RO109115B1 - Motor cu ardere internă - Google Patents

Abstract

Invenția se referă la un motor cu ardere internă, destinat acționării autovehiculelor rutiere, a utilajelor agricole, a echipamentelor industriale, staționare sau semistaționare, motoplanoarelorși avioanelor utilitare. Motorul cu ardere internă este un motor în doi timpi, cu aprindere prin scânteie, răcit cu aer, cu cilindriii opuși, câte doi, axele celor două perechi de cilindri fiind decalate cu 90°.

Description

Invenția se referă la un motor cu ardere internă în doi timpi, cu aprindere prin scânteie, răcit cu aer, destinat acționării autovehiculelor rutiere, a utilajelor agricole, a echipamentelor industriale staționare sau semistaționare, motoplanoarelor și avioanelor utilitare.

Pentru acționarea autovehiculelor este cunoscut motorul cu ardere internă în doi timpi, cu aprindere prin compresie, care folosește mecanismul bielă-manivelă pentru transformarea mișcării alternativ liniare, a pistoanelor, în mișcare de rotație, a arborelui cotit. Distribuția gazelor, la acest motor, se realizează prin ferestre de admisie și evacuare, au admisia prin ferestre, iar evacuarea prin supape de evacuare, comandate prin mecanisme de distribuție ce sunt asemănătoare cu cele ale motoarelor în patru timpi.

Folosirea mecanismului bielă-manivelă prezintă două mari dezavantaje. Unul constă în obținerea unui motor cu dimensiuni de gabarit mari, iar al doilea este legat de dificultățile create în echilibrarea forțelor și momentelor de inerție, generate de armonicele de ordin doi sau superior.

Distribuția gazelor prin ferestre de admisie și evacuare are marele avantaj că asigură diagrame de distribuție simetrice. Aceasta determină un grad de umplere redus, deoarece permite ferestrei de evacuare să rămână deschisă după închiderea ferestrei de admisie, în acest fel o parte din aerul proaspăt din cilindri scăpând în exterior.

Pentru înlăturarea dezavantajelor diagramei de distribuție simetrice numai prin lumini se cunosc distribuțiile mixte a gazelor și anume admisie prin lumini și evacuarea prin supape. Aceste soluții sunt caracterizate prin creșterea complexității constructive a mecanismului de distribuție și totodată a chiulasei motorului.

Problema tehnică care o rezolvă invenția constă în înlocuirea mecanismului bielă-manivelă cu un mecanism cu culisă de translație și în soluționarea admisiei amestecului carburant din carter prin prevederea unor supape de admisie montate în pistoane, obținând o diagrama de distribuție asimetrică.

Motorul cu ardere internă, conform

- - 2 invenției, înlătură dezavantajele soluțiilor menționate anterior, prin aceea că folosește un carter etanș în interiorul căruia sunt montați un număr de patru cilindri, câte doi coaxiali și în opoziție, axele celor două perechi de cilindri fiind decalate cu 90°. în fiecare pereche de cilindri culisează câte două pistoane înșurubate în culisă, care contribuie la transformarea mișcării de translație a pistoanelor în mișcare de rotație a arborelui cotit. Acest transfer se realizează prin intermediul unor role lăgăruite, prin niște ace de rulment, pe manetonul arborelui cotit. Pe același maneton sunt montate și niște came de admisie care, prin intermediul unor tacheți, comandă deschiderea și închiderea supapelor de admisie, prin a căror poartă se soluționează admisia amestecului carburant din carter. Supapele de admisie sunt montate coaxial, în pistoane, închiderea lor fiind asigurată prin niște arcuri elicoidale de compresie. Lagăruirea palierelor arborelui cotit se face prin rulmenți cu role cilindrice, ceea ce împreună cu folosirea unor role montate pe maneton, înlocuiesc frecarea de alunecare cu o frecare de rostogolire, acest lucru contribuind la creșterea randamentului mecanic. Supapele de admisie sunt ecranate pe direcția luminilor de evacuare, ceea ce conduce la obținerea baleiajului cilindrilor în contracurent. Aceasta contribuie împreună cu profilul și corelarea unghiurilor de deschidere/închidere a supapelor de admisie la obținerea unei diagrame de distribuție asimetrice, factor determinant în creșterea gradului de umplere și în reducerea procentului de gaxe reziduale, dar și a emisiilor poluante.

Prin aplicarea motorului cu ardere internă, conform invenției, se obțin următoarele avantaje:

- reducerea gabaritului și greutății proprii;

- reducerea gabaritului axial al motorului, optimizarea echilibrării și simplificarea constructivă a arborelui cotit;

- optimizarea procesului de schimb a gazelor din cilindri, simplificarea mecanismului de distribuție și implicit simplificarea constructivă a chiulaselor;

- asigurarea unei ungeri eficiente prin injecție în carter a unei anumite cantități de motorină și a unei cantități de ulei mult mai reduse decât în cazul motorului în doi timpi cunoscut;

- creșterea randamentului termodinamic datorită cantității de motorină preinjectate folosite și la ungere ce contribuie la omogenizarea amestecului carburant, deci la arderi mai liniștite și complete;

- folosirea unui sistem de răcire micșorat;

- reducerea costurilor de execuție și exploatare;

- dispariția maldistribuției.

Se dă, în continuare, un exemplu de realizare a invenției în legătură cu fig.l și 2, care reprezintă:

- fig. 1, secțiune normală prin motor în planul cilindrilor;

- fig.2, secțiunea transversală normală prin motor, în planul cilindrilor.

Motorul cu ardere internă, conform invenției, este alcătuit dintr-un carter 1 etanșat la cele două paliere cu câte două manșete de rotație 2 și respectiv 3 și prevăzut cu câte două capace 4 și 5. în carterul 1 sunt montați patru cilindri 6 și un arbore cotit 7 prevăzut cu un singur maneton. Cei patru cilindri 6 sunt coaxiali și în opoziție câte doi, axele celor două perechi de cilindri fiind decalate cu 90°. în fiecare cilindru eulisează câte un piston 8. Cele patru pistoane 8 sunt înșurubate coaxial și în opoziție câte două, în două corpuri culisă 9. Pe suprafețele lor, plane, perpendiculare pe axa pistoanelor se rostogolesc niște role 10. Aceste role 10 sunt lagăruite prin niște ace de rulment 11 pe manetonul arborelui 7 demontabil. Palierele arborelui 7 sunt lagăruite prin niște rulmenți cu role 12 și respectiv 13, în cele două capace 4 și respectiv 5.

Pe manetonul arborelui cotit 7 mai sunt montate două came de admisie 14, care prin intermediul unor culbutori 15 și a unor tacheți 16 comandă deschiderea celor patru supape de admisie ecranate 17. Supapele 17 sunt menținute închise de niște arcuri elicoidale 18 și niște talere 19. Etanșarea se realizează prin apăsarea supapelor 17 pe niște scaune 20, care sunt presate în corpul pistoanelor 8, coaxiale cu cele patru ghiduri de supapă 21. Ghidurile 21 sunt presate tot în pistoanele 8.

Etanșarea cuplului piston 8, cilindru 6 este asigurată prin câte patru segmenți de compresie 22. Segmenții de ungere nu mai sunt necesari, deoarece ungerea se realizează prin amestec.

Asigurarea pistoanelor la deșurubare se face cu câte o siguranță 23.

Evacuarea gazelor arse se face prin niște ferestre de evacuare a executate în corpul cilindrilor 6. Poziționarea ecranelor de la supapele de admisie 17 către ferestrele a se face cu ajutorul unei piulițe 24, a unei siguranțe 25 și a unui taler 19, a cărui proeminențe eulisează în canalele longitudinale ale pistoanelor 8. Ferestrele a comunică cu o galerie de evacuare 26. Cilindrii 6 sunt închiși prin niște chiulase 27, fixate prin înșurubare, etanșarea fiind asigurată prin niște garnituri 28.

Formarea amestecului carburant se face prin injectarea unei părți din combustibil, circa 20% în carterul 1, iar restul prin injecție directă a combustibilului într-o cameră de ardere b, executată în chiulasa 27.

Central, în fiecare chiulasă se montează niște injectoare 29 a căror fixare se face cu niște bride 30, prin intermediul unor prezoane 31 și a unor piulițe 32. Injectarea combustibilului se face cu o pompă de injecție 33, acționată printr-o curea de transmisie dințată 34 și prin cele două fulii 35 și 36 cu un raport de transmitere 1:1. Baleiajul cilindrilor 6 este asigurat cu ajutorul unui compresor 37, acționat prin cureaua dințată 34. Printr-o curea trapezoidală 38 este acționat un alternator 39.

Răcirea motorului se face cu aer cu ajutorul unui ventilator centrifugal 40, acționat de la arborele cotit 7 prin intermediul unui amplificator de turație planetar 41. Fluxul de aer pentru răcire este dirijat de la ventilatorul 40, către nervurile de răcire ale cilindrilor 6 și cele ale chiulaselor 27, prin intermediul unor carcase 42.

în cazul utilizării motorului la propulsarea motorului planoarelor sau avioanelor, ventilatorul și sistemul de dirijare a aerului spre cilindri nu mai sunt necesare, răcirea fiind asigurată de curentul de aer care spală nervurile.

Motorul este echipat cu o electropompă

43, care are două secțiuni de alimentare, a do109115

6 uă injectoare, una pentru motorină necesară preinjecției și care printr-un injector electromagnetic 44 este injectată în amonte de compresorul 37, una pentru uleiul care este injectat tot în amonte de compresorul 37, 5 printr-un injector electromagnetic 45.

Numărul de impulsuri a celor două injectoare este comandat funcție de turația și sarcina motorului.

Pentru uniformizarea mișcării de 10 rotație a arborelui 7 și pentru scoaterea mecanismului motor din punctele moarte, se folosește un volant 46.

Fixarea cilindrilor 6 pe carterul 1 se realizează prin niște prezoane 47 și niște 15 piulițe 48.

Pistoanele 8 în mișcarea lor alternativă, prin intermediul corpurilor culisă și a rolelor 10, antrenează arborele cotit 7 imprimându-i mișcarea de rotație în sens 20 invers celui orar, sens trigonometric, privind dinspre volantul 46 din fig.2.

în timpul unei rotații complete rolele de pe manetonul arborelui 7, se deplasează în interiorul corpului culisă 9, dinspre axa 25 acestuia către exterior. După 180°, rotație a arborelui cotit, rolele ajung în axa corpului culisă 9 și a pistoanelor 8, primul piston ajungând la punctul mort exterior.

După alte 180° rolele 10, după ce au 30 parcurs căile de rulare din corpul culisă 9 dinspre axa cilindrilor 6 spre exterior și invers, ajung în poziția inițială, în final pistonul ajungând la punctul mort interior.

Λ

In timpul cursei de deplasare a 35 pistoanelor 8 de la punctul mort exterior la punctul mort interior, la un moment dat sunt deschise ferestrele a, fiind posibilă evacuarea gazelor arse. După un anumit unghi de rotație a arborelui cotit 17, cama 14, solidară cu 40 manetonul c al arborelui 7, atacă culbutorul 17, care prin intermediul tachetului 16 deschide supapa de admisie ecranată 17. Astfel aerul debitat de compresorul 37 în carterul 1, poate să intre prin poarta supapei' 17 în 45 cilindrul 6, pe partea opusă ferestrelor a, realizându-se baleiajul în contracurent.

în aerul debitat de compresorul 37 se preinjectează o cantitate de motorină insuficientă pentru autoaprindere, și o cantitate 50 de ulei necesar ungerii, în amonte de compresorul 37, cu ajutorul electropompei 43, cu cele două secțiuni. Preinjecția motorinei se realizează prin injectorul 44, într-o cantitate insuficientă autoaprinderii, prin care se realizează o mai bună omogenizare a amestecului carburant, asigurându-se un mers mai liniștit și 0 ardere mai completă. în același timp, această preinjecție contribuie pe de o parte la o mai bună răcire a interiorului motorului, prin evaporarea picăturilor de motorină depuse pe piesele calde și pe de altă parte la optimizarea ungerii pieselor în mișcare. Se realizează în acest fel reducerea cantității de ulei injectată prin intermediul celei de-a doua secțiuni a electropompei 43 și a injectorului electromagnetic 45, tot în amonte în compresorul 37.

Supapa de admisie 17 este menținută deschisă de cama 14, după închiderea ferestrelor a, asigurându-se în acest fel o diagramă de distribuție asimetrică optimă. Compresia începe după închiderea supapei 17, injecția restului de motorină necesară autoaprinderii având loc cu un anumit unghi de avans față de punctul mort interior, după care urmează autoaprinderea ^: și detenta, ciclul reluându-se.

Claims (2)

1. Revendicări

   1. Motor cu ardere internă, cu aprindere prin compresie, cu ciclul de funcționare în doi timpi, caracterizat prin aceea că este alcătuit dintr-un carter (1) etanșat la cele două paliere cu câte două manșete de rotație (2 și 3) carter în care sunt montați prin fixare cu ajutorul unor prezoane (47) și a unor piulițe (48), patru cilindri (6), coaxiali și în opoziție câte doi, cu axele perechilor de cilindri decalate cu 90°, cilindri închiși prin niște chiulase (27) fixate prin înșurubare și etanșare prin niște garnituri (28), cilindri în care culisează niște pistoane (8) prevăzute cu câte o siguranță (23), pistoane înșurubate coaxial și în opoziție câte două în două corpuri de culisă (9) pe a căror suprafețe plane, perpendiculare pe axa pistoanelor, se rostogolesc niște role (10) lăgăruite prin niște ace de rulmenți (11) pe un maneton al arborelui cotit (7) ale cărui paliere sunt lăgăruite prin niște rulmenți (12 și 13) în cele două capace (4 și 5) ale carterului (1), arbore a cărui mișcare de rotație este uniformizată printr-un volant (46), pe manetonul arborelui cotit (7) fiind montate și două came de admisie (14) care prin intermediul unor culbutori (15) și a unor tacheți (16) comandă deschiderea celor patru supape de admisie ecranate (17), a căror ecrane sunt poziționate printr-o piuliță (24), o siguranță (25) și a unui taler (19) către ferestrele de evacuare (a) prevăzute în corpul cilindrilor (6) și care comunică cu o galerie de evacuare (26), supape care sunt menținute închise prin niște arcuri elicoidale (18) și niște talere (19), etanșarea realizându-se prin apăsarea supapelor cu cele patru ghiduri de supapă (21), etanșarea cuplului piston-cilindru fiind asigurată prin patru segmenți de compresie (22), iar fiecare chiulasă (27) având montate central niște injectoare (29) fixate prin niște bride (30) prin intermediul unor prezoane (31) și a unor piulițe (32), injectarea combustibilului realizându-se cu o pompă de injecție (33) acționată printr-o curea de transmisie dințată (34) și prin două fulii (35 și 36) cu raport de transmitere 1:1, iar printr-o curea trapezoidală (38) se acționează un alternator (39).
2. 2. Motor cu ardere internă, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea ca, în scopul realizării baleiajului cilindrilor (6) se folosește supraalimentarea printr-un compresor (37) care debitează aerul în interiorul carterului (1), arderea completă fiind asigurată prin preinjecția unei cantități de amestec carburant și ulei în amonte de compresorul (37), preinjecție asigurată printr-o electropompă (43) cu două secțiuni, una alimentând un injector electromagnetic (44) pentru preinjecția motorinei și cea de-a doua secțiune alimentând un injector electromagnetic (45) pentru injecția uleiului, răcirea motorului realizându-se cu aer cu ajutorul unui ventilator centrifugal (40), acționat de la arborele cotit (7) prin intermediul unui amplificator de turație planetar (41), dirijarea fluxului de aer asigurându-se prin intermediul unor carcase (42) de la ventilator către nervurile de răcire ale cilindrilor (6) și ale chiulaselor (27), chiulase în interiorul cărora sunt executate niște camere de ardere (b).