Opis wzoru
Przedmiotem wzoru użytkowego jest tłokowy silnik spalinowy mogący mieć zastosowanie zwłaszcza do napędu pojazdów, a także mogący służyć jako sprężarka.
Znany jest silnik spalinowy z krążącym tłokiem posiadający tłok o kształcie zbliżonym do trójkąta, który porusza się w obudowie zwanej, podobnie jak w klasycznych silnikach tłokowych, cylindrem. W przekroju prostopadłym do osi wału silnika, wewnętrzny zarys cylindra ma specjalnie dobrany kształt trochoidalny, który zapewnia jego ciągłą styczność z wszystkimi skrajnymi punktami zarysu wierzchołków tłoka oraz kolejne zmiany trzech objętości roboczych zawartych między tłokiem i cylindrem. Cylinder zamknięty jest z obu stron ścianami bocznymi. W części środkowej obudowy, która otoczona jest przestrzenią wodną, mieszczą się kanały ssące i wydechowy oraz osadzona jest świeca zapłonowa. Tłok ułożyskowany jest na mimośrodzie ukształtowanym na wale, który z kolei ułożysko-wany jest w bocznych ścianach obudowy. Do tłoka zamocowane jest koło zębate o zazębieniu wewnętrznym. Z uzębieniem wewnętrznym tłoka zazębia się nieruchome koło zębate zamocowane na stałe w przedniej ścianie obudowy. Ze względu na niewyrównoważenie mas mimośrodu i tłoka, silnik zaopatrzony jest w przeciwciężar, a jego koło zamachowe ma wybrania wyrównoważające. Tłok chłodzony jest olejem doprowadzonym do jego wnętrza przewodem pod ciśnieniem za pomocą odpowiedniej pompy. Układ ssący zaopatrzony jest w filtr powietrza i gaźnik, a spaliny odprowadzane są innym przewodem. Do odbioru mocy silnika służy końcówka wału. Podczas jednego pełnego obrotu tłoka w każdej przestrzeni roboczej następują cztery zmiany objętości od minimalnej do maksymalnej i odwrotnie, odpowiadające czterem suwom tradycyjnego silnika tłokowego. W tym samym czasie każda przestrzeń robocza łączy się raz z kanałem ssącym, gdy jej objętość ulega zwiększeniu (zasysanie mieszanki), jeden raz z komorą świecy zapłonowej, gdy w trakcie sprężania mieszanki jej objętość jest bliska minimalnej. W ten sposób w każdej przestrzeni roboczej podczas jednego obrotu tłoka realizowany jest obieg czterosuwowego silnika gaźnikowego, a ze względu na istnienie trzech przestrzeni roboczych, trzy obiegi w całym silniku. Tłokowy silnik spalinowy, według wzoru użytkowego, posiadający obudowę jako cylinder roboczy zaopatrzony w kanał ssący i kanał wydechowy oraz w świecę zapłonową, charakteryzuje się tym, że cylinder roboczy ma kształt cylindryczny, a wewnątrz niego znajduje się współosiowy z nim cylinder wewnętrzny zaopatrzony we wlot powietrza. Wewnątrz cylindra roboczego znajdują się dwa tłoki stanowiące rozdzielony pionowo na dwie równe części fragment półwalca. Tłoki te osadzone są obrotowo względem osi pionowej cylindra roboczego i cylindra wewnętrznego, stycznie z jednej strony do powierzchni wewnętrznej cylindra roboczego, a z drugiej strony do powierzchni zewnętrznej cylindra wewnętrznego. Dopuszcza się, że współpracujące ze sobą powierzchnie tłoków są dowolnie ukształtowane w sposób dopasowujący je do siebie. Tłokowy silnik spalinowy, będący przedmiotem niniejszego wzoru użytkowego, posiada łatwe uszczelnienie, a dzięki temu, że komora spalania jest większa od komory sprężania uzyskuje się w nim większe wykorzystanie energii. Na skutek tego, że wszystkie elementy silnika posuwają się do przodu i nie ma powrotu tych elementów, nie zachodzi zjawisko strat energii. Dzięki konstrukcji silnika istnieje też możliwość uzyskania dużej mocy przy niskich obrotach, a także zachodzi proces odzyskiwania energii przy rozruchu silnika oraz podczas pracy początkowej. W silniku według wzoru użytkowego można zastosować różne kształty współpracujących powierzchni tłoków co ułatwiać może wylot gazów. Silnik według wzoru użytkowego może być wykorzystywany także jako sprężarka i może być tym samym montowany bezpośrednio na kole pojazdu z pominięciem skrzyni biegów - bezpośrednie sprężanie.
Przedmiot wzoru użytkowego w przykładzie wykonania uwidoczniony jest na rysunku, na którym Fig. 1 przedstawia ogólną budowę silnika w widoku z rozdzielonymi pionowo jego elementami, a Fig. 2 - widok wnętrza silnika w złożeniu bez głowicy.
Silnik według wzoru użytkowego posiada cylinder roboczy 12 o kształcie cylindrycznym i współosiowy z nim cylinder wewnętrzny 13. Cylinder roboczy 12 zamocowany jest do płyty 10 stanowiącej jego podstawę. W cylindrze roboczym 12 osadzone są obrotowo dwa tłoki 11 szczelnie przylegające z jednej strony do wewnętrznej powierzchni cylindra roboczego 12 i z drugiej strony do zewnętrznej powierzchni cylindra wewnętrznego 13. Oba tłoki 11 mają kształt rozdzielonego pionowo na dwie równe części fragmentu półwalca. Cylinder wewnętrzny 13 połączony jest głowicą 14, która jest sztywno połączona z cylindrem roboczym 12. Głowica 14 posiada w środku otwór do dostarczania powietrza (z turbiny). W bocznej ścianie cylindra wewnętrznego 13 znajduje się wlot powietrza 16, a wylot spalin 17
usytuowany jest w bocznej ścianie cylindra roboczego 12, w której, po przeciwnej stronie wylotu spalin 17, znajduje się otwór wtrysku paliwa wraz ze świecą zapłonową 15. Tłoki 11 na stałe zamocowane są do podstaw tłoków 7, które współpracują z dwoma kołami zębatymi 4 poprzez korbowody 9. Koła zębate 4 zamocowane są do prowadnicy kół zębatych 2, która napędza zębate koło napędowe 5 przenoszące napęd na zewnątrz. Środkowe koło zębate 3 jest elementem stałym zamocowanym do podstawy 1 stanowiącym prowadzenie kół zębatych 2. Rozrusznik silnika, poprzez koło zębate 5, wprowadza tłoki 11 w ruch powodując ich wzajemne rozsuwanie i tworząc w ten sposób dwie komory o różnych objętościach. Poruszające się tłoki 11 odsłaniają lub zasłaniają otwór wlotu powietrza 16 i otwór wylotu spalin 17. Po odsłonięciu otworu wlotu powietrza 16 powietrze dostaje się do jednej z komór, a dalsze przesuwanie się tłoka 11 powoduje zamknięcie wlotu powietrza 16 i następuje wtedy jego sprężanie aż do momentu ustawienia się tłoków 11 do miejsca wtrysku paliwa i jego zapłonu. W wyniku zapłonu i wzrostu ciśnienia następuje dalsze przesuwanie się tłoków 11 i przekazanie napędu na zewnątrz, a jednocześnie zostaje odsłonięty wylot spalin 17. W tym czasie zostaje wtłoczone powietrze wydmuchując spaliny na zewnątrz i cykl pracy silnika powtarza się. Druga komora silnika działa w identyczny sposób. W silniku według wzoru użytkowego tłoki 11 obracają się w tym samym kierunku, a każdy z nich w pewnym momencie zatrzymuje się, aby drugi tłok 11 przesunął się i mógł sprężyć powietrze. Następnie dostarczane jest paliwo i dochodzi do zapłonu. Poruszanie się obydwóch tłoków 11 jest takie samo dla każdego z nich - obydwa wykonują taką samą pracę. Powstające przy takim działaniu mechanizmu komory są zawsze w tym samym miejscu. Poprzez usytuowanie w odpowiednich miejscach wlotu powietrza 16 i wylotu gazów 17 można regulować wielkość odpowiednich komór. Cylinder roboczy 12 nie przenosi żadnego obciążenia i można go obracać aby uzyskać sprężarkę i kumulować energię podczas hamowania. Energia ta może być wykorzystana podczas rozruchu silnika jak i w początkowej fazie jego pracy.