RS56472B1 - Unapređeni motori sa unutrašnjim sagorevanjem sa diferencijalnim taktom - Google Patents

Description

Opis

OBLAST PRONALASKA

[0001] Predmetni pronalazak se odnosi na motore sa unutrašnjim sagorevanjem a naročito na motore sa unutrašnjim sagorevanjem koji imaju diferencijalni takt.

[0002] Pronalazak je prvenstveno razvijen za primenu kao klipni uređaj kod motora sa unutrašnjim sagorevanjem sa diferencijalnim taktom, i ovde i nadalje biće opisan sa naznakama za takvu primenu. Međutim, biće prihvaćeno da pronalazak nije ograničen na ovu određenu oblast primene.

POZADINA PRONALASKA

[0003] Bilo koja razmatranja stanja tehnike u opisu ni na koji način ne bi trebala da se smatraju prihvatljivim da je takvo stanje tehnike široko poznato ili čini deo opšteg znanja u ovoj oblasti.

[0004] Konvencionalni motori sa unutrašnjim sagorevanjem imaju barem jedan cilindar, klip u cilindru i vratilo koje je vođeno klipom. Većina ovih motora radi sa ciklusom klipa od četiri takta u toku dva obrtaja kolenastog vratila. U toku ciklusa, taktovi klipa su prvi takt spolja za usisavanje, prvi takt unutra za kompresiju, drugi takt spolja (nakon paljenja) za sagorevanje i snagu, i drugi takt unutra za izbacivanje. Sagoreli gas se izvodi napolje u toku takta za izbacivanje i novo punjenje se vrši u toku takta za usisavanje. Ova dva takta zahtevaju malu silu i klip nije izložen pritisku ili je izložen malom pritisku. Ova dva takta takođe zahtevaju jedno potpuno obrtanje kolenastog vratila za ove svrhe.

[0005] Više rezultata bi moglo da se dobije iz motora sa četiri takta pri datom pomeranju ako bi mogao da završi ciklus samo u toku jednog obrtaja kolenastog vratila. Postoje konvencionalni motori sa dva takta kod kojih su četiri funkcije sagorevanja, izbacivanja, usisavanja i kompresije, zbijeni u dva takta klipa u toku jednog obrtaja kolenastog vratila.

Motori sa dva takta obično su manje težine nego motori sa četiri takta ali su obično manje efikasni u pogledu potrošnje goriva od motora sa četiri takta, i stoga konvencionalno su korišćeni samo u određenim specijalnim oblastima, kao što su mali motori za bašte.

[0006] Postoji način da se kombinuju prednosti klipa sa četiri takta sa prednostima jednog obrtaja kolenastog vratila tokom ciklusa, a to je da se klip podeli na unutrašnji deo koji zatvara jedan kraj komore za sagorevanje i odvojivi spoljašnji deo koji je povezan sa kolenastim vratilom, i da se pruže mere za pomeranje unutrašnjeg dela klipa nezavisno od spoljašnjeg dela klipa u toku izbacivanja i usisavanja. Ovo omogućava unutrašnjem delu klipa da radi po principu četiri takta u toku jednog obrtaja vratila.

[0007] Patent SAD br.857,410 obelodanjuje da se četvrtina obrtaja zupčastog prenosnika može upotrebiti za rad delova klipa u njihovim različitim ciklusima. Ovaj konstrukcija ima mnogo problema kao što su struganje zubava kada dva zupčanika dođu u međusobni kontakt pri svakom obrtanju vratila, i komplikovani sistem prenosa koji je fiksiran u odnosu četiri na prema jedan koji deli četiri takta na četiri jednake dužine i periode.

[0008] Patent SAD br.1,413,541 obelodanjuje podeljeni klip koji ima unutrašnji deo sa četiri takta i spoljašnji deo sa dva takta (po ciklusu ili obrtaju motora). Takođe je dat unutrašnji deo klipa koji ima ciklus sa periodom za svaki takt koji je tačno 90 stepeni i jednak je polovini perioda takta spoljašnjeg klipa koji je 180 stepeni. Još jedno ograničenje uređaja uključuje jednake dužine taktova ili put klipa za četiri takta unutrašnjeg dela klipa.

[0009] Patenti SAD br.857,410 i 1,413,541 gde svaki obelodanjuje veze na vratilu za deo klipa koji zatvara komoru za sagorevanje tako da se mora pomerati u četiri jednaka takta, gde je svaki završen sa četvrtinom obrtaja (90 stepeni).

[0010] Patent SAD br.1,582,890 obelodanjuje dva klipa u cilindru koji zatvaraju dve komore. Oni ne rade na principu četiri takta, nego koriste sredstva za pokretanje bregova za pomeranje unutrašnjeg klipa između dve komore i dva para otvora generalno postavljena na suprotnim krajevima takta uz zid cilindra. Ovo služi da bi omogućilo unutrašnjem klipu da izvrši pritisak u spoljašnjoj komoru u donjem taktu, što zahteva dosta energije i snage što iziskuje da uređaj za pokretanje ima tešku i glomaznu strukturu. Dalje, spoljašnji delovi na zidu cilindra ograničavanju unutrašnji klip prema Patent SAD br 5,243,938 koji obelodanjuje motor sa unutrašnjim sagorevanjem sa diferencijalnim taktom koji je sličan onom koji je korišćen u predmetnom pronalasku. Dokument obelodanjuje motor sa unutrašnjim sagorevanjem sa diferencijalnim taktom koji se sastoji iz motora sa unutrašnjim sagorevanjem koji ima klipni uređaj sa diferencijalnim taktom za naizmenične motore sa unutrašnjim sagorevanjem koji ima klipna sredstva postavljena unutar cilindra koji obuhvata unutrašnji deo klipa koji zatvara i zaptiva komoru cilindra i spoljno klipno sredstvo koji služi kao nosač za unutrašnja klipna sredstva i koji je povezan za vratilo motora, poželjno kolenasto vratilo. Unutrašnji deo klipa je efikasan da radi pri ciklusu drugačijem od onog za spoljašnji klip, na primer, četiri takta za unutrašnji deo klipa i dva takta za spoljašnji deo klipa po jednom obrtanju motora. Dokument obelodanjuje bregasta sredstva za ostvarenje ciklusa unutrašnjeg klipa gde se ekscentri ne mogu menjati u toku rada motora. Kao alternativa, dokument dalje obelodanjuje uređaj sa promenjivim pokretanjem ciklusa, gde takav uređaj može imati, električni, pneumatski, ili hidraulički pogon, koji se može menjati u toku rada motora.

[0011] Postoji potreba u struci za unapređenim aparatom sa klipom uređajem sa diferencijalnim taktom.

PREDMET PRONALASKA

[0012] Predmet datog pronalaska je da prevaziđe ili poboljša barem jedan od nedostataka stanja tehnike, ili da pruži korisnu alternativu.

[0013] Predmet pronalaska u poželjnoj formi jeste da pruži unapređeni klipni uređaj sa diferencijalnim taktom.

SADRŽAJ PRONALASKA

[0014] Aspekti pronalaska definisani su u priloženim patentnim zahtevima.

[0015] Prema jednom aspektu pronalaska dat je klipni uređaj za motor sa unutrašnjim sagorevanjem sa diferencijalnim taktom, gde motor sa unutrašnjim sagorevanjem koji obuhvata jedan ili više dvodelnih klipova i gde svaki dvodelni klip ima prvi deo klipa i drugi deo klipa, uređaj se sastoji iz:

elementa poluge klipa mehanički povezanog za drugi deo klipa;

mnoštvo sklopova podizača bregova selektivno povezanih sa elementom poluge klipa za upravljanje radom drugog dela klipa; i

gde selektivno spajanje i razdvajanje jednog ili više sklopova podizača bregova definiše radni režim drugog dela klipa.

[0016] Poželjno, element poluge klipa formira vezu od četiri poluge sa elementom oscilirajuće veze klipa, jednom ili više kruto povezanih poluga, i jednom ili više zglobno povezanih poluga.

[0017] Uređaj se poželjno sastoji iz osovine za vođenje klipa koji pomično podržava sklop u odnosu na blok motora. Još poželjnije, osovina za vođenje klipa je povezana sa elementom oscilirajuće veze i jednom ili više zglobno povezanih poluga. Uglavnom, selektivno spajanje i razdvajanje jednog ili više sklopova podizača bregova definiše radni režim drugog dela klipa.

[0018] Poželjno, element poluge klipa formira vezu od četiri poluge sa elementom oscilirajuće veze klipa, ili jednom ili više kruto povezanih poluga, i jednom ili više zglobno povezanih poluga.

[0019] Uređaj poželjno sadrži osovinu za vođenje klipa za koju je sklop zglobno oslonjen na blok motora. Još poželjnije, osovina za vođenje klipa je povezana sa elementom oscilirajuće veze klipa i jednom ili više zglobno povezanih poluga. Još poželjnije, osovina za vođenje klipa fiksira zglobnu vezu od četiri poluge uzimajući u obzir blok motora.

[0020] Sklopovi podizača bregova poželjno sadrže bregastu osovinu klipa. Poželjno, bregasta osovinu klipa je zglobno povezano sa blokom motora. Još poželjnije, sklopovi podizača bregova se sastoji iz više kolena. Još poželjnije, sklopovi podizača bregova dalje sadrže odgovarajući broj poluga oscilirajuće veze klipa za spajanje sa kolenima vratila, gde se svaka poluga oscilirajuće veze može selektivno povezati sa elementom poluge klipa.

Selektivno povezivanje poluge oscilirajuće veze klipa sa polugom klipa se postiže selektivnim uvlačenjem čivije oscilirajuće veze klipa – koja može, kada je isturena, da se spoji sa oscilirajućem vezom kipa.

[0021] Poželjno, element poluge klipa je nagnut prema drugom delu klipa koji je postavljen u gornji nepokretni položaj, tako da se nalazi van kretanja prvog dela klipa. Još poželjnije, naginjanje je omogućeno kompresijom sklopa opruge.

[0022] Poželjno, prvi deo klipa i drugi deo klipa se pomeraju koaksijalno. Još poželjnije, pomeranje drške klipa je suštinski ograničeno na pomeranje po dužini duž ose cilindra. Još poželjnije, prvi deo klipa je spoljašnji deo klipa, a drugi deo klipa je unutrašnji deo klipa.

[0023] Poželjno, uređaj ima broj radnih režima definisanih selektivnim spajanjem i razdvajanjem jednog ili više sklopova podizača bregova. Još poželjnije, uređaj se sastoji iz dva sklopa podizača bregova za definisanje četiri radna režima. Još poželjnije, jedan radni režim efikasno onemogućuje pomeranje drugog dela klipa.

[0024] Prema jednom aspektu pronalaska dat je klipni uređaj kao što je ovde obelodanjen.

[0025] Prema jednom aspektu pronalaska data je metoda za upravljanje radom drugog dela klipa motora sa unutrašnjim sagorevanjem sa diferencijalnim taktom, metoda se sastoji iz sledećih koraka:

motor sa diferencijalnim taktnim ciklusom;

spajanje i razdvajanje jednog ili više podizača bregova za selektivno ostvarenje jednog ili više operativnih režima; i

kontrola, koja je zasnovana na selektivnom režimu rada, pomeranju drugog dela klipa u ciklusu kolenastog vratila motora.

[0026] Poželjno, ovde je obelodanjen motor sa ciklusom sa diferencijalnim taktom. Još poželjnije, jedan ili više podizača bregova su ovde obelodanjeni. Još poželjnije, selektivno spajanje ili razdvajanje jednog ili više podizača bregova definiše jedan ili više operativni režim.

[0027] Prema jednom aspektu pronalaska data je metoda za upravljanje radom drugog dela klipa motora sa unutrašnjim sagorevanjem sa diferencijalnim taktom, kao što je ovde obelodanjeno.

KRATAK OPIS CRTEŽA

[0028] Poželjno otelotvorenje datog pronalaska će sada biti opisano, samo putem primera, sa naznakama na priložene crteže gde:

SL. 1 je pogled odozgo na otelotvorenje uređaja prema pronalasku;

SL. 2 je poprečni presek uređaja sa SL.1, po liniji 2-2;

SL. 3 je bočni pogled na uređaj sa SL.1;

SL. 4 je šematski prikaz četiri različita režima rada motora uređaja sa SL.1; i SL. 5 je dijagram toga metode otelotvorenja prema pronalasku.

POŽELJNO OTELOTVORENJE PREMA PRONALASKU

[0029] Motor sa diferencijalnim taktom koristi dvodelni klip kako bi izvršio termički ciklus od četiri takta tokom jednog obrtaja motora. Dvodelni klip sastoji se iz spoljašnjeg dela klipa i unutrašnjeg dela klipa. Poželjno, spoljašnji deo klipa i unutrašnji deo klipa se pomeraju koaksijalno.

[0030] Biće prihvaćeno da konvencionalni motori sa klipovima (dva takta ili četiri takta) koriste klip kako bi izvršili dve radnje. Ove radnje su da se zatvori komora i da se prenese sila između komore i kolenastog vratila. Alternativa je da se ove dve funkcije odvoje upotrebom dvodelnog klipa, koji se sastoji iz unutrašnjeg dela klipa i spoljašnjeg dela klipa, kao što je korišćeno u motoru sa ciklusom sa diferencijalnim taktom (D-ciklus).

[0031] Unutrašnji deo klipa zatvara komoru i ponaša se kao vazdušna pumpa kako bi pomogao gasovima da uđu i izađu iz komore u taktu izbacivanja i usisavanja gasa cikličnog postupka od četiri takta – pomerajući se odvojeno od spoljašnjeg dela klipa. U toku blagih taktova za unošenje i izbacivanje, unutrašnji deo klipa se upravlja sa ventilom za vođenje klipa i pomera se odvojeno od spoljašnjeg dela klipa. U toku taktova sa velikim opterećenjem, sa sagorevanjem i kompresijom, unutrašnji deo klipa se obično nalazi na, i podržan je od strane spoljašnjeg dela. Na ovaj način, unutrašnji deo klipa samo prenosi opterećenje u kompresiji između spoljašnjeg dela klipa i komore.

[0032] Pomeranje unutrašnjeg dela klipa, ili taktova D-ciklusa, može se skraćeno potpunim taktovima rukavca kolenastog vratila.

[0033] Biće prihvaćeno da – u slučaju takta za stvaranje energije – donji deo takta kolenastog vratila nije dovoljan da stvori energiju. Pritisak sagorevanja naglo opada kako takt klipa pada oko sedam stepeni aTDC (nakon gornjeg mrtvog centra), i obrtni momenat kolenastog vratila se smanjuje nakon devedeset stepeni aTDC. Donja 1/3 takta za stvaranje energije stvara manje od oko 1/9 ukupne izlazne energije, dok doprinosi do oko 1/3 trenja na prstenu klipa (najveći deo gubitaka na klipu). U operacijama s delimičnim opterećenjem, ubacivanje donjeg volumena cilindra može trošiti više snage nego što dobija.

[0034] Štaviše, motor sa D-ciklusom može da proizvede duplo više taktova za stvaranje energije po jednom obrtanju. Efikasnost motora može biti unapređena ukoliko se ne koristi donji deo cilindra za taktove za stvaranje energije, bez bitnijeg gubitka kapaciteta proizvodnje energije strukture motora, osim pri vršnom opterećenju.

[0035] Biće prihvaćeno da – u slučaju takta za usisavanja – motor proizvodi deo opterećenja u skoro svim radnjama (uslovi vožnje). Skraćivanjem usisavanja smanjuju se gubici pri usisavanju i trenju, poboljšavajući efikasnost u većini vremena. Kada je povremeno potrebno vršno opterećenje, prethodno suzbijanje sa gušćim gasovima može da „povrati izgubljenu zapreminu cilindra”.

[0036] Sklop cilindra klipa je takođe relativno neefikasan pri kompresiji sa niskim pritiskom, ali je relativno efikasan pri kompresiji sa visokim pritiskom. Punjenje spoljašnjim kompresorom za nizak pritisak može da poboljša efikasnost. Punjenje vazduha može biti hlađeno iznutra pre ulaska u cilindar, što dodatno omogućuje manipulaciju gasnom dinamikom za kontrolu sagorevanja komprimovanog paljenja (HCCI) sa udarcima i homogenim napajanjem (HCCI).

[0037] Dodatavnjem mera ili struktura za vođenje klipa, motor sa D-ciklusom može sadržati više načina rada motora za različite potrebe izduvnih gasova. Ovi režimi rada motora mogu uključivati veće snage, veću efikasnost rada i deaktivaciju cilindara .

[0038] U jednom otelotvorenju, korišćenjem dva sklopa ležajeva podizača bregova i poluge obelodanjeno je da se može uticati na četiri različita režima rada motora. Svaki od sklopova se može aktivirati i deaktivirati kako bi se upravljalo klipom za vođenje, kombinovanjem kako bi se dobila četiri različita režima rada motora.

[0039] Mogu se obezbediti sredstva za ciklus diferencijalnog takta kako bi se menjali period takta i/ili dužina takta ciklusa unutrašnjeg dela klipa. Klipni uređaj sa četiri diferencijalna takta može da sadrži unutrašnji deo klipa i spoljašnji deo klipa koji je povezan sa klipnjačom za kolenasto vratilo za vreme celog ciklusa. Dva dela klipa se kombinovano kreću pomoću klipnjače za vreme delova ciklusa stvaranja energije i kompresije, kada su sile kompresije na najvišim nivoima. U toku delova ciklusa izbacivanja i usisavanje gasa, kada sile kompresije ne postoje ili su mnogo manje, unutrašnji deo klipa vrši pomeranja ka unutra i ka spolja koja predstavljaju izbacivanje i usisavanje, respektivno, nezavisno od spoljašnjeg dela klipa koji nastavlja da se pomera povezan za klipnjaču.

[0040] SL 1, SL 2 i SL 3 prikazuju otelotvorenje klipnog uređaja 100. Klipni uređaj služi za motor sa unutrašnjim sagorevanjem sa diferencijalnim taktom, gde motor sa unutrašnjim sagorevanjem obuhvata jedan ili više dvodelnih klipova, svaki dvodelni klip ima unutrašnji deo klipa i spoljašnji deo klipa. Uređaj se sastoji iz:

elementa poluge klipa koji je mehanički povezan sa unutrašnjim delom klipa; mnoštvo sklopova podizača bregova koji su selektivno povezani sa elementom poluge klipa za upravljanje radom unutrašnjeg dela klipa; i

gde selektivno spajanje i razdvajanje jednog ili više sklopova podizača bregova definiše radni režim unutrašnjeg dela klipa.

[0041] U ovom otelotvorenju uređaj sadrži element poluge klipa 110. Element poluge klipa 110 formira vezu od četiri poluge sa oscilirajućom vezom klipa 112, parom kruto vezanih poluga 113a i 113b, i parom zglobno povezanih poluga 114a i 114b (najbolje je prikazano na SL 2). Element poluge klipa 110 je zglobno povezan na jednom kraju (koji je kraju ose cilindra) sa drškom klipa 115 pomoću čivije drške klipa 116.

[0042] Biće prihvaćeno da je drška klipa 115 povezana na suprotnom kraju od čivija drške (unutrašnji deo drške) sa unutrašnjim delom klipa (nije prikazano) i radno pomeranje drške je suštinski ograničeno na pomeranje u dužini duž ose cilindra.

[0043] U jednom otelotvorenju, uređaj za vođenje klipa je zglobno oslonjen na osovini za vođenje klipa 118 i nagnut je ka gore (ili postavljen) u kompresiji sa sistemom opruge klipa 117. Osovina za vođenje klipa 118 je oslonjena na blok motora (nije prikazano). Sistem opruge klipa obično sadrži kompresionu oprugu.

[0044] U jednom otelotvorenju, mnoštvo sklopova podizača bregova sadrži vratilo klipa 120 za upravljanje radom unutrašnjeg klipa, pomoću elementa poluge 110 i drške klipa 115. Vratilo klipa 120 je oslonjeno na blok motora (nije prikazano).

[0045] U ovom otelotvorenju, vratilo klipa 120 sadrži mnoštvo bregova vratila klipa 121a i 121b. Odgovarajući broj poluga oscilirajuće veze klipa 122a i 122b je zglobno oslonjen na osovini za vođenje klipa 118. Ove poluge oscilirajuće veze klipa 112a i 122b se naginju pomoću opruge (nije prikazano) u ležajni kontakt sa odgovarajućim bregom vratila klipa 121a i 121b. Svaka poluga oscilirajuće veze klipa 122a ili 122b, dalje sadrži odgovarajuću čiviju poluge oscilirajuće veze klipa 123a ili 123b koja se može selektivno uvlačiti.

[0046] Pri upotrebi, sa čivijom poluge oscilirajuće veze klipa 123a u isturenom položaju (kao što je najbolje prikazano na SL.1 i 3), rotacija kolena vratila klipa 121 nanosi pritisak na polugu oscilirajuće veze 122a, što dovodi do toga da čivija poluge oscilirajuće veze klipa 123a nanosi pritisak na oscilirajuću vezu klipa 122, time kontrolišući i upravljajući sklopom za vođenje klipa. Kada je čivija oscilirajuće veze u uvučenom položaju (najbolje je prikazano sa 123b na SL.1 i 3), vratilo klipa je operativno razdvojeno od sklopa za vođenje klipa i ne upravlja sa unutrašnjim klipom.

[0047] SL 4 prikazuje šematski prikaz četiri različita režima rada motora prema otelotvorenju. Krive opisuju pomeranje unutrašnjeg dela klipa u odnosu na ciklus kolenastog vratila motora od 0 stepeni (gornji mrtvi centar, TDC), do preko 180 stepeni (donji mrtvi centar, BDC), i nazad do 360 stepeni (TDC).

[0048] Kriva 410 (donja kriva) opisuje kretanje spoljašnjeg dela klipa u ciklusu kolenastog vratila motora, prikazano je da počinje od TDC 412 pri 0 stepeni, prolazi kroz BDC 414 pri 180 stepeni, i vraća se na TDC 416 pri 360 stepeni. Biće prihvaćeno da je ovo kretanje kontrolisano kolenasto vratilom pomoću povezujuće šipke, na konvencionalan način.

[0049] Odabirom kombinacija spajanja i razdvajanja (isturanja ili uvlačenja) dve čivije poluga oscilirajuće veze klipa 123a i 123b, unutrašnji deo klipa može se selektivno upravljati da bi bio u skladu sa četiri različite krive (ili režima) time određujući kretanje unutrašnjeg dela klipa u ciklusu kolenastog vratila motora.

1

[0050] Samo kao primer, trase koje opisuju kretanje unutrašnjeg dela klipa u ciklusu kolenastog vratila motora mogu biti definisane kao:

TRASA-A: može sadržati tačke 412, 420, 421, 422, 427, 423, 424, i povratak na 416;

TRASA-B: može sadržati tačke 412, 425, 426, 427, 428, 429, 430, i povratak na 416;

TRASA-C: može sadržati tačke 412, 425, 426, 427, 423, 424, a i povratak na 416; i TRASA-D: Cilindar onemogućen za rad u taktovima, sadrži tačke 412 direktno o 416.

[0051] Samo kao primer, koleno vratila klipa 121a može biti podešeno da navodi unutrašnji deo klipa da prati TRASU-A (sadrži tačke 420, 421, 422, 427, 423, 424, i 416). Ovo omogućuje unutrašnjem delu klipa da ima trajanja i odgovarajuće pomeranje taktova za izbacivanje i usisavanje u ciklusu kolenastog vratila kao što je naznačeno sa vremenskim periodima 451 i 452, respektivno. eTDC-A (takt izbacivanja gasa TDC od TRASE-A) pri uglu linije kolenastog vratila 455 koji razdvaja takt izbacivanja i usisavanja od ciklusa sa diferencijalnim taktom pomiče se prema bBDC (pre donjeg mrtvog centra). Pomeranje 422 na uglu linije kolenastog vratila 455 može da odredi količinu unutrašnje EGR (recirkulacija izbačenog gasa) da pomogne i poboljša EGR za NOx upravljanje ovom radnjom. Biće prihvaćeno da je ovaj radni ciklus pokrenut izvlačenjem čivije poluge oscilirajuće veze klipa 123a koja je radno povezana sa polugom oscilirajuće veze klipa 122a, kao što je ranije razmotreno.

[0052] Samo kao primer, koleno vratila klipa 121b može biti podešeno da navodi unutrašnji deo klipa da prati TRASU-B (sadrži tačke 420412, 425, 426, 427, 428, 429, 430, i 416). Ovo omogućuje unutrašnjem delu klipa da ima trajanja i odgovarajuće pomeranje taktova za izbacivanje i usisavanje u ciklusu kolenastog vratila kao što je naznačeno sa vremenskim periodima 461 i 462, respektivno. eTDC-B (takt izbacivanja gasa TDC od TRASE-B) pri uglu linije kolenastog vratila 475 koji razdvaja takt izbacivanja i usisavanja od ciklusa sa diferencijalnim taktom pomiče se prema aBDC (nakon BDC). Ovaj radni ciklus može biti pokrenut izvlačenjem čivije poluge oscilirajuće veze klipa 123b koja je radno povezana sa polugom oscilirajuće veze klipa 122b. Naznačeno je da Sl.1 do 3 prikazuju čiviju poluge oscilirajuće veze klipa 123b da je onemogućena za rad. Pomeraj 428 na uglu linije kolenastog vratila 475 može da odredi količinu unutrašnje EGR (recirkulacija izbačenog gasa) da pomogne i poboljša EGR za NOx upravljanje ovom radnjom.

[0053] Samo kao primer, kolena vratila klipa 121a i 121b mogu biti podešena da navode unutrašnji deo klipa da prati TRASU-C (sadrži tačke 412, 425, 426, 427, 423, 424 i 416). Za razvijanje ove trase, obe čivije poluge oscilirajuće veze klipa 123a i 123b su u isturenom položaju, tako da će unutrašnji deo klipa pratiti kontrolni put zajedno sa oba vratila. Ovo služi da navede unutrašnji deo klipa koji je kontrolisan i upravljan sa vratilom klipa 121b da pravi trasu od TDC 412 do tačaka 425, 426, 427. Na tački 427 vratilo klipa 121a bi preuzelo upravljanje i uzrokovalo bi unutrašnji deo klipa da prati 427, 423, 424 i da se vrati do TDC 416. Ovo omogućuje unutrašnjem delu klipa da ima trajanja i odgovarajuće pomeranje taktova za izbacivanje i usisavanje u ciklusu kolenastog vratila kao što je naznačeno sa vremenskim periodima 461 i 462, respektivno. eTDC-C (takt izbacivanja gasa TDC od TRASE-C) pri uglu linije kolenastog vratila 465 koji razdvaja takt izbacivanja i takt usisavanja od ciklusa sa diferencijalnim taktom pomiče se prema bBDC. Pomeraj 427na uglu linije kolenastog vratila 465 može da odredi količinu unutrašnje EGR (recirkulacija izbačenog gasa) da pomogne i poboljša EGR za NOx upravljanje ovom radnjom.

[0054] Biće prihvaćeno da, sa obe čivije poluge oscilirajuće veze klipa 123a i 123b u uvučenom položaju, sistem opruge klipa bi nagnuo unutrašnji deo klipa do TDC time onemogućujući cilindar od vršenja radnji u taktovima. Prednost ovog sistema upravljanja cilindrom, u odnosu na četvorotaktne motore, je to da unutrašnji deo klipa ne ostvaruje potpuno pomeranje u taktu time smanjujući gubitke izazvane trenjem i pumpanjem.

[0055] Biće prihvaćeno da su povezane mere ventila (nije prikazano) neophodne za prihvatanje obelodanjenih mera za klipove za omogućavanje mera izbacivanja i usisavanja radi ostvarenja optimalnog izbacivanja i punjenja cilindra gasom. Ovo se može ostvariti upotrebom različitih tehnologija ventila za vođenje (VVT) ili drugih pogodnih mera.

[0056] SL. 5 prikazuje dijagram metode 500 za upravljanje radom unutrašnjeg dela klipa motora sa unutrašnjim sagorevanjem sa diferencijalnim taktom. Metoda se sastoji iz koraka:

KORAK 510: omogućavanje motora sa ciklusom sa diferencijalnim taktom;

KORAK 520: selektivno omogućavanje jednog od mnoštva režima rada; i

KORA 530: upravljanje, zasnovano na odabiru režima rada, pomeranje unutrašnjeg dela klipa u ciklusu kolenastog vratila motora.

[0057] Samo kao primer, selektivno omogućavanje više režima rada može uključivati spajanje jednog ili više podizača bregova, i/ili razdvajanje jednog ili više drugih podizača bregova.

[0058] U metodu ovog otelotvorenja motor sa ciklusom sa diferencijalnim taktom može biti kao što je ovde opisan, jedan ili više sklopova podizača bregova klipa može biti kao što je ovde opisano, i jedan ili više podizača bregova klipa može definisati jedan ili više dostupnih režima rada.

[0059] Biće prihvaćeno da obelodanjena otelotvorenja daju unapređeni klipni uređaj sa diferencijalnim taktom i metod.

[0060] Biće prihvaćeno da uobičajeni konvencionalni motor ima maksimalnu efikasnost pri određenoj radnoj tački, kao što je određeno dizajnom motora, koja je obično u blizini vršnog obrtnog momenta i dosta ispod određenog rpm. Zato što postoji osetna potreba za održavanjem rezerve maksimalne energije, većina motora u automobilskoj industriji proizvode više energije i rade dosta ispod optimalne efikasnosti – obično koristeći manje od 20% unete energije.

[0061] Dok su velike rezerve vršne energije često smatrane kao veoma poželjne od strane vozača, „jer će u svakom slučajaju biti dostupna”, MIT ispitivanje je ukazalo da oko 50% goriva može biti sačuvano (npr., 100% dobitak u milji po galonu) ukoliko bi uobičajeni automobilski motori u SAD bili voženi pri optimalnoj efikasnost svo vreme.

[0062] Jedan način da se unapredi efikasnost jeste da se podesi radni zamah motora u skladu sa potrebama vožnje – dok se održava rezerva vršne energije. Motori sa ciklusom sa diferencijalnim taktom obično ovo ostvaruju skraćivanjem (smanjenjem) motora za potrebe vožnje. Ovo unapređenje motora sa ciklusom sa diferencijalnim taktom se ostvaruje sa jednim sistemom vratila. Zamah je podešen da prihvati „osrednjeni” rad motora, ili „osrednjene” potrebe za vožnjom.

1

[0063] Međutim, potrebe vožnje (ili rada motora) sadrže širok opseg rpm i izlaz. Pri gradskoj vožnji, na primer, motor često kreće nepokrenut i ubrzava do gradske brzine. Ovo zahteva velike obrtne momente pri niskim rpm. Za vreme vožnje na autoputu, motor bi trebalo da radi pri optimalnoj efikasnosti na višim rpm. Takođe pri vožnji na autoputu, postoje vremena kada je motoru potrebna veća izlazna snaga pri visokim rpm da bi prošao saobraćaj. Međutim veća izlazna snaga biti potrebana ukoliko je vozilo teško opterećeno. Sa značajno malim opterećenjem kao što je kod nepokrenutih motora i kod pomoćnog stvaranja energije ko teških kamiona, neki od cilindara mogu biti isključeni sa sačuvaju još više goriva. Biće od koristi ukoliko motor može da podesi svoj zamah – menjanjem veličine – za ove različite potrebe.

[0064] Biće prihvaćeno da obelodanjena otelotvorenja imaju četiri režima rada motora.

Zanah motora može biti optimizovana za odgovarajuće performanse izlaza, time dalje poboljšavajući prednosti motora sa ciklusom sa diferencijalnim taktom. Treba da se napomene da se još dodatnih režima rada (zamah) može ostvariti sa drugim dizajnom sklopa za vođenje klipa.

[0065] Obelodanjeni motori sa unapređenim ciklusom sa diferencijalnim taktom su relativno jednostavni i jeftini sklopovi za vođenje klipa za vršenje različitih funkcija motora. Dodatni troškovi ugrađivanja vratila i sklopova ležajeva klipa su relativno minimalni. Rad u više režima može da razlikuje novu generaciju motora sa ciklusom sa diferencijalnim taktom.

Tumačenja

[0066] Pozivanja u ovom opisu na „jedno otelotvorenje” ili „otelotvorenje” označava da je određeno svojstvo, struktura ili karakteristika opisani u vezi sa otelotvorenjem uključeno u barem jedno otelotvorenje datog pronalaska. Stoga, pojavljivanje faze „u jednom otelotvorenju” ili „u otelotvorenju” na različitim mestima kroz ovu specifikaciju ne odnose se neophodno na isto otelotvorenje, ali mogu. U nastavku, određena svojstva, strukture ili karakteristike mogu biti kombinovane na bilo koji pogodan način, kao što bi bilo očigledno onome ko je stručan u oblasti ovog obelodanjivanja, u jednom ili više otelotvorenja.

[0067] U dole navedenim patentnim zahtevima i kao što je ovde opisano, bilo koji od termina koji obuhvata, koji se sastoji od ili koji sadrži fiksni termin koji označava da sadrži bar elemente/svojstva koja slede, ali ne isključujući druge. Prema tome, termin koji sadrži, kada se koristi u zahtevima, ne treba tumačiti kao ograničavajući na sredstva ili elemente ili korake navedene u nastavku. Na primer, opseg izraza koji uređaj sadrži A i B ne treba ograničiti na uređaje koji se sastoje samo od elemenata A i B. Bilo koji od pojmova uključujući ili koji uključuje ili uključuje kako se ovde koristi je takođe fiksni termin koji takođe označava uključivanje barem elemenata/svojstva koja slede izraz, ali ne isključujući druge. Stoga, uključujući je sinonim sa značenjem sadržati.

[0068] Slično tome, treba primetiti da se termin spojen, kada se koristi u patentnim zahtevima, ne treba tumačiti kao ograničavajući samo za direktne veze. Termini „spojen“ i „povezan“, zajedno sa njihovim derivatima, mogu se koristiti. Trebalo bi razumeti da ovi termini nisu namenjeni kao sinonimi jedan za drugi. Dakle, opseg izraza uređaj A spojen sa uređajem B ne treba ograničavati na uređaje ili sisteme u kojima je izlaz uređaja A direktno povezan sa ulazom uređaja B. To znači da postoji put između izlaza A i ulaz B koji može biti putanja uključujući druge uređaje ili sredstva. „Povezan“ može značiti da su dva ili više elemenata ili u direktnom fizičkom ili da dva ili više elemenata nisu u direktnom kontaktu jedni sa drugima, ali ipak još zajedno rade ili međusobno deluju.

[0069] Kao što je ovde korišćeno, ukoliko nije drugačije naznačeno, upotreba određenih prideva „prvi”, „drugi”, „treći”, itd., da bi se opisao određeni objekat, samo ukazuju na različite primere sličnog objekta na koji se odnose, i nisu namenjeni da ukazuju da tako opisano objekti moraju biti u datom nizu, ni trenutno, prostorno, u redosledu, i ni na koji drugi način.

[0070] Kao što je ovde korišćeno, ukoliko nije drugačije naznačeno, upotreba termina „horizontalno“, „vertikalno“, „levo“, „desno“, „gore“ i „dole“, kao i njihovi pridevi i priloški derivati (npr., „horizontalni”, „desni”, „levi”, itd.), jednostavno ukazuju na orijentaciju prikazane strukture kao određenu nacrtanu figuru naspram onoga koji čita, sa naznakama na orijentaciju strukture u toku nominalne upotrebe, prema potrebi. Slično, termini „ka unutra” ili „ka spolja” generalno se odnose na orijentaciju površine relativne u odnosu na svoju osu elongacije, ili osu rotacije, prema potrebi.

[0071] Slično tome, treba imati u vidu da se u gore navedenom opisu primera otelotvorenja prema pronalasku različita svojstva pronalaska ponekad grupišu zajedno u jednom otelotvorenju, slici ili njegovom opisu za svrhu racionalizacije obelodanjivanja i pomaganja

1

pri razumevanju jednog ili više različitih inventivnih aspekata. Ovaj metod obelodanjivanja, međutim, ne treba tumačiti kao odraz namere da dati pronalazak zahteva više osobina nego što se izričito navodi u svakom patentnom zahtevu. Umesto toga, kako sledeće patentni zahtevi odražavaju, inventivni aspekti leže u manje od svih svojstava jednog prethodno opisanog otelotvorenja. Stoga, patentni zahtevi koje slede Detaljni Opis ovim su izričito uključeni u ovaj Detaljni Opis, pri čemu svaki patentni zahtevi je samostalan kao posebno otelotvorenje ovog pronalaska.

[0072] Osim toga, dok neka ovde opisana otelotvorenja uključuju neka, ali ne i druga svojstva uključena u drugim otelotvorenjima, kombinacijama svojstava različitih otelotvorenja podrazumevaju se da su u okviru pronalaska i formiraju različita otelotvorenja, kako bi ih razumeli oni koji su stručni u ovoj oblasti. Na primer, u sledećim patentnim zahtevima, bilo koje od zahtevanih otelotvorenja može da se koristi u bilo kojoj kombinaciji.

[0073] Osim toga, neka od otelotvorenja su ovde opisana kao metoda ili kombinacija elemenata metoda koja može da se implementira sa procesorom računarskog sistema ili drugim sredstvima izvršavanja funkcije. Prema tome, procesor sa potrebnim uputstvima za izvođenje takvog postupka ili elementa metode formira sredstvo za sprovođenje metode ili elementa metode. Osim toga, element koji je ovde opisan u otelotvorenju uređaja je primer sredstva za izvršavanje funkcije koju izvršava element u cilju izvođenja pronalaska.

[0074] U opisu koji je ovde dat, iznose se brojni specifični detalji. Međutim, podrazumeva se da se otelotvorenja pronalaska mogu koristiti bez ovih specifičnih detalja. U drugim slučajevima, dobro poznate metode, strukture i tehnike nisu detaljno prikazane kako ne bi otežavali razumevanje ovog opisa.

[0075] Stoga, iako je opisano za šta se smatra da su prioriteti otelotvorenja pronalaska, stručnjaci u ovoj oblasti će prepoznati da se mogu izvršiti druge i dalje izmene.

1

Claims (14)

Patentni zahtevi

1. Motor sa unutrašnjim sagorevanjem sa diferencijalnim taktom koji sadrži uređaj (100), gde motor sa unutrašnjim sagorevanjem obuhvata jedan ili više dvodelnih klipova, gde svaki dvodelni klip ima prvi deo klipa i drugi deo klipa, gde je prvi deo klipa spoljašnji klip koji je povezan klipnjačom na kolenasto vratilo, gde je drugi deo klipa je unutrašnji klip spojen sa uređajem preko drške klipa (115), i gde uređaj sadrži:

element poluge klipa (100) mehanički spojen sa drškom klipa; naznačen time da sadrži mnoštvo sklopova podizača bregova koji se selektivno mogu povezati sa elementom poluge klipa za upravljanje radom drugog dela klipa; i

gde selektivno spajanje i razdvajanje jednog ili više sklopova podizača bregova definiše način rada od mnoštva režima rada drugog dela klipa; i

gde je definisan radni režim operativno kontroliše pomeranje i raspored u vremenu drugog dela klipa u ciklusu kolenastog vratila motora.

2. Motor sa unutrašnjim sagorevanjem prema patentnom zahtevu 1, gde element poluge klipa formira vezu sa četiri poluge sa elementom oscilirajuće veze klipa jednom ili više kruto vezanih poluga i sa jednom ili više zglobno vezanih poluga.

3. Motor sa unutrašnjim sagorevanjem prema bilo kojem od prethodnih patentnih zahteva, gde uređaj dalje sadrži osovinu za vođenje klipa za koju je sklop zglobno oslonjen na blok motora.

4. Motor sa unutrašnjim sagorevanjem prema patentnom zahtevu 3, gde je osovina za vođenje klipa

- spojena sa elementom oscilirajuće veze klipa i jednom ili više zglobno povezanih poluga; i/ili

- fiksira zglob u vezi od četiri poluge sa blokom motora.

5. Motor sa unutrašnjim sagorevanjem prema bilo kojem od prethodnih patentnih zahteva, gde sklop podizača bregova sadrži vratilo klipa.

6. Motor sa unutrašnjim sagorevanjem prema patentnom zahtevu 5, gde vratilo klipa sadrži više kolena vratila i zglobno je oslonjeno na blok motora.

7. Motor sa unutrašnjim sagorevanjem prema patentnom zahtevu 6, gde sklopovi podizača bregova dalje sadrže odgovarajući broj poluga oscilirajuće veze klipa za spajanje sa kolenima vratila, gde se svaka poluga oscilirajuće veze klipa selektivno može povezati sa elementom poluge klipa.

8. Motor sa unutrašnjim sagorevanjem prema patentnom zahtevu 7, gde je selektivna veza poluge oscilirajuće veze klipa sa polugom klipa ostvarena čivijom poluge oscilirajuće veze klipa koja se selektivno može izvlačiti, koja kada je izvučena, spaja se sa oscilirajućom vezom klipa.

9. Motor sa unutrašnjim sagorevanjem prema bilo kojem od prethodnih patentnih zahteva, gde se element poluge klipa nagnut kompresionim sklopom opruge prema drugom delu klipa koji je postavljen u unutrašnjem položaju u naspram radnji sklopova podizača bregova.

10. Motor sa unutrašnjim sagorevanjem prema patentnom zahtevu 9, gde, kada je element poluge odvojen od sklopovi podizača bregova, element poluge je nagnut u gornji onesposobljen položaj, tako da se nalazi dalje od pomeranja prvog dela elementa poluge klipa.

11. Motor sa unutrašnjim sagorevanjem prema bilo kojem od prethodnih patentnih zahteva, - gde se prvi deo klipa i drugi deo klipa pomeraju koaksijalno,

- gde se prvi deo klipa i drugi deo klipa pomeraju koaksijalno i gde je element poluge klipa zglobno povezan na jednom kraju sa drškom klipa a pomeranje drške klipa je suštinski ograničeno na pomeranje u dužini duž ose cilindra klipa.

12. Motor sa unutrašnjim sagorevanjem prema bilo kojem od prethodnih patentnih zahteva, - gde uređaj sadrži dva sklopa podizača bregova za definisanje četiri radna režima; ili - gde uređaj sadrži dva sklopa podizača bregova za definisanje četiri radna režima i gde jedan od četiri radna režima efikasno sprečava rad drugog dela klipa.

13. Metod za upravljanje radom motora sa unutrašnjim sagorevanjem sa diferencijalnim taktom prema bilo kojem od prethodnih patentnih zahteva, koja metoda sadrži korake:

- omogućavanje motora sa ciklusom sa diferencijalnim taktom;

1

- spajanje i razdvajanje jednog ili više podizača bregova klipa za selektivno omogućavanje jednog od više radnih režima; i

- upravljanje, zasnovano na odabiru režima rada, pomeranje unutrašnjeg dela klipa u ciklusu kolenastog vratila motora.

14. Metoda prema patentnom zahtevu 13,

gde selektivno spajanje i razdvajanje jednog ili više podizača bregova definiše odgovarajući jedan od mnoštva radnih režima.

1