Opublikowano dnia 18 grudnia 1962 r< £.POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr 46320 Stefan Korpys Gniezno, Polska Rotacyjny silnik spalinowy Patent trwa od dnia 6 maja 1961 r.¦KI. 46 a4, 21/02- KL internat. F 02 1 Przedmiotem wynalazku jest rotacyjny silnik spalinowy do napedu pojazdów mechanicznych, jak równiez do napedu maszyn w przemysle.Dzialanie jego nie rózni sie od znanych silni¬ ków spalinowych tlokowych dwu lub czterosu- Wiowych.Istota wynalazku polega na tym, ze 'zostal wyeliminowany wal korbowy, a zamiana ruchu posuwistego tloka na ruch obrotowy walu na¬ pedowego jest wykonywana po specjalnych krzywych, na biezniach toru zamknietego. Na biezniach tych tocza sie lozyska toczne osadzo¬ ne na czopach suwaków, które z kolei sa po¬ laczone z tlokami, tworzac uklad posuwisto- zwrotny. Toczenie sie lozysk po pochylniach toru biezni wymuszone jest przez nacisk gazów spalinowych na tloki. Lozyska toczne osadzone sa na czepach suwaków i toczac sie po pochyl¬ niach biezni, napieraja jedna sciana slizgowa suwaka na prowadnice polaczone na stale z blo¬ kiem cylindrowym, osadzonym obrotowo na lo¬ zyskach glównych i zmuszaja przez to caly blok cylindrowy do wykonywania ruchu obrotowego.Rotacyjny silnik spalinowy wedlug wynalazku jest silnikiem wolnoobrotowym, a ilosc obrotów jest tyle razy mniejsza, ile pelnych cykli pracy wykona kazdy tlok w czasie jednego obrotu blo ku cylindrowego, czyli w silniku dwusuwowym, którego rbor biezni posiada-ksztalt gwiazdy szes- cioramiennej, obroty silnika beda szesc razy wolniejsze; poniewaz kazdy tlok w czasie jed¬ nego obrotu bloku cylindrowego wykona szesc pelnych cykli pracy. Pomimo zwolnionych obro¬ tów moc silnika wedlug wynalazku jest taka sa¬ ma jak w silnikach szybkoobrotowych, gdyz w sumie ilosc cykli pracy wykonanych przez wszystkie tloki w jednostce czasu równa sie ilosci prac w silnikach szybkoobrotowych.Rotacyjny silnik spalinowy jest uwidoczniony na rysunkach, na których fig. 1 przedstawia uklad schematyczny w przekroju silnika szescio- tlokowego, fig. 2 — przekrój poprzeczny silnika, fig. 3 — ulklad schematyczny w przekroju silni¬ ka osmiotlokowego, a fig. 4 — przekrój poprze¬ czny tego silnika.Rotacyjny silnik spalinowy wedlug wynalazkusklada sie z czesci stalej, to jest kadluba ze¬ wnetrznego Z piasta oraz & czesci obrotowej, skladajacej sie* z zespolu cylindrów i mechaniz¬ mów posuwisto - zwrotnych.Kadlub tworzacy obudowe silnika sklada sie z dwóch scian bocznych 29 i 30, skreconych ze soba na obwodzie za pomoca srub. Tworzy on stala ochrone i ulozyskowanie dla obrotowych elementów silnika, to jest tarczy napedowej blo¬ ku cylindrowego 24 i 25 oraz zbiornik do oleju.Mieszanka paliwowa dostarczana jest przewo¬ dami 9 przez urzadzenie wtryskowe. W oby¬ dwóch scianach bocznych 29 i 30 kadluba znaj¬ duja sie jednakowe bieznie 28 dla lozysk tocz¬ nych 18 tloków 12, przy czym bieznie te tworza tor zamkniety, w ksztalcie gwiazdy cztero lub szescioraimiennej. W scianie 29 kadluba od stro¬ ny napedu osadzone jest lozysko 27, po którym * obraca sio taircza napedowa 24 bloku cylindro¬ wego wraz z walem napedowym 26. Do drugiej i sciany 30 kadluba przykrecona jest piasta 8 oraz przewody 9 doprowadzajace paliwo. Na piascie 8 osadzone jest drugie lozysko 27, stanowiace drugi punkt ulozyskowania bloku cylindrowego.W piascie 8 znajduja sie przewody wydechowe JO i swiece zaplonowe 11. Poniewaz piasta 8 ze swymi otworami wydechowymi tworzy calosc rozrzadu i na niej obraca sie wewnetrzny pier¬ scien 2 bloku cylindrowego, musi byc zatem bar¬ dzo dokladnie dopasowana do pierscienia 2, w celu uniemozliwienia wydostawania sie spalin na zewnatrz. Na piascie 8 osadzone sa pierscie¬ nie uszczelniajace, nie uwidocznione na rysunku, które wraz z uszczelniajacymi pierscieniami 37 otworów wylotowych cylindrów uszczelniaja piaste 8 z pierscieniami 2 bloku cylindrowego, zapobiegajac tym samym przed bocznym uj¬ sciem spalin.Komory wodne 3 w bloku cylindrowym sa zamkniete plytkami 4 na zewnetrznym obwodzie bloku miedzy cylindrami. W srodku walu nape¬ dowego 26 znajduje sie kanal wodny 6 do chlo¬ dzenia silnika. Wewnatrz kanalu 6 znajduje sie rura rozdzielcza 7 do odprowadzania cieplej wo¬ dy z bloku cylindrowego do chlodnicy. Do kon¬ ca rury 7 przyspawana jest tarcza rozdzielcza 5, której krawedz przylega scisle do glowic cylin¬ drów. Na zewnetrznym obwodzie obydwóch tarcz 24 i 25 bloku cylindrowe|jB uchwyty 23 z wywierconymi otwWa^gt £o ótwo-' rów tych sa umocowane za rxmó^%wo prowadnice 19. <4z L Uklad posuwisto - zwrotny zespolu sklada sie fc tloków }2, suwaków 15 i tocznych lozysk 18, przy czym spelnia on zadanie ukladu korbowe¬ go. Tlok 12 w czasie suwu pracy przejmuje cis¬ nienie gazów spalinowych, powstalych przy spa¬ laniu mieszanki i przekazuje je za pomoca tlo- czyska 14 na suwak 15 i lozyska toczne 18. W celu zmniejszenia ciezaru tloka 12 tloczysko 14 ma wewnatrz wydrazenie 34, zas zewnetrzna je¬ go powierzchnia iest uzeberkowana, dla lepsze¬ go chlodzenia i usztywnienia. Suwak 15 po oby¬ dwu stronach posiada czopy 16 tworzace osie, na których osadzone sa toczne lozyska 18. Dla zmniejszenia ciezaru suwaka 15, czopy 16 i su¬ wak maja wspólne osiowe wydrazenie.Wedlug wynalazku zamiana ruchu posuwiste¬ go na ruch obrotowy odbywa sie bez pomocy korbowodu i walu wykorbionego. Preznosc gar zów powstala przy spalaniu mieszanki, spre¬ zonej przez tlok 12 w GZP i zapalonej od iskry swiecy 11, cisnie na tlok 12, który majac ograniczony ruch przez cylinder li su¬ wak 15 w prowadnicy 19 naciska za po¬ moca tloczyska 14 na suwak 15 i lozyska toczne 18. Poniewaz lozyska 18 opieraja sie na pochylniach biezni 28 w stalych scianach 29 i 30 kadluba, wskutek czego pod wplywem silnego nacisku tloka staraja sie stoczyc po pochylni biezni 28 w dól, jednak prowadnice 19, które ograniczaja ruch -mechanizmu posuwistego do ruchu prostolinijnego stawiaja im opór, na¬ cisk jednak tloka 12 jest tak silny, ze su¬ wak 15 pokonuje, opór . prowadnicy 19, zmu¬ szajac ja do wykonania ruchu poprzecznego, a poniewaz prowadnice sa przymocowane do tarcz 24 i 25, .ruchomego, obrotowego bloku cy¬ lindrowego, wobec czego ruch poprzeczny pro¬ wadnicy 19 wzgledem suwaka 15 jest ruchem obrotowym calego bloku cylindrowego. Ruch po¬ suwisto - zwrotny tloka 12, polaczonego z suwa¬ kiem 15 i lozyskami 18 wpycha sie miedzy po¬ chylnie biezni 28.Zamiana ruchu posuwistego na obrotowy od¬ bywa sie na skutek rozkladu sil na pochylniach biezni 28', czyli wykorzystane jest fizyczne pra¬ wo pracy równi pochylej, gdzie nacisk tlo¬ ka posrednio przez suwak 15 i toczne lozy¬ ska 18. jest sila grawitacyjna, a nacisk suwa¬ ka 15 na prowadnice 19 jest sila skladowa. Sila ta jest wykorzystana do napedu bloku cylindro¬ wego silnika.Kiedy tlok 12 obnizy sie tak, ze cisnienie ga¬ zów w cylindrze znacznie sie zmniejszy, czyli wykona wieksza czesc swego suwu do DZP, a tym samym wykona swoja prace i przesunie! scie kadluba wlatuje przez otwór 32 co cylin¬ dra 1 w momencie, kiedy obydwa otwory po¬ kryja sie, a tlok zaczyna opadac w dól wykonu¬ jac pderwszy suw ssania. Gdy tlok opadnie w dól i zassie mieszanke do cylindra, otwór wlo¬ towy do cylindra przesunie sie i zostanie zam¬ kniety przez piaste kadluba. Tlok mija DZF i zaczyna sprezac mieszanke, poniewaz otwór wlo¬ towy 32 zostal calkowicie zamkniety. W konco¬ wym momencie suwu sprezania otwór wlotowy 32 znajduje sie przed swieca 11, która swa iskra zapala mieszanke. Tlok mija GZP i zaczyna wy¬ konywac suw pracy. Cisnienie gazów w cylin¬ drze wypycha tlok do DZP, a tlokowe suwaki 15 napieraja na prowadnice 19 i zmuszaja blok cy¬ lindrowy do obrotu. Po wykonaniu suwu pracy otwór wlotowy 32 przesuwajac sie po piascie 8 kadluba znajdzie sie naprzeciw otworu wloto¬ wego 10 w piascie 8, z którym polaczona jest rura wydechowa. Z ta chwila zaczyna sie czwar¬ ty suw — wydech. Tlok mija DZP i zaczyna podnosic sie do góry, wypychajac z cylindra spaliny, Przez caly czas wydechu otwory w cy¬ lindrze i piascie pokrywaja sie, umozliwiajac latwe ujscie spalin. W koncowej fazie wydechu otwór cylindra (przesunie sie i natrafia znów na otwór wlotowy, przez który nastepuje za¬ ssanie nowej mieszanki, zaczynajac tym samym nowy cykl pracy. . blok cylindrowy o. pewna ograniczona czesc obrotu, równoczesnie przesunie sie po piascie 8 otwór wylotowy 32 cylindra, który w koncu zo¬ stanie calkowicie otwarty, gdyz przesuwac sie bedzie naprzeciw otworu w piascie 8 do rury wydechowej 10. Z chwila pokrycia sie otworów czyli otwarcia cylindra, natychmiast spaliny gwaltownie opuszczaja cylinder 1, a poniewaz tlok 12 dalej opada w dól, cisnienie gazów w cy¬ lindrze 1 szybko opada do cisnienia prawie atmosferycznego W ten sposób nastapila glów¬ na czesc wydechu. Kiedy tlokowi brakuje okolo 1/10 suwu do DZP, wtedy tlok zaczyna odslaniac dlugie szczeliny wlotowe 31, przez które ze wszystkich stron karteru gwaltownie wlatuje do cylindra 1 sprezona mieszanka paliwowa, dostar¬ czona do karteru przez sprezarke poprzez prze¬ wód 9 i nastepuje napelnienie cylindra 1 mie¬ szanka, która równoczesnie poprzez rure wyde¬ chowa 10 wypycha na zewnatrz reszte spalin.W tym czasie tlok 12 zakonczyl swój pierwszy suw w dól, minal DZP i zaczyna wykonywac ruch powrotny. Lozyska 18 dalej tocza sie po pochylni biezni 28 i zaczynaja wzncsic sie do góry. Po napelnieniu cylindra 1 mieszanka, tlok 12 zamyka szczeliny wlotowe 31 i nastepuje sprezanie mieszanki, poniewaz otwór wylotowy 32 cylindra 1 zamknieta znowu piasta 8 kadluba.W koncowej fazie sprezania mieszanki w cylin¬ drze 1, kiedy tlok 12 dojdzie prawie do GZP, citwór wylotowy 32 cylindra znajdzie sie naprze¬ ciw swiecy 11, która w tym momencie swoja iskra zapali sprezona mieszanke w cylindrze l i zaczyna sie nowy cykl pracy tloka 12.Cykl pracy jednego cylindra powtarza sie w pozostalych cylindrach silnika.Doprowadzona mieszanka olejowo-benzynowa do karteru za pomoca sprezarki chlodzi równo¬ czesnie lozyska, suwaki i tloki, a swymi czastka¬ mi oleju smaruje czesci pracujace i gladzie cy¬ lindra. Mieszanka paliwowa moze byc bogatsza w olej, poniewaz obroty bloku cylindrowego i uklady posuwisto - zwrotne wytraca znaczna ilosc ciezszych gatunkowo czastek oleju z mie¬ szanki benzynowej. Poza tym znaczna sila od¬ srodkowa wywolana przez obrotowy blok cylin¬ drowy, równiez wytraci czesc oleju z mieszan¬ ki. Olej ten smaruje tor biezni, lozyska toczne i suwaki.Sposób dzialania rotacyjnego silnika spalino¬ wego czterosuwowego wedlug wynalazku nie¬ wiele rózni sie od silnika dwusuwowego.Mieszanka benzynowa doprowadzona z gazni- ka przez rure ssaca zakonczona otworem w pia- Chlodzenie rotacyjnego silnika spalinowego jest dwojakie: wewnetrzne i zewnetrzne.Wewnetrzne chlodzenie odbywa sie wewnatrz cylindra i w karierze silnika przez powietrze wtlaczane do karteru z zewnatrz za pomoca sprezarki, jak równiez za pomoca mieszanki pa¬ liwowej wprowadzanej do karteru pod cisnie¬ niem oraz przez swiezy olej pompowany ze zbiornika do karteru bezposrednio na lozyska toczne. Te z kolei rozbryzguja olej w karterze, który mieszajac sie z powietrzem tworzy mgle olejowa, która znajduje sie w ciaglym ruchu, to znaczy otrzymuje ruch wirowy przez czesci ru¬ chome craz zostaje stale wciagana i wypychana do cylindrów za ruchem tloków. Poniewaz olej posiada wiekszy ciezar gatunkowy od powietrza, wobec tego gdy tlok zacznie znów pracowac (opadac) wtedy drobne kropelki oleju swoja inercja uderzaja o dno tloka, a nastepnie chlodza i smaruja równoczesnie tloczysko i scianki cy¬ lindrów. Aby ulatwic odprowadzenie ciepla z denka tloka 1, które odbywa sie glównie przez tloczysko 14 posiadajace wydrazenie 34. Zimne powietrze pod tlokiem pochlania duze ilosci cie- - 3 - .pla, wypromienio#tR^ *e stosunkowo duzej powierzchni tloczyska, jSkiigoracyeh scian cy¬ lindra. Dla zw^ekszetnia powierzchni promienio¬ wania oraz usztywnienia tloczyska, tloczysko 14 posiada uzebrowiunia. Duze ilosci ciepla odpro¬ wadzane z tloków i cylindrów do kartem ogrze¬ waja powietrze i mieszanke.Chlodzenie zewnetrzne w silniku wykonuje woda lub plyn chlodzacy, otaczajacy cylindry na zewnatrz. Komory chlodzace tworza sciany bocz¬ ne bloku cylindrowego, sciany cylindrów, pokry¬ wy komór i glowice cylindrów z pierscieniem slizgowym. Komory sa polaczone z chlodnica dwoma kanalami koncentrycznymi (doplywowy i odplywowy), które przechodza przez wal na¬ pedowy silnika.Ruch wody w komorach chlodzacych jest za¬ pewniony przez obrót bloku cylindrowego na za¬ sadzie sily odsrodkowej, to jest woda zimna jako ciezsza w czasie ruchu obrotowego bloku cylin¬ drowego bedzie skupiala sie w najdalszych cze¬ sciach komór od srodka bloku, czyli najblizej pokrywy. Natomiast woda ogrzana przez glowice cylindrów jako lzejsza, rozszerzajac swa obje¬ tosc bedzie dazyc do srodka blofcu, skad ma swobodne ujscie do kanalu wewnatrz walu na¬ pedowego bloku i dalej do chlodnicy. Zimna Woda z chlodnicy kanalem doplywowym we¬ wnatrz walu dochodzi do komór, polaczonych z kanalem doplywowym 6 z tarcza rozdzielcza 5 (fig. 4). Zadanie tarczy rozdzielczej polega na oddzielaniu sie wody cieplej od zimnej.Niezaleznie od opisanego wyzej systemu chlo¬ dzenia mozna zastosowac system tennKHsyfono- wy.Oliwienie silnika dwusuwowego odbywa sie normalnie przez dodanie pewnej ilosci oleju do mieszanki paliwowej. Mozna jednak w razie potrzeby zastosowac oliwienie rozbryzgowe lub pod cisnieniem, jednak z uwagi na wyelimino¬ wanie w silniku wedlug wynalazku glównych czesci, wymagajacych smarowania jak: wal kor¬ bowy z ulozyiskowaniem, korbowody ze sworz¬ niami tlokowymi oraz skomplikowany rozrzad zaworów, jest ono niekonieczne.Glównymi czesciami wymagajacymi oliwienia w silniku wedlug wynalazku sa: lozyska tocz¬ ne 18, suwaki 15, prowadnice 19, gladzie cylin¬ drów oraz dwa lozyska glówne 27.Smarowanie pod cisnieniem odbywa sde przez doprowadzenie oleju dwoma przewodami do obydwu stron kadluba silnika. Doprowadzony olej dwoma strumieniami oblewa lozysko 18 Smarowane lozyska, wykonujac szybkie obroty, rozbryzguja olej w kanterze calej obudowy sil¬ nika* tworzac mgle olejowa, która smaruje gla¬ dzie cylindrów; bieznie lozysk, prowadnice i su¬ waki. Mgla olejowa wirujac w kanterze razem z blokiem cylindrowym wyrzuca wieksze i ciez¬ sze kropelka oileju sila odsrodkowa do najdal¬ szych miejsc karteru, to jest na najdalsze czesci pochylni, gdzie olej zaczyna sie zbierac, przy czym lozyska 18, toczac sie po pochylniach 28, znów rozbryzguja olej wewnatrz calego karteru.Bezposrednie smarowanie gladzi cylindrów zna¬ cznie ulatwia wyeliminowanie czesci wodzacej tloka, przez co zostaje odslonieta prawie cala plaszczyana gladzi cylindrów, do której bezpo¬ srednio ma dostep mgla olejowa. Oprócz tego brak bocznego tarcia tloków znacznie ulatwia problem smarowania cylindrów, które zuzywaja sie znacznie wolniej i nie powoduja owalizacji cylindrów. Lozyska glówne 27, w których obra¬ ca sie cala masa bloku cylindrowego, moga byc smarowane smarem stalym za pomoca smarów- niczek, jednak musza one byc uszczelnione, aby nadcisnienie panujace w karierze nie wypychalo smaru na zewnatrz. PL