Pierwszenstwo: Opublikowano: 29.IX.1973 KI. 46a, 53/00 MKP FU«b 53/00 UK Twórca wynalazku i wlasciciel patentu: Czeslaw Bielinski, Wroclaw (Polska) Silnik spalinowy z wahliwymi lopatkami wirujacymi wewnatrz cylindra Przedmiotem wynalazku jest silnik spalinowy z wahliwymi lopatkami wirujacymi wewnatrz cylindra.Znany jest szereg konstrukcji wirnikowych sil¬ ników spalinowych, których tloki lub cylindry po¬ siadaja elementy ruchome, jak: lopatki, zastawki, zasuwy itp. Zasadnicza wada tych silników jest skomplikowane i szybko zuzywajace sie uszczelnie¬ nie. Ujemny wplyw sil odsrodkowych ogranicza obroty i zwieksza zuzycie gladzi cylindra.W silnikach, w których tloki pracuja na wale mimosrodowym, zachodzi potrzeba równowazenia sil bezwladnosci dodatkowym balastem.Znana jest maszyna robocza pracujaca jako sil¬ nik spalinowy z krazacym tlokiem majacym postac pierscienia osadzonego na wykorbieniu walu i po¬ ruszajacego sie stycznie wzgledem cylindra o prze¬ kroju kolowym. W celu zmiany pojemnosci i roz¬ graniczenia komór roboczych, cylinder zaopatrzony jest w zasuwe. W odróznieniu od podobnych kon¬ strukcji, wykorbienie walu posiada element spre¬ zysty — dociskajacy pierscieniowy tlok do po¬ wierzchni kolowej cylindra tak by tworzyl z nia szczelny styk. Sciany czolowe tloka wymagaja jed¬ nak elementów uszczelniajacych laczacych sie ze zmiennoliniowym stykiem na calym obwodzie.Ujemny wplyw na prace silnika maja stuki tloka przesuwajacego sie w miejscu wyciecia zasuwy.Omawiana maszyna robocza pracujaca jako silnik spalinowy, posiada duzo wieksza powierzchnie 10 30 styku goracych gazów z chlodzonymi scianami cy¬ lindra i tloka niz w innych silnikach o jedna¬ kowej pojemnosci skokowej.Znany jest równiez wirnikowy silnik spalinowy z kolowym cylindrem i wspólosiowo osadzonym tlokiem o przekroju kolowym. Elementami rozgra¬ niczajacymi komory robocze sa: dwie lopatki wy¬ stajace z tloka promieniowo, oraz dwie walcowe zastawki zamocowane obrotowo w scianie cylindra.Zastawki posiadaja dla pomieszczenia lopatek — wybrania, wówczas gdy przesuwaja sie one wza¬ jemnie. Silnik ten nie posiada elementów o ruchu posuwisto-zwrotnym, co jest z wielu wzgledów korzystne, jednak wystepuja duze trudnosci w uzy¬ skaniu skutecznego uszczelnienia. Uszczelnienie lopatki przesuwajacej sie w miejscach zastawek ulegnie szybko zuzyciu, lub zniszczeniu. Silnik pracujacy bez suwu sprezania osiaga bardzo mala moc i wymaga doladowywania.Odmiana szeroko stosowanych sprezarek wirni¬ kowych z suwliwymi lopatkami jest znana kon¬ strukcja spalinowego silnika z wirujacym cylin¬ drem i nieruchomym tlokiem lopatkowym, w któ¬ rym posuwisto-zwrotny ruch lopatek wymuszony jest za pomoca krzywkowego urzadzenia steruja¬ cego. Zaleta tej konstrukcji jest: mniejsze zuzy¬ cie gladzi cylindra i dogodne samoczynne chlodze¬ nie sie cylindra, który jednoczesnie zastepuje kolo zamachowe. W tego rodzaju konstrukcji wystepuje jednak wiele wad i niedogodnosci. Przesuwne za- 68 1443 68 144 4 mocowanie lopatek w glebokich wycieciach tloka, oraz dzialanie mechanizmu sterujacego wplywa za¬ sadniczo na wystapienie duzych oporów tarcia i zuzycie wspomnianych elementów, co w efekcie prowadzi do powstania luzów i nieszczelnosci.Niedogodne "tez jest wzajemne uszczelnienie czolo¬ wych scian tloka i lopatek.W silniku tym na skutek tylko jednostronnego, (odsrodkowego) dzialania lopatek — pojemnosc skokowa jest zbyt mala w stosunku do jego gaba¬ rytów i ciezaru.Powyzsze wady i niedogodnosci usuwa silnik spalinowy wedlug wynalazku, w którym zastoso¬ wano dwuramienne wahliwe lopatki dwustronnego dzialania, posiadajace ramie przednie i ramie tylne równej dlugosci z krawedziami równo oddalonymi od ich osi obrotu. Lopatki zamocowane jedno¬ stronnie w wirujacej tarczy bocznej, pracuja" w zamknietym cylindrze o dwóch scianach owal¬ nych i scianie bocznej, przy czym krawedz przed¬ niego ramienia lopatki zaopatrzona w uszczelnienie promieniowe slizga sie po zewnetrznej scianie owalnej, a krawedz tylnego ramienia po odpo¬ wiednio uksztaltowanej wewnetrznej owalnej scia¬ nie cylindra.Wirujaca tarcza boczna dociskana do czola cy¬ lindra przez niepokazana na rysunku automatyczna regulacje dociskajaca — zamyka szczelnie prze¬ strzen cylindra. Dla zapewnienia calkowitej szczel¬ nosci komór roboczych wystarczajace jest uszczel¬ nienie tylko dwóch krawedzi kazdej lopatki. Dzieki dwustronnemu (odsrodkowemu i dosrodkowemu) dzialaniu lopatek pojemnosc skokowa jest znacznie wieksza niz w innych znanych silnikach o tych samych gabarytach i ciezarze. Umieszczenie otworu ssacego w wewnetrznej scianie owalnej cylindra zapewnia równiez lepsze napelnianie komór robo¬ czych.Wynalazek moze znalezc szerokie zastosowanie nie tylko jako silnik spalinowy, ale takze jako sprezarka, pompa, lub silnik hydrauliczny.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony sche¬ matycznie w przykladach wykonania na rysunku, na którym fig. 1. przedstawia przekrój silnika w plaszczyznie prostopadlej do osi obrotu, fig. 2. przekrój silnika w plaszczyznie przechodzacej przez jego os, fig. 3. odmiane silnika z dwoma cylin¬ drami i symetrycznej budowie w przekroju jak na fig. 2. 5 Na ulozyskowanym w obudowie wale 1 osadzona za pomoca wpustu wirujaca tarcza boczna 2, która stanowi boczne zamkniecie cylindra posiada czopy 3, na których lopatki 4 w czasie pracy wykonuja ruch wahadlowy. Cylinder skladajacy sie z zew- 10 netrznej owalnej sciany 5, sciany bocznej 6 i wew¬ netrznej sciany owalnej 7, polaczony jest z obu¬ dowa wirnika 8. Lopatki 4 posiadaja dwa równej dlugosci ramiona, z których ramie przednie 9 ma odpowiednio wieksza bezwladnosc niz ramie tylne 15 10, tak aby wywolywany sila odsrodkowa moment skrecajacy ustawial je w zadanej pozycji, a ich krawedzie stykaly sie z odpowiednimi powierzch¬ niami cylindra.W czasie pracy silnika, cylinder posiada zaplon 20 11 w miejscu najmniejszej pojemnosci komory. Po rozprezeniu nastepuje wydech otworem wydecho¬ wym 12 w zewnetrznej owalnej scianie 5. Za otworem wydechowym w odstepie nieco wiekszym od podzialu miedzy lopatkami znajduje sie otwór 25 ssacy 13 w wewnetrznej scianie owalnej cylindra 7.Silnik spalinowy wedlug wynalazku moze miec dwa cylindry po obu stronach wirujacej tarczy, co jest korzystniejsze z uwagi na zrównowazenie sil gazowych. 30 PL