RO117931B1

RO117931B1 - Motor rotativ cu combustie internă

Info

Publication number: RO117931B1
Application number: RO98-00753A
Authority: RO
Inventors: Ronald Leslie Richards
Original assignee: Ron Richards Engine Technologies Pty. Ltd.
Priority date: 1995-09-19
Filing date: 1996-09-16
Publication date: 2002-09-30
Also published as: WO1997011258A1; SK53398A3; EA199800314A1; UA28111C2; SK284459B6; PL326348A1; BG102387A; CZ82498A3; CZ290649B6; EP0851970B1; CN1200163A; KR100395080B1; ATE236344T1; IN191052B; MX9802148A; BR9610949A; HUP9802583A2; AR007763A1; KR19990063602A; EA000883B1

Abstract

Invenţia se referă la un motor rotativ cu combustie internă, care utilizează un cilindru toroidal, pentru camerele de lucru, şi este constituit dintr-un motor (20) toroidal, prevăzut cu nişte ansambluri rotor (45), opuse, care asigură suportul unor pistoane (47). Între pistoane (47), se formează nişte camere de lucru, parţial toroidale, în care un amestec de aer şi combustibil se formează şi apoi se aprinde la volumul minim al camerei de lucru, forţând pistoanele (47), devenite active, şi ansamblurile rotor (45) să se accelereze. Ansamblurile rotor antrenează un element planetar (50) în mişcare de rotaţie în jurul axei sale, printr-o conexiune cu un ştift alunecător (56). Elementul planetar sau fiecare element planetar se sprijină pe un buton de manivelă (51) al unui arbore cotit (40), fiind realizat dintr-o bucată cu o roată planetară, care este în angrenaj cu o roată solară/inelară (53), centrată pe axa arborelui cotit. Arborele cotit (40) poate fi aranjat să se rotească în sens contrar faţă de ansamblurile rotor (45), angrenând roata elementului planetar (52) cu o roată inelară (53) sau în acelaşi sens, angrenând cu o roată solară.

Description

RO 117931 Β

Invenția se referă la un motor rotativ cu combustie internă precum și la aparate rotative cu deplasare pozitivă cun sunt pompe și motoare de fluide care utilizează un cilindru toroidal pentru camerele de lucru.

Astfel, de motoare cu combustie internă, motoare acționate de fluide, pompe de 5 fluide și motoare cu combustie externă se denumesc în cele ce urmează în mod colectiv, motoare toroidale. Totuși, din motive explicative invenția va fi exemplificată mai jos cu referire la aplicarea sa la motorul cu combustie internă.

S-au studiat și s-au fabricat multe forme de motoare rotative până în prezent. în principal, ele s-au propus ca mijloace de reducere a dezavantajelor inerente asociate cu 10 motoarele convenționale cu piston cu mișcare alternativă și/sau în vederea asigurării unui motor compact sau ușor care este mai economic de fabricat și mai eficient din punct de ; ș vedere al combustibilului. Până acum acestea nu au fost comercializate. Singurile motoare cu combustie internă care se produc în masă sunt motorul rotativ Wankel și motorul cu piston în mișcare alternativă. Motoarele și pompele convenționale cu mișcare alternativă au T- 15 fost utilizate în mod universal ca urmare a conversiei simple și eficiente a mișcării alternative a pistoanelor într-o mișcare rotativă printr-un arbore cotit. Totuși, motoarele convenționale cu combustie internă cu mișcare alternativă au limitări la consumul de combustibil determinate de fricțiunea cauzată de multitudinea părților în mișcare. Aceste părți în mișcare includ, în general, lagărele de susținere unde fricțiunea crește cu viteza de rotație și cu 20 numărul de lagăre, inelele de piston care impun fricțiunea prin mulțimea de inele de pe fiecare piston și trenul de supape unde operează numeroase componente, ca un sistem combinat ce produce o fricțiune semnificativă la motor în întregul său.

în plus, randamentele termice ale motoarelor cu combustie internă sunt reduse prin proiectarea componentelor mecanice, materialele utilizate, modul de funcționare și folosirea 25 unei porțiuni cilindrice comune pentru toate fazele ciclului. Există motoare cu combustie internă convenționale eficiente, din punctul de vedere al combustibilului, dar ele sunt unități foarte complexe. O astfel de complexitate crește costurile de fabricație și de asamblare.

Motorul Wankel și-a găsit aplicație la vehicule cu motor datorită potențialului sau de înaltă performanță. Totuși, din diverse motive ele nu au fost puse în folosință generală ca 30 înlocuitoare ale motoarelor convenționale cu piston cum ar fi, pentru vehicule commuter sau motoare industriale mici cu producție de masă.

S-au produs și alte forme de motoare rotative. Acestea includ motoare toroidale având un cilindru toriodal format în cavitatea cilindrică în jurul unui ansamblu de arbore conducător, niște mijloace rotor ce se sprijină pentru a se roti în jurul arborelui conducător 35 și cuplate la pistoane în cilindrul de formă toroidală, în timp ce pistoanele se deplasează ciclic spre și în afară unul față de altul formând între ele camere de lucru ce se măresc și se micșorează în cilindrul toroidal și niște orificii de admisie și evacuare ce se extind prin ansamblul cavității cilindrilor pentru intrarea și ieșirea fluidului în și din camerele de lucru.

Realizările tipice de motoare toroidale anterioare sunt descrise în lucrarea THE 40 WANKEL ENGINE DESIGN DEVELOPMENT APPLICAȚIONS” a lui Jan P. Norbye publicată de Chilton Book Company. în referințele bibliografice mai pot fi incluse la acest capitol brevetul FR 2498248 titular Societe Naționale D’ Etude et de Construcțion de Moteurs D’ Aviațion Snecma și brevetul DE 3521593, titular Gebhard Huaser. Unele dintre aceste motoare folosesc mecanisme externe pentru efectuarea mișcării ciclice a pistoanelor, care 45 se mișcă în cilindru în timp ce altele folosesc discuri pendulare și came precum și altele asemănătoare în trenul de forță pentru a realiza cuplarea mecanică dorită a componentelor de acționare.

RO 117931 Β în scopul producției de masă se constată că toate motoarele din stadiul anterior al tehnicii au dejavantaje, fie în configurații ineficiente din punctul de vedere al funcționării, fie în abilitatea de a realiza o putere optimă în mod satisfăcător la sarcini normale de lucru la 50 capacitate. Multe din realizările anterioare necesită totodată, procese de fabricație sau asamblare sofisticate, sunt dificil de asamblat sunt deosebit de complexe sau funcționează ineficient.

Prezenta invenție, are drept scop, asigurarea unor motoare toroidale care să includă, cel puțin unul din dezavantajele specificate mai sus. 55

Motor rotativ cu combustie internă de tiplul celor cu pistoane în deplasare ce avansează progresiv într-un cilindru toroidal fix_; format într-un ansamblu de cameră cilindrică plasată concentric în jurul unui arbore conducător, pistoane ce au niște elemente de etanșare în jurul lor care angrenează direct peretele cilindrului toroidal, astfel, încât avansul progresiv al pistoanelor creează camere de lucru în expansiune și contracție, definite de 60 pistoanele adiacente și peretele cilindrului toroidal fix, care are niște orificii de intrare și ieșire în comunicație cu exteriorul ansamblului camerei de cilindru pentru intrarea și ieșirea fluidului în și în afara camerelor de lucru, rezolvă problema de mai sus prin aceea că, numitul cilindru toroidal are o deschidere de acces inelară ce se extinde în jurul porțiunii sale periferice interioare, arborele conducător se spirjînă lângă capetele sale opuse pe niște lagăre principale 65 pentru a se roti în jurul unei axe de arbore conducător în ansamblu de cameră cilindrică în care se formează cilindrul toroidal fix, acest arbore având și un lagăr intermediar concentric cu axa lui de rotație și amplasate între lagărele principale, susținând o pereche de rotoare juxtapuse pentru a se roti în jurul axei de rotație a arborelui conducător, rotoare care se extind în deschiderea inelară de acces și închis operativ cilindrul de forma toroidală, pistoa- 70 nele fiind sprijinite pe și extinzându-se în afara rotoarelor juxtapuse corespunzăroare, iar arborele conducător având un buton de manivelă în afara axului cilindrului toroidal și este dispus, între lagăr și unul dintre lagărele principale, butonul de manivelă susținând un element planetar ce se rotește în jurul acestuia, dotat cu un element conducător fix complementar, asociat cu ansamblul de cameră cilindrică, încât rotația arborelui conducător deter- 75 mină elementul planetar să se rotească în jurul butonului de manivelă la o viteză de rotație prestabilită față de arborele conducător, iar fiecare rotor susține un știft conducător diferit de lagărul intermediar și este dispus având axa sa longitudinală paralelă cu axa arborelui conducător, extinzându-se în una din perechile corespunzătoare de degajări radiale opuse formate în elementul planetar, știftul conducător dintr-un rotor trecând printr-o fereastră din 80 celălalt rotor spre degajarea respectivă din elementul planetar; deschiderea de acces fiind simetrică față de planul central ce cuprinde linia centrală toroidală a cilindrului toroidal; deschiderea de acces formând o trecere îngustă spre cilindrul toroidal; fiecare capăt al arborelui conducător este plasat în părțile opuse ale ansamblului de camera cilindrică;

lagărul intermediar extinzându-se radial în spatele butonului de manivelă; lagărul intermediar 85 fiind simetric față de un plan central conținând linia centrală toroidală a cilindrului toroidal;

fețele periferice ale roților fiind cilindrice și extensive unele spre altele și se termină la îmbinările respective opuse între deschiderea de acces și cilindrul toroidal; rotoarele juxtapuse fiind identice,dar opuși unul altuia; fiecare știft conducător fiind plasat într-un bosaj format în rotorul respectiv; rotoarele juxtapuse suprapunându-se la planul central conținând 90 linia centrală toroidală a cilindrului toroidal, iar îmbinarea între rotorul respectiv și pistonul de pe acesta se extinde în lungul unui sector al porțiunii periferice respective la o parte laterală a numitului plan central; ansamblul de cameră cilindrică include porțiunile opuse de cameră, respective, care se alătură în lungul planului central conținând linia centrală toroidală a cilindrului toroidal; orificiile de intrare și ieșire fiind distanțate de îmbinarea, între porțiunile 95 de cameră; arborele conducător fiind forțat la mișcare de rotație inversă față de

RO 117931 Β rotor; fiecare pereche de rotoare având cel puțin numărul de pistoane care corespund numărului de cicluri ale tipului de motor, număr de pistoane ce este crescut ca un multiplu al numărului de cicluri ale tipului de motor; rotoarele învârtindu-se în sens invers față de 100 arborele conducător, orificiile de intrare de ieșire includ o pereche de orificii de intrare diametral opuse și o pereche de orificii de ieșire diametral opuse, aceste orificii de intrare și ieșire fiind dispuse în pozițiile respective distanțate, adiacente pozițiilor în care pistoanele formează volume ale camerelor de lucru; cilindrul toroidal având o secțiune transversală circulară; elementul planetar având o roată planetară concentrică butonului de manivelă care 105 angrenează cu o roată complementarea asociată ansamblului de cameră,de cilindru și dispusă concentric în jurul axei arborelui conductor; fixarea știftului conducător fiind plasată cu posibilități de rotire într-un bloc culisant ce alunecă liber de-a lungul deschiderii respective; fiecare deschidere având un profil circular în care blocul culisant este menținut captiv de către deschidere; include un element planetar duplicat, montat pe un alt buton de

110 manivelă dispus coaxial cu butonul, dar în partea opusă a rotoarelor, iar fiecare șțift conductor se extinde printr-o fereastră în rotorul adiacent fantei sale corespunzătoare din fiecare element planetar; orificiile de intrare și ieșire fiind poziționate într-o porțiune de perete periferic exterior al cilindrului; butonul de manivelă și lagărul intermediar sunt dintr-o bucată, iar fiecare fus de lagăr principal adiacent unui buton de manivelă este sub forma unui fus de

115 lagăr principal, deplasabil, care fixează excentric o prelungire de capăt a butonului de manivelă; mai este prevăzut cu o îmbinare conducătoare corespunzătoare plasată între fiecare rotor și elementul planetar deviat de la axele lor respective, astfel, încât viteza unghiulară diferită a fiecărei îmbinări conducătoare în jurul axei arborelui conducător ce rezultă din mișcarea epîciclică a elementului planetar determină pistoanele rotoarelor să se

120 deplaseze ciclic spre și în afară unul față de altul pe măsură ce rotoarele se rotesc în mișcare progresivă în jurul arborelui conducător; îmbinarea conducătoare directă este un știf conducător amplasat fix, fie în elementul planetar, fie în rotor și montat culisant într-o deschidere radială respectivă în celălalt element din cele două, de care nu este fixat; ansamblul arborelui conducător se extinde între porțiunile de cameră și este montat cu

125 posibilități de rotire în respectivele porțiuni de cameră opusă din interiorul acestora, iar îmbinarea conducătoare cuprinde componente care pot fi asamblate operativ peste arborele conducător, de la unul dintre capetele opuse respective ale acestuia prin conectarea componentelor pe direcție axială, astfel, încât aparatul rotativ cu deplasare pozitivă poate fi ușor asamblat prin adăugarea secvențială de componente în direcție axială în angrenare

130 operativă unul cu altul; pistoanele sunt sprijinite în număr egal pe o pereche de rotoare juxtapuse, numărul total de pistoane fiind un multiplu de patru, pistoanele dispuse la distanțe egale în jurul fiecărui rotor, iar orificiile de intrare și ieșire cuprind o gaură de intrare și o gaură de ieșire pentru fiecare patru pistoane fiind dispuse în pozițiile respective distanțate în care pistoanele adiacente formează volume de cameră de lucru minime, astfel, încât

135 fiecare gaură de intrare se deschide succesiv într-o relație de timp constantă spre o cameră de lucru în expansiune, iar fiecare gaură de ieșire se deschide succesiv într-o relație de timp constantă spre o cameră de lucru în contracție;

pistoanele fiind de profil parțial circular având fiecare un inel de etanșare plasat în jurul porțiunii circulare angajându-se cu peretele cilindrului toroidal fix și o altă etanșare ce se 140 angajează cu porțiune de rotor opusă, ce se găsește în deschiderea de acces inelară; niște rotoare juxtapuse se extind în deschiderea de acces inelară incluzând operativ cilindrul toroidal, pistoanele sprijinindu-se pe și extinzându-se în afara rotoarelor juxtapuse corespunzătoare, iar arborele conductor are un buton de manivelă care deviază din axa cilindrului toroidal, fiind dispus între lagărele principale și susținând un element planetar ce 145 se rotește în jurul lui și angrenează cu niște elemente conducătoare complementare fixe

RO 117931 Β asociate ansamblului de cameră cilindrică, astfel, încât rotatia arborelui conducător determină antrenare în rotație a elementului planetar în jurul butonului de manivelă cu o viteză prestabilită în raport cu arborele conducător, iar fiecare rotor susține un știft conducător ce deviază din axa arborelui conducător, fiind dispus cu axa sa longitudinală paralelă cu axa arborelui conducător extinzându-se într-o deschidere radială corespunzătoare plasată 150 simetric față de elementul planetar, știftul conducător al fiecărui rotor blocat de la elementul planetar de către un alt rotor trecând printr-o fereastră din fiecare rotor blocat spre o deschidere corespunzătoare din elementul planetar; arborele conducător având un lagăr intermediar pe care se montează rotoarele, care este concentric cu axa arborelui conducător și plasat între lagărele principale; arborele conducător are un lagăr intermediar concentric cu 155 axa sa, plasat intermediar față de lagărele principale, sprijinind o pereche de rotoare juxtapuse pentru a se roti în jurul axei arborelui conducător, rotoare ce se extind în deschiderea de acces inelară și includ operativ cilindrul toroidal, iar pistoanele se sprijină și se extind în afara respectivelor rotoare juxtapuse, arborele conducător având niște butoane de manivelă care deviază de la axa cilindrului toroidal și sunt dispuse între lagărele intermediare și unul 160 dintre lagărele principale, fiecare buton de manivelă sprijinind un element planetar pentru a se roti în jurul său, angrenând cu niște elemente conducătoare fixe asociate ansamblului de cameră cilindrică, astfel, încât rotația arborelui conducător determină conducerea în mișcarea de rotație la unison a elementelor planetare în jurul butoanleor de manivelă respective la o viteză de rotație prestabilită în raport cu arborele conducător, iar fiecare rotor 165 sprijină un știft conducător ce iese în afara lagărului intermediar, dispus cu axa sa longitudinală paralelă cu axa arborelui conducător, știfturile conducătoare extinzându-se într-una dintre o pereche de fante radiale diametral opuse care îi corespunde, formate în fiecare element planetar știfturile conducătoare din fiecare rotor trecând printr-o fereastră din celălalt rotor spre fanta aferentă din unul din elementele planetare. 170

Față de cele de mai sus, prezentată invenției, într-un aspect al său, constă mai pe larg într-un aparat rotativ cu deplasare pozitivă de tipul celor având un cilindru toroidal format într-un ansamblu al cavității cilindrilor în jurul unui arbore conducător cu axa sa concentrică cu axa cilindrului de formă toroidală și cuplat la ansambluri rotor -juxtapuse având pistoane în cilindrul de formă toroidală, astfel, încât rotația arborelui conducător induce rotația rotorilor 175 într-un mod care determină pistoanele să se deplaseze spre și înafară unul de altul în timpul rotației lor, formând între ele camere de lucru ce se lărgesc și se micșorează în cilindrul toroidal și niște orificii de admisie și evacuare ce se extind prin ansamblul camerei cilindrilor pentru intrarea și ieșirea fluidului în și, respectiv, din camerele de lucru în care mijloacele de cuplare a pistoanelor în cilindrul de forma toroidală la arborele conducător includ: 180

- niște mijloace de cuplare a unui ansamblu rotor la arborele conducător;

- un buton de manivelă ce iese din arborele conducător;

- un element planetar antrenat în rotația în jurul butonului de manivelă la o viteză de rotație față de arborele conducător, astfel, încât acest element se sprijină pe butonul de manivelă pentru o mișcare epiciclică în jurul arborelui conducător; 185

- o legătură de antrenare directă între celălalt ansamblu rotor și elementul planetar care iese din axele lor, astfel, încât viteza unghiulară diferențială a legăturii de antrenare directă în jurul axei arborelui conducător, rezultând din mișcarea ei epiciclică, determină pistoanele numitului ansamblu rotor pe măsură ce se rotește în jurul arborelui conducător.

Arborele conducător se poate roti în aceiași sens cu ansamblul rotor, dar în cele mai 190 multe aplicații ca motor cu combustie internă se preferă ca arborele conducător să fie forțat să se rotească în sens invers față de ansamblul rotor, astfel, încât viteza de rotație a ansamblurilor rotor să fie redusă față de viteza de rotație a arborelui conducător.

RO 117931 Β

Mijlocul de antrenare în rotație a elementului planetar în jurul axei sale poate include 195 un lanț sau o curea dințată trecând de pe o roată de lanț/rolă condusă, montată pe elementul planetar concentric cu axa de mișcare și în jurul unei roți/role conducătoare montată pe ansamblul camerelor cilindrului. Ca alternativă, mijlocul de antrenare poate include o roată montată pe elementul planetar și angrenând la interior sau exterior sau indirect printr-un tren de roți dințate cu o roată dințată solară/inelară fixată de ansamblul camerei cilindrului. Astfel, 200 elementul planetar se poate roti cu o roată planetară condusă de la o roată solară fixă coaxială cu arborele conducător pentru a se roti în aceeași direcție ca și ansamblurile rotor.

într-o formă preferabilă, elementul planetar se rotește cu o roată planetară condusă de la o roată inelară coaxială cu arborele conducător, astfel, încât acesta din urmă se rotește în sens contrar ansamblurilor rotor.

205 Elementul planetar poate fi sub forma unei piese lob determinată să se deplaseze epiciclic în raport cu axa arborelui conducător și cooperând direct cu ansamblul camerei cilindrului. De exemplu, în varianta 8 pistoane, elementul planetar poate fi o piesă cu 6 lobi ce antrenează la exterior cu o porțiune de camera cu 8 lobi.

De preferință, arborele conducător se extinde prin ansamblurile rotor și se montează 210 rotativ în legare în ansamblul camerelor de cilindru la marginile opuse ale ansamblulrilor rotor. Elementul planetar poate fi constrâns poate a se roti în jurul axei arborelui conducător în sprijinirea lui pe un traseu format în ansamblul de sprijin, extinzându-se în jurul arborelui conducător sau pe un montaj de tip manivelă rotitor în jurul axului arborelui conducător. De preferință, totuși arborele conducător este sub forma unui arbore cotit formând un buton de 215 manivelă intermediar montajelor sale în ansamblul camerei cilindrului, iar elementul planetar se sprijină pe butonul de manivelă ce iese din acesta. în continuare, se preferă ca arborele conducător să fie format cu un ax intermediar flotant pe care se montează ansamblurile rotor.

Se preferă totodară ca legătura de antrenare directă să fie un știft conducător 220 amplasat fix, fie în elementul planetar, fie în celălalt ansamblu rotor, care este culisant în celălalt pentru a permite o mișcare epiciclică a elementului planetar și astfel transferul de sarcină între știftul conducător amplasat fix și elemntul planetar sau fiecare ansamblu rotor se efectuează prin transferul sarcinilor pe un traseu de sarcină aproape direct prin conexiunea culisantă la aceste elemente. Aceasta înseamnă că transferul de sarcină se 225 efectuează fără necesitatea unei legături sau mecanism interpus și poate fi deci mai robust, mai simplu, compact și sigur. De asemenea, conexiunea de antrenare directă permite ca toate construcțiile metalice să fie împinse înaintea cilindrului coroidal al cărui diametru este limitat în proporții sensibile de capacitatea motorului fără sacrificarea rezistenței și durabilității.

230 într-o formă preferată, elementul planetar este sub forma unui jug conducător ce se rotește în jurul butonului de manivelă având mijloace de lunecare de fricțiune joasă extinzându-se în afara butonului fiind angajate direct cu știftul conducător, astfel, încât transferul de sarcină între știftul conducător și elementul planetar se face de-a lungul unui traseu de sarcină substanțial direct printr-o asamblare de tip culisa (prin alunecare) cu 235 elementul planetar.

Mijlocul alunecător poate asigura un traseu de culisare neliniar dacă se dorește dar, de preferință, el se extinde radial înafara butonului de manivelă.

Mijlocul alunecător include în mod avantajos o fantă ce se extinde radial în jugul conducător și un bloc culisant ce alunecă liber de-a lungul fantei, purtând un știft conducător 240 ce se extinde axial și se angajează cu celălalt ansamblu rotor. De preferabil, blocul culisant se amplasează într-o fantă având un profil parțial circular fiind ținut captiv în fanta respectivă, iar într-o formă preferată este confecționat din material de fricțiune joasă cum ar fi, materialul

RO 117931 Β ceramic. Dacă se dorește, știftul conducător ar putea angaja direct într-o fantă sau gaură secționată dreptunghiulară. în plus, știftul conducător ar putea fi dintr-o bucată cu blocul culisant și/sau ansamblul rotor, dar în mod adecvat, știftul conducător este un știft separat 245 amplasat cu posibilități de rotire în blocul culisant sau ansamblul rotor.

Unul dintre ansamblurile rotor poate fi cuplat la arborele conducător pentru a se roti cu o viteză unghiulară relativ constantă, astfel, încât numai celălalt ansamblu rotor oscilează față de primul pentru a forma o cameră de lucru variabilă. Totuși, se preferă ca ambele ansambluri rotor să fie cuplate la arborele conducător într-un mod corespunzător. 250 într-un motor cu combustie internă, conform cu prezența invenție, se preferă ca pistoanele din ansambluriel rotor respective să funcționeze alternativ ca pistoane active sau reactive. Pentru a se atinge aceleași sarcini dinamice pentru fiecare ansamblu rotor atunci când sunt în fazele lor activă sau reactivă se preferă ca fiecare jug conducător să fie format având mijlocul alunecător respectiv, în extindere radială în afara laturilor opuse pe diagonala 255 ale butonului de manivelă, iar știftul său conducătorul să angajeze un ansamblul rotor respectiv. Aceasta va determina ca vitezele unghiulare diferențiale ale știfturilor de antrenare opuse să deplaseze pistoanele active în mod ciclic înafara pistoanelor reactive în timpul unui ciclu de inducție sau expansiune și simultan în mod ciclic spre pistoanele reactive în timpul ciclului de compresiune sau evacuare. 260

De asemenea, aranjarea mijlocului de cuplare, astfel, încât rotoarele cuplate să fie antrenate identic și în afara fazei are avantajul menținerii unui echilibru de inerție a componentelor precum și al asigurării echivalenței caracteristicilor fizice pentru toate fazele ciclului. Această situație este stimulată și de acțiunea rezultantă aproape sinusoidală a rotoarelor. Pentru a asigura un motor mai robust știfturile de antrenare se pot extinde prin 265 ansamblurile rotor pentru cuplarea directă cu jugurile de antrenare corespondente montate pe părțile opuse ale ansamblurilor rotor. în mod adecvat, porțiunile de cameră formează fiecare o porțiune complementară laterală a camerei toroidale și o porțiune respectivă a deschiderii inelare de acces la aceasta. Totuși, aceasta deschidere de acces ar putea fi formată, dacă se dorește, într-o porțiune a camerei. 270

Numărul de pistoane pentru fiecare rotor al aparatului rotativ cu deplasare pozitivă poate varia de la un minim de unul pentru fiecare rotor. Motorul poate funcționa ca o mașină de tipul celui cu două curse/cicluri sau cu patru curse/cicluri. De preferință, fiecare pereche de rotoare are cel puțin un număr de pistoane care corespunde numărului de cicluri al tipului respectiv de mașină, cu creștere a numărului de pistoane ca multiplu al acestui număr de 275 cicluri, pentru fiecare pereche de rotoare. Aceasta înseamnă că pentru un motor de tipul celui cu două curse/cicluri numărul total de pistoane poate fi 2, 4, 6, 8 etc., în timp ce un motor de tipul celui cu patru curse/cicluri, 4, 8, 12, 16, etc. Se preferă, de asemenea, ca blocul orificiilor de aspitație și evacuare să cuprindă pentru fiecare număr minim preferat de pistoane pentru tipul de motor un orificiu de aspirație și unul de evacuare, în mod adecvat, 280 pistoanele pentru fiecare ansamblu rotor sunt dispuse echidistant în jurul porțiunii exterioare a rotoarelor respective.

Se mai preferă, de asemenea,ca motorul să funcționeze ca o mașină de tipul celui cu patru curse/cicluri având ansamblurile rotor antrenate în sens contrar celui al arborelui cotit cu o viteză medie de rotație egală cu o treime din aceasta, ca fiecare rotor să aibă un 285 corp ce se extinde în deschiderea interioară a cilindrului toroidal și etanșează și patru pistoane dispuse la distanțe egale în jurul porțiunii exterioare a corpului de rotor și ca blocul orificiilor de aspirație și evacuare să curpindă o pereche de orificii de aspirație diametral opuse și o pereche de orificii de evacuare diametral opuse și ca orificiile respective de aspirație și evacuare să fie dispuse în perechi de orificii adiacente unele de altele și adiacent 290 poziției pistoanelor atunci când sunt dispuse unul lângă altul.

RO 117931 Β într-o variantă preferată mijlocul de acces este o deschidere inelară în jurul interiorului porțiunii de perete a cilindrului, iar rotoarele sunt aranjate unul lângă altul extinzându-se în deschidere pentru a o etanșa operațional și a sprijinii pistoanele corespunzătoare în cilindru. Deschiderea și rotoarele pot fi asimetrice în raport cu un plan central conținând linia toroidală centrală a cilindrului, dar de preferință, aceste repere sunt simetrice față de planul respectiv. Configurația de secțiune transversală a camerei toroidale este în mod avantajos circulară dar poate fi și pătrată, triunghiulară, sau într-o altă formă, după dorință.

De preferință, ansamblurile rotor sunt dispuse substanțial central în ansamblul camerelor de cilindru și sprijinite pentru a se roti pe un fus central al unui arbore cotit care are niște butoane de manivelă în linie, la părțile opuse ale fusului central pentru a sprijini părțile distanțate ale elementelor planetare aliniate, iar ansamblurile rotor sprijină știfturile de antrenare ce se extind din părțile opuse ale ansamblului rotor prin ansamblul rotor adiacent, spre fiecare element planetar. în varianta cu patru pistoane pe rotor se pot utiliza rotoare identice, dar opuși având știfturile de antrenare îndoite cu 22,5° față de o linie ce se extinde între pistoanele opuse. Amplasarea radială a știfturilor de antrenare poate fi o asemenea variantă pentru a se asigura variații în deplasările relative ale pistoanelor din ansamblurile rotor respective.

Deschiderea orificiilor de intrare și a orificiilor de evacuare poate fi temporizată prin supape ciupercă sau ceva asemănător, dar, de preferință, orificiile de aspirație și evacuare sunt formate în peretele cilindrului și sunt temporizate prin lungimea lor arcuită asigurând o comunicație selectivă cu camerele de lucru.

Orificiile pot fi formate într-o porțiune de cameră, dar, de preferință, orificiile de aspirație se formează într-o porțiune a camerei, iar orificiile de evacuare în cealaltă porțiune de cameră. în mod avantajos, orificiile ies din pereții laterali opuși ai cilindrului toroidal, dar dacă se dorește ele pot ieși la orice unghi sau radial, fie dintr-unul sau ambele ansambluri de camere de cilindru pentru a putea permite ca grupurile unor astfel de ansambluri să fie grupate unul lângă altul în scopul formării unui motor ce are cilindri toroidali, multipli angajați în jurul unui ansamblu comun al arborelui cotit.

Este, de asemenea, preferabil ca într-un motor adevărat aplicațiilor de viteză mică și cuplu mare cum sunt cele destinate a dota vehicule commuter, acest motor să fie astfel format, încât raportul orificiu/cursă să fie, de la 1 la 3 sau 1 la 4 pentru ca procesul combustie/destindere să asigure o extracție de putere mărită și să minimalizeze pierderile de energie. în mod avantajos această situație se realizează într-un motor având un diametru de gaură de cilindru din domeniu, de la 1/4 la 1/3 din raza toroidală.

în mod avantajos raza toroidală este, între 6 la 10 ori mai mare decât gabaritul butonului de manivelă, iar știftu! conducător este decalat de pe axul arborelui cotit la o distanță cuprinsă între trei și cinci ori gabaritul butonului de manivelă. într-o variantă preferată cu patru pistoane per rotor, știfturile de antrenare sunt situate față de axul arborelui cotit la o distanță de patru ori mai mare decât cea dintre butonul de manivelă și acul arborelui cotit, iar axa toroidală este distanțată de axul arborelui cotit cu un spațiu de 8 ori mai mare decât spațiul dintre axa toroidală și butonul de manivelă.

în mod alternativ, un motor pentru aplicații cu performanțe de înaltă viteză având 12 sau 16 pistoane pentru fiecare pereche de rotoare,de exemplu, poate fi format cu o rată gaura/cursa în domeniul 1/1 sau 1/2.

într-un alt aspect, invenția constă în principal, într-un motor toroidal de combustie internă de tipul celor care au un cilindru toroidal format într-un ansamblu de camere de cilindru în jurul unui ansamblu de arbore conducător, sprijinit pentru a se roti în jurul unei axe concentrice ca axa cilindrului toroidal și cuplat la niște mijloace de cuplare, astfel, încât

RO 117931 Β rotația arborelui conducător determină postoanele să se deplaseze ciclic unul spre altul sau unul în afara altuia și invers, formând camere de lucru ce se măresc sau se micșorează în cilindrul toroidal și niște orificii de intrare și orificii de ieșire ce se extind prin ansamblul camerelor de cilindru pentru intrarea și ieșirea fluidului spre și din camerele de lucru în care:

- arborele conducător este determinat să se rotească în sens contrar față de ansam- 345 blurile rotor, astfel ca viteza de rotație a ansamblurilor roror să se reducă, comparativ cu viteza de rotație a ansamblurilor rotor.

într-un motor cu combustie internă toroidal adaptat pentru echiparea unui autoturism de capacitate medie destinat rulării pe autostrăzi confortabile este preferabil ca la 100 km/h, viteza medie a pistoanelor să fie menționată la p valoare de ordinul a 1100 picioare pe minut 350 (fmp) care, pentru un motor având o rază toroidală de linie centrală cuprinsă, între 150 și 200 mm, are ca rezultat o viteză de rotație a ansamblurilor rotor de circa 300 RPM (rot/min).

Aceasta se realizează în mod preferabil prin configurarea motorului, astfel, încât arborele conducător să se rotească de trei ori mai repede decât ansamblurile rotor, adică la circa 900 RPM. Această viteză a arborelui de ieșire se obține folosind o rată finală de 355 antrenare de 1:1. Proporții similare vor exista și pentru vehicule mai mici. Aceasta înseamnă că, diametrele de roți mai mici se corelează cu cilindri toroidali mai mici având ansambluri rotor ce se rotesc la viteze mai mari pentru aceeași viteză a pistonului.

încă un alt aspect al invenției, constă în linii mari,dintr-un motor toroidal cu combustie internă de tipul celor având un cilindru toroidal format într-un ansamblu de cameră de cilindru 360 în jurul unui ansamblu de arbore conducător sprijinit pentru a se roti în jurul unei axe concentrice cu axa cilindrului toroidal și cuplat cu ansamblul rotor, opus axial, ce sprijină niște pistoane în cilindrul toroidal printr-un mijloc de cuplare, astfel, încât rotația arborelui conducător determină pistoanele să se deplaseze ciclic unul spre altul sau să se depărteze unul de altul și invers, formând între ele niște camere de lucru în aspirație și evacuare care 365 se extind prin ansamblul camerei de cilindru pentru intrarea și ieșirea fluidului în și din camerele de lucru și în care elementul de cuplare a pistonașelor în cilindrul de formă toroidală, la arborele conducător include:

- un mijloc conducător pentru cuplarea unui ansamblu rotor la arborele conducător;

- un buton de manivelă ce se decalează din arborele conducător; 370

- un element planetar acționat în rotație în jurul butonului de manivelă la o viteză de rotație prestabilită față de arborele motor, astfel ca elementul planetar se sprijină pe butonul de manivelă pentru o mișcare epiciclică în jurul arborelui conducător, iar arborele conducător este sub forma unui arbore cotit ce se extinde prin ansamblul de cameră de cilindru formând butonul de manivelă intermediar montajelor sale din ansamblul de cilindru, iar elementul 375 planetar se sprijină pe butonul de manivelă decalat.

încă într-un aspect al său, invenția constă în linii mari într-un aparat rotativ cu deplasare pozitivă de tipul celor având un cilindru toroidal format dintr-un ansamblu de cameră de cilindru în jurul unui arbore conducător sprijinit pentru a se roti în jurul unei axe concentrice cu axa cilindrului de formă toroidală și cuplat la ansambluri rotor opuse axial, ce sprijină niște 380 pistoane în cilindrul de formă toroidală printr-un mijloc de cuplare, astfel, încât rotația arborelui conducător determină pistoanele să se miște ciclic unul spre altul sau unul în afara altuia și invers, formând între ele niște camere de lucru ce se măresc și se contractă în cilindrul toroidal și un mijloc al orificiilor de admisie și evacuare ce se extind prin ansamblul camerei de cilindru pentru intrarea și ieșirea fluidului în și din camerele de lucru și în care: 385

- ansamblul camerei de cilindru include porțiuni din camera respectivă, opuse, care se extind de-a lungul planului central al cilindrului toroidal;

- ansamblu arborelui conducător se extinde între porțiunile de cameră și se angajează în rotație cu respectivele porțiuni de cameră prin încărcarea capetelor opuse ale arborelui conducător axial în porțiunile de cameră opuse din interiorul acestora și în care: 390

RO 117931 Β

- elementul de cuplare cuprinde componente care pot fi asamblate operativ peste arborele conducător, de la unul sau respectivele capete opuse ale acestuia prin interangajarea componentelor într-o direcție axială, astfel, încât aparatul rotativ cu deplasare pozitivă poate fi ușor asamblat prin adăugarea succesivă de componente în direcție axială în 395 angajarea funcțională una cu alta.

De preferință, arborele conducător se formează ca un arbore cotit, în care elementul de cuplare include un jug conducător rotitor cu o roată planetară în jurul unui ansamblu buton de manivelă al arborelui cotit, având roata planetară angrenată cu roata inelară internă fixată la porțiunea de cameră adiacentă, concentrică cu axa arborelui cotit. Jugul conducător 400 poate include o fantă ce se extinde radial, în care se potrivește un bloc culisant înainte de asamblarea jugului conducător pe axul conducător. într-un astfel de aranjament blocul culisant se asociază în mod avantajos cu un știft conducător ce se extinde pe direcția ansamblului în angrenare cu un ansamblu rotor.

De asemenea, pentru a facilita asamblarea prin încărcarea componentelor în direcția 405 de asamblare este preferabil ca jugul conducător să fie antrenat de o roată planetară fixată la jugul conducător pentru a se roti acolo și a se angrena cu o roată dințată inelară fixată de cameră, având axa sa coaxială cu arborele conducător.

în alt aspect al său, invenția constă pe larg într-un motor cu combustie internă incluzând:

410 - un ansamblu de cameră de cilindru având un cilindru de formă toroidală și o deschidere inelară de acces spre cilindru;

- un ansamblu de arbore conducător sprijinit în ansamblul camerei de cilindru pentru a se roti în jurul unei axe de arbore cotit concentric cu axa cilindrului de formă toroidală sprijinind un ansamblu de buton de manivelă, având axa sa decalată din axa arborelui cotit; 415 - un element planetar se sprijină pe ansamblul buton de manivelă pentru a se roti în jurul acestuia;

- o pereche de ansambluri rotor ce se jucstapune cu elementul planetar și se sprijină pentru a se roti în jurul unei axe concentrice cu axa cilindrului de formă toroidală, fiecare ansamblu rotor incluzând o porțiune de corp ce sprijină pistoanele, numărul total de pistoane 420 pentru fiecare pereche de rotoare fiind un multiplu de 4, pistoanele fiind dispuse echidistant în jurul porțiunilor de corp ale rotoarelor respective și angajate etanș cu cilindrul, fiind deplasabile în jurul acestuia, fiecare porțiune de corp extinzându-se în deschiderea de acces pentru a închide operativ cilindrul toroidal;

- element de cuplare între elementul planetar și ansamblurile rotor, astfel, încât 425 rotoarele cuplate și elementul planetar sunt purtate în jurul axei arborelui cotit, iar rotația elementului planetar în jurul butonului de manivelă determină ansamblurile rotor să se deplaseze defazat unul față de altul, iar pistoanele să se deplaseze ciclic unul spre altul și invers formând camere de lucru ce se extind și se reduc între niște volume de cameră de lucru, maxime și minime;

430 - element al orificiilor de aspirație evacuate ce se extind prin ansamblul camerei de cilindru pentru intrarea și ieșirea fluidului în și spre cilindru, element de orificii ce cuprinde pentru fiecare din cele patru pistoane un orificiu de intrare și un orificiu de ieșire;

- orificiile de aspirație și de evacuare sunt dispuse în poziții în care pistoanele adiacente formează volume minime ale camerei de lucru;

435 - element conductor pentru rotirea elementului planetar în jurul arborelui cotit la o viteză de rotație relativa, astfel, încât elementul orificiilor de intrare deschide succesiv, într-o relație temporară constantă, calea spre o cameră de lucru în expansiune, iar elemntului orificiilor de evacuare deschide sucesiv, într-o relație temporară constantă, calea spre o cameră de lucru aflată în compresie.

RO 117931 B

De preferință, motorul cu combustie internă include un element planetar duplicat 440 montat pe încă un buton de manivelă, în linie pe partea opusă a ansamblurilor rotor și mijlocul ce cuplează elementul planetar duplicat la ansamblurile rotor. Se preferă totodată, ca motorul cu combustie internă să aibă ansamblul camerei de cilindru format ca o cameră despicată de-a lungul planului central care cuprinde linia centrală toroidală a cilindrului, pentru a forma niște părți de cameră opuse care sunt distanțate de-a lungul unei porțiunii 445 interioare a ansamblului camerei de cilindru pentru a forma deschiderea inelară de acces, elementele planetare fiind sprijinite la distanță unele de altele,pe butoanele de manivelă respective coaxiale, pentru a se roti în jurul acestora, iar mijlocul de cuplare care include elementul culisant respectiv asociat cu elementele planetare, are culisele diametral opuse în angrenare cu ansamblurile de știft de antrenare respective, care se extind paralel cu axa 450 arborelui cotit și din părțile opuse ale fiecărui ansamblu rotor, spre fiecare element planetar.

Invenția va fi prezentată în continuare, în legătură cu fig.1...20, care reprezintă:

- fig. 1, vedere din față a motorului;

- fig. 2, vedere din spate a motorului;

- fig. 3,secțiune longitudinală prin ansamblul cameră de cilindru; 455

- fig. 4, secțiune longitudinală prin ansamblul arbore cotit;

- fig. 5, vedere din față a unui rotor cu pistoane;

- fig. 6, vedere de față a rotoarelor opuse cu pistoanele în relație funcțională și ilustrată cu rotoarele hașurate diferit pentru claritate;

- fig. 7a, vedere laterală a ansamblului știft conducător și bloc de lagăr; 460

- fig. 7b, vedere de sus a ansamblului știft conducător și bloc de lagăr;

- fig. 8, secțiune transversală printr-un ansamblu rotor;

- fig. 9a, vedere din față ale unui element planetar;

- fig. 9b, vedere de sus ale unui element planetar;

- fig. 9c, vedere laterală a unui element planetar; 465

- fig. 10, vedere laterală a elementelor planetare distanțate sprijinind un știft de antrenare și roată dințată inelară;

- fig. 11, vedere laterală a elementului planetar și a roții dințate inelare cu legătură dintre ele;

- fig. 12, secțiune transversală prin zona de etanșare a ansamblurilor rotor în 470 camerele de cilindru;

- fig. 13, secțiune longitudinală prin motor;

- fig. 14 a, b, c, d, e, f, g, h, i, k, I, m, n, o, p, q,r, s, t, u, v, w, x, y, z, aa, bb, cc, dd, θθ, ff, gg desene ilustrând poziții secvențiale ale camerelor de lucru ale motoarelor în timpul unui ciclu; 475

- 15, secțiune transversală printr-o variantă a ștuftului conducător care încorporează un lagăr sferic potrivit cu ansamblul rotor;

- fig. 16, vedere laterală a două ansambluri rotor cuplate pentru un singur element planetar sau motorul industrial ușor cu știftul conducător asociat și blocurile de lagăre;

- fig. 17, secțiune transversală printr-un motor industrial ușor sau cu mecanism 480 singular;

- fig. 18, vedere din față a unui motor industrial ușor sau cu mecanism singular;

- fig. 19, secțiune transversală printr-un motor cu 2 cilindri având perechea de rotori din spate defazată în desen cu 90°,pentru scopuri demonstrative;

- fig. 20 schema fluxului de sarcină care produce moment de rotație în arborele 485 motor.

RO 117931 Β

Motorul, conform invenții, este constituit (fig.1) dintr-o porțiune frontală de camera 22 de cilindru a unui motor 20, care are două orificii de intrare 24, de aspirație, două bujii 25 montate în două locașuri de bujii 26, o serie de nervuri radiale de ranforsare 27 și un capac 490 frontal de contragreutate a arborelui motor 28 (hașurat). Porțiunea frontală de cameră 22 de cilindru este fixată printr-o serie de bolțuri periferice 29, la porțiunea din spate.de cameră 23 de cilindru (fig.2). Porțiunea frontală de cameră 22 de cilindru are, de asemenea,un aranjament pentru o pompă de ulei 30 condusă de o roată de curea de arbore motor 31 și o curea dințată 32. Pompa de ulei 30 este alimentată printr-o galerie de ulei 33 dintr-o baie 34, 495 iar uleiul din baia 34 poate fi drenat printr-un bușon 35.

Un bușon de răcire 36 este, de asemenea, situat la cel mai de jos punct de pe cămașa camerei de apă.

Conform fig.2, porțiunea din spate 23 a camerei cilindrului de motor are două orificii de ieșire 37 și un aranjament 38 de adaptare a elementelor conduse. Un volant 39 (hașurat) 500 este prezentat fiind fixat prin bolțuri la ansamblul arborelui cotit 40.

Conform fig.3 ansamblul camerei de cilindru 21 se formează prin fixarea cu bolțuri a porțiunilor de cameră 22 și 33. Ansamblul de cameră 21 formează un cilindru toroidal 41 și o deschidere inelară 58 în jurul feței sale interioare ce se deschide în interiorul unei camere 59. Deschiderea inelară 58 este formată simetric în jurul planului conținând linia 505 centrala toroidală 60 și între fețele circulare 61 opuse și distanțate ale porțiunilor de cameră 22 și 23.

Lagărele principale 62 și fețele laterale interioare de sprijin 63 sunt amplasate central în porțiunile de cameră de cilindru frontală și posterioare22 și 23, în timp ce fețele de sprijin laterale a rotorului 64 sunt amplasate pe laturile deschiderii inelare 58.

510 O etanșare de combustie 65 și o altă etanșare 66 sunt amplasate între porțiunile de cameră de cilindru 22 și 23. Garnitura 65 este situată între cilindrul toroidal 41 și cămașa de apă 42 pentru a preveni scurgerea gazului de combustie, iar garnitura 66 este situată între cămașa de apă 42 și exteriorul camerei de cilindru 21, pentru a preveni scurgerea agentului de răcire spre exteriorul motorului sau la porțiunea inferioară a motorului în baia de ulei.

515 Intrarea apei 68 se situează la capătul de sus al porțiunii posterioare a camerei de cilindru 23 în timp ce ieșirera apei 69 spre radiator se situiază la capătul de sus al porțiunii frontale a camerei de cilindru 22. Uleiul din baia 34 se drenează prin gaura de drenare a uleiului 43.

Conform fig.4, ansamblul de arbore cotit 40 este o piesă multiplă conținând un arbore 520 cotit 70 cu două butoane pentru manivelă 51, două porțiuni centrale de rotor 49 și două elemente principale de lagăr mobile 44. Ansamblul de arbore cotit 40 încorporează roata de curea frontală 71, contragreutatea frontală 72 și volantul dotat cu contragreutate 73, fiecare element principal de lagăr 44 are o gaură conică 74 pe care se plasează o porțiune corespunzătoare 75 din capătul butonului de manivelă 51. Elementul principal de lagăr 44 525 se aliniază cu o pană 76 și este fixat uneori cu un bolț de reținere 77 pe capătul porțiunii 75 din butonul 51.

Aceste elemente mai încorporează niște fețe de lovire 78 pentru controlul flotării finale a ansamblului de arbore cotit 40 în ansamblul camerei de cilindri 21 și niște fețe de lovire 79 pentru controlul flotării finale a elementului planetar 50 (conform fig. 9). Ansamblul 530 arborelui cotit 40 amplasat în ansamblu camerei de cilindru 21 se sprijină pe niște lagăre principale 62 (conform fig.2). Alimentarea cu ulei a lagărelor se face printr-o galerie principală centrală 80 din arborele cotit 70 și continuată prin găuri transversale spre elementele de lagăr 44, porțiunile de rotor 49 și butoanele manivelă 51.

RO 117931 B

Conform fig.5, fiecare ansamblu de rotor are patru pistoane 47 care sunt simetrice față /spate, sprijinite la baza lor de o flanșă exterioară 46. Fiecare rotor 45 conține un tub 81 535 al știftului de antrenare distanțat spre interior de flanșa exterioară 46 si are o deschidere arcuită 82 formată diametral opus tubului 81.

Tubul 81 este înclinat cu 22,5° față de linia diametrală comună 83 a unei perechi opuse de pistoane pentru a permite pistoanelor din ansamblurile rotor cu care sunt în contact să se plaseze în serie în jurul cilindrului toroidal 41 (conform fig.3) și să oscileze spre și în 540 afară, unul față de altul, pe suprafața de sprijin 84 a butucului de sprijin 85. Masa ansamblului rotor 45 este redusă printr-o serie de ferestre 86.

Așa cum se ilustrează în fig. 6 deschiderea arcuită 82 din rotorul 45A găzduiește tubul 81 al rotorului corespunzător opus 45B, atunci când este în contact cu acesta. Această deschidere 82 permite rotoarelor în contact 45, hașurate diferit pentru claritate să oscileze 545 unul față de altul în limitele degajărilor 82.

Conform fig.7, fiecare știft conducător 56 sprijină un bloc de lagăre 57 la capetele sale opuse și fiecare bloc de lagăre 57 are o suprafață exterioară de lagăr principal cilindric 87.

Conform fig.8, pistoanele 47 sunt montate pe flanșa exterioară 46 a ansamblului rotor 550 45, având centrele lor într-un plan ce conține suprafața interioară 88 a fiecărui ansamblu rotor 45, astfel, încât ele se extind în spatele suprafeței interioare 88. Un știft conducător 56 respectiv, de antrenare se extinde prin tubul 81 al ansamblului rotor 45 și sprijină un bloc de lagăre 57, la fiecare din capetele sale. Știftul conducător 56 și blocurile de lagăre 57 se combină cu ansamblul rotor 45 pentru a deveni ansamblul de rotor operativ 89. 555

Conform fig.9, elementul planetar 50 se formează cu niște juguri alunecătoare diametral opuse având fiecare niște suprafețe de alunecare parțial cilindrice 55 sprijinite de niște flanșe parțial circulare 90 ce se extind în jurul butucului de lagăr 91. Suprafețele de alunecare 55 se extind în afară în vecinătatea butucului 91 și se termină în niște capete deschise distanțate 92 ale jugurilor 54. Elementul planetar 50 încorporează o roată planetară 560 52 pe capătul său exterior și are niște fețe de lovire 93 la fiecare capăt al butucului de lagăr 91.

Conform fig. 10 se ilustrează cum știftul conducător 56 cuplează elementele planetare 50 prin blocurile de lagăr 57 ce alunecă pe fețele de lagăr 55 ale elementelor planetare 50 corespunzătoare. Fețele de lagăr părțial cilindrice 87 ale blocurilor de lagăre permit o 565 deflecție axială a știftului conducător în timpul funcționării.

Fig.11 ilustrează elementul conducător de roată dințată pentru a roti elementul planetar 50 în jurul axei sale pe orbită, prin roata planetară 52 spre roata inelară 53. Se poate vedea că axa orbitei este linia centrală a butonului de manivelă în jurul căreia elementul planetar 50 se poate roti liber. 570 în fig. 12 se ilustrează aranjamentul de etanșare a ansamblului rotor. Pistoanele 47 se etanșează în cilindrul toroidal 41 prin inele de piston convenționale 94, care se extind în niște caneluri de inel 95, în jurul pistoanelor 47 din flanșele exterioare 96A și 96B ale rotorilor 45. O porțiune de capăt a fiecărui inel de piston împinge o garnitură alunecătoare 97.

De preferință, garnitura 97 este cilindrică având fețele de contact arcuite în forma 575 corespunzătoare razei de curbură a suprafeței exterioare a rotorului și este apăsată în angajament de ștergere cu marginea expusă 99 a rotorului adiacent 45 de un arc 100.

în mod alternativ, inelul de piston 94 este astfel profilat pentru a forma o garnitură alunecătoare 97 care este plasată într-o prelungire 98 a canelurii de inel de piston 95 și este apăsată elastic în contact de ștergere cu marginea expusă a rotorului adiacent 45. 580

RO 117931 Β

După dorință, inelele de piston 94 pot să înconjoare complet pistoanele 47 prin niște tunele ce se extind prin rotoare la conexiunile lor cu pistoanele 47, iar inelele se întind transversal pe marginile expuse 99, care ar putea să fie curbate ca o continuare a cilindrului toroidal 41.

Niște garnituri de etanșare a combustiei sub formă de inele tronconice 101 se extind în mod elastic între fețele exterioare 96A și 96B adiacent fețele de nișe 102 din camerele de cilindru 21 și între rotoarele 45 asa cum se ilustrează prin reperul 103 în care porțiunile de bază plate 104 ale garniturilor inelare 101 se șterg una pe alta. în mod alternativ, garniturile de etanșare a combustiei sub formă de inele pot fi plasate în caneluri concentrice sau excentrice față de axa arborelui cotit din ansamblul cameră de cilindru 21 și pot fi constrânse să nu se rotească prin niște întărituri.

Pentru scopuri de izolare, în porțiunile laterale de contact ale garniturilor sunt predominant plate, așa cum se ilustrează, pentru a realiza etanșarea axială pe suprafețele respective camera / rotor. Seturi similare de garnituri inelare sunt plasate spre interiorul garniturilor sus menționate pentru camera de combustie și formează niște garnituri de ulei 105, asa cum este ilustrat. Garniturile de ulei pot încorpora garnituri cu forma de 0 pentru a facilita etanșarea.

Garniturile 101 de etanșare a combustiei sunt alimentate cu un ulei corespunzător furnizat prin niște galerii 106 asigurând alimentarea, atât a acestor garnituri, cât și a fețelor de lovire ale rotorului 108. în mod alternativ, uleiul poate fi alimentat prin injecție.

Fig.13, ilustrează în secțiune transversală motorul ansamblat. Motorul 20 cuprinde două porțiuni de cameră de cilindru opuse 22 și 23 formând cilindrul toroidal 41 parțial înconjurat de o cameră de răcire cu apă 42. Porțiunea inferioară a camerei de cilindru 21 se folosește ca baie de ulei 34.

Motorul 20 conține un ansamblu de arbore cotit 40 așezat pe elementele sale principale de lagăr 44. Două ansambluri rotor identice, dar opuse, se sprijină central între porțiunile de cameră de cilindru 22 și 23 printr-un butuc de lagăr 48 respectiv, pe un fus central 49 al ansamblului de arbore cotit 40.

Două elemente planetare identice, dar opuse, se sprijină cu posibilități de rotire pe niște butoane de manivelă 51 respectiv, ale ansamblului de arbore cotit 40. Fiecare element planetar are o roată planetară 52 încorporată în partea sa exterioară care angrenează cu respectiv una din roțile dințate inelare 53 amplasate într-o nișă din fiecare porțiune de cameră 22 și 23 concentrice cu axa arborelui cotit.

Un jug culisant 54 format integral pe partea interioară a elementului planetar 50, având niște culise diametral opuse 55, se află în angajare cu știfturile conducătoare 56, respective prin blocurile de lagăre 57, respective. Știfrurile conducătoare 56 se montează în rotoarele 45 opuse unul altuia.

Componentele se asamblează asa cum s-a menționat mai sus, astfel, încât acțiunea de forțare a unei perechi adiacente de pistoane unul în afara altuia, printr-un proces de combustie, va provoca rotirea elementului planetar 50 și traseul său corespunzător în angrenaj în jurul roții inelare 53. Mișcarea orbitală rezultată a elementului planetar 50 sprijinit pe butoanele manivelă 51 determină rotația ansamblului arborelui cotit 40.

RO 117931 Β

Fig. 14 conține 6 desene și ilustrează un ciclu complet de motor în faze de 33,75° de rotație a arborelui cotit. în motorul cu 8 pistoane ilustrat, având 4 pistoane pe fiecare rotor, un ciclu complet de motor ce acoperă pornirea și întoarcerea la poziția lor inițială a tuturor 625 componentelor, necesară revoluției rotoarelor, trei rotații ale arborelui cotit, asigurând 16 procese de combustie și expansiune. Pistoanele de pe rotorul A sunt reperate, cu A1 la A4, iar pistoanele de pe rotorul B sunt reperate, cu B1 la B4.

în timpul primelor 135° de rotație a arborelui cotit, perechile opuse respective de pistoane ale setului celor 4 pistoane A1 la A4 de pe un rotor, vor deveni active și vor avansa 630 simultan prin zonele opuse de inducție /compresie din camera toroidală.

La 67,5° de rotație a arborelui cotit, corespunzând la jumătatea cursei pistoanelor, fețele de tracțiune a unei perechi de pistoane active Al și A3, vor induce amestecul de Ti combustie în camerele de lucru din spatele lor aflate în expasiune prin orificiile de admisie /T opuse, iar suprafețele conducătoare ale acelei perechi de pistoane active A1 și A3 vor corn- 635 prima orice amestec combustibil în camerele de lucru în curs de mișcare, spre punctul de

T· aprindere.

în mod simultan, fețele de tracțiune ale celeilalte perechi de pistoane active opuse A1 și A4 vor fi forțate prin expansiunea gazelor de combustie să conducă pistoanele A2 și A4 formând niște camere de lucru, în expansiune spre orificiile de evacuare furnizând 640 puterea motorului, iar fețele conducătoare ale perechi de pistoane opuse A2 și A4 vor forma camerele de lucru în contracție spre orificiile de evacuare pentru a forța gazele de combustie remanerate ale amestecului combustibil expandat anterior în camera de lucru să se contracte prin orificiile de evacuare.

în timpul acestei rotații a arborelui cotit de 135°, atât fețele conducătoare, cât și fețele 645 de tracțiune ale pistoanelor B1 și B4 vor acționa ca fețe reactive ale camerelor de lucru în modul în care acționează fețele de închidere a cilindrului ale capetelor de cilindru din motoarele cu piston convenționale.

în timpul fazei următoare, corespunzând unei rotații a arborelui cotit, de la 135 la 270°, funcțiunile seturilor de pistoane respective se inversează, iar perechile de pistoane 650 corespunzătoare ale seturilor de 4 pistoane, de la B1 la B4 de pe rotorul B vor deveni pistoanele active și vor realiza simultan funcțiile descrise mai sus ale pistoanelor A1 la A4, care vor deveni pistoane reactive pentru camerele de lucru.

RO 117931 Β Tabelul 1 Simularea motorului

Viteza unghiulară

Rotor B

MEDIE (dec)

ΝΙΙΛΙ

MEDIE (acc)

MAX

MEDIE (dec)

MIN

MEDIE (acc)

MAX

MEDIE (dec)

Rotor A

MEDlE(acc)

MAX

MEDIE(dec)

MIN

MEDIE(acc)

MAX

MEDIE(dec)

MIN

MEDlE(acc)

Desemnarea camerei de lucru (cu limitarea fețelor pistonului)

e

IND

0. O o

Q_ Ξ O O

COMP

ING

o. X tu

0. X LU

EXP

EXH

EXH/IND

IND

ta^v z

IGN

EXP

EXH

X LU

EXH/IND

IND

COMP

IGN

6 B3;A4

EXH

EXH/IND

IND

COMP

IGN

EXP

Οχ LU

EXP

I X UJ

5 A3;B3

EXH/IND

IND

QN!

IND

COMP

IGN

CL X LU

Ο- Χ LU

EXP

EXH

EXH/IND

4 B2;A3

IND

COMP

IGN

EXP

EXH

EXH/IND

IND

3 A2;B2

IGN

Οχ LU

EXP

I X LU

EXH

EXH/IND

IND

COMP

IGN

2 B1;A2

I X UI

r X LU

EXH

EXH/IND

IND

COMP

O

EXP

X LU

EXP

EXH

1 A1;B1

EXH/IND

IND

CL Ξ O O

0. O o

COMP

IGN

EXP

CL X UJ

EXP

EXH

EXH/IND

Rotația elementelor

jug (grade)

O

-11,25

-22,5

-33,75

-45

-56,25

-67,5

-78,75

-90

-101,25

s'zn·-

-123,75

-135

-146,25

-157,5

-168,75

-180,43

Arbore cotit (grade)

o

33,75

67,5

101,25

135

168,75

202,5

236,25

270

303,75

337,5

371,25

405

438,75

472,5

506,25

540

LO LC

o in o in ό Ό MD O vo

ο 00

LC CO <o

ΙΛ O kD

RO 117931 B Tabelul 1 (continuare)

Viteza unghiulară

Rotor B

ΝΙΙΛ1

MEDIE (acc)

I MAX

| MEDIE (dec)

MIN

MEDIE (acc) |

| MAX

MEDIE (dec)

Notă: Simbolurile cuprinse in tabelul 1 au următoarele semnificații: - aspirație (admisie) - IND, - compresie (compresiune) - COMP, - explozie - IGN, - detentă (expansiune) - EXP, - evacuare - EXH.

Rotor A

MAX

MEDIE(dec)

z S

MEDIE(acc)

I MAX

| MEDIE(dec)

z

MEDIE(acc)

Desemnarea camerei de lucru (cu limitarea fețelor pistonului)

8 B4;A1

COMP

O z

CL X UJ

EXP

CL X LU

I X LU

EXH

X III

EXH/IND

Q Z

Q z

t^W 2

CL X LU

CL X iu

CL X IU

I X LU

I X UJ

T X UJ

I X UJ

EXH/IND

□ z

Q Z

COMP

z 0

6 B3;A4

I X LU

EXH/IND

Q z

o z

a z

COMP

Z 0

EXP

T X LU

5 A3;B3

a z

Q Z

Q z

Q Z

COMP

z 0

CL X LU

I X LU

ΞΕ X LU

EXH

EXH/IND

4 B2;A3

COMP

z 0

EXP

EXH

EXH/IND

Q Z

Q z

Q Z

Q z

OJ C0 ⁰⁹ ș

CL X LU

I X LU

T X IU

ΞΕ X IU

I X UJ

EXH/IND

a z

Q z

COMP

i COMP

0 z

CM Ol ί. 5

EXH

ΣΕ X LU

I X LU

EXH/ING

Q z

Q Z

CL Ξ O O

COMP

z 0

0_ X LJJ

Οχ UJ

EXH

1 A1;B1

Q Z

□ z

Q Z

Q z

COMP

CL O o

z O

EXP

CL X LU

EXH

T X LU

EXH

EXH/IND

Rotația elementelor

jug (grade)

-191,25

m CM O CM

-213,75

IO CM CM

-236,25

-247,5

-258,75

O CM

-281,25

-292,5

-303,75

LD 0?

-326,25

-337,5

-348,75

-360 (1 rotație)

Arbore cotit (grade)

573,75

607,5

641,25

m CD

708,75

742,5

776,25

O v· 00

843,75

877,5

911,25

σ>

978,75

1012,5

1046,25

1080 (3 rotații)

RO 117931 Β

Tabelul 1 detaliază modul de lucru a camerelor definite între cele 16 fețe de lucru ale pistoanelor în funcție de rotația arborelui cotit. Acest tabel arată, de asemenea, rotația relativă a rotoarelor și vitezele lor unghiulare corespunzătoare pentru pozițiile de ciclu J 710 tabelate.

Fig. 15 ilustrează forma alternativă a știftului conducător 110, având un lagăr central parțial sferic 111 montat într-o bucșă spintecată 113, astfel, încât se pot prelua variații ușoare în aliament, între blocurile de lagăre 112 din jugurile conducătoare respective neilustrate, fără crearea de dezechilibre în forțele aplicate știftului conducător 110. Conform 715 figurii, blocurile de lagăr 112 pot fi adaptate să alunece în fante cu margini drepte sau pot fi blocuri parțial sferice, ca la varianta descrisă anterior.

Fig. 16, ilustrează două ansambluri de rotor ale unui motor cu un singur element planetar sau industrial ușor. Știfturile conducătoare 116 sunt în consola ansamblurilor rotor ij- 118A și 118B pentru angajare în blocurile de lagăr 119.

720 Fig.17, ilustrează motorul industrial ușor 114 ce diferă de cel descris mai sus prin φ aceea că folosește numai un element planetar 115 cu niște știfturi conducătoare 116 în consola din ansamblurile rotor 118A și 118B pentru a se angaja în blocurile de lagăr 119. +C Astfel de motoare sunt de regulă prevăzute cu un cuplaj de ieșire de sarcină mare 120 pentru a face față șocurilor de sarcină semnificativă ce se pot produce în cuplajul 120. Astfel, 725 în acest motor arborele cotit este relativ masiv la capătul său de la cuplajul său de cuplare 120 ce se extinde în spatele lagărului principal 122 și format ca un guler de plasare 124, în scopul de a se atașa elemente conducătoare auxiliare sau discuri. Elementele de lovire 121 ale arborelui cotit controlează flotarea ansamblului arborelui cotit.

Fig.18, ilustrează, atât orificiile de admisie 130, cât și orificiile de evacuare 131 ce 730 trec prin camera frontală de cilindru 133. în cele mai multe din celelalte aspecte, motorul industrial 114 este similar celui ilustrat în fig.1...13.

în fig.19, motorul 140 este un motor cu 2 cilindri toroidali cuprinzând două bancuri de motor cu un singur cilindru toroidal ilustrat aproape în totalitate în fig.17 și 18. Totuși, arborele cotit 141 are butoanele de manivelă respective îndoite la 180°. în această variantă 735 ambele camere din capătul cilindrului 142 și 143 sunt configurate cu orificii de admisie și evacuare spre cilindrii respectivi ca și la motorul industrial din fig. 18. Orificiile din camera posterioară a cilindrului au fost rotite cu 90° în jurul axei arborelui cotit, față de camera frontală, pentru a forma un tren cu pulsații mai atenuate în vederea minimalizării,diferențelor de putere la vârf sau în regim normal.

740 Din cele de mai sus, se poate vedea că motorul descris este o versiune cu aprindere prin scânteere, răcit cu apă care lucrează pe un principiu cu 4 timpi de admisie, compresie, expansiune și evacuare. Fiecare din cele 8 camere de lucru ce se extind, între cele 16 fețe de lucru, formate de cele 8 pistoane, realizează în ordine fiecare din acești 4 timpi.

Pentru fiecare ciclu complet de motor corespunzător unei rotații a rotoarelor și la trei 745 rotații ale arborelui cotit există 16 timpi de admisie și compresie ce se produc în zone relativ reci și 16 timpi de admisie și compresie ce se produc în zone fierbinți distincte în cilindrul toroidal.

Fiecare din cei 4 timpi sunt realizați simultan în camera opusă diametral.

Aceasta înseamnă că, operațiile dintr-o parte a motorului sunt repetate în cealaltă

750 parte a motorului. Aceasta configurație asigură un echilibru al forțelor de presiune în cel 8 camere de lucru ale motorului.

Cele 4 zone fixe ale cilindrului toroidal descrise mai sus sunt definite de pozițiile perechilor opuse de orificii de admisie și evacuare și în cazul motorului cu aprindere prin scânteie, de poziția opusă a perechilor sau grupurilor de bujii. După dorință, nu trebuie să 755 fie folosite toate camerele de lucru posibile ci ele trebuie utilizate selectiv și/sau alternativ, în funcție de necesitățile de putere ale motorului.

RO 117931 Β

Dimensiunea și poziția unghiulară a deschiderilor orificiilor în cilindrul toroidal controlează fluxul de aer în și în afara camerelor de lucru și ca urmare, potențialul de putere al motorului. Lungimea orificiilor determină durata de comunicație a lor cu fiecare cameră de lucru, în timp ce poziția lor unghiulară față de camerele de lucru stabilește temporizarea 760 orificiilor. Lățimea orifîciului controlează în final, debitul volumetric de aer.

Numărul de rotoare din fiecare cilindru toroidal este de 2, totuși, acest număr poate fi crescut prin gruparea lor în bancuri de-a lungul axei arborelui cotit. Numătul de mișcări sau faze pe fiecare rotație de rotor variază cu numărul de pistoane pe fiecare rotor. Numărul de pistoane pentru fiecare pereche de rotoare poate varia ca multiplu de 4, întrucât, aceasta 765 corespunde cu cei 4 timpi ai procesului de combustie. în motorul descris există 4 pistoane pe fiecare rotor și de aceea au loc 4 progresii sau mișcări distincte de rotor la fiecare rotație a acestuia.

Prin aranjarea axului știftului conducător în ansamblul rotor, pentru a coincide cu diametrul cercului de pas al roții dințate inelare, conform fig.14, la 67,5° de rotație a arborelui 770 cotit corespunzând unei semicurse a pistoanelor și intervale, de 135°, ulterioare, pistoanele unui rotor ating viteza lor unghiulară maximă, în timp ce pistoanele de pe celălalt rotor ating viteza lor unghiulară minimă și sunt efectiv staționare. Această mișcare de piston în cilindrul toroidal se produce cu fiecare din cele două ansambluri rotor la aceeași poziție relativă în camera de cilindru și, de aceea, se stabilesc pozițiile unghiulare operaționale ale orificiilor 775 de admisie și evacuare, împreună cu pozițiile bujiilor.

Viteza de rotație a fiecăruia din cele două ansambluri rotor variază într-o manieră sinusoidală, de la o viteză unghiulară minimă la o viteză unghiulară maximă, și apoi, înapoi spre cea minimă.

Perechea de ansambluri rotor în motorul cu 8 pistoane, se rotește alternativ, în faza 780 de 90°, astfel, încât pistoanele active de pe ansamblul rotor în timpul unei faze se deplasează rapid prin zonele respective de admisie/compresie și expansiune/evacuare ale cilindrului toroidal și astfel, funcționează în modul pistoanelor convenționale, în timp ce pistoanele reactive ale celuilalt ansamblu rotor se deplasează ușor între zonele de admisie și expansiune/evacuare ale cilindrului toroidal și astfel, funcționează ca închiderile de cilindru 785 într-un cap de cilindru convențional.

Spre deosebire de un motor convențional unde pistonul se oprește la un volum minim de camere, pistoanele din motorul, conform prezentei invenții, sunt în curs de deplasare la volumul de camere minim. Vitezele rotorului sunt momentan identice și egale cu viteza medie a rotorului. în motorul descris, viteza medie a rotorului este o treime din viteza 790 arborelui și în direcție opusă.

Există forțe de inerție ce se exercită de către rotoare ce acționează în sens invers forțelor de presinue a gazului. Aceste forțe de inerție rezultă din accelerarea și decelarea alternativă a mesei rotoarelor. Totuși, la orice moment în timp, forțele de inerție a rotoarelor au aceeași mărime unul față de altul, dar în direcție opusă ele se echilibrează. 795

Momentul la rotor se creează de către presiunile gazului din camerele de combustie ce reacționează în mod egal pe fețele pistoanelor ambelor ansambluri rotor. Momentul la rotor net se transferă în mod egal prin ștufturile de conducere și blocurile de lagăre spre fețele de susținere suplimentare ale jugurilor alunecătoare din elementele planetare.

Forțele ce se aplică prin știfturile conducătoare ale rotorului spre jug, producând 800 momentul la arborele cotit sunt întodeauna egale. Totuși, forțele se aplică prin lungimi diferențiale de pârghie ce se schimbă în mod constant utilizând butonul de manivelă de pe arborele cotit ca reazem. Aceasta înseamnă că distanța dintre centrul butonului de manivelă rotor și central, fiecare știft conducător reprezintă brațul de pârghie care se schimbă în mod constant în timpul rotației arborelui cotit. 805

RO 117931 Β

Atunci când, jugul culisând din elementul planetar este perpendicular pe linia de centru a butonului de manivelă, ceea ce echivalează cu punctul mort superior la un motor convențional, știfturile au o lungime egală de pârghia care nu produce momentul la arborele cotit. După punctul mort superior (TDC), lungimea de pârghie diferențială forțează în mod 810 efectiv elementul planetar să se rotească în jurul arborelui cotit, conform fig. 14 la poziția de rotație a rotorului la 33,75°. Este evident că brațul de pârghie al știftului conducător A este mai lung, decât brațul de pârghie al știftului conducător B.

Elementul planetar are o roată planetară montată pe un capăt care angrenează cu o roată staționară inelară. Atunci când, elementul planetar este forțat să se rotească pe 815 ștuftul conducător cu roțile angrenate, el forțează la rândul său arborele cotit să se rotească, generând momentul la arborele cotit.

La terminarea fiecărui ciclu de lucru, fiecare ansamblu rotor își schimbă funcția sa din activă în reactivă, adică de la calitatea de piston la cea de cap de cilindru. în acest moment aplicarea forței rotorului se schimbă de pe fața de sprijin opusă a acestuia din ele820 mentul planetar. Forța de reacție generată la roata dințată inelară nu se schimbă ca sens pe măsură ce jugul continuă să se rotească în același sens.

Raportul de transmisie a! roții planetare și roata inelară este guvernat de numărul de pistoane din motor. Diametrul cercului de pas al acestor roți este determinat de gabaritul butonului de manivelă. Amplasarea radială a știfturilor conducătoare în rotoare și gabaritul 825 butonul de manivelă, determină separarea unghiulară a rotoarelor.

Uleiul se alimentează la motor, de pompa de ulei montată în camera de cilindru frontală, acesta introducându-se la baie după folosire prin drenurile interioare. Timpul în care uleiul atinge temperatura de lucru după pornirea la rece va fi redus pe măsură ce nivelul uleiului în baie este în contact intim cu cămașa de apă inferioară. Creșterea temperaturii apei 830 la încălzirea motorului se utilizează prin transfer de căldură prin cămașa de apă în contact cu uleiul pentru a majora rata de încălzire a uleiului și după aceea la stabilirea uleiului, la temperatura de lucru a apei.

Trebuie observat că o caracteristică inerentă a motorului este că trebuie atins un echilibru aproape perfect din moment ce nu sunt componente în mișcare alternativă. Ansam835 blurile rotor și elementele planetare drept componente separate, se vor echilibra static și dinamic în perechile lor respective. Masele elementelor planetare se adaugă ulterior la ansamblul arborelui cotit și se echilibrează dinamic prin folosirea masei contragreutății din față și din spatele motorului.

Se va observa din descrierea generală de până acum, că un motor care realizează 840 16 procese de combustie la trei rotații ale arborelui cotit necesitând, două fuse principale de sprijin, două fuse de susținere de buton de manivelă și numai două fuse de susținere a rotorului, are capacitatea potențială de a reduce fricțiunile de lagăr, comparativ cu cele din motorul convențional corespunzător.

în continuare, timpii de aspirație și compresie se realizează în zonele respective ale 845 cilindrului toroidal care rămân relativ reci, în timp ce timpii de combustie și evacuare se realizează în zone ale cilindrului toroidal care râmân relativ fierbinți. Această separare fizică a zonelor reci și calde în cilindrul toroidal vor crește randamentele la timpii de aspirație și expasiune.

Se va vedea, de asemenea, că ansamblul motorului este simplificat pentru a facilita 850 tehniciile prodicției de masă, asamblarea fiind într-o mare măsură un proces de îmbinare, cu multe componente așezate una peste alta necesitând puține elemente de fixare pentru a amplasa componentele în mișcare.

Ansamblul de motor poate fi configurat pentru răcire cu aer, apă sau ulei și cu axul sau de ieșire la orice unghi incluzând poziția orizontală și verticală.

Claims

RO 117931 B în rezulat, la versiunea cu patru timpi și 8 pistoane a acestui motor aprinderea se 855 produce la un volum minim al camerei de lucru (V/min) în două camere de lucru diametral opuse după compresia unui amestec de ardere din combustibil și aer, între 4 din 8 pistoane care lucrează în cilindrul toroidal.

Creșterea rapidă a presiunii gazului în camerele de lucru exercită o forță asupra cilindrului toroidal, suprafeței exterioare a rotoarelor juxtapuse și fețelor de piston forțând 860 pistoanele conducătoare sau active să se accelereze, în timp ce în mod simultan forțează pistoanele de tragere sau reactive și rotorul să se decelereze.

Privite din fata motorului, ambele ansambluri rotor se rotesc în sens invers acelor de ceasornic, în timp ce arborele cotit se rotește în sensul acelor de ceasornic. Cele două știfturi conducătoare montate în ansamblurile rotor respective exercită forțe opuse și egale 865 asupra jugurilor conducătoare prin fețele lor de sprijin alunecătoare de pe părțile opuse ale butonului de manivelă. Atunci când, fețele alunecătoare de sprijin sunt perpendiculare pe planul ce conține axa butonului de manivelă și arborele cotit știfturile conducătoare sunt echidistante, față de butonul de manivelă, și nu forțează jugul conducător să se rotească.

Totuși, la alte poziții relative față de arborele cotit există o distanță inegală, între 870 butonul de manivelă și știfturile conducătoare opuse, rezultând un moment de rotație ce forțează elementul planetar să se rotească în jurul butonului de manivelă. întrucât fiecare jug conducător se rotește cu o roată planetară care se află în angrenaj constant cu o roată inelară staționară acest moment de rotație rezultant produce un moment de rotație în arborele rotor. 875 în timp ce motorul descris mai sus se consideră cel mai capabil să preia sarcinile așteptate în componentele sale, pot fi și situații când este necesară o viteză a arborelui cotit mai mare. în aceste cazuri, de exemplu, un motor similar având roțile planetare angrenate la exterior în jurul unei roți solare va asigura rotații ale arborelui cotit la viteze de 5 ori mai mare decât cele ale ansamblurilor rotor. 880

Se înțelege desigur că cele de mai sus au fost expuse cu titluri, de exemplu, inclusiv al invenției, iar toate modificările și variantele ce pot apărea ca indicate persoanelor de specialitate se încadrează în scopul și obectivele invenției de față definite în revendicările anexate.

885 Revendicări

1. Motor rotativ cu combustie internă de tiplu celor cu pistoane în deplasare ce avansează progresiv într-un cilindru toroidal fix, format într-un ansamblu de cameră cilindrică plasată concentric în jurul unui arbore conducător, pistoane ce au niște elemente de 890 etanșare în jurul lor care angrenează direct peretele cilindrului toroidal, astfel, încât avansul progresiv al pistoanelor creează camere de lucru în expansiune și contracție definite de pistoanele adiacente și peretele cilindrului toroidal fix, care are niște orificii de intrare și ieșire în comunicație cu exteriorul ansamblului camerei de cilindru pentru intrarea și ieșirea fluidului în și în afara camerelor de lucru, caracterizat prin aceea că, numitul cilindru toroidal are o 895 deschidere de acces inelară (58) ce se extinde în jurul porțiunii sale periferice interioare, arborele conducător (40) se spirjină lângă capetele sale opuse pe niște lagăre principale (44) pentru a se roti în jurul unei axe de arbore conducător în ansamblu de cameră cilindrică (21), în care se formează cilindrul toroidal fix (41), acest arbore (40) având și un lagăr intermediar (48) concentric cu axa lui de rotație și amplasate între lagărele principale (44), susținând o 900 pereche de rotoare juxtapuse (45) pentru a se roti în jurul axei de rotație a arborelui conducător (40), rotoare (45) care se extind în deschiderea inelară de acces și închis

RO 117931 Β operativ cilindru de formă toroidală (41), pistoanele (47) fiind sprijinite pe și extinzându-se în afara rotoarelor juxtapuse corespunzăroare, iar arborele conducător (40) având un buton de manivelă (51) în afara axului cilindrului toroidal (41) și este dispus între lagărul (48) și unul dintre lagărele principale (44), butonul de manivelă susținând un element planetar (50) ce se rotește în jurul acestuia, dotat cu element conductor fix complementar, asociat cu ansamblul de cameră cilindrică (21), încât rotația arborelui conducător (40)determină elementul planetar (50) să se rotească în jurul butonului de manivelă (51) la o viteză de rotație prestabilită față de arborele conducător (40), iar fiecare rotor (45) susține un știft conducător (56) diferit de lagărul intermediar (48) și este dispus având axa sa longitudinală paralelă cu axa arborelui conducător (40), extinzându-se în una din perechile corespunzătoare de degajări radiale opuse (92) formate în elementul planetar (50), știftul conducător (56) dintr-un rotor (45) trecând printr-o fereastră din celălalt rotor spre degajarea respectivă din elementul planetar (50).
2. Motor rotativ cu combustie internă, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că, deschiderea de acces (58) este simetrică față de planul central ce cuprinde linia centrală toroidală a cilindrului toroidal (41).
3. Motor rotativ cu combustie internă, conform revendicării 2, caracterizat prin aceea că, deschiderea de acces (58) formează o trecere îngustă spre cilindrul toroidal (41).
4. Motor rotativ cu combustie internă, conform revendicării 3, caracterizat prin aceea că, fiecare capăt al arborelui conducător (40) este plasat în părțile opuse ale ansamblului de camera cilindrică (21).
5. Motor rotativ cu combustie internă,conform revendicării 4, caracterizat prin aceea că, lagărul intermediar (48) se extinde radial în spatele butonului de manivelă (51).
6. Motor rotativ cu combustie internă, conform revendicării 2, caracterizat prin aceea că, lagărul intermediar (48) este simetric față de un plan central conținând linia centrală toroidală a cilindrului toroidal (41).
7. Motor rotativ cu combustie internă, conform revendicării 6, caracterizat prin aceea că, fețele periferice ale roților (45) sunt cilindrice și extensive unele spre altele și se termină la îmbinările respective opuse, între deschiderea de acces (58) și cilindrul toroidal (41).
8. Motor rotativ cu combustie internă, conform revendicării 6, caracterizat prin aceea că, rotoarele juxtapuse (45) sunt identice, dar opuși unul altuia.
9. Motor rotativ cu combustie internă, conform revendicării 8, caracterizat prin aceea că, fiecare știft conducător (56) este plasat într-un bosaj format în rotorul (45) respectiv.
10. Motor rotativ cu combustie internă, conform revendicării 8, caracterizat prin aceea că, rotoarele juxtapuse (45) se suprapun la planul central conținând linia centrală toroidală a cilindrului toroidal (41), iar îmbinarea între rotorul (45) respectiv și pistonul (47) de pe acesta se extinde în lungul unui sector al porțiunii periferice respective la o parte laterală a numitului plan central.
11. Motor rotativ cu combustie internă, conform revendicării 6, caracterizat prin aceea că, ansamblul de cameră cilindrică (21) include porțiunile opuse de camera respective care se alătură în lungul planului central conținând linia centrală toroidală a cilindrului toroidal (41).
12. Motor rotativ cu combustie internă, conform revendicării 11, caracterizat prin aceea că, orificiile de intrare și ieșire (24 și 37) sunt distanțate de îmbinarea între porțiunile de cameră (22 și 23).

RO 117931 Β
13. Motor rotativ cu combustie internă, conform revendicării 11, caracterizat prin 950 aceea că, arborele conducător (40) este forțat la mișcare de rotație inversă față de rotor (45).
14. Motor rotativ cu combustie internă,conform revendicării 13, caracterizat prin aceea că, fiecare pereche de rotoare are cel puțin numărul de pistoane care corespund numărului de cicluri ale tipului de motor, număr de pistoane ce este crescut ca un multiplu 955 al numărului de cicluri ale tipului de motor.
15. Motor rotativ cu combustie internă, conform revendicării 13, configurat pentru un tip de motor cu patru cicluri, caracterizat prin aceea că, rotoarele se învârtesc în sens invers față de arborele conducător, orificiile de intrare de ieșire includ o pereche de orificii de intrare diametral opuse și o pereche de orificii de ieșire diametral opuse, aceste orificii 960 de intrare și ieșire fiind dispuse în pozițiile respective distanțate, adiacente pozițiilor în care pistoanele formează volume ale camerelor de lucru.
16. Motor rotativ cu combustie internă, conform revendicării 11, caracterizat prin aceea că, cilindrul toroidal (41) are o secțiune transversală circulară.
17. Motor rotativ cu combustie internă, conform revendicării 1, caracterizat prin 965 aceea că, elementul planetar (50) are o roată planetară (52) concentrică butonului de manivelă (51) care angrenează cu o roată complementară (53) asociată ansamblului de cameră de cilindru și dispusă concentric în jurul axei arborelui conductor.
18. Motor rotativ cu combustie internă, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că, fixarea știftului conducător (56) este plasat cu posibilități de rotire într-un bloc 970 culisant (54) ce alunecă liber de-alungul deschiderii respective (82).
19. Motor rotativ cu combustie internă, conform revendicării 18, caracterizat prin aceea că, fiecare deschidere (82) are un profil circular în care blocul culisant (54) este menținut captiv de către deschidere (82).
20. Motor rotativ cu combustie internă, conform revendicării 1, caracterizat prin 975 aceea că, include un element planetar (50) duplicat, montat pe un alt buton de manivelă (51) dispus coaxial cu butonul (51), dar în partea opusă a rotoarelor (45), iar fiecare știft conductor (56) se extinde printr-o fereastră în rotorul adiacent fantei sale corespunzătoare din fiecare element planetar (50).
21. Motor rotativ cu combustie internă, conform revendicării 1, caracterizat prin 980 aceea că, orificiile de intrare și ieșire (24 și 37) sunt poziționate într-o porțiune de perete periferic exterior al cilindrului.
22. Motor rotativ cu combustie internă, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că, butonul de manivelă (51) și lagărul intermediar (48) sunt dintr-o bucată, iar fiecare fus de lagăr principal (44) adiacent unui buton de manivelă (51) este sub forma unui fus de 985 lagăr principal deplasabil care fixează excentric o prelungire de capăt a butonului de manivelă (51).
23. Motor rotativ cu combustie internă, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că, mai este prevăzut cu o îmbinare conducătoare corespunzătoare plasată între fiecare rotor (45) și element planetar (50) deviat de la axele lor respective, astfel, încât viteza 990 unghiulară diferită a fiecărei îmbinări conducătoare în jurul axei arborelui conducător ce rezultă din mișcarea epiciclică a elementului planetar (50) determină pistoanele rotoarelor (45) să se deplaseze ciclic spre și, în afară unul față de altul, pe măsură ce rotoarele (45) se rotesc în mișcare progresivă în jurul arborelui conducător.

RO 117931 Β
24. Motor rotativ cu combustie internă, conform revendicării 23, caracterizat prin aceea că, îmbinarea conducătoare directă este un știf conducător (56) amplasat fix, fie în elementul planetar, fie în rotor (45) și montat culisant într-o deschidere radială respectivă în celălalt element din cele două de care nu este fixat.
25. Motor rotativ cu combustie internă, conform revendicării 23, caracterizat prin aceea că, ansamblul arborelui conducător (40) se extinde între porțiunile de cameră și este montat cu posibilități de rotire în respectivele porțiuni de camera opusă (22 și 23) din interiorul acestora, iar îmbinarea conducătoare cuprinde componente care pot fi asamblate operativ peste arborele conducător, de la unul dintre capetele opuse respective ale acestuia prin conectarea componentelor pe direcție axială, astfel, încât aparatul rotativ cu deplasare pozitivă poate fi ușor asamblat prin adăugarea secvențială de componente în direcție axială în angrenare operativă unul cu altul.
26. Motor rotativ cu combustie internă, conform revendicării 23, caracterizat prin aceea că, pistoanele (47) sunt sprijinite în număr egal pe o pereche de rotoare juxtapuse (45), numărul total de pistoane (47) fiind un multiplu de patru, pistoanele (47) dispuse la distanțe egale în jurul fiecărui rotor (45), iar orificiile de intrare și ieșire cuprind o gaură de intrare (24) și o gaură de ieșire (37) pentru fiecare 4 pistoane (47) fiind dispuse în pozițiile respective distanțate în care pistoanele adiacente formează volume de cameră de lucru minime, astfel, încât fiecare gaură de intrare se deschide succesiv într-o relație de timp constantă spre o cameră de lucru în expansiune, iar fiecare gaură de ieșire se deschide succesiv într-o relație de timp constantă spre o cameră de lucru în contracție.
27. Motor rotativ cu combustie internă,conform revendicării 23, caracterizat prin aceea că, pistoanele (47) sunt de profil parțial circular având fiecare un inel de etanșare (94) plasat în jurul porțiunii circulare angajându-se cu peretele cilindrului toroidal fix (41) și o altă etanșare ce se angajează cu porțiune de rotor opusă, ce se găsește în deschiderea de acces inelară (58).
28. Motor rotativ cu combustie internă, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că, niște rotoare juxtapuse (45) se extind în deschiderea de acces inelară (58) incluzând operativ cilindrul toroidal (41), pistoanele (47) sprijinindu-se pe și extinzându-se în afara rotoarelor juxtapuse (45) corespunzătoare, iar arborele conductor (49) are un buton de manivelă (51), care deviază din axa cilindrului toroidal (41), fiind dispus între lagărele principale (44) și susținând un element planetar (50) ce se rotește în jurul lui și angrenează cu niște elemente conducătoare complementare fixe asociate ansamblului de cameră cilindrică (21), astfel, încât rotația arborelui conductor (40) determină antrenare în rotație a elementului planetar (50) în jurul butonului de manivelă (51) cu o viteză prestabilită în raport cu arborele conducător (40), iar fiecare rotor (45) susține un știft conducător (56) ce deviază din axa arborelui conducător (40) fiind dispus cu axa sa longitudinală paralelă cu axa arborelui conducător (40) extinzându-se într-o deschidere radială corespunzătoare (82) plasată simetric față de elementul planetar (50), știftul conducător (56) al fiecărui rotor (45) blocat de la elementul planetar (50) de către un alt rotor (45) trecând printr-o fereastră din fiecare rotor blocat spre o deschidere (82) corespunzătoare din elementul planetar (50).
29. Motor rotativ cu combustie internă, conform revendicării 28, caracterizat prin aceea că, arborele conducător (40) are un lagăr intermediar (48) pe care se montează rotoarele (45), care este concentric cu axa arborelui conducător și plasat între lagărele principale.

RO 117931 Β
30. Motor cu combustie internă, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că, 1040 arborele conducător (40) are un lagăr intermediar (48) concentric cu axa sa, plasat intermediar față de lagărele principale, sprijinind o pereche de rotoare juxtapuse (45) pentru a se roti în jurul axei arborelui conducător (40), rotoare (45) ce se extind în deschiderea de acces inelară (58) și includ operativ cilindrul toroidal (41), iar pistoanele (47) se sprijină și se extind în afara respectivelor rotoare juxtapuse, arborele conducător (40) având niște butoane 1045 de manivelă (51), care deviază de la axa cilindrului toroidal (41) și sunt dispuse, între lagărele intermediare și unul dintre lagărele principale, fiecare buton de manivelă (51) sprijinind un element planetar (50) pentru a se roti în jurul său, angrenând cu niște elemente conducătoare fixe asociate ansamblului de cameră cilindrică (21), astfel, încât rotația arborelui conducător (40) determină conducerea în mișcarea de rotație la unison a elementelor 1050 planetare (50) în jurul butoanleor de manivelă (51) respective la o viteză de rotație prestabilită în raport cu arborele conducător (41), iar fiecare rotor (45) sprijină un știft conducător (56) ce iese în afara lagărului intermediar (48), dispus cu axa sa longitudinală paralelă cu axa arborelui conductor (40), știfturile conducătoare (56) extinzându-se într-una dintre o pereche de fante radîale diametral opuse care îi corespunde, formate în fiecare element 1055 planetar (50) știfturile conducătoare (56) din fiecare rotor (45) trecând printr-o fereastră din celălalt rotor (45) spre fanta aferentă din unul din elementele planetare (50).

Președintele comisiei de examinare: ing. Cârstea Constantin

Examinator: ing. Anghel Radu