V motorovém zařízení je píst klíčovým prvkem pracovního procesu. Píst je vyroben ve formě kovového dutého skla, umístěného kulovým dnem (hlavou pístu) nahoru. Vodicí část pístu, jinak známá jako plášť, má mělké drážky navržené tak, aby v nich držely pístní kroužky. Účelem pístních kroužků je za prvé zajistit těsnost nadpístového prostoru, kde při chodu motoru dochází k okamžitému spalování směsi benzínu a vzduchu a vzniklý expandující plyn by se po zaoblení pláště nemohl řítit pod pístu. Za druhé, kroužky zabraňují tomu, aby se olej pod pístem dostal do prostoru nad pístem. Kroužky v pístu tedy působí jako těsnění. Spodní (spodní) pístní kroužek se nazývá stírací kroužek oleje a horní (horní) kroužek se nazývá kompresní, tj. vysoký stupeň komprese směsi.
Když palivo-vzduch nebo směs paliva vstoupí do válce z karburátoru nebo vstřikovače, je stlačena pístem, když se pohybuje nahoru a zapálí se elektrický výboj od zapalovací svíčky (u vznětového motoru se směs samovolně vznítí prudkým stlačením). Vzniklé spaliny mají mnohem větší objem než původní palivová směs a při expanzi prudce tlačí píst dolů. Tepelná energie paliva se tedy přeměňuje na vratný (nahoru a dolů) pohyb pístu ve válci.
Dále musíte tento pohyb převést na rotaci hřídele. To se děje následovně: uvnitř pláště pístu je palec, na kterém je upevněna horní část ojnice, ta je otočně upevněna na klice klikový hřídel. Klikový hřídel se volně otáčí na nosných ložiskách umístěných v klikové skříni motoru. s vnitřním spalováním. Při pohybu pístu začne ojnice otáčet klikovým hřídelem, ze kterého se točivý moment přenáší na převodovku a - dále přes převodový systém - na hnací kola.
Specifikace motoru Specifikace motoru Při pohybu nahoru a dolů má píst dvě polohy, které se nazývají mrtvé body. Horní úvrať (TDC) je okamžik maximálního zvednutí hlavy a celého pístu nahoru, po kterém se začne pohybovat dolů; dolní úvrať (BDC) - nejnižší poloha pístu, po které se změní směrový vektor a píst se řítí nahoru. Vzdálenost mezi TDC a BDC se nazývá zdvih pístu, objem horní části válce s pístem v TDC tvoří spalovací prostor a maximální objem válce s pístem v BDC se nazývá celkový objem válce. Rozdíl mezi celkovým objemem a objemem spalovací komory se nazývá pracovní objem válce.
Celkový pracovní objem všech válců spalovacího motoru je uveden v technických charakteristikách motoru, vyjádřený v litrech, proto se v každodenním životě nazývá zdvihový objem motoru. Druhou nejdůležitější charakteristikou každého spalovacího motoru je kompresní poměr (SS), definovaný jako podíl dělení celkového objemu objemem spalovací komory. Na karburátorové motory CC se pohybuje v rozmezí od 6 do 14, pro dieselové motory - od 16 do 30. Právě tento ukazatel spolu s velikostí motoru určuje jeho výkon, účinnost a úplnost spalování směsi paliva a vzduchu, což ovlivňuje toxicita emisí během provoz spalovacího motoru.
Výkon motoru má binární označení - in koňská síla(hp) a v kilowattech (kW). Pro převod jednotek na sebe se použije koeficient 0,735, tedy 1 hp. = 0,735 kW.
Pracovní cyklus čtyřdobého spalovacího motoru je určen dvěma otáčkami klikového hřídele - půl otáčky na zdvih, což odpovídá jednomu zdvihu pístu. Pokud je motor jednoválcový, je v jeho provozu pozorována nerovnoměrnost: prudké zrychlení zdvih pístu při explozivním spalování směsi a její zpomalení při přibližování se k BDC a dále. Pro zastavení této nerovnosti je na hřídeli mimo skříň motoru instalován masivní kotouč setrvačníku s velkou setrvačností, díky kterému se moment otáčení hřídele v čase stává stabilnější.
Princip činnosti spalovacího motoru
moderní auto, nejčastěji poháněný spalovacím motorem. Takových motorů je mnoho. Liší se objemem, počtem válců, výkonem, rychlostí otáčení, použitým palivem (dieselové, benzinové a plynové spalovací motory). Ale v zásadě se zdá, že zařízení spalovacího motoru.
Jak motor funguje a proč se mu říká čtyřdobý spalovací motor? S vnitřním spalováním rozumím. Palivo hoří uvnitř motoru. A proč 4 cykly motoru, co to je? Ve skutečnosti existují dvoudobé motory. Ale na autech se používají velmi zřídka.
Čtyřdobý motor se nazývá proto, že jeho práci lze rozdělit na čtyři časově stejné části. Píst projde válcem čtyřikrát – dvakrát nahoru a dvakrát dolů. Zdvih začíná, když je píst ve svém nejnižším nebo nejvyšším bodě. Pro motoristy-mechaniky se tomu říká horní úvrať (TDC) a dolní úvrať (BDC).
První zdvih - sací zdvih
První zdvih, známý také jako sání, začíná v TDC (horní úvrať). Při pohybu dolů píst nasává do válce směs vzduch-palivo. K provozu tohoto zdvihu dochází při otevřeném sacím ventilu. Mimochodem, existuje mnoho motorů s více sacími ventily. Jejich počet, velikost, doba strávená v otevřeném stavu může výrazně ovlivnit výkon motoru. Existují motory, u kterých v závislosti na tlaku na plynový pedál dochází k nucenému prodloužení doby otevření sacích ventilů. To se provádí za účelem zvýšení množství nasávaného paliva, které po zapálení zvyšuje výkon motoru. Auto v tomto případě může akcelerovat mnohem rychleji.
Druhý zdvih je kompresní zdvih
Dalším zdvihem motoru je kompresní zdvih. Poté, co píst dosáhne svého nejnižšího bodu, začne stoupat, čímž se stlačí směs, která vstoupila do válce při sacím zdvihu. Palivová směs se stlačí na objem spalovacího prostoru. Co je to za fotoaparát? Volný prostor mezi horní částí pístu a horní částí válce, když je píst nahoře mrtvý střed nazývaná spalovací komora. Při tomto zdvihu motoru jsou ventily zcela uzavřeny. Čím těsněji jsou uzavřeny, tím lepší je komprese. Má velký význam v tento případ, stav pístu, válce, pístních kroužků. Pokud jsou velké mezery, nebude dobrá komprese fungovat, a proto bude výkon takového motoru mnohem nižší. Kompresi lze kontrolovat speciálním zařízením. Podle velikosti komprese lze vyvodit závěr o stupni opotřebení motoru.
Třetí cyklus - pracovní zdvih
Třetí cyklus je pracovní, začíná od TDC. Z nějakého důvodu se tomu říká dělník. Koneckonců právě v tomto cyklu dochází k akci, která rozpohybuje auto. V tomto okamžiku přichází na řadu zapalovací systém. Proč se tento systém tak nazývá? Ano, protože je zodpovědná za zapálení palivová směs, stlačený ve válci, ve spalovací komoře. Funguje to velmi jednoduše - svíčka systému dává jiskru. Abychom byli spravedliví, stojí za zmínku, že jiskra je vydána na zapalovací svíčce několik stupňů před dosažením pístu vrcholový bod. Tyto stupně jsou v moderním motoru automaticky regulovány „mozkem“ vozu.
Po zapálení paliva dojde k explozi - prudce zvětší svůj objem a přinutí píst k pohybu dolů. Ventily v tomto zdvihu motoru, stejně jako v předchozím, jsou v zavřeném stavu.
Čtvrtým opatřením je opatření uvolnění
Čtvrtý zdvih motoru, poslední je výfuk. Po dosažení spodního bodu se po pracovním zdvihu začne v motoru otevírat výfukový ventil. Může existovat několik takových ventilů, stejně jako sacích ventilů. Píst při pohybu nahoru tímto ventilem odvádí výfukové plyny z válce - odvětrává jej. Stupeň komprese ve válcích závisí na přesné činnosti ventilů, úplné odstranění výfukové plyny a požadované množství směs nasávaného vzduchu a paliva.
Po čtvrtém taktu přichází na řadu první. Proces se cyklicky opakuje. A díky čemu dochází k rotaci - chodu spalovacího motoru všechny 4 zdvihy, což způsobuje, že píst stoupá a klesá v kompresním, výfukovém a sacím zdvihu? Faktem je, že ne všechna energie přijatá v pracovním cyklu je směrována do pohybu automobilu. Část energie se spotřebuje na roztočení setrvačníku. A pod vlivem setrvačnosti otáčí klikovým hřídelem motoru a pohybuje pístem během období „nepracovních“ cyklů.
Mechanismus distribuce plynu
Mechanismus distribuce plynu (GRM) je určen pro vstřikování paliva a výfukových plynů ve spalovacích motorech. Vlastní mechanismus distribuce plynu je rozdělen na spodní ventil, když vačková hřídel umístěný v bloku válců a horní ventil. Mechanismus horního ventilu znamená, že vačkový hřídel je umístěn v hlavě válce (hlavě válce). Existují také alternativní mechanismy distribuce plynu, jako je systém časování objímek, desmodromický systém a mechanismus s proměnnou fází.
U dvoudobých motorů se mechanismus distribuce plynu provádí pomocí sacích a výfukových kanálů ve válci. U čtyřdobých motorů je nejběžnější systém horních ventilů, o kterém bude řeč níže.
Časovací zařízení
V horní části bloku válců je umístěna hlava válců (hlava válců). vačková hřídel, ventily, zdvihátka nebo vahadla. Hnací řemenice vačkového hřídele je vysunuta z hlavy válců. Aby se zabránilo úniku motorový olej z pod víkem ventilu je na krku vačkového hřídele instalováno olejové těsnění. Vlastní víko ventilu je namontováno na těsnění odolném vůči oleji. Rozvodový řemen nebo řetěz je opotřebován na řemenici vačkového hřídele a je poháněn ozubeným kolem klikového hřídele. K napínání řemene slouží napínací kladky, na řetěz napínací „botky“. Obvykle rozvodový řemen ovládá se čerpadlo vodního chladicího systému, mezihřídel pro zapalovací systém a pohon vysokotlakého čerpadla tlak vstřikovacího čerpadla(Pro dieselové možnosti).
Na opačné straně vačkového hřídele přímým převodem nebo pomocí řemene, může být poháněn podtlakový posilovač, posilovač řízení nebo alternátor auta.
Vačkový hřídel je náprava s obrobenými vačkami. Vačky jsou umístěny podél hřídele tak, že při otáčení jsou v kontaktu se zdvihátkami ventilů stlačovány přesně v souladu s pracovními cykly motoru.
Existují motory se dvěma vačkovými hřídeli (DOHC) a velkým počtem ventilů. Stejně jako v prvním případě jsou řemenice poháněny jediným rozvodovým řemenem a řetězem. Každý vačkový hřídel uzavírá jeden typ sacího nebo výfukového ventilu.
Ventil je stlačován vahadlem (staré verze motorů) nebo tlačníkem. Existují dva typy posunovačů. Prvním jsou tlačníky, kde je mezera regulována podložkami, druhým jsou hydraulické tlačníky. Hydraulický posunovač změkčuje úder do ventilu kvůli oleji, který je v něm. Nastavení mezery mezi vačkou a horní částí tlačníku není nutné.
Princip fungování časování
Celý proces distribuce plynu se redukuje na synchronní otáčení klikového hřídele a vačkového hřídele. Stejně jako otevření sacích a výfukových ventilů při určité poloze pístů.
Chcete-li přesně umístit vačkový hřídel vzhledem ke klikovému hřídeli, instalační značky. Před nasazením rozvodového řemene se značky spojí a zafixují. Poté se řemen nasadí, řemenice se „uvolní“, načež se řemen napne napínacími kladkami.
Při otevírání ventilu vahadlem se děje toto: vačkový hřídel "jede" na vahadle, které ventil tlačí, po průchodu vačkou se ventil působením pružiny uzavře. Ventily jsou v tomto případě uspořádány ve tvaru V.
Pokud se v motoru používají tlačné prvky, pak je vačkový hřídel během otáčení umístěn přímo nad tlačnými zařízeními a přitlačuje na ně své vačky. Výhodou takového časování je nízká hlučnost, nízká cena, udržovatelnost.
V řetězový pohon celý proces rozvodu plynu je stejný, pouze při montáži mechanismu se řetěz navléká na hřídel spolu s kladkou.
klikový mechanismus
Klikový mechanismus (dále zkráceně KShM) je mechanismus motoru. Hlavním účelem klikového hřídele je převádět vratné pohyby válcového pístu na rotační pohyby klikového hřídele u spalovacího motoru a naopak.
Zařízení KShM
Píst
Píst má tvar válce z hliníkových slitin. Hlavní funkcí této části je proměnit se v mechanická práce změna tlaku plynu nebo naopak - nárůst tlaku v důsledku vratného pohybu.
Píst je dno, hlava a sukně složené dohromady, které plní zcela odlišné funkce. Hlava pístu plochého, konkávního nebo konvexního tvaru obsahuje spalovací komoru. Hlava má vyřezané drážky kde pístní kroužky(kompresní a olejová škrabka). Kompresní kroužky zabraňují průniku plynu do klikové skříně motoru a pístu kroužky na stírání oleje pomáhají odstranit přebytečný olej na vnitřních stěnách válce. V plášti jsou dva nálitky, které zajišťují umístění pístního čepu spojujícího píst s ojnicí.
Lisovaná nebo kovaná ocelová (výjimečně titanová) ojnice má otočné klouby. Hlavní úlohou ojnice je přenášet sílu pístu na klikovou hřídel. Konstrukce ojnice předpokládá přítomnost horní a spodní hlavy a také tyče s I-sekcí. V horní hlavě a nálicích je otočný („plovoucí“) pístní čep a spodní hlava je skládací, což umožňuje těsné spojení s hrdlem hřídele. Moderní technologieřízené dělení spodní hlavy umožňuje vysokou přesnost spojení jejích částí.
Setrvačník je namontován na konci klikového hřídele. Dnes najdou široké uplatnění dvouhmotové setrvačníky, které mají podobu dvou elasticky propojených kotoučů. Ozubený věnec setrvačníku se přímo podílí na spouštění motoru přes startér.
Blok a hlava válců
Blok válců a hlava válců jsou litinové (výjimečně slitiny hliníku). Blok válců má chladicí pláště, lůžka pro ložiska klikového a vačkového hřídele a také upevňovací body pro přístroje a sestavy. Samotný válec funguje jako vodítko pro písty. Hlava válců obsahuje spalovací komoru, vstupní a výstupní kanály, speciální závitové otvory pro zapalovací svíčky, pouzdra a lisovaná sedla. Těsnost spojení bloku válců s hlavou je opatřena těsněním. Kromě toho je hlava válců uzavřena vyraženým krytem a mezi nimi je zpravidla instalováno pryžové těsnění odolné proti oleji.
Obecně platí, že píst, vložka válce a ojnice tvoří válec resp skupina píst-válec klikový mechanismus. Moderní motory může mít až 16 nebo více válců.
Národní univerzita pro stavbu lodí
jim. adm. Makarova
Oddělení ICE
Abstrakt přednášek o průběhu spalovacího motoru (sdvs) Nikolaev - 2014
|
Téma 1. Srovnání spalovacích motorů s jinými typy tepelných motorů. Klasifikace ICE. Rozsah jejich uplatnění, perspektivy a směry další vývoj. Převodový poměr ve spalovacím motoru a jejich označení……………………………………………………………… | ||
|
Předmět. 2 Princip činnosti čtyřdobého a dvoudobého motoru s přeplňováním a bez přeplňování……………………………………………………….. | ||
|
Téma 3. Základní konstrukční schémata různých typů spalovacích motorů. Strukturální schémata rámu motoru. Prvky kostry motoru. Jmenování. Obecná struktura a schéma interakce prvků klikového motoru spalovacího motoru………………………………………... | ||
|
Téma 4. Systémy ICE ………………………………………………………… | ||
|
Téma 5. Předpoklady v dokonalý cyklus, procesy a parametry cyklu. Parametry pracovního tělesa v charakteristických místech cyklu. Porovnání různých ideálních cyklů. Podmínky pro tok procesů ve vypočítaných a skutečných cyklech…………… | ||
|
Téma 6. Proces plnění válce vzduchem. Proces komprese, podmínky průchodu, stupeň komprese a jeho volba, parametry pracovní tekutiny při kompresi………………………………………….. | ||
|
Téma 7. spalovací proces. Podmínky pro výdej a využití tepla při spalování paliva. Množství vzduchu potřebné ke spálení paliva. Faktory ovlivňující tyto procesy. proces expanze. Parametry pracovního těla na konci procesu. Procesní práce. Proces uvolňování výfukových plynů …………………………………………………………. | ||
|
Téma 8. Indikátor a efektivní indikátory provozu motoru. | ||
|
Téma 9. Přeplňování ICE jako způsob, jak zlepšit technický a ekonomický výkon. Posilovací schémata. Vlastnosti pracovního procesu přeplňovaného motoru. Způsoby využití energie výfukových plynů………………………………………………………………... | ||
|
Literatura……………………………………………………………… | ||
Téma 1. Srovnání spalovacích motorů s jinými typy tepelných motorů. Klasifikace ICE. Rozsah jejich uplatnění, perspektivy a směry dalšího rozvoje. Poměr ve spalovacích motorech a jejich značení.
Spalovací motor- jedná se o tepelný motor, ve kterém se tepelná energie uvolněná při spalování paliva v pracovním válci přeměňuje na mechanickou práci. Přeměna tepelné energie na mechanickou se provádí přenosem expanzní energie spalin na píst, jehož vratný pohyb se přes klikový mechanismus přeměňuje na rotační pohyb klikového hřídele, který pohání vrtule, elektrický generátor, čerpadlo nebo jiný spotřebitel energie.
ICE lze klasifikovat podle následujících hlavních vlastností:
– podle typu pracovního cyklu- při dodávce tepla pracovní kapalině při stálém objemu, při dodávce tepla při stálém tlaku plynů a při smíšeném přísunu tepla, tj. nejprve při stálém objemu a poté při stálém tlaku plynů ;
– podle způsobu realizace pracovního cyklu- čtyřdobý, ve kterém je cyklus dokončen ve čtyřech po sobě jdoucích zdvihech pístu (pro dvě otáčky klikového hřídele), a dvoudobý, ve kterém se cyklus provádí ve dvou po sobě jdoucích zdvihech pístu (na jednu otáčku klikového hřídele) ;
– prostřednictvím přívodu vzduchu- s a bez boostu. U atmosférických čtyřdobých spalovacích motorů se válec plní čerstvou náplní (vzduchem nebo hořlavou směsí) sacím zdvihem pístu a u dvoudobých spalovacích motorů je plněn vyplachovacím kompresorem mechanicky poháněným u motoru. U všech přeplňovaných spalovacích motorů je plnění válce prováděno speciálním kompresorem. Přeplňované motory se často nazývají kombinované motory, protože kromě pístového motoru mají také kompresor, který dodává vzduch do motoru pod vysokým tlakem;
– podle způsobu zapálení paliva- vznětové zapalování (diesely) a zážehové zapalování (z karburátoru na plyn);
– podle druhu použitého paliva- kapalná paliva a plyn. Mezi spalovací motory na kapalná paliva patří také vícepalivové motory, které mohou pracovat na různá paliva bez konstrukčních změn. Plynové spalovací motory zahrnují také vznětové motory, ve kterých je hlavní palivo plynné a kapalné palivo se používá v malých množstvích jako pilotní, tj. pro zapalování;
– podle způsobu míchání- s vnitřním mícháním, kdy se směs vzduchu a paliva tvoří uvnitř válce (dieselové motory), a s vnějším mícháním, kdy se tato směs připravuje před přivedením do pracovního válce (karburátorové a plynové motory se zážehovým zapalováním). Hlavní způsoby tvorby vnitřní směsi - objemový, objemový-film a film ;
– podle typu spalovací komory (CC)- s nedělenými jednodutinovými CV, s polooddělenými CV (CV v pístu) a oddělenými CV (předkomorové, vířivé a vzduchové CV);
– podle frekvence otáčení klikového hřídele n - nízkorychlostní (MOD) s n až 240 min-1, střední rychlost (SOD) od 240< n
< 750 мин -1 ,
повышенной оборотности (ПОД) с 750
– po domluvě- hlavní, určený k pohonu lodního pohonu ( vrtulí) a pomocné, hnací elektrické generátory lodních elektráren nebo lodních strojů;
– podle principu jednání- jednočinný (pracovní cyklus probíhá pouze v jedné dutině válce), dvojčinný (pracovní cyklus probíhá ve dvou dutinách válce nad a pod pístem) a s opačně se pohybujícími písty (v každém válci motoru jsou dva mechanicky spojené písty pohybující se v opačných směrech, s pracovním tělesem umístěným mezi nimi);
– dle konstrukce klikového mechanismu (KShM)- kmen a křížová hlava. V kufrovém motoru jsou normální tlakové síly, které vznikají při naklonění ojnice, přenášeny vodící částí pístu - kufrem posuvným v objímce válce; u motoru s křížovou hlavou píst nevytváří normálové tlakové síly, které vznikají při naklonění ojnice, normálová síla je vytvořena v křížovém spojení a přenášena jezdci na rovnoběžky, které jsou upevněny vně válce na rámu motoru;
– podle umístění válců- svislé, vodorovné, jednořadé, dvouřadé, ve tvaru U, ve tvaru hvězdy atd.
Hlavní definice, které platí pro všechny spalovací motory, jsou:
– horní A dolní úvratě (TDC a BDC), odpovídající horní a dolní krajní poloze pístu ve válci (u vertikálního motoru);
– mrtvice, tj. vzdálenost, kdy se píst pohybuje z jedné krajní polohy do druhé;
– objem spalovací komory(nebo komprese), odpovídající objemu dutiny válce, když je píst v TDC;
– zdvihu válce, která je popsána pístem při jeho průběhu mezi úvrati.
Značka Diesel dává představu o jeho typu a hlavních rozměrech. Značení domácích dieselových motorů se provádí v souladu s GOST 4393-82 „Stacionární, námořní, naftové a průmyslové dieselové motory. Typy a základní parametry. Pro značení jsou přijímány symboly skládající se z písmen a číslic:
H- čtyřtakt;
D- dvoutakt;
DD- dvoutakt dvojí akce;
R- reverzibilní;
S– s reverzní spojkou;
P- s redukčním převodem;
NA- křížová hlava;
G– plyn;
H- přeplňovaný;
1A, 2A, ZA, 4A– stupeň automatizace podle GOST 14228-80.
Nepřítomnost v symbol písmena NA znamená, že naftový kufr, písmena R- dieselový motor je nereverzibilní a písmena H- atmosférický diesel. Čísla ve značce před písmeny označují počet válců a za písmeny: číslo v čitateli je průměr válce v centimetrech, ve jmenovateli je zdvih pístu v centimetrech.
U dieselové značky s opačně se pohybujícími písty jsou indikovány oba zdvihy pístu, spojené znaménkem plus, pokud jsou zdvihy různé, nebo součinem „2 na zdvih jednoho pístu“, pokud jsou zdvihy stejné.
U značky lodních dieselových motorů výrobního sdružení "Bryansk Machine-Building Plant" (PO BMZ) je navíc uvedeno číslo modifikace, počínaje druhým. Toto číslo je uvedeno na konci označení v souladu s GOST 4393-82. Níže jsou uvedeny příklady označení pro některé motory.
12CHNSP1A 18/20- vznětový dvanáctiválec, čtyřdobý, přeplňovaný, s reverzní spojkou, s redukčním převodem, automatizovaný dle 1. stupně automatizace, s průměrem válce 18 cm a zdvihem pístu 20 cm.
16DPN 23/2 X 30- dieselová šestnáctistovka, dvoudobá, s převodovkou, přeplňovaná, s průměrem válce 23 cm a se dvěma proti sobě se pohybujícími písty, každý o zdvihu 30 cm,
9DKRN 80/160-4- vznětový devítiválec, dvoudobý, křížový, reverzní, přeplňovaný, s průměrem válce 80 cm, zdvih pístu 160 cm, čtvrtá modifikace.
Na některých domácí továrny vyráběným dieselovým motorům je kromě povinné značky podle GOST přiřazena také tovární značka. Například název značky G-74 (rostlina "Dvigatel Revolyutsii") odpovídá značce 6CHN 36/45.
Ve většině cizích zemí není značení motorů regulováno normami a stavitelé používají své vlastní konvence pojmenování. Ale i stejná společnost často mění přijatá označení. Přesto je třeba poznamenat, že mnoho společností v symbolech uvádí hlavní rozměry motoru: průměr válce a zdvih pístu.
Předmět. 2 Princip činnosti čtyřdobého a dvoudobého motoru s přeplňováním a bez přeplňování.
Čtyřtaktní motor.
Čtyřdobý spalovací motor Na Obr. 2.1 ukazuje schéma činnosti atmosférického čtyřdobého kufrového vznětového motoru (čtyřtaktní motory typu s křížovou hlavou se vůbec nestaví).
Rýže. 2.1. Princip činnosti čtyřdobého spalovacího motoru
1. opatření – vtok nebo plnicí . Píst 1 přesune z TDC do BDC. Se zdvihem pístu směrem dolů přes vstupní potrubí 3 a vstupním ventilem umístěným v krytu 2 vzduch vstupuje do válce, protože tlak ve válci v důsledku zvětšení objemu válce je nižší než tlak vzduchu (nebo pracovní směs v karburátorovém motoru) před sacím potrubím p o. Sací ventil se otevře mírně před TDC (bod r), tj. s úhlem stoupání 20 ... 50 ° k TDC, což vytváří příznivější podmínky pro vstup vzduchu na začátku plnění. Sací ventil se uzavře po BDC (bod A"), protože v okamžiku, kdy píst dorazí do BDC (bod A) tlak plynu ve válci je ještě nižší než ve vstupním potrubí. Proudění vzduchu do pracovního válce během této doby je také usnadněno setrvačným přetlakem vzduchu vstupujícího do válce, proto se vstupní ventil uzavírá s úhlem zpoždění 20 ... 45 ° po BDC.
Úhly předstihu a zpoždění jsou určeny empiricky. Úhel otáčení klikového hřídele (PKV), odpovídající celému procesu plnění, je přibližně 220 ... 275 ° PKV.
Charakteristickým rysem přeplňovaného vznětového motoru je, že při 1. zdvihu není nasávána čerstvá nálož vzduchu z okolí, ale vstupuje do sacího potrubí pod zvýšeným tlakem ze speciálního kompresoru. V moderních lodních dieselových motorech je kompresor poháněn plynovou turbínou, která běží na výfukové plyny motoru. Jednotka skládající se z plynové turbíny a kompresoru se nazývá turbodmychadlo. U přeplňovaných vznětových motorů jde plnicí potrubí obvykle nad výfukové potrubí (4. zdvih).
2. opatření – komprese . Když se píst od okamžiku uzavření sacího ventilu vrátí zpět do TDC, náplň čerstvého vzduchu vstupující do válce je stlačena, v důsledku čehož její teplota stoupne na úroveň nezbytnou pro samovznícení paliva. Palivo je vstřikováno do válce tryskou 4 s určitým předstihem do TDC (bod n) na vysoký tlak poskytující vysoce kvalitní atomizaci paliva. Předstih vstřikování paliva do TDC je nutný pro jeho přípravu na samovznícení v okamžiku, kdy píst dorazí na TDC. V tomto případě jsou vytvořeny nejpříznivější podmínky pro provoz vznětového motoru s vysokou účinností. Úhel vstřikování v nominálním režimu v MOD je obvykle 1 ... 9 ° a v SOD - 8 ... 16 ° k TDC. Bod vzplanutí (bod S) na obrázku je znázorněna v TDC, nicméně může být také mírně posunuta vzhledem k TDC, tj. zapálení paliva může začít dříve nebo později než TDC.
3. opatření – spalování A rozšíření (pracovní zdvih). Píst se pohybuje z TDC do BDC. Rozprášené palivo smíchané s horkým vzduchem se vznítí a hoří, což má za následek prudké zvýšení tlaku plynu (bod z), a poté začne jejich expanze. Plyny, působící na píst během pracovního zdvihu, vykonávají užitečnou práci, která je prostřednictvím klikového mechanismu přenášena na spotřebitele energie. Proces expanze končí, když se výfukový ventil začne otevírat. 5 (tečka b’ ), který se vyskytuje s předstihem 20...40°. Určité snížení užitečné práce expanze plynu ve srovnání s tím, kdy by se ventil otevřel při BDC, je kompenzováno snížením práce vynaložené na další zdvih.
4. opatření – uvolnění . Píst se pohybuje z BDC do TDC a vytlačuje výfukové plyny z válce. Tlak plynu ve válci tento moment mírně vyšší než tlak za výfukovým ventilem. Za účelem úplného odstranění výfukových plynů z válce se výfukový ventil uzavře poté, co píst projde TDC, zatímco úhel zavírání je 10 ... 60 ° PKV. Proto jsou po dobu odpovídající úhlu 30 ... 110 ° PKV současně otevřeny vstupní a výstupní ventily. To zlepšuje proces čištění spalovacího prostoru od výfukových plynů, zejména u přeplňovaných dieselových motorů, protože tlak plnicího vzduchu je v tomto období vyšší než tlak výfukových plynů.
Výfukový ventil je tedy otevřen v periodě odpovídající 210...280° PCV.
Princip činnosti čtyřdobého karburátorového motoru se liší od vznětového motoru tím, že pracovní směs - palivo a vzduch - se připravuje mimo válec (v karburátoru) a do válce se dostává během 1. cyklu; směs je zapálena v oblasti TDC elektrickou jiskrou.
Užitečná práce přijatá během období 2. a 3. cyklu je určena oblastí ASzba(plocha se šikmým šrafováním, cm, 4. příčka). Ale během 1. zdvihu motor vynaloží práci (s přihlédnutím k atmosférickému tlaku p o pod pístem) rovnající se ploše nad křivkou r" ma k vodorovné čáře odpovídající tlaku p o. Při 4. zdvihu motor vynakládá práci na vytlačení výfukových plynů rovnající se ploše pod křivkou brr "k vodorovné přímce p o. Proto u čtyřdobého atmosférického motoru je práce tzv. "pumpování". " zdvihy, tj. -tý cyklus, kdy motor funguje jako čerpadlo, je záporný (tato práce na diagramu indikátoru je znázorněna svisle šrafovanou oblastí) a musí být odečtena od užitečná práce, rovnající se rozdílu mezi prací v období 3. a 2. cyklu, V reálných podmínkách je práce čerpacích zdvihů velmi malá, a proto je tato práce podmíněně označována jako mechanické ztráty, U přeplňovaných vznětových motorů, pokud tlak plnicího vzduchu vstupujícího do válce nad průměrným tlakem plynů ve válci během doby jejich vytlačování pístem se práce zdvihů čerpadla stává pozitivní.
Dvoutaktní ICE.
U dvoudobých motorů dochází k čištění pracovního válce od zplodin hoření a jeho plnění čerstvou náplní, tj. k procesům výměny plynů, pouze v období, kdy je píst v oblasti BDC s otevřenými orgány výměny plynů. V tomto případě se čištění válce od výfukových plynů neprovádí pístem, ale předem stlačeným vzduchem (u dieselových motorů) nebo hořlavou směsí (u karburátorů a plynových motorů). Předběžná komprese vzduchu nebo směsi probíhá ve speciálním proplachovacím nebo přeplňovacím kompresoru. Během výměny plynů ve dvoudobých motorech je část čerstvé náplně nevyhnutelně odstraněna z válce spolu s výfukovými plyny přes výfukové orgány. Proto musí být napájení sacího nebo posilovacího kompresoru dostatečné, aby kompenzovalo tento únik náplně.
Uvolňování plynů z válce probíhá okny nebo ventilem (počet ventilů může být od 1 do 4). Nasávání (proplachování) čerstvé náplně do válce u moderních motorů se provádí pouze přes okna. Výfuková a čistící okna jsou umístěna ve spodní části objímky pracovního válce a výfukové ventily jsou umístěny ve víku válce.
Schéma práce dvoutaktní diesel s obrysovým čištěním, tj. když k uvolnění a čištění dochází skrz okna, je znázorněno na Obr. 2.2. Pracovní cyklus má dva cykly.
1. opatření- zdvih pístu z BDC (bod m) do TDC. Nejprve píst 6 kryty čistících oken 1 (bod d"), čímž se zastaví tok čerstvé náplně do pracovního válce a poté píst uzavře i výstupní okénka 5 (tečka b" ), po kterém začíná proces stlačování vzduchu ve válci, který končí, když píst dosáhne TDC (bod S). Tečka n odpovídá okamžiku začátku vstřiku paliva vstřikovačem 3 do válce. Následně během 1. zdvihu válec končí uvolnění , očistit A plnicí válec, po kterém komprese čerstvého náboje A začne vstřikování paliva .
Rýže. 2.2. Princip činnosti dvoudobého spalovacího motoru
2. opatření- zdvih pístu z TDC do BDC. V oblasti TDC tryska vstřikuje palivo, které se vznítí a shoří, přičemž tlak plynu dosáhne maximální hodnoty (bod z) a začíná jejich rozšiřování. Proces expanze plynu končí v okamžiku, kdy se píst začne otevírat 6 výstupní okna 5 (tečka b), po kterém začíná uvolňování výfukových plynů z válce v důsledku rozdílu tlaku plynu ve válci a výfukovém potrubí 4 . Píst pak otevře čistící okénka 1 (tečka d) a válec se propláchne a naplní novou náplní. Čištění začne až poté, co tlak plynu ve válci klesne pod tlak vzduchu p s v proplachovacím zásobníku 2 .
Takže během 2. zdvihu ve válci, vstřikování paliva , jeho spalování , expanze plynu , výfukové plyny , očistit A plnění čerstvou vsázkou . Během tohoto cyklu, pracovní zdvih poskytování užitečné práce.
Diagram indikátoru na Obr. 2 je stejný pro atmosférické i přeplňované vznětové motory. Užitečná práce cyklu je určena oblastí diagramu md" b"Szbdm.
Práce plynů ve válci je při 2. zdvihu kladná a při 1. zdvihu záporná.
Axiální motor ICE Duke
Jsme zvyklí na klasickou konstrukci spalovacích motorů, která v podstatě existuje již celé století. Rychlé spalování hořlavé směsi uvnitř válce vede ke zvýšení tlaku, který tlačí píst. To zase prostřednictvím ojnice a kliky otáčí hřídelí.
Klasický ICE
Pokud chceme udělat motor silnější, musíme v první řadě zvětšit objem spalovacího prostoru. Zvětšením průměru zvyšujeme hmotnost pístů, což negativně ovlivňuje výsledek. Zvětšením délky prodloužíme ojnici a zvětšíme celý motor jako celek. Nebo můžete přidat válce – čímž se samozřejmě také zvětší výsledný objem motoru.
Inženýři ICE pro první letadlo čelili takovým problémům. Nakonec přišli s krásným „hvězdovým“ uspořádáním motoru, kde jsou písty a válce uspořádány do kruhu vzhledem k hřídeli ve stejných úhlech. Takový systém je dobře chlazen prouděním vzduchu, ale je celkově velmi velký. Hledání řešení proto pokračovalo.
V roce 1911 představila společnost Macomber Rotary Engine Company z Los Angeles první z axiálních (axiálních) ICE. Říká se jim také „sud“, motory s výkyvnou (nebo šikmou) podložkou. Původní schéma umožňuje umístit písty a válce kolem hlavního hřídele a rovnoběžně s ním. K rotaci hřídele dochází díky kyvné podložce, která je střídavě tlačena pístnicemi.
Motor Macomber měl 7 válců. Výrobce tvrdil, že motor byl schopen běžet při otáčkách mezi 150 a 1500 ot./min. Přitom při 1000 ot./min vydával 50 koní. Byl vyroben z tehdy dostupných materiálů, vážil 100 kg a měl rozměry 710 × 480 mm. Takový motor byl instalován v letadle průkopníka pilota Charlese Francise Walshe "Walsh's Silver Dart".
Brilantní a trochu šílený inženýr, vynálezce, designér a obchodník John Zacharias DeLorean snil o vybudování nového automobilové impérium navzdory těm stávajícím a vyrobit si zcela unikátní „auto snů“. Všichni známe DMC-12, jednoduše nazývaný DeLorean. Stala se nejen filmovou hvězdou ve filmu „Back to the Future“, ale také se odlišovala unikátní řešení ve všem od hliníkové tělo na rámu z plexiskla a zakončený křídlovými dveřmi. Bohužel na pozadí hospodářské krize se výroba stroje neospravedlnila. A pak šel DeLorean na dlouhou dobu před soud kvůli falešnému drogovému případu.
Málokdo ale ví, že DeLorean chtěl doplnit unikát vzhled auta také unikátní motor- mezi kresbami nalezenými po jeho smrti byly i kresby axiálního spalovacího motoru. Soudě podle jeho dopisů vymyslel takový motor již v roce 1954 a vážně se pustil do jeho vývoje v roce 1979. Motor DeLorean měl tři písty a byly uspořádány v rovnostranném trojúhelníku kolem hřídele. Každý píst byl ale oboustranný – každý z konců pístu musel pracovat ve vlastním válci.
Kresba ze sešitu DeLorean
Z nějakého důvodu se zrod motoru nekonal - možná proto, že vývoj vozu od nuly se ukázal jako poměrně komplikovaný podnik. DMC-12 byl vybaven 2,8litrovým motorem V6 Vývoj značky Peugeot, Renault a Volvo o objemu 130 litrů. S. Zvídavý čtenář si může prostudovat skeny Deloreaniných kreseb a poznámek na této stránce.
Exotická varianta axiálního motoru - "Trebentův motor"
Takové motory však nebyly široce používány - ve velkém letectví, přechod na proudové motory, a v autech se dodnes používá schéma, ve kterém je hřídel kolmá k válcům. Je jen zajímavé, proč se takové schéma neprosadilo u motocyklů, kde by se kompaktnost hodila. Zjevně nedokázaly nabídnout žádný výrazný benefit oproti designu, na který jsme zvyklí. Nyní takové motory existují, ale jsou instalovány hlavně v torpédech - kvůli tomu, jak dobře zapadají do válce.
Varianta nazvaná "Válcový energetický modul" s dvojitými písty. Kolmé tyče v pístech popisují sinusoidu, pohybující se po zvlněném povrchu
Domov rozlišovací znak axiální spalovací motor - kompaktnost. Mezi jeho schopnosti navíc patří změna kompresního poměru (objemu spalovacího prostoru) pouhou změnou úhlu podložky. Podložka osciluje na hřídeli díky kulovému ložisku.
Novozélandská společnost Duke Engines však v roce 2013 představila svou moderní verzi axiálního spalovacího motoru. Jejich agregát má pět válců, ale pouze tři trysky pro vstřikování paliva a žádné ventily. Taky zajímavá vlastnost motor je skutečnost, že hřídel a podložka se otáčejí v opačných směrech.
Uvnitř motoru se točí nejen podložka a hřídel, ale také sada válců s písty. Díky tomu bylo možné se zbavit ventilového systému - pohybující se válec v okamžiku zážehu jednoduše projede otvorem, kam se vstřikuje palivo a kde je umístěna zapalovací svíčka. Během výfukové fáze prochází válec výfukovým kanálem pro plyny.
Díky tomuto systému se počet potřebné svíčky a vstřikovačů je menší než počet válců. A na jednu otáčku je celkem stejný počet zdvihů pístu jako u 6válcového motoru běžné konstrukce. Zároveň je hmotnost axiálního motoru o 30 % nižší.
Inženýři z Duke Engines navíc tvrdí, že kompresní poměr jejich motoru je lepší než u konvenčních motorů a je 15:1 pro benzín 91 (u standardních automobilových spalovacích motorů je toto číslo obvykle 11:1). Všechny tyto ukazatele mohou vést ke snížení spotřeby paliva a v důsledku toho ke snížení škodlivých účinků na životní prostředí(no, nebo pro zvýšení výkonu motoru - v závislosti na vašich cílech).
Nyní společnost přináší motory do komerčního využití. V tomto věku osvědčených technologií, diverzifikace, úspor z rozsahu a tak dále. Je těžké si představit, jak můžete vážně ovlivnit průmysl. Duke Engines to zjevně také reprezentují, a tak hodlají své motory nabízet pro motorové čluny, generátory a malá letadla.
Ukázka malých vibrací motoru Duke
Vynález může být použit při výrobě motorů. Spalovací motor obsahuje alespoň jeden válcový modul. Modul obsahuje hřídel mající první vačku s více výstupky axiálně namontovanou na hřídeli, druhou sousední vačku s více výstupky a diferenciální ozubené kolo k první vačce s více výstupky pro otáčení kolem osy v opačném směru kolem hřídele. Válce každého páru jsou diametrálně odlišné od vačkového hřídele. Písty ve dvojici válců jsou pevně propojeny. Vícelalokové vačky mají 3+n laloků, kde n je nula nebo sudé celé číslo. Vratný pohyb pístů ve válcích uděluje hřídeli rotační pohyb prostřednictvím spojení mezi písty a vačkovými plochami s více výstupky. Technický výsledek spočívá ve zlepšení točivého momentu a charakteristiky řízení cyklu motoru. 13 w.p. f-ly, 8 nemocných.
Vynález se týká spalovacích motorů. Zejména se vynález týká spalovacích motorů se zlepšeným řízením různých cyklů během provozu motoru. Vynález se rovněž týká spalovacích motorů s vyšší charakteristikou točivého momentu. Spalovací motory, které se používají v automobilech, jsou typicky pístové motory, ve kterých píst oscilující ve válci pohání klikový hřídel přes ojnici. Konstrukční provedení konvenčního pístového motoru má řadu nedostatků klikový mechanismus, nevýhody se týkají především vratného pohybu pístu a ojnice. Pro překonání omezení a nevýhod konvenčních spalovacích motorů s klikovým hřídelem byla vyvinuta řada konstrukcí motorů. Vývojová data zahrnují rotační motory, jako je Wankelův motor, a motory, které používají vačku nebo vačky místo alespoň klikového hřídele a v některých případech také ojnice. Spalovací motory, u kterých vačka nebo vačky nahrazují klikový hřídel, jsou popsány například v australské patentové přihlášce č. 17897/76. Nicméně, zatímco pokroky v motoru tohoto typu umožnil překonat některé nedostatky tradičních pístových motorů s klikovým mechanismem, motory využívající vačku nebo vačky místo klikové hřídele nejsou v plném provozu. Jsou také známy případy použití spalovacích motorů s opačně se pohybujícími propojenými písty. Popis takového zařízení je uveden v australské patentové přihlášce N 36206/84. Avšak ani tento popis, ani podobné dokumenty nenaznačují možnost použití konceptu opačně se pohybujících do sebe zapadajících pístů ve spojení s něčím jiným, než je klikový hřídel. Cílem vynálezu je poskytnout motor s vnitřním spalováním typu rotační vačky, který může mít zlepšený točivý moment a další vysoký výkonřízení cyklu motoru. Cílem vynálezu je také poskytnout spalovací motor, který umožňuje překonat alespoň některé z nevýhod stávající motory s vnitřním spalováním. V širokém smyslu vynález poskytuje spalovací motor obsahující alespoň jeden válcový modul, přičemž uvedený válcový modul obsahuje: - hřídel s první vícelalokovou vačkou axiálně namontovanou na hřídeli a druhou přilehlou vícelalokovou vačkou a diferenciálem ozubené soukolí k první vačce s více výstupky pro otáčení kolem osy v opačném směru kolem hřídele; - alespoň jeden pár válců, přičemž válce každého páru jsou umístěny diametrálně proti hřídeli s vačkami s několika pracovními lištami, které jsou vloženy mezi ně; - píst v každém válci, písty ve dvojici válců jsou pevně propojeny; kde vícelalokové vačky obsahují 3+n laloků, kde n je nula nebo sudé celé číslo; a kde vratný pohyb pístů ve válcích uděluje rotační pohyb hřídeli prostřednictvím spojení mezi písty a vícelaločnými vačkovými plochami. Motor může obsahovat 2 až 6 modulů válců a dva páry válců pro každý modul válců. Dvojice válců mohou být uspořádány pod úhlem 90o vůči sobě. Každá vačka má s výhodou tři laloky a každá vačka je asymetrická. Pevné propojení pístů obsahuje čtyři ojnice procházející mezi dvojicí pístů, přičemž ojnice jsou od sebe ve stejné vzdálenosti podél obvodu pístu, a pro ojnice jsou upravena vodicí pouzdra. Soukolí diferenciálu může být namontováno uvnitř motoru pomocí zpětných vaček nebo na vnější straně motoru. Motor může být dvoudobý motor. Kromě toho je spojení mezi písty a plochami vaček s více výstupky pomocí válečkových ložisek, která mohou mít společnou osu, nebo jejich osy mohou být vůči sobě navzájem a vůči ose pístu přesazeny. Z výše uvedeného vyplývá, že klikový hřídel a ojnice tradičního spalovacího motoru jsou v motoru podle vynálezu nahrazeny lineárním hřídelem a vačkami s více výstupky. Použití vačky místo uspořádání ojnice/klikový hřídel umožňuje větší kontrolu nad polohou pístu během provozu motoru. Například lze prodloužit dobu, kdy je píst v horní úvrati (TDC). Přicházející z Detailní popis Z vynálezu vyplývá, že i přes přítomnost dvou válců v alespoň jedné dvojici válců je ve skutečnosti vytvořeno dvojčinné uspořádání válec-píst pomocí protilehle uspořádaných válců se vzájemně propojenými písty. Tuhé propojení pístů také eliminuje šikmou torzi a minimalizuje kontakt mezi stěnou válce a pístem, čímž se snižuje tření. Použití dvou protiběžných vaček umožňuje dosáhnout vyššího točivého momentu než u tradičních spalovacích motorů. Je to proto, že jakmile píst zahájí svůj silový zdvih, má maximální mechanickou výhodu ve vztahu k laloku vačky. Přejdeme-li nyní ke specifičtějším detailům spalovacích motorů podle vynálezu, takové motory, jak je uvedeno výše, obsahují alespoň jeden válcový modul. Výhodný je motor s jedním modulem válce, ačkoli motory mohou mít dva až šest modulů. U motorů s více moduly prochází jediný hřídel všemi moduly, buď jako jeden prvek, nebo jako propojené části hřídele. Podobně mohou být bloky válců vícemodulových motorů integrální nebo oddělené. Modul válce má obvykle jeden pár válců. Avšak motory podle vynálezu mohou mít také dva páry válců na modul. V modulech válců, které mají dva páry válců, jsou páry typicky uspořádány v úhlu 90° vůči sobě. Pokud jde o vačku s více laloky v motorech podle vynálezu, dává se přednost vačce se třemi laloky. To umožňuje šest zapalovacích cyklů na otáčku vačky u dvoudobého motoru. Motory však mohou mít také vačky s pěti, sedmi, devíti nebo více laloky. Lalok vačky může být asymetrický pro řízení rychlosti pístu v určité fázi cyklu, například pro prodloužení doby, po kterou je píst v horní úvrati (TDC) nebo dolní úvrati (BDC). Podle odborníků v oboru prodloužení doby v horní úvrati (TDC) zlepšuje spalování, zatímco prodloužení doby v dolní úvrati (BDC) zlepšuje vyplachování. Řízení rychlosti pístu pomocí pracovního profilu rovněž umožňuje řídit zrychlení pístu a aplikaci točivého momentu. Zejména to umožňuje získat větší točivý moment bezprostředně po horní úvrati než u běžného pístového motoru s klikovým mechanismem. Další konstrukční znaky poskytované proměnnou rychlostí pístu zahrnují nastavení rychlosti otevírání otvoru proti rychlosti zavírání a nastavení rychlosti komprese proti rychlosti spalování. První vícelaloková vačka může být namontována na hřídel jakýmkoli způsobem známým v oboru. Alternativně mohou být hřídel a první vícelaloková vačka vyrobeny jako jeden kus. Soukolí diferenciálu, které umožňuje zpětné otáčení první a druhé vícelalokové vačky, také synchronizuje zpětné otáčení vaček. Způsob diferenciálního vačkového ozubení může být jakýkoli způsob známý v oboru. Kuželová ozubená kola mohou být například namontována na protilehlé povrchy první a druhé vícelalokové vačky s alespoň jedním ozubeným kolem mezi nimi. Výhodně jsou namontována dvě diametrálně protilehlá ozubená kola. Pro podpěrná kola je upraven nosný prvek, ve kterém se hřídel volně otáčí, což nabízí určité výhody. Pevný vztah pístů typicky zahrnuje alespoň dvě spojovací tyče, které jsou instalovány mezi nimi a jsou připevněny ke spodnímu povrchu pístů v blízkosti obvodu. Výhodně jsou použity čtyři spojovací tyče, rozmístěné rovnoměrně od sebe podél obvodu pístu. Modul válce má vodicí pouzdra pro ojnice, které propojují písty. Vodicí pouzdra jsou typicky konfigurována tak, aby umožňovala boční pohyb ojnic, když se píst roztahuje a smršťuje. Kontakt mezi písty a povrchy vaček pomáhá snižovat vibrace a ztráty třením. Na spodní straně pístu je válečkové ložisko, které zajišťuje kontakt s každým povrchem vačky. Je třeba poznamenat, že vztah pístů, včetně dvojice opačně se pohybujících pístů, umožňuje ovládat mezeru mezi kontaktní plochou pístu (ať už se jedná o válečkové ložisko, středovou konzolu nebo podobně) a povrch vačky. Navíc tento způsob kontaktu nevyžaduje drážky nebo podobně v bocích vačky, aby se získala tradiční ojnice, jako je tomu u některých podobně konstruovaných motorů. Tato vlastnost motory podobné konstrukce způsobují opotřebení a nadměrný hluk při přetáčení, tyto nevýhody jsou v předloženém vynálezu do značné míry odstraněny. Motory podle vynálezu mohou být dvoudobé nebo čtyřdobé. V prvním případě bývá palivová směs přeplňovaná. Ve čtyřdobém motoru však lze společně použít jakýkoli druh paliva a vzduchu. Válcové moduly podle vynálezu mohou sloužit také jako vzduchové popř plynové kompresory. Další aspekty motorů podle vynálezu jsou v souladu s tím, co je v oboru obecně známo. Je však třeba poznamenat, že je zapotřebí pouze velmi nízký tlak oleje do vícelaločného rozvodu vaček diferenciálu, čímž se sníží ztráta výkonu olejového čerpadla. Kromě toho mohou další části motoru, včetně pístů, přijímat olej rozstřikováním. V tomto ohledu je třeba poznamenat, že rozstřikování oleje na písty pomocí odstředivé síly slouží i k chlazení pístů. Výhody motorů podle vynálezu zahrnují následující: motor má kompaktní konstrukci s malým počtem pohyblivých částí; - motory mohou pracovat v libovolném směru při použití vaček s několika symetrickými pracovními lištami; - motory jsou lehčí než tradiční pístové motory s klikovým mechanismem; - motory se snadněji vyrábějí a montují než tradiční motory;
- delší přestávka v pístu, kterou umožňuje konstrukce motoru, umožňuje použití nižšího než běžného kompresního poměru;
- vyloučené části s vratným pohybem, jako jsou ojnice pístu a klikového hřídele. Další výhody motorů podle vynálezu díky použití vaček s více laloky jsou následující: vačky lze vyrobit snadněji než klikové hřídele; vačky nevyžadují další protizávaží; a vačky zdvojnásobují činnost jako setrvačník, čímž poskytují velké množství hnutí. Po zvážení vynálezu v širokém smyslu nyní uvádíme konkrétní příklady provedení vynálezu s odkazem na doprovodné výkresy, které jsou stručně popsány níže. Obr. 1. Řez dvoudobým motorem, který obsahuje jeden válcový modul s průřezem podél osy válců a průřezem vzhledem k hřídeli motoru. Obr. 2. Část příčného řezu podél linie A-A na OBR. 1. Obr. 3. Část příčného řezu podél linie B-B na OBR. 1 znázorňující detail dna pístu. Obr. 4. Graf znázorňující polohu konkrétního bodu na pístu při překročení jednoho asymetrického laloku vačky. Obr. 5. Část průřezu dalšího dvoudobého motoru včetně jednoho válcového modulu s průřezem v rovině centrální hřídele motoru. Obr. 6 je koncový pohled na jedno ze soukolí motoru znázorněného na OBR. 5. Obr. 7. Schematický pohled na část motoru zobrazující píst v kontaktu se třemi laloky, které se otáčejí v opačném směru. Obr. 8. Detail pístu s ložisky v kontaktu s přesazenou vačkou. Identické pozice na obrázcích jsou očíslovány shodně. Na OBR. 1 znázorňuje dvoudobý motor 1 s jedním válcovým modulem, který má jeden pár válců sestávající z válců 2 a 3. Válce 2 a 3 mají písty 4 a 5, které jsou vzájemně propojeny čtyřmi spojovacími tyčemi, z nichž dvě jsou viditelné na pozicích 6a. a 6b. Motor 1 také obsahuje centrální hřídel 7, ke kterému jsou připojeny vačky se třemi laloky. Vačka 9 se ve skutečnosti shoduje s vačkou 8, jak je znázorněno na obrázku, v důsledku skutečnosti, že písty jsou v horní úvrati nebo v dolní úvrati. Písty 4 a 5 se dotýkají vaček 8 a 9 válečkovými ložisky, jejichž poloha je obecně označena na pozicích 10 a 11. Mezi další konstrukční prvky motoru 1 patří vodní bunda 12, zapalovací svíčky 13 a 14, olejová vana 15, snímač olejového čerpadla 16 a vyvažovací hřídele 17 a 18. Umístění sacích kanálů je označeno 19 a 20, což také odpovídá poloze výfukových kanálů. Na OBR. 2 znázorňuje podrobněji vačky 8 a 9 spolu s hřídelí 7 a ozubeným soukolím diferenciálu, které budou stručně popsány. Průřez znázorněný na Obr. 2 otočený o 90° vzhledem k OBR. 1 a výstupky vaček jsou v mírně odlišné poloze ve srovnání s polohami znázorněnými na OBR. 1. Diferenciální nebo rozvodové soukolí obsahuje kuželové ozubené kolo 21 na první vačce 8, kuželové ozubené kolo 22 na druhé vačce 9 a hnací ozubená kola 23 a 24. Hnací ozubená kola 23 a 24 jsou nesena podpěrou 25 ozubeného kola, která je připevněn k tělesu 26 hřídele. Hřídelová skříň 26 je přednostně součástí válcového modulu. Na OBR. 2 také ukazuje setrvačník 27, řemenici 28 a ložiska 29-35. První vačka 8 je obecně vyrobena z jednoho kusu s hřídelí 7. Druhá vačka 9 se může otáčet v opačném směru vzhledem k vačce 8, ale je řízena v čase otáčení vačky 8 pomocí diferenciálu. Na OBR. 3 znázorňuje spodní stranu pístu 5 znázorněného na Obr. 1 představit detail valivých ložisek. Na OBR. 3 znázorňuje píst 5 a hřídel 36 procházející mezi výstupky 37 a 38. Na hřídeli 36 jsou namontována válečková ložiska 39 a 40, která odpovídají válečkovým ložiskům, jak je na Obr. 1. Propojené ojnice jsou vidět v řezu na Obr. 3 je jeden z nich označen vztahovou značkou 6a. Jsou znázorněny spojky, kterými procházejí propojené ojnice, z nichž jedna je označena číslicí 41. Ačkoliv Obr. 3 je znázorněn ve větším měřítku než Obr. Z obr. 2 vyplývá, že válečková ložiska 39 a 40 se mohou během provozu motoru dostat do kontaktu s povrchy 42 a 43 vaček 8 a 9 (obr. 2). Výkon motoru 1 lze odhadnout z Obr. 1. Pohyb pístů 4 a 5 zleva doprava během silového zdvihu ve válci 2 způsobí otáčení vaček 8 a 9 prostřednictvím jejich kontaktu s válečkovým ložiskem 10. Výsledkem je efekt "nůžek". Otáčení vačky 8 ovlivňuje otáčení hřídele 7, zatímco zpětné otáčení vačky 9 také přispívá k otáčení vačky 7 pomocí diferenciálu (viz obr. 2). Díky nůžkovému chodu je dosaženo většího točivého momentu během zdvihu než u tradičního motoru. Poměr průměr/zdvih pístu znázorněný na OBR. 1 se může zaměřit na mnohem větší konfigurační oblast při zachování dostatečného točivého momentu. Další konstrukční znak motorů podle vynálezu, znázorněný na Obr. 1 je, že ekvivalentní kliková skříň je utěsněna vůči válcům, na rozdíl od běžných dvoudobých motorů. Díky tomu je možné používat palivo bez oleje, čímž se snižují složky vypouštěné motorem do ovzduší. Řízení otáček pístu a trvání v horní úvrati (TDC) a dolní úvrati (BDC) při použití asymetrického vačkového laloku jsou znázorněny na OBR. 4. Obr. 4 je graf konkrétního bodu na pístu, jak osciluje mezi středem 45, horní úvratí (TDC) 46 a dolní úvratí (BDC) 47. Díky asymetrickému vačkovému laloku vačky lze nastavit rychlost pístu . Za prvé, píst je v horní úvrati 46 po delší dobu. Rychlé zrychlení pístu v poloze 48 umožňuje vyšší krouticí moment během spalovacího zdvihu, zatímco nižší rychlost pístu v poloze 49 na konci spalovacího zdvihu umožňuje účinnější ovládání clony. Na druhé straně vyšší rychlost pístu na začátku kompresního zdvihu 50 umožňuje rychlejší uzavírání pro zlepšení spotřeby paliva, zatímco nízká rychlost pístu na konci 51 tohoto zdvihu poskytuje vyšší mechanické výhody. Na OBR. 5 znázorňuje další dvoudobý motor s jednoválcovým modulem. Motor je zobrazen v částečném řezu. Ve skutečnosti byla polovina bloku motoru odstraněna, aby bylo vidět vnitřek motoru. Průřez je rovina shodná s osou centrální hřídele motoru (viz níže). Blok motoru je tedy rozdělen podél středové osy. Některé součásti motoru jsou však také znázorněny v řezu, jako jsou písty 62 a 63 nesoucí výstupky 66 a 70, vačky 60 a 61 s trojitými laloky a pouzdro 83 spojené s vačkou 61. Všechny tyto polohy budou diskutovány níže. Motor 52 (obr. 5) obsahuje blok 53, hlavy 54 a 55 válců a válce 56 a 57. Zapalovací svíčka je zahrnuta v každé hlavě válců, ale pro názornost je na výkrese vynechána. Hřídel 58 se může otáčet v bloku 53 a je nesena válečkovými ložisky, z nichž jedno je označeno položkou 59. Hřídel 58 má první vačku 60 se třemi laloky, které jsou k ní připojeny, přičemž vačka sousedí s vačkou se třemi laloky 61, která se otáčí v opačném směru. Motor 52 obsahuje dvojici pevně propojených pístů 62 ve válci 56 a 63 ve válci 57. Písty 62 a 63 jsou spojeny čtyřmi ojnicemi, z nichž dvě jsou naznačeny na pozicích 64 a 65. (Ojnice 64 a 65 jsou v jiná rovina vzhledem ke zbytku Stejně tak body dotyku ojnic a pístů 62 a 63 nejsou ve stejné rovině zbytku průřezu. Vztah mezi ojnicemi a písty je v podstatě stejný jako u motor znázorněný na obr. 1-3). Žebro 53a se rozprostírá uvnitř bloku 53 a obsahuje otvory, kterými procházejí spojovací tyče. Tento můstek udržuje ojnice a tím i písty v rovině s osou modulu válce. Mezi spodní strany pístů a plochy vaček se třemi laloky jsou vložena válečková ložiska. Pokud jde o píst 62, na spodní straně pístu je namontován ložiskový výstupek 66, který nese hřídel 67 pro válečková ložiska 68 a 69. Ložisko 68 je v kontaktu s vačkou 60, zatímco ložisko 69 je v kontaktu s vačkou 61. píst 63 sám obsahuje identický ložiskový výstupek 70 s hřídelí a ložisky. Mělo by být také poznamenáno, s ohledem na výstupek 70 nosiče, že stojina 53b má vhodný otvor pro umožnění průchodu výstupku nosiče. Propojka 53a má podobný otvor, ale část propojky znázorněná na obrázku je ve stejné rovině jako spojovací tyče 64 a 65. Otáčení v opačném směru vačky 61 vzhledem k vačce 60 se provádí diferenciál 71 namontovaný na vnější straně bloku válců. Pouzdro 72 slouží k uchycení a zakrytí součástí převodovky. Na OBR. Na obr. 5 je skříň 72 znázorněna v řezu, zatímco ozubené soukolí 71 a hřídel 58 nejsou v řezu znázorněny. Ozubené kolo 71 obsahuje centrální kolo 73 na hřídeli 58. Centrální kolo 73 je v kontaktu s hnacími koly 74 a 75, která jsou zase v kontaktu s planetovými koly 76 a 77. Planetová kola 76 a 77 jsou spojena přes hřídele 78 a 79. k druhé sadě planetových kol 80 a 81, které jsou namontovány s centrálním kolem 73 na náboji 83. Náboj 83 je souosý s hřídelem 58 a distální konec náboje je připojen k vačce 61. Hnací ozubená kola 74 a 75 jsou namontována na hřídelích 84 a 85, hřídele jsou neseny ložisky ve skříni 72. Část ozubeného soukolí 71 je znázorněna na Obr. 6. Obr. 6 je koncový pohled na hřídel 58 při pohledu zespodu. Obr. 5. Na OBR. 6, centrální kolo 73 je viditelné poblíž hřídele 57. Pastorkové kolo 74 je znázorněno v kontaktu s planetovým kolem 76 na hřídeli 78. Obrázek také ukazuje druhé planetové kolo 76 na hřídeli 78. Obrázek také ukazuje druhé planetové kolo 80 v kontaktu s centrálním kolem 32 na hřídeli 78. Objímka 83. Z OBR. 6, že otáčení například hřídele 58 a centrálního kola 73 ve směru hodinových ručiček má dynamický účinek na otáčení centrálního kola 82 a pouzdra 83 proti směru hodinových ručiček prostřednictvím pastorku 74 a planetových kol 76 a 80. Vačky 60 a 61 se tedy mohou otáčet v opačný směr. Další konstrukční znaky motoru znázorněné na OBR. 5 a pracovní princip motoru jsou stejné jako u motoru znázorněného na OBR. 1 a 2. Zejména směrem dolů tažná síla píst dává vačkám nůžkový účinek, který může způsobit zpětné otáčení prostřednictvím diferenciálního převodu. Je třeba zdůraznit, že zatímco v motoru znázorněném na Obr. 5, v diferenciálu se používají běžná ozubená kola, lze také použít kuželové kolo. Podobně mohou být v diferenciálním soukolí znázorněném na Obr. 1 a 2, motor. U motorů znázorněných jako příklad na OBR. 1-3 a 5 jsou vyrovnány osy válečkových ložisek, která jsou v kontaktu s plochami vaček se třemi pracovními lištami. Pro další zlepšení momentových charakteristik lze nápravy válečkových ložisek přesadit. Motor s přesazenou vačkou, která je v kontaktu s ložisky, je schematicky znázorněn na Obr. 7. Na tomto obrázku, který je pohledem podél centrálního hřídele motoru, je znázorněna vačka 86, zpětně rotující vačka 87 a píst 88. Píst 88 obsahuje ložiskové výstupky 89 a 90, které nesou válečková ložiska 91 a jsou znázorněny na obr. kontaktu s výstupky 93 a 99 trojitých vaček 86 a 87. Z OBR. 7, že osy 95 a 96 ložisek 91 a 92 jsou přesazeny vůči sobě navzájem a vůči ose pístu. Umístěním ložisek v určité vzdálenosti od osy pístu se zvýší kroutící moment zvýšením mechanické výhody. Detail dalšího pístu s přesazenými ložisky na spodní straně pístu je znázorněn na Obr. 8. Píst 97 je znázorněn s ložisky 98 a 99 uloženými v pouzdrech 100 a 101 na spodní straně pístu. Z toho vyplývá, že osy 102 a 103 ložisek 98 a 99 jsou nesouosé, ale ne ve stejném rozsahu jako nesouosá ložiska na OBR. 7. Z toho vyplývá, že větší oddělení ložisek, jak je znázorněno na Obr. 7, zvyšte točivý moment. Specifická provedení vynálezu popsaná výše se týkají dvoudobé motory, nutno podotknout, že obecné zásady patří dvěma čtyřdobé motory. Níže je uvedeno, že na motorech, jak je ukázáno ve výše uvedených příkladech, lze provést mnoho změn a modifikací, aniž by došlo k odchýlení se od omezení a rozsahu vynálezu.
Protipístový motor- uspořádání spalovacího motoru s uspořádáním pístů ve dvou řadách proti sobě ve společných válcích tak, že se písty každého válce pohybují k sobě a tvoří společný spalovací prostor. Klikové hřídele jsou mechanicky synchronizovány a výfukový hřídel se otáčí před sacím hřídelem o 15-22 °, výkon je odebírán buď z jednoho z nich, nebo z obou (například při pohonu dvou vrtulí nebo dvou spojek). Uspořádání automaticky zajišťuje čištění s přímým prouděním - nejdokonalejší pro dvoutaktní stroj a absenci plynového spoje.
Tento typ motoru má jiný název - protiběžný pístový motor (motor s PDP).
Zařízení motoru s blížícím se pohybem pístů:
1 - přívodní potrubí; 2 - kompresor; 3 - vzduchové potrubí; 4 - bezpečnostní ventil; 5 - promoce KShM; 6 - vstup KShM (opožděný o ~ 20° od výstupu); 7 - válec se vstupními a výstupními okny; 8 - uvolnit; 9 - vodou chlazený plášť; 10 - zapalovací svíčka. izometrie
