ITCA20120005A1 - INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH DOUBLE SKY ROTATING PISTONS - Google Patents

Description

MOTORE A COMBUSTIONE INTERNA CON PISTONI ROTANTI A INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH ROTATING PISTONS A

DOPPIO CIELO DOUBLE SKY

Questo motore, consta essenzialmente di due parti: una mobile (rotore) e una fissa (statore). Ognuna delle due parti presenta una scanalatura a sezione semicircolare, per cui, inserendo l’una nell’altra, si ottiene una cavità a forma geometrica di Toro. This motor essentially consists of two parts: one moving (rotor) and one fixed (stator). Each of the two parts has a semicircular section groove, whereby, by inserting one into the other, a cavity in the geometric shape of a Bull is obtained.

Il settore della circonferenza del rotore e quello dello statore saranno uguali o diversi, a seconda delle necessità di costruzione. All' interno del toro sono sistemati uno o più pistoni, che hanno la forma di un suo settore, con la differenza che il pistone presenta due cieli, cioè è chiuso, contrariamente ai pistoni tradizionali, da ambo le parti. The sector of the circumference of the rotor and that of the stator will be the same or different, depending on the construction needs. Inside the torus there are one or more pistons, which have the shape of one of its sectors, with the difference that the piston has two tops, that is, it is closed, unlike traditional pistons, on both sides.

Il pistone è fissato al rotore mediante bulloni, o altro sistema che ne garantisca un perfetto fissaggio. Data la struttura del motore, può essere considerato un enorme spreco delle sue possibilità quello ad un solo pistone, pur non essendovi niente che lo vieti. Cercheremo perciò di descrivere quello con due pistoni, posti, all’interno del Toro, in due punti diametralmente opposti. All' interno del Toro, e sempre in due punti diametralmente opposti, trovano posto anche due vani per le punterie (Disegno 1 ). The piston is fixed to the rotor by means of bolts, or other system that guarantees perfect fixing. Given the structure of the engine, it can be considered a huge waste of its possibilities that with a single piston, even if there is nothing to prohibit it. We will therefore try to describe the one with two pistons, placed, inside the Toro, in two diametrically opposite points. Inside the Toro, and always in two diametrically opposite points, there are also two compartments for the tappets (Drawing 1).

Questi vani hanno la stessa forma dei pistoni, compresi i due cieli, in ognuno dei quali trovano luogo i particolari che sono propri delle testate dei motori tradizionali a quattro tempi: valvole di aspirazione e scarico e relative punterie, candela di accensione o iniettore. These compartments have the same shape as the pistons, including the two tops, in each of which there are the details that are typical of the heads of traditional four-stroke engines: intake and exhaust valves and relative tappets, spark plug or injector.

All’interno del vano punterie, si trova la precamera di combustione, se il motore è a iniezione indiretta. Inside the tappet compartment, there is the combustion pre-chamber, if the engine is indirect injection.

I vani punterie sono fissati allo statore, costituiscono le testate dei relativi pistoni e, come i pistoni, sono dotati di fasce elastiche (Disegno 1). The tappet compartments are fixed to the stator, constitute the heads of the relative pistons and, like the pistons, are equipped with piston rings (Drawing 1).

II movimento del rotore è oscillatorio e l’oscillazione completa, nel motore a due pistoni, è data da due semioscillazioni, per un totale di trecentosessanta gradi, meno i gradi occupati dai due vani per le punterie. Come detto, i vani per le punterie saranno dotati di fasce elastiche come i pistoni, con la particolarità che la parete esterna delle fasce dei pistoni e dei vani punterie, cioè quella di contatto col vano di scorrimento, non potrà più essere piana come quella delle fasce dei pistoni che scorrono dentro un cilindro, ma convessa dalla parte dello statore e concava dalla parte del rotore. Le sole fasce con parete esterna piana, sono quelle (Disegno 4) che assicurano la tenuta tra rotore e statore. The movement of the rotor is oscillatory and the complete oscillation, in the two-piston engine, is given by two semi-oscillations, for a total of three hundred and sixty degrees, minus the degrees occupied by the two chambers for the tappets. As mentioned, the tappet compartments will be equipped with elastic bands such as pistons, with the particularity that the external wall of the piston bands and tappet compartments, i.e. the one in contact with the sliding compartment, can no longer be flat like that of the piston rings that slide inside a cylinder, but convex on the stator side and concave on the rotor side. The only bands with a flat outer wall are those (Drawing 4) that ensure the seal between rotor and stator.

IL FUNZIONAMENTO THE OPERATION

Per una più facile comprensione del funzionamento di questo motore, consideriamo un solo cielo di uno dei suoi pistoni, che produrrà le quattro fasi del motore tradizionale: aspirazione, compressione, espansione (scoppio), scarico. Lo stesso pistone, col cielo opposto, compie parallelamente e nello stesso ordine, le fasi di: scarico, aspirazione, compressione, espansione (scoppio). Per cui le fasi di due oscillazioni complete (corrispondenti alle fasi del motore tradizionale e cioè aspirazione, compressione, espansione (scoppio), scarico), vanno elencate come segue (Disegno 2): For an easier understanding of the operation of this engine, let's consider a single crown of one of its pistons, which will produce the four phases of the traditional engine: intake, compression, expansion (combustion), exhaust. The same piston, with the opposite crown, performs the phases of: exhaust, intake, compression, expansion (explosion) parallel and in the same order. Therefore, the phases of two complete oscillations (corresponding to the phases of the traditional engine, i.e. intake, compression, expansion (combustion), exhaust), must be listed as follows (Drawing 2):

PISTONE A PISTONE B ASPIRAZIONE - SCARICO ~> SCOPPIO - COMPRESSIONE PISTON A PISTON B INTAKE - EXHAUST ~> BURST - COMPRESSION

SCOPPIO - SCARICO <- ASPIRAZIONE - COMPRESSIONE BURST - EXHAUST <- INTAKE - COMPRESSION

SCOPPIO - COMPRESSIONE -> ASPIRAZIONE - SCARICO BURST - COMPRESSION -> INTAKE - EXHAUST

ASPIRAZIONE- COMPR. <- SCOPPIO - SCARICO SUCTION - BUY <- BURST - EXHAUST

(Per semplificare lo schema delle fasi, abbiamo usato la parola ‘scoppio’ ad indicare anche quella di espansione). (To simplify the phase diagram, we used the word 'burst' to also indicate that of expansion).

Come si può agevolmente notare, nello stesso numero di fasi corrispondenti a quelle del motore tradizionale (quattro), avvengono due fasi attive e non una sola. Sommando perciò le fasi corrispondenti dell’altro pistone, si avranno le quattro fasi attive successive con la metà delle corse di quelle dei motori tradizionali. As can easily be seen, in the same number of phases corresponding to those of the traditional motor (four), two active phases take place and not just one. Therefore, by adding the corresponding phases of the other piston, there will be the four successive active phases with half the strokes of those of traditional motors.

Si può quindi affermare che questo motore assomma le caratteristiche positive del motore a quattro tempi e di quello a due tempi. It can therefore be said that this engine combines the positive characteristics of the four-stroke and two-stroke engines.

Quindi il motore a due pistoni corrisponde a quello tradizionale a quattro cilindri, quello a tre pistoni a quello e sei cilindri e quello a quattro pistoni, a quello tradizionale a otto cilindri. É ovvio che al numero dei pistoni corrisponde un numero uguale di vani punterie. Essendo il pistone fissato al rotore, elimina completamente la pressione laterale che nei motori tradizionali spinge il pistone verso il cilindro specialmente nelle fasi di combustione e di compressione, con la conseguenza che viene evitata la particolarità negativa dell’ovalizzazione che si verifica nei cilindri. Si ha perciò un risparmio di energia e si assicura aU’integrità del motore una vita più lunga. Il movimento oscillatorio del rotore può essere trasmesso all’albero a gomiti esclusivamente con una sola biella qualunque sia il numero dei pistoni, quindi l’albero motore può constare di un solo collo d’oca e due sole bronzine (cuscinetti) di banco. Perciò è facile capire quale risparmio di materiale e manodopera possa consentire nella realizzazione dell’albero a gomiti, specialmente nei motori a quattro pistoni corrispondenti, come già detto, ad un motore tradizionale a otto cilindri. Per la perfetta equilibratura e la simmetria delle parti in movimento, la biella potrà essere a forcella, come schematicamente indicato nell’apposito disegno (Disegno 3). Altra soluzione è quella di due bielle laterali al rotore agenti su una sola manovella, altra ancora, quella di due bielle laterali sfalsate di 180 gradi, agenti su due manovelle pure sfalsate di 180 gradi. So the two-piston engine corresponds to the traditional four-cylinder, the three-piston to the six-cylinder and the four-piston to the traditional eight-cylinder. It is obvious that the number of pistons corresponds to an equal number of tappet compartments. Since the piston is fixed to the rotor, it completely eliminates the lateral pressure that in traditional engines pushes the piston towards the cylinder, especially in the combustion and compression phases, with the consequence that the negative peculiarity of the ovalization that occurs in the cylinders is avoided. This results in energy savings and a longer life is ensured for the integrity of the motor. The oscillatory movement of the rotor can be transmitted to the crankshaft exclusively with a single connecting rod whatever the number of pistons, so the crankshaft can consist of only one gooseneck and only two main bushings (bearings). Therefore it is easy to understand what savings in material and labor can allow in the construction of the crankshaft, especially in four-piston engines corresponding, as already mentioned, to a traditional eight-cylinder engine. For perfect balancing and symmetry of the moving parts, the connecting rod can be a fork, as schematically indicated in the appropriate drawing (Drawing 3). Another solution is that of two lateral connecting rods to the rotor acting on a single crank, yet another, that of two lateral connecting rods offset by 180 degrees, acting on two cranks also offset by 180 degrees.

Notevole risparmio di materiale si dovrebbe avere anche nella realizzazione dei pistoni i quali, non dovendo più svolgere la funzione di tenere in linea il pistone stesso col cilindro, potranno essere notevolmente accorciati, oltre che alleggeriti, tanto da essere ridotti, in lunghezza, a quella necessaria al solo alloggiamento delle fasce elastiche. Altro risparmio deriva dal fatto che un solo pistone ne sostituisce due di quelli tradizionali, oltre al vantaggio che, dovendo lavorare nei due sensi di rotazione, ogni pistone potrà essere equipaggiato, all’occorrenza, con un numero doppio di fasce elastiche, migliorandone la tenuta. Considerable savings in material should also be had in the production of the pistons which, no longer having to perform the function of keeping the piston in line with the cylinder, can be considerably shortened, as well as lightened, so as to be reduced, in length, to that necessary for housing the piston rings only. Another saving derives from the fact that a single piston replaces two of the traditional ones, in addition to the advantage that, having to work in both directions of rotation, each piston can be equipped, if necessary, with a double number of piston rings, improving its seal. .

La lubrificazione è quella dei motori tradizionali, cioè forzata. The lubrication is that of traditional engines, ie forced.

Per quanto riguarda la lubrificazione dei pistoni, questi saranno dotati di due raschiaolio necessari a contenere il lubrificante inviato dalla relativa pompa, il quale lubrificante, svolta la sua funzione, tornerà alla coppa spinto dalla stessa pressione che lo ha inviato (Disegno 5). As regards the lubrication of the pistons, these will be equipped with two oil scrapers necessary to contain the lubricant sent by the relative pump, which lubricant, having performed its function, will return to the cup pushed by the same pressure that sent it (Drawing 5).

La tenuta delle varie parti, compresa quella delle due parti che formano il Toro, è assicurata dal sistema più antico, più collaudato, più affidabile, che è quello delle fasce elastiche, sempre ed esclusivamente di forma circolare, l’unica che garantisca la perfetta aderenza con tutte le parti con cui viene a contatto. Oltre che a modificare la struttura del motore tradizionale a quattro tempi, questo motore si presta egregiamente e con vantaggi ancora maggiori, a modificare quella del motore tradizionale a due tempi. The tightness of the various parts, including that of the two parts that form the Bull, is ensured by the oldest, most tested, most reliable system, which is that of the elastic bands, always and exclusively circular in shape, the only one that guarantees perfect adherence to all parts with which it comes into contact. In addition to modifying the structure of the traditional four-stroke engine, this engine lends itself very well and with even greater advantages to modifying that of the traditional two-stroke engine.

Aumentando opportunamente l’ampiezza del settore circolare dello statore a scapito di quella del relativo rotore (Disegno 6), tanto da consentire di praticarvi lateralmente le luci di immissione e scarico, pur mantenendo il particolare negativo della fase di lavaggio, consente di adottare la lubrificazione forzata, poiché anche il motore a due tempi sarà dotato della coppa per l’olio lubrificante, in quanto il percorso della miscela ariacombustibile, non passa più nella coppa stessa come nei motori tradizionali a due tempi, quindi non vi è nessuna possibilità che il combustibile possa mischiarsi all’olio lubrificante, diluendolo e rendendolo inadatto alla sua funzione. La coppa dell’olio sarà infatti nettamente separata da qualsiasi punto di passaggio della miscela aria-combustibile. Tutte le fasi di preparazione e utilizzazione della miscela esplosiva, che sono quelle e nello stesso ordine di quelle dei motori tradizionali a due tempi, avvengono infatti esclusivamente all’interno del toro, nettamente separato, come già detto, dal vano in cui è contenuto il lubrificante. Ciò consente di usare la lubrificazione forzata per il manovellismo anche nel motore a due tempi. La lubrificazione tradizionale (olio disciolto nel combustibile), viene mantenuta per il solo pistone ma, visto che il pistone non è a contatto diretto col vano di scorrimento e che è la sola parte da lubrificare con questo sistema, la percentuale di olio da sciogliere nel combustibile potrà essere notevolmente ridotta, con notevoli vantaggi, oltre che in termini di resa specifica, anche per il ridotto inquinamento atmosferico. By appropriately increasing the amplitude of the circular sector of the stator to the detriment of that of the relative rotor (Drawing 6), so as to allow the inlet and discharge ports to be practiced laterally, while maintaining the negative detail of the washing phase, it allows to adopt lubrication forced, since the two-stroke engine will also be equipped with the sump for the lubricating oil, as the path of the air-fuel mixture no longer passes through the sump itself as in traditional two-stroke engines, so there is no possibility that the fuel can mix with the lubricating oil, diluting it and making it unsuitable for its function. The oil sump will in fact be clearly separated from any point of passage of the air-fuel mixture. All the phases of preparation and use of the explosive mixture, which are those and in the same order as those of traditional two-stroke engines, in fact take place exclusively inside the torus, clearly separated, as already mentioned, from the compartment in which the lubricant. This makes it possible to use forced lubrication for crank operation even in the two-stroke engine. Traditional lubrication (oil dissolved in the fuel) is maintained only for the piston but, since the piston is not in direct contact with the sliding compartment and which is the only part to be lubricated with this system, the percentage of oil to be dissolved in the fuel can be considerably reduced, with considerable advantages, not only in terms of specific yield, but also due to reduced atmospheric pollution.

Quello che nei motori a quattro tempi era il vano delle punterie, in quello a due tempi, oltre a costituire la testata dei relativi pistoni, ospiterà le precamere di combustione nel caso di motori a iniezione indiretta. What in the four-stroke engines was the tappet compartment, in the two-stroke one, in addition to constituting the head of the relative pistons, will house the combustion pre-chambers in the case of indirect injection engines.

Claims (7)

RIVENDICAZIONI 1. Motore a combustione interna con pistoni rotanti a doppio cielo, caratterizzato dalla forma toroidale del vano in cui scorrono i pistoni. CLAIMS 1. Internal combustion engine with double top rotating pistons, characterized by the toroidal shape of the compartment in which the pistons slide. 2. Motore a combustione interna con pistoni rotanti a doppio cielo, caratterizzato dal pistone a due cieli, cioè con un cielo come nei pistoni tradizionali e l’altro dalla parte opposta. 2. Internal combustion engine with double-crown rotating pistons, characterized by a two-crown piston, that is, with one crown as in traditional pistons and the other on the opposite side. 3. Motore a combustione interna con pistoni rotanti a doppio cielo, caratterizzato dalla possibilità di far lavorare più pistoni nello stesso vano di scorrimento. 3. Internal combustion engine with double top rotating pistons, characterized by the possibility of making several pistons work in the same sliding compartment. 4. Motore a combustione interna con pistoni rotanti a doppio cielo, caratterizzato dalla possibilità di trasformare il moto oscillatorio in moto rotatorio tramite anche una sola biella, qualunque sia il numero dei pistoni. 4. Internal combustion engine with double top rotating pistons, characterized by the possibility of transforming the oscillatory motion into rotary motion by means of even a single connecting rod, whatever the number of pistons. 5. Motore a combustione interna con pistoni rotanti a doppio cielo, caratterizzato dalla tipologia del fissaggio dei pistoni, che impedisce il contatto diretto tra pistone e parete di scorrimento. 5. Internal combustion engine with double top rotating pistons, characterized by the type of fixing of the pistons, which prevents direct contact between the piston and the sliding wall. 6. Motore a combustione interna con pistoni rotanti a doppio cielo, caratterizzato dalla lubrificazione forzata nel manovellismo del motore a due tempi. 6. Internal combustion engine with double top rotating pistons, characterized by forced lubrication in the crank mechanism of the two-stroke engine. 7. Motore a combustione interna con pistoni rotanti a doppio cielo, caratterizzato dal raddoppio delle fasi, quindi anche di quelle attive, a parità di corse dei pistoni.7. Internal combustion engine with double top rotating pistons, characterized by the doubling of the phases, therefore also of the active ones, with the same piston strokes.