Opublikowali) dnia 29 sierpnia 1962 r.POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr 46096 y Akii s/og Ki. 4n li1, iQ/nt- Prof. inz. Jan Werner Lódz, Polska Mgr inz. Lech Brzeski Lódz, Polska Sposób rozrzadu w bezzaworowych, czterosuwowych silnikach gwiazdzistych Patent trwa'od dnia 4 pazdziernika 1961 r.Wynalazek dotyczy sposobu rozrzadu w bez¬ zaworowych, czterosuwowych silnikach gwiaz¬ dzistych.W bezzaworowych, czterosusowych silnikach gwiazdzistych rozrzad realizowany jest w zwiaz¬ ku z ruchem gwiazdy cylindrów wzgledem pierscienia rozrzadczego. Rozrzad ten moze byc realizowany przy nieruchomym pierscieniu roz- rzadczym albo nieruchomej gwiezdzie cylindrów, jednak ze wzgledów konstrukcyjnych korzyst¬ niejszy jest przypadek pierwszy. Kazda komora spalania posiada otwór, przez który odbywa sie napelnianie i opróznianie cylindra, natomiast pierscien rozrzadczy zaopatrzony jest w okna ssace i wydechowe, rozmieszczone parami rów¬ nomiernie na obwodzie. Gdy otwór komory spa¬ lania pokrywa sie z oknem wydechowym w cy¬ lindrze, nastepuje suw wydechu; gdy otwór ten pokrywa sie z oknem ssacym, odpowiada to su¬ wowi ssania. W chwili gdy w cylindrze naste¬ puja suwy sprezania i rozprezania, otwór ko¬ mory spalania jest zamkniety powierzchnia pierscienia rozrzadczego pozbawiona okien.Z tego wzgledu ruch -gwiazdy cylindrów wzgledem pierscienia rozrzadczego musi byc po¬ wiazany w sposób scisle okreslony z liczba par okien na tym pierscieniu i z ruchem ukladu korbowego.Jeden obieg pracy silnika odbywa sie w cza¬ sie, w którym otwór komory spalania przebiega po pierscieniu rozrzadczym odcinek zawierajacy okno wydechowe, okno ssace oraz powierzchnie zamykajaca ten otwór, w chwili gdy w cylin¬ drze nastepuja suwy sprezania i rozprezania.W tym czasie wal silnika wykona dwa obroty.Oznacza to, ze przy danych obrotach walu kor- ifeowego predkosc gwiazdy cylindrów, wzgl. pierscienia rozrzadczego,|zalezy od liczby par okien w tym pierscieniu lub inaczej mówiac, od liczby odcinków odpowiadajacych jednemu obiegowi Im wiecej par okien, tym predkosc ta jest mniejsza.W znanych, bezzaworowych, czterosuwowych silnikach gwiazdzistych stosowano pierscienie rozrzadcze, w których liczba par okien ogra¬ niczona byla liczba cylindrów i zalezna tylko i + 1 od tej liczby wzgledem zaleznosci p = gdzie p — liczba par okien pierscienia roz- rzadczego, wzglednie (Liczba odcinków tego pierscienia odpowiadajacych jednemu obiegowi pracy, a i — liczba cylindrów.Przelozenie miedzy obrotami walu korbowe¬ go a obrotami gwiazdy cylindrów wzgledem pierscienia rozrzadczego bylo okreslone zalez¬ noscia a = 2p = i + 1, gdzie a — stosunek liczby obrotów walu korbowego, czyli stosunek liczby obrotów silnika, liczonych wzgledem cylindrów do liczby obrotów gwiazdy cylindrów, liczo¬ nych wzgledem pierscienia rozrzadczego.Poniewaz liczba cylindrów jest ograniczona konstrukcyjnie, predkosc ruchu gwiazdy cylin¬ drów wzgledem pierscienia rozrzadczego, czyli predkosc z jaka elementy uszczelniajace ko¬ mory spalania slizgaly sie po wspólpracujacej powierzchni tego pierscienia musiala byc duza, znacznie przekraczajaca technicznie dopuszczal¬ na. Powodowalo to szybkie zuzywanie element tów uszczelniajacych, zakleszczenia itp., co w sumie przekreslalo mozliwosc wyjscia bez¬ zaworowych, czterosuwowych silników gwiaz¬ dzistych poza stadium prototypowe.Mysla przewodnia pomyslu wedlug wynalaz¬ ku jest zlikwidowanie wyzej wymienionych zja¬ wisk niszczenia i zakleszczenia elementów uszczelniajacych cylindry przez zmniejszenie predkosci slizgania sie tych elementów po po¬ wierzchni pierscienia rozrzadczego.Istota pomyslu jest zastosowanie takiego pierscienia rozrzadczego, w którym liczba par okien nie jest ograniczona liczba cylindrów i, a wynika z zaleznosci: k • i ± 1 -p = —T~' gdzie Je jest liczba calkowita, wieksza od, jed¬ nosci, 'której wielkosc praktycznie biorac ogra¬ niczona jest wzgledami konstrukcyjnymi. Na¬ lezy przy tym dobrac wielkosci Je i i w ten sposób, aby p bylo liczba calkowita. Znak „+" albo „—" zalezy od tego, czy kierunki obrotów walu korbowego i gwiazdy cylindrów sa przeciwne czy zgodne.Z punktu widzenia obserwatora zwiazanego z pierscieniem rozrzadczym, znak „+" odpowia¬ da wypadkowi, gdy kierunki obrotów gwiazdy cylindrów i walu korbowego sa przeciwne. Jest to przypadek korzystniejszy, gdyz obroty walu napedowego silnika sa nizsze niz przy zgodnych kierunkach obrotów gwiazdy cylindrów i walu korbowego (znak „—").Przelozenie a nalezy oprzec na zaleznosci a = k. i ± 1 Oczywiscie liczba p (a wiec i liczba k) nie moze byc dowolnie duza, gdyz umieszczenie na obwodzie pierscienia rozrzadczego zbyt duzej liczby par okien jest technicznie rzecza nie¬ mozliwa (szerokosc okna ma okreslone wymiary, a miejsce na obwodzie pierscienia rozrzadczego jest ograniczone).Zastosowanie pierscienia rozrzadczego, w któ¬ rym liczba par okien nie jest ograniczona liczba i, pozwala na wydatne zmniejszenie predkosci gwiazdy cylindrów w ruchu wzgledem tego pierscienia, a wiec pozwala na usuniecie przy¬ czyn niszczenia i zakleszczania elementów usz¬ czelniajacych. Szybkie zuzywanie i zakleszcza¬ nie elementów uszczelniajacych stanowi glówna przeszkode na drodze rozpowszechniania bez¬ zaworowych, czterosuwowych silników gwiaz¬ dzistych, które posiadaja znacznie prostsza konstrukcje od silników konwencjonalnych i ze wzgledu na nieobecnosc zaworów moga pra¬ cowac w zakresach wyzszych obrotów.Przyklad: w bezzaworowym, czterosuwo- wyra silniku gwiazdzistym, w którym rozwiaza¬ nie rozrzadu jest oparte na nowym pomysle, przy pieciu cylindrach o sumarycznej pojem¬ nosci skokowej okolo 700 cm8, skoku tloka okolo 50 mm, liczbie obrotów okolo 6000 obr/min., predkosc obwodowa elementów uszczelniaja¬ cych wynosi okolo 8 m/sek. Czterosuwowy, bez- zaworowy silnik gwiazdzisty, o tych samych wymiarach, tej samej liczbie cylindrów, tej saniej pojemnosci skokowej i tej samej liczbie obrotów na minute, lecz oparty na znanych dotychczas rozwiazaniach rozrzadu, mialby predkosc obwodowa elementów uszczelniaja¬ cych okolo 21,3 m/sek.Na rysunku uwidoczniony jest schematycz¬ nie tytulem przykladu czterosuwowy, bezzawo- rowy silnik gwiazdzisty z rozwiazaniem roz¬ rzadu opartym na nowym pomysle. Fig. 1 przed¬ stawia silnik gwiazdzisty w przekroju osiowym, a fig. 2 — widok elementu rozrzadczego. — 2 —W silniku tym liczbe calkowita Je przyje¬ to = 3. Stad wartosc a przy zalozonej liczbie cylindrów i = 5 wynosi 16, a poniewaz obieg pracy silnika czterosuwowego trwa w czasie dwóch obrotów walu korbowego, pierscieniowy element rozrzadczy posiada 8 par okien wyde¬ chowych i ssacych rozmieszczonych symetrycz¬ nie na obwodzie.W wirujacym kadlubie 1 silnika osadzony jest wal korbowy 2 z jednym wykorbieniem 3, zwiazanym z piecioma lezacymi w jednej plasz¬ czyznie tlokami 4. Tloki 4 poruszaja sie ruchem posuwisto-zwrotnym w cylindrach 5 umocowa¬ nych w kadlubie I. W misce olejowej € umiesz¬ czona jest przekladnia zebata 7 o przelozeniu 16 :1, laczaca wal korbowy 2 z wirujacym ka¬ dlubem 1.Z gwiazda cylindrów 5 zwiazany jest pierscie¬ niowy element rozrzadczy 9 z osmioma parami okien wydechowych 10 i ssacych 11. PL