SK16922002A3 - Spôsob riadenia pohybu vratného piesta piestového stroja a zariadenie - Google Patents

Abstract

Spôsob riadenia pohybu vratného piesta piestového stroja, pri ktorom dráha vratného piesta (5), priebeh a veľkosť spomalenia a zrýchlenia pohybu vratného piesta (5), po celej jeho dráhe, sú nastaviteľné, pričom pohyb vratného piesta (5) sa v okolí hornej úvrate pohybu vratného piesta (5), proti bežne používanému časovému priebehu pohybu vratného piesta (5) sínusového tvaru, výrazne spomalí, poloha hornej úvrate pohybu vratného piesta (5) je nastaviteľná v pokoji alebo za chodu, a tým je pri spaľovacom motore nastaviteľný i minimálny objem spaľovacej komory (6). Vynález sa ďalej týka zariadenia na uskutočňovanie tohto spôsobu riadenia, v ktorom je vratný piest (5) riadený natáčaním excentra (12) spojeného s ovládaním natočenia (22).

Description

Vynález sa týka spôsobu riadenia vratného piesta a konštrukcie piestového stroja s riadeným pohybom vratného piesta.

Doterajší stav techniky⁷

Kľukový mechanizmus piestových strojov poháňa a je poháňaný vratným piestom pohybujúcim sa vo valci. V spaľovacom motore vratný piest pri pohybe k dolnej úvrati nasáva zmes vzduchu a paliva a pri návrate smerom k hornej úvrati stláča zmes do najmenšieho objemu spaľovacej komory. V spaľovacej komore je potom zmes zapálená a jej spálením sa uvolní tepelná energia, ktorá zvýši teplotu a tlak spalín, tieto sa rozpínajú a vytláčaj ú vratný piest, ktorý' prostredníctvom ojnice otáča kľukovým hriadeľom a vykonáva prácu.

Časový priebeh pohybu vratného piesta je sínusového tvaru a skutočnosť, že piest obieha nepretržite, vyžaduje zapálenie zmesi skôr ako vratný piest dosiahne hornú úvrať. V momente zapálenia zmesi sa zvýši tlak, ktorý' pôsobí proti pohybu vratného piestu a tým dochádza k zmenšeniu užitočnej práce a výkonu motora. Vratný piest sa potom vracia do svojej dolnej polohy a narastá tak objem spaľovacej komory' v momente, keď spálenie zmesi v komore nebolo dokončené, znižuje sa tým tlak, nedochádza k úplnému využitiu energie obsiahnutej v palive a motor produkuje viac škodlivín vo výfukových plynoch. Tiež pri predčasnom otváraní výfukového potrubia dochádza k zníženiu užitočnej práce stratou tlaku.

Veľkosť pomeru minimálneho objemu spaľovacej komory' a celkového objemu valca je určená kompresným pomerom motora. Z definície tepelnej účinnosti motora je známe, že so stúpajúcim kompresným pomerom rastie i tepelná účinnosť. Kvôli tendencii detonačného spaľovania benzínového motora pri plnom zaťažení musí byť, kvôli plnému zaťaženiu, obmedzený kompresný pomer. Takto obmedzený kompresný pomer, nastavený na plné zaťaženie je ale spravidla príliš nízky pre dosiahnutie dobrej účinnosti pri menšom zaťažení.

Aby sme sa vyhli detonačnému spaľovaniu, musíme pre zvýšenie výkonovej stálosti pri preplňovanom benzínovom motore zmenšiť kompresný pomer oproti nepreplňovanému benzínovému motoru. Pri čiastočnom zaťažení preplňovaného benzínového motora bude nesúlad medzi skutočným a pre dobrý stupeň účinnosti potrebným vysokým kompresným pomerom, ešte väčší. Pri preplňovanom benzínovom motore je teda tiež potrebný meniteľný kompresný pomer.

Pri vysoko preplňovaných naftových motoroch je problémom to, že vysoký' kompresný pomer musí byť, oproti nezaťaženému nafte,_K,._ maximálne zaťaženie. Ak chceme dosahovať zvýšenie výkonu naftového motora pomocou zvyšovania preplňovania, musí byť kompresný pomer zreteľne redukovaný. Zmenšenie kompresného pomeru a súčastné zväčšenie minimálneho objemu spaľovacej komory umožňuje väčšiu dodávku vzduchu, a paliva do valca a tým nárast výkonu motora. Redukcia kompresného pomeru však môže byť iba taká veľká, aby zostal zabezpečený potrebný kompresný pomer pre spoľahlivé spúšťanie naftového motora. Pri preplňovaných naftových motoroch je teda tiež potrebný meniteľný kompresný pomer.

Meniteľný kompresný pomer má kvôli zvýšeniu tepelnej účinnosti motora význam nielen pre nepreplňovaný ale aj pre preplňovaný spaľovací motor a možnosť zmeny minimálneho objemu spaľovacej komory je tiež dôležitá pre zvyšovanie výkonu preplňovaného motora.

V prihláške PCT/FR98/02227 popisuje autor spôsob riadenia obehu piesta stroja, napr. piestového motora alebo kompresora, ktorý' sa vyznačuje tým, že pohyb piesta sa v hornej úvrati zastaví, v tejto polohe sa určitý čas zadrží. Nedostatkom tohoto spôsobu riadenia obehu piesta stroja je, že vyžaduje zložitý mechanizmus, ktorý' by takýto spôsob pohybu piesta umožnil.

V US5908014 popisuje autor spôsob meniteľného kompresného pomeru pomocou excentra rotujúceho na ojničnom čape, ktorého pohyb je vynuíeny otáčaním sa kolesa s nim spojeného vo vnútornom ozubení stojaceho kolesa, ktoré svojím natočením oproti základnej polohe určuje okamžité natočenie excentra v hornej úvrati piesta. Nedostatkom tohoto a podobných spôsobov riešenia meniteľného kompresného pomeru je rotácia excentra vysokými otáčkami, zväčšenie mechanických strát touto rotáciou a rotáciou pridaných ozubených kolies, otočné uloženie stojacich kolies a zložitosť ovládacieho mechanizmu.

V US4469055 popisuje autor spôsob meniteľného kompresného pomeru pomocou hydraulicky regulovateľnej výšky piesta. Nedostatkom tohoto a podobných spôsobov riešenia meniteľného kompresného pomeru je nutnosť deleného piesta, ktorý' je v prevádzke vysoko tepelne aj mechaniky zaťažený a nutnosť prívodu tlakového média do pohyblivého piesta.

V US5572959 popisuje autor spôsob meniteľného kompresného pomeru pomocou nastaviteľnej vzdialenosti osi kľukového hriadeľa a hlavy motora. Nedostatkom tohoto a podobných spôsobov riešenia meniteľného kompresného pomeru je uloženie ložísk kľukového hriadeľa v nastavovacom mechanizme, čím sa znižuje potrebná tuhosť ich uloženia a tiež je komplikované spojenie pohyblivého výstupného konca kľukového hriadeľa s motorovou spojkou a prevodovkou.

Podstata vynálezu

Podstatou vynálezu je spôsob riadenia pohybu vratného piesta piestového stroja, vyznačujúci sa tým, že dráha pohybu vratného piesta, priebeh a veľkosť spomalenia a zrýchlenia pohybu vratného piesta po celej dráhe vratného piesta sa nastavia tak, aby sa pohyb vratného piesta v okolí nastaviteľnej homej úvrate pohybu vratného piesta, voči bežne používanému časovému priebehu pohybu vratného piesta sínusového tvaru, výrazne spomalil, aby takto pri veľmi málo sa meniacom zdvihu, a tým u spaľovacieho motora i pri veľmi málo sa meniacom minimálnom objeme spaľovacej komory, prebehli všetky procesy prebiehajúce v okolí homej úvrate a/alebo pohyb vratného piesta v okolí dolnej úvrate pohybu vratného piesta umožnil optimálny priebeh všetkých procesov prebiehajúcich v okolí dolnej úvrate. Poloha hornej úvrate pohybu vratného piesta a tým u spaľovacieho motora i minimálny objem spaľovacej komory sa v závislosti na podmienkach práce piestového stroja a/alebo priebehu pohybu vratného piesta nastavuje v kľude alebo za chodu piestového stroja tak, aby priebeh všetkých procesov prebiehajúcich v piestovom stroji bol optimálny.

Procesy prebiehajúce v okolí nastaviteľnej polohy hornej úvrate, pri veľmi málo sa meniacom zdvihu, a tým u spaľovacieho motora i pri veľmi málo sa meniacom, nastaviteľnom minimálnom objeme spaľovacej komory, sú zapálenie a spaľovanie zmesi pri motoroch s riadeným zapaľovaním, vstreknutie, zapálenie a spaľovanie paliva pri vznetových motoroch, privedenie plynu a/alebo stlačeného vzduchu pri motoroch so samostatnou spaľovacou a/alebo tlakovou komorou, dokončenie odvedenia plynov alebo vzduchu a začatie prívodu zmesi, vzduchu alebo plynu pri všetkých motoroch a kompresoroch a procesy prebiehajúce v okolí dolnej úvrate, sú začatie odvedenia plynov alebo vzduchu a dokončenie prívodu zmesi, vzduchu alebo plynu pri všetkých motoroch a kompresoroch.

Pri dvojtaktných alebo štvortaktných motoroch umožní spôsob podľa vynálezu zapáliť zmes v momente, keď sa piest priblíži k homej úvrati alebo až v homej úvrati a spaľovacia komora bude mať určitý čas najmenší a veľmi málo sa meniaci objem. Tým dôjde k úplnému zhoreniu zmesi skôr, ako piest zaháji rýchly návrat k dolnej úvrati, odstráni sa protitlak vznikajúci pri dosiaľ používaných motoroch zapálením zmesi pred hornou úvraťou a úplným spálením zmesi sa znížia škodlivé emisie.

Pri vznetových motoroch bude možné vstrekovať palivo až po dosiahnutí homej úvrate, tým sa odstráni protitlak, ktorý spomaľuje piest na začiatku spaľovania pred dosiahnutím hornej úvrate a zároveň dôjde k úplnému zhoreniu zmesi skôr, ako piest zaháji rýchly návrat k dolnej úvrati a úplným spálením zmesi sa znížia škodlivé emisie.

Pri motoroch so samostatnou spaľovacou alebo tlakovou komorou bude možné previesť tlak plynov alebo stlačený vzduch do expanznej komory bez protitlaku, ktorý pôsobí pred hornou úvraťou a dosiahnuť úplné prevedenie plynov skôr, ako piest zaháji rýchly návrat k dolnej úvrati, v ktorej sa zväčšuje objem pracovnej komory a v dôsledku toho sa znižuje tlak aj výkon.

Vo všetkých uvedených prípadoch dôjde k zatvoreniu výfukového potrubia akonáhle piest dosiahne hornú úvrat’ alebo krátko predtým, a tým sa znížia tlakové straty spôsobené predčasným zatváraním. Taktiež sa prívod otvorí skôr, ako piest zaháji rýchly návrat k dolnej úvrati.

Nastaviteľná veľkosť spomalenia a zrýchlenia pohybu vratného piesta, voči bežne používanému časovému priebehu pohybu vratného piesta sínusového tvaru, umožňuje meniť spomalenie a zrý chlenie pohybu vratného piesta v okolí hornej úvrate a po celej jeho dráhe a nastaviť ho na optimálnu hodnotu pre prácu motora aiebo kompresora. Pre procesy prebiehajúce v okolí dolnej úvrate, pri veľmi málo sa meniacom zdvihu, a tým pri málo sa meniacom, objeme valca sa týmto spôsobom riadenia pohybu piesta predĺži čas počas ktorého môžu prebiehať a tým zvýši užitočná práca motora alebo kompresora. Za chodu nastaviteľná poloha hornej úvrate pohybu vratného piesta, a tým u spaľovacieho motora i za chodu nastaviteľný minimálny objem spaľovacej komory umožňuje za chodu meniť kompresný pomer a minimálny objem spaľovacej komory a nastaviť ich na optimálnu hodnotu pri všetkých podmienkach práce motora.

Zariadením na uskutočňovanie vyššie popísaného spôsobu riadenia pohybu vratného piesta piestového stroja je napríklad piestový spaľovací motor s riadeným pohybom vratného piesta, ktorý-' má blok motora s pevne s nim spojenými valcami, každý z valcov má zakrivenú plochu, hlavu valca a vratný piest, ktoré vytvárajú spaľovaciu komoru, ktorá má v kľude alebo za chodu nastaviteľnú minimálnu veľkosť. Aspoň v dvoch od hlavy valca nemenne vzdialených a axiálne usporiadaných hlavných radiálnych ložiskách uložených v bloku motora je pomocou najmenej dvoch kľukových čapov, z ktorých aspoň jeden je opatrený priebežnou dutinou kľukového čapu, otočné uložený kľukový hriadeľ, ktorý má radiálne usporiadané ramená. Ramená sú upevnené ku kľukovým čapom, alebo sú spojené navzájom a opatrené priebežnou dutinou ramena, pričom sú usporiadané do dvojíc a každá dvojica je pevne spojená ojničným čapom, na ktorom je otočné namontovaný excenter a ojnica, jedným koncom otočné namontovaná na každý excenter a opačným koncom pripojená k piestu. Excenter má na jednej strane excentra hnaný člen excentra, ktorý je priamo, alebo cez vložený člen v zábere s hnacím členom ovládacieho hriadeľa pripojeným k ovládaciemu hriadeľu, umiestenému v dutine kľukového čapu alebo v dutine ramena a aspoň jeden z ovládacích hriadeľov je spojený s ovládaním natočenia excentra a s každým vstupným koncom ostatných ovládacích hriadeľov je spojený hnaný člen ovládacieho hriadeľa, pričom tento hnaný Člen ovládacieho hriadeľa je priamo, alebo cez vložený člen v zábere s hnacím členom excentra umiestneným na druhej strane excentra.

Natáčaním ovládania natočenia excentra voči kľukovému hriadeľu mení prvý z ovládacích hriadeľov natočenie excentra na ojničnom čape, tým sa mení veľkosť polomeru rotačného pohybu konca ojnice, čo spôsobí zmenu polohy hornej úvrate piesta, zmenu minimálnej veľkosti spaľovacej komory a aj zmenu kompresného pomeru. Natáčanie ovládania natočenia excentra voči kľukovému hriadeľu tiež umožňuje to, že pohyb vratného piesta sa v okolí hornej úvrate pohybu vratného piesta, voči bežne používanému časovému priebehu pohybu vratného piesta sínusového tvaru, výrazne spomalí a dráha, priebeh a veľkosť spomalenia aj zrýchlenia pohybu vratného piesta sú po celej jeho dráhe nastaviteľné. Zároveň natáčaný excenter otáča vstupným koncom ďalšieho ovládacieho hriadeľa, tento natočí jemu odpovedajúci excenter, ktorý svojím natočením pootočí ďalším ovládacím hriadeľom. Takto sú vzájomne prepojené všetky excentre. Takéto usporiadanie ovládacích hriadeľov, excentrov a hnacích a hnaných členov s nimi spojených umožňuje za chodu motora ovládať jednoduchým mechanizmom veľkosť spaľovacej komory, kompresný pomer všetkých valcov motora a spomalenie a zrýchlenie pohybu všetkých vratných piestov a to, pri použití excentrov s dvojitou vonkajšou valcovou plochou pre ložiská ojníc, aj u vidlicových motorov. Excentre sa počas prevádzky na ojničnom čape trvalé neotáčajú, čo umožňuje ich jednoduchú konštrukciu. Riešenie tiež zachováva koncepciu doteraz vyrábaných motorov, je ľahko do nich aplikovateľné a zachováva tuhosť uloženia kľukového hriadeľa v bloku motora.

Excenter je zložený z aspoň dvoch oblúkov excentra obklopujúcich ojničný čap kľukového hriadeľa a aspoň jeden z oblúkov excentra je spojený s hnaným členom excentra. Aspoň jeden z oblúkov excentra je spojený s hnacím členom excentra. Hnaný člen excentra umiestnený na jednej strane excentra, hnací Člen excentra umiestnený na druhej strane excentra a jeden z oblúkov excentra tvoria jednu súčiastku. Hnaným členom excentra, hnacím členom excentra, hnaným členom ovládacieho hriadeľa a hnacím členom ovládacieho hriadeľa je segment kolesa alebo celé koleso. Excenter má vnútornú valcovú plochu a jednu alebo dve vonkajšie valcové plochy, pričom rovina tvorená osou vonkajšej valcovej plochy a osou vnútornej valcovej plochy zviera s rovinou tvorenou osou druhej vonkajšej valcovej plochy a osou vnútornej valcovej plochy uhol úmerný k uhlu valcov. Aspoň jeden z oblúkov excentra je opatrený lemom.

Ovládanie natočenia je tvorené servomotorom alebo mechanizmom. Servomotorom alebo jednou časťou servomotora je motor, poháňaný elektrickým prúdom alebo tlakovým médiom a druhou časťou servomotora je ozubený prevod. Riadiaci obvod natočenia excentra obsahuje mikroprocesor, so vstupom mikroprocesora je prepojené jedno alebo niekoľko, čidiel umiestnených na a/alebo v motore a s výstupom mikroprocesora je prepojené ovládanie servomotora, pričom výstupný signál pre ovládanie natočenia je určený veľkosťou potrebného, podľa programu vypočítaného, natočenia excentra.

Mechanizmus je tvorený pákou kľuky, ktorá je spojená s kľukovým hriadeľom a tiahlom pák)' kľuk)' s riadiacim členom, ktorý' sa dotýka vodiaceho člena, pričom s riadiacim členom je tiahlom páky ovládania spojená tiež páka ovládania, ktorá je zároveň spojená s jedným z ovládacích hriadeľov. Tvar vodiaceho člena je meniteľný. Riadiacim členom je kladka a vodiaci člen obsahuje vonkajšiu obežnú plochou a vnútornú obežnú plochou, ktoré sú vytvorené na obežnom telese. Vodiaci člen je delený, pričom jeho diely sú posuvne . Mechanizmus je uzavretý' vekom a s pákou kľuky alebo s kľukovým hriadeľom je spojené koleso motora, ktoré je voči veku utesnené tesnením. Obežné teleso je upevnené na veko.

Prehľad obrázkov na výkrese

Na obr. 1 - je znázornený príklad priebehu zdvihu piesta v závislosti na otočení kľukového hriadeľa

Na obr.2 - je schematicky znázornený príklad vyhotovenia piestového spaľovacieho motora s riadeným pohybom vratného piesta a riadiaci obvod natočenia excentra.

Na obr.3 - je znázornené vyhotovenie excentra.

Na obr.4 - je znázornené vyhotovenie excentra s dvojitou vonkajšou valcovou plochou.

Na obr.5 - je znázornené vyhotovenie riadiaceho mechanizmu ovládania natočenia.

Príklad uskutočnenia vynálezu

Na obr.l - je znázornený príklad priebehu zdvihu piesta v závislosti na otočení kľukového hriadeľa, pri ktorom je pohyb vratného piesta 5 piestového stroja riadený tým spôsobom, že dráha pohybu vratného piesta 5, priebeh a veľkosť spomalenia a zrýchlenia pohybu vratného piesta 5 po celej dráhe vratného piesta 5 sú nastavené tak, že pohyb vratného piesta 5 v okolí hornej úvrate pohybu vratného piesta 5, sa voči bežne používanému časovému priebehu pohybu vratného piesta 5 sínusového tvaru, ktorý je zakreslený čiarkovanou čiarou, výrazne spomalil, aby takto pri veľmi málo sa meniacom zdvihu, a tým u spaľovacieho motora i pri veľmi málo sa meniacom minimálpom objeme spaľovacej komory 6, prebehli všetky procesy prebiehajúce v okolí hornej úvrate. Pohyb vratného piesta 5 v okolí dolnej úvrate pohybu vratného piesta 5 je riadený tým spôsobom, že dráha pohybu vratného piesta 5, priebeh a veľkosť spomalenia a zrýchlenia pohybu vratného piesta 5 po celej dráhe vratného piesta 5 sú nastavené tak, že pohyb vratného piesta 5 v okolí dolnej úvrate pohybu vratného piesta 5, sa voči bežne používanému časovému priebehu pohybu vratného piesta 5 sínusového tvaru, výrazne spomalil, aby takto pri veľmi málo sa meniacom zdvihu, prebehli všetky procesy prebiehajúce v okolí dolnej úvrate.

Na obr.2 je schematicky znázornený príklad vyhotovenia zariadenia na uskutočňovanie spôsobu riadenia pohybu vratného piesta 5 piestového stroja, ktorým je piestový spaľovací motor s riadeným pohybom vratného piesta 5, ktorý má blok motora I s pevne spojenými valcami 2, každý z valcov 2 má zakrivenú plochu 3, hlavu valca 4 a vratný piest 5, ktoré vytvárajú spaľovaciu komoru 6, ktorá má za chodu nastaviteľnú minimálnu veľkosť. V od hlavy valca 4 nemenne vzdialených a axiálne usporiadaných hlavných radiálnych ložiskách 7 uložených v bloku motora I, je pomocou kľukových čapov 9 opatrených priebežnou dutinou kľukového čapu 21, otočné uložený kľukový hriadeľ 8, ktorý má radiálne usporiadané ramená H), ktoré sú upevnené ku kľukovým čapom 9, alebo sú spojené navzájom a opatrené priebežnou dutinou ramena 22. Ramená K) sú usporiadané do dvojíc a každá dvojica je pevne spojená ojničným čapom IE na ktorom je otočné namontovaný excenter 12 a ojnica 13 jedným koncom otočné namontovaná na každý excenter 12 a opačným koncom pripojená k piestu ď Excenter 12 má na jednej strane excentra 14 hnaný člen excentra 16, ktorý je priamo, alebo cez vložený člen v zábere s hnacím členom ovládacieho hriadeľa 18 pripojeným k ovládaciemu hriadeľu 20, umiestenému v dutine kľukového čapu 21 alebo v dutine ramena 22 a aspoň jeden z ovládacích hriadeľov 20 je spojený s ovládaním natočenia 23 excentra 12 a s každým vstupným koncom 24 ostatných ovládacích hriadeľov 20 je spojený hnaný člen ovládacieho hriadeľa 19, pričom tento hnaný člen ovládacieho hriadeľa 19 je priamo, alebo cez vložený člen v zábere s hnacím členom excentra 17 umiestneným na druhej strane excentra 15.

Ovládanie natočenia 23 je tvorené servomotorom 27. Servomotorom 27 alebo jednou z časťou servomotora 27 je motor, poháňaný elektrickým prúdom alebo tlakovým médiom a druhou časťou servomotora 27 je ozubený prevod. Riadiaci obvod natočenia excentra 12 obsahuje mikroprocesor 29, so vstupom mikroprocesora 30 je prepojené jedno alebo niekoľko, čidiel 28 umiestnených na a/alebo v motore, a s výstupom mikroprocesora 31 je prepojené ovládanie servomotora 27. pričom výstupný signál pre ovládanie natočenia 23 je určený veľkosťou potrebného, podľa programu vypočítaného, natočenia excentra 17.

Na obr.3 - je znázornené vyhotovenie deleného excentra 12 , ktorý'je zložený z dvoch oblúkov excentra 25,26 obklopujúcich ojničný čap _Π kľukového hriadeľa 8, jeden z oblúkov excentra 25 je spojený s hnaným členom excentra 16 a hnacím členom excentra 17. Hnaný člen excentra 1_6 umiestnený na jednej strane excentra 14, hnací člen excentra 17 umiestnený na druhej strane excentra 15 a jeden z oblúkov excentra 25 tvoria jednu súčiastku. Jeden z oblúkov excentra 25,26 je opatrený lemom 48. Hnaným členom excentra 16 a hnacím členom excentra 17 je segment kolesa.

Na obr.4 - je znázornené vyhotovenie deleného excentra 12 s dvojitou valcovou plochou, ktorý je zložený z dvoch oblúkov excentra 25,26. Excenter 12 má vnútornú valcovú plochu 47 a dve vonkajšie valcové plochy 45 46, pričom rovina tvorená osou vonkajšej valcovej plochy 45 a osou vnútornej valcovej plochy 47 zviera s rovinou tvorenou osou druhej vonkajšej valcovej plochy 46 a osou vnútornej valcovej plochy 47 uhol úmerný k uhlu valcov 2.

Na obr.5 - je znázornené vyhotovenie riadiaceho mechanizmu 32 ovládania natočenia

23. Mechanizmus 32 je tvorený pákou kľuky 33, ktorá je spojená s kľukovým hriadeľom 8 a tiahlom páky kľuky 34 s riadiacim členom 35, ktorý' sa dotýka vodiaceho člena 36, pričom s riadiacim členom 35 je tiahlom páky ovládania 37 spojená tiež páka ovládania 38, ktorá je zároveň spojená s jedným z ovládacích hriadeľov 20. Riadiacim členom 35 je kladka 39 a vodiaci člen 36 obsahuje vonkajšiu obežnú plochou 40 a vnútornú obežnú plochou 41, ktoré sú vytvorené na obežnom telese 42. Mechanizmus 32 je uzavretý vekom 43 a s pákou kľuky 33 alebo s kľukovým hriadeľom 8 je spojené koleso motora 45, ktoré je voči veku 43 utesnené tesnením 44. Obežné teleso 42 je upevnené na veko 43.

Claims (18)

1. Spôsob riadenia pohybu vratného piesta (5) piestového stroja, vyznačujúci sa tym. že dráha pohybu vratného piesta (5), priebeh a veľkosť spomalenia a zrýchlenia pohybu vratného piesta (5) po celej dráhe vratného piesta (5) sa nastavia tak, aby sa pohyb vratného piesta (5) v okolí nastaviteľnej hornej úvrate pohybu vratného piesta (5), voči bežne používanému časovému priebehu pohybu vratného piesta (5) sínusového tvaru, výrazne spomalil, aby takto pri veľmi málo sa meniacom zdvihu, a tým u spaľovacieho motora i pri veľmi málo sa meniacom minimálnom objeme spaľovacej komory (6), prebehli všetky procesy prebiehajúce v okolí hornej úvrate a/alebo pohyb vratného piesta (5) v okolí dolnej úvrate pohybu vratného piesta (5) umožnil optimálny priebeh všetkých procesov prebiehajúcich v okolí dolnej úvrate, poloha hornej úvrate pohybu vratného piesta (5) a tým u spaľovacieho motora i minimálny objem spaľovacej komory (6) sa v závislosti na podmienkach práce piestového stroja a/alebo na priebehu pohybu vratného piesta nastavuje v kľude alebo za chodu piestového stroja tak, aby priebeh všetkých procesov prebiehajúcich v piestovom stroji bol optimálny.

2. Spôsob riadenia pohybu vratného piesta (5) piestového stroja podľa nároku 1 vyznačujúci sa tým, že procesy prebiehajúce v okolí nastaviteľnej polohy hornej úvrate, pri veľmi málo sa meniacom zdvihu, a tým u spaľovacieho motora i pri veľmi málo sa meniacom minimálnom objeme spaľovacej komory (6), sú zapálenie a spaľovanie zmesi pri motoroch s riadeným zapaľovaním, vstreknutie, zapálenie a spaľovanie paliva pri vznetových motoroch, privedenie plynu a/alebo stlačeného vzduchu pri motoroch so samostatnou spaľovacou a/alebo tlakovou komorou, dokončenie odvedenia plynov alebo vzduchu a začatie prívodu zmesi, vzduchu alebo plynu pri všetkých motoroch a kompresoroch a procesy prebiehajúce v okolí dolnej úvrate, sú začatie odvedenia plynov alebo vzduchu a dokončenie prívodu zmesi, vzduchu alebo plynu pri všetkých motoroch a kompresoroch.

3. Zariadenie na uskutočňovanie spôsobu riadenia pohybu vratného piesta piestového podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 a 2 vyznačujúce sa tým. že má blok motora (1) s pevne s ním spojenými valcami (2), každý z valcov (2) má zakrivenú plochu (3), hlavu valca (4) a vratný piest (5), ktoré vytvárajú spaľovaciu komoru (6), ktorá má v kľude alebo za chodu nastaviteľnú minimálnu veľkosť, pričom aspoň v dvoch, od hlavy⁷ valca (4) nemenne vzdialených a axiálne usporiadaných hlavných radiálnych ložiskách (7), uložených v bloku motora (1), je pomocou najmenej dvoch kľukových čapov (9), z ktorých aspoň jeden je opatrený priebežnou dutinou kľukového čapu (21), otočné uložený kľukový hriadeľ (8), ktorý má radiálne usporiadané ramená (10), ktoré sú upevnené ku kľukovým čapom (9), alebo sú spojené navzájom a opatrené priebežnou dutinou ramena (22), pričom ramená (3 0) sú usporiadané do dvojíc a každá dvojica je pevne spojená ojničným čapom (11), na ktorom je otočné namontovaný excenter (12) a ojnica (13) jedným koncom otočné namontovaná na každý excenter (12) a opačným koncom pripojená k piestu (5), excenter (12) má na jednej strane excentra (14) hnaný člen excentra (16), ktorý je priamo, alebo cez vložený člen v zábere s hnacím členom ovládacieho hriadeľa (18) pripojeným k ovládaciemu hriadeľu (20), umiestenému v dutine kľukového čapu (23) alebo v dutine ramena (22), aspoň jeden z ovládacích hriadeľov (20) je spojený s ovládaním natočenia (23) excentra (12) a s každým vstupným koncom (24) ostatných ovládacích hriadeľov (20) je spojený hnaný člen ovládacieho hriadeľa (19), pričom tento hnaný člen ovládacieho hriadeľa (19) je priamo, alebo cez vložený člen v zábere s hnacím členom excentra (17) umiestneným na druhej strane excentra (15).

4. Zariadenie podľa nároku 3 vyznačujúce sa tým, že excenter (12) je zložený z aspoň dvoch oblúkov excentra (25,26) obklopujúcich ojničný čap (11) kľukového hriadeľa (8) a aspoň jeden z oblúkov excentra (25,26) je spojený s hnaným členom excentra (16).

5. Zariadenie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 3 a 4 vyznačujúce sa tým, že aspoň jeden z oblúkov excentra (25,26) je spojený s hnacím členom excentra (17).

6. Zariadenie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 3 až 5 vyznačujúce sa tým, že hnaný člen excentra (16) umiestnený na jednej strane excentra (14), hnací člen excentra (17) umiestnený na druhej strane excentra (15) a aspoň jeden z oblúkov excentra (25,26) tvoria jednu súčiastku.

7. Zariadenie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 3 až 7 vyznačujúce sa tým, že hnaným členom excentra (16), hnacím členom excentra (17), hnaným členom ovládacieho hriadeľa (19) a hnacím členom ovládacieho hriadeľa (18) je segment kolesa alebo celé koleso.

8. Zariadenie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 3 až 8 vyznačujúce sa tým, že excenter (12) má vnútornú valcovú plochu (47) a jednu alebo dve vonkajšie valcové plochy (45) (46), pričom rovina tvorená osou vonkajšej valcovej plochy (45) a osou vnútornej valcovej plochy (47) zviera s rovinou tvorenou osou druhej vonkajšej valcovej plochy (46) a osou vnútornej valcovej plochy (47) uhol úmerný k uhlu valcov (2).

9. Zariadenie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 3 až 9 vyznačujúce sa tým, že aspoň jeden z oblúkov excentra (25,26) je opatrený lemom (48).

10. Zariadenie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 3 až 10 vyznačujúce sa tým, že ovládanie natočenia (23) je tvorené servomotorom (27) alebo mechanizmom (32).

11. Zariadenie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 3 až 11 vyznačujúce sa tým, že servomotorom (27) alebo jednou časťou servomotora (27) je motor, poháňaný elektrickým prúdom alebo tlakovým médiom a druhou časťou servomotora (27) je ozubený prevod.

12. Zariadenie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 3 až 12 vyznačujúce sa tým, že riadiaci obvod natočenia excentra (12) obsahuje mikroprocesor (29), so vstupom mikroprocesora (30) je prepojené jedno alebo niekoľko, čidiel (28) umiestnených na a/alebo v motore a s výstupom mikroprocesora (31) je prepojené ovládanie servomotora (27), výstupný signál pre ovládanie natočenia (23) je určený veľkosťou potrebného, podľa programu vypočítaného, natočenia excentra (12).

13. Zariadenie podľa nároku 10 vyznačujúce sa tým, že mechanizmus (32) je tvorený pákou kľuky (33), ktorá je spojená s kľukovým hriadeľom (8) a tiahlom páky kľuky (34) s riadiacim členom (35), ktorý' sa dotýka vodiaceho člena (36), pričom s riadiacim členom (35) je tiahlom páky ovládania (37) spojená tiež páka ovládania (38), ktorá je zároveň spojená s jedným z ovládacích hriadeľov (20).

14. Zariadenie podľa nároku 13 vyznačujúce sa tým, že tvar vodiaceho člena (36) je meniteľný.

15. Zariadenie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 13 a 14 vyznačujúce sa tým, že riadiacim členom (35) je kladka (39) a vodiaci člen (36) obsahuje vonkajšiu obežnú plochou (40) a vnútornú obežnú plochou (41), ktoré sú vytvorené na obežnom telese (42).

16. Zariadenie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 13 až 15 vyznačujúce sa tým, že vodiaci člen (36) je delený, pričom jeho diely sú posuvné.

17. Zariadenie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 13 až 16 vyznačujúce sa tým, že mechanizmus (32) je uzavretý vekom (43) a s pákou kľuky (33) alebo s kľukovým hriadeľom (8) je spojené koleso motora (45), ktoré je voči veku (43) utesnené tesnením (44).

18. Zariadenie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 13 až 17 vyznačujúce sa tým, že obežné teleso (42) je upevnené na veko (43).