót przypada na dwa obroty wału. Palec (18) aparatu zapłonowego (17) przewodem wysokiego napięcia (19) powoduje iskrę na elektrodach świecy w położeniu tłoka ZW. Silnik posiada rozrusznik (20) ze sprzęgłem rozłącznym (21). Tłok silnika posiada część roboczą (22) z pierścieniami uszczelniającymi, przewężenie (23) o długości suwu tłoka i część prowadzącą (24). W tłoku zamontowane są zawory ssący i wydechowy (28) stabilizowane w górnej części tłoka w prowadnicach (29) usytuowanych w kanałach ssącym i wydechowym (30). W dolnej części tłoka na trzonach zaworów osadzone są sprężyny (31) opierające się od góry o korpus tłoka, a od dołu o pierścienie osadzone na trzonach zaworów, które z luzem stykają się z tuleją (37). Zespół tłoka z cylindrem posiada rozrząd zaworowy składający się z fragmentu koła zębatego (25) zazębiającego się z zębatką prostą (26).

Tłok w swojej dolnej części ma dwa wypusty (34) pomiędzy którymi osadzony jest na sworzniu (35) fragment koła zębatego (25) utrzymywany centralnie między wypustami (34) przez dwie tuleje krzywkowo zapadkowe (37). Na powierzchniach bocznych fragmentu koła zębatego (25) na wspólnej osi po obu stronach zamontowane są zapadki o przeciwnym działaniu (27), dociskane do tulei (37) sprężynami. Na wypustach (34) zamontowane są kołki stabilizujące (36) dociskane do tulei sprężynami. Tuleje krzywkowo zapadkowe (37) sterują zaworami, jedna ssącym druga wydechowym i mają od strony zapadek cztery zęby koła zapadkowego, a od strony wypustów (34) cztery gniazda stabilizujące co 90°. Tuleje (37) pomiędzy zębami i gniazdami mają dwie krzywki wykonane na co drugiej ćwiartce obwodu tulei. Tuleje obracane są w przeciwnych kierunkach.

Kiedy tłok przesuwa się z położenia ZW do ZZ podczas suwu ssania zapadka zaczepia o ząb tulei i obraca nią o 90°, a krzywka będąca nieodłączna częścią tulei w tym czasie otwiera i zamyka zawór ssący. W tym też czasie kołek stabilizujący (36) wypchnięty ze swojego gniazda po ukośnej krawędzi gniazda, wpada w następne gniazdo tulei stabilizując ją. Kiedy tłok przesuwa się z położenia ZZ do ZW, suw sprężania, zapadka zaworu wydechowego obraca tuleję o 90° częścią bez krzywki, a zapadka zaworu ssącego ma ruch jałowy. Tłok ponownie przesuwa się z położenia ZW do ZZ, suw pracy, zapadka zaworu ssącego pokręca tuleją, której ćwiartka nie ma krzywki naprzeciw tego zaworu, a zapadka zaworu wydechowego ma ruch jałowy. Tłok przesuwa się od ZZ do ZW, suw wydechu, zapadka zaworu wydechowego pokręca tuleją, której krzywka otwiera zawór wydechowy i zamyka. Po czym cykl się powtarza. Ten rozrząd zaworowy może być zastosowany do silników wolnoobrotowych. Cylinder posiada też komorę olejową (38), której olej ma smarować rozrząd zaworowy, cylinder i tłok. Silnik chłodzony powietrzem.

Zasada działania silnika dwusuwowego w rozrządzie przedstawiona jest w schematach na rysunkach, gdzie fig. 10 przedstawia tłoki w położeniu ZW i ZZ, fig. 11 i 12 - to położenia charakterystyczne dla silnika, fig. 13 - to widok „W fig. 10 na okna wlotowe i wylotowe cylindra.

W położeniu (1) tłok znajduje się w punkcie zwrotnym ZW, następnie zapłon mieszanki paliwowej, ciśnienie gazów powoduje, że tłok oddala się od głowicy cylindra i następuje zamykanie przez tłok okna wlotowego (7), w położeniu (2) tłok zamknął okno wlotowe (8) i następuje wstępne sprężanie mieszanki paliwowej w komorze (18), w położeniu (3) tłok otwiera okno wylotowe (8) i następnie okno przelotowe (9) i kiedy znajduje się w położeniu (6), położenie zwrotne zewnętrzne ZZ, okna wylotowe (8) i okna przelotowe (9) są otwarte, a gazy spalinowe wydostały się na zewnątrz, mieszanka paliwowa z komory wstępnego sprężania (18) oknem przelotowym (9) napełnia komorę sprężania i przepłukuje. W położeniu (5) tłok zamknął okna wylotowe (8) i przelotowe (9), następuje sprężanie mieszanki w komorze spalania. W położeniu (4) tłok otwiera okno wlotowe (7) i spręża mieszankę paliwową w komorze spalania. Po otwarciu okna wlotowego (7) tłok znajduje się w położeniu (1) i suwy pracy i wstępnego sprężania, oraz ssania i sprężania powtarzają się. Tłok osadzony jest na toczysku (10)

PL 222 707 B1 uszczelniony z cylindrem uszczelnieniem (11) i połączony z ramieniem obudowy obejmą (12) i sworzniem (13). Cylinder zawieszony jest w ramionach wału na czopach (15), a okno wlotowe (7) połączone kanałem (16) z otworem czopa (15) i połączone z kolektorem ssącym. Okno wylotowe (8) cylindra połączone kanałem (17) z otworem czopa odprowadza spaliny. Wyżej opisane schematy uzupełnia schemat budowy silnika czterosuwowego, w którym zmieniona musi być przekładnia aparatu zapłonowego z przełożenia dwa do jednego na przełożenie jeden do jeden.

Zastosowanie rozrządu w budowie sprężarek tłokowych przedstawiono w schematach na rysunkach, gdzie fig. 14 przedstawia położenie zwrotne tłoków w cylindrach, a fig. 15 - przekrój po linii A-A fig. 14.

Tłok sprężarki posiada część roboczą (1) przewężenie (2), część prowadzącą (3), czopy (4), kanał ssący (5) i tłoczny (6), ma wbudowane też zawory pierścieniowe lub płytkowe, ssący (7) i tłoczny (8) działające samoczynnie. Na czopach tłoka (4) zamontowane są zaślepki przesuwne (12) zaślepiające otwory, w których poruszają się czopy tłoka (4). Cylinder (9) ma obejmy (10) mocujące go sworzniem (11) do ramienia obudowy rozrządu. Cylinder posiada komorę olejową (13). Wyżej opisane schematy uzupełnia schemat budowy silnika czterosuwowego, w którym w miejsce rozrusznika należy zamontować silnik napędzający sprężarkę i uszczelnić na odpowiednie ciśnienie obracający się kolektor tłoczny ze zbiornikiem sprężonego powietrza, poza tym odrzucić wszystko co niepotrzebne.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Rozrząd współpracy cylindrów z tłokami bez wałów korbowych generujący suwy tłoków w cylindrach lub cylindrów na tłokach, znamienny tym, że posiada współpracujące ze sobą trzy podzespoły ułożyskowane w korpusie (1) i są to, wał (2) z ramionami (4), obudowa (3) z ramionami (5), oraz przekładnia (fig. 4), która wiąże te dwa podzespoły powodując, że obracający się wał (2) z ramionami (4) i obudowa (3) z ramionami (5) obracają się z tą samą szybkością kątową i w tym samym kierunku, wał (2) i obudowa (3) są ułożyskowane w korpusie (1) mimośrodowo, a za tym otwory (12) ramion (4) wału (2) służące do zawieszania w nich tłoków lub cylindrów i otwory (14) w ramionach obudowy (3) służące do mocowania tłoczysk lub cylindrów, przez pół obrotu zbliżają się do siebie i przez następne pół obrotu oddalają od siebie o odległość założoną konstrukcyjnie, a odległość ta to odległość osi obrotu wału (2) i osi obrotu obudowy (3) pomnożona przez dwa, czyli długość suwu.