PL56008B1 - - Google Patents

Description

Opublikowano: 16.IX.1968 56008 /¦* ,' ¦' *t 4fon., •¦ MKP F 02 b 53j t UKP Twórca wynalazku: inz. Józef Bednarek Wlasciciel patentu: Dowództwo Wojsk Lotniczych, Warszawa (Polska) Silnik spalinowy z dwoma wirujacymi tlokami Przedmiotem wynalazku jest silnik spalinowy z dwoma wirujacymi tlokami posiadajacy cylinder o ksztalcie wyznaczonym przez przeciecie sie dwóch okregów, w którym wiruja dwa tloki o powierzch¬ niach obwodowych, które zatoczone sa trzema róz¬ nymi promieniami.Znany jest szereg silników z obrotowymi tlokami, które dziela sie na dwie grupy.Do pierwszej grupy naleza silniki o tlokach wi¬ rujacych, które obracaja sie dokola srodków ciez¬ kosci.Druga grupe reprezentuja silniki o tlokach kra¬ zacych, które obracaja sie dokola swych srodków ciezkosci, a srodki te poruszaja sie równoczesnie po okregu kola.Silniki tego typu niezaleznie od tego do której grupy naleza, moga byc jedno lub wielowirnikowe.Znany jest silnik spalinowy z tlokiem wirujacym zlozony z cylindra w ksztalcie trochoidy oraz z po¬ ruszajacego sie wewnatrz niego ruchem obrotowym i mimosrodowym tloka o przekroju w ksztalcie wy¬ puklego trójkata, którego wierzcholki znajduja sie w stanie ciaglego zestyku ze sciankami cylindra.Tlok jest przy tym prowadzony za pomoca obie¬ gajacego zazebienia wewnetrznego oraz korby wia¬ zacej go z walem glównym silnika.W silniku tym oprócz wielu niewatpliwych zalet wystepuje trudnosc uszczelniania komór roboczych.Stosowane tu uszczelnienia szybko zuzywaja sie i wymagaja czestej wymiany. Oprócz tego w silni- 30 ku takim przy zaplonie samoczynnym uzyskuje sie male i niekorzystne ksztalty komory spalania. W tym przypadku wystepuja tu równiez powazne klo¬ poty zwiazane z zapewnieniem niezbednej wytrzy¬ malosci walu silnika.Ogólnie mozna stwierdzic, ze zarówno dodatnie jak i niezamierzone ujemne cechy tego typu silni¬ ków wynikaja glównie z przyjetych ksztaltów cy¬ lindra i tloków oraz ich wzajemnego ukladu kine¬ matycznego. Stad tez w zaleznosci od sposobu roz¬ wiazania tego zagadnienia moga wynikac juz z góry pewne trudnosci w uszczelnieniu komór roboczych, dostosowania silnika do pracy na zaplon samoczyn¬ ny itp.Celem wynalazku jest wyeliminowanie tych pod¬ stawowych wad poprzez bardziej korzystne uksztal¬ towanie cylindra i tloków silnika.Zgodnie z wytyczonym zadaniem silnik wedlug wynalazku posiada cylinder o ksztalcie wyznaczo¬ nym przez przeciecie sie dwóch okregów o promie¬ niach R.Wirujace w cylindrze dwa tloki posiadaja zewne¬ trzny ksztalt wynikajacy z polaczenia trzech róz¬ nych luków kól r, R oraz R -|- r. Luki o promie¬ niach r i R zatoczone sa ze srodka obrotu tloka i leza naprzeciw siebie, tworzac górna i dolna plasz¬ czyzne tloka. Boczne plaszczyzny tloka zatoczone sa dwoima lukami o promieniu r + R lezacymi równiez naprzeciw siebie. Luki o promieniu r -|- R wychodza stycznie z luku o promieniu r. W polaczeniu z lu- 56 00856 ? kiem o promieniu R tworza one w tloku dwa na¬ roza o kacie rozwartym. Rozwartosc katowa luków o promieniach r i R wynosi okolo 100° a luków o promieniu r -|- R okolo 80°.Komory robocze w rzucie przekroju poprzecznego silnika, utworzone Jia miedzy bieznia cylindra i tlo¬ kami, które stykaja sie z cylindrem i miedzy soba.Takie uksztaltowanie cylindra i tloków pozwala na proste i skuteczne uszczelnienie miedzy cylin¬ drem i tlokami. W tym celu mozna na przyklad na odcinku tloka zatoczonym promieniem R umies¬ cic odpowiednia ilosc typowych i znanych rozwia¬ zan listew. Wymienione listwy uszczelniaja równiez tloki w miejscach ich styku na odcinkach o pro¬ mieniu r i R. W tym przypadku w czasie obrotu tloków do pracy wchodza kolejne listwy uszczel¬ niajace umieszczone na obu tlokach.Na odcinku pracy tych listew wystepuje jeszcze stosunkowo male cisnienie i dlatego jedna a co- najwyzej dwie listwy dociskane w danej chwili do drugiego tloka, wystarczaja w zupelnosci do usz¬ czelnienia komory roboczej. Pozostaje jeszcze do omówienia sposób uszczelnienia miedzy tlokami na odcinku o promieniu r + R. W tym przypadku korzystnie jest w narozach tloka dac listwy o znacznej sz3rokosci osadzone w sterowanym lozu obrotowym. Listwa ta przylegajac na calej swej szerokosci do tloka dobrze uszczelnia przestrzen robocza w której panuja najwieksze cisnienia.Uksztaltowanie cylindra i tloków wedlug wyna¬ lazku pozwala i na inny sposób rozwiazania usz¬ czelnien miedzy cylindrem i tlokami.Listwy uszczelniajace w: tej wersji mozna umiej¬ scowic na obwodzie cylindra w obrebie komór ro¬ boczych. Wtedy jednak listwy umieszczone na od¬ cinkach tloków, o promieniu R trzeba przeniesc na czesc tloków zatoczonych promieniem r.Z uwagi na znaczna ilosc listew uszczelniajacych i duza powierzchnie ich styku, zuzycie tych listew bedzie niewielkie a zatem nie beda one musialy byc czesto wymieniane.Nalezy podkreslic jeszcze, ze w silniku nie wy¬ stepuja zadne ograniczenia co do wielkosci stopnia sprezania, przy zachowaniu najkorzystniejszych i maksymalnych pojemnosci komór roboczych. Stad tez moze on pracowac zarówno na zaplon iskrowy jak i samozaplon.Charakterystyczna cecha dla tego silnika jest po¬ nadto fakt, ze po zassaniu powietrze sprezane jest dopiero po przebyciu przez tlok drogi katowej wy¬ noszacej okolo 180°, co znacznie podnosi stopien na¬ pelniania komór sprezania zwlaszcza przy duzych obrotach silnika.Poza tym silnik ten latwo mozna dostosowac do pracy z przedluzanym cyklem rozprezania wyposa¬ zajac go dodatkowo w sterowane zawory obrotowe i komory kompensacyjne do chwilowego przetlo- czenia nadmiaru powietrza, które w nastepnym cyklu zasysania napelnia dodatkowo komory spre¬ zania.Przyklad silnika spalinowego z wirujacymi tlo¬ kami wedlug wynalazku przedstawiony jest na ry¬ sunkach gdzie fig. 1 przedstawia przekrój poprzecz¬ ny silnika, fig. 2 — przekrój podluzny silnika, fig. 3 pokazuje geometryczna konstrukcje ksztaltu cylin- 008 -•¦:¦ 4 dra i tloka, fig. 4 — szczegól rozwiazania uszczel¬ nienia w narozu tloka.Jak uwidoczniono na fig. 1 i fig. 2 silnik wedlug wynalazku sklada sie z dwu tloków 16 sprzezonych i ze soba za posrednictwem kól zebatych 21 i 22.Kola zebate 21 osadzone sa na walkach tloków 16, które wiruja z jednakowymi predkosciami katowy¬ mi, natomiast posrednie kolo zebate 22 osadzone jest na wale 23 odbioru mocy. 10 Tloki 16 osadzone sa obrotowo w cylindrze 2, który zamkniety jest z dwu stron pokrywami 18 i 19 przy czym pokrywa 19 posiada przytwierdzona don plyte 26 stabilizujaca osadzenie walu 23. Do uszczelnienia promieniowego komór roboczych sil- 15 nika sluza listwy uszczelniajace 10 i 3.Narozna listwa uszczelniajaca 3 dociskana sprezy¬ na falista 4, osadzona jest w lozu obrotowym 8.W poblizu miejsca przeciecia sie okregów wyzna¬ czajacych ksztalt cylindra, znajduja sie komory 20 spalania oraz wtryskiwacze paliwa 5, swiece zaplo¬ nowe 6 i zawory obrotowe 7, które w przypadku przelaczenia silnika na obieg z przedluzonym cyk¬ lem rozprezania przestawia sie w polozenie uwi¬ docznione po prawej stronie rysunku fig. 1. Zawory 25 obrotowe 7 komory spalania jak i zawory obrotowe 9 komór kompensacyjnych 11 przedstawiane sa rów¬ noczesnie za pomoca zebatki 25 zazebiajacej sie z kolami zebatymi 24 osadzonymi na koncach za¬ worów obrotowych 7 i 9. 30 w cylindrze 2 znajduja sie przegrody stale 12 oraz ruchome 13 rozdzielajace kanaly wlotowe i wy¬ lotowe silnika. Przegrody ruchome 13 dociskane sa do biezni tloków 16 za posrednictwem sprezyn €0.Istotna rzecza jest to, ze jesli w miejscach wy- 35 drazonych w przegrodach stalych 12 doprowadzic rozpylony olej,to przedostajac sie on poprzez otwo¬ ry 14 i podtoczone w pokrywach 18 i 19 kanaly 15 uzyska sie smarowanie ruchomych przeslon 13, po¬ wierzchni obwodowych i czolowych tloków 16 oraz 40 listew uszczelniajacych 3 i 10.Przedstawione na fig. 3 szczególy konstrukcji geometrycznej cylindra i tloka uwidaczniaja, ze punkty przeciecia sie okregów oraz srodek jednego z tych okregów wyznacza kat srodkowy a warun- 45 kujacy dlugosc poszczególnych luków tworzacych ksztalt tloka. Róznica miedzy odlegloscia 0j02 — R okresla wielkosc malego promienia r. Punkty A/Aj oraz A2'A2 polaczone sa lukami o promieniu R + r zatoczonymi z punktów Az i A2. 50 Kat a warunkuje równiez wielkosc maksymalne¬ go przekroju poprzecznego komór roboczych i wi¬ nien on wynosic ok. 80°.Jak uwidoczniono na fig. 4 listwa 3 z falista spre¬ zyna dociskowa 4, jest osadzona w lozu obrotowym 55 8. Listwa ta jest sterowana i dzieki temu wspólpra¬ cuje ona na calej swej szerokosci z powierzchnia obwodowa tloka w czesci o promieniu R + r.Sterowanie listwy 3 odbywa sie za posrednictwem suwaka 28, który w górnej czesci zwiazany j.est 66 przesuwnie z kolkiem 27 utwierdzonym w obroto-r wym lozu 8. W dolnej czesci suwak 28 posiada ko-, lek 29, który wodzony jest w rowku znajdujacym sie w pokrywie 19. Na rysunku tym uwidocznione sa jeszcze listwy uszczelniajace 10, które posiadaja m równiez faliste sprezyny dociskowe 4.5 W silniku wedlug wynalazku na kazdy obrót wa¬ lu tloka 16 przypada jeden takt pracy przy czym zachowany jest tu pelen obieg pracy silnika 4-ro taktowego.W przykladowym rozwiazaniu silnika tloki 16 obracaja sie w kierunkach przeciwnych do wska¬ zówek zegara. W czasie pracy silnika pomiedzy bocznymi pokrywami 18 i 19 cylindra 2 i jego biez¬ nia oraz powierzchniami obwodowymi stykajacych sie tloków 16 tworza sie komory robocze zmienia¬ jace okresowo swa objetosc. Powietrze zassane z ka¬ nalu wlotowego przetlaczane jest z komory spreza¬ nia do komory spalania. Po sprezeniu powietrza, wtrysku paliwa i zaplonie (samozaplonie) nastepuje cykl pracy odbywajacy sie w odrebnej komorze rozprezania. W czasie pelnego obrotu tloków w sy¬ metrycznych czesciach silnika po jego lewej i pra¬ wej stronie zachodza dwa pelne obiegi pracy prze¬ suniete w fazie.W silniku wedlug wynalazku przy obiegu z prze¬ dluzonym taktem rozprezania zawory obrotowe 7 i 9 przestawia sie za pomoca zebatek 25 w poloze¬ nie uwidocznione po prawej stronie rysunku fig. 1.Zawory przestawia sie w tym celu aby zmniej¬ szyc odpowiednio pojemnosc komór, przez co uzy¬ skuje sie staly stopien sprezania e. 008 6 Natomiast przestawione zawory 9 przepuszczac beda do komór kompensacyjnych nadmiar powie¬ trza, które podczas nastepnego cyklu ssania dostaje sie do komór sprezania zwiekszajac ich napelnienie. 5 PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Silnik spalinowy z dwoma wirujacymi tlokami umieszczonymi w jednym cylindrze znamienny tym, ze cylinder (2) w przekroju poprzecznym posiada bieznie o ksztalcie wyznaczonym przez przeciecie sie dwóch okregów o promieniu (R), których srod¬ ki geometryczne oddalone sa od siebie o odleglosc (R +r), tloki (16) natomiast widziane w tym sa- mym rzucie co cylinder (2) posiadaja powierzchnie obwodowe, z których dolna powierzchnia tloka za¬ toczona jest promieniem (r) a górna powierzchnia tloka zatoczona jest promieniem (R) ze srodka obro¬ tu tloka tworzac dwa odcinki luków lezacych na przeciw siebie, polaczonych dwoma lukami o pro¬ mieniu (R + r) wychodzacymi stycznie z dwu kon¬ ców luku zatoczonego promieniem (r), przy czym dlugosc poszczególnych luków zalezy od kata srod¬ kowego (a), który wyznaczaja dwa punkty przecie- cia sie okregów o promieniu (R) i srodek geomet¬ ryczny jednego z tych okregów.KI. 46 a5, 9 56 008 MKP F 02 b W, v, n ss Rq. iKI. 46 a5, 9 56 008 MKP F 02 b A-A Fig.2 ty-KI. 46 a5, 9 56 008 MKP F 02 b fCg.4 ZG „Ruch" W-wa, zain. 905-68 nakl. 380 egz. i PL