SE442320B - Anordning vid forbrenningsmotorer och roterande volumetriska kompressorer - Google Patents

Description

G1 i5 20 30 35 40 Dsiovavs-i 2 handahäiia deiar med enkei konstruktion och iâng iivsiängd.

I sjäiva verket begränsar sig denna mekanism tiii en cyiinder, som tjänstgör som rotor viiken roterar inom en annan fast cyiinder koncentrisk med densama, och viiken tjänstgör som kåpa, och meiian de bägge cyiindrarna ruiiar två eiier fiera ihåiiga cyiindriska ruiiar av ringa omfång, inkiämda meiian rotorn och kåpan. För att en variabei voiym skaii kunna produceras meiian ruiiarna, måste åtminstone en vara stiiiastâende, viiket uppnås om man pâ den yttre cyiindern, som vi kaiiar kåpan, gör en eiier fiera rundade räffior eiier spår utefter en generatris innanför densamma. Eftersom ruiiarna är inkiämda meiian de bägge cyiindrarna så tvingas ruiiarna pâ grund av den existerande friktionen att rotera då rotorn roterar men, framför räffian försvinner kompressionen och ruiien siirar mot rotorn och biir stiiiastâende, medan rotorn eiier de övriga ruiiarna fortsätter att ruiia.

Låt oss säga att det finns tvâ eiier fiera ruiiar, eftersom man kan göra oiika kombinationer, för att erhåiia cykierna hos en förbränningsmotor eiier om det heit enkeit handiar om en kompressor.

För att kiariägga de ovan nämnda begreppen, skaii vi först behandia ett faii appiicerat pä en iuftkompressor, därefter skaii vi se på de varianter, som måste introduceras när det gäiier en motor.

(A) För att erhâiia en kompressor räcker det med två ruiiar och en enda räffia ty då rotorn, som drives av en motor, roterar, uppfångas en ruiie i räffian och den andra ruiiar meiian rotor och kåpa, varvid meiian bägge biidas två sam- tidiga variabia kammare; den för insugning, som kommunicerar utät medeist en öppning som förbiir konstant öppen och är piacerad i käpans iock eiier i sjäiva kåpan omedeibart intiii räffian som infângar en ruiie; och kompressionskammaren, som står i förbindeise med behâiiaren för komprimerad iuft via en stoppventii, för att undvika att iuften äter expanderar. Denna ventii kan vara piacerad pä kåpans iock eiier på sjäiva kåpan nära räffian, pâ motsatt sida mot insugnings- öppningen.

Sâiunda, aiiteftersom ruiien närmar sig den som befinner sig stiiiastâende uppstår på ena sidan en insugning av iuft och pa den andra komprimeras den iuft som under föregående cykei kom in. Tiii siut berör den ruiie som ruiiar den som står stiiia och får denna att siippa ur räffian och biir sjäiv fångad i räffian vid passerandet över densamma. För att undvika en direkt sammanstötning meiian de bägge ruiiarna, är det iämpiigt att regiera kvarhäiiandet av den fångade ruiien medeist en stopp som påverkas av en justerbar fjäder pä sådant sätt att kompres- sionen av iuften av sig sjäiv får ruiien som är fángad i räffian att komma ioss.

Denna stopp samverkar med räffian för att kvarhâiia ruiien, som kan vara en eiier fiera, piacerade iängs en av kâpans generatriser, paraiieiit med eiier nära räffian.

Denna stopp kan utbytas mot en styv stoppbuit fastsatt vid kapan iängs dennas 25 u» G 40 3 8107375-1 generatris och nära den rundade räfflan så att den kan reducera käpans radie och hindra att den fångade rullen går ur räfflan, men i detta fall drabbar hela distorsionen helheten rotor/rulle när rullen som lämnar räfflan passerar över den där lilla stoppbulten.

Rullen som förblir fångad i räfflan vidmakthäller också tätheten ty även om den icke är sammanpressad som den som rullar, fortsätter den att stödja sig pä räfflan som löper längs hela längden av en generatris och mot rotorn där bägge ytorna slirar i kontakt.

Stoppbulten påverkar icke alls rummets täthet sa länge som dess dimensioner icke är alltför stora, eftersom den är anbragt pa en av kâpans generatriser nära räfflan och förbindelsen mellan stoppbultens styrtapp och fria luften hindras av skruven som efter önskan reglerar fjäderns tryck.

För att undvika läckage via ytterändarna av rotorn, anordnas vid sagda ändar cylindriska antifriktionsringar med adekvat transversalt tvärsnitt för att bibe- hålla tätningen trots deras slitning genom konstant skavning mot locken pa kåpan.

Stoppar bör utplaceras för att de ej skall slira mot rotorn, ty det är enbart ytan, som är i kontakt med locken på kåpan, som får slitas.

Samma sak för att undvika läckage genom rullarna, varför man bör anbringa antingen elastiska eller styva antifriktionselement paverkade av fjädrar i bägge ytterändar av varje rulle, där denna gnider mot locken pä kåpan.

Man bör smörja glidytorna, vilket åstadkommas genom att lata olja cirkulera inuti rotorn, som är ihälig, vilket tillåter Smörjning av kullagren i densamma samt ringarna, och oljan som i smâ mängder passerar igenom dessa ringar tillåter smörjandet av ytan på rullarna och rotorn, eftersom friktionen icke är speciellt kraftig mellan rotorn och den rulle som är stillastående enär, såsom vi redan sett, dess kompression ej är speciellt kraftig, och i ytterändarna pá rullarna bör man lämpligen anordna styva antifriktionselement påverkade av fjädrar.

Denna mekanism ensam reducerar hastigheten hos motorn som driver kompressorn, ty för varje varv av rotorn löper rullen icke över hela den yttre cylinderns yta utan endast en del därav, varvid man kan reglera en sådan minskning genom att an- passa diametrarna hos rotor och rullar. Det står klart att denna kompressor kan anpassas till varje typ av vätska eller arbeta som vakuumpump, och för det fall att man sprutar in en vätska under tryck genom intaget, får man en drivande verkan på axeln, varvid i detta fall stoppventilerna är onödiga.

För att erhålla en lämplig kompression på rullarna mellan kåpan och rotorn, kan man placera tvâ koniska, slirande delar inuti rotorn, med koniska lagringar, anordnade pà sä sätt att när man anbringar en fjäder pa de slirande delarna dessa verkar som en kil och strävar att centrera rotorn, som är bragt ur läge sidledes av den rulle som roterar, vilken de komprimerar mellan rotorn och kápan, varvid denna sammantryckning är en direkt funktion av kraften hos fjädern och den koniska 10 15 20 30 35 40 8lÛ7š7E-*l 4 ytans vinkel.

För att uppnå överföringen av torsionskraften mellan axeln och cylindern som bildar rotorn, utföres en rännformig förbindelse mellan de bägge delarna, eller också placeras kilar med nödigt spelrum (glapp) sä att de koniska delarna kan fungera.

Denna lösning är adekvat för ett fall av föruränningsmotor, där höga tempe- raturer uppstâr mellan rullarna, kåpan och rotorn.

I det fall att man har en kompressor, kan man komma fram till enklare lös- ningar, där rotorn utgör en enda styv del tillsammans med sin axel och hela den elastiska deformeringen genom sammanpressning faller pä rullarna som vid samman- pressning bör ha en viss elasticitet, för att de icke skall slira mot rotorn, och för att erhålla en god rotationsfriktion. Materialet i rullarna bör i detta fall vara avpassat efter den vätska som komprimeras och kan variera från syntetiska gummityper till stål med hög flexibilitet.

(B) Fallet med en fyrtakts förbränningsmotor antingen av typ Otto eller Diesel kan genomföras med den anordning som är föremål för föreliggande uppfinning, varvid olika möjligheter föreligger, som vi skall gå in på i detalj, speciellt gällande en Otto-motor. (l) Fall med tvâ rullar. Schematiskt är det lika med en kompressor till vilken man tillfogar en inloppsventil och en utloppsventil, bägge styrda, och en elektrisk fördelare, vilket allt påverkas av en av de två stoppar eller spärr- bultar som detta utförande har, bägge omedelbart intill räfflan som infângar en av rullarna, men en på vardera sidan om sagda räffla.

Den tillfogade stoppens funktion är att samverka till att den fasthällna rullen icke rör sig bakåt när den explosiva förbränningen av bränslet äger rum och dessutom tjänar den till att styra ventilerna och fördelaren, eftersom denna stopp står i förbindelse med ytterluften och påverkar en kam som sätter ventilerna i rörelse.

Tändstiftet placeras över räfflan på kåpan, som star i förbindelse med för-_ bränningskammaren.

Dessutom skall rotorns axel förses med ett svänghjul, som är nödvändigt på varje motor, samt även med en elektrisk strömkrets för att få gnistan hos tänd- stiftet att hoppa i rätt ögonblick, och intaget förbindes med en för motorns dimension lämpligt avpassad förgasare.

Liksom i fallet med en kompressor, har vi tvâ simultant variabla kammare och om vi med varv menar en fullständig tur av rullen över hela ytan på cylindern som tjänstgör som kåpa, vilket som vi redan sett icke sammanfaller med ett varv av rotorn, är de simultana operationer som inträffar för varje varv följande: Insugning-tömning, insugning-komprimering, förbränning-komprimering, förbränning- -tömning, d.v.s. att de utgör två helt skilda faser pä en gång, vilket åstadkommas l5 40 5 8107375-1 genom att reglera ventilerna pá lämpligt sätt. förbränningskammaren samt genom att efter önskan variera trycket hos fjädern som paverkar kompressionsbulten.

När explosionen inträffar, kan den rulle som blev fångad i räfflan icke röra sig bakåt på grund av den styrande spärrbulten och rotorns jämte räfflans reaktion.

Däremot överför den rulle som rullar, när den tar emot trycket från de av explosionen producerade gaserna, till rotorn en drivkraft eftersom man ej får glömma att den rullen är sammanpressad mellan kapa och rotor, varvid frik- tionen genom rullning är mycket hög, vilken friktion först upphör dä rullen gär in i räfflan på kåpan. (2) Fall med tre rullar. I detta fall anordnas på kåpan tvâ diametralt mot- satta räfflor, det vill säga att det ständigt finns tva infângade rullar och det endast är en som rullar. Härigenom ernås en stor förenkling, eftersom ventiler icke erfordras och hela drivningsmekanismen erfordrar endast den elektriska för- delaren med elkrets för att få gnistan i tändstiftet att hoppa, eftersom inlopps- och utloppsöppningar är konstant öppna.

Intill räfflan över vilken förbränningskammaren placeras, installeras liksom på motorn med tva rullar tvenne spärrbultar men i detta fall finns inga öppningar med ventiler. I stället finns i den andra räfflan endast en spärrbult såsom i fallet med en kompressor, och pâ ena sidan om denna räffla befinner sig inlopps- öppningen förbunden med förgasaren och på andra sidan utloppsöppningen, bägge konstant öppna.

Om vi då antar att rotorn roterar medurs och att räfflan som har tändstiftet befinner sig upptill och att vi befinner oss i drift. det vill säga att flera varv redan avverkats, om vi då börjar cykeln när en första rulle lämnar den undre räfflan, sä suger denna bakom sig och komprimerar framför sig den blandning, som redan insugits vid föregående varv, allteftersom den närmar sig en andra rulle fångad i den övre räfflan som har tändstiftet och när den kommer fram till detta, påverkar stoppbulten fördelaren och gnistan hoppar samt detonerar den komprimerade blandningen, vilket sätter igång den andra rullen som befann sig i den övre räfflan, varvid den första som komprimerade blandningen blir kvar i dess ställe. Det är lämpligt att gnistan hoppar i det ögonblick dä den första rullen går in i räfflan, d.v.s. efter det att stoppbulten passerats för att undvika att den gär tillbaka när explosionen inträffar.

Denna andra rulle som bakom sig mottager kraften fran explosionen är den som till rotorn överför drivkraften och i sin tur framför sig utpressar de gaser som producerats vid föregående varv, genom utloppsöppningen, allteftersom den tredje i den undre räfflan fångade rullen närmar sig.

POOR QUALITY 10 l5 20 35 8lÜ7575~l 6 När den andra rullen kommer fram dit blir den uppfängad och den tredje börjar rulla, vilken då ånyo påbörjar insugningscykeln på ena sidan och på den andra komprimerar den vätska som insugits av den första rullen.

På motorer med Diesel-cykel kan man även tillämpa föreliggande uppfinning genom att man ersätter fördelaren och tändstift hos Otto-motorn med insprutnings- pump och injektor, driven av den styrande stoppbulten, som redan nämnts i fallen l och 2.

För att uppfinningen bättre skall förstås och lättare överföras i praktiken, bifogas ritningar i vilka: , Fig. A utgör ett transversalt snitt av uppfinningens mekanism tillämpad på fallet med en kompressor.

Fig. B är ett tvärsnitt genom uppfinningens mekanism på fallet med en motor med tre rullar.

Fig. C är ett längdsnitt genom motorn i fig. B.

I samtliga dessa figurer anger lika referenssiffror lika eller motsvarande delar. övergår vi till att betrakta konstruktions- och funktionsdelen, så är l den cylindriska rotorn som roterar inuti den cylindriska kåpan 2, och rullarna 3 är de som rullar mellan rotor och kåpa. Räfflan 4 pä käpan uppfângar en av rullarna 3 medelst stoppbultarna eller stopparna 5 och 6, varvid 5 är den vi benämner kompressionsstoppen och 6 den som styr kvarhållandet och vilken endast förekommer när det gäller fallet med motor. Den laterala stängningen av rummet åstadkommes av locken 7 på kåpan, vilka tjänar som lagring för rotorns axel 8. Dessa lock tätar mot rotorn l medelst ringarna 9 och mot rullarna 3 medelst antifriktions- delarna lO.

Inloppsöppningei ll och utloppsöppningen l2 befinner sig i närheten av räfflan 4, varvid stoppventi en l3 är den som förekommer för det fall att det är fråga om en kompressor.

Fördelaren l4 piverkas av stoppen 6, som låter gnistan hoppa i tändstiftet l5.

Locken 7 har en öppning l6, varigenom man låter den olja cirkulera, som smörjer lagren l7 ho axeln 8 på rotorn l samt ringarna 9 och antifriktions~ delarna l0. För att iljan icke skall läcka ut anordnas spärrarna l8.

Då det är fråga om en motor, tjänar locken 7 till att stänga vattenmanteln l9, som kyler kåpan 3 och förbränningskammaren 20. De koniska delarna 2l på vilka fjädern 22 verkar, ä* de som användes till att komprimera rullarna. Kilarna 23 tjänar till att över öra vridmomentet till axeln 8.

Det förstås att föreliggande uppfinning icke pä nagot sätt är begränsad till att de beskrivna och framställda exemplen utan i densamma kan införas diverse modifieringar, i for: och/eller detalj, vilka mäste anses rymmas inom ramen för uppfinningen, som endast begränsas av nedanstående krav.

Claims (5)

15 20 25 30 35 7 8197375-1 PATENTKRAV

1. Anordning vid förbränningsmotorer och roterande volumetriska kompressorer, innefattande en cylindrisk rotor (1) som roterar inom en annan ihålig cylinder (2), koncentrisk med densamma, vilken tjänstgör som en på en bas fastsatt kåpa (23), vilken senare cylinder är försedd med lock som fullständigt tätar dess ändar och som passar ihop med rotorns ytterändar samt även tjänstgör som lagring för axeln (8) till sagda rotor, på sa sätt att mellan de bagge cylindrarna bildas ett ring- formigt utrymme inom vilket tvâ eller flera cylindriska rullar (3) av sanma längd som rotorn blir adekvat sammanpressade mellan kåpa och rotor samt tvingas att rotera när rotorn roterar och överföra energi genom rullningsfriktion på grund av den mellan sagda delar förefintliga sanmanpressningen (kompressionen), k ä n n e- t e c k n a d av att denna kompression upphör inom en liten zon hos kåpan där man gjort en rundad räffla (4) utefter dess inre generatris, i vilken räffla kompressio- nen hos rullen som passerar över densamma försvinner, varvid det endast är en rulle i taget som kan förlora kompressionen i sagda räffla, varav resultatet blir att denna rulle mister friktionen mot rotorn och blir fångad i räfflan, under det att den eller de andra rullarna fortsätter att rotera intill dess att en av dem konmer fram till den zon, där den första rullen infångades samt stöter ut denna ur räfflan, varvid i sin tur den senast till sagda zon ankomna rullen blir infångad och den som utstöttes omedelbart komprimeras mellan rotorn och kåpan och följaktligen tvingas att rotera i överensstämmelse med rotorns rörelse; anordnandet som ovan sagts för- mår att mellan kåpan (2), rotorn (1), rullarna (3) och locken (7) åstadkomma två kammare, vars volymer varierar samtidigt och har förbindelse utåt via sina mot- svarande lämpligt placerade öppningar.

2, Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av stoppbultar påverkade av fjädrar för att samverka till kvarhållandet av en av rullarna i den rundade räfflan.

3. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att nâgra styva stopp- bultar är fästa vid kåpan, för att samverka till att kvarhålla en rulle (3) i räff- lan, placerade intill räfflan, vilka modifierar diametern hos kåpan, varvid hela den elastiska deformeringen faller på rotor/rulle när rullen passerar över sagda stoppbultar.

4. Anordning enligt något av ovan nämnda krav, k ä n n e t e c k n a d av att rullarna (3) är odeformerbara och att förbindelsen mellan cylindern och axeln som utgör rotorn (1) är elastisk men pâ samma gång tillåter överföring av en torsions- kraft och uppnår en adekvat kompression av rullarna mellan rotorn och kåpan (2).

5. Anordning enligt något av kraven 1, 2 eller 3, k ä n n e t e c k n a d av att rullarna (3) och/eller cylindern som utgör del av rotorn (1) är elastiskt de- formerbara. POOR QUÄLITY