SK75893A3 - Piston motor - Google Patents

Description

Cblasť techniky

Vynález sa týka piestového motora slúžiaceho k pohonu všetkých druhov strojov.Motor je·· tvorený pevnou skriňou motora, rotačným blokom valcov,prenosovým mechanizmom a piest«is piestnými tyčami.

Doterajší stav techniky

Piestové motory využívajúce prenosový mechanizmus priamočiareho pohybu na rotačný·,na princípe planétového pohybu boli vyhotovené len s pevnými valcami voči základni.

Rotujúci blok valcov bol využitý len v motore s klasickým kľukovým mechanizmom s ojnicami v Lienieho motore.

Podstata vynálezu

Vynález využíva princíp,že pri odvaľovaní sa bez sklzu kružnice s priemerom D (v ďalšom texte malej kružnice) a pevným stredom otáčania,po vnútornom obvode otáčajúcej sa kružnice s priemerom 2D (v ďalšom texte veľkej kružnice),taktiež s pevným stredom otáčania,spojnica bodu malej kružnice s bodmi jeho dotyku na veľkej kružnici pri opísaní celého obvodu veľkej kružnice , pretína v každej fáze otáčania stred veľkej kružnice. Vzdialenosť bodov dotyku veľkej a malej kružnice sa počas otáčania plynulé a»ní od. C po 23, pričom vzdialenosť stredov otáčania je i/2 D.

Vo vynáleze je tento princíp realizovaný tak,že malá kružnica je totožná 3 rozostupovou kružnicou pastorka,ktorý je pevne spojený so zalomeným hriadeľom,ktorého vyosený čap so stredom na rozo3tupovej kružnici,tvorí vlastne bod malej kružnice.Cap je otočné spojený s piestnou tyčou,na ktorú je upevnený piest tak,že pozdĺžna os piesta a piestovej tyče je totožná so spojnicou codov dotyku.Zalomený hriadeľ s pastorkom je otočné uloženy v pevnej skrini motora.Veľká kružnica je tvorená rozostupovou kružnicou vnútorného ozubenia venca,ktorý je pevne 300jený s blokom valcov a taktiež je otočné uložený v pevnej

- 2 skrini motora.Valce sú umiestnené po obvode ozubeného venca v bloku valcov.V hernej časti sú klzné uzatvorené pevnou skriňou motora,ktorá takto tvorí aj hlavu valcov.utesnenie spaľovacieho priestoru je pomocou tesniacich krúžkov a líšt.Spodná časí valcov je uzatvorená a prechádza ňou,utesneným otvorom, piestna tyč.Počet valcov môže oyť jeden a viac.

Zalomený hriadeľ môže byť nahradený výstredníkovým hriadeľom, pričom stred výstredníka leží na rozostupovej kružnici pastorka.Výfukový a sací otvor sú vytvorené oVrarmi v pevnej skrini motora resp.valcoch a sú priepustné časovaním prekrytia spaľovacieho priestoru s týmito otvormi.

Vo vynáleze popísaný motor. Je možné integrovať s turbínou tak, že blok valcov je konštruovaný tak,aby súčasne tvoril rotor turbíny a pevná skriňa motora je tvarovaná tnk,aby bola integrovaná so skriňou turbíny. V prípade,že je rotor turbíny spojený s ozubeným pastorkom □ zalomeným hriadeľom,tvorí samostatný dielec a skriňa turbíny je integrovaná s pevnou skriňou motora podobne ako v predchádzajúcom pripáde.Konštrukcia turbíny môže byť radiálna alebo axiálna.Výfuk spalín je pri využití v turbíne vedený priamo do turbír.ovej časti.

U viacvalcovej verzii motora podľa vynálezu je možné využiť fázový posun pohybu susedných piestov a výhradne priamočiary pohyb piestových tyčí na taploplynnú variantu s tým,že valce sú uzatvorené aj v hornej časti,prepojené rúrkami a z horáka je privádzané teplo.Pracovné priestory susedných valcov sú prepojené tak,že horná časť pracovného priestoru valca je prepojená s dolnou časťou pracovného priestoru susedného valca v smere otáčania sa bloku valcov.Motor je naplnený teplonosnou pracovnou tekutinou.Chladenie spodných častí v-alcov je tekutinou privádzanou k valcom.Hegenerátor nie je potrebný,nakoľko teplo je privádzané len v pracovnej fáze a spotrebuje sa na prácu. Motor podľa vynálezu pracuje tak,že tlak plynov pôsobí na piest a ten cez piestnu tyč pôsobí na vyosený Čap pastorkového hriadeľa,čím sa mení priamočiary pohyb na rotačný.Otáčaním pastorka sa pohyb súčasne prenáša na ozubený veniec,ktorý unáša aj blok valcov e piestami tak,že pozdĺžna os piesta stále pretína stred ozubeného venca a mení sa vzdialenosť piesta od tohoto stredu v intervale od C do 2D,keď D je priemer rozstupovej kružnice pas t o j. k -j · * un ícc i a jednot±ivycn variant a súvisiacich zariadená vy —

- 3 plýva z ich konštrukcie.

Výhodou motora a jeho variant podľa vynálezu je,že pri práci aila na piest pôsobí v smere pozdĺžnej osi piesta,čo v porovnaní s výkyvnými ojnicsmi znamená menšie straty trením ako i Jalsie výhody.‘la pr í klad uzatvorená spodná časť valcov znamená zmenšenie škodlivého priestoru pri saní a tým vyššiu účinnosť plnenia,môže byť uplatnená teploplynná verzia ap.,pričom všetky tieto aplikácie umožňujú redukovať počet príslušenstva.resp. pomocných časťí motora/napr.zapaľovacia sviečka môže byť jedna ap./.Piest vykonáva voči základni polovičný zdvih z celkového zdvihu a potrebné je vyvažovať len odstredivé rotačné sily. Oproti motorom s klasickým planetovým kľukovým mechanizmom má jednoduchší prenosový mechanizmus.Teploplynná verzia môže mať len jeden horák a nepotrebuje regenerátor.

U verzie s vnútorným spaľovaním je možné jednoducho uplatniť súprudé vyplachovanie i riadenie sania membránami.Pri konštrukcii je možné výhodne uplatniť tzv.aiabatické usporiadanie. Symetrická konštrukcia piesta umožňuje uplatniť výhodne netradičné materiály i menšie vôle.dotovaním valcov pôsobia na náplň odstredivé sily,ktoré zvyšujú účinnosť plnenia a taktiež sa zvyšuje kinetická energia spalín čo^v integrovanej turbíne znamená vyšší výkon.Pri vznetovej verzii je palivo vstrekované postupne po celom priemere valca,čím sa dosiahne výhodné premiešanie kvapôčiek paliva so vzduchom.Integrovať je možné aj vnútorné a vonkajšie spaľovanie t.j.časť valcov pracuje v dvojtaktnom cykle a Č9sť valcov v teploplynnom cykle.Pri tomto usporiadaní spaliny prechádzajú plynulé z prvej časti do druhej tak,že nie je potrebný horák a dokonalejšie sa zužitkuje teplo dodané pohonnou látkou.Taktiež integrácia piestového motora a turbíny do jedného celku prináša úsporu materiálu a zníženie celkovej hmotnosti pri zvýšení využitia energie pohonnej látky.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Vynález bude bližšie ozrejmený pomocou výkresov,na ktorých obr.1 znázorňuje schématicky kinematiku motora.Obr.2 znázorňuje piestový spaľovací motor s vnútorným spaľovaním s prenosovým mechanizmom podľa vynálezu.Obr.3 znázorňuje integráciu motora podľa obr.2 s turbínou,ktorej rotor je súčasnou bloku valcov.

Obr. 4 znázorňuje integráciu motora podľa obr.2 3 tur b inou, ktorej rotor je pevne spojený 3 pastorkovým hriadeľom.Cbr.5 zobrazuje schematicky teploplynnú verziu motora podľa vynálezu.Obr.6 zobrazuje schématicky integráciu časti s vnútorným spaľovaním a teploplynnú časť s vonkajším spaľovaním.

Príklad uskutočnenia vynálezu

Schéma na obr.1 zobrazuje kinematiku motora podľa vynálezu, kde body Α,Α¹,A¹¹,A^IxI,A^IV predstavujú polohy bodu malej kruž— — — — — T TT TTT ^TV I nice v jednotlivých fázach pohybu.A body 3,B ,3‘ ,B ,3* ,C,C , predstavujú polohy dvoch bodov dotyku veľkej kružnice s malou kružnicou v bode A počas otáčania.Body a Sg sú stredy malej a veľkej kružnice.Motor podľa obr.2,pozostáva z pastorka spojeného so zalomeným hriadeľom j_,ozubeného venca 2. pevne spojeného s blokom valcov 6_ a delenej skrine motora 3_. Piesty 4 sú spojené cez piestovú tyč s okom 5. s pastorkovým hriadeľom j_.Pastorkový hriadeľ 1_ je ložiskom 10 uložený v pevnej skrini motora 3 a ozubený veniec 2 s blokom valcov o_ je uložený ložiskom 1 1 v pevnej skrini motora j_.Vstrekovacia jednotka resp. zapaľovacia sviečka je jpazícia 12,sací trakt 13 s výfukový trakt 14.0br.3 zobrazuje integráciu motora podľa obr.2 3 turbínou,keá turbína je tvorená rotorom tvarovaným na bloku valcov 6_ a skriňou turbíny 8 integrovanou s pevnou skriňou motora ^.Obr.4 zobrazuje motor podľa obr.2 integrovaný 3 turbínou tak,že rotor turbíny 9 je pevne spojený s pastorkovým hriadeľom j_ a skriňa turbíny 8 je integrovaná s pevnou skriňou motora. 3.Obr.5 zobrazuje motor podľa vynálezu v teploplynnej verzii,keá hlavy valcov sú súčasťou valcov 6 a susedné sú prepojené rúrkami J_5.Horák i 5 je upevnený na pevnej skrini motora 3.Zobrazenie je schématické.

x. Obr.6 schématicky zobrazuje integrovaný piestový spaľovací motor s vnútorným spaľovaním s piestovým teploplvnným motorom s vonkajším spaľovaním.

Zobrazenými prevedeniami predmetu vynálezu nie je jeho rozsah obmedzený ani vyčerpaný.

Priemyslová využiteľnosť

Motory podľa vynálezu je možné používať pre pohon všetkých

- 5 druhov strojov najmä však takých,kde je potrebné dosahoval vysoký výkon pri nízkej hmotnosti motora (cestné motorové vozidla, lietadlá,lode,vznášadlá,prenosné požiarne striekačky a zdroje elektrickej energie ap.;,ale i v ďalších oblastiach,kde je výhodné využiť Špecifická vlastnosti motorov.

Claims (3)

1. PATE Μ T 0 V S N k ROKY

   1. Motor k pohonu vúet kých druhov strojov tvorený pevnou skriňou motorapiestami s piestovou tyčou, blokom valcov a prenosovým mechanizmom vyznačujúci sa t ý m,že premena priamočiareho pohybu piestov na rotačný je uskutočnená pomocou prenosového mechanizmu,tvoreného pastorkom na zalomenom hriadeli-pastorkovým hriadeľom /1/ s priemerom rozostupovej kružnice ozubenie D a ozubeným vencom /
2. 2,^z s vnútorným ozubením o priemere rozostupovej kružnice 20,pričom piest /4/ je spojený s pastorkovým hriadeľom /1/ piestovou tyčou s okom /5/ s tým,že stred oka leží na rozostupovej kružnici pastorka a je totožný so stredom vystreleného čapu pastorkového hriadeľa /1/, ktorý je- spolu s ozubeným vencom /2/ a blokom valcov /6/ unášajúcim piesty /4/ ložiskami /11,12/ otočné uložený

   so vzdialenosťou 1/2D v pevnej skrini motora /3/. 2. Motor podľa bodu 1 ? J z n .a čujú c i satý m,že pevná skriňa moto ra /3/ tvorí súčasne aj klznú hlavu val- cov. 3· Motor podľa bodu T v y z n a čujú c i sa tým,

   že pastorkový hriadeľ /1 / môže byť tvorený aj výstredníkovým hriadeľom,pričom stred hlavného čapu je totožný so stredom postorka a stred výstredníko leží na rozostupovej kružnici ozubenia pastorka.

   4. Motor podľa bodu 1 vyznačujúci sa t ý m,že počet valcov môže byť jeden a viac,čomu potom zodpovedá aj konštrukcia pastorkového hriadeľa /1/ i ďalších častí, ked valce sú po obvode ozubeného vence /2/ a vždy dva protiležiace piesty /4/ sú spriahr.uté piestr.ou tyčou s okom /5/ tak,že dvojica piestov leží na vystrelenom čape pastorkového hriadeľa /1/samostatne,pričom uhol medzi Halšou dvojicou záleží od počtu dvojíc resp.valcov.

   5. Motor podľa bodu v y z .n a č u j ú o i sa t ý m, že sanie do valcov je riadené membránovými ventilmi v ich spodnej časti,pričom zápalné zmes je nasávaná najprv do priestoru prenosového mechanizmu.

   o. ‘.'otor podľa bodu 1 7 y z n a č u j ú c i sa t ý m,že sanie <do valcov je riadené vhodne umiestneným otvorom v bočnej časti pevnej skrine motora /3/ a otvorom v spodnej časti valca a bloku valcov /2/,pričom sanie nastáva prekrytím týchto otvorov počas otáčania.

   7· Motor podľa bodu 1 vyznačujúci sa t ý m,že výfuk spalín je riadený vhodne umiestneným otvorom v pevnej skrini motora /3^pričom podľa umiestnenia výfukového traktu /14/ môže byť vyplachovanie vratné,súprudé ap.
3. 3. Motor podľa bodu 1 vyznačujúci 3a t ý m,že výfukový trakt /14/ a sací trakt /13/ 3Ú konštrukčne upravené tak,že stroj pracuje ako kompresor bez palivového a zapalcvacieho systému,pričom usporiadanie môže byť jednočinné,dvojčinné jednostupňové resp.dvojstupňové ap.

   9. Motor podľa bodu 1 vyznačujúci sa t ý m,že blok valcov/6/ je tvarovaný súčasne ako rotor turbíny a skriňa turbíny /3/ je integrovaná s pevnou skriňou motora /3/·

   1C. Motor tvorený motorom podľa bodu t a turbínou vyznačujúci sa tý m,že na pastorkovom hriadeli /1/ je pevne upevnený rotor tubíny /9/ a skriňa turbíny /3/ je integrovaná 3 pevnou skriňou motora /3/·

   1 1 . Motor podľa bodu 3 v y z n a č u j ú c i sa t ý n,že blok valcov /6/ je tvarovaný súčasne ako rotor turbíny a skriňa turbíny/3/ slúžiaca súčasne ako spaľovacia komora je integrovaná s pevnou skriňou motora-kompresora /3/.

   12. Motor tvorený motorom podľa bodu 3 a turbínou v y z n 2čujúci aa t ý m,že na pastorkovom hriadeli /1/ je pevne upevnený rotor turbíny /9/ a skriňa turbíny /3/ slúžiaca súčasne ako spaľovacia komora .je integrovaná s pevnou skriňou motora-kompresora /3/·

   13. Motor podľa bodu 1 naplnený pracovným plynom vyznačujúci 3a t ý n,že valce v bloku valcov /6/ sú aj v hornej časti pevne uzatvorené s tým,že pracovná priestory sú navzájom prepojené potrubiami,pričom je spojený vždy horný pracovný priestor jedného valca s dolným pracovným priestorom vedľajšieho valca v smere otáčania sa bloku valcov /6/ a horák /16/ privádza v jednom mieste teplo potrebné k práci.

   14. Motor tvorený motormi podľa bodov 1 a 13 vy «nadujúci sa t ý m,že motor podľa bodu 1 je integrovaný s motorom podľa bodu 13 tak,že majú integrované pevné skrine motorov /3/,bloky valcov /5/ a spoločný pastorkový hriadeľ /1/,pričom výfukový trakt/14/ prepojuje oba motory tak, že taploplynné valce sú ohrievané spalinami z časti s vnútorným spaľovaním.

   15· Motor podľa bodu ^vyznačujúci s.2 tým,ž e časť s vnútorným spaľovaním má vlastný pastorkový hriadeľ /1/ a časť s vonkajším, spaľovaním má taktiež vlastný pastorkový hriadeľ /1/,pričom majú rôzne stredy otáčania.