PL212301B1 - Układ tłokowo-korbowyw dwusuwowym silniku spalinowym - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest konstrukcja układu tłokowo-korbowego w dwusuwowym silniku spalinowym.

Jest to wynalazek z dziedziny mechaniki, z zakresu budowy urządzeń.

Jednym z głównych problemów dotychczas znanych i stosowanych silników spalinowych, jest wysoka emisja szkodliwych, toksycznych spalin, co spowodowane jest m. in. obecnością w mieszance paliwowej oleju silnikowego, który znacznie podnosi toksyczność wydzielanych spalin. Obecność czynnika smarnego w paliwie dostarczanym do silnika jest niezbędna, ponieważ wszystkie pary trące na skutek zwiększonego tarcia i wysokiej temperatury uległyby zniszczeniu.

Znane jest rozwiązanie zapobiegające przedostaniu się oleju do komory spalania polegające na zastosowaniu w dwusuwowym silniku spalinowym podwójnego cylindra. W tym rozwiązaniu nie trzeba dodawać oleju do paliwa, ponieważ smarowanie zespołu tłokowo-korbowego odbywa się przez osobny układ olejenia, podobnie jak w silniku czterosuwowym.

Najbardziej zbliżonym do przedmiotowego rozwiązania jest zgłoszenie patentowe WO 2004/ /005683, w którym opisany jest dwusuwowy silnik spalinowy posiadający w cylindrze komory: spalania i ssącą.

Układ tłokowo-korbowy w dwusuwowym silniku spalinowym według wynalazku posiada w cylindrze komorę ssania oddzieloną od komory układu korbowego za pomocą zgarniającego pierścienia uszczelniającego osadzonego w rowku prowadnika tłoka, który porusza się w prowadnicy, zaś tłok porusza się w cylindrze bezstykowo.

W układzie tłokowo-korbowym według wynalazku prowadnik tłoka poprzez łożysko ślizgowe połączony jest z jedną częścią listwy łączącej skojarzonej teleskopowo z drugą częścią listwy łączącej, po której przemieszcza się tuleja przesuwana, która poprzez łożyska ślizgowe połączona jest z korbowodem wału korbowego oraz z korbowodem mimośrodu. Z wału korbowego poprzez koło napędzające i przekładnię łańcuchową napędzany jest mimośród. Do mimośrodu zamocowany jest wahliwie korbowód mimośrodu, który przemieszcza tuleję przesuwną po listwie łączącej ruchem posuwistozwrotnym.

Układ tłokowo-korbowy w dwusuwowym silniku spalinowym według wynalazku ma w stosunku do znanych układów tłokowo-korbowych silników dwusuwowych z podwójnym cylindrem uproszczoną konstrukcję. Ponadto w rozwiązaniu według wynalazku możliwe jest stosowanie paliw płynnych i gazowych.

W znanych dotychczas silnikach dwusuwowych dużym problemem jest emisja toksycznych związków węglowodorowych ze skrzyni korbowej. W rozwiązaniu według wynalazku zjawisko to nie występuje, ponieważ skrzynia korbowa jest szczelnie oddzielona od komory spalania.

Budowa układu tłokowo-korbowego według wynalazku ma na celu zwiększenie momentu obrotowego i zmiany stopnia sprężania. Zwiększenie momentu obrotowego następuje przez ruch elementu mimośrodowego, który przesuwa podporę przesuwną zmieniając długość ramienia. Dzięki temu rozwiązaniu następuje wydłużenie czasu ruchu tłoka w pobliżu punktów zwrotnych.

Powoduje to:

- zwiększenie czasu odparowania paliwa,

- zwiększenie czasu zasysania powietrza do komory ssącej,

- zwiększenie czasu otwarcia kanałów wlotowego i wylotowego cylindra, co umożliwia dokładniejsze jego przewietrzenie.

Układ tłokowo-korbowy w dwusuwowym silniku spalinowym według wynalazku przedstawiony został na rysunku, na którym fig. 1 ukazuje schemat dwusuwowego silnika spalinowego, z uwzględnieniem zabudowania prowadnika tłoka a fig. 2 przedstawia połączenie tłoka z układem korbowym według wynalazku.

Układ według wynalazku posiada korpus z wbudowaną prowadnicą 4 i zamocowanym do niej cylindrem a. Prowadnica 4 jest podstawą cylindra a, w którym umieszczony jest tłok 1. Ruch tłoka 1 w cylindrze odbywa się bezstykowo, dzięki czemu smarowanie układu tłok-cylinder nie jest konieczne. Prowadnik 2, na którym zamocowany jest nieruchomo tłok 1 przesuwa się w prowadnicy 4 ruchem posuwisto-zwrotnym. Na prowadniku 2 umieszczony jest uszczelniający pierścień zgarniający 3, który zapobiega przedostaniu się oleju do komory ssącej 6.

PL 212 301 B1

W celu zwiększenia momentu obrotowego silnika oraz zmiany stopnia sprężania układ tłokowokorbowy według wynalazku ma następującą budowę:

prowadnik 2 tłoka 1 poprzez łożysko ślizgowe 12 połączony jest z jedną częścią listwy łączącej 15. Listwa łącząca 15 składa się z dwóch części skojarzonych teleskopowo. Po drugiej części listwy łączącej 15 przemieszcza się tuleja przesuwna 16, która poprzez łożyska ślizgowe 12a połączona jest wahliwie z korbowodem wału korbowego 13 oraz poprzez łożyska ślizgowe 12b z korbowodem mimośrodu 17. Z wału korbowego 14 poprzez koło napędowe 19 i przekładnię łańcuchową 21 napędzany jest mimośród 18. Do mimośrodu 18 zamocowany jest wahliwie korbowód mimośrodu 17, który przemieszcza po listwie łączącej 15 tuleję przesuwną 16 ruchem posuwisto-zwrotnym.

Zasada działania układu tłokowo-korbowego według wynalazku jest podobna jak w klasycznym dwusuwowym silniku spalinowym. Główna różnica polega na rozdzieleniu układu tłok-cylinder od układu korbowego za pomocą prowadnika 2 współpracującego z prowadnicą 4 . W konsekwencji tego rozwiązania powstają dwie komory o podobnej pojemności. Podczas przesuwania się tłoka 1 w kierunku GMP w komorze ssącej 6. powstaje podciśnienie. Po otwarciu kolektora ssącego 8 przy położeniu tłoka 1 w GMP następuje zassanie powietrza do komory ssącej 6 . W momencie powrotu tłoka 1 do DMP kolektor ssący 8 zostaje zamknięty, a powietrze znajdujące się w komorze ssącej 6 zostaje sprężone. Podczas zbliżania się tłoka 1 do DMP w komorze ssącej 6 , przy zamkniętym siłowniku regulacyjnym 11 wbudowanym do kanału powrotnego 10 nadmiaru ciśnienia, powstaje ciśnienie zbliżone do wartości ciśnienia sprężania. Po uchyleniu przez tłok 1 otworów kanału płuczącego 7 i kolektora wydechowego 9 , przy położeniu tłoka 1 w DMP, powietrze z komory ssącej 6 zostaje przetłoczone kanałem płuczącym 7 do komory spalania 5. Spaliny powstałe w procesie spalania zostają wypchnięte przez ciśnienie czystego powietrza z komory spalania 5 do kolektora wydechowego 9, a komora spalania 5 wypełnia się nowym ładunkiem. Podczas przesuwania się tłoka 1 od DMP do GMP otwory kanału płuczącego 7 i kolektora wydechowego 9 zostają zasłonięte przez płaszcz tłoka 1 . W komorze spalania 5 następuje proces sprężania czystego powietrza. W zależności od zastosowania układu paliwowego i stopnia sprężania w położeniu tłoka 1 przed GMP następuje wytrysk paliwa i zapłon mieszanki. Po przekroczeniu przez tłok 1 GMP , gazy spalinowe oddziałują na denko tłoka 1 wykonując pracę. Siła nacisku spalin z denka tłoka 1 przekazana jest na prowadnik 2 , a następnie poprzez łożyska ślizgowe 12a umieszczone na dwóch końcach korbowodu 13 trafia na wał korbowy 14.

Z wału korbowego 14 poprzez koło napędzające 19 i przekładnię łańcuchową 21 napędzany jest mimośród 18. Do mimośrodu 18 zamocowany jest wahliwie korbowód mimośrodu 17, który przemieszcza po listwie łączącej 15 tuleję przesuwną 16 ruchem posuwisto-zwrotnym, a przez połączenie teleskopowe 20 porusza prowadnik 2 z zamocowanym na nim tłokiem 1.

Claims (2)

1. Układ tłokowo-korbowy w dwusuwowym silniku spalinowym mającym cylinder zamknięty od góry głowicą, w której znajduje się wtryskiwacz paliwa, komory: ssącą i spalania, tłok oraz mechanizm korbowy, znamienny tym, że cylinder (a) tłoka (1) ma komorę ssania (6) oddzieloną od komory układu korbowego za pomocą zgarniającego pierścienia uszczelniającego (3) osadzonego w rowku prowadnika (2) tłoka (1) poruszającego się w prowadnicy (4), natomiast ruch tłoka (1) w cylindrze (a) odbywa się bezstykowo, natomiast do drugiego końca prowadnika (2) zamocowany jest wahliwie poprzez łożyska ślizgowe (12) korbowód (13) połączony z wałem korbowym (14)

2. Układ tłokowo-korbowy według zastrz. 1, znamienny tym, że układ korbowy ma listwę łączącą (15) jednym końcem połączoną za pomocą łożyska ślizgowego (12) z prowadnikiem (2), przy czym listwa łącząca (15) składa się z dwóch części połączonych ze sobą teleskopowo (20), a druga część listwy łączącej (15) za pomocą tulei przesuwnej (16) i łożyska (12a) połączona jest wahliwie poprzez korbowód (13) z wałem korbowym (14), z którego poprzez koło napędzające (19) i przekładnię łańcuchową (21) napędzany jest mimośród (18), do którego zamocowany jest wahliwie poprzez łożyska ślizgowe (12b) korbowód mimośrodu (17), który przemieszcza po listwie łączącej (15) tuleję przesuwną (16) ruchem posuwisto-zwrotnym.