PL209911B1 - Liniowy silnik ciągłej pracy - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest liniowy silnik ciągłej pracy, służący do napędu pojazdów mechanicznych, jednostek pływających, lotniczych i maszyn. Posiada bardzo prostą i zwartą konstrukcję, opartą na zasadzie daleko posuniętej specjalizacji poszczególnych urządzeń. Silnik bowiem ma służyć przede wszystkim do napędu pojazdu lub maszyny, zaś czynności pomocnicze, przygotowawcze, jak zasysanie powietrza i jego sprężanie, chłodzenie powierza się wyspecjalizowanej, o dużej sprawności sprężarko - pompie. Wyposażony jest w znikomą ilość części ruchomych, szczególnie dotyczy to tłoka, korbowodu, rozrządu. Praktycznie moc tego jednocylindrowego silnika będzie równa mocy tradycyjnego silnika spalinowego o czterech cylindrach.

Stan techniki: Najbardziej zbliżoną konstrukcją do proponowanego silnika jest silnik tłokowy. Wyposażony w tłoki jednostronnego działania o bardzo skomplikowanej budowie. Połączone są one z wałem korbowym korbowodem, które oprócz ruchu posuwisto - zwrotnego powodują naprężenia i tarcia poprzeczne na sworzniach, panewkach, łożyskach korbowych, tulei cylindrowej, pierścieniach. Wymienione tu przykładowo liczne części związane tylko z jednym z wielu części silnika komplikują go, obniżając jego sprawność, trwałość i koszty eksploatacyjne, szczególnie dotyczące zużycia materiałów pędnych. Silnik spalinowy nie jest sprężarką ani pompą. Jednak narzucono mu tę niewdzięczną rolę. Zasysa i spręża mieszankę, nie będąc do tego odpowiednio dostosowany. Należy dodać, że w tej fazie przygotowawczej do efektywnej pracy biorą udział wszystkie, bardzo liczne części składowe silnika, które pochłaniają mnóstwo energii. Dla przykładu w silniku klasycznym wyposażonym w cztery cylindry pracuje teoretycznie tylko jeden, pozostałe wykonują wstępne czynności przygotowawcze do pracy, a mianowicie ssanie, sprężanie i wydech. Ponadto sprężanie następuje w najbardziej niekorzystnej fazie funkcjonowania poszczególnego tłoka, kiedy jego wykorbienie wtłacza go do cylindra wypełnionego powietrzem.

Istota wynalazku: Liniowy silnik ciągłej pracy posiada cylinder wyposażony z każdej strony w dwa zawory wlotowe i dwa zawory wylotowe oraz zapłon, po ś rodku zaś tłoka dwustronnego działania, w kształcie walca, osadzony jest podłużny trzon, połączony na zewnątrz korbowodem z wykorbieniem na wale napędowym, które równocześnie sprzężone jest, za pośrednictwem sztangi, z dźwignią sprężarko - pompy, połączonej z siecią sprężonego powietrza i siecią chłodzenia. Ponadto może być wyposażony w system zmiennych komór spalinowych. Sprężarko - pompa zbudowana jest w kształcie dwu ostrych, unieruchomionych wycinków walca, zespolonych wierzchołkami na osi, która jest w sposób trwały złączona z dźwignią oraz tłokami klinowymi dwustronnego działania w obu częściach sprężarko - pompy. Sieć sprężonego powietrza składa się ze sprężarki, posiadającej po obu płaskich stronach samoczynny zawór wlotowy i samoczynny zawór wylotowy, oraz podłużnego zbiornika wyrównawczego. Silnik posiada sieć chłodzenia wyposażoną w pompę, mającą po obu płaskich stronach samoczynny zawór wlotowy i samoczynny zawór wylotowy, które są sprzężone z rurociągiem schłodzonej cieczy, chłodnicą, zbiornikiem cieczy i z górną częścią płaszcza chłodzącego, zaś z jego dolną częścią połączony jest rurociąg gorącej cieczy, prowadzący do chłodnicy. Zawory wlotowe i zawory wylotowe, wyposażone są w gwintowane, zakręcane głowice z elektromagnesem, pod którym znajduje się magnez naturalny, skierowany do niego biegunem dodatnim, osadzonym na przesuwnym ryglu. System zmiennych komór spalania, zbudowany, po obu stronach cylindra, z okrągłego dysku komór spalania z dyszami, w szczelnej obudowie, osadzonego na osi obrotowej, uruchomianej przy pomocy cięgła maksymalnie o pół obrotu.

Przykład wykonania wynalazku: Wynalazek został pokazany w przykładach wykonania na schematycznych rysunkach w postaci pionowego przekroju:

Fig. 1 Silnika w rzucie pionowym,

Fig. 2 Ściany cylindra z zaworami,

Fig. 3 Systemu zmiennych komór spalania,

Fig. 4 Dysku komór spalania.

Liniowy silnik ciągłej pracy posiada cylinder (6) wyposażony z każdej strony w dwa zawory wlotowe (7) i dwa zawory wylotowe (7a) oraz zapłon (1), po środku zaś tłoka dwustronnego działania (4), w kształcie walca, osadzony jest podłużny trzon (5), połączony na zewnątrz korbowodem (12) z wykorbieniem (14) na wale napędowym (13), które równocześnie sprzężone jest, za pośrednictwem sztangi (11), z dźwignią (10) sprężarko - pompy (15), połączonej z siecią sprężonego powietrza (22) i siecią chłodzenia (9). Ponadto może być wyposażony w system zmiennych komór spalinowych (34). Sprężarko - pompa (15) zbudowana jest w kształcie dwu ostrych, unieruchomionych wycinków walca,

PL 209 911 B1 zespolonych wierzchołkami na osi (18), która jest w sposób trwały złączona z dźwignią (10) oraz tłokami klinowymi dwustronnego działania (20) w obu częściach sprężarko - pompy (15). Sieć sprężonego powietrza (22) składa się ze sprężarki (21), posiadającej po obu płaskich stronach samoczynny zawór wlotowy (17) i samoczynny zawór wylotowy (16) oraz podłużnego zbiornika wyrównawczego (2), połączonego z zaworami wlotowymi (7). Sieć chłodzenia (9), która składa się z pompy (19), posiada po obu płaskich stronach samoczynny zawór wlotowy (17) i samoczynny zawór wylotowy (16), sprzężone z rurociągiem schłodzonej cieczy (24), chłodnicą (25), zbiornikiem cieczy (23) i z górną częścią płaszcza chłodzącego (3), zaś z jego dolną częścią połączony jest rurociąg gorącej cieczy (26), prowadzący do chłodnicy (25). Zawory wlotowe (7) i zawory wylotowe (7a) są wyposażone w gwintowane, zakręcane głowice (27) z elektromagnesem (28), pod którym znajduje się magnez naturalny (29), skierowany do niego biegunem dodatnim, osadzonym na przesuwnym ryglu (30). System zmiennych komór spalania (34), zbudowany, po obu stronach cylindra (6), z okrągłego dysku komór spalania (37) z dyszami (38), w szczelnej obudowie (39), osadzonego na osi obrotowej (36), uruchomianej przy pomocy cięgła (35) maksymalnie o pół obrotu. Ponadto pokazany jest zawór wlotowy zamknięty (31), zawór wylotowy otwarty (32), uszczelka (8) oraz prowadnica (33).

Praca silnika: Po uzyskaniu informacji z czujników sterownik elektroniczny lub komputer pokładowy wyśle impuls do elektromagnesu, który włączy się wytwarzając dodatnie pole magnetyczne. Wskutek tego magnes naturalny zwrócony do niego biegunem dodatnim zostanie odrzucony wraz z ruchomym ryglem, którego dysza, stopniowo odkrywając się, w miarę przesuwania spowoduje w pierwszej fazie przedostanie się niewielkiej ilości sprężonego powietrza, która przepłucze komorę spalania i końcówkę cylindra z resztek spalin tuż przed całkowitym zamknięciem zaworu wylotu. Po tej fazie nastąpi pełny przepływ dawki sprężonego powietrza, zamknięcie zaworu wlotu, wtrysk paliwa, dodatkowe sprężenie przez tłok i wreszcie zapłon w najwyższym punkcie zwrotnym, a w konsekwencji tego takt pracy. Natomiast z drugiej strony tłoka realizowany jest jednocześnie takt wydechu, a więc przy minimalnych stratach. Podczas tych czynności w sprężarce odbędzie się po jednej stronie tłoka takt sprężania, zaś po drugiej - tak ssania. I na tym kończy się jeden cykl pracy omawianego silnika.

Sprężarko - pompa zaś działa na zasadzie podwójnego wahadła. Tłok w kształcie klina z jednej strony zasysa powietrze zaś z drugiej spręża (podobna jest sytuacja z cieczą) i przesyła do przewodu wyrównawczego, który stanowi swoisty zbiornik zabezpieczający ciągłość dostaw powietrza, o tych samych parametrach, do cylindra. Konstrukcja ta jest bardzo prosta, wydajna i o niewielkich stratach, w porównaniu do warunków sprężania i ssania powietrza przez sam silnik, co odbywa się na wznoszeniu tłoka, zatem straty (tak zwane straty pompowania) z tego tytułu są bardzo duże, wpływające w poważnym stopniu na ogólną wydajność silnika. Natomiast odnośnie omawianego silnika działa dźwignia o dużej długości w zawiązku z powyższym wszystkie cztery takty silnika odbędą się w czasie połowy obrotu wykorbienia, zaś podczas dwóch obrotów będzie ich 16, a więc tyle, ile ma w tym samym czasie tradycyjny silnik czterocylindrowy. Uzasadnione jest zatem twierdzenie, że proponowany silnik jest bardziej sprawny od dotychczasowych silników tego typu, w których każdy z cylindrów, by wykonać jeden takt pracy, musi zrealizować 3 takty przygotowawcze do niej, a więc wydech, ssanie i sprężanie. Wykorzystanie zatem jego potencjalnych możliwości do jazdy samochodu wynosi zaledwie 25%, natomiast pozostałe 75% jest „przejadane przez sam silnik, a tym samym w identycznym stosunku następuje jego nieuzasadnione zużycie, tarcie, straty energetyczne i nadmierne koszty eksploatacyjne.

Claims (6)

1. Liniowy silnik ciągłej pracy, znamienny tym, że posiada cylinder (6) wyposażony z każdej strony w dwa zawory wlotowe (7) i dwa zawory wylotowe (7a) oraz zapłon (1), po środku zaś tłoka dwustronnego działania (4), w kształcie walca, osadzony jest podłużny trzon (5), połączony na zewnątrz korbowodem (12) z wykorbieniem (14) na wale napędowym (13), które równocześnie sprzężone jest, za pośrednictwem sztangi (11), z dźwignią (10) sprężarko - pompy (15), połączonej z siecią sprężonego powietrza (22) i siecią chłodzenia (9), ponad to może być wyposażony w system zmiennych komór spalania (34).

2. Silnik według zastrz. 1, znamienny tym, że posiada sprężarko - pompę (15), wyposażoną po obu płaskich stronach obu części w samoczynny zawór wlotowy (17) i samoczynny zawór wylotowy (16), zbudowaną w kształcie dwu ostrych, unieruchomionych wycinków walca, zespolonych wierzchołkami

PL 209 911 B1 na osi (18), która jest w sposób trwały złączona z dźwignią (10) oraz tłokami klinowymi dwustronnego działania (20) w obu częściach sprężarko - pompy (15).

3. Silnik według zastrz. 1, znamienny tym, że wyposażony jest w sieć sprężonego powietrza (22), składającą się ze sprężarki (21) oraz podłużnego zbiornika wyrównawczego (2), połączonego z zaworami wlotowymi (7).

4. Silnik według zastrz. 1, znamienny tym, że posiada sieć chłodzenia (9), która składa się z pompy (19) sprzężonej z rurociągiem schłodzonej cieczy (24), chłodnicą (25), zbiornikiem cieczy (23) i z górną częścią płaszcza chłodzącego (3), zaś jego dolna część jest połączona z rurociągiem gorącej cieczy (26) z chłodnicą (25).

5. Silnik według zastrz. 1, znamienny tym, że posiada zawory wlotowe (7) i zawory wylotowe (7a), wyposażone w gwintowane, zakręcane głowice (27) z elektromagnesem (28), pod którym znajduje się magnez naturalny (29), skierowany do niego biegunem dodatnim, osadzonym na przesuwnym ryglu (30).

6. Silnik według zastrz. 1, znamienny tym, że posiada system zmiennych komór spalania (34), zbudowany, po obu stronach cylindra (6), z okrągłego dysku komór spalania (37) z dyszami (38), w szczelnej obudowie (39), osadzonego na osi obrotowej (36), uruchomianej przy pomocy cięgła (35) - maksymalnie o pół obrotu.