PL227781B1 - Silnik spalinowy - Google Patents

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest czterosuwowy silnik spalinowy o zapłonie iskrowym lub samoczynnym, z dwoma tłokami usytuowanymi w jednym cylindrze. Silnik zawiera co najmniej jeden obrotowy cylinder (1), natomiast każdy cylinder (1) na obwodzie ma rozmieszczony co najmniej jeden otwór (2), stanowiący naprzemian zawór ssący i wydechowy, pełniący funkcję rozrządu, przy czym na jeden obrót cylindra, wokół własnej osi symetrii, przypada parzysta ilość obrotów każdego z wałów korbowych (3 i 3') oraz odpowiadająca im ilość otworów (2), pełniących rolę zaworów ssących i wydechowych. W wersji czterech obrotów wału korbowego (3 i 3') przypadających na jeden obrót cylindra (1) wykonane są na obwodzie obrotowego cylindra (1) dwa otwory (2), stanowiące naprzemian zawory ssące i wydechowe. W ściankach cylindra (1) usytuowany jest układ kanałów wypełnionych olejem do chłodzenia silnika. W wersji wysokoprężnej silnika ma on w cylindrze usytuowany żarnik z elektrozaworem, służącym do regulacji ciśnienia w żarniku. Tłok (7) stanowi dwuczęściowa konstrukcja połączona śrubami, a w dolnej części tłoka umieszczony jest dodatkowy pierścień, ułatwiający prowadzenie tłoka w cylindrze (1).

Description

Przedmiotem wynalazku jest czterosuwowy silnik spalinowy o zapłonie iskrowym, lub samoczynnym z dwoma tłokami usytuowanymi w jednym cylindrze.

Z polskiego opisu patentowego nr 204828 znany jest dwutłokowy silnik spalinowy, w którym jeden tłok pracuje w cyklu czterosuwowym, a drugi tłok pracuje w cyklu dwusuwowym, gdzie dwusuwowa i czterosuwowa część silnika posiada wspólny układ zapłonu i wspólny układ dostarczania paliwa. Wał korbowy części dwusuwowej i wał korbowy części czterosuwowej połączone są ze sobą za pomocą przekładni mechanicznej tak, że kąt przesunięcia fazowego wału korbowego części ma wartość od 40° do 50° kąta obrotu wału korbowego części dwusuwowej, przy czym istnieje możliwość zmiany tego przesunięcia podczas pracy silnika.

Z polskiego opisu patentowego nr 394538 znany jest silnik spalinowy dwutłokowy złożony z cylindrów i osadzonych w nich tłoków, układu elementów przeniesienia ruchu tłoków na zestaw przeniesienia napędu, charakteryzuje się tym, że cylinder ma przeciwbieżne tłoki osadzone na indywidualnych wałach korbowych, połączonych przekładnią z zespołem przeniesienia ruchu, przy czym cylinder zaopatrzony jest w okna do napełniania i okna wydechu oraz urządzenie wtrysku mieszanki samozapłonowej. Przeciwbieżne tłoki osadzone na indywidualnych wałach korbowych zaopatrzone są w symetrycznie rozmieszczone okna napełniania i wydechu.

Zasadniczą wadą tych wynalazków jest cykl pracy tych silników, w przypadku silnika z opisu patentowego nr.394538 jest to silnik dwusuwowy gdzie nie ma pełnej wymiany mieszanki paliwowo powietrznej stanowiącej ładunek, przez co nie spełnia on norm ochrony środowiska. W przypadku opisu patentowego nr.204828 silnik ma lepszą wymianę ładunku ale także nie pełną.

Celem wynalazku jest opracowanie konstrukcji silnika spalinowego z układem przenoszenia momentu obrotowego, umożliwiającego uzyskanie zwiększonej sprawności i niezawodności działania, oraz mającego pełną wymianę ładunku. Możliwe jest też uzyskanie wyższych obrotów silnika z mniejszym prawdopodobieństwem usterki.

Istotą silnika spalinowego, według wynalazku, jest to że silnik zawiera co najmniej jeden obrotowy cylinder, natomiast każdy cylinder na obwodzie ma rozmieszczony co najmniej jeden otwór stanowiący na przemian zawór ssący i wydechowy, pełniący funkcję rozrządu, przy czym na jeden obrót cylindra, wokół własnej osi symetrii, przypada parzysta ilość obrotów każdego z wałów korbowych, oraz odpowiadająca im określona ilość otworów w cylindrze, pełniących rolę zaworów ssących lub wydechowych.

W wersji dwóch obrotów wału korbowego przypadających na jeden obrót cylindra wykonany jest na obwodzie obrotowego cylindra jeden otwór stanowiący na przemian zawór ssący i wydechowy.

W wersji czterech obrotów wału korbowego przypadających na jeden obrót cylindra wykonane są na obwodzie obrotowego cylindra dwa otwory stanowiące na przemian zawory ssące i wydechowe.

W wersji sześciu obrotów wału korbowego przypadających na jeden obrót cylindra wykonane są na obwodzie obrotowego cylindra trzy otwory stanowiące na przemian zawory ssące i wydechowe.

W ściankach cylindra usytuowany jest układ kanałów do chłodzenia cylindra, wypełnionych olejem.

W cylindrze usytuowany jest żarnik z elektrozaworem, służącym do regulacji ciśnienia w żarniku.

Tłok stanowi dwuczęściowa konstrukcja połączona śrubami, a w dolnej części tłoka umieszczony jest dodatkowy pierścień, ułatwiający prowadzenie tłoka w cylindrze.

Zasadniczą zaletą silnika jest jego prosta konstrukcja, a obrotowy cylinder z komorą spalania eliminuje skomplikowane elementy rozrządu i obniża awaryjność silnika. Możliwość zmiany położenia wałów korbowych względem siebie oraz zastosowanie większej liczby wtryskiwaczy daje duże możliwości wyboru paliwa i zmiany mocy podczas pracy. Można też wyposażyć silnik w wszystkie obecnie stosowane udoskonalenia podnoszące jego wydajność.

Przedmiot wynalazku uwidoczniono w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia silnik w przekroju osiowym cylindra, fig. 2 - przedstawia przekrój poprzeczny trzech cylindrów, przy czterech obrotach wałów korbowych przypadających na jeden obrót cylindra, fig. 3 przedstawia przekrój poprzeczny środkowej części cylindra przy dwóch obrotach wałów korbowych przypadających na jeden obrót cylindra, fig 4 - przedstawia przekrój poprzeczny środkowej części cylindra przy sześciu obrotach wałów korbowych przypadających na jeden obrót cylindra, fig. 5 przedstawia cylinder z układem kanałów chłodzących wypełnionych olejem, fig. 6 - przedstawia cylinder obrotowy w przekroju poprzecznym z kanałami wypełnionymi olejem, fig. 7 - przedstawia żarnik z elektrozaworem zamontowanym na cylindrze obrotowym, fig. 8 - przedstawia dwuczęściowy tłok.

PL 227 781 B1

Silnik według wynalazku, przedstawiony na fig. 1, zawiera obrotowy cylinder 1, osadzony na łożysku 13, z umieszczonymi wewnątrz przeciwsobnie dwoma tłokami 7 osadzonymi na wałach korbowych 3 i 3 za pośrednictwem korbowodów 11, przy czym wały korbowe 3 i 31 połączone są przekładnią zębatą 12. Cylinder 1 zakończony jest zębatką 15 napędzającą cylinder 1 i współpracującą z przekładnią kątową 14, osadzoną na wale korbowym 3. W środkowej części obrotowego cylindra i usytuowany są dwa otwory 2 i 21 pełniące na przemian funkcję zaworu ssącego i zaworu wydechowego, oraz kanał ssący 9 i kanał wylotu spalin 8. W środkowej części bloku silnika naprzeciw otworów 2 i 2 pełniących funkcje zaworów zamontowana jest świeca zapłonowa 5 lub wtryskiwacz 51 albo żarnik 5H z elektrozaworem 6. W silniku na jeden obrót cylindra 1 przypadają cztery obroty wałów korbowych 3 i 3\ W ściankach cylindra 1 usytuowany jest układ kanałów 4, wypełnionych olejem do chłodzenia silnika.

Następny przykład wykonania silnika według wynalazku przedstawiono na fig. 2, gdzie silnik zawiera trzy obrotowe cylindry 1, gdzie na jeden obrót cylindra 1 przypadają cztery obroty wałów korbowych 3 i 31, przy czym przekrój przedstawia środkową część cylindrów 1. W środkowej części cylindra 1, na jego obwodzie, symetrycznie rozmieszczone są dwa otwory 2 i 2, pełniące rolę rozrządu i na przemian pełniące funkcję zaworu ssącego i zaworu wydechowego. Tłoki 7 rozpoczynają cykl ssania a otwory 2 i 2 ustawiają się naprzeciw kanału wlotowego mieszanki 9, w czasie cyklu sprężania cylinder 1 obraca się w kierunku świecy zapłonowej 5 lub wtryskiwaczy 51 lub żarnika 5\ Gdy tłoki znajdują się w górnym położeniu otwory 2 i 2 ustawiają się naprzeciw świec zapłonowych 5 lub wtryskiwaczy 5 lub żarnika 5, następuje zapłon mieszanki i cykl pracy. Przy cyklu wydechu otwory 2 i 2' ustawiają się naprzeciw wylotu spalin 8 a tłoki wypychają spaliny na zewnątrz. Na jeden obrót cylindra 1 przypadają cztery obroty wałów korbowych co daje dwa pełne cykle pracy. Cylindry mogą być napędzane jeden do drugiego.

Na fig. 3 przedstawiono kolejny przykład wykonania silnika, z jednym cylindrem 1 podczas cyklu wydechu, gdzie jest wykonany tylko jeden otwór 2 stanowiący zawory, w tym momencie zawór wydechowy 2 ustawia się naprzeciw wylotu spalin 8 a tłoki 7 wypychają spaliny na zewnątrz silnika. Następnie cylinder 1 przemieszcza się w kierunku kanału ssącego 9 a tłoki 7 wykonują cykl ssania. Po zakończeniu cyklu ssania cylinder 1 odcina kanał ssący 9. Przy sprężaniu otwór 2 stanowiący zawór ssący ustawia się naprzeciw świecy zapłonowej 5 lub wtryskiwacza 5 lub żarnika 5 i następuje zapłon paliwa, wywołując cykl pracy silnika, po czym kolejne przemieszczenie się cylindra 1 powoduje że otwór 2 pełniący funkcje zaworu wydechowego zajmuje położenie naprzeciw kanału wylotowego 8.

Następny przykład wykonania silnika przedstawiono na fig. 4, gdzie silnik zawiera jeden cylinder 1 z trzema otworami 2, 2 i 2H, symetrycznie rozmieszczonymi na obwodzie cylindra w jego środkowej części, pełniącymi na przemian rolę zaworów ssących i zaworów wydechowych. W silniku tym na jeden obrót cylindra 1 przypada sześć obrotów wałów korbowych 3 i 31. Zasada działania silnika jest identyczna jak w poprzednich przykładach wykonania.

Kolejny przykład wykonania silnika przedstawiono na fig. 5 gdzie uwidoczniono cylinder 1 z rozmieszczonymi kanałami olejowymi 4 wewnątrz ścian cylindra 1 oraz uszczelnieniami 18 pomiędzy które wtłaczany jest olej pod ciśnieniem.

Figura 6 przedstawia przekrój poprzeczny cylindra 1 z układem chłodzenia cylindra 1 w postaci kanałów olejowych 4 w ścianie cylindra 1.

Na fig. 7 przedstawiono następny przykład wykonania silnika, gdzie zamiast świecy zapłonowej 5 lub wtryskiwacza 51 zastosowano żarnik 5H z elektrozaworem 6, służącym do regulacji ciśnienia w żarniku. Żarnik jest umieszczony w rurce 19.

Kolejny przykład wykonania silnika przedstawia fig. 8, gdzie każdy tłok 7 stanowi dwuczęściowa konstrukcja połączona śrubami 16, a w dolnej części tłoka 7 umieszczony jest dodatkowy pierścień 10, ułatwiający prowadzenie tłoka 7 w cylindrze 1.

Wykaz oznaczeń

- cylinder

- otwór; 2' - otwór; 2- otwór

- wał korbowy I

3' - wał korbowy II

- kanały olejowe

- świeca zapłonowa; 5' - wtryskiwacz; 5 - żarnik

- elektrozawór

- tłok

PL 227 781 B1

- wylot spalin

- kanałssący

- dodatkowy pierścień

- korbowód

- przekładnia zębata

- łożysko

- przekładnia kątowa

- zębatka napędowa

- śruby

- komora spalania

- uszczelnienie cylindra

- rurka

Claims (7)

1. Silnik spalinowy zawierający dwa tłoki w jednym cylindrze, znamienny tym, że silnik zawiera co najmniej jeden obrotowy cylinder (1) natomiast każdy cylinder (1 na obwodzie ma rozmieszczony co najmniej jeden otwór (2) stanowiący na przemian zawór ssący i zawór wydechowy, pełniący funkcję rozrządu, przy czym na jeden obrót cylindra (1), wokół własnej osi symetrii, przypada parzysta ilość obrotów każdego z wałów korbowych (3) i (3), oraz odpowiadająca im określona ilość otworów (2), pełniących na przemian rolę zaworów ssących i wydechowych.

2. Silnik według zastrz. 1, znamienny tym, że w wersji dwóch obrotów wału korbowego (3) i (3) przypadających na jeden obrót cylindra (1) wykonany jest na obwodzie obrotowego cylindra (1) jeden otwór (2) stanowiący na przemian zawór ssący i wydechowy.

3. Silnik według zastrz. 1, znamienny tym, że w wersji czterech obrotów wału korbowego (3) i (3) przypadających na jeden obrót cylindra (1) wykonane są na obwodzie obrotowego cylindra (1) dwa otwory (2), (2) stanowiące na przemian zawory ssące i wydechowe.

4. Silnik według zastrz. 1, znamienny tym, że w wersji sześciu obrotów wału korbowego (3) i (3) przypadających na jeden obrót cylindra (1) wykonane są na obwodzie obrotowego cylindra (1) trzy otwory (2), (23 i (2'') stanowiące na przemian zawory ssące i wydechowe.

5. Silnik według zastrz. 1, znamienny tym, że w ściankach cylindra (1) usytuowany jest układ kanałów (4) wypełnionych olejem do chłodzenia silnika.

6. Silnik według zastrz. 1, znamienny tym, że w wersji wysokoprężnej w cylindrze ma usytuowany żarnik (5'') z elektrozaworem (6), służącym do regulacji ciśnienia w żarniku (5'').

7. Silnik według zastrz. 1, znamienny tym, że tłok (7) stanowi dwuczęściowa konstrukcja połączona śrubami (16), a w dolnej części tłoka umieszczony jest dodatkowy pierścień (10), ułatwiający prowadzenie tłoka w cylindrze (1).