SK9694Y1 - Lineárny spaľovací motor s voľným piestom - Google Patents

Abstract

Lineárny spaľovací motor s voľným piestom sa vyznačuje tým, že má jedno teleso (1), na ktorého každom konci je piest (2, 2´). Piest (2, 2´) je pevne spojený s telesom (1), pričom medzi telesom (1) a piestom (2, 2´) je priestor (A) na prechod spalín. V čele piesta (2, 2´) je umiestnený vnútorný elektromagnetický ventil (3) na vypustenie spalín zo spaľovacieho priestoru (4) počas expanzie. Vonkajší povrch piesta (2) má dve osadenia (5) s piestnymi krúžkami, ktoré sú v kontakte s valcom (6, 6´). V hlave valca (6, 6´) je umiestnený vonkajší elektromagnetický ventil (7) na napúšťanie vzduchu do spaľovacieho priestoru (4), zariadenie na vstrekovanie paliva (13) a zapaľovací člen (8) na zapálenie zmesi vzduchu a paliva v spaľovacom priestore (4) počas kompresie; vo valci (6, 6´) je v mieste, ktoré zodpovedá rozstupu osadení (5) na pieste (2, 2´), aspoň jeden otvor, ktorý je napojený na potrubie spojené s olejovým čerpadlom a olejovou vaňou (9) a otvor s injektorom oleja (14), koniec valca (6, 6´) je vybavený výfukovými otvormi (10). Teleso (1) je duté a je napojené na sústavu potrubí na vháňanie chladiaceho vzduchu a na sústavu potrubí na odvod ohriateho vzduchu. Teleso (1) obsahuje prvky (11) na prenos priamočiareho vratného pohybu na iné zariadenie.

Description

Oblasť techniky

Technické riešenie sa týka lineárneho spaľovacieho motora s voľným piestom, uvedený motor patrí do skupiny motorov bez kľukových hriadeľov.

Doterajší stav techniky

V súčasnosti sa vo veľkej miere používajú spaľovacie motory, ktoré majú piesty spojené cez ojnice s kľukovým hriadeľom. Energia výbuchu sa pomocou piesta, ktorý vykonáva posuvný vratný pohyb, prenáša cez ojnicu na kľukový hriadeľ, ktorý vykonáva rotačný pohyb. Pri takomto type motora vzniká množstvo energetických strát, ktoré sú zapríčinené trením rovnako posuvných častí a tiež rotačných častí. Na zníženie trenia je používané značné množstvo oleja. Keďže tento typ motora obsahuje kľukový hriadeľ, ktorý má nevyvážené hmoty, potrebuje komplikovanú konštrukciu, aby sa eliminovali vzniknuté vibrácie. Tým je takýto motor náročný na výrobu, a potom tiež pri jeho používaní náročný na údržbu a následné opravy. Zo stavu techniky je známe riešenie DE4344915A1 predstavujúce lineárny generátor spaľovacieho motora, v ktorom dva protiľahlé piesty pracujúce na dvojtaktnom princípe privádzajú rotor s jedným alebo viacerými pármi magnetických pólov v tvare cievky k vratným lineárnym pohybom cez tyče rotora, a tým aj na valcovom statora generujú elektrický prúd vo vinutiach. Podobne známe riešenie US2019085695 predstavujúce zariadenie s voľným piestom obsahuje piestovú nádrž, v ktorej je piestové zariadenie s piestom vratné pozdĺž osi. Piestová nádoba obsahuje spaľovaciu komoru vymedzenú stenovým usporiadaním tvoriacim vstupný otvor na prívod čerstvého plynu a výstupný otvor na odvod spalín. Zariadenie s voľným piestom obsahuje prítokové zariadenie, ktoré má vstupný otvor a je vytvorené tak, že čerstvý plyn prúdiaci do spaľovacej komory je smerovaný do oblasti dopadajúceho prúdenia v spaľovacej komore, usporiadanej axiálne presadene k vstupnému otvoru, pričom táto oblasť prúdenia je usporiadaná mimo stredu vzhľadom na os. Spôsob prevádzky zariadenia s voľným piestom zahŕňa ovládanie prítokového zariadenia, ktoré má vstupný otvor usporiadaný tak, že čerstvý plyn smeruje do oblasti dopadajúceho prúdenia v spaľovacej komore, ktorá je axiálne posunutá k vstupnému otvoru.

Podstata technického riešenia

Nedostatky uvedené v doterajšom stave techniky sú odstránené v predloženom úžitkovom vzore, ktorého podstata spočíva v tom, že spaľovací motor je navrhnutý ako lineárny s voľným piestom. Opísaný spaľovací motor má jedno teleso, na ktorého každom konci je piest. Tento piest je pevne spojený s telesom, pričom medzi telesom a piestom je priestor na prechod spalín. V čele piesta je umiestnený vnútorný elektromagnetický ventil na vypustenie spalín zo spaľovacieho priestoru počas expanzie. Vonkajší povrch piesta má dve osadenia s piestnymi krúžkami, ktoré sú v kontakte s valcom. V hlave valca je umiestnený vonkajší elektromagnetický ventil na napúšťanie vzduchu a zariadenie na vstrekovanie paliva do spaľovacieho priestoru. V hlave valca je tiež umiestnený zapaľovací člen na zapálenie zmesi vzduchu a paliva v spaľovacom priestore počas kompresie. Vo valci v mieste, ktoré zodpovedá rozstupu osadení na pieste, je aspoň jeden otvor, ktorý je napojený na potrubie spojené s olejovým čerpadlom a olejovou vaňou, a druhý otvor s injektorom oleja. Koniec valca je vybavený výfukovými otvormi. Medzi valcom a telesom sú umiestnené osadenia s tesniacimi krúžkami. Teleso je duté a je napojené na sústavu potrubí na vháňanie chladiaceho vzduchu a tiež na sústavu potrubí na odvod ohriateho vzduchu. Teleso obsahuje prvky na prenos priamočiareho vratného pohybu na iné zariadenie.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Na priloženom obrázku 1 je zobrazená schéma lineárneho spaľovacieho motora s voľným piestom, na obrázku 2 je zobrazený valec v momente kompresie a na obrázku 3 je znázornený opačne položený valec v momente expanzie.

SK 9694 Υ1

Príklady uskutočnenia

Lineárny spaľovací motor s voľným piestom má jedno teleso 1, na ktorého každom konci je umiestnený piest 2, 2'. Tieto piesty 2, 2' sú pevne spojené s telesom 1, pričom medzi telesom 1 a piestmi 2, 2' je priestor A na prechod spalín. V čele piesta 2, 2' je umiestnený vnútorný elektromagnetický ventil 3 na vypustenie spalín zo spaľovacieho priestoru 4 počas expanzie. Vonkajší povrch piesta 2, 2' má dve osadenia 5 s piestnymi krúžkami, ktoré sú v kontakte s valcom 6, 6'. V hlave valca 6, 6' je umiestnený vonkajší elektromagnetický ventil 7 na napúšťanie vzduchu, tiež v hlave valca 6, 6' je umiestnené zariadenie na vstrekovanie paliva 13 do spaľovacieho priestoru 4. V hlave valca 6, 6' je tiež umiestnený zapaľovači člen 8 na zapálenie zmesi vzduchu a paliva v spaľovacom priestore 4 počas kompresie. Vo valci 6, 6' v mieste, ktoré zodpovedá rozstupu osadení 5, na pieste 2,2'je aspoň jeden otvor, ktorý je napojený na potrubie spojené s olejovým čerpadlom a olejovou vaňou 9, a druhý otvor s injektorom oleja 14. Koniec valca 6, 6' je vybavený výfukovými otvormi 10. Medzi valcom 6, 6' a telesom 1 sú umiestnené osadenia s tesniacimi krúžkami 12. Teleso 1 je duté a je napojené na sústavu potrubí na vháňanie chladiaceho vzduchu a tiež na sústavu potrubí na odvod ohriateho vzduchu. Teleso 1 obsahuje prvky 11 na prenos priamočiareho vratného pohybu na iné zariadenie, napríklad kľukový mechanizmus alebo pákový mechanizmus.

Spôsob činnosti uvedeného zariadenia je nasledujúci, štartovanie je zabezpečené známymi prostriedkami zapojenými do zariadenia 11 na prenos vratného pohybu na iné zariadenie alebo prostredníctvom kompresora a stlačeného vzduchu vstrekovaného do jedného z piestov 2, 2. Následne sa v pieste 2 otvorí elektromagnetický (nasávací) ventil 7 a do priestoru valca 6 sa nasaje vzduch. Následne nastáva jeho stláčanie, počas ktorého sa vstrekuje pomocou zariadenia na vstrekovanie paliva 13, ktoré je vo vrchnom úvrate piesta 2 zapálené zapaľovacím členom 8, čím nastáva expanzia. V spodnom úvrate piesta 2 sa otvorí vnútorný elektromagnetický ventil 3, čím sa zabezpečí odvod spalín, a súčasne sa otvára elektromagnetický (nasávací) ventil 7 a do priestoru valca 6 sa nasáva vzduch, cyklus sa opakuje, pričom stláčanie zabezpečuje piest 2' na opačnej strane motora, ktorý pracuje v identickom o dobu posunutom režime.

Claims (1)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   Lineárny spaľovací motor s voľným piestom, vyznačujúci sa tým, že má jedno teleso (1), na ktorého každom konci je piest (2, 2'), pričom tento piest (2, 2') je pevne spojený s telesom (1), kde medzi 5 telesom (1) a piestom (2, 2') je priestor (A) na prechod spalín, v čele piesta (2, 2') je umiestnený vnútorný elektromagnetický ventil (3) na vypustenie spalín zo spaľovacieho priestoru (4) počas expanzie, vonkajší povrch piesta (2, 2') má dve osadenia (5) s piestnymi krúžkami, ktoré sú v kontakte s valcom (6, 6'), v hlave valca (6, 6') je umiestnený vonkajší elektromagnetický ventil (7) na napúšťanie vzduchu do spaľovacieho priestoru (4), tiež v hlave valca (6, 6') je umiestnené zariadenie na vstrekovanie paliva (13) a umiestnený 10 zapaľovací člen (8) na zapálenie zmesi vzduchu a paliva v spaľovacom priestore (4) počas kompresie, vo valci (6, 6') v mieste, ktoré zodpovedá rozstupu osadení (5), na pieste (2, 2') je aspoň jeden otvor, ktorý je napojený na potrubie spojené s olejovým čerpadlom a olejovou vaňou (9), a otvor s injektorom oleja (14), koniec valca (6, 6') je vybavený výfukovými otvormi (10), teleso (1) je duté a je napojené na sústavu potrubí na vháňanie chladiaceho vzduchu a tiež na sústavu potrubí na odvod ohriateho vzduchu, pričom teleso (1) obsahuje prvky 15 (11) na prenos priamočiareho vratného pohybu na iné zariadenie.