PL234850B1 - Przeciwbieżny silnik spalinowy na paliwo wodorowe z liniowym ruchem drążków popychaczy tłoków oraz korbowodowy zespół sprzęgający tłoki w tym silniku - Google Patents

Abstract

Silnik spalinowy przeznaczony jest do napędu pojazdów lądowych, powietrznych oraz wodnych, jak również różnego rodzaju maszyn roboczych. Silnik ma parę dwukomorowych cylindrów (2), w których umieszczone są dwustronne tłoki (3), skierowane względem siebie przeciwnie o kąt 180° i sprzężone ze sobą za pośrednictwem wału korbowego (4). Wał ten składa się z dwóch elementów korbowych, które połączone są ze sobą obrotowo przeciwbieżnie za pomocą łożyska dystansowego. Funkcja sprzęgająca wału korbowego (4) realizowana jest z wykorzystaniem dwóch par korbowodów (7a), z których każdy połączony jest z jednej strony z jednym z elementów korbowych, zaś drugie końce korbowodów połączone są z jednym z wałków, z których każdy połączony jest poprzez drążek popychacza (9) z jednym z tłoków (3). Pośrodku ściany każdego z cylindrów (2), znajdują się kanał wlotu sprężonego powietrza (10) oraz kanał wylotu produktów spalania wraz z powietrzem (11). W głowicy (12) każdego cylindra (2) oraz w przegrodzie (13) umieszczone są wtryskiwacz paliwa (14), wtryskiwacz pary wodnej (15) i element zapłonowy (16). Wtryskiwacze pary wodnej (15) przyłączone są do urządzenia dozującego (21), zasilanego z generatora pary wodnej (23). Do zasilania silnika wykorzystany jest generator HHO, skąd uzyskany tlen kierowany jest przez jonizator (30) do łącznika gazowego (31), gdzie zachodzi mieszanie zjonizowanego tlenu z wodorem, zaś powstała mieszanina gazów kierowana jest do układu paliwowego silnika.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest przeciwbieżny silnik spalinowy na paliwo wodorowe z liniowym ruchem drążków popychaczy tłoków oraz korbowodowy zespół sprzęgający tłoki w tym silniku, znajdujący zastosowanie zwłaszcza w zespołach napędowych statków powietrznych i wodnych.

Znany jest z opisu patentowego US 6854429 silnik spalinowy z tłokiem o działaniu dwustronnym, zawierający co najmniej jeden cylinder z umieszczonym wewnątrz podwójnym, symetrycznym tłokiem, który dzieli wolną przestrzeń cylindra na dwie komory spalania. Obustronne głowice zamykające cylindra wyposażone są w zawory dopływu paliwa i odprowadzania spalin oraz w element zapłonowy w postaci świecy zapłonowej lub żarowej. W podwójnym tłoku jest z jednej jego strony osadzony sztywno drążek popychacza, który przeprowadzony jest na zewnątrz cylindra poprzez uszczelniony otwór w przegrodzie oddzielającej cylinder od korpusu silnika. Końcówka tego drążka połączona jest z jarzmem stabilizatora, a ten z kolei z jarzmem przekazu mocy, przy czym w miejscu połączenia obydwu tych jarzm przymocowane jest wahliwie ramię ogranicznika stabilizacyjnego, który drugą stroną związany jest z korpusem silnika. Jarzmo przekazu mocy swoją drugą stroną połączone jest z wałem korbowym, stanowiącym część zespołu korbowego, na którego jednym końcu jest koło zamachowe, a na drugim końcu jest koło rozrządu, połączone paskiem rozrządu z wałkiem rozrządu. System obiegu oleju w układzie smarowania polega na dostarczaniu oleju do przestrzeni utworzonej pomiędzy walcowym przewężeniem pośrodku tłoka a środkową częścią cylindra, skąd następnie olej przemieszczany jest do miski olejowej odpowiednim systemem kanalików, znajdujących się wewnątrz tłoka, oraz dalej rowkiem, umieszczonym w osi drążka tłoczyska. Osadzone na wałku rozrządu krzywki sterują odpowiednio poprzez popychacze zaworami głowic zamykających cylindra w sprzężeniu z pracą świec zapłonowych. Silnik pracuje w cyklu czterosuwowym naprzemiennie dla każdej z komór spalania co 180 stopni obrotu wału korbowego.

Znany jest również z opisu patentowego nr PL 212301 układ tłokowo-korbowy w dwusuwowym silniku spalinowym, który posiada korpus z wbudowaną prowadnicą i zamocowanym do niej cylindrem. Prowadnica jest podstawą cylindra z umieszczonym w nim tłokiem, którego ruch odbywa się bezstykowo. Prowadnik, na którym zamocowany jest nieruchomo tłok, przesuwa się w prowadnicy ruchem posuwisto-zwrotnym. Na ruchomym prowadniku umieszczony jest uszczelniający pierścień zgarniający, który zapobiega przedostaniu się oleju do komory ssącej. Ponadto w znanym układzie tłokowo-korbowym prowadnik tłoka poprzez łożysko ślizgowe połączony jest z jedną częścią listwy łączącej. Listwa łącząca składa się z dwóch części skojarzonych teleskopowo. Po drugiej części listwy łączącej przemieszcza się tuleja przesuwna, która poprzez łożyska ślizgowe połączona jest wahliwie z korbowodem wału korbowego oraz poprzez łożyska ślizgowe z korbowodem mimośrodu. Z wału korbowego poprzez koło napędowe i przekładnię łańcuchową napędzany jest mimośród. Do mimośrodu zamocowany jest wahliwie korbowód mimośrodu, który przemieszcza po listwie łączącej tuleję przesuwną ruchem posuwisto-zwrotnym.

Znany jest również z opisu patentowego US 6918382 zasilany paliwem wodorowym silnik wewnętrznego spalania do napędu skutera z kontrolowaną ilością wtryskiwanego wodoru. Zastosowany w nim system sterowania ilością paliwa wodorowego powoduje wtrysk paliwa do przepustnicy silnika z uwzględnieniem wielu parametrów, w tym ilości wodoru znajdującego się w jednostce magazynowania wodoru, która monitorowana jest za pomocą umieszczonego na tablicy systemu pomiaru paliwa wodorowego przy wykorzystaniu mikrokontrolera oraz wielu czujników.

Ponadto znana jest z opisu patentowego nr WO 01/81734 konstrukcja dwudzielnego przeciwbieżnego wału napędowego do odbioru mocy z dwóch przeciwbieżnych posuwisto-zwrotnych tłoków, w którym kierunki przeciwne obrotów wałków wyjściowych uzyskuje się za pomocą sprzęgniętych ze sobą dwóch walcowych przekładni zębatych. Na skierowanych przeciwnie względem siebie współosiowych wałkach wyjściowych dwóch przeciwbieżnych układów tłokowo-korbowych nasadzone są koła zębate, przy czym na jednym z tych wałków umieszczone jest koło zębate przekładni dwuelementowej, natomiast na drugim wałku umieszczone jest koło zębate przekładni trójelementowej. Zewnętrzne koła zębate obu przekładni osadzone są na usytuowanym równolegle do osi wałków wyjściowych, wałku sprzęgającym, co wymusza przeciwne kierunki obrotu obu wałków wyjściowych.

Wadami tego rozwiązania jest stosowanie skomplikowanego systemu przekładni zębatych o stosunkowo dużej awaryjności oraz dodatkowy ciężar elementów konstrukcji, co ma znaczenie szczególnie w przypadku napędów statków powietrznych, gdzie dąży się do minimalizacji ciężaru własnego tych obiektów.

PL 234 850 B1

Silnik według wynalazku ma korpus z umieszczonym w nim zespołem korbowodowym sprzęgającym ze sobą co najmniej jedną parę, zamkniętych od góry głowicami, cylindrów. W każdym z cylindrów umieszczony jest dwustronny posuwisto-zwrotny tłok, dzielący przestrzeń wewnętrzną cylindra na dwie komory spalania, przy czym tłok ten ma na całym obwodzie swej powierzchni bocznej przy najmniej jedno wgłębienie chłodzące. Cylindry mają pośrodku swych ścian bocznych usytuowane kanały doprowadzania mediów roboczych do komór spalania cylindrów oraz kanały odprowadzania gazów wylotowych z komór spalania cylindrów. W głowicy każdego cylindra oraz w jego dolnej przegrodzie znajdują się wtryskiwacz paliwa, wtryskiwacz pary wodnej oraz element zapłonowy. Pośrodku każdej dolnej przegrody osadzone jest liniowe łożysko ślizgowe, poprzez które przeprowadzony jest drążek popychacza. Przyporządkowane każdemu z cylindrów wtryskiwacze pary wodnej przyłączone są swoimi przewodami pary wodnej do urządzenia dozującego parę wodną, które z kolei zasilane jest z zamontowanej na rurze wydechowej odpowiedniego cylindra generatora pary wodnej. Ponadto na każdej z poszczególnych rur wydechowych zainstalowane jest termoogniwo, a w świetle ich przelotów wmontowane są turbiny prądnicy oraz turbiny wentylatora wspomagającego. Wentylator wspomagający doprowadza, poprzez przyporządkowany do przeciwległego cylindra wentylator główny, powietrze przepłukujące do kanału wlotu sprężonego powietrza tegoż cylindra. Wyjścia elektryczne prądnic oraz termoogniw doprowadzone są do akumulatora, który zasila generator HHO przy wspomaganiu energią z alternatora. Na wyjściu tlenowym generatora HHO zainstalowany jest jonizator, którego wyjście oraz wyjście wodorowe generatora HHO doprowadzone są do łącznika gazowego, zasilającego mieszanką paliwową komory spalania cylindra.

Korbowodowy zespół sprzęgający według wynalazku zawiera dwudzielny wał korbowy, który składa się z dwóch takich samych elementów korbowych, połączonych ze sobą obrotowo wzdłuż ich wspólnej osi obrotu. Funkcja sprzęgająca wału korbowego w odniesieniu do każdej pary tłoków realizowana jest z wykorzystaniem dwóch jednakowych par korbowodów. Każdy korbowód danej pary połączony jest jednym swym końcem obrotowo z jednym z przeciwbieżnych elementów korbowych wału korbowego, natomiast drugie końce tej pary korbowodów połączone są wahliwie z jednym z dwóch poprzecznych wałków. Każdy poprzeczny wałek połączony jest sztywno, poprzez usytuowany prostopadle do niego drążek popychacza, z jednym z pary sprzęgniętych ze sobą tłoków.

Podstawową zaletą eksploatacyjną silnika według wynalazku jest zasilanie go paliwem wodorowym, pozyskiwanym w znacznej mierze bezpośrednio z wody poddanej elektrolizie w generatorze HHO, i związany z tym brak wydzielania gazów zanieczyszczających środowisko. Ponadto, w wyniku zastosowania dwukomorowych cylindrów ze skierowanymi przeciwbieżnie dwustronnymi tłokami w systemie pracy bezzaworowej, jak również powiązania ze sobą tłoków za pośrednictwem dwudzielnego wału korbowego, udało się znacznie obniżyć wibracje bloku silnika i uzyskać bardziej korzystny stosunek mocy do masy silnika. Do zalet technicznych silnika według wynalazku należy również połączenie w nim dodatnich cech silnika bezzaworowego z zaletami znanych silników z podwójnym tłokiem o dwóch cyklach pracy w czasie pełnego obrotu wału korbowego. Zaletą przedstawionego rozwiązania jest również całkowite i skuteczne odcięcie strefy komór spalania cylindra od przestrzeni korbowej korpusu, co zapobiega przedostawaniu się oleju z tej przestrzeni do wydalanych produktów spalania paliwa, jak również odwrotnie - przedostawaniu się resztek wody z komór spalania do przestrzeni korbowej korpusu. W związku z tym, wobec nieobecności cząstek oleju w wydalanych spalinach, nie ma potrzeby stosowania zwykle używanego rezonansowego układu wydechowego, a nadto zwiększona jest trwałość wszystkich elementów układu korbowodowo-korbowego.

Zaletą korbowodowego zespołu sprzęgającego według wynalazku w odniesieniu do znanego stanu techniki jest brak stosowania w nim przekładni zębatych, co daje korzystne cechy eksploatacyjne w postaci zmniejszonej wagi oraz zwiększonej trwałości wału korbowego. Inną zaletą tego zespołu jest możliwość wstępnego, niezależnie od siebie, ustalenia kierunku obrotu każdego z elementów korbowych, a w efekcie nadania obu elementom korbowym ruchu obrotowego przeciwbieżnego, bądź też ruchu o zgodnym kierunku obrotów. Właściwość ta poszerza gamę zastosowań zespołu sprzęgającego według wynalazku w odniesieniu do znanego stanu techniki o różnego rodzaju pojazdy i maszyny wymagające niezależnej rewersyjnej pracy wałów mocy silników.

Przedmiot wynalazku został pokazany w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat ideowy silnika dwucylindrowego, zaś fig. 2 - poglądowy rysunek dwudzielnego wału korbowego wraz tłokami, natomiast na pozostałych rysunkach przedstawiono poglądowo kolejne cykle pracy silnika na przykładzie tłoka w jednym z cylindrów, i tak na fig. 3 pokazano cykl sprężania w górnej komorze spalania i przepłukiwaniu dolnej komory spalania, na fig. 4 pokazano silnik w trakcie

PL 234 850 B1 ruchu tłoka w kierunku DMP oraz wtrysk paliwa do dolnej komory spalania, na fig. 5 pokazano cykl sprężania w dolnej komorze spalania i przepłukiwanie górnej komory spalania, zaś na fig. 6 pokazano silnik w trakcie ruchu tłoka w kierunku GMP oraz wtrysk paliwa do górnej komory spalania.

Silnik zawiera jedną parę przymocowanych do korpusu 1 dwukomorowych cylindrów 2, w których umieszczone są dwustronne posuwisto-zwrotne tłoki 3, przy czym cylindry 2 wraz z tłokami 3 skierowane są względem siebie przeciwnie o kąt 180° w płaszczyźnie osi obrotu sprzęgającego je ze sobą dwudzielnego wału korbowego 4, umieszczonego w korpusie 1. Każdy z tłoków 3 ma na całym obwodzie swej powierzchni bocznej jedno wgłębienie chłodzące 3a. Wał korbowy 4 składa się z dwóch takich samych elementów korbowych 4a i 4b, które skierowane są przeciwnie względem siebie wzdłuż ich wspólnej osi obrotu i połączone są ze sobą obrotowo przeciwbieżnie wokół tej osi za pomocą łożyska dystansowego 5. Wał korbowy 4 ma ponadto z obu stron wyprowadzone wałki 6a i 6b do przekazywania napędu. Funkcja sprzęgająca wału korbowego 4 realizowana jest z wykorzystaniem dwóch jednakowych par korbowodów 7a i 7b, z których każdy korbowód 7a i 7b danej pary połączony jest jednym swym końcem obrotowo z jednym z przeciwbieżnych elementów korbowych 4a i 4b wału korbowego 4, natomiast drugie końce tej pary korbowodów połączone są wahliwie z jednym z dwóch poprzecznych wałków 8, z których każdy połączony jest sztywno poprzez prostopadły do niego drążek popychacza 9 z jednym z pary sprzęgniętych ze sobą tłoków 3. Jak z powyższego widać, na każdy z drążków popychacza 9, który połączony jest z jednym z tłoków 3 jednej pary przypadają dwa korbowody 7a i 7b, każdy napędzający w innym kierunku związany z nim element korbowy 4a lub 4b. Poza tym, pośrodku ściany każdego z cylindrów 2, której powierzchnia wewnętrzna pokryta jest powłoką diamentową, znajdują się kanał wlotu sprężonego powietrza 10 oraz kanał wylotu produktów spalania wraz z powietrzem 11. W głowicy 12 każdego cylindra 2 oraz w obszarze dolnej przegrody 13 umieszczone są wtryskiwacz paliwa 14, wtryskiwacz pary wodnej 15 i element zapłonowy 16 w postaci świecy zapłonowej. Pośrodku każdej dolnej przegrody 13 osadzone jest liniowe łożysko ślizgowe 17, poprzez które przeprowadzony jest drążek popychacza 9 w postaci szlifowanego wałka. Łożysko ślizgowe 17 wyposażone jest od spodu w pierścieniowy element uszczelniający 18, nad którym na pozostałej długości łożyska ślizgowego 17, pomiędzy jego ścianką a powierzchnią wałka drążka popychacza 9, utworzona jest mikroszczelina smarownicza 19. Przyporządkowane każdemu z cylindrów 2 wtryskiwacze pary wodnej 15 przyłączone są swoimi przewodami pary wodnej 20 do urządzenia dozującego parę wodną 21, które z kolei zasilane jest z zamontowanego na rurze wydechowej 22 odpowiedniego cylindra 2 generatora pary wodnej 23. Ponadto na każdej z poszczególnych rur wydechowych 22 zainstalowane jest termoogniwo 24, a w świetle ich przelotów wmontowane są turbiny prądnicy 25 oraz turbiny wentylatora wspomagającego 26. Wentylator wspomagający 26 doprowadza, poprzez przyporządkowany do przeciwległego cylindra 2 wentylator główny 27, powietrze przepłukujące do kanału wlotu sprężonego powietrza 10 przeciwległego cylindra 2. Wyjścia elektryczne wszystkich prądnic 25 połączone są równolegle z wyjściami elektrycznymi wszystkich termoogniw 24 i doprowadzone są do akumulatora 28, zasilającego energią elektryczną generator HHO 29 przy wspomaganiu energia z nie pokazanego na rysunku alternatora. Przewód gazowy generatora HHO 29 z tlenem doprowadzony jest do ultrafioletowego jonizatora 30, a stąd dalej do jednego z wejść trójdrożnego łącznika gazowego 31, do którego drugiego wejścia doprowadzony jest z generatora HHO 29 przewód gazowy z wodorem. Wyjście łącznika gazowego 31 przyłączone jest poprzez sprężarkę 32 równolegle do wejść wszystkich indywidualnych dozowników paliwa 33, których wyjścia z kolei połączone są ze wszystkimi przyporządkowanymi im wtryskiwaczami paliwa 14 silnika.

Silnik według wynalazku zasilany jest mieszaniną wodoru i zjonizowanego tlenu, wytwarzanych z wody w swoim autonomicznym układzie produkcji paliwa wodorowego. Zasadniczym elementem układu jest generator HHO 29, w którym odbywa się elektroliza wody pobieranej z nie pokazanego na rysunku zbiornika wody, odpowiednio dostosowanej do procesu elektrolizy. Energia elektryczna potrzebna do elektrolizy dostarczana jest z akumulatora 28 przy wsparciu połączonych ze sobą wyjść elektrycznych wszystkich termoogniw 24, prądnic 25 oraz nieujętego na rysunku alternatora. Z generatora HHO 29 pobierane są produkty elektrolizy w postaci tlenu i wodoru, z czego tlen kierowany jest do ultrafioletowego jonizatora 30, zaś po zjonizowaniu i podniesieniu potencjału energetycznego atomów zostaje zmieszany z wodorem w łączniku gazowym 31, a następnie mieszanina gazów podlega sprężeniu w sprężarce 32 i pod wysokim ciśnieniem dostarczona jest do wszystkich dozowników paliwa 33. Dozowniki te, których pracą zarządza niewidoczny na rysunku sterownik, kierują paliwo gazowe w odpowiednich cyklach pracy silnika do poszczególnych wtryskiwaczy paliwa 14.

PL 234 850 B1

Działanie silnika w jego poszczególnych fazach pracy jest identyczne w odniesieniu do obydwu sprzężonych ze sobą tłoków. Stąd też dla uproszczenia wystarczające jest omówienie pracy jednego tylko zespołu cylindra 2 z przyporządkowanym mu tłokiem 3 w powiązaniu z pozostałymi współpracującymi podzespołami silnika.

Na etapie rozruchu silnika odbywa się wstępne ustalenie, za pomocą nie pokazanego na rysunku zespołu rozrusznikowego, kierunku obrotu każdego z elementów korbowych 4a i 4b, a w efekcie nadania obu wyprowadzonych z nich wałkom 6a i 6b ruchu obrotowego przeciwbieżnego, bądź też ruchu o zgodnym kierunku obrotów.

Po uruchomieniu zespołu tłoków sprężone paliwo wodorowe dostarczone zostaje do przestrzeni cylindra 2 nad tłokiem 3, stanowiącej górną komorę spalania, za pomocą wtryskiwacza paliwa 14. W pobliżu GMP odbywa się zapłon paliwa od iskry świecy zapłonowej, co przedstawiono na fig. 3. W chwili osiągnięcie w górnej komorze spalania najwyższej temperatury około 7000°C następuje wtrysk pary wodnej za pomocą wtryskiwacza pary wodnej 15, co doprowadza do schłodzenia komory do około 3500°C, przy równoczesnym rozłożeniu pary wodnej, wskutek oddziaływania wysokiej temperatury, na tlen i wodór. Pojawienie się w komorze spalania dodatkowej porcji, wytworzonego w ten sposób paliwa, powoduje jego samozapłon i zwiększenie ciśnienia w przestrzeni tejże komory cylindra 2. W trakcie opisanych procesów spalania następuje suw pracy tłoka 3 w dół w kierunku wału korbowego 4. W chwili znalezienia się tłoka 3 w osi kanału wlotu sprężonego powietrza 10 i kanału wylotu produktów spalania wraz z powietrzem 11, sprężone powietrze obmywa i chłodzi wewnętrzną powierzchnię jego wgłębienia chłodzącego 3a oraz powierzchnię cylindra 2, zawartą pomiędzy pierścieniami uszczelniającymi 3b.

Sprężone powietrze do obmywania i przepłukiwania komór cylindra 2 podawane jest z przyłączonego do wlotu kanału sprężonego powietrza 10 wentylatora głównego 27, który z kolei zasilany jest powietrzem podanym przez wentylator pomocniczy 26, napędzany energią kinetyczną gazów wylotowych, wychodzących z rury wydechowej skojarzonej ze sprzężonym drugim cylindrem 2. Ponadto, w tej fazie pracy silnika, do przestrzeni cylindra 2 pod tłokiem 3, stanowiącej dolną komorę spalania, dostarczane jest paliwo z dolnego wtryskiwacza paliwa 14, jak uwidoczniono to na fig. 4, które podlega sprężeniu w ciągu dalszego ruchu tłoka 3 w dół, w kierunku wału korbowego 4. W dalszej kolejności następuje otwarcie przez tłok 3 kanału wlotu sprężonego powietrza 10 i kanału wylotu produktów spalania wraz z powietrzem 11 dla górnej komory cylindra 2, wskutek czego powietrze dostarczane do tej części cylindra 2 wypycha powstałe tam produkty spalania. W trakcie dochodzenia tłoka 3 w pobliże DMP, jak pokazano na fig. 5, odbywa się zapłon dostarczonego tam paliwa od iskry dolnej świecy zapłonowej oraz powtórzony zostaje wyżej opisany proces dostarczenia pary wodnej do dolnej komory spalania przy pomocy wtryskiwacza pary wodnej 15, jej rozłożenia na tlen i wodór oraz spalania tak wytworzonego paliwa oraz suw pracy tłoka 3 w górę w kierunku od wału korbowego 4. W chwili znalezienia się tłoka 3 w osi kanału wlotu sprężonego powietrza 10 i kanału wylotu produktów spalania wraz z powietrzem 11, sprężone powietrze ponownie obmywa i chłodzi wewnętrzną powierzchnię wgłębienia chłodzącego 3a oraz powierzchnię cylindra 2 zawartą pomiędzy pierścieniami uszczelniającymi 3b. W tym samym czasie do przestrzeni cylindra nad tłokiem 3 dostarczane jest paliwo z górnego wtryskiwacza paliwa 14, co pokazano na fig. 6. W dalszym ruchu tłoka 3 w górę następuje sprężenie paliwa w górnej części cylindra 2 i równoczesne przepłukanie powietrzem dostarczanym przez kanał wlotu sprężonego powietrza 10 dolnej części przestrzeni cylindra 2, co uwidocznione jest na fig. 3, po czym cykl pracy silnika się powtarza. Źródłem pary wodnej dla zasilania komór silnika jest, osadzony na rurze wydechowej 22, generator pary wodnej 23, skąd para wodna dostarczana jest, poprzez urządzenia dozujące parę wodną 21, do wtryskiwaczy pary wodnej 15 uruchamianych przez odpowiedni sterownik w kolejnych cyklach pracy silnika. Celem zastosowania osadzonego na rurze wydechowej 22 termoogniwa 24 oraz napędzanej gazami wylotowymi prądnicy 25 jest maksymalny odzysk energii gazów wylotowych silnika i wykorzystanie jej do doładowania akumulatora 28, który stanowi bazowe źródło prądu elektrycznego dla elektrolizy wody w generatorze HHO 29.

Silnik może być wykorzystany do napędu różnego rodzaju pojazdów lądowych oraz statków powietrznych i wodnych, jak również do napędu maszyn roboczych. Ważną gospodarczo zaletą silnika według wynalazku jest możliwość wykorzystania go do ekologicznej produkcji prądu elektrycznego oraz ciepła w dużych i małych elektrociepłowniach, w szczególności usytuowanych na terenach wiejskich i słabo zurbanizowanych.

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Przeciwbieżny silnik spalinowy na paliwo wodorowe zawiera korpus z umieszczonym w nim zespołem korbowodowym sprzęgającym ze sobą co najmniej jedną parę, zamkniętych od góry głowicami, cylindrów, z umieszczonym w każdym z nich dwustronnym posuwisto-zwrotnym tłokiem z pierścieniami uszczelniającymi, dzielącym przestrzeń cylindra na dwie komory spalania, przy czym cylindry mają w swych ścianach bocznych kanały doprowadzania mediów roboczych do komór spalania cylindrów oraz kanały odprowadzania gazów wylotowych z komór spalania cylindrów, ponadto do każdego z tłoków przymocowany jest z jednej strony drążek popychacza, którego koniec wychodzi poza komorę cylindra z wykorzystaniem liniowego łożyska ślizgowego, umieszczonego w dolnej przegrodzie cylindra, a nadto zawierający elementy zapłonowe i wprowadzania paliwa wodorowego do komór spalania, jak również układy sterowania wtryskiem paliwa wodorowego, znamienny tym, że kanały doprowadzania mediów roboczych do komór spalania każdego cylindra (2) w postaci wlotu sprężonego powietrza (10) oraz kanały odprowadzania gazów wylotowych z komór spalania cylindra (2) w postaci wylotu produktów spalania wraz z powietrzem (11) umiejscowione są pośrodku ścian bocznych cylindra (2), a każdy z tłoków (3) ma korzystnie na całym obwodzie swej powierzchni bocznej co najmniej jedno wgłębienie chłodzące (3a), ponadto w świetle przelotu rury wydechowej (22) korzystnie wmontowana jest turbina wentylatora wspomagającego (26), zasilającego powietrzem poprzez wentylator główny (27) kanał wlotu sprężonego powietrza (10) korzystnie drugiego z pary cylindrów (2).
2. 2. Silnik według zastrz. 1, znamienny tym, że na rurach wydechowych (22) zamontowane są termoogniwa (24), a w świetle przelotu każdej z tych rur wmontowana jest turbina prądnicy (25), przy czym połączone ze sobą wyjścia termoogniw (24) oraz prądnic (25) zasilają generator HHO (29), mający na swym wyjściu tlenowym zainstalowany jonizator (30), którego wyjście oraz wyjście wodorowe generatora HHO (29) doprowadzone są do łącznika gazowego (31), zasilającego mieszanką paliwową komory spalania cylindra (2).
3. 3. Silnik według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że do każdej z komór spalania cylindrów (2) wprowadzony jest co najmniej jeden wtryskiwacz pary wodnej (15), przy czym wtryskiwacze pary wodnej (15) przyłączone są do indywidualnych urządzeń dozujących parę wodną (21), korzystnie zasilanych z zamontowanych na rurach wydechowych (22) tychże cylindrów (2) generatorów pary wodnej (23).
4. 4. Korbowodowy zespół sprzęgający tłoki w przeciwbieżnym silniku spalinowym z liniowym ruchem drążków popychaczy tłoków, znamienny tym, że każda para przeciwbieżnych tłoków (3) sprzęgnięta jest ze sobą za pomocą dwudzielnego wału korbowego (4), składającego się z dwóch takich samych elementów korbowych (4a) i (4b), połączonych ze sobą obrotowo wzdłuż ich wspólnej osi obrotu, przy czym funkcja sprzęgająca wału korbowego (4) w odniesieniu do każdej pary tłoków (3) realizowana jest z wykorzystaniem dwóch jednakowych par korbowodów (7a) i (7b), z których każdy korbowód (7a) i (7b) danej pary połączony jest jednym swym końcem obrotowo z jednym z elementów korbowych (4a) i (4b) wału korbowego (4), natomiast drugie końce tejże pary korbowodów połączone są wahliwie z jednym z dwóch poprzecznych wałków (8), z których każdy połączony jest sztywno poprzez prostopadły do niego drążek popychacza (9) z jednym z pary sprzęgniętych ze sobą tłoków (3).