CZ377799A3 - Uspořádání spalovacího motoru s vnitřním spalováním - Google Patents

Description

ZM' 97

Uspořádání spalovacího motoru s vnitřním spalováním

Oblast techniky

Uváděný vynález se zabývá uspořádáním spalovacího motoru s vnitřním spalováním, který se skládá z množství motorových válců, které jsou sestaveny v prstencových řadách okolo společné centrální hnací hřídele a kde osy válců pracují rovnoběžně s osou hnací hřídele, každý válec se skládá z páru pístů, které se pohybují proti sobě pro každý pár společně, středně velké pracovní komory, zatímco každý píst je vybaven osově pohyblivou ojnici a volný vnější konec ojnice se pohybuje na podpěrných kladkách, které kopírují téměř 'sinusově' tvarované vačkové vedení, které je umístěno na protilehlých koncích válců a které vede pohyby pístu vztažené k příslušnému válci.

Dosavadní stav techniky

Z příkladu US 5 031 581 ( 1989 ) je známo řešení tak, jak bylo naznačeno v úvodu. Více podrobně je probrán čtyřtaktní motor, který má dvě oddělená vačková vedení. Každé vačkové vedení pracuje s příslušnou sadou pístů a s příslušnou připojenou sadou podpěrných kladek vztažených ke koncepci podobné 'sinusové'. Válce jsou sestaveny v prstencových řadách ( věncích ) okolo hnací hřídele. Písty, které jsou umístěny v párech v jednom z příslušných válců, jsou obsluhovány dvěma různými vačkovými vedeními, což znamená, že jeden píst z každého páru je řízen prvním vačkovým vedením a další píst je řízen druhým vačkovým vedením. Každý válec je díky tomu vybaven páry oddělených pístů, které se pohybují proti sobě pomocí ojnice, která jednotlivě pracuje přes připojenou podpěrnou kladku s jednou ze dvou příslušných protilehlých sad téměř 'sinusových' ploch, které tvarují část jejich příslušného vačkového vedení a které ovládají písty podle známé koncepce podobné 'sinusové'. Vačková vedení dvou osově odlišných skupin pístů jsou axiálně • · · ·

WO 98/49436 • IJCT?N<598*/Í00126 •· ·· ·· podélně uspořádána ven z příslušného konce motorů. Hlavy pístů zmíněných párů pístů stojí vzájemně proti sobě ve společné pracovní komoře příslušného válce, tzn.

směrem ke společné pracovní komoře, která je umístěna v polovině mezi již uvedenými páry pístů.

Ve GB 2 019 487 je předveden čtyřválcový dvoutaktní motor s párem pístů pohybujících se proti sobě v každém ze zmíněných čtyřech válců. Toto uspořádání se používá tam, kde vzniká vznícení současně ve dvou ze čtyřech válců, tzn. ve dvou střídajících se válcích. Ve specifikaci patentu je naznačeno, že průběh vačky musí být navržen tak, že se může pohybovat píst co nejvýhodnějším způsobem ve spojení s expanzí spalovacího motoru. Do procesu je zapojena požadovaná úroveň nebo stálý průběh pro vyprázdnění nebo odsávání nečistot před tím, než se zavede nové palivo do válců. Ve výkresech je ukázáno, že v každé ze dvou vzájemně protilehlých vačkových drážek, které jsou více méně přímočaré leží místní průběh vačky ve vzájemných bodech obratu přímo naproti sobě a utvářejí části téměř 'sinusové' křivky. Více podrobněji je přímočarý průběh vačky ilustrován pouze v jednom ze dvou následujících bodů obratu téměř 'sinusové' křivky, která utváří části téměř 'sinusové' křivky, jmenovitě tam, kde příslušné písty jeden po druhém obsadí jejich nejvzdálenější krajní polohu s výfukovými a sacími kanály otevřenými na maximum.

Předváděný vynález, který se primárně vztahuje ke dvoutaktním motorům, ale který se také dá použít pro čtyřtaktní motory, vychází z uspořádání válců a pístů podle již dříve uvedeného US 5 031 581.

Ve FR-A-2 732 722 je ilustrována hnací hřídel složená ze dvou částí. Každá část hnací hřídele je opatřena diskovým vačkovým vedením umístěným v nakloněné rovině vzhledem k ose hnací hřídele tak, aby generovala pohyby příslušného pístu z každého páru pístů s průběhem matematické sinusovky. Je navržena k řízení kompresního poměru pomocí axiálně nastavitelné relativní vzdálenosti mezi každým párem pístů. Toto axiální nastavování je umožněno pomocí axiálního pohybu jedné části hnací hřídele vzhledem k druhé části hnací hřídele, např. jedna část hnací hřídele je axiálně pohyblivá a druhá část je pevná.

• ·

WO 98/49436 ®ΟΤ/Μφ9β·/?00126

V souladu s vynálezem je cílem dosáhnout regulace kompresního poměru ve válcích motoru podobně jako je naznačeno ve FR-A-2 732 722, ale s dalšími výhodami. Je zde velký zájem poskytnout konstrukci motoru pracující řízeným, přesným způsobem založeným na jednoduché konstrukci hřídele.

Dalším cílem představovaného vynálezu je zapojit téměř 'sinusově' tvarované vačkové vedení namísto diskově tvarovaného vačkového vedení uvedeného ve FRA-2 732 722. Použitím téměř 'sinusově' tvarovaného vačkového vedení, je možné vést příslušné písty mnohem výhodnějším způsobem ke zlepšení výsledného efektu motoru. Detailněji téměř 'sinusově' tvarované vačkové vedení umožňuje začlenění různých vnitřních proměn v každém zdvihu pro zlepšení výsledného efektu motoru. Avšak nejvyšší prioritu má vačkové vedení a jeho spojení s hnací hřídelí, které se musí navrhnout co nejvýhodnějším způsobem pro správnou funkci motoru.

Podstata vynálezu

Uspořádání motoru v souladu s vynálezem se vyznačuje tím, že alespoň jedno vačkové vedení je osově pohyblivé vzhledem k jedné části hnací hřídele a je opatřeno hydraulickým mechanismem pro oddělené nastavení polohy alespoň jednoho vačkového vedení, zahrnující regulaci relativní mezery mezi písty, zmíněný hydraulický mechanismus zahrnuje kruhovou přetlakovou komoru a simulační píst, zmíněný simulační píst přetíná komoru na dvě pod komory a každá komora je propojena s jedním ze dvou tlakových okruhů oleje.

Regulací polohy jednoho vačkového vedení je regulační uspořádání navrženo velmi jednoduše a další významné výhody mohou být dosaženy v obecných funkcích motoru, jak bude popsáno níže.

Alternativně k regulaci polohy pro pouze jedno vačkové vedení, je také možné regulovat polohu každého vačkového vedení synchronicky nebo jednotlivě, vše záleží na požadavcích pro dodatečné nastavení mezi pohyby pístů v každém páru pístů.

• ·

WO 98/49436

ÉCT/ÍÍÓ98r/00126

V souladu s vynálezem je možnost regulovat kompresní poměr v pracovní komoře mezi dvěma písty každého válce motoru docela jednoduchým způsobem pomocí hydraulického mechanismu.

Vačkové vedení je společné pro každý nebo všechny válce, je možné dosáhnout efektivního a přesného řízení příslušné regulace polohy pro jeden píst každého válce vzhledem k příslušnému pístu ve významu jednoho a toho samého přetlakově regulovaného vačkového vedení. To znamená, že poloha jednoho vačkového vedení a dále poloha příslušného pístu každého páru pístů může být řízené a přesně nastavena pomocí nekomplikovaného hydraulického systému, díky tlaku oleje.

V souladu s vynálezem jsou zde tedy požadované možnosti regulace pracovního objemu mezi písty válců, tzn. za provozu a za studeného startu motoru a zpět k normálnímu provozu motoru, kdy je již motor dostatečně zahřátý.

Výhodné konstrukční řešení představovaného vynálezu je takové, že je použita celá hnací hřídel, tedy složená z jednoho kusu, a každé vačkové vedení je rotační s hnací hřídelí a alespoň jedno vačkové vedení je axiálně pohyblivé podél hnací hřídele. To znamená, že vačková vedení a hnací hřídel mohou být navrženy s rozměrově omezenou konstrukcí.

Další výhodné konstrukční řešení představovaného vynálezu je takové, že přetlaková komora oleje je navržena v kruhové mezeře mezi hnací hřídelí a vačkovým vedením a že píst prochází z vačkového vedení radiálně do komory.

Je také výhodné, že píst prochází rovnoběžně s osou hnací hřídele pomocí sady hnacích šroubů, které umožňují určitý axiální pohyb pístu vůči hnací hřídeli, zatímco jsou hnací šrouby spojeny s hnací hřídeli ve svých protilehlých koncích a spojeny s nosným členem upevněným k hnací hřídeli.

» ···· • · • ···

WO 98/49436

EteT/ÍTO98’/ÍOO126

Je zajímavé, v souladu s vynálezem, měnit kompresní poměr ve spojení se startem motoru, tzn. studený start. Je také zajímavé měnit kompresní poměr za provozu k dosažení výhodného kompresního poměru za normálního provozu.

Shodně se dá také měnit kompresní poměr pro další důvody.

V souladu s vynálezem je zajímavé, že jeden píst válce, který je navržen pro regulaci polohy pístu v příslušném válci, tvoří píst, který řídí otevírání a zavírání výfukového kanálu ve válci.

V praxi jeden píst každého válce řídí otevírání a zavírání jednoho nebo více výfukových kanálů válce a druhý píst řídí otevírání a zavírání jednoho nebo více sacích kanálů.

Zároveň, když je kompresní poměr regulován mezi písty, jsou zde dosaženy další možnosti regulace otevírání a zavírání příslušných výfukových kanálů.

Mezi jinými, mohou být průchozí pasáže výfukových kanálů zároveň navrženy dle požadavků. Dále může být okamžik zavírání a otevírání výfukového kanálu posunut s ohledem na normální provoz.

Mezi jiným, v souladu s vynálezem může být dosaženo výhodného samostatného řízení výfukových kanálů díky jedné skupině pístů a výhodného samostatného řízení vzduchových sacích kanálů díky další skupině pístů přes jejich příslušná oddělená vačková vedení.

Popis obrázků na připojených výkresech

Další rysy představovaného vynálezu budou srozumitelnější z následujícího popisu s ohledem na přiložené obrázky, které ukazují praktické sestavy a ve kterých :

Obr.č. 1 ukazuje vertikální část motoru v souladu s vynálezem.

WO 98/49436 tíCÍr/11098^00126

Obr.č.la a 1b ukazují v příslušném díle obr.č.1 podstatné části motoru a obr.č. 1a ilustruje písty motoru v poloze s maximální vzájemnou vzdáleností a obr.č. 1b předvádí písty motoru v poloze s minimální vzájemnou vzdáleností.

Obr.č.2 schematicky ukazuje první příčný řez zobrazující jeden konec válce motoru, ve kterém je umístěn vzduchový sací kanál.

Obr.č.3 schematicky ukazuje druhý příčný řez zobrazující druhý konec válce motoru, ve kterém je nakreslen výfukový kanál.

Obr.č.4a schematicky naznačuje třetí příčný řez střední části válce, kam je dodáváno palivo a kde se palivo vznítí, bylo ilustrováno v první sestavě

Obr.č.4b ukazuje střední část válce v příčném řezu podle druhé sestavy, který koresponduje s obr.č.4a,

Obr.č.5a ukazuje část motoru v podélném řezu podle obr.č. 1b

Obr.č.5b předvádí vačkové vedení s přiřazenou hnací hřídelí, které je zobrazeno v podélném řezu s částí motoru podle obr.č. 1b

Obr.č.5c ukazuje vodící sáně v bočním pohledu

Obr.č.5d a 5e ukazují vodící sáně v pohledech z vrchu a ze spodu podle obr.č.5c

Obr.č.5f ukazuje ojnici pístu v bočním pohledu

Obr.č.5g ukazuje ojnici pístu v pohledu shora podle obr.č.5f

Obr.č.5h ukazuje ojnici pístu v kolmém řezu v souladu s vynálezem

Obr.č.6-8 schematicky popisují do roviny rozložený hlavní model pohybu prvního ze dvou pístů přiřazených ke každému válci, tento popis je použitý ve spojení se tří válcovým motorem a je předveden v různých úhlových polohách, které jsou relativní k rotačnímu pohybu hnací hřídele.

Obr.č.6a schematicky popisuje princip pro přenos hnacích sil mezi kladkou ojnice pístu a příslušné šikmé výsuvné části téměř 'sinusové' plochy.

Obr.č.9 schematicky popisuje do roviny rozložený detailní model pohybu dvou pístů každého válce, uvádějící různé úhlové polohy relativní k rotačnímu pohybu hnací hřídele, tento popis je předveden na čtyř válcovém motoru.

Obr.č. 10 ukazuje spojení s obr.č.9, písty v příslušných polohách relativních k příslušným válcům v následných pracovních polohách k obr.č.9 ·· *··· · ·· ·· • · · _ *' · · · · * · ·

WO 98/49436 7 <’ “*ί ’ í í EfcŤ/íft398ŤS00126 ······· ··· '«· · 9 99

Obr.č.11 schematicky popisuje díl střední části téměř 'sinusové plochy pro dva příslušné písty každého válce

Obr.č.12 ukazuje detailní průběh křivky pro téměř 'sinusovou' plochu pro první píst v každém válci

Obr.č.13 popisuje odpovídající detailní průběh křivky pro téměř 'sinusovou' plochu pro druhý píst v každém válci

Obr.č.14 popisuje srovnání průběhů křivek podle obr.č.12 a 13.

Obr.č.15 popisuje alternativní konstrukci vačkového vedení s příslušnými přítlačnými kladkami umístěnými na vnějším konci ojnice pístu v řezu a v podélném řezu

Obr.č.16 popisuje stejné alternativní řešení, tak jak je popsáno na obr.č.15, ukázán je zde řez ve směru vnějším radiálním od vačkového vedení

Obr.č.17 a 18 ukazují v nárysu a horizontálním řezu vzájemné vedení hlavové části ojnice pístu podél páru řídících sloupků vzájemně rovnoběžně posuvných.

Příklady provedení vynálezu

Ve spojení sobr.č.1, dvoutaktní spalovací motor 10 s vnitřním spalováním bude uveden v příloze. Zvláště by zde měl být popsán motor 10 přizpůsobený na tzv. koncepci podobnou 'sinusové'. Na obr.č.1 je přesně popsán spalovací motor v souladu s vynálezem a je nakreslen v příčném řezu a schematicky. Jako sestava je zde uveden dvoutaktní spalovací motor 10, ale uvedené řešení se také dá použít pro čtyřtaktní motory bez dalšího obrázku, který by to popisoval.

V souladu s vynálezem je zde navrženo řešení pro změnu kompresního poměru v průběhu používání motoru. Změna kompresního poměru bude umožňovat vliv na zbývající provozní podmínky motoru tak, jak vyplyne z následujícího výkladu. Následující popis se odkazuje na různé aspekty v souladu s vynálezem, které mají přímý nebo nepřímý vliv na různé funkce motoru a ovlivňuje další funkce.

• · i »·» • * ·

WO 98/49436

J. !_eÉČŤ/ífó9&700126

V souladu s vynálezem, je mezi jinými dalším cílem úspěšné řízení otevírání a zavírání výfukových kanálů 25 a sacích kanálů 24 tak, jak bude popsáno níže.

Cílem je spalování ve speciálně navržené spalovací komoře K1 tak, jak bude detailněji popsáno níže.

V předváděné sestavě je hnací hřídel konstrukčně ukázána ve formě duté hnací hřídele, která vede axiálně a centrálně přes motor 10.

Hnací hřídel 11 je vybavena první hlavovou částí 12a radiálně vyčnívající ven, ve které je umístěno první vačkové vedení. Hnací hřídel 1_1 je dále opatřena druhou hlavovou částí 12b ekvivalentně vyčnívající ven, ve které je umístěno druhé vačkové vedení. Hlavové části/vačková vedení 12a, 12b jsou v popisované sestavě zastoupeny samostatně a jsou propojeny samostatně s hnací hřídelí 11 každé vlastním připojením.

Vačkové vedení 12a obepíná hnací hřídel 11 na jednom jejím konci 11a tvaruje koncovou podpěru proti koncové stěně 11b hnací hřídele H přes záchytnou patku 12a' a je nehybně zabezpečeno na hnací hřídeli 11 pomocí záchytných šroubů 12a.

Vačkové vedení 12b obepíná širší část 11c hnací hřídele 11 na jejím opačném konci části 11d. Vačkové vedení 12b není, tak jako vačkové vedení 12a, přímo zajištěno na hnací hřídeli 11, ale je jinak axiálně posuvně navrženo s limitovaným prodloužením podél hnací hřídele 11 proto, aby se mohla uskutečnit regulace kompresního poměru ve válcích 21 motoru 10 (je zde zobrazen pouze jeden válec z mnoha na obr.č. 1).

Koncová část 11d ( obr.č. 1 a 5a ) hnací hřídele 11 je tvarována tak, že zde vzniká radiální objímková část, kam se zasunuje nosný člen 13 ve tvaru nádoby. Nosný člen 13 je opatřen záchytnou patkou 13', která je připevněna záchytnými šrouby 13 ke koncové části 11d hnací hřídele 11. Mezi horním koncem plochy 13a nosného členu 13 a osazeným opačným koncem plochy 11e hnací hřídele je vytvořena přetlaková komora 13b oleje. V přetlakové komoře 13b oleje je klouzavě umístěn kompresní simulátor 12b' ve tvaru vodící patky, která vyčnívá z vnitřní strany vačkového vedení radiálně dovnitř přetlakové komory 13b a vytváří kluzný spoj proti vnější ploše koncové části 11 d hřídele 11.

•» »*·*

WO 98/49436 fc » · ··· ·»· \ . *PCT/WO&8 / 0 012 6

Za účelem zabránit vzájemnému otáčení mezi vačkovým vedením 12b a nosným členem 13 a hnací hřídelí H, je vodící patka 12b' vedena pomocí vodících čepů 12'. které jsou ukotveny ve svých příslušných otvorech na konci plochy 13a nosného členu 13 a v osazené ploše 11e hnací hřídele.

Přetlaková komora 13b na olej je opatřena olejem a olej je vytlačován (odváděn) přes příčné kanálky 11f a 11 g do koncové části 11d hnací hřídele U.

Zařízení 14 pro vedení oleje umožňuje vtlačovat do a vyprázdnit olej z kanálků Uf a 11g přes oddělené vodící kanálky 14a a 14b a přilehlé drážky 14a' a 14b' umístěné v zařízení 14 pro vedení oleje, které je vsunuto axiálně dovnitř vzájemně uspořádaných otvorů v koncové části 11d hnací hřídele H a ve výsuvné patce 13'nosného členu 13.

Řízení odvodu a přívodu oleje do a z přetlakové komory 13b po protilehlých stranách kompresního simulátoru 12b' vačkového vedení 12b se koná pomocí vzdáleného připraveného společně užívaného řídícího zařízení, které dále není předvedeno a způsobem, který také není uveden.

Hnací hřídel H je, tak jak je ukázáno naobr.č.1, propojena v protilehlých koncích s odpovídajícími přírubami 15a a 15b. Příruba 15a je připevněna pomocí záchytných šroubů 15a' k vačkovému vedení 12a. zatímco příruba 15b je připevněna pomocí záchytných šroubů 15b' k nosnému členu 13. Příruby 15a a 15b jsou rotačně zasazeny v jednom ze dvou protilehlých hlavních ložisek 16a, 16b, které jsou zachyceny v protilehlých koncích motoru 10 v koncových krytech 17a, 17b.

Jak je ukázáno v obr.č.1, koncové kryty 17a a 17b jsou vzájemně upevněny ve středním bloku 17 motoru W pomocí záchytných šroubů 17'.

Uvnitř motoru 10 je umístěna první mazací komora 17c oleje mezi koncovým krytem 17a a blokem 17 motoru W a druhá mazací komora 17d mezi koncovým krytem 17b a blokem 17 motoru 10. Je zde poukázáno na zvláštní víčko 17e přilehlé ke koncovému krytu 17b a vnější olejové potrubí 17f mezi mazací komorou 17c a víčkem 17e. Dále je zde nakreslen sací filtr 17g propojený s mazacím olejovým potrubím 17h, které utváří komunikaci mezi mazací komorou 17d a vnějším mazacím systémem ( který není v obrázku uveden ).

WO 98/49436

0 >000 ► 0 0

0 0 0.

• 0 0 >0 0 ··<

» \,,PCT/5y©9J3/00126

Zařízení 14 pro vedení oleje je opatřeno krycím víčkem 14c, které je upevněno ke koncovému krytu 17b motoru 10 pomocí šroubů 14c'. Krycí víčko 14c těsní mazací komoru 17c čelně vně ložiska 16b. Krycí víčko 14d s příslušným těsnícím kroužkem 14e je upevněno ke koncovému krytu 17a čelně vně ložiska 16a.

Motor 10 se vlastně skládá z hnaného prvku, tzn. z rotačního prvku a hnacího prvku, tzn. z nerotačního prvku. Hnaný prvek se skládá z hnací hřídele 11 motoru 10 a nosného členu 13 hnací hřídele 11 a přírub 15a, 15b plus vačková vedení 12a a 12b. které jsou spojeny s hnací hřídelí H. Hnací, nerotační prvek se skládá z válců 21 motoru s příslušnými písty 44, 45.

V souladu s vynálezem je zde zajištěna regulace kompresního poměru motoru 10 pomocí působení vnitřní regulace, tzn. vzájemně mezi částmi hnaného prvku. Detailněji řečeno je jedno vačkové vedení 12b axiálně posouváno dozadu a dopředu vzhledem k hnací hřídeli 11, tzn. včetně definované pohybové vzdálenosti v přetlakové komoře 13a, která je určena vodící patkou 12b' a částmi olejové komory 13a na protilehlých stranách vodící patky 12b'.

V praxi je toto otázka regulace délky, několika málo milimetrů pro malé motory a několika centimetrů pro větší motory. Příslušné objemové rozdíly v pracovních komorách mají ekvivalentní kompresní účinky v různých druzích motorů.

Například podle uvažovaných potřeb může být postupná nebo plynulá regulace kompresních poměrů dosažena posunutím odstupňovaného ovládání vačkového vedení 12b do příslušné polohy vůči hnací hřídeli H.. Řízení se může provádět automaticky pomocí elektroniky založené na různých teplotních senzorech apod. Alternativně také může být řízení kompresního poměru provedeno ručně přes vhodná regulační zařízení, které tu nejsou popsána.

Zefektivněním regulace vačkového vedení 12b ve spojení s hnaným prvkem motoru se zabrání vlivu na ovládání uspořádání příslušného pístu 44, ojnice 48 pístu 44, hlavní podpěrné kladky ( kola ) 53 a pomocné kladky 55, tzn. je zabráněno vlivu na mechanické spojení mezi hnacím prvkem a hnaným prvkem.

Jinak řečeno, s takovou regulací vačkového vedení 12b, je vnitřně dosažena axiální regulace v hnacím prvku tak, že sestava pístu 44, ojnice 48 pístu 44, hlavní

WO 98/49436 ·· '···· • · ·

»řCT/*MÓa8/00126 podpůrné kladky 53 a pomocné kladky 55 může být souhrnně přemístěna přes vačkové vedení 12b vůči příslušnému válci 21 nezávisle na konkrétní kompresní regulaci.

V obr.č.1 a 1b je přerušovanou čárou naznačena střední vzdálenost 44' mezi hlavami pístů 44, 45 při normálním kompresním poměru, tzn. když je vačkové vedení 12b v poloze nakreslené v obr.č.1. Plnou čarou je zakreslena střední mezera 44 mezi hlavami pístů 44, 45 v okamžiku, kdy je vodící patka 12b' vačkového vedení 12b vytlačena do vzhůru maxima proti osazené ploše 11e hnací hřídele 11.

Motor 10 je zakreslen tak, že je rozdělen do tří neměnných hlavních prvků, tzn. prostřední člen, který se skládá z bloku motoru 17 a dvou koncových krytů 17a, 17b, které jsou umístěny na koncích motoru. Koncové kryty 17b, 17c jsou použity pro zakrytí příslušných vačkových vedení 12a, 12b, podpěrných kladek 53 a 55 a jejich ložisek v ojnicích pístů 48, 49 na koncích bloku 17 motoru 10. Všechny hnací a hnané prvky motoru jsou uzavřeny v motoru 10 a drženy v olejové lázni pomocí mazacích olejových komor 17c a 17d.

Blok 17 motoru 10 v ilustrované sestavě je použit ve spojení s tří válcovým motorem navrženým pro tři obvodově oddělené válce 21 motoru 10. Avšak pouze jeden ze tří válců 21. je zakreslen v obr.č. 1, 1a, 1b.

Tři válce 21 rozmístěné okolo hnací hřídele 11 se vzájemným úhlovým posunutím o 120°, jsou navrženy podle přiložené sestavy jako vložené členy ve tvaru válce, které jsou zatlačeny do příslušného otvoru v bloku 17 motoru 10.

V každém válci/ válcovém členu 21 je vsunuto válcové pouzdro 23. V pouzdře 23 jsou navrženy, jak je předvedeno na obr.č. 1a a 1b (také obr.č.2, 3 ) prstencové sady sacích kanálů 24 na jednom konci pouzdra 23 a prstencové řady výfukových kanálů 25 na druhém konci pouzdra 23.

Ekvivalentně ve stěně 21a válce 21 jsou umístěny sací kanály 26, které jsou radiálně srovnané se sacími kanály 24 pouzdra 23 jak je ukázáno na obr.č.2, a výfuWO 98/49436 ·« ír··· • · · kové kanály 27, které jsou radiálně srovnané s výfukovými kanály 25 pouzdra 23, které jsou ekvivalentně navrženy ve stěně válce 21a tak, jak je ukázáno na obr.č. 3.

Na obr.č.1 je nakreslen kruhový vstupní sací kanál 28 pro nasávaný vzduch, který obklopuje sací kanál 26 a sací přívod 29 ležící radiálně zvenčí.

Jak je nakresleno na obr.č.2, kruhové vstupní sací kanály 28 jsou rozloženy v určitém úhlu u vztaženému k radiální rovině A protínající osu válce 21; kanály jsou speciálně navrženy pro nasávaný vzduch, který začne po průchodu kanály 28 vnitřně rotovat 38 ve válci 21, tak jak ukazuje šipka B v obr.č.2.

Dále je na obr.č.1 popsán kruhový výfukový výpustný kanál 30, který obklopuje výfukový kanál 27 a výfukový výstup 31, který se vyprazdňuje radiálně směrem ven.

Na obr.č.3 je popsán podobný průběh výfukových kanálů 27 umístěných pod úhlem v vztažený k radiální rovině A protínající osu válce; kanály 27 jsou speciálně upraveny pro převádění rotačního pohybu výfukových plynů 38 ve válci rotační pohyb plynů, který umožňuje odvod výfukových plynů ven z válce 21, tak jak ukazuje šipka C. Výfukové kanály 27 zobrazeny tak, jak se otevírají radiálně ven kvůli jednoduššímu odvod výfukových plynů z válce 21 ven do výfukového výpustného kanálu 30.

Nasávaný vzduch je používán k vytlačení výfukových plynů vzniklých v předcházející spalovací fázi ve válci a dále pro dodávání čerstvého vzduchu pro pozdější spalovací proces ve válci. V tomto spojení je v kompresním zdvihu zapojena masa rotujícího vzduchu 38 (obr.č.la a 4a) v pracovní komoře K válce 21 souladu s vynálezem.

Na obr.č.la, 1b a 4a je zakreslen vstřikovací injektor nebo-li vstřikovací tryska 32 umístěná v dutině 33 ve stěně válce 21a. Injektor/tryska 32 má špičatý konec 32' (obr.č.4a) procházející skrz otvor 34 ve stěně válce 21a. Otvor 34 prochází stěnou válce 21a v určitém úhlu, který není označen na obr.č.4a, ale je totožný s úhlem u viz. obr.č.2. Špičatý konec 32'prochází dále přes otvor 35 v pouzdře 23 a je souosý s otvorem 34. Hrdlo 36 viz. obr.č.4a trysky/injektoru je sestaveno tak, že proud paliva

WO 98/49436 <99 9999 » · · • 9 99 ·· ·· ·· • · · 9 9 9 9 9

X \.PďT/$Í>9g;00126 může být směrován, tak jak je naznačeno na obr.č.4a šikmě dovnitř rotující masy vzduchu, tak jak ukazuje šipka 38 ve válci 21, do místa, kde je umístěna zapalovací svíčka 39 v oblasti komory, která utváří část spalovací komory K1 (viz. obr.č.lb).

V obr.č. 4b je nastíněna alternativní konstrukce pro řešení uvedené na obr.č.4a, kde se používá kromě jedné palivové trysky 32 a jedné zapalovací svíčky 39 také další palivová tryska 32a a další zápalná svíčka 39a v jedné a té samé spalovací komoře K1. Obě trysky 32 a 32a jsou navrženy shodně s již popisovaným obr.č.4a a obě zapalovací svíčky jsou navrženy podle referencí z obr.č.4a. V popisu trysky 32a jsou všechny komponenty popsány písmenem 'a' podle referencí v obr.č.4a (kde jsou pro trysku 32 komponenty uvedeny bez 'a').

V ilustrované sestavě na obr.č.4b, jsou trysky 32, 32a proti sobě otočeny v kruhovém oblouku o 180° a také zapalovací svíčky jsou proti sobě vzájemně otočeny v kruhovém oblouku o 180°. V praxi se tyto vzdálenosti mohou upravovat dle požadavků, tzn. lze uvést jakékoliv vzájemné vzdálenosti, např. záleží na určité době vzájemného vznícení apod.

Dále je na obr.č. 1 sestrojen vodní chladící systém pro společné chlazení válce 21- Chladící systém se skládá neznázorněného chladícího přívodu, který má jeden kruhový chladící kanál 41 a druhý chladící kanál 42. Kanály 41, 42 jsou vzájemně spojeny přes prstencové řady axiálně výsuvných kanálů 43 viz. obr.č.3. Axiálně výsuvné kanály 43 prochází stěnou válce 21a v každé střední zóně 27a mezi výfukovými kanály 27 tak, že jsou tyto zóny chráněny před přehřátím pomocí místního vystavení se proudu chladícího média. Výtok chladící kapaliny, který není dále ukázán vobr.č.1, je propojen s chladícím kanálem 42 vzdáleným od přívodu kapaliny, ale to není dále popisováno.

V pouzdře 23 jsou interně umístěny dva axiálně pohyblivé písty 44, 45, pohybující se dopředu a dozadu proti sobě. Pomocí hlav 44a, 45a pístů a pláště 44b, 45b pístů je zde sestavena sada pístových čtvrtin 46. Písty 44, 45 se mohou pohybovat synchronicky k sobě a od sebe ve dvoutaktním motorovém systému.

Další podrobnosti o pístech jsou uvedeny na obr.č.5h. Píst 44 je navržen jako tenkostěnný 'klobouk', který se skládá z hlavové části 44a a pláště 44b. Nejhlouběji

WO 98/49436 • 9 99 • 9 '9 * · ·

». · ·

v duté části je umístěn podpěrný disk 44c, pak následuje hlavový člen 48c pro příslušnou ojnici 48 pístu , podpěrný kroužek 44d a upínací kroužek 44e.

Hlavový člen 48c je opatřen horní vypoukle zakulacenou plochou 48c' a spodní vyduté zakulacenou plochou 48c, podpěrný disk 44c má navrženu vydutou horní podpěrnou plochu 44c' a podpěrný kroužek 44d je opatřen vypouklou nižší podpěrnou plochou 44ď. Hlavový člen 48c je přizpůsoben k naklánění o teoretickou osu vztaženou k pístu a řízenou podpěrnými plochami 44c' a 44ď. Díky vyztužení proti osazené části 44f uvnitř pístu, poskytuje kroužek 44e pro hlavovou část 48c a ojnici pístu 48 určitý stupeň přesnosti a určitou možnost pootočení o určitou teoretickou osu pístu 44 za provozu.

Hlavový člen 48c je opatřen trubkovitou nosnou částí 48g s žebrovou částí 48g'. která utváří trvalý záběr s příslušnými dutinami - otvory (není nakresleno v obrázku) v ojnici 48 pístu, viz. obr.č.la a 1b.

Na obr.č.la jsou zobrazeny písty 44 a 45 v jejich příslušné krajní poloze. Tato výchozí poloha, kde je maximální vzdálenost mezi písty 44 a 45, je shodně nazvána jako úvrať Oa pro píst 44 a Ob pro píst 45.

Ve zmíněných polohách úvratí Oa a Ob, odkrývá píst 44 sací kanály 24 a píst 45 odkrývá výfukové kanály 25; otevírání a zavírání sacích kanálů 24 je řízeno polohami pístu 45 ve válci 21 a otevírání a zavírání výfukových kanálů 25 je řízeno polohami pístu 44 ve válci 21. Toto ovládání je popsáno dále podle obr.č.12-14.

Dále bude toto ovládání popsáno s ohledem na předem zmiňovanou regulaci vačkového vedení 12b podél hnací hřídele Has následnými účinky.

Když jsou písty 44, 45 v svých protilehlých krajních polohách, kde je mezi nimi minimální vzdálenost, tak jak je zobrazeno na obr.č.lb, pak jsou tyto polohy všeobecně nazývány jako spodní úvratě. V souladu s vynálezem, jsou písty 44, 45 nehybné, jestliže jsou zhruba řečeno bez axiálního pohybu vůči sobě ve svých úvratích. Poněvadž jsou písty nehybné nejenom ve svých úvratích, ale i v přiléhajících částech téměř 'sinusové' plochy, jak bude popsáno níže, může být zajištěna objemově více méně konstantní pracovní komora ( spalovací komora ) na určité přesné délce, tzn. na značně delší části téměř 'sinusové' plochy než bylo dosud uvedeno.

Písty 44, 45 jsou v klidu nebo v zhruba řečeno v klidu na částí téměř 'sinusové' plochy, která je nazývána jako 'přechodová část' 4a pro píst 44 a 'přecho·· 9 4

4 4 4

4 4 4

WO 98/49436 ^:. J»CT/$© 9J3 ? 0 012 6

Φ· dová část' 4b pro píst 45. Tyto přechodové části jsou dále nastíněny na obr.č.12 a 13.

V přechodových částech v pracovní komoře K je definována spalovací komora K1 která se nazývá mrtvým prostorem (kvůli důvodům, které se vyjasní dále). Spalovací komora K1 je v souladu s vynálezem většinou definována v přechodové části mezi kompresní fází a expanzní fází ve dvoutaktním motoru, a bude dále detailněji popsána.

V průběhu expanzní fáze, tzn. z polohy pístu viz. obr.č.lb do polohy pístu viz. obr.č. 1a, je pracovní komora K postupně rozšířena z minimálního objemu - spalovací komora K1 na maximální objem viz. obr.č. 1a a v úvrati Oa a Ob viz. obr.č.9 a 10 se spalovací komora K1 se postupně rozšiřuje na jinou komoru K2, kde se odehrávají expanzní a kompresní zdvihy pístů 44, 45.

V souladu s vynálezem je spalovací komora K1 navržena pro velké objemy v přechodových částech/přechodovém prostoru. V praxi může spalování pokračovat trochu mimo přechodové části, viz. vysvětlení níže.

Ve spojení se změnou kompresního poměru v pracovní komoře může vyvstat otázka se vztahem k poloze viz. obr.č. 10 týkající se různých objemů ve spalovací komoře K1, které jsou ovlivňovány regulací při provozu motoru. Z výše uvedeného také může vyvstat otázka týkající se různých (odlišných) objemů ve spalovací komoře v opačné poloze viz obr.č. 1a.

Zdvihy pístů pro jednotlivé písty 44 a 45 musejí být přesně shodně dlouhé za všech pracovních podmínek nedbaje na kompresní poměr, který je do procesu také zapojen.

V souladu s vynálezem je spalovací komora K1 navržena pro velké objemy v mrtvém prostoru. V praxi může spalování pokračovat trochu mimo mrtvý prostor, viz. vysvětlení níže.

Každý píst 44, 45 je pevně spojen s trubkovitě tvarovanou ojnicí 48 a 49 pístu, která je vedena přímočarým pohybem přes tzv. vodící sáně 50. Vodící sáně 50 jsou umístěny částečně v bloku 17 motoru 10 a částečně v krycích členech 17a a 17b na příslušném vnějším konci ojnice 48, 49 pístu. Vodící sáně 50, které jsou na obr.č.5a v detailu, utvářejí axiální vedení pro ojnice 48 a 49 v a zvenčí bloku 17 motoru 10.

WO 98/49436 •t ···· » · · • ··· • 9 ♦ ·· 99 99

9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 . ^:..PČT/NO9#/00126

S odkazem na obr.č.5a je zde zobrazen rotační čep 51, který je upevněn k jednomu konci ojnice 48 a který prochází napříč ojnicí 48, tzn. napříč trubkovitě dutou mezerou 52. Ve střední části 51a rotačního čepu 51, tzn. vnitřně v uvedené duté mezeře 52, je rotačně upevněna hlavní kladka 53, na jedné koncové části 51b rotačního čepu na vnější straně 48a ojnice 48 pístu je rotačně upevněna pomocná kladka 55.

Hlavní kladka 53 se skládá z vnitřního jádra 53a obsahujícího ložisko 53b a z vnější obruby 53c. Vnější obruba 53c je opatřena dvojitě zakřivenou rotační stěnou 53c' (obloukově zakřivenou).

Pomocná kladka 55 má konstrukci shodnou s hlavním kladkou 53 a skládá se z vnitřního jádra 55a obsahujícího ložisko 55b a z vnější obruby 55c, která je opatřena dvojitě zakřivenou rotační stěnou 55c' (obloukově zakřivenou).

Hlavní kladka 53 je zde proto, aby se valila po dráze 54 valení, která je vydutá v příčném řezu a která utváří část tzv. téměř 'sinusové křivky' 54' viz. obr.č.6-8. Při použití rotační plochy 53c', která se otáčí po shodně zakřivené dráze 54 valení vačkového vedení 12a a 12b, je zajištěn účinný podpěrný tuhý spoj mezi kladkou 53 a dráhou 54 valení za různých pracovních podmínek, a možná s trochu nakloněnou kladkou a/nebo trochu nakloněnou ojnicí 48 (49). např. toto uložení je povoleno v otočném uložení ojnice 48 pístu 44 viz. obr.č. 5h.

Téměř 'sinusová' křivka 54'je navržena na straně mířící směrem ven z válce 21 ve vačkovém vedení 12a a 12b hnací hřídele H. Pomocná kladka 55 je přizpůsobena k rotaci proti a po ekvivalentní ale jiné téměř 'sinusové' křivce ( není dále uváděno ) vyduté tvarované v příčném řezu podél rotační plochy 56a po rotační trajektorii, která je ve vačkovém vedení 12a a 12b radiálně na dráze 54 valení.

V sestavě vyobrazené na obr.č.5a je téměř 'sinusová' křivka 54a' umístěna radiálně ven; zatímco téměř 'sinusová' křivka 56a' je umístěna ve vačkovém vedení 12a s radiální vzdáleností vůči téměř 'sinusové' křivce 54a'. Alternativně může být téměř 'sinusová' křivka 54a'umístěna radiálně k téměř 'sinusové' křivce 56a' (není dále ukázáno).

V každém z vačkových vedení 12a a 12b jsou navrženy shodné páry téměř 'sinusových' křivek 54a'a 56a' způsobem, který není dále uveden a každá téměř 'sinusová' křivka může být opatřena jednou nebo více téměř 'sinusovými' plochami.

··>« » · · • ···

WO 98/49436

ÉfcVNé9fe700126

Na obr.č.1 je vytvořena schematická reference pro vačková vedení 12a a 12b, detaily příslušných téměř 'sinusových' křivek a ploch jsou ukázány dále na obr. 9-14.

Koncepce podobná 'sinusové':

Všeobecně může být koncepce podobná 'sinusové' použita pro lichý počet válců, zatímco se používá sudý počet téměř 'sinusových' ploch a naopak.

V případě, kde se v každém vačkovém vedení 12a a 12b používá jednoduchá téměř 'sinusová' plocha (mající téměř 'sinusové' maximum a minimum), tzn. že téměř 'sinusová' plocha pokrývá úhlový oblouk o 360°, což je nepodstatné, jestli pracuje s lichým nebo sudým počtem válců 21. Následovně pak s počtem dvou nebo více téměř 'sinusovými' plochami se může pracovat s většími nebo menšími počty válců, zaleží na tom jak je požadováno.

Uvedený případ s jednoduchou téměř 'sinusovou' plochou může být úspěšně použit pro motory pracujících při rychlostech přes 2000 ot/min.

Podle koncepce podobné 'sinusové' může být jednotlivý motor vnitřně převodován, co se týče rychlostí a vše záleží na počtu téměř 'sinusových' maxim a minim při jedné otáčce o 360° hnací hřídele 11. Jinak řečeno dle koncepce podobné 'sinusové', mohou být oba motory přesně postaveny na takové otáčky za minutu, které jsou důležité pro jednotlivé použití.

Všeobecně jsou sady válců motoru s příslušnými písty z ilustrované sestavy postaveny do specifických obloukových poloh kolem osy hnací hřídele 11, např. se shodnými středními vzdálenostmi podél téměř 'sinusové' plochy nebo podle sad téměř 'sinusových' ploch (téměř 'sinusových' křivek).

Například pro dvoutaktní nebo čtyřtaktní motor se třemi válci ( viz. obr.č.6 ) zde mohou pro každou otáčku o 360° pracovat dvě maxima a dvě minima téměř 'sinusové' křivky a čtyři obloukové plochy ležící mezi nimi, tzn. dvě téměř 'sinusové' plochy jsou umístěny za sebou v každém vačkovém vedení 12a, 12b. Zároveň u čtyřtaktního motoru může být dosaženo čtyř cyklů pro každé dva písty ze tří válců s každou otáčkou hnací hřídele / vačkového vedení a čtyřech cyklů pro každé dva písty ze tří válců v dvoutaktním motoru.

WO 98/49436

ΦΦ ··· « φ * • Φ·Φ • φφφφ • φ · · · φ φ φφφ φφφ •ÉCT/«MĎ9*87OO126

Shodně také mohou ve dvoutaktním motoru spětí válci viz. obr.č.9 a 10 pracovat za každou otáčku o 360° téměř 'sinusové' křivky, které mají dvě maxima a dvě minima a čtyři obloukové plochy ležící mezi extrémy, tzn. že dvě 'sinusové' plochy jsou umístěny za sebou v každém vačkovém vedení 12a, 12b tak, že ve dvoutaktním motoru je dosaženo čtyřech cyklů s každou otáčkou pro každé dva písty z pěti válců.

Podpěrné kladky pístů jsou umístěny v nakreslené sestavě se shodnými obloukovými středními vzdálenostmi, tzn. ve shodných rotačních obloukových polohách na téměř 'sinusové' křivce tak, že jsou namáhány jedna po druhé vzhledem k pohybům pístu v určitých polohách na příslušných téměř 'sinusových' plochách.

Výkon motoru je přesměrován z různých pístů 44, 45 pracujících za sebou přes podpěrné kladky 53 v axiálním směru na hnací hřídel H přes příslušné téměř 'sinusové' křivky s příslušnými téměř 'sinusovými' plochami a hnací hřídel 11 je namáhána nucenou rotací okolo své osy. Toto nastává díky ojnicím pístů motoru, které se pohybují rovnoběžně s podélnou osou hnací hřídele 11, podpěrné kladky jsou umístěny na ojnicích pístů a rotují po téměř 'sinusových' plochách. Výkon motoru je přesměrován v axiálním směru od podpěrných kladek ojnic pístů k téměř 'sinusovým' plochám, které jsou nuceny rotovat společně s hnací hřídelí 11 okolo její osy. Jinak řečeno je dosaženo přenosu hybné síly z kmitajícího pohybu pístu na pohyb hnací hřídele, hybná síla je přenášena přímo z podpěrných kladek ojnic pístů na téměř 'sinusové' plochy hnací hřídele 11

Na obr. 6a je schematicky znázorněna podpěrná kladka 53 na rozložené obloukové ploše téměř 'sinusové křivky' 8a. Axiální hybné síly ve tvaru šipky Fa jsou vedeny z příslušného pístu 44 s ojnicí 48 a ekvivalentně v čelní rovině jsou zakresleny rozložené rotační síly Fr působící na téměř 'sinusovou' plochu 8a.

Rotační síly mohou být odvozeny ze vzorce č.2 :

Fr = Fa. tg φ

V souladu s vynálezem ve významu jednotlivého návrhu téměř 'sinusové' plochy se mezitím dosáhne expanzního zdvihu pístů 44, 45 - obloukově spočítaného vzhledem k rotačnímu oblouku hnací hřídele - většího než je kompresní zdvih pístů 44, 45. Přestože jsou zde různé rychlosti pohybu pístů v opačných směrech pohybu, • · ·· » · · ·

WO 98/49436 ί E4ZŤ/CT398/COO126 • •r 4« <· ·· ·· ···« • · · ··· • · · tak je zajištěn rovnoměrnější přenos hybných sil na hnací hřídel 11, tzn. že motor běží bez vibrací.

Na obr.č.6-8 je schematicky nastíněn sled operací ve tří válcovém motoru 10, ve kterém je zakreslen pouze jeden píst 44 ze dvou spolu zabírajících pístů 44, 45 v rozvinuté rovině podle příslušné téměř 'sinusové' křivky 54', která se skládá ze dvou shodných téměř 'sinusových' ploch plus z příslušné hlavní kladky 53 ojnice 48 pístu. V každém z obr.č.6-8 je schematicky ukázán jeden píst 44 každého ze tří válců 21 motoru 1Ό, ekvivalentní uspořádání je použito pro píst 45 na protilehlém konci válců. Pro ujasnění byl z obr.č.6-8 vynechán válec 21 a protilehlý píst 45; pouze píst 44, jeho ojnice 48 a hlavní kladka 53 byly v obrázcích ponechány. Axiální pohyby pístu 44 jsou zakresleny pomocí šipky 57, která označuje kompresní zdvih pístu 44 a šipky 58, která označuje expanzní zdvih pístu 44.

Téměř 'sinusová' křivka 54' je nakreslena na spodní dráze 54 valení, která má dvojitý průběh ve tvaru téměř 'sinusové' plochy a která všeobecně vede pohyb hlavní kladky v axiálním směru, a takto více méně ovlivňuje sílu směřující dolů od pístu 44 přes hlavní kladku 53 směrem po dráze 54 valení v expanzním zdvihu a také ovlivňuje sílu směřující nahoru od dráhy valení 54 přes hlavní kladku 53 směrem k pístu 44 kompresním zdvihu. Pomocná kladka 55 ( není zobrazena na obr.č. 6-8 ) pracuje s jistou tolerancí relativní k horní dráze valení 54b, viz.obr.č. 5a. Pro ilustraci dráha valení 56b je vertikálně zobrazena nad hlavní kladkou 53 na obr.č. 6-8, tak jak naznačuje maximální pohyb hlavní kladky v axiálním směru vzhledem k dráze 54 valení. V praxi bude pomocná kladka 55, která řídí možný pohyb hlavní kladky 53 axiálně vztažená vůči vlastní dráze 54 valení, viz. obr.č. 5a.

Pomocná kladka 55 není normálně aktivní, ale bude vést pohyb pístu 44 v axiálním směru přímo, hlavní kladka 53 má tendence se vynášet zvačkovitě tvarované dráhy 54 valení. V provozu je dobré se takovéhoto vynášení hlavní kladky 53 vyvarovat. Dráha 56 valení pro pomocnou kladku 55 je zobrazena na obr.č.5, a je normálně umístěna v pevně tolerované vzdálenosti od příslušné dráhy valení 56a.

Na obr.č.6-8 je zobrazena téměř 'sinusová' křivka 54' s první relativně šikmou a relativně přímočarou křivkovou plochou 60 a následující, více méně přesnou vrchní přechodovou částí 61 a druhou relativně přímočarou křivkovou částí 62 a následující přesnou přechodovou částí 63. Tyto křivkové průběhy nejsou uvedeny v detailech

WO 98/49436 ‘P££AjCÍ98/W>12£ křivkových průběhů, které jsou zapojeny do procesu v souladu s vynálezem, např. správný křivkový průběh zobrazený v detailu na obr.č.12 a 13.

Téměř 'sinusová' křivka 54'a téměř 'sinusová' plocha 54 jsou zobrazeny na obr.č.6-8 se dvěma maximy 61 a se dvěma minimy 63 a dvěma páry křivkových částí 60, 62. Na obr.č.6-8 jsou nakresleny tři písty 44 a jejich příslušné hlavní kladky 53 ležící v ekvivalentní pozici na společné téměř 'sinusové' křivce ve vzájemně různých následných polohách. Z obrázku je evidentní, že relativně krátké první křivkové části 60 způsobí, že se ve všech časových úsecích bude vyskytovat pouze jedna hlavní kladka 53 na jedné krátké křivkové části a dvě hlavní kladky na delších křivkových částech 62. Jinak řečeno v ilustrovaném křivkovém průběhu mohou být zapojeny do kompresního zdvihu různé tvary křivkové části v poměru k tvarům křivkových částí pracujících v expanzním zdvihu. Dále je zajištěno, že dvě hlavní kladky 53 vždy pokrývají expanzní zdvih, zatímco třetí hlavní kladka 53 utváří část kompresního zdvihu. V praxi je dosažen pohyb pístu 44 s relativně většími rychlostmi v axiálním směru v kompresním zdvihu než v expanzním zdvihu. Zde potom tyto různé rychlosti pohybu nemají negativní vliv na rotační pohyb hnací hřídele 11. To naopak znamená, že je si možno povšimnout, že se může dosáhnout více jednotných a méně vibrujících pohybů v motoru, i s tak nesymetrickým návrhem křivkových částí 60, 62 vůči sobě.

Dále se také dosáhne zvýšení doby, která je potřebná pro posunutí v expanzním zdvihu vzhledem k času, který je rezervován pro kompresní zdvih.

V praktické konstrukci dle obr.č.6-8 je zakreslena 180° pracovní sekvence, délka oblouku pro expanzní zdvih je okolo 105° a ekvivalentní délka oblouku pro kompresní zdvih je okolo 75°. Ale aktuální délka oblouku může například ležet mezi 110° a 95° vztažených k expanznímu zdvihu a mezi 70° až 85° vztažených ke kompresnímu zdvihu.

Při použití například sady tří válců 21 s přidruženými písty 44, 45 tak, jak je popsáno výše, se dvěma maximy 61 a dvěma minimy 63 v každé otáčce hnací hřídele 11 o 360°, zde vznikají dva expanzní zdvihy na každém pístu 44, 45 za jednu otáčku.

Za použití například čtyřech párů pístů zde mohou pracovat tři maxima a tři minima, tzn. že zde vznikají tři expanzní zdvihy na každý pár pístů za otáčku.

• · ·

WO 98/49436 • · · · · · ··· ··· .* PC&/*NO’9 8/0012^

V sestavě dle obr.č. 9-10 je diskutován čtyř válcový motor s pěti páry pístů spojených se dvěma minimy a maximy, tzn. motor má dva expanzní zdvihy na každý pár pístů za otáčku.

Typické uspořádání vačkového vedení v souladu s vynálezem :

V této kapitole bude podrobněji popsána sestava koncepce podobné 'sinusové' v souladu s vynálezem s referencemi na obr.č.9-10 na pěti válcovém dvoutaktním spalovacím motoru se dvěma vzájemně odlišnými křivkami vačkového vedení 8a a 8b, tak jak je zobrazeno na obr.č. 9 a 10 a na obr. 12 a 13.

Na obr.č. 14 je schematicky ukázána střední teoretická křivka vačkového vedení 8e, která naznačuje změnu objemu pracovní komory K z minima, jak je ukázáno ve spalovací komoře K1 v mrtvých zónách 4a a 4b, na maximum, jak je ukázáno v maximu pracovní komory K v úvratích Oa a Ob ( obr. 9-10, 12-14 ). '

V souladu s vynálezem je zakreslena křivka 8b, viz obr.č.12-14, v úvratí Ob fázově posunuté o rotační úhel 14° před úvratí Oa křivky 8a.

Směr otáčení křivek 8a a 8b, tzn. směr rotace hnací hřídele 11 je naznačen pomocí šipky E.

Na obr.č.9 -10 je schematicky zobrazeno pět válců 21-1, 21-2, 21-3, 21-4, 215 patřících ke dvěma propojeným křivkám 8a a dvěma křivkám 8b, předvedených v jedné a té samé rozložené rovině. Pět válců 21-1, 21-2, 21-3, 21-4, 21-5 je zobrazeno v příslušných obloukových polohách ve vzájemnou obloukovou mezerou 72°, tzn. v polohách, ve kterých jsou jednotně rozmístěny okolo osy rotační hřídele

11.

Na obr. 12 je zakreslena první křivka 8a, která pokrývá obloukovou délku 180° z polohy 0°/360° do polohy 180°. Odpovídající křivka 8a (viz. obr.č.9 ) se pohybuje s odpovídající obloukovou délkou 180° z polohy 180° do polohy 360°. Jinak řečeno jsou zde dvě následné křivky 8a pro každou otáčku o 360° hnací hřídele H.

Křivka 8a popisuje v poloze 0°/360° první úvrať 0a. Z polohy 0° do polohy

38,4° je ukázána první přechodová část la, která je shodná s první částí kompresního zdvihu a z polohy 38,4° do polohy 59,2° je zobrazena vzestupně vysu• ·· · • ·

WO 98/49436

PtíB/NÚ98/OÓl&á nutá přímková část 2a, která je shodná s hlavní částí kompresního zdvihu a z polohy 59,2° do polohy 75° je zobrazena druhá přechodová část 3a, která je shodná s konečnou částí kompresního zdvihu.

Pak z polohy 75° do polohy 85° je zobrazena přímková mrtvá část 4a ve spojení s druhou úvrati, která je ukázána jak prochází úhlovou délkou 10°.

Z polohy 85° do polohy 95,8° je zobrazena přechodová část 5a, z polohy 95,8° do polohy 160° je nakreslena sestupně vysunutá přímková část 6a a z polohy 160° do polohy 180° je umístěna přechodová část 7a. Tři části 5a, 6a, 7a společně utvářejí expanzní část.

V poloze 180° je znovu zobrazena úvrať 0a a takto křivka vačkového vedení dále pokračuje přes druhou odpovídající křivku 8a z polohy 180° do polohy 360°, tzn. pracuje se dvěma křivkami 8a, které mají dohromady obloukovou délku 360°.

Na obr.č. 13 je zobrazen ekvivalentní zrcadlový křivkový průběh pro zbývající křivku 8b, popisující úvrať 0b a následné křivkové části 1b-7b.

Je zde zobrazena úvrať v poloze 346°,

- křivková část 1b mezi polohami 346° a 3°,

- křivková část 2b mezi polohami 3° a 60°,

- křivková část 3b mezi polohami 60° a 75°,

- křivková část 4b mezi polohami 75° a 80°,

- křivková část 5b mezi polohami 80° a 101,5°,

- křivková část 6b mezi polohami 101,5° a 146°,

- křivková část 7b mezi polohami 146° a 166°, tzn. s úvrati 0b ukázanou v poloze 166°.

Vačkové vedení dále pokračuje s odpovídající křivkou 8b mezi polohami 166° a 346° (viz. obr.č. 10).

První křivka 8a (obr.č. 12) řídí otevírání (poloha 1607340°) a zavírání (poloha

205725°) výfukových kanálů 25.

Druhá křivka 8b (obr.č. 13) řídí otevírání (poloha 1467326°) a zavírání (poloha

18575°) sacích kanálů 24.

WO 98/49436 23 _<;·* ***5 * PC5r/NC$98/JjÍlXé

Na obr.č. 14 je zobrazeno fázové posunutí o 14° mezi úvratěmi Oa a Ob, v ilustrovaném schematickém porovnání křivek 8a a 8b. Křivka 8b, je naznačena přerušovanou čarou na obr.č.14, je pro srovnávací důvody v zrcadlové obraze z vzhledem ke křivce 8a, která je zobrazena plnou čarou na obr.č.14. Čerchovanou čarou je nakreslena střední teoretická křivka 8c, která ilustruje křivkový průběh přesného skoro matematického téměř 'sinusového' křivkového průběhu.

Na obr.č.9-10 je zobrazena téměř 'sinusová' plocha 8b v poloze 14° před polohou téměř 'sinusové' plochy 8a. Pět válců 21-1, 21-2, 21-3, 21-4, 21-5 je ukázáno v následných polohách relativních k příslušné téměř 'sinusové' ploše a jednotlivě v následných pracovních polohách tak, jak ukazuje následující diagram 1 a diagram 2.

Diagram 1 s odkazem na obr.č.9 a obr.č. 12-13

Válec č.	Úhlová poloha	Pracovní poloha	Výfukové kanály	Sací kanály	Křivková zóna 8a/8b
21-1	3°/183°	komprese	zavřené	otevřené*	1a/1b
21-2	75°/255°	komprese	zavřené	zavřené	4a/4b
21-3	147°/327°	expanze	zavřené	zavřené	6a/7b
21-4	219°/39°	komprese	zavřené	zavřené	2a/2b
21-5	291°/101°	expanze	zavřené	zavřené	5b/6a

* Sací kanály 24 jsou otevřeny v poloze 160°/340° a zavřeny v poloze 25°/205°, tzn. že jsou sací kanály 24 drženy otevřené více než je oblouková délka 45°.

Výfukové kanály 25 jsou drženy otevřené přes délku oblouku 39°, tzn. že přes obloukovou délku, která je fázově posunuta o 14° vzhledem k délce oblouku, ve které jsou otevřeny sací kanály 24 (obr.č.14).

Sací kanály 24 mohou být shodně otevřeny přes délku oblouku 20° ( viz.

křivkové části 1a-3a na obr.č.12 a jednou šrafovaný řez A'v obr.č.14 ) potom, co jsou zavřeny výfukové kanály 25. To znamená, že do kompresní komory na posledně zmíněné délce oblouku 20° může být dodáván nadbytek nasávaného vzduchu, tzn.

že komora je přesycena stlačeným vzduchem.

WO 98/49436

Pd/N£398/jQÓiaě

Diagram č. 2 s odkazem na obr.č.10 a obr.č. 12-13

Válec č.	Úhlová poloha	Pracovní poloha	Výfukové kanály	Sací kanály	Křivková zóna 8a/8b
21-1	21°/201°	komprese	zavřené	zavřené	1a/2b
21-2	93°/273°	expanze	zavřené	zavřené	5a/5b
21-3	165°/345°	expanze	otevřené**	otevřené*	7a/7b
21-4	237°/57°	komprese	zavřené	zavřené	2a/2b
21-5	309°/129°	expanze	zavřené	zavřené	6a/6b

** Výfukové kanály 25 jsou otevřené v poloze 146°/326° a zavřené v poloze 185°/5°, tzn. že výfukové kanály 25 jsou otevřené na délce obloku 39°.

Z Obr.č. 14 je evidentní z vyznačeného, jednou šrafovaného řezu B', že výfukové kanály 25 mohou být drženy otevřené přes délku oblouku 14° před otevřením sacích kanálů 24.

Zmíněné řezy A' a B' ukazují axiální rozměry výfukových kanálů 25 a axiální rozměry sacích kanálů 24 ve vnější části pracovní komory K. Kanály 24 a 25 mohou být navrženy se stejnou výškou na každém konci pracovní komory K. Řečená výška je zobrazena na obr.č. 12-14 pozicí λ2.

V úhlové zóně 5° (z polohy 75° do polohy 80° - viz. obr.č. 13) téměř 'sinusové' plochy 8b a v úhlové zóně 10° (z polohy 75° do polohy 85° viz. obr.č. 12) křivky 8a, je píst 44 a 45 zatlačen na maximum s minimální vzdáleností λ např. 15 mm mezi hlavou pístu 44 a střední čarou pracovní komory.

S odkazem na obr.č. 12 musí být dále splněno, že přes délku oblouku 36,6° z polohy 59,2° do polohy 95.8°, je mezera mezi hlavami pístů změněna relativně málo. Vzdálenost λ* od hlavy 44a pístu ke střední čáře 44' je změněna z minima λ = 15 mm (v přechodové části 75° - 80°) na 20 mm mezeru ( poloha 93° obr.č.11 ).

Následovně vzdálenost od hlavy pístu ke střední čáře 44' je změněna z minima λ* = 15 mm v přechodové části 75°-80° na 25 mm velkou mezeru λ** v poloze 57° obr.č. 11.

Přes délku oblouku 36,6° je objem ve spalovací komoře K1 mezi písty 44, 45 v průměru konstantní.

WO 98/49436

Bftff*/«NĎ9 8/0*012*6

Kombinované účinky dvoufázově posunutých téměř 'sinusových' ploch :

Z obr.č. 14 je evidentní, že jsou průběhy dvou křivek 8a, 8b, které jsou schematicky zrcadlově znázorněny, relativní vůči sobě. Křivka 8a je zobrazena reálně plnou čarou zatímco křivka 8b je zobrazena přerušovanou čarou v zrcadlové podobě střední osy mezi písty 44, 45. Křivka 8c ukazuje teoretickou střední křivku mezi křivkami 8a a 8b. Je evidentní, že střední křivka 8c má průběh takový, který se spíše podobá průběhu sinusové křivky než průběhům křivek 8a, 8b. I když se dosáhne vzájemně relativně nesymetrického průběhu v křivkách 8a, 8b, pak bude dosaženo relativně symetrického průběhu střední křivky 8c.

Palivo je vstřikováno :

Na konci kompresní fáze v křivkové zóně 3a a 3b je vstříknuto palivo tryskou do rotujícího nasátého vzduchového proudu a je účinně smíšeno s rotujícím vzduchovým proudem.

Iniciace zapálení:

Hned po vstříknutí paliva, tzn. v koncové etapě kompresní fáze je zahájeno elektronicky řízené vznícení v křivkové zóně 3a a 3b. Byla provedena různá opatření pro efektivitu rotování směsi nasátého vzduchu a paliva v palivovém mraku nad zapalovací svíčkou. V souladu s představovaným vynálezem se může s výhodou docílit smluveného zapalovacího úhlu při 7-10% zapalovacím zpožděním.

Fáze spalování:

V ilustrované sestavě začíná spalování ihned po vznícení a je dokončeno hlavně nad limitovanou oblastí, ve které jsou písty maximálně tlačeny do polohy, tzn, na konci křivkové zóny 3a, 3b, tzn. v oblasti, kde jsou písty vystaveny minimálnímu axiálnímu pohybu. Spalování pokračuje hlavně nebo ve významné rozsahu, kde jsou písty 44, 45 drženy v klidu ve vnitřní přechodové části 4a a 4b, tzn. přes délku oblouku 10° a 5°.

Ačkoliv spalování pokračuje ve větším nebo menším stupni jak je požadováno, v následujících přechodových částech 5a, 5b a hlavní expanzní části 6a, 6b, záleží ·· · · • * * *

WO 98/49436

. PC2T/CNCÍ9 8/0(312^ na rychlosti otáčení hnací hřídele. Jako následek rotujícího mraku paliva ve spalovací komoře K1 v přechodové části 4a, 4b a ve které se drží čelo plamene relativně krátké ve spalovací komoře K1, je zde zajištěno ve všech případech vznícení velkého množství palivového mraku ve spalovací komoře K1, tzn. v přechodové části 4a, 4b. V praxi může expandovat spalovací komora do částí 5a, 5b právě mimo přechodovou část 4a, 4b s velkými výhodami v navrženém objemu pracovní komory K.

Rychlost spalování:

Rychlost spalování je jak je známo v rozmezí 20 - 25 m/s. Při použití dvojité sady palivových trysek a odpovídající dvojité sady zápalného systému rozmístěného v každé čtvrtině obvodového úhlu pracovní komory ( viz obr.č. 4b ) pak může být spalovací oblast efektivně pokryta v celé kruhové spalovací komoře K1. V praxi může být dosaženo efektivního spalování s relativně krátkými délkami plamene.

Optimální teplota spalování:

Jako výsledek koncentrované zapalovací/spalovací zóny 3a, 3b, která je definována v komoře K právě před spalovací komorou K1 a oblastí 5a, 5b hned po spalovací komoře K1, tzn. ve spojité oblasti 3a-5a a 3b-5b. kde jsou písty 44, 45 v klidu nebo více méně v klidu, je možnost zvýšit teplotu spalování z obvyklých 1800°C na 3000°C. Je možné dosáhnout optimálního (skoro 100%) spalování palivového mraku dokonce před zahájením plného expanzního zdvihu pístů 44, 45, tzn. na konci křivkové části 5a, 5b.

Keramický kruh :

Pro keramický kruh je provedeno několik opatření, tzn. keramický povlak, který je použit v kruhové zóně pracovní komory K odpovídající spalovací oblasti (3a-5a, 3b-5b) tak, že vysoká teplota vzniká hlavně ve spalovací komoře ΚΙ, ale také v následujících částech 5a, 5b ve spalovací oblasti. Keramický kruh, který je ukázán s rozměrem označeným jako přerušovaná čára 70 v obr. 12-14, zahrnuje celou spalovací komoru K1 a je dále vysunut dále ven ze spalovací komory o vzdálenost 13.

WO 98/49436

Β&Γ*/·Νδ 98/00126

Začátek expanzního zdvihu :

Po spotřebování značné části paliva v předem zmíněné spalovací oblasti (3a5a, 3b-5b) a po začátku expanzního zdvihu zde vzniknou všeobecně optimální hybné síly. Detailněji toto znamená, že pomocí dráhy vačkového vedení po křivkách 8a a 8b se ihned dosáhne optimálního hnacího momentu, zahájí se expanzní zdvih v přechodové oblasti 5a, 5b a vzrůstá k maximu v přechodové oblasti 5a, 5b. Hnací moment je udržován převážně konstantní při trvání expanzního zdvihu (v oblasti 6a, 6b) a alespoň na začátku této oblasti jako následek možného zbytkového spalování paliva v této oblasti nehledě na objemovou expanzi, která je objevuje postupně v komoře K zatímco expanzní zdvih pokračuje dále.

Expanzní fáze:

Podle zobrazené sestavy nastává kompresní fáze vzhledem ke křivkám 8a, 8b pod směrovými úhly mezi 25° a 36° na dvou křivkách 8a a 8b, tzn. ve směrovém úhlu 30° (viz. obr.č. 14).

Požadované směrové úhly mohou být zvětšeny např. na 45° nebo více dle požadavků. Expanzní fáze se odehrává v souladu s ilustrovanou sestavou mezi 22° a 27° na dvou křivkách 8a a 8b, tzn. v uvedeném úhlu okolo 24°.

Jako výsledek relativně prudkého křivkového průběhu 30° v kompresní fázi, je zde dosaženo důležité výhodné prodloužení času expanzního zdvihu vzhledem k času kompresního zdvihu.

V souladu s vynálezem může být ve významu řečeného nesymetrického vztahu mezi rychlostí pohybu v kompresním zdvihu a rychlostí pohybu v expanzním zdvihu, přesunut začátek spalovacího procesu v kompresní fázi uzavřen (ukončen) ve vnitřní úvrati a tím časově posunuta větší část spalovacího procesu na začátek expanzní fáze bez jakýchkoliv negativních důsledků na spalování. Dále zde může být dosaženo lepší řízení a více účinného využití hybné síly, která vzniká spalováním paliva v expanzní fázi, než dosud. Mezi jinými zde může přemístit jinak možně se vyskytující neřízené spalování v kompresní fázi přes úvrať do expanzní fáze a tím přeměnit tlakové body, které zahrnují neřízené spalování v kompresní fázi, na užitečnou práci v expanzní fázi.

··»·

WO 98/49436

Pomocí prodloužení expanzní fáze na úkor kompresní fáze je dosaženo relativně vyššího pohybu pístu v kompresní fázi než v expanzní fázi. To má vliv na každou sadu pístů ve spalovacím motoru v každém jednotlivém pracovním cyklu(taktu).

Rotační účinek v pracovní komoře :

V pracovní komoře je zavedena rotace plynů pomocí vyhánění výfukových plynů přes kruhové nakloněné výfukové kanály 25 (obr.č.2) a následovně pomocí vstřikovaného nasávaného vzduchu přes kruhově nakloněné sací kanály 24 (obr.č.3). Tímto je zavedena rotace, tzv. spirálovité plynové dráze (viz. šipka 38 ve válci 21-1 na obr.č.9), která je udržována po celý pracovní cyklus (takt). Rotační účinek je znovu aktivován v pracovním cyklu, tzn. v průběhu vstřikování, vznícení a spalovacích fází.

Je sem také dodáván nový rotační účinek do proudu plynu 38 v průběhu pracovního cyklu pomocí vstříknutí paliva přes trysky 36 a následného vznícení v zapalovacích svíčkách 39, směrově upevněné čelo plamene s příslušnou tlakovou čelní vlnou se zhruba shoduje s proudem plynu 38 už zavedeném.

Rotační účinek je následně udržován v průběhů celého kompresního zdvihu a je znovu aktivován v průběhu přechodu vstřikovaného paliva přes kruhově rozmístěný proud paliva z trysek 37 tak, jak je ukázáno na obr.č. 4a, přes otvor trysek 36. Dodatečné rotační účinky se mohou dosáhnout ve spalovací fázi.

Další dodatečné zvýšení rotačního účinku může být dosaženo podle konstrukce viz. obr.č.4b použitím dalšího palivového tryskového proudu 37a, který je úhlově nakloněn vůči prvnímu palivovému proudu 37 a použitím dalších zapalovacích svíček 39a, které jsou úhlově nakloněny vůči prvním zapalovacím svíčkám 39. Když se výfukový kanál 25 znovu otevře, na závěr pracovního cyklu je vyfukovaný plyn odsát velkou rychlostí, tzn. s vysokou rotační rychlostí v průběhu vyfukování výfukového plynu přes kruhově rozmístěné výfukové kanály. Dále se udržuje rotační účinek pro vyfukované plyny hned jak se otevřou sací kanály 24 tak, že zbytky výfukových plynů jsou rotačně odsáty ven z pracovní komory K na konci expanzní fáze a začátku kompresní fáze. Rotace je také udržována po zavření výfukových kanálů 25 ačkoliv sací kanály 24 jsou dále otevřeny na významné obloukové délce.

WO 98 / 4 9 4 3 6 29 ...,* ‘ 98/^0 01^6

Regulace kompresního poměru motoru za provozu :

V souladu s vynálezem je možné regulovat objem mezi písty 44, 45 válce 21 pomocí regulace vzájemných mezer mezi písty 44, 45. Je možné přímo regulovat kompresní poměr ve válci 21 tak, jak je požadováno, např. za provozu motoru ve významu jednoduché regulační techniky přizpůsobené koncepci podobné 'sinusové'.

V souladu s vynálezem je zajímavé měnit kompresní poměr při startování motoru, tzn. při studeném startu, relativní k nej výhodnější mu kompresnímu poměru za běžného provozu. Ale je také zajímavé měnit kompresní poměr za provozu kvůli dalším důvodům.

Konstrukční řešení pro takovou regulaci v souladu s vynálezem je založeno na tlaku oleje - řízeného regulační technikou. Alternativně se může zapojit např. elektronicky řízená regulační technika, která není dále vysvětlována, pro kompresní poměr.

Alternativně se také může regulovat kompresní poměr pro píst 45 zaměněním vačkového vedení 12a za vačkové vedení podobné již ukázanému vačkovému vedení 12b.

V souladu s vynálezem je zřejmé, že je možné regulovat polohu obou pístů 44, 45 ve válci přes jejich příslušné vačkové vedení, ale dají se regulovat odděleně vzájemně nezávisle.

Je také zřejmé, že regulace polohy pístů ve válci může být provedena synchronně pro dva písty 44, 45 nebo jednotlivě tak, jak je požadováno.

Na obr.č. 15 a 16 jsou schematicky zobrazena alternativní řešení určitých detailů ve vačkovém vedení, odvolávajících se na reference očíslovanou jako 112a a v příslušné ojnici pístu, která je zobrazena pomocí očíslované reference 148 a též pár tlačných koulí s očíslovaným odkazem 153 a 155.

»

Vačkové vedení 112a:

V konstrukci podle obr.č.1 je zakresleno vačkové vedení 12a mající relativně rozměrově náročný návrh roztečí příslušných kladek 53 a 55 umístěných vedle sebe v radiálním směru vačkového vedení 12a, tzn. jedna kladka 53 je umístěna radiálně ven od pomocné kladky 55, a příslušných téměř 'sinusových' drážek 54, 55c ilustrovaných stejně tak radiálně odděleně v každém radiálním promítnutí.

ft *·>· • · • ··· » 9 9

WO 98/49436 ··· “ r i &

• ; ! 9 *··· »**

Ρ£Ί7ΐίθ98/.0Ό3>2 6

V alternativní konstrukci podle obr.č.15 a 16 je zobrazeno vačkové vedení 112a s příslušnými tlačnými koulemi 153 a 155 umístěnými v pořadí v axiálním směru vačkového vedení 112a, tzn. s koulí na každé straně jednotlivého, společného vedení, ilustrovaného ve tvaru středové kruhové příruby 112- Kruhová příruba 112 je ukázána s horní sinusovou křivkou utvářející téměř 'sinusovou' drážku 154 pro vedení horní tlačné koule 153, která utváří hlavní podpěrnou kouli pro ojnici pístu 148, a spodní téměř 'sinusovou' křivku utvářející téměř 'sinusovou' drážku 155a pro vedení dolní tlačné koule 155, která tvoří pomocnou podpěrnou kouli pro ojnici pístu 148. Drážky 154 a 155a mají, jak je ukázáno na obr.č. 15, boční vyduté zaoblený tvar shodný s kulovým průběhem koulí 153,155. Kruhová příruba 112 má relativně malou tloušťku, ale malá tloušťka může být vyvážena silou v této kruhové přírubě 112 a má v obvodovém směru samo-vyztužovací téměř 'sinusový' průběh, např. tak, jak je indikováno šikmým řezem kruhové příruby zakreslené na obr.č. 16. Na obr.č. 15 je segmentově zobrazena kruhová příruba 112 v řezu, zatímco na obr.č. 16 je zobrazen obvodově definovaný segment kruhové příruby 112 v příčném řezu, který je vidět z vnitřní strany kruhové příruby 112.

Dále zde může být použit shodný návrh výše zmíněných detailů v obou vačkových vedeních, tzn. také ve vačkovém vedení shodném se spodním vačkovým vedením podle obr.č. 1.

Ojnice 148 pístu :

Na obr.č. 1 je zobrazena trubkovitě tvarovaná relativně objemná ojnice 48 pístu, zatímco podle alternativní sestavy na obr.č. 15, 16 je zobrazena tenčí, kompaktní, prutovitě tvarovaná ojnice 148 pístu, která má hlavovou část 148a ‘tvarovanou do tvaru písmena C se dvěma vzájemně opačnými kulovými držáky

148b, 148c pro příslušné tlačné koule 153, 155.

Ojnice 148 pístu může být opatřena, způsobem, který není dále zobrazen, vnějšími šrouby, které spolupracují s vnitřními šrouby v hlavové části, tak že ojnice pístu a tímto i příslušný kulový držák 148b mohou být nastaveny do požadované axiální polohy relativní k hlavové části 148a. Toto může také usnadnit montáž kulového držáku 148b a jeho příslušné koule 153 vztažených ke kruhové přírubě 112.

·9 99

9

9 99

WO 98/49436

9 9 9 9 9 9

9 99 999 999

Efctf/lfo 98^001^6

Na obr.č. 16 je zobrazena kruhová příruba 112 s minimální tloušťkou v šikmě vysunuté části kruhové příruby, zatímco kruhová příruba 112 může mít nepopsaným způsobem větší tloušťku v maximech a minimech téměř 'sinusové' křivky tak, že jednotná vzdálenost může být zajištěna mezi koulemi 154, 153 podél celého obvodu kruhové příruby. V referenci označené jako 100 je ukázán mazací přívod oleje, který se vnitřně větví v hlavové části 148a do prvního kanálu 101 a odtud do mazacího odvodu oleje 102 v horním kulovém držáku 148b a do druhého kanálku 103 s odtud do mazacího odvodu 104 oleje ve spodním kulovém držáku 148c.

Tlačné koule 153, 155 :

Na rozdíl od kladek 53, 55 v obr.č.1, které jsou uloženy v kuličkových ložiscích, tak tlačné koule 153, 155 jsou zobrazeny na obr.č.15 a 16. Tlačné koule 153, 155 jsou hlavně přizpůsobeny k relativně přímému otáčení po příslušných téměř 'sinusových' drážkách 154, 155a, ale dále jim je také dovoleno rotovat do stran do určitého stupně v určité drážce. Koule 153 a 155 jsou navrženy identicky tak, že kulové držáky 148a, 148b a jejich příslušná kulová dna mohou být také navržena vzájemně identicky a tak, že téměř 'sinusové' křivky 154 a 155a mohou být navrženy identicky.

Tlačné koule 153, 155 jsou zobrazeny jako duté a skořápkovitě tvarované s relativně malou tloušťkou stěny. Tímto se dosáhne nízké hmotnosti a malého objemu a dále také je dosaženo určité pružnosti v kouli kvůli lokálně uvolněným extrémním tlakovým silám, které se objevují v koulích samy od sebe.

Na obr.č. 17 a 18 jsou zobrazeny páry vodících tyčí 105, 106, které procházejí vnitřními vodícími drážkami 107, 108 po protilehlých stranách hlavové části 148a ojnice 148 pístu.

WO 98/49436 ·· 9999

9 9

9 99

99 . ··.

• 9 9 9 9 9 9 9

9 9 9 9 9 9

9 9 9 9 ítGŤ/ŇO 9 9·/ δ 0Φ2 6

Claims (6)

1. •W-99

   PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Uspořádání ve spalovacím motoru ( 10 ) s vnitřním spalováním, zahrnující válce (21) motoru (10), které jsou rozmístěny v kruhových sadách okolo společné hnací hřídele (11) a kde jejich osy pracují rovnoběžně s hnací hřídelí (11), každý válec (21) zahrnuje pár pístů (44, 45), pohybujících se proti sobě, a společnou střední pracovní komoru (K) pro každý pár pístů, zatímco každý píst (44, 45) je vybaven vlastní axiálně pohyblivou ojnicí (48, 49) pístu, volný vnější konec se pohybuje na podpěrné kladce (53) proti příslušné křivkovém, tzn. téměř 'sinusově' zakřiveném vačkovém vedení (12a,12b), které je umístěno na každém z protilehlých konců válce (21) a které řídí pohyby pístu vztažených k příslušnému válci, vyznačující se tím, že alespoň jedno (12b) z vačkových vedení (12a, 12b) je axiálně posunovatelné vzhledem k nedělené hnací hřídeli (11) a je opatřeno hydraulickým mechanismem, který je určen pro nastavení polohy alespoň jednoho vačkového vedení (12b) v axiálním směru včetně regulace relativní vzdálenosti mezi písty (44, 45) a zvláště pak pro regulaci kompresního poměru v pracovní komoře (K) mezi písty, kde

   - řečený hydraulický mechanismus se skládá z přetlakové komory ( 13b ) oleje a simulačního pístu (12b'),

   - řečený simulační píst (12b') rozděluje komoru (13a) na dvě části a

   - každá pod komora je propojena s příslušným jedním ze dvou tlakových olejových okruhů.
2. 2. Uspořádání v podle nároku 1,vyznačující se tím, že přetlaková komora (13) oleje je navržena v mezeře mezi hnací hřídelí (11) a vačkovým vedením (12b), a simulační píst (12b') prochází od vačkového vedení (12b) radiálně dovnitř komory (13a).

   WO 98/49436 . · · * » · · ··· »·» * 4eMro 9 e/o 012 6
3. 3. Uspořádání podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že simulační píst (12b') prochází rovnoběžně s osou hnací hřídele (11) pomocí hnacích šroubů (12'), které umožňují určitý axiální pohyb simulačního pístu (12b') vůči hnací hřídeli (11), přičemž jsou hnací šrouby (12') spojeny v jejich příslušných protilehlých koncích k hnací hřídeli (11) a jsou spojeny s nosným členem (13), upevněným k hnací hřídeli (11).
4. 4. Uspořádání podle nároku 3, v y z n a č u j í c í se t í m , že hnací hřídel (11) je ve svém vnějším konci axiálně protažena do radiálně odstupňované koncové části, která je pevně spojena s nosným členem (13) koncové části ve tvaru nádoby, přičemž přetlaková komora (13b) oleje je umístěna mezi hnací hřídelí (11) a nosným členem (13) ve tvaru nádoby.
5. 5. Uspořádání podle jednoho z nároků 3-4, vyznačující se tím, že zařízení (14) pro vedení oleje, které prochází axiálním otvorem nosného členu (13) ve tvaru nádoby a dále dovnitř axiálního otvoru v hnací hřídeli (11) a je opatřeno párem vnitřních, axiálně směrovaných vodících kanálů (14a, 14b) na olej, které se vyprazdňují radiálně ven do jejich příslušných olejových drážek (14a', 14b'), které komunikují přes přetlakové kanálky ( 11f, 11g ) do podkomor přetlakové komory (13b).
6. 6. Uspořádání podle jednoho z nároků 1-5, vyznačující se tím, že jeden píst (44 ) válce (21) řídí otevírání a zavírání jednoho nebo více výfukových kanálů (24) válce (21), a zbývající píst (45) válce (21) řídí otevírání a zavírání jednoho nebo více sacích kanálů (25).

   • Φ φφ • ♦ · · • φ φ φ φφφ Φ·Φ • φ φφ ··· » φ · φ φ' φφφ