Silnik spalinowy wirnikowy Przedmiotem wynalazku jest silnik spalinowy, wirnikowy z zaplonem iskrowym lub samozaplo¬ nem.Znane dotychczas silniki o wirujacych tlokach maja nastepujace wady w rozwiazaniach technicz¬ nych. Na przyklad silnik o wirujacym tloku w for¬ mie trójkata równobocznego o wypuklych bokach, zwany silnikiem Wankla, posiada cylinder o ksztal¬ cie trochoidy, co znacznie utrudnia obróbke cylin¬ dra oraz przeszkadza w osiagnieciu wysokich obro¬ tów, poniewaz przy wysokich obrotach listwa, umieszczona w kazdym wierzcholku trójkatnego tloka odrywa sie na ulamek sekundy od gladzi cy¬ lindrowej, po przejsciu najmniejszej srednicy epi- trochoidy, co wystarcza na zmniejszenie obwodo¬ wego uszczelnienia tloka, powodujace obnizenie ci¬ snienia w 'komorze sprezania. Poza tym sily bez¬ wladnosciowe, dzialajace na listwy uszczelniajace pedczas obracania sie tloka sa przyczyna zdziera¬ nia przez te listwy gladzi trochidalnego cylindra.Z tego powodu, do budowy cylindra musi byc uzy¬ ty metal bardzo odporny na scieranie. W zwiazku z tym tarciem zachodzi potrzeba dobrego smaro¬ wania, czego efektem jest wieksze zuzycie oleju, anizeli w konwencjonalnych silnikach tlokowych o posuwisto-zwrotnym ruchu tloka. Dalsza niedo¬ skonaloscia silnika, typu Wankla sa sily skladowe podczas wybuchu, dzialajace na tlok równiez w kierunku przeciwnym do kierunku obrotów tlo¬ ka, zmniejszajac w ten sposób efekt pracy do jed¬ nej trzeciej, poniewaz taka jest róznica miedzy najmniejsza i najwieksza odlegloscia wierzcholka tloka od srodka kola zebatego, obtaczanego.Drugim przykladem silnika o wirujacym tloku, posiadajacego wady w rozwiazaniu technicznym 5 jest silnik, w którym tlok w ksztalcie walca jest umieszczony mimosrodowo w cylindrze kolistym.Tlok posiada suwak, którego bezwladnosc podczas obracania sie tloka, wywiera bardzo wielki nacisk na gladz cylindrowa. Oprócz tego suwak wykonuje io w stosunku do tloka ruchy posuwisto-zwrotne. Tak nacisk suwaka na gladz cylindrowa, jak i jego ru¬ chy posuwisto-zwrotne wywoluja wielkie tarcie, co wymaga tak jak w silniku Wankla, obfitego smarowania, oraz metali bardzo odpornych na scie- 15 ranie.Silnik opisany ponizej nie ma zadnej z wyzej wymienionych cech ujemnych. Cylindry sa koliste.Os kazdego wirnika jest równoczesnie osia cylin¬ dra, w którym dany wirnik sie obraca. Zadna 20 czesc silnika nie wykonuje ruchów posuwisto- zwrotnych. Zaden wirnik nie wywiera jakiegokol¬ wiek nacisku na gladz cylindrowa, powodujacego tarcie. Wirniki musza byc tak wykonane, aby na¬ wet po rozgrzaniu sie nie tarly o gladz cylindrowa. 25 Miejsce styku obu wirników równa sie kwadrato¬ wi grubosci wirnika. Osiaga sie to w ten sposób, ze obwód wystepu wirnika jest na calej swej dlu¬ gosci, równajacej sie polowie obwodu calego wir¬ nika, w poprzek oszlifowany kamieniem szlifier- 714203 71420 4 skim o srednicy, równajacej §ie mniejszej srednicy wyciecia wirnika, a obwód wyciecia o mniejszej srednicy jest, równiez w poprzek, oszlifowany ka¬ mieniem szlifierskim o srednicy, równajacej sie srednicy wystepu wirnika. Uzupelnieniem uszczel¬ nienia tak dopasowanych wirników jest olej, znaj¬ dujacy sie w paliwie, w ilosci jednego litra na sto litrów paliwa.Celem wynalazku jest uzyskanie silnika prostego w konstrukcji i wykonaniu; wysokoobrotowego i wysokosprawnego, umozliwiajacego uzyskanie duzego^ stopnia sprezania, niskiego jednostkowego zuzycia paliwa, wysokiego, pojemnosciowego wskaznika mocy i niskiego wskaznika jednostko¬ wego ciezaru silnika.Cel ten zostal osiagniety przez zastosowanie jed¬ nego wirnika ssania-sprezania i jednego lub dwu wirników pracy-rozprezania-wydechu, osadzonych na walach prostych, wzajemnie prostopadlych, po¬ laczonych mechanicznie, najkorzystniej za pomoca kól zebatych. Wirniki, stanowiace tloki silnika, sa jednakowe i wykonane w postaci niskich walców.Posiadaja wyciecia w formie pólpierscienia tak, ze w wirniku pozostaje wystep, którego zarys dopo¬ wiada zarysowi wyciecia. Wirniki obracaja sie w cylindrach zamknietych i sa oddalone od siebie, a ich obroty zsynchronizowane w ten sposób, ze wystep jednego wirnika wchodzi w wyciecie dru¬ giego wirnika. Podczas wchodzenia wystepu wir¬ nika pracy-wydechu do wyciecia wirnika ssania- sprezania zaczyna w cylindrze ssania-sprezania powstawac i zwiekszac sie komora ssania. Komora ta zwieksza sie w kierunku obrotów do polowy obrotu wirnika a jej pelna pojemnosc równa sie iloczynowi' powierzchni wyciecia wirnika i jego grubosci. W tym samym cylindrze, po drugiej stro¬ nie wystepu wirnika pracy-wydechu, powstaje ko¬ mora sprezania, która w czasie zwiekszania sie ko¬ mory ssania, zmniejsza sie i równa sie zeru w mo¬ mencie, kiedy komora ssania osiaga pelna pojem¬ nosc. Pelna pojemnosc komory ssania równa sie pelnej pojemnosci komory sprezania. W komorze ssania, w odleglosci od wystepu, równajacej sie grubosci wirnika, znajduje sie w scianie cylindra, promienisto wykonany, podluzny otwór, który po¬ laczony jest na zewnatrz, przykreconym do cylin¬ dra ssania-sprezania, gaznikiem, lub w wypadku silnika wysokopreznego, filtrem powietrza. W ko¬ morze sprezania znajduje sie, równiez promienisto wykonany otwór, oddalony od wystepu wirnika pracy-wydechu tez o grubosc wirnika. Taki sam otwór znajduje sie w scianie cylindra pracy-wyde¬ chu, oddalony od wystepu wirnika ssania-sprezania równiez o grubosc wirnika. Oba otwory polaczone sa komora spalania, przykrecona z zewnatrz do cy¬ lindra ssania-sprezania i cylindra pracy-wydechu.Komora spalania w przekroju poprzecznym ma ta¬ ki sam ksztalt, jak otwory, które laczy. W scianie cylindra pracy-wydechu znajduja sie jeszcze dwa otwory, polaczone na zewnatrz z rurami wydecho¬ wymi. Pierwszy otwór musi byc tak oddalony od wystepu wirnika ssaco-sprezajacego, zeby jego od¬ sloniecie przez wystep wirnika pracy-wydechu na¬ stapilo o jedna grubosc wirnika wczesniej od od¬ sloniecia, przez wystep wirnika ssaco-sprezajacego, otworu, laczacego komore sprezania z komora spa¬ lania, a to dlatego, zeby cisnienie w komorze pra¬ cy (rozprezania) zmniejszyc do minimum, przez co zapobiega sie przejsciu spalin z komory pracy, 5 przez komore spalania do komory sprezania.Wynalazek jest blizej opisany na przykladzie wykonania i pokazany na rysunku, na którym fi¬ gura 1 przedstawia dwuwirnikowy silnik w wido¬ ku z boku, od strony komory spalania, w rzucie io przestrzennym; fig. 2 — trójwirnikowy silnik w widoku z boku, w rzucie przestrzennym; fig. 3 — schemat wspólpracy wirników w rzucie prze¬ strzennym; fig. 4 — trzy wirniki w widoku na wirnik ssaco-sprezajacy a fig. 5 — trzy wirniki 15 w widoku na wirniki pracy-wydechu.Wynalazek stanowia dwa, lub korzystniej trzy wirniki, wzajemnie prostopadle. Wirnik srodkowy 2 jest wirnikiem ssaco-sprezajacym, osadzonym na wale 20, który poprzez stozkowe kola zebate 21 20 i wal 4, a w wypadku trzywirnikowego silnika, równiez poprzez walcowe kola zebate 24 i 25 — la¬ czy sie z walem lub walami 22. Na kazdym z wa¬ lów 22 osadzony jest wirnik 3 pracy-wydechu, przy czym waly 22, poprzez osadzone na nich wal- 25 cowe kola zebate 24, przekazuje moment obrotowy na walcowe kolo zebate 25 i polaczony z nim wal 23 odbioru mocy. Wirniki 2 i 3 sa osadzone w* obu¬ dowie 1, stanowiacej dla nich zamkniete cylindry.W scianie cylindra ssaco-sprezajacego znajduje s\e 30 podluzny otwór 10, który jest polaczony z przy¬ kreconym do tego cylindra z zewnatrz gaznikiem iub dla silnika wysokopreznego, systemu „Diesel", z filtrem powietrza. W tej samej scianie, po dru¬ giej stronie wirnika 3 pracy-wydechu, znajduje sie, 35 równiez podluzny, otwór 11. Taki sam otwór 13 znajduje sie w scianie cylindra pracy-wydechu.Oba otwory polaczone sa komora spalania 12, przy¬ krecona z zewnatrz do cylindra ssania-sprezania i pracy-wydechu. W scianie cylindra pracy-wyde- 40 chu znajduja sie jeszcze dwa, wykonane promieni¬ sto, podluzne otwory 14 i 15, polaczone na zewnatrz z rurami wydechowymi 27. Pierwszy otwór 14 mu¬ si byc tak oddalony od wystepu wirnika ssaco- sprezajacego 2, zeby jego odsloniecie przez wy- 45 step wirnika pracy-wydechu nastapilo o jedna gru¬ bosc wirnika wczesniej od odsloniecia przez wy¬ step wirnika ssaco-sprezajacego 2, otworu 11, la¬ czacego komore sprezania 6 z komora spalania 12, a to dlatego, zeby cisnienie w komorze pracy 50 (rozprezania) 8, zmniejszyc do cisnienia atmosfe¬ rycznego, przez co zapobiega sie przejsciu spalin z komory pracy 8 przez komore spalania 12 do ko¬ mory sprezania 6. Drugi otwór 15, znajdujacy sie na koncu drogi wydechu, oddalony od wystepu 55 wirnika ssania-sprezania 2 o jedna grubosc sciany cylindra pracy-wydechu, sluzy do ujscia resztek spalin z tego cylindra do rury wydechowej 27. Sil¬ nik jest chlodzony strumieniem powietrza, wytwa¬ rzanym przez dmuchawe, osadzona na wale 20 wir- 60 nika ssaco-sprezajacego 2.Silnik wedlug wynalazku dziala nastepujaco: Podczas obracania sie wirnika ssania-sprezania 2, komora ssania 5 napelnia sie mieszanka paliwowo- powietrzna (w wypadku silnika wysokopreznego, 65 samym powietrzem), która zostaje sprezona w ko-71420 morze sprezania 6 i komorze spalania 12. Po za¬ slonieciu otworu 11, laczacego komore sprezania 6 z komora spalania 12, przez wystep wirnika ssaco- sprezajacego 2, nastepuje w komorze spalania 12 zaplon sprezonej mieszanki (w silniku wysoko¬ preznym „Diesel" — wtrysk). W tym samym mo¬ mencie wystep wirnika pracy-wydechu 3 odslonil otwór 13, laczacy komore spalania 12 z komora pracy (rozprezania) 7. Sila wybuchu dziala miedzy innymi na prostopadla do osi, prostokatna scianke wystepu wirnika pracy-wydechu 3, powodujac jego obrót. Z kolei wystep wirnika pracy-wydechu 3 odsloni otwór 14, laczacy komore pracy 7 z rura wydechowa 27, przykrecona z zewnatrz do sciany cylindra pracy-wydechu. Przez ujscie spalin do rury wydechowej 27 zmniejszylo sie cisnienie w komorze pracy 7 do cisnienia atmosferycznego. Re¬ szta spalin zostaje wypchnieta wystepem wirnika pracy-wydechu 3 na zewnatrz przez otwór 15, co powoduje calkowite oczyszczenie cylindra pracy- wydechu ze spalin.Tym sposobem powtarzajacy sie cykl ssania, spre¬ zania, pracy i wydechu powoduje obrót wirnika ssania-sprezania 2 i sprezonych z nim za pomoca zespolu kól zebatych, wirników pracy-wydechu 3. PL PL