SK6056Y2 - Four-stroke internal combustion piston engines using fuel energy and energy exhaust - Google Patents

Abstract

Four-stroke internal combustion piston engine uses fuel energy and energy exhaust. Fuel energy is used as the current four-stroke engines with the fact that the exhaust stroke of the piston (2) in the cylinder (1) print out the hot exhaust gases through the open exhaust valve (7) in the expansion chambers (10). The second work process uses thermal energy of hot exhaust gases so that the compression stroke of the piston (2) prints of the cylinder (1) the expansion chambers (10) and compressed air. Growth pressures in the expansion of a mixture of hot exhaust gases, compressed air and steam mixture is forced to flow back into the cylinder (1), which pushes the plunger (2) and held the next working stroke.

Description

Oblasť techniky

Technické riešenie sa týka štvortaktných piestových spaľovacích motorov v modifikácii zážihového alebo vznetového motora, ktoré sú využívané ako pohony:

- v dopravných prostriedkoch cestnej, železničnej a vodnej dopravy,

- v poľnohospodárskych a lesných traktoroch a strojoch,

- v letectve pre malé lietadlá a helikoptéry,

- v systémoch výroby energií elektrickej, tlakovej kvapaliny pre hydraulické systémy rýpadiel, nakladačov, cestných, stavebných aj poľnohospodárskych strojov a v ďalších priemyselných odvetviach.

Doterajší stav techniky

Piestové spaľovacie motory rozdeľujeme podľa používaného druhu paliva:

- benzínové, ktoré využívajú energiu paliva benzínu jeho spaľovaním a aj palivá s obdobnými vlastnosťami, ako zemný plyn, propán-bután a ďalšie; zapaľovanie zmesi paliva a vzduchu je realizované elektrickou iskrou zapaľovacej sviečky,

- naftové, ktoré využívajú energiu nafty jej spaľovaním a aj palív s obdobnými vlastnosťami, ako je bionafta pod. Na zapaľovanie zmesi paliva a vzduchu sa využíva teplo získané kompresiou vzduchu privedeného do valca.

Podľa spôsobu pracovných cyklov sú dvojtaktné, pracovný cyklus trvá jednu otáčku kľukového hriadeľa motora, alebo štvortaktné, pracovný cyklus trvá dve otáčky. Podľa usporiadania valcov sú radové, tvaru „V, ležaté, hviezdicové. Podľa veľkosti otáčok sú:

- rýchlobežné v rozsahu otáčok od 3 000 až 17 000 otáčok za minútu,

- pomalobežné v rozsahu otáčok od 750 do 3 000 otáčok za minútu,

- veľmi pomalobežné lodné a veľkých výkonov v rozsahu otáčok od 100 ot./minútu.

Podľa veľkosti výkonu sú:

- miniatúrne, na pohon modelov lietadiel, vrtuľníkov, lokomotív, lodí, malé výkony na pohon ručných nástrojov píl, vŕtačiek, kladív atď.,

- s výkonmi od 50 kW až 300 kW pre osobné automobily, až 1 000 kW pre nákladné,

- pre vyššie výkony do 10 000 kW a aj vyššie výkony pre stacionárne agregáty.

Piestové spaľovacie motory sa využívajú ako pohonné agregáty predovšetkým:

- v dopravných prostriedkoch cestnej, železničnej, vodnej aj leteckej doprave,

- v stavebných a cestných strojoch, v poľnohospodárskych strojoch,

- v stacionárnych pohonných systémoch ako pohonné agregáty na výrobu elektrickej energie, na pohon vodných čerpadiel, kompresorov atď.

Značnou nevýhodou piestových spaľovacích motorov je nízka účinnosť, pri tých najmodernejších dosahuje hranicu len 45 % a je dôsledkom vysokých strát tepelnej energie a strát mechanických. Podmienky pre efektívny spaľovací proces sú pre vyrábané piestové spaľovacie motory zabezpečené len vo veľmi malej oblasti pracovných otáčok, čo je zrejmé z grafov špecifickej spotreby benzínových a aj naftových motorov automobilov MERCEDES značky A 160 s benzínovým motorom a A 170 CDI s naftovým motorom, uvedených na výkrese číslo 1. Rozhodujúce nedostatky piestových spaľovacích motorov sú produktom zastaranej koncepcie a nižšej účinnosti. Neefektívne využívanie energie paliva, keď v prevádzke je vyššia spotreba paliva pri nižšom zaťažení a vyššia spotreba paliva je pri nižšom zaťažení a vysoká produkcia škodlivých emisií.

Podstata technického riešenia

Štvortaktné piestové spaľovacie motory, využívajúce energiu paliva aj energiu výfukových plynov, v modifikácii zážihového alebo vznetového motora, s efektívnym využívaním dvoch druhov energií v dvoch druhov pracovných procesov realizovaných v jednom valci.

Prvý štvortaktný preplňovaný pracovný proces efektívne využíva energiu paliva spaľovaním zmesi paliva a stlačeného vzduchu nad piestom v hornom úvrate. Palivo je vstreknuté vstrekovačom do stlačeného vzduchu vo valci nad piestom v hornom úvrate, rovnako ako súčasné štvortaktné piestové spaľovacie motory. Piest sa pri expanzii paliva a stlačeného vzduchu pohybuje vo valci z horného do dolného úvratu; je to efektívny zdvih, pri ktorom pôsobením tlaku na čelnú plochu piesta vzniká sila, ktorá pôsobí počas expanzného zdvihu po dráhe zdvihu a koná užitočnú prácu.

Pri ďalšom výfukovom zdvihu sa piest vo valci pohybuje z dolného úvratu do horného úvratu a vytlačí horúce výfukové plyny:

- do expanznej komory pri uzatvorenej výfukovej prívierky; v expanznej komore dopravený objem horúcich výfukových plynov stlačí piest aj s pružinou o prvú časť objemu expanznej komory,

- po otvorení výfukovej prívierky do výfukového potrubia.

Pri štartovaní, rozbehu a mimoriadnom zaťažení motora elektronický riadiaci systém opakovane realizuje len prvý štvortaktný preplňovaný pracovný proces, pri ktorom je využívaná energia paliva.

Druhý štvortaktný preplňovaný pracovný proces efektívne využíva tepelnú energiu horúcich výfukových plynov, ktoré boli výfukovým zdvihom piesta vytlačené z valca do expanznej komory a elektronický systém riadenia zabezpečí jeho realizáciu:

- v štvortaktnom preplňovanom pracovnom procese, ktorý začína po skončení výfukového zdvihu, pričom sa piest pohybuje z horného úvratu do dolného úvratu a prebieha preplňovanie valca vzduchom. Pri ďalšom kompresnom zdvihu sa piest pohybuje z dolného úvratu do horného úvratu a vo valci nad piestom je stláčaný vzduch až do dosiahnutia požadovaného tlaku a to pri polohe piesta 40 až 30 stupňov pred horným úvratom. Elektronický riadiaci systém otvorí výfukový ventil, cez ktorý je pretlakom stlačený vzduch vo valci vytlačený do expanznej komory pri uzatvorenej výfukovej prívierke. Vytlačený vzduch má na začiatku vyšší tlak, ako je tlak výfukových plynov v expanznej komore a stlačí piest a jeho pružinu o druhú časť objemu expanznej komory. Pri dosiahnutí polohy piesta v hornom úvrate elektronický riadiaci systém realizuje vstrekovačom expanznej komory vstrek tlakovej kvapaliny/vzduchu; tá v expanznej komore expanduje a zvýši tlak expandujúcej zmesi, ktorý stlačí piest a jeho pružinu až do dolnej polohy, kde dosadne na spínač, ktorý zablokuje polohu piesta v dolnom úvrate. Ďalší nárast tlaku v expanznej komore núti prúdiť expandujúcu zmes cez stále otvorený výfukový ventil späť do valca, kde tlačí na piest, ktorý sa pohybuje z horného úvratu do dolného úvratu, rýchlo zväčšuje objem vo valci, čo zníži tlak v expanznej komore a pružina piesta vystrelí piest do hornej polohy a vytlačí expandujúcu zmes do valca. Piest vo valci vykonáva druhý pracovný zdvih bez použitia paliva a bez produkcie emisií. Ďalším pohybom piesta z dolného úvratu do horného je expandovaná zmes so stále horúcimi výfukovými plynmi, podľa rozhodnutia elektronického riadiaceho systému, vytlačená cez výfukový ventil:

- len do expanznej komory a bude opakovane realizovaný ďalší dvojtaktný pracovný proces, nakoľko to umožňuje dostatočne vysoká teplota výfukových plynov,

- do výfukového potrubia, po otvorení výfukovej prívierky.

V dvojtaktnom pracovnom procese, ktorý začína hneď po skončení expanzného zdvihu piesta, po ktorom sú výfukové plyny pohybom piesta z dolného úvratu do horného úvratu vytlačené do expanznej komory a stlačia piest s pružinou o časť jeho zdvihu. Elektronický riadiaci systém realizuje vstrekovačom expanznej komory vstrek tlakovej kvapaliny/vzduchu, ktorá v horúcich výfukových plynoch expanduje a zvýši tlak expandujúcej zmesi a ten stlačí piest s pružinou až do dolnej polohy, kde dosadne na spínač, ktorý zablokuje polohu piesta v dolnom úvrate. Ďalší rast tlaku v expanznej komore núti prúdiť expandujúcu zmes cez stále otvorený výfukový ventil späť do valca, kde tlačí na piest, ktorý rýchlo zväčšuje objem vo valci a tým poklesne tlak v expanznej komore a stlačená pružina vystrelí piest do hornej polohy a ten vytlačí expandujúcu zmes do valca. Piest pohybom z horného úvratu do dolného koná druhý pracovný zdvih bez použitia paliva a bez produkcie emisií. Ďalším pohybom piesta z dolného úvratu do horného je expandovaná zmes horúcich výfukových plynov vytlačená cez stále otvorený výfukový ventil, podľa výsledku vyhodnotenia elektronického riadiaceho systému:

- len do expanznej komory a je pripravená na realizáciu ďalšieho dvojtaktného pracovného procesu, čo umožňuje vysoká teplota výfukových plynov,

- do výfukového potrubia, po otvorení výfukovej prívierky.

Pri štartovaní, rozbehu a mimoriadnom zaťažení motora elektronický riadiaci systém opakovane realizuje len prvý štvortaktný preplňovaný pracovný proces, pri ktorom je využívaná energia paliva. Keď riadiaci systém vyhodnotí, že potrebné časti motora dosiahli požadovanú prevádzkovú teplotu, až potom realizuje aj druhý pracovný proces, pri ktorom je efektívne využívaná aj tepelná energia výfukových plynov.

Pre modifikáciu vznetového vyhotovenia motora je výhodné vstrekovanú kvapalinu obohatiť o močovinu, jej prínosom je výrazná redukcia emisií (NOx).

Štvortaktné piestové spaľovacie motory využívajúce energiu paliva aj energiu výfukových plynov využívajú elektronický riadiaci systém na „on-line“ spriahnuté riadenie, priebežné sledovanie a vyhodnocovanie okamžitého stavu procesu, údajov potrebných na riadenie a efektívnu realizáciu novej koncepcie dvoch druhov pracovných procesov s využívaním dvoch druhov energií.

Centrálna riadiaca jednotka elektronického riadiaceho systému motora má na svoje vstupy pripojené výstupy snímačov na získanie informácií:

- o teplote a tlaku oleja, paliva, vody, dodávaných akčnými členmi riadenia (spoločný rozvod - common rail),

- o množstve paliva, dodávaného do vstrekovača paliva,

- o množstve tlakovej kvapaliny, dodávanej do vstrekovača expanznej komory,

- o množstve vzduchu pre preplňovanie valcov,

- o polohe kľukového hriadeľa,

- o spolupracujúcich agregátov motora: alternátora na výrobu elektrickej energie, hydročerpadla na výrobu tlakového oleja, čerpadla tlakovej kvapaliny.

Na výstupy centrálnej riadiacej jednotky sú pripojené akčné členy: vstrekovania paliva, vstrekovania vody, výfukového ventilu a výfukovej prívierky.

Centrálna riadiaca jednotka riadiaceho systému piestového spaľovacieho motora:

- priebežne spracováva získané informácie zo snímačov motora, a zo spolupracujúcich agregátov motora, s ktorými realizuje pohon,

- rozhoduje, na základe vyhodnotenia požiadaviek zadaných v programe alebo požiadaviek vyjadrených stlačením plynového pedálu dopravného prostriedku,

- generuje aktuálne príkazy pre podružné riadiace jednotky systému: riadiace jednotky akčných členov, vstrekovania paliva, vstrekovania tlakovej vody otvárania výfukového ventilu a výfukovej prívrerky, ktoré realizujú požadované funkcie riadiacej jednotky.

Rozhodujúce prínosy novej koncepcie dvoch druhov pracovných procesov s využívaním dvoch druhov energií sú:

- výrazne efektívnejšie využívanie energie paliva,

- výrazné zníženie spotreby paliva, ktoré môže dosiahnuť až 40 %,

- výrazné zníženie produkcie škodlivých emisií, ktoré produkuje len každý druhý štvortaktný preplňovaný pracovný proces, keď využíva energiu paliva,

- 100 % reprodukovateľnosť funkcií riadiacej jednotky, vyplývajúcej z použitia číslicových systémov riadenia,

- výrazné zvýšenie účinnosti a to o 20 až 25 %, zvýšenie technických parametrov motora, jednoduchá preprogramovateľnosť funkcií centrálnej riadiacej jednotky na ďalšie možné rozšírenie a využitie systému.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Výkres číslo 1

Zobrazuje špecifickú spotrebu paliva - graficky vyrábaných a využívaných štvortaktných piestových spaľovacích motorov automobilov Mercedes.

Výkres číslo 2

Schéma hlavných častí štvortaktného piestového spaľovacieho motora, ktorý využíva energiu paliva aj energiu výfukových plynov v modifikácií zážihového alebo vznetového motora a efektívne realizuje novú koncepciu dvoch druhov pracovných procesov s využívaním dvoch druhov energií.

Výkres číslo 3

Schéma elektronického riadiaceho systému pre štvortaktný piestový spaľovací motor, ktorý efektívne realizuje novú koncepciu dvoch druhov pracovných procesov s využívaním dvoch druhov energií.

Výkres číslo 4

Zobrazuje vyhotovenie tesniaceho krúžku novej koncepcie piesta expanznej komory.

Príklady uskutočnenia

Základné vyhotovenie jednovalcového štvortaktného piestového spaľovacieho motora, využívajúceho energiu paliva aj energiu výfukových plynov s preplňovaným pracovným procesom v modifikácii zážihového alebo vznetového motora, znázornený na výkrese číslo 2, má vytvorené podmienky na efektívnu realizáciu novej koncepcie dvoch druhov pracovných procesov s využívaním dvoch druhov energií a to energie paliva a energie horúcich výfukových plynov v jednom valci štvortaktného piestového spaľovacieho motora a jednej expanznej komory umiestnenej pri výfukovom potrubí valca a jedným kľukovým mechanizmom.

Hlavné časti motora sú: valec J, piest 2, ojníca 3 a mechanizmus s jednou kľukou kľukového hriadeľa 4, nasávacím ventilom s potrubím 5, výfukovým ventilom s elektronickým ovládaním 7, smerov prúdenia 8 vzduchu vytláčaného z valca pri druhom kompresnom zdvihu piesta z valca do expanznej komory a smeru prúdenia expandujúcej zmesi z expanznej komory do valca 1, vstrekovač paliva 6 do valca, expanzná komora 10 s izoláciou pripojená za výfukovým ventilom, vstrekovač kvapaliny/vzduchu do valca expanznej komory

15. piest expanznej komory 11 s tlačnou pružinou piesta, spínač koncovej polohy piesta v dolnom úvrate 12, výfuková prívierka 13, s elektronickým ovládaním, ktorým je uzatváraná v smere šípky 16. výfukové potrubie 14 a smer prúdenia výfukových plynov v potrubí. Na zvýšenie efektívnosti expanzie v druhom pracovnom procese je do expanznej komory vstrekovačom 15 vstreknutá kvapalina, ktorá svojou expanziou výrazne zvýši tlak expandujúcej zmesi výfukových plynov a tlakového vzduchu. Pre modifikáciu vznetového vyhotovenia je kvapalina obohatená o močovinu, pre redukciu (NOx).

Realizácia dvoch druhov pracovných procesov, ktoré využívajú energiu paliva aj energiu výfukových plynov:

- Prvý pracovný proces využíva energiu paliva v jednom valci so štvortaktným preplňovaným pracovným procesom. Pri výfukovom zdvihu piesta sú horúce výfukové plyny dopravené cez otvorený výfukový ventil 7 v smere šípky 8 do expanznej komory 10 pri uzatvorenej výfukovej prívierke 13.

- Druhý z pracovných procesov využíva tepelnú energiu horúcich výfukových plynov v štvortaktnom preplňovanom pracovnom procese. Pri kompresnom zdvihu piesta 2 je vzduch stlačený vo valci 1 dopravený v smere šípky 8 do expanznej komory 10 pri uzatvorenej prívierke 13, ktorá je naplnená horúcim výfukovým plynom. Ich expanzia tlačí na piest expanznej komory U, ktorý stlačí svoju pružinu a zväčší objem expanznej komory 10. Pred dosiahnutím polohy piesta v hornom úvrate elektronický riadiaci systém realizuje vstrek tlakovej kvapaliny/vzduchu vstrekovačom v expanznej komore. Expandujúca zmes horúcich výfukových plynov, tlakovej kvapaliny/vzduchu v expanznej komore pôsobí tlakom na piest komory, ktorý stlačí pružinu expanznej komory až do dolného úvratu. Zväčšujúci tlak v expanznej komore 10 núti expandujúcu zmes prúdiť späť cez otvorený výfukový ventil 7 do valca 1, kde tlakom na piest 2 realizuje druhý pracovný proces. Pokračovaním expanzie zmesi horúcich výfukových plynov tlakovej kvapaliny/vzduchu rastie jej tlak a núti prúdiť zmes otvoreným výfukovým ventilom 7 späť do valca 1 a tam tlačí na piest 2 vo valci a ten sa pohybuje z horného úvratu do dolného úvratu a rýchlo zväčšuje objem vo valci a stlačená pružina v expanznej komore vystrelí piest 11 do horného úvratu a vytlačí expandujúcu zmes horúcich výfukových plynov, tlakovej kvapaliny/vzduchu z expanznej komory cez otvorený výfukový ventil 7 do valca L

Po ukončení expanzného zdvihu je výfukovým zdvihom piesta vytlačená z valca 1 expandovaná zmes cez otvorený výfukový ventil 7 v smere šípky 8 a po otvorení výfukovej prívierky 13 až do výfukového potrubia v smere šípky.

Štvortaktné piestové spaľovacie motory využívajúce energiu paliva aj energiu výfukových plynov v jednom valci majú elektronický riadiaci systém na „on-line“ spriahnuté riadenie, priebežné sledovanie a vyhodnocovanie okamžitého stavu procesu, údajov potrebných na riadenie a efektívnu realizáciu novej koncepcie dvoch druhov pracovných procesov s využívaním dvoch druhov energií.

Na vstupe centrálnej riadiacej jednotky 30 piestového spaľovacieho motora sú pripojené výstupy snímačov na získanie informácií o:

- teplote a tlaku oleja 32 dodávaného akčným členom riadiacich jednotiek na časovanie výfukového ventilu 36,

- regulácii dodávaného paliva objemu (množstva) vstrekovaného do valca 34,

- regulácii otvárania a zatvárania výfukovej prívierky 39,

- regulácii dodávky objemu tlakovej kvapaliny/vzduchu vstrekovanej do expanznej komory 37.

- regulácii objemu paliva 34 dodávaného do vstrekovača paliva 6,

- množstve vzduchu na plnenie valcov a pri kompresii vzduchu vo valci,

- expandujúcej zmesi paliva a vzduchu v hornom úvrate piesta,

- výfukových plynoch, dopravených do expanznej komory,

- množstve vzduchu pri konci kompresného zdvihu, počas jeho prúdenia do expanznej komory,

- expandujúcej zmesi výfukových plynov a tlakovej kvapaliny/vzduchu v expanznej komore, ako aj výstupy ďalších snímačov: polohy kľukového hriadeľa 41, systému chladenia, alternátora na výrobu elektrickej energie, hydročerpadla na výrobu tlakového oleja, pre mazanie, pre akčné členy riadiaceho systému.

Hlavné časti centrálnej riadiacej jednotky štvortaktného piestového spaľovacieho motora, ktorý efektívne realizuje v každom valci novú koncepciu dvoch druhov pracovných procesov vysokotlakového s využívaním energie paliva a nízkotlakového s využívaním energie výfukových plynov, sú:

vstrekovač paliva do valca 1, vstrekovač tlakovej kvapaliny/vzduchu do expanznej komory 10, centrálna riadiaca jednotka štvortaktného piestového spaľovacieho motora, rozvod tlakového paliva, pre vstrekovače paliva, palivový „common rail“, rozvod tlakového oleja na otváranie výfukového ventilu, olejový „common rail“, rozvod vody na vstrekovanie do expanznej komory vodový „common rail“, riadiaca jednotka množstva (objemu) vstrekovaného paliva, regulácia dodávaného tlakového oleja, pre časovanie výfukového ventilu 7, ovládanie časovania otvárania výfukového ventilu 7 tlakovým olejom, riadiaca jednotka množstva (objemu) vstrekovanej vody, ovládanie časovania otvárania výfukovej prívierky 7 tlakovým olejom, regulácia dodávaného tlakového oleja, pre časovanie výfukovej prívierky 13.

tok signálov snímačov a aj signálov pre výkon funkcií, snímač polohy kľukového hriadeľa.

Centrálna riadiaca jednotka 30 piestového spaľovacieho motora:

- priebežne spracováva získané informácie zo snímačov motora a zo spolupracujúcich agregátov motora, s ktorými realizuje pohon,

- rozhoduje o spôsobe/ceste, ako bude realizovať plnenie požiadaviek zadaných v programe a požiadaviek vyjadrených stlačením plynového pedálu motora,

- realizuje rozhodnutie o postupe realizácie.

Centrálna riadiaca jednotka 30 piestového spaľovacieho motora realizuje: pri štartovaní a rozbehu motora všetky funkcie potrebné na realizáciu len prvého pracovného procesu v každom valci motora, ktorý využíva energiu paliva a to dovtedy, dokiaľ sa nezohrejú potrebné časti motora na prevádzkovú teplotu.

- Prvý pracovný proces začína plnením valca 1 cez otvorený nasávací ventil 5, pri ktorom sa piest 2 pohybuje z horného úvratu do dolného a pokračuje kompresným zdvihom piesta 2 vo valci 1, pri ktorom sa pohybuje piest 2 z dolného úvratu do horného. Po dosiahnutí horného úvratu riadiaca jednotka akčného člena 36 vstrekovača paliva 6 vstrekne palivo do valca motora 1, pri uzatvorených ventiloch 5 a 7 a aj výfukovej privierke 13. Prvý pracovný proces končí výfukovým zdvihom piesta 2 vo valci 1, ktorým vytlačí horúce výfukové plyny otvoreným výfukovým ventilom 7 a uzatvorenou výfukovou prívierkou 13 do expanznej komory 10 a tie stlačia piest 11 a jeho pružinu pod piestom.

- Druhý pracovný proces, ktorý začína plnením valca 1 cez otvorený nasávací ventil 5, pri ktorom sa piest pohybuje z horného úvratu do dolného a pokračuje kompresným zdvihom piesta 2 vo valci 1, a po otvorení výfukového ventilu 7 riadiacou jednotkou akčného člena 36 vytlačí vzduch z valca 1 cez otvorený výfukový ventil 7 do expanznej komory 10. Pri dosiahnutí horného úvratu piesta 2 vo valci 1 riadiaca jednotka akčného člena 37 vstrekovača tlakovej kvapaliny/vzduchu 15 vstrekne túto do expanznej komory 10. Expanzia zmesi stlačí piest expanznej komory 11 až do dolného úvratu. Zvyšovanie tlaku núti expandujúcu zmes prúdiť stále otvoreným výťukovým ventilom 7 späť do valca 1 a tlačiť na piest, 2 ktorý koná druhý pracovný zdvih len s využitím energie horúcich výfukových plynov. Druhý pracovný proces končí výfukovým zdvihom piesta 2 vo valci 1, ktorým cez stále otvorený výfukový ventil 7 vytlačí expandovanú zmes cez riadiacou jednotkou akčného člena 38 otvorenú výfukovú prívierku 13 do výfuku.

Piest expanznej komory má nové vyhotovenie tesniaceho krúžku, ktoré zabezpečuje tesnenie expandujúcich horúcich výfukových plynov a tlakovej kvapaliny/vzduchu v expanznej komore. Utesnenie je realizované plochou, ktorá vyplýva z dĺžky tesniaceho krúžku, tá môže byť 75 až 85 percent dĺžky piesta. Deliaca štrbina B je vhodná pre dlhšie tesniace krúžky a štrbina A je pre kratšie krúžky a vyššie tlaky.

Priemyselná využiteľnosť

Jednovalcové vyhotovenie štvortaktného piestového spaľovacieho motora využívajúceho energiu paliva aj energiu výťukových plynov v modifikácii zážihového alebo vznetového motora je základné zobrazené na výkrese číslo 2. Znázorňuje novú koncepciu dvoch druhov pracovných procesov s využívaním dvoch druhov energií realizovanú v každom valci. Ich využívanie v jednovalcovom alebo viacvalcovom vyhotovení je pri všetkých pohonných systémoch, kde sú teraz využívané piestové spaľovacie motory, ktoré využívajú len energiu paliva a tepelnú energiu výfukových plynov nechajú unikať výfukom alebo ju využívajú len čiastočne na pohon pomocných agregátov.

Štvortaktné piestové spaľovacie motory využívajúce energiu paliva aj energiu výfukových plynov v modifikácii zážihového alebo vznetového motora sú využiteľné predovšetkým vo vyhotoveniach:

- radové vyhotovenie s usporiadaním valcov v rade,

- vyhotovenie v tvare „V“ s uhlom rozovretia valcov 30 až 90 stupňov,

- ležaté vyhotovenie má uhol rozovretia valcov 180 stupňov.

Pre pohonné systémy výrobkov:

- osobných, dodávkových aj nákladných automobilov a autobusov výrazne zníženie spotreby paliva a predovšetkým aj produkcie škodlivých emisií pri piestových spaľovacích motoroch, pre ktoré je EU predpisované znižovanie škodlivých emisií:

- poľnohospodárskych, lesných, stavebných a cestných strojov,

- stacionárnych pohonných systémov, záskokových zdrojov - generátorov výroby energií elektrickej, tlakovej kvapaliny a tlakového vzduchu,

- malých dopravných a športových lietadiel a helikoptér.

Claims (5)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Štvortaktné piestové spaľovacie motory využívajúce energiu paliva aj energiu výfukových plynov v modifikácii zážihového alebo vznetového motora, vyznačujúce sa tým, že sú tvorené valcom (1), v ktorom je posuvne umiestnený piest (2) s ojnicou (3) a mechanizmom s jednou kľukou (4), pričom vrchná časť valca (1) je vybavená nasávacím ventilom (5) nasávacieho potrubia a výfukovým ventilom (7) výfukového potrubia a vstrekovačom paliva (6), výfukové potrubie je vyústené do expanznej komory (10) s tepelnou izoláciou, v ktorej je situovaný piest (11), s vratnou pružinou, a na dne expanznej komory (10) je situovaný spínač (12) dolnej polohy piesta (11), nad expanznou komorou (10) je situovaný vstrekovač kvapaliny (15), za expanznou komorou (10) je výfukové potrubie vybavené výfukovou prívierkou (13), expanzná komora (10) je izolovaná tepelnou izoláciou a činnosť motora je riadená on - line elektronickým riadiacim systémom.
2. 2. Štvortaktné piestové spaľovacie motory využívajúce energiu paliva aj energiu výfukových plynov v modifikácii zážihového alebo vznetového motora podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že majú on-line elektronický riadiaci systém, ktorý pozostáva z centrálnej riadiacej jednotky (30), ktorá je spojená:

   - so vstrekovačom paliva (6) do valca (1), vstrekovačom tlakovej kvapaliny/vzduchu (15) do expanznej komory(10),

   - s rozvodom tlakového paliva (31), rozvodom tlakového oleja (32), rozvodom tlakovej kvapaliny/vzduchu (33),

   - s regulátormi objemu vstrekovaného paliva (34), dodávaného tlakového oleja, pre časovanie výfukového ventilu (7), ovládania časovania otvárania (36) výfukového ventilu (7) tlakovým olejom, objemu vstrekovanej kvapaliny/vzduchu (37), časovania otvárania (38) výfukovej prívierky (7) tlakovým olejom, dodávaného tlakového oleja (39), pre časovanie výfukovej prívierky (13),

   - s tokom signálov snímačov a signálov pre výkon funkcií (40), a snímačom polohy kľukového hriadeľa (41).
3. 3. Štvortaktné piestové spaľovacie motory podľa nároku la 2, vyznačujúce sa tým, že majú elektronický systém riadenia otvárania a aj času trvania otvorenia a aj zatvárania ventilov (7), valcov (1) a aj prívierok (13).
4. 4. Štvortaktné piestové spaľovacie motory podľa nároku 1,2a 3, vyznačujúce sa tým, že piest expanznej komory má jeden tesniaci krúžok novej koncepcie, ktorý má dĺžku 75 až 85 percent dĺžky piesta (2).
5. 5. Štvortaktné piestové spaľovacie motory podľa nároku 1,2, 3a 4, vyznačujúce sa tým, že majú nasledovné kombinácie vyhotovení:

   - radové vyhotovenie s valcami v rade za sebou,

   - vyhotovenie v tvare „V“ s uhlom rozovretia valcov 30 až 90 stupňov,

   - ležaté s uhlom rozovretia valcov 180 stupňov.