5, 10, 12 alebo viac valcov. Umožňuje zmenšiť lineárne rozmery motora v porovnaní s radovým usporiadaním valcov.
V tvare VR
"VR" je skratka dvoch nemeckých slov pre V-shaped a R-row, t.j. "V-shaped-row". Motor bol vyvinutý spoločnosťou Volkswagen a je symbiózou motora do V s extrémne nízkym uhlom odklonu 15° a radového motora. Piesty sú umiestnené v bloku v šachovnicovom vzore. Kombinácia predností oboch typov motorov viedla k tomu, že motor VR6 sa stal natoľko kompaktným, že na rozdiel od bežného V-motora umožnil pokryť obe rady valcov jednou spoločnou hlavou. Výsledkom je motor VR6, ktorý je podstatne kratší na dĺžku ako radový 6 a užší na šírku ako bežný motor V6. Inštalovaný od roku 1991 (model 1992) na autách Volkswagen Passat, Golf, Corrado, Sharan. Má továrenské indexy "AAA" s objemom 2,8 litra, s kapacitou 174 l / s a "ABV" s objemom 2,9 litra a kapacitou 192 l / s.
motor boxer- piestový spaľovací motor, v ktorom je uhol medzi radmi valcov 180 stupňov. V automobilovej a motocyklovej technike sa na zníženie ťažiska používa motor typu boxer namiesto tradičného tvaru V, na rozdiel od usporiadania piestov im umožňuje vzájomne neutralizovať vibrácie, takže motor má hladší chod.
Motor typu boxer bol najviac používaný v modeli Volkswagen Kaefer (v anglickej verzii Beetle) vyrobený v rokoch výroby (od do roku 2003) v počte 21 529 464 kusov.
Porsche ho používa vo väčšine svojich športových a pretekárskych modelov sérií , GT1 , GT2 a GT3.
Charakteristickým znakom Subaru je aj motor boxer , ktorý sa od roku 1963 montuje takmer do všetkých modelov Subaru . Väčšina motorov tejto spoločnosti má opačné usporiadanie, ktoré poskytuje veľmi vysokú pevnosť a tuhosť bloku valcov, no zároveň sťažuje opravu motora. Staré motory série EA (EA71, EA82 (vyrábané asi do roku 1994)) sú známe svojou spoľahlivosťou. Novšie motory radu EJ, EG, EZ (EJ15, EJ18, EJ20, EJ22, EJ25, EZ30, EG33, EZ36) inštalované na rôznych modeloch Subaru od roku 1989 po súčasnosť (od februára 1989 sú automobily Subaru Legacy vybavené dieselovým boxerom motory spojené s manuálnou prevodovkou).
Bol inštalovaný aj na rumunských automobiloch Oltcit Club (je to presná kópia Citroen Axel) v rokoch 1987 až 1993. Pri výrobe motocyklov sú boxerové motory široko používané v modeloch BMW, ako aj v sovietskych ťažkých motocykloch Ural a Dnepr.
U-motor- symbol elektrárne, čo sú dva radové motory, ktorých kľukové hriadele sú mechanicky spojené pomocou reťaze alebo ozubeného kolesa.
Pozoruhodné prípady použitia: športové autá - Bugatti Type 45, vývojový variant Matra Bagheera; niektoré lodné a letecké motory.
Motor v tvare U s dvoma valcami v každom bloku sa niekedy označuje ako štvorec štyri.
Protipiestový motor- usporiadanie spaľovacieho motora s usporiadaním valcov v dvoch radoch oproti sebe (zvyčajne nad sebou) tak, že piesty protiľahlých valcov sa pohybujú k sebe a majú spoločný spaľovací priestor. Kľukové hriadele sú mechanicky spojené, výkon sa odoberá z jedného z nich, prípadne z oboch (napríklad pri pohone dvoch vrtúľ). Motory v tejto schéme sú väčšinou preplňované dvojtaktné motory. Táto schéma sa používa na leteckých motoroch, tankových motoroch (T-64, T-80UD, T-84, Chieftain), motoroch dieselových lokomotív (TE3, 2TE10) a veľkých lodných dieselových motoroch. Pre tento typ motora existuje aj iný názov – motor s opačne sa pohybujúcimi piestami (motor s PDP).
Princíp fungovania:
1 vstup
2 pohon kompresora
3 vzduchové potrubie
4 poistný ventil
5 promócie KShM
6 vstupov KShM (neskôr o ~ 20 ° vzhľadom na výstup)
7 valec so sacím a výfukovým kanálom
8. vydanie
9 vodou chladiaci plášť
10 zapaľovacia sviečka
Rotačný motor- vzduchom chladený hviezdicový motor založený na otáčaní valcov (zvyčajne uvádzaných v nepárnych počtoch) spolu s kľukovou skriňou a vrtuľou okolo pevného kľukového hriadeľa namontovaného na ráme motora. Podobné motory boli široko používané počas prvej svetovej vojny a ruskej občianskej vojny. Počas týchto vojen tieto motory svojou špecifickou hmotnosťou prevyšovali vodou chladené motory, preto sa používali najmä (v stíhačkách a prieskumných lietadlách).
hviezdicový motor (hviezdicový motor) - piestový spaľovací motor, ktorého valce sú umiestnené v radiálnych lúčoch okolo jedného kľukového hriadeľa v rovnakých uhloch. Hviezdicový motor je krátky a umožňuje kompaktné umiestnenie veľkého počtu valcov. Našiel široké uplatnenie v letectve.
hviezdicový motor sa od ostatných typov líši konštrukciou kľukového mechanizmu. Jedna ojnica je hlavná ojnica, je podobná ojnici bežného radového motora, ostatné sú pomocné a sú pripevnené k hlavnej ojnici po jej obvode (rovnaký princíp sa používa aj pri motoroch v tvare V ). Nevýhodou konštrukcie hviezdicového motora je možnosť zatekania oleja do spodných valcov pri parkovaní, a preto je potrebné sa pred spustením motora presvedčiť, či v spodných valcoch nie je olej. Štartovanie motora v prítomnosti oleja v spodných valcoch vedie k vodnému rázu a poškodeniu kľukového mechanizmu.
Štvortaktné hviezdicové motory majú nepárny počet valcov v rade - to vám umožňuje dať iskru do valcov "cez jeden".
Motor s rotačným piestom spaľovací motor (RPD, Wankelov motor), ktorého dizajn v roku vyvinul inžinier NSU Walter Freude, vlastnil aj myšlienku tohto dizajnu. Motor bol vyvinutý v spolupráci s Felixom Wankelom, ktorý pracoval na inej konštrukcii motora s rotačnými piestami.
Charakteristickým znakom motora je použitie trojstenného rotora (piestu), ktorý má tvar trojuholníka Reuleaux, rotujúceho vo valci špeciálneho profilu, ktorého povrch je vyrobený podľa epitrochoidu.
Dizajn
Rotor uložený na hriadeli je pevne spojený s ozubeným kolesom, ktoré zaberá s pevným prevodom - statorom. Priemer rotora je oveľa väčší ako priemer statora, napriek tomu sa rotor s ozubeným kolesom odvaľuje okolo ozubeného kolesa. Každý z vrcholov trojstenného rotora sa pohybuje pozdĺž epitrochoidálneho povrchu valca a pomocou troch ventilov oddeľuje premenlivé objemy komôr vo valci.
Táto konštrukcia umožňuje vykonávať akýkoľvek 4-taktný dieselový, Stirlingov alebo Ottov cyklus bez použitia špeciálneho mechanizmu distribúcie plynu. Tesnenie komôr zabezpečujú radiálne a koncové tesniace dosky pritláčané na valec odstredivými silami, tlakom plynu a pásovými pružinami. Absencia mechanizmu distribúcie plynu robí motor oveľa jednoduchším ako štvortaktný piestový motor (úspora je asi tisíc dielov) a absencia rozhrania (priestor kľukovej skrine, kľukový hriadeľ a ojnice) medzi jednotlivými pracovnými komorami zaisťuje mimoriadnu kompaktnosť. a vysoká hustota výkonu. Pri jednej otáčke vankel vykoná tri kompletné pracovné cykly, čo zodpovedá prevádzke šesťvalcového piestového motora. Tvorba zmesi, zapaľovanie, mazanie, chladenie, štartovanie sú v podstate rovnaké ako pri bežnom piestovom spaľovacom motore.
Praktické uplatnenie získali motory s trojstennými rotormi, s pomerom prevodov a polomerov prevodov: R: r = 2: 3, ktoré sú inštalované na autách, lodiach atď.
Konfigurácia motora W
Motor vyvinuli Audi a Volkswagen a pozostáva z dvoch motorov v tvare V. Krútiaci moment sa odoberá z oboch kľukových hriadeľov.
Rotačný lopatkový motor spaľovací motor (RLD, Vigriyanov motor), ktorého dizajn vyvinul v roku 1973 inžinier Michail Stepanovič Vigriyanov. Zvláštnosťou motora je použitie rotujúceho zloženého rotora umiestneného vo vnútri valca a pozostávajúceho zo štyroch lopatiek.
Dizajn Na dvojici koaxiálnych hriadeľov sú nainštalované dve lopatky, ktoré rozdeľujú valec na štyri pracovné komory. Každá komora vykoná štyri pracovné cykly v jednej otáčke (súbor pracovnej zmesi, kompresia, pracovný zdvih a emisie výfukových plynov). V rámci tohto návrhu je teda možné realizovať akýkoľvek štvortaktný cyklus. (Nič nebráni tomu, aby sa tento dizajn použil na prevádzku parného stroja, len musíte použiť dve lopatky namiesto štyroch.)
Vyváženie motora
Stupeň rovnováhy |
|||||||||||||||||||||
1 | R2 | R2* | V2 | B2 | R3 | R4 | V4 | B4 | R5 | VR5 | R6 | V6 | VR6 | B6 | R8 | V8 | B8 | V10 | V12 | B12 |
|
Zotrvačné sily prvého | |||||||||||||||||||||
Axiálny motor ICE Duke
Sme zvyknutí na klasickú konštrukciu spaľovacích motorov, ktorá v podstate existuje už celé storočie. Rýchle spaľovanie horľavej zmesi vo vnútri valca vedie k zvýšeniu tlaku, ktorý tlačí piest. To zase cez ojnicu a kľuku otáča hriadeľ.
Klasický ICE
Ak chceme urobiť motor silnejším, musíme v prvom rade zväčšiť objem spaľovacieho priestoru. Zväčšením priemeru zvyšujeme hmotnosť piestov, čo negatívne ovplyvňuje výsledok. Zväčšením dĺžky predlžujeme ojnicu a zväčšujeme celý motor ako celok. Alebo môžete pridať valce – čím sa samozrejme zväčší aj výsledný objem motora.
Inžinieri ICE pre prvé lietadlo čelili takýmto problémom. Nakoniec prišli s krásnym „hviezdičkovým“ usporiadaním motora, kde sú piesty a valce usporiadané do kruhu vzhľadom na hriadeľ v rovnakých uhloch. Takýto systém je dobre chladený prúdením vzduchu, no celkovo je veľmi veľký. Preto sa pokračovalo v hľadaní riešení.
V roku 1911 spoločnosť Macomber Rotary Engine Company z Los Angeles predstavila prvý z axiálnych (axiálnych) ICE. Nazývajú sa aj „sudové“, motory s výkyvnou (alebo šikmou) podložkou. Pôvodná schéma umožňuje umiestniť piesty a valce okolo hlavného hriadeľa a rovnobežne s ním. K rotácii hriadeľa dochádza v dôsledku kývavej podložky, ktorá je striedavo stláčaná piestnymi tyčami.
Motor Macomber mal 7 valcov. Výrobca tvrdil, že motor bol schopný bežať pri otáčkach medzi 150 a 1500 ot./min. Zároveň pri 1000 otáčkach za minútu vydal 50 koní. Keďže bol vyrobený z vtedy dostupných materiálov, vážil 100 kg a mal rozmery 710 × 480 mm. Takýto motor bol inštalovaný v lietadle priekopníckeho letca Charlesa Francisa Walsha "Walsh's Silver Dart".
Geniálny a trochu šialený inžinier, vynálezca, dizajnér a obchodník John Zacharias DeLorean sníval o vybudovaní nového automobilového impéria, ktoré by napriek tomu existujúcemu, ao vytvorení úplne jedinečného „auto snov“. Všetci poznáme DMC-12, jednoducho nazývaný DeLorean. Stala sa nielen hviezdou na plátne vo filme Návrat do budúcnosti, ale predstavila aj jedinečné riešenia vo všetkom – od hliníkovej karosérie na ráme z plexiskla až po dvere s čajkovým krídlom. Bohužiaľ, na pozadí hospodárskej krízy sa výroba stroja neospravedlnila. A potom išla DeLorean dlho pred súd kvôli falošnému drogovému prípadu.
Málokto však vie, že Delorean chcel jedinečný vzhľad auta doplniť unikátnym motorom – medzi kresbami nájdenými po jeho smrti boli aj kresby axiálneho spaľovacieho motora. Súdiac podľa jeho listov, vymyslel takýto motor už v roku 1954 a vážne sa pustil do jeho vývoja v roku 1979. Motor DeLorean mal tri piesty a boli usporiadané v rovnostrannom trojuholníku okolo hriadeľa. Ale každý piest bol obojstranný - každý z koncov piestu musel pracovať vo svojom vlastnom valci.
Kresba zo zápisníka DeLorean
Z nejakého dôvodu sa zrod motora neuskutočnil - možno preto, že vývoj automobilu od nuly sa ukázal ako dosť komplikovaný podnik. DMC-12 bol vybavený 2,8-litrovým motorom V6, ktorý spoločne vyvinuli Peugeot, Renault a Volvo s výkonom 130 k. S Zvedavý čitateľ si môže na tejto stránke preštudovať skeny Deloreaniných kresieb a poznámok.
Exotický variant axiálneho motora - "Trebentov motor"
Takéto motory sa však veľmi nepoužívali - vo veľkých lietadlách sa postupne prešlo na prúdové motory a v automobiloch sa dodnes používa schéma, v ktorej je hriadeľ kolmý na valce. Je len zaujímavé, prečo sa takáto schéma neudomácnila v motocykloch, kde by kompaktnosť prišla vhod. V porovnaní s dizajnom, na ktorý sme zvyknutí, zjavne nedokázali ponúknuť žiadny výrazný benefit. Teraz takéto motory existujú, ale sú inštalované hlavne v torpédach - kvôli tomu, ako dobre zapadajú do valca.
Variant s názvom „Cylindrický energetický modul“ s obojstrannými piestami. Kolmé tyče v piestoch opisujú sínusoidu, ktorá sa pohybuje pozdĺž zvlneného povrchu
Hlavným charakteristickým znakom axiálneho spaľovacieho motora je jeho kompaktnosť. Okrem toho medzi jeho schopnosti patrí aj zmena kompresného pomeru (objemu spaľovacej komory) jednoduchou zmenou uhla podložky. Podložka osciluje na hriadeli vďaka guľovému ložisku.
Novozélandská spoločnosť Duke Engines však v roku 2013 predstavila svoju modernú verziu axiálneho spaľovacieho motora. Ich agregát má päť valcov, no len tri dýzy na vstrekovanie paliva a nemá ventily. Zaujímavosťou motora je aj fakt, že hriadeľ a podložka sa otáčajú opačným smerom.
Vo vnútri motora sa otáča nielen podložka a hriadeľ, ale aj sústava valcov s piestami. Vďaka tomu bolo možné zbaviť sa ventilového systému - pohybujúci sa valec v momente zapálenia jednoducho prejde cez otvor, kde sa vstrekuje palivo a kde je umiestnená zapaľovacia sviečka. Počas výfukovej fázy valec prechádza výfukovým otvorom pre plyny.
Vďaka tomuto systému je počet potrebných sviečok a trysiek menší ako počet valcov. A na jednu otáčku je celkovo rovnaký počet zdvihov piestu ako u 6-valcového motora bežnej konštrukcie. Zároveň je hmotnosť axiálneho motora o 30% nižšia.
Okrem toho inžinieri z Duke Engines tvrdia, že kompresný pomer ich motora je lepší ako u konvenčných analógov a je 15:1 pre benzín 91 (pre štandardné automobilové spaľovacie motory je toto číslo zvyčajne 11:1). Všetky tieto ukazovatele môžu viesť k zníženiu spotreby paliva a v dôsledku toho k zníženiu škodlivých účinkov na životné prostredie (dobre alebo k zvýšeniu výkonu motora - v závislosti od vašich cieľov).
Teraz spoločnosť prináša motory na komerčné využitie. V tomto veku overených technológií, diverzifikácie, úspor z rozsahu atď. Je ťažké si predstaviť, ako môžete vážne ovplyvniť toto odvetvie. Duke Engines to zrejme tiež reprezentuje, preto chcú ponúkať svoje motory pre motorové člny, generátory a malé lietadlá.
Ukážka malých vibrácií motora Duke
Národná univerzita pre stavbu lodí
ich. adm. Makarova
Katedra ICE
Abstrakt prednášok o priebehu spaľovacieho motora (sdvs) Nikolaev - 2014
|
Téma 1. Porovnanie spaľovacích motorov s inými typmi tepelných motorov. Klasifikácia ICE. Rozsah ich uplatnenia, perspektívy a smerovanie ďalšieho vývoja. Prevodový pomer v spaľovacom motore a ich označenie……………………………………………………………… | ||
|
Téma. 2 Princíp činnosti štvortaktného a dvojtaktného motora s preplňovaním a bez preplňovania……………………………………………….. | ||
|
Téma 3. Základné konštrukčné schémy rôznych typov spaľovacích motorov. Konštrukčné schémy rámu motora. Prvky kostry motora. Vymenovanie. Všeobecná štruktúra a schéma interakcie prvkov kľukového hriadeľa motora spaľovacieho motora………………………………………... | ||
|
Téma 4. Systémy ICE ……………………………………………………… | ||
|
téma 5. Ideálne predpoklady cyklu, procesy a parametre cyklu. Parametre pracovného tela v charakteristických miestach cyklu. Porovnanie rôznych ideálnych cyklov. Podmienky toku procesov vo vypočítaných a skutočných cykloch……… | ||
|
Téma 6. Proces plnenia valca vzduchom. Proces stláčania, podmienky prechodu, stupeň stlačenia a jeho voľba, parametre pracovnej tekutiny pri stláčaní………………………………………….. | ||
|
Téma 7. spaľovacieho procesu. Podmienky na uvoľňovanie a využitie tepla pri spaľovaní paliva. Množstvo vzduchu potrebné na spálenie paliva. Faktory ovplyvňujúce tieto procesy. proces rozširovania. Parametre pracovného tela na konci procesu. Procesná práca. Proces uvoľňovania výfukových plynov …………………………………………………………. | ||
|
Téma 8. Indikátor a efektívne indikátory prevádzky motora. | ||
|
Téma 9. Preplňovanie ICE ako spôsob zlepšenia technického a ekonomického výkonu. Posilňovacie schémy. Vlastnosti pracovného procesu preplňovaného motora. Spôsoby využitia energie výfukových plynov………………………………………………………………... | ||
|
Literatúra……………………………………………………………… | ||
Téma 1. Porovnanie spaľovacích motorov s inými typmi tepelných motorov. Klasifikácia ICE. Rozsah ich uplatnenia, perspektívy a smerovanie ďalšieho vývoja. Pomer v spaľovacích motoroch a ich značenie.
Motor s vnútorným spaľovaním- Ide o tepelný motor, v ktorom sa tepelná energia uvoľnená pri spaľovaní paliva v pracovnom valci premieňa na mechanickú prácu. Premena tepelnej energie na mechanickú energiu sa uskutočňuje prenosom expanznej energie produktov spaľovania na piest, ktorého vratný pohyb sa prostredníctvom kľukového mechanizmu premieňa na rotačný pohyb kľukového hriadeľa, ktorý poháňa vrtuľu. , elektrický generátor, čerpadlo alebo iná spotrebná energia.
ICE možno klasifikovať podľa nasledujúcich hlavných znakov:
– podľa typu pracovného cyklu- s dodávkou tepla do pracovnej tekutiny pri stálom objeme, s dodávkou tepla pri stálom tlaku plynov a so zmiešaným prívodom tepla, t.j. najprv pri stálom objeme a potom pri stálom tlaku plynov ;
– podľa spôsobu realizácie pracovného cyklu- štvortakt, v ktorom sa cyklus dokončí v štyroch po sebe nasledujúcich zdvihoch piestu (pre dve otáčky kľukového hriadeľa) a dvojtakt, v ktorom sa cyklus vykoná v dvoch po sebe nasledujúcich zdvihoch piestu (na jednu otáčku kľukového hriadeľa) ;
– prostredníctvom prívodu vzduchu- s a bez boostu. U štvortaktných atmosférických spaľovacích motorov sa valec plní čerstvou náplňou (vzduch alebo horľavá zmes) sacím zdvihom piesta a u dvojtaktných spaľovacích motorov sa plní sacím kompresorom poháňaným motor. Vo všetkých preplňovaných spaľovacích motoroch sa plnenie valca uskutočňuje pomocou špeciálneho kompresora. Preplňované motory sa často nazývajú kombinované motory, keďže okrem piestového motora majú aj kompresor, ktorý dodáva do motora vzduch pod vysokým tlakom;
– podľa spôsobu zapálenia paliva- vznetové zapaľovanie (dieselové motory) a zážihové zapaľovanie (z karburátora na plyn);
– podľa druhu použitého paliva- kvapalné palivá a plyn. Medzi spaľovacie motory na kvapalné palivo patria aj viacpalivové motory, ktoré môžu pracovať na rôznych palivách bez štrukturálnych zmien. K plynovým spaľovacím motorom patria aj vznetové motory, v ktorých je hlavné palivo plynné a kvapalné palivo sa používa v malých množstvách ako pilotné, t.j. na zapaľovanie;
– podľa spôsobu miešania- s vnútorným miešaním, keď sa zmes vzduchu a paliva tvorí vo vnútri valca (nafty), a s vonkajším miešaním, keď sa táto zmes pripravuje pred prívodom do pracovného valca (karburátorové a plynové motory so zážihovým zapaľovaním). Hlavné metódy tvorby vnútornej zmesi - objemový, objemový-film a film ;
– podľa typu spaľovacej komory (CC)- s nedelenými jednodutinovými CV, s polooddelenými CV (CV v pieste) a oddelenými CV (predkomorové, vírivé a vzduchové komory);
– podľa frekvencie otáčania kľukového hriadeľa n - nízka rýchlosť (MOD) s n až 240 min-1, stredná rýchlosť (SOD) od 240< n
< 750 мин -1 ,
повышенной оборотности (ПОД) с 750
– podľa dohody- hlavný, určený na pohon lodného pohonu (vrtule) a pomocný, uvádzajúci do pohybu elektrické generátory lodných elektrární alebo lodných mechanizmov;
– podľa princípu konania- jednočinný (pracovný cyklus prebieha len v jednej dutine valca), dvojčinný (pracovný cyklus prebieha v dvoch dutinách valca nad a pod piestom) a s opačne sa pohybujúcimi piestami (v každom valci motora sú dva mechanicky spojené piesty pohybujúce sa v opačných smeroch, s pracovným telesom umiestneným medzi nimi);
– podľa konštrukcie kľukového mechanizmu (KShM)- kmeň a krížová hlava. V kufrovom motore sú normálne tlakové sily, ktoré vznikajú pri naklonení ojnice, prenášané vodiacou časťou piestu - kufrom posúvajúcim sa v objímke valca; v motore s krížovou hlavou piest nevytvára normálne tlakové sily, ktoré vznikajú pri naklonení ojnice, normálová sila sa vytvára v spojení krížovej hlavy a prenáša sa posúvačmi na rovnobežky, ktoré sú upevnené mimo valca na ráme motora;
– podľa umiestnenia valcov- zvislé, vodorovné, jednoradové, dvojradové, v tvare U, v tvare hviezdy atď.
Hlavné definície, ktoré platia pre všetky spaľovacie motory, sú:
– horný a dolná úvrať (TDC a BDC), zodpovedajúce hornej a dolnej krajnej polohe piesta vo valci (vo vertikálnom motore);
– mŕtvica, t.j. vzdialenosť, keď sa piest pohybuje z jednej krajnej polohy do druhej;
– objem spaľovacej komory(alebo kompresia), čo zodpovedá objemu dutiny valca, keď je piest v TDC;
– zdvihový objem valca, ktorý je opísaný piestom počas jeho priebehu medzi mŕtvymi bodmi.
Značka Diesel dáva predstavu o jeho type a hlavných rozmeroch. Označovanie domácich dieselových motorov sa vykonáva v súlade s GOST 4393-82 „Stacionárne, lodné, naftové a priemyselné dieselové motory. Typy a základné parametre. Na označovanie sú akceptované symboly pozostávajúce z písmen a číslic:
H- štvortakt;
D- dvojtakt;
DD- dvojtaktný dvojčinný;
R- reverzibilné;
OD– s reverzibilnou spojkou;
P- s redukčným prevodom;
Komu- krížová hlava;
G- plyn;
H- preplňovaný;
1A, 2A, ZA, 4A– stupeň automatizácie podľa GOST 14228-80.
Absencia písmena v symbole Komu znamená, že naftový kufor, písmená R- dieselový motor je nereverzibilný a písmená H- atmosférický diesel. Čísla v značke pred písmenami označujú počet valcov a za písmenami: číslo v čitateli je priemer valca v centimetroch, v menovateli je zdvih piestu v centimetroch.
V dieselovej značke s opačne sa pohybujúcimi piestami sú uvedené oba zdvihy piestov, spojené znamienkom plus, ak sú zdvihy odlišné, alebo súčinom „2 na zdvih jedného piestu“, ak sú zdvihy rovnaké.
V značke lodných dieselových motorov výrobného združenia „Bryansk Machine-Building Plant“ (PO BMZ) je dodatočne uvedené číslo modifikácie, počnúc druhou. Toto číslo je uvedené na konci označenia v súlade s GOST 4393-82. Nižšie sú uvedené príklady označení pre niektoré motory.
12CHNSP1A 18/20- naftový dvanásťvalec, štvortakt, preplňovaný, s reverznou spojkou, s redukčným prevodom, automatizovaný podľa 1. stupňa automatizácie, s priemerom valca 18 cm a zdvihom piestu 20 cm.
16DPN 23/2 X 30- vznetový šestnásťvalec, dvojtakt, s ozubenou prevodovkou, preplňovaný, s priemerom valca 23 cm a s dvoma protiľahlými piestami, každý so zdvihom 30 cm,
9DKRN 80/160-4- dieselový deväťvalec, dvojtakt, krížová hlava, reverzibilný, preplňovaný, s priemerom valca 80 cm, zdvih piestu 160 cm, štvrtá modifikácia.
V niektorých domácich závodoch majú vyrábané dieselové motory okrem značky povinnej podľa GOST aj továrenskú značku. Napríklad názov značky G-74 (rastlina "Dvigatel Revolyutsii") zodpovedá značke 6CHN 36/45.
Vo väčšine cudzích krajín nie je označovanie motorov regulované normami a stavitelia používajú svoje vlastné konvencie pomenovania. Ale aj tá istá spoločnosť často mení prijaté označenia. Napriek tomu je potrebné poznamenať, že mnohé spoločnosti v symboloch označujú hlavné rozmery motora: priemer valca a zdvih piestu.
Téma. 2 Princíp činnosti štvortaktného a dvojtaktného motora s preplňovaním a bez preplňovania.
Štvortaktný motor.
Štvortaktný spaľovací motor Na obr. 2.1 je znázornená schéma činnosti atmosférického štvortaktného kufrového dieselového motora (štvortaktné motory typu s krížovou hlavou sa vôbec nestavajú).
Ryža. 2.1. Princíp činnosti štvortaktného spaľovacieho motora
1. opatrenie – prívod alebo plnenie . Piest 1 sa presúva z TDC do BDC. So zdvihom piestu smerom nadol cez vstupné potrubie 3 a vstupný ventil umiestnený v kryte 2 vzduch vstupuje do valca, pretože tlak vo valci je v dôsledku zväčšenia objemu valca nižší ako tlak vzduchu (alebo pracovnej zmesi v karburátorovom motore) pred vstupným potrubím p o. Sací ventil sa otvára mierne pred TDC (bod r), t.j. s uhlom nábehu 20 ... 50 ° k TDC, čo vytvára priaznivejšie podmienky pre vstup vzduchu na začiatku plnenia. Nasávací ventil sa zatvorí po BDC (bod a"), pretože v okamihu, keď piest dorazí do BDC (bod a) tlak plynu vo valci je ešte nižší ako vo vstupnom potrubí. Prúdenie vzduchu do pracovného valca počas tohto obdobia je tiež uľahčené zotrvačným pretlakom vzduchu vstupujúceho do valca.Preto sa vstupný ventil zatvára s uhlom oneskorenia 20 ... 45 ° po BDC.
Uhly predstihu a oneskorenia sa určujú empiricky. Uhol natočenia kľukového hriadeľa (PKV), ktorý zodpovedá celému procesu plnenia, je približne 220 ... 275 ° PKV.
Charakteristickým znakom preplňovaného naftového motora je, že počas 1. zdvihu nie je nasávaná čerstvá nálož vzduchu z okolia, ale vstupuje do sacieho potrubia pod zvýšeným tlakom zo špeciálneho kompresora. V moderných lodných dieselových motoroch je kompresor poháňaný plynovou turbínou, ktorá poháňa výfukové plyny motora. Jednotka pozostávajúca z plynovej turbíny a kompresora sa nazýva turbodúchadlo. V preplňovaných naftových motoroch ide plniaca čiara zvyčajne nad výfukové potrubie (4. zdvih).
2. opatrenie – kompresia . Keď sa piest vráti späť do TDC od okamihu zatvorenia sacieho ventilu, náplň čerstvého vzduchu vstupujúceho do valca sa stlačí, v dôsledku čoho jeho teplota stúpne na úroveň potrebnú na samovznietenie paliva. Palivo sa vstrekuje do valca dýzou 4 s určitým predstihom do TDC (bod n) pri vysokom tlaku, ktorý poskytuje vysokokvalitnú atomizáciu paliva. Predstih vstreku paliva do TDC je potrebný na jeho prípravu na samovznietenie v momente, keď sa piest dostane do TDC. V tomto prípade sú vytvorené najpriaznivejšie podmienky pre prevádzku dieselového motora s vysokou účinnosťou. Uhol vstrekovania v nominálnom režime v MOD je zvyčajne 1 ... 9 ° a v SOD - 8 ... 16 ° k TDC. Bod vzplanutia (bod S) na obrázku je znázornený v TDC, môže byť však tiež mierne posunutý vzhľadom na TDC, t.j. zapaľovanie paliva môže začať skôr alebo neskôr ako TDC.
3. opatrenie – spaľovanie a rozšírenie (pracovný zdvih). Piest sa pohybuje z TDC do BDC. Rozprášené palivo zmiešané s horúcim vzduchom sa zapáli a horí, čo vedie k prudkému zvýšeniu tlaku plynu (bod z), a potom sa začne ich rozširovanie. Plyny, pôsobiace na piest počas pracovného zdvihu, vykonávajú užitočnú prácu, ktorá sa prostredníctvom kľukového mechanizmu prenáša na spotrebiteľa energie. Proces expanzie končí, keď sa výfukový ventil začne otvárať. 5 (bodka b’ ), ktorý sa vyskytuje s predstihom 20...40°. Určitý pokles užitočnej práce pri expanzii plynu v porovnaní s tým, keď by sa ventil otvoril pri BDC, je kompenzovaný znížením práce vynaloženej na ďalší cyklus.
4. opatrenie – uvoľniť . Piest sa pohybuje z BDC do TDC, čím vytláča výfukové plyny von z valca. Tlak plynov vo valci je v súčasnosti o niečo vyšší ako tlak za výfukovým ventilom. Aby sa výfukové plyny úplne odstránili z valca, výfukový ventil sa uzavrie po prejdení piestu TDC, zatiaľ čo uhol oneskorenia uzavretia je 10 ... 60 ° PKV. Preto počas doby zodpovedajúcej uhlu 30 ... 110 ° PKV sú vstupné a výstupné ventily súčasne otvorené. To zlepšuje proces čistenia spaľovacieho priestoru od výfukových plynov, najmä u preplňovaných dieselových motorov, pretože tlak plniaceho vzduchu je v tomto období vyšší ako tlak výfukových plynov.
Výfukový ventil je teda otvorený v perióde zodpovedajúcej 210...280° PCV.
Princíp činnosti štvortaktného motora s karburátorom sa líši od dieselového motora tým, že pracovná zmes - palivo a vzduch - sa pripravuje mimo valca (v karburátore) a do valca sa dostáva počas 1. cyklu; zmes sa zapáli v oblasti TDC elektrickou iskrou.
Užitočná práca získaná v období 2. a 3. cyklu je určená oblasťou aSzba(plocha so šikmým šrafovaním, cm, 4. priečka). Ale počas 1. zdvihu motor vynaloží prácu (s prihliadnutím na atmosférický tlak p o pod piestom) rovnajúcu sa ploche nad krivkou r" ma k vodorovnej čiare zodpovedajúcej tlaku p o. Motor pri 4. cykle vynaloží prácu na vytlačenie výfukových plynov rovnajúcej sa ploche pod krivkou brr "k vodorovnej línii p o. Preto je v štvortaktnom atmosférickom motore práca tzv. " zdvihy, t.j. -tý zdvih, keď motor funguje ako čerpadlo, je záporný (táto práca na diagrame indikátora je znázornená plochou s vertikálnym tieňovaním) a musí sa odpočítať od užitočnej práce rovnajúcej sa rozdielu medzi prácou v perióda 3. a 2. cyklu.V reálnych podmienkach sú zdvihy pracovného čerpadla veľmi malé, a preto sa táto práca podmienečne označuje ako mechanické straty.V preplňovaných dieselových motoroch, ak je tlak plniaceho vzduchu vstupujúceho do valca vyšší ako je priemerný tlak plynov vo valci počas obdobia ich vytláčania piestom, práca zdvihov čerpadla sa stáva pozitívnou.
Dvojtaktný ICE.
V dvojtaktných motoroch dochádza k čisteniu pracovného valca od splodín horenia a jeho plneniu čerstvou náplňou, teda k procesom výmeny plynov, iba v období, keď je piest v oblasti BDC s otvorenými orgánmi výmeny plynov. V tomto prípade sa čistenie valca od výfukových plynov nevykonáva piestom, ale predstlačeným vzduchom (v dieselových motoroch) alebo horľavou zmesou (v karburátoroch a plynových motoroch). Predbežné stlačenie vzduchu alebo zmesi prebieha v špeciálnom preplachovacom alebo kompresorovom kompresore. Počas výmeny plynov v dvojtaktných motoroch sa časť čerstvej náplne nevyhnutne odstraňuje z valca spolu s výfukovými plynmi cez výfukové orgány. Preto musí byť napájanie vyplachovacieho alebo posilňovacieho kompresora dostatočné na kompenzáciu tohto úniku náplne.
Uvoľňovanie plynov z valca prebieha cez okná alebo cez ventil (počet ventilov môže byť od 1 do 4). Nasávanie (preplachovanie) čerstvej náplne do valca v moderných motoroch sa vykonáva iba cez okná. Výfukové a preplachovacie okná sú umiestnené v spodnej časti objímky pracovného valca a výfukové ventily sú umiestnené v kryte valca.
Schéma činnosti dvojtaktného dieselového motora so slučkovým preplachovaním, t.j. keď výfukové plyny a preplachovanie prebieha cez okná, je znázornená na obr. 2.2. Pracovný cyklus má dva cykly.
1. opatrenie- zdvih piesta od BDC (bod m) do TDC. Najprv piest 6 kryty čistiace okná 1 (bod d"), čím sa zastaví tok čerstvej náplne do pracovného valca a potom piest uzavrie aj výstupné okná 5 (bodka b" ), po ktorom začína proces kompresie vzduchu vo valci, ktorý končí, keď piest dosiahne TDC (bod S). Bodka n zodpovedá okamihu začiatku vstrekovania paliva vstrekovačom 3 do valca. Následne počas 1. zdvihu valec končí uvoľniť , očistiť a plnenie valec, po ktorom kompresia čerstvého náboja a začne vstrekovanie paliva .
Ryža. 2.2. Princíp činnosti dvojtaktného spaľovacieho motora
2. opatrenie- zdvih piesta z TDC do BDC. V oblasti TDC tryska vstrekuje palivo, ktoré sa zapáli a horí, pričom tlak plynu dosiahne maximálnu hodnotu (bod z) a začína sa ich rozširovanie. Proces expanzie plynu končí v okamihu, keď sa piest začne otvárať 6 výstupné okná 5 (bodka b), po ktorom začína uvoľňovanie výfukových plynov z valca v dôsledku rozdielu tlaku plynu vo valci a výfukovom potrubí 4 . Piest potom otvorí preplachovacie okná 1 (bodka d) a valec sa prepláchne a naplní novou náplňou. Preplachovanie sa spustí až potom, čo tlak plynu vo valci klesne pod tlak vzduchu p s v preplachovacej nádrži 2 .
Takže počas 2. zdvihu vo valci vstrekovanie paliva , jeho spaľovanie , expanzia plynu , výfukové plyny , očistiť a naplnenie čerstvou náplňou . Počas tohto cyklu, pracovný zdvih poskytovanie užitočnej práce.
Diagram indikátora znázornený na obr. 2 je rovnaký pre atmosférické aj preplňované naftové motory. Užitočná práca cyklu je určená oblasťou diagramu md" b"Szbdm.
Práca plynov vo valci je pozitívna počas 2. zdvihu a negatívna počas 1. zdvihu.
Úžitkový vzor sa vzťahuje na oblasť výroby motorov. Navrhuje sa konštrukcia motora pracujúceho v dvojtaktnom cykle s preplňovaním a kombinovanou schémou výmeny plynov, pri ktorej sa počas prvej fázy valec prefukuje a plní jedným vzduchom podľa obvyklej schémy výmeny plynu kľuková komora, počas v druhej fáze je valec preplňovaný, znovu obohatený v karburátore, stlačený v palivovej zmesi kompresora cez vstupné otvory vo valci, pričom fázy nasávania presahujú fázy výfuku. Aby sa zabránilo prenikaniu produktov spaľovania z valca do zásobníka počas expanzného zdvihu, okná sú uzavreté špeciálnym krúžkom, ktorý funguje ako cievka, ovládaná vačkou alebo excentrom na čape kľukového hriadeľa alebo iným synchrónne rotujúcim hriadeľom. s tým.
Motor je vyrobený s dvoma protiľahlými valcami namontovanými na jednej spoločnej kľukovej skrini a troch kľukových hriadeľoch, z ktorých jeden má dve kľuky umiestnené navzájom pod uhlom 180°. Valce obsahujú piesty s dvoma piestnymi čapmi spojenými spojovacími tyčami s kľukovými hriadeľmi kľukových hriadeľov, ktoré sú symetricky umiestnené vzhľadom na os valcov. Piesty pozostávajú z hlavy s kompresnými krúžkami a obojstranného plášťa. Spodná časť lemu je vyrobená vo forme zástery zakrývajúcej výfukové otvory, keď je piest v hornej úvrati (TDC). Keď je piest v dolnej úvrati (BDC), zástera je umiestnená v oblasti, ktorú zaberajú kľukové hriadele. Horná časť plášťa, keď je piest v hornej úvrati, vstupuje do prstencového priestoru umiestneného okolo spaľovacej komory. Každý valec motora je vybavený samostatným kompresorom, ktorého piesty sú pomocou tyče spojené s piestami motora protiľahlých valcov.
Ekonomický efekt zníženia spotreby paliva, keď sú náklady na benzín 35 rubľov na liter. bude asi 7 rubľov / kWh, t.j. 20 kW motor na zdroj 500 hodín ušetrí asi 70 000 rubľov alebo 2 000 litrov benzínu.
Berúc do úvahy prítomnosť vysokých energetických a ekonomických ukazovateľov, pokiaľ ide o výkon, hmotnosť a rozmery, ktoré poskytuje použitie 2-taktného cyklu, zvýšenie, zníženie spotreby paliva o 2530% pri zachovaní životnosti motora v rámci rovnakej limity 5 001 000 hodín znížením zaťaženia ojničných ložísk kľukových hriadeľov pri ich zdvojnásobení, navrhovanú konštrukciu motora v 2 alebo 4-valcovej verzii s výkonom 2 060 kW je možné použiť v elektrárňach lietadiel, kĺzavých malých člnov s vrtuľami vo forme vrtúľ alebo vrtúľ, prenosné motorizované výrobky používané obyvateľstvom, v rezortoch ministerstva pre mimoriadne situácie, armády a námorníctva, ako aj v iných zariadeniach, kde sa vyžaduje nízka špecifická hmotnosť a rozmery.
Navrhovaný úžitkový vzor sa týka oblasti konštrukcie motorov, najmä dvojtaktných karburátorových spaľovacích motorov (ICE), prenášajúcich sily z tlaku plynu na piest kľukou kľukového hriadeľa, symetricky umiestnenou vzhľadom na os valca a otáčajúcou sa v opačných smeroch.
Tieto motory majú množstvo výhod, z ktorých hlavné sú možnosť vyváženia síl zotrvačnosti vratných hmôt v dôsledku protizávaží kľukových hriadeľov, absencia síl, ktoré spôsobujú zvýšené trenie piestu o steny valca, absencia jalový krútiaci moment, vysoké špecifické energetické a ekonomické parametre z hľadiska výkonu, hmotnosti a rozmerov, znížené zaťaženie ojničných ložísk kľukového hriadeľa, ktoré vo všeobecnosti obmedzuje životnosť motora.
Je známy dvojtaktný karburátorový motor so schémou výmeny plynu v kľukovej komore, ktorý obsahuje valec, piest s dvoma piestovými čapmi, dva kľukové hriadele symetricky umiestnené vzhľadom na os valca, z ktorých každý je spojený ojnicou. na jeden z piestnych čapov. (Dvojtaktný spaľovací motor. Patent RU 116906 U1. Bednyagin L.V., Lebedinskaya O.L. Bull. 16. 2012.).
Motor sa líši tým, že piest je vyrobený vo forme hlavy s obojstranným plášťom, spodná časť plášťa, keď je piest v dolnej úvrati (BDC), je umiestnená v oblasti, ktorú zaberá kľukové hriadele, horná časť plášťa, keď je piest v hornej úvrati (TDC), čiastočne vstupuje do prstencového priestoru umiestneného okolo spaľovacej komory a vstupné a výstupné okná sú umiestnené v dvoch úrovniach: vstupné okná sú umiestnené nad hlavou piestu, keď je v polohe BDC, výstupné okienka sú nad horným okrajom obruby.
Známa konštrukcia motora je vyrobená podľa schémy jeden valec - dva kľukové hriadele, ktoré poskytujú zvýšenie výkonu vďaka použitiu preplňovania (Dvojtaktný spaľovací motor s preplňovaním. Prihláška 2012132748/06 (051906). Bednyagin L.V., Lebedinskaya O.L. FIPS dostal 31.07.12, kde je valec kompresora (preplňovača) umiestnený súosovo s valcom motora, ktorého piest je spojený s piestom motora pomocou tyče, vonkajšia výtlačná dutina čerpadla je spojená kanálov do vnútorného priestoru kľukovej skrine, od ktorého je jeho vnútorná dutina izolovaná pomocou tesniacej manžety umiestnenej na tyči a upevnenej medzi dvoma polovicami kľukovej skrine. Vonkajšia dutina kompresora zabezpečuje dodatočný prívod palivovej zmesi do kľukovej skrine motora. Pre zabezpečenie dobíjania je valec motora vybavený prídavnými sacími (preplachovacími) oknami umiestnenými nad hlavnými, pričom nasávacie fázy prevyšujú výfukové fázy, pričom medzi nimi v rovine valca a konektora kľukovej skrine sú spätné klapky zabraňujúce vniknutie produktov spáleného paliva z valca do kľukovej skrine, keď tlak v nej prekročí tlak vo vnútri kľukovej skrine. Tento motor je prototypom navrhovanej konštrukcie PM.
Všetky karburátorové dvojtaktné motory so schémou výmeny plynu v kľukovej komore (preplachovanie a plnenie valca čerstvou palivovou zmesou), vrátane prototypu, majú spoločnú významnú nevýhodu - zvýšenú spotrebu paliva spojenú so stratou časti paliva počas preplachovanie vykonávané priamo palivovou zmesou.
Práca na odstránení tohto nedostatku sa prakticky vykonáva v jednom smere - implementácia čistenia čistého vzduchu a použitie priameho vstrekovania paliva do valca. Hlavným problémom, ktorý bráni zavedeniu systémov priameho vstrekovania paliva do dvojtaktných motorov, sú vysoké náklady na zariadenia na dodávku paliva, ktoré v prípade malých motorov alebo motorov, ktoré pracujú príležitostne (napríklad hasičské čerpadlo), pri súčasných cenách nevyplatia po celú dobu ich prevádzky.
Druhým dôvodom je problém zabezpečenia prevádzkyschopnosti palivového zariadenia a kvality tvorby zmesi z dôvodu potreby zdvojnásobenia frekvencie prívodu paliva do valca pri použití dvojtaktného cyklu a jeho ďalšieho zvyšovania s prihliadnutím na trendy v raste vysokootáčkových režimov spaľovacích motorov a najmä malých pracujúcich v dvojtaktnom cykle.
Netreba však očakávať, že vytvorenie nového, pokročilejšieho zariadenia pre „dvojtakt“ zvýši ekonomickú realizovateľnosť jeho použitia na vyššie uvedené motory, pretože. bude ešte drahšia.
Technickým výsledkom navrhovanej konštrukcie motora je zníženie mernej spotreby paliva na hodnotu 380410 g/kWh, čo je o 2530 % menej ako u sériovo vyrábaných dvojtaktných karburátorových motorov so schémou výmeny plynu v kľukovej komore (Prospekty pre dvojtaktné spaľovacie motory na lietadlách všeobecného letectva V. Novoseltsev (http://www.aviajournal.com/arhiv/2004/06/02.html), pri zachovaní vysokej spotreby energie a iných ukazovateľov, ktoré zabezpečujú jej konkurencieschopnosť.
Na dosiahnutie tohto výsledku sa použil súbor dizajnových riešení:
1. Použitý je dvojtaktný spaľovací motor, s dvoma protiľahlými valcami uloženými na jednej spoločnej kľukovej skrini, ktorý zabezpečuje prenos síl z tlaku plynu na kľukové hriadele kľukových hriadeľov, symetricky umiestnené voči osi valcov. Použitie tejto schémy umožňuje využiť ich vyššie uvedené výhody a racionálne umiestniť piestové kompresory s ich pohonom na tlakovanie.
2. Pre realizáciu dvojtaktného cyklu chodu motora s preplachovaním kľukovej komory a zlepšenie jeho parametrov sa zmenšuje objem kľukovej komory, na čo je piest v tvare hlavy s obojstranným plášťom sa používa, čo zaisťuje umiestnenie spodnej zástery v oblasti kľukových hriadeľov a hornej zástery v oblasti medzikružia, umiestnenej okolo spaľovacej komory.
3. Valce motora sú vybavené tromi sadami okien umiestnených na rôznych úrovniach: vyplachovanie nad spodkom hlavy piestu, keď je v BDC, výfuk - nad horným okrajom plášťa piestu. Zároveň sa zväčšuje „časový úsek“ okien, eliminujú sa javy „skratu“ - priame vyhadzovanie (palivovej) zmesi z výfukových okien do výfuku, hladina zvyškových plynov klesá, celý obvod výfukových okien je k dispozícii pre odtok výfukových plynov a je takmer polovičný; čo prispieva k zachovaniu parametrov výmeny plynov so zvýšením otáčok motora. Treba tiež poznamenať, že zariadenie zabezpečujúce asymetriu fáz distribúcie plynu je umiestnené v zóne s nízkym tepelným zaťažením, čo ho priaznivo odlišuje od podobných zariadení pracujúcich vo výfukových kanáloch na motoroch športových áut.
4. Vstupné okienka, umiestnené nad preplachovacími, pričom vstupné fázy presahujú výfukové fázy, aby sa zabránilo prenikaniu spalín z valca do zberača 10 počas expanzného zdvihu, na rozdiel od prototypu sú uzavreté prstencom. 11, ktorý funguje ako cievka ovládaná vačkou alebo excentrom na čapovom kľukovom hriadeli (alebo akomkoľvek inom hriadeli, ktorý sa s ním synchrónne otáča).
5. Aby sa ušetrilo palivo, bola navrhnutá konštrukcia, ktorá zaisťuje použitie schémy kombinovanej výmeny plynov tým, že sa valce najskôr prepláchnu čistým vzduchom z kľukovej komory a potom sa znovu naplnia (posilnia) znovu obohatenou palivovou zmesou prostredníctvom použitia samostatných kompresorov pre každý valec.
6. Vstupná cesta palivovej zmesi, ktorá obsahuje karburátor (karburátory), spätné jazýčkové ventily (OPK), sacie a výtlačné dutiny kompresora, prijímač a vstupné okná valca, je odpojená od vnútra kľukovej skrine, ktorý je vybavený vlastným individuálnym systémom nasávania vzduchu používaným na čistenie valcov.
7. Každý valec motora a kompresora je vyrobený v jednom bloku, pričom synchrónny pohyb ich piestov v opačných smeroch je dosiahnutý prítomnosťou spojenia medzi piestom kompresora a piestom motora protiľahlého valca.
8. Potrebné smery otáčania kľukových hriadeľov a prúdy preplachovacieho vzduchu sú zabezpečené použitím troch kľukových hriadeľov, z ktorých jeden je vyrobený s dvoma kľukami umiestnenými pod uhlom 180° voči sebe, čo zabezpečuje pohyb piestov v opačných smeroch.
9. Na zmenšenie rozmerov motora je spodná obruba piesta vyrobená vo forme jednostrannej "zástery", ktorá poskytuje kryt výfukových okien, keď je v polohe TDC.
10. Aby sa udržal tlak v prijímači, keď sa piest motora pohybuje v smere TDC, výtlačná dutina kompresora je od nej oddelená spätným ventilom.
Konštruktívne riešenia, ktoré majú vlastnosti, ktoré charakterizujú novosť navrhovaného modelu:
č. valec (položky 1 a 2; tu a ďalej pozri vyššie);
2. Kombinovaná schéma výmeny plynov, v ktorej sa počas prvej fázy valec fúka a naplní jedným vzduchom a v druhej - valec je natlakovaný znovu obohatenou palivovou zmesou (pozri vyššie, položka 5).
3. Samostatný vstupný trakt palivovej zmesi vrátane vstupných okienok valca odpojený z vnútra kľukovej skrine (str. 6).
4. Pohon piestov kompresora v dôsledku ich spojenia s piestami motora protiľahlých valcov (položka 7), ktoré zabezpečujú pohyb piestov motora a kompresora v opačných smeroch.
5. Piest so spodnou obrubou vo forme jednostrannej "zástery" (str. 9).
6. Zariadenie, ktoré zabezpečuje asymetriu fáz distribúcie plynu (položka 4).
7. Umiestnenie valcov motora a kompresora do jedného bloku (položka 7).
Usporiadanie navrhovaného modelu motora je znázornené na výkresoch: obrázok 1 znázorňuje vodorovný rez pozdĺž osí valcov. Obrázok 2 je zvislý rez A-A pozdĺž osí kľukových hriadeľov, ktorý tiež zobrazuje prevodovku, ktorá zabezpečuje kinematické spojenie kľukových hriadeľov navzájom a ukazuje možnosť vytvorenia štvorvalcovej modifikácie inštaláciou podobného dvojvalcového motora na spodná strana prevodovky.
Valce 1 obsahujú piesty 2 umiestnené v nich s dvoma piestnymi čapmi, z ktorých každý je spojený ojnicou 3 s kľukami kľukových hriadeľov 4, symetricky umiestnenými vzhľadom na os valcov. Piest sa skladá z hlavy s kompresnými krúžkami a obojstranného plášťa. Spodná časť lemu je vyrobená vo forme jednostrannej zástery zakrývajúcej výfukové okná, keď je piest v TDC. Keď je piest v BDC, zástera je umiestnená v oblasti, ktorú zaberajú kľukové hriadele. Horná časť plášťa v polohe piesta pri (TDC) vstupuje do prstencového priestoru 5 umiestneného okolo spaľovacej komory, ktorá je s ňou spojená tangenciálnymi kanálmi. Každý valec motora je vybavený samostatným kompresorom 6, vyrobeným v tom istom bloku s ním, ktorého piesty 7 sú spojené s piestami motora protiľahlých valcov 2 pomocou tyčí 8.
Valce motora sú vybavené sacími otvormi 9, umiestnenými nad preplachovacími otvormi, pričom fázy nasávania prevyšujú fázy výfuku. Aby sa zabránilo prenikaniu produktov spaľovania z valca do zásobníka 10 počas expanzného zdvihu, sú okná uzavreté krúžkom 11, ktorý funguje ako cievka, ovládaná vačkou alebo excentrom na čape kľukového hriadeľa 4 (alebo iným hriadeľ, ktorý sa s ním synchrónne otáča). Ovládací mechanizmus je znázornený na obr.3.
Výtlačná dutina kompresora nie je pripojená kanálmi k vnútornej strane kľukovej skrine, ale k prijímaču, odkiaľ palivová zmes predtým znovu obohatená v karburátore vstupuje do valca cez vstupné okná, kde sa zmiešava so vzduchom, ktorý pochádzal z kľukovej skrine počas čistenia a zvyškových plynov, tvorí pracovnú palivovú zmes. Medzi nasávacou dutinou kompresora, izolovanou z vnútra kľukovej skrine, a karburátorom sú nainštalované ventily spätnej platne (na obr. nie sú zobrazené), aby sa zabezpečil prietok palivovej zmesi do kompresora. Na prívod vzduchu používaného na preplachovanie sú na kľukovej skrini na strane valcov motora inštalované podobné ventily. Ventily 12, inštalované na výstupe zmesi z kompresora, sú navrhnuté tak, aby udržiavali tlak v prijímači, keď sa piest motora pohybuje v smere TDC.
Prijaté usporiadanie s tromi kľukovými hriadeľmi poskytuje racionálne usporiadanie valcov motora a kompresora na organizáciu toku palivovej zmesi z kompresora do motora, znižuje odpor voči prúdeniu čistiaceho vzduchu, keď sa obchádza z kľukovej skrine do valca, zlepšuje vyrobiteľnosť vďaka výrobe valcov v jednom bloku, bez špeciálnych nákladov umožňuje vytvorenie štvorvalcovej modifikácie, alebo prevodovky s hriadeľmi rotujúcimi v opačných smeroch.
Zníženie mernej spotreby paliva sa teda dosiahne tým, že na preplachovanie valcov motora, do ktorých vstupuje palivo pre pracovný proces, sa namiesto zmesi vzduch-palivo používa iba jeden vzduch, najmä po ukončení procesu preplachovania vo forme znovu obohatenej palivovej zmesi z preplňovaného kompresora cez sacie otvory, keď sú výfukové otvory zakryté horným okrajom plášťa piesta.
Keďže pracovná náročnosť výroby motora s navrhovanou schémou kombinovanej výmeny plynov v porovnaní s pracovnou náročnosťou výroby podobného motora vyrobeného s vyplachovaním valcov zmesou paliva a vzduchu sa prakticky nezmení, ekonomický efekt jeho využitia bude podmienené len znížením strát paliva pri výmene plynov, ktoré pri preplachovaní palivovou zmesou predstavujú asi 35 % jeho celkovej spotreby (G.R. Ricardo. Vysokootáčkové spaľovacie motory. Štátne vedecké a technické nakladateľstvo strojárskej literatúry. M. 1960. (s. 180); A. E. Yushin Systém priameho vstrekovania paliva v dvojtaktných spaľovacích motoroch, v So "Zlepšovanie výkonu, hospodárnosti a ochrany životného prostredia spaľovacieho motora", VlGU, Vladimír, 1997., (s. 215).
Ekonomický efekt použitia navrhovanej konštrukcie motora s kombinovaným systémom výmeny plynu, ktorý poskytuje zníženie špecifickej spotreby paliva v porovnaní s predchádzajúcou schémou kľukovej komory s použitím palivovej zmesi na preplachovanie, pri cene benzínu 35 rubľov / l. bude asi 7 rubľov / kWh, t.j. 20 kW motor na zdroj 500 hodín ušetrí asi 70 000 rubľov alebo 2 000 litrov benzínu. Pri výpočte sa predpokladalo, že strata paliva pri preplachovaní sa zníži o 80 %, pretože. možnosť vstupu palivovej zmesi do výfukového systému je znížená len trvaním súčasného otvorenia sacieho a výfukového okna zo 125° natočenia kľukového hriadeľa na 15°. Umiestnenie vstupných a výstupných otvorov na rôznych úrovniach dáva dôvod domnievať sa, že straty paliva sa ešte viac znížia alebo sa úplne zastavia.
Vzhľadom na prítomnosť vysokých energetických a ekonomických ukazovateľov poskytovaných použitím dvojtaktného cyklu, boost, zníženie spotreby paliva o 2530% pri zachovaní životnosti motora v rámci rovnakých limitov 5 001 000 hodín znížením zaťaženia spojov. tyčové ložiská kľukových hriadeľov pri ich zdvojení, navrhovaná konštrukcia motora v 2 alebo 4-valcovej verzii s výkonom do 2060 kW je použiteľná v elektrárňach lietadiel, kĺzavých malých člnov s vrtuľami vo forme vrtúľ alebo vrtulí, prenosné motorizované výrobky používané obyvateľstvom, v oddeleniach ministerstva pre mimoriadne situácie, v armáde a námorníctve, ako aj v iných zariadeniach, kde sa vyžaduje malá špecifická hmotnosť a rozmery.
1. Dvojtaktný spaľovací motor s preplňovaním a kombinovanou schémou výmeny plynov, prenášajúci silu z tlaku plynu na piest súčasne na dva kľukové hriadele symetricky umiestnené vzhľadom na os valca, obsahujúci vstavané kompresory koaxiálne s osou valca, ktorých piesty sú spojené s piestami motora pomocou tyče, valce vybavené vstupnými oknami umiestnenými nad vyplachovacími, s fázami nasávania presahujúcimi výfukové fázy, s jednou spoločnou kľukovou skriňou, vyznačujúce sa tým, že je vyrobená v dvoj- valec protiľahlej konštrukcie, s opačne sa pohybujúcimi piestami, s tromi kľukovými hriadeľmi, z ktorých jeden má dve kľuky, obsahuje samostatnú vstupnú cestu palivovej zmesi izolovanú od kľukovej komory, vrátane karburátora, reverzných tanierových ventilov, kompresora so sacími a výtlačnými dutinami a prijímač pripojený k sacím otvorom valcov, cez ktoré znovu obohatená palivová zmes vstupuje do valcov motora, pričom ohm, piesty kompresora sú kinematicky spojené s piestami protiľahlých valcov motora.
Vynález môže byť použitý pri výrobe motorov. Spaľovací motor obsahuje aspoň jeden valcový modul. Modul obsahuje hriadeľ, ktorý má prvú vačku s viacerými výstupkami axiálne namontovanú na hriadeli, druhú priľahlú vačku s viacerými výstupkami a diferenciálny prevod k prvej vačke s viacerými výstupkami na otáčanie okolo osi v opačnom smere okolo hriadeľa. Valce každého páru sú diametrálne odlišné od vačkového hriadeľa. Piesty v páre valcov sú navzájom pevne spojené. Vačky s viacerými lalokmi majú 3+n lalokov, kde n je nula alebo párne celé číslo. Vratný pohyb piestov vo valcoch udeľuje hriadeľu rotačný pohyb prostredníctvom spojenia medzi piestami a povrchmi vačiek s viacerými lalokmi. Technický výsledok spočíva v zlepšení krútiaceho momentu a charakteristiky riadenia cyklu motora. 13 w.p. f-ly, 8 chorých.
[0001] Vynález sa týka spaľovacích motorov. Najmä sa vynález týka spaľovacích motorov so zlepšeným riadením rôznych cyklov počas prevádzky motora. Vynález sa tiež týka spaľovacích motorov s vyššími krútiacimi charakteristikami. Spaľovacie motory, ktoré sa používajú v automobiloch, sú typicky piestové motory, v ktorých piest oscilujúci vo valci poháňa kľukový hriadeľ cez ojnicu. V tradičnej konštrukcii piestového motora s kľukovým mechanizmom sú početné nedostatky, nedostatky súvisia najmä s vratným pohybom piestu a ojnice. Na prekonanie obmedzení a nevýhod bežných spaľovacích motorov s kľukovým hriadeľom bolo vyvinutých množstvo konštrukcií motorov. Tento vývoj zahŕňa rotačné motory, ako je Wankelov motor a motory, ktoré používajú vačku alebo vačky namiesto aspoň kľukového hriadeľa a v niektorých prípadoch aj ojnice. Spaľovacie motory, v ktorých vačka alebo vačky nahrádzajú kľukový hriadeľ, sú opísané napríklad v austrálskej patentovej prihláške č. 17897/76. Zatiaľ čo pokroky v tomto type motora umožnili prekonať niektoré nedostatky bežných piestových kľukových motorov, motory využívajúce vačku alebo vačky namiesto kľukového hriadeľa sa nevyužívajú v plnom rozsahu. Sú známe aj prípady použitia spaľovacích motorov s opačne sa pohybujúcimi vzájomne prepojenými piestami. Opis takéhoto zariadenia je uvedený v austrálskej patentovej prihláške N 36206/84. Avšak ani tento objav, ani podobné dokumenty nenaznačujú možnosť použitia konceptu protiľahlo sa pohybujúcich do seba zapadajúcich piestov v spojení s niečím iným ako je kľukový hriadeľ. Cieľom vynálezu je poskytnúť vačkový rotačný motor s vnútorným spaľovaním, ktorý môže mať zlepšený krútiaci moment a vyšší výkon pri cyklovaní motora. Cieľom vynálezu je tiež poskytnúť spaľovací motor, ktorý umožňuje prekonať aspoň niektoré z nevýhod existujúcich spaľovacích motorov. V širšom zmysle vynález poskytuje motor s vnútorným spaľovaním obsahujúci aspoň jeden valcový modul, pričom uvedený valcový modul obsahuje: - hriadeľ, ktorý má prvú vačku s viacerými lalokmi axiálne namontovanú na hriadeli a druhú susednú vačku s viacerými lalokmi a diferenciál ozubené koleso k prvej vačke s viacerými lalokmi na otáčanie okolo osi v opačnom smere okolo hriadeľa; - aspoň jeden pár valcov, valce každého páru sú umiestnené diametrálne oproti hriadeľu s vačkami s niekoľkými pracovnými lištami, ktoré sú medzi nimi vložené; - piest v každom valci, piesty v páre valcov sú navzájom pevne spojené; pričom viaclalokové vačky obsahujú 3+n lalokov, kde n je nula alebo párne celé číslo; a kde vratný pohyb piestov vo valcoch udeľuje rotačný pohyb hriadeľu prostredníctvom spojenia medzi piestami a viaclalokovými vačkovými povrchmi. Motor môže obsahovať 2 až 6 valcových modulov a dva páry valcov pre každý modul valca. Dvojice valcov môžu byť navzájom usporiadané pod uhlom 90 o. Každá vačka má s výhodou tri laloky a každá vačka je asymetrická. Pevné prepojenie piestov obsahuje štyri ojnice prechádzajúce medzi dvojicou piestov, pričom ojnice sú od seba v rovnakej vzdialenosti pozdĺž obvodu piestu, a pre ojnice sú poskytnuté vodiace puzdrá. Prevodovka diferenciálu môže byť namontovaná vo vnútri motora pomocou spätných vačiek alebo na vonkajšej strane motora. Motor môže byť dvojtaktný. Okrem toho je spojenie medzi piestami a povrchmi vačiek s viacerými lalokmi pomocou valivých ložísk, ktoré môžu mať spoločnú os, alebo ich osi môžu byť voči sebe a voči osi piesta posunuté. Z uvedeného vyplýva, že kľukový hriadeľ a ojnice tradičného spaľovacieho motora sú v motore podľa vynálezu nahradené lineárnym hriadeľom a vačkami s viacerými lalokmi. Použitie vačky namiesto usporiadania ojnica/kľukový hriadeľ umožňuje väčšiu kontrolu nad polohou piestu počas prevádzky motora. Napríklad doba, počas ktorej je piest v hornej úvrati (TDC), sa môže predĺžiť. Z podrobného opisu vynálezu vyplýva, že napriek prítomnosti dvoch valcov v aspoň jednom páre valcov je v skutočnosti dvojčinné usporiadanie valec-piest vytvorené pomocou protiľahlo umiestnených valcov so vzájomne prepojenými piestami. Pevné prepojenie piestov tiež eliminuje šikmé krútenie a minimalizuje kontakt medzi stenou valca a piestom, čím sa znižuje trenie. Použitie dvoch protibežných vačiek umožňuje dosiahnuť vyšší krútiaci moment ako pri tradičných spaľovacích motoroch. Je to preto, že akonáhle piest začne svoj výkon, má maximálnu mechanickú výhodu v porovnaní s lalokom vačky. Prejdime teraz k špecifickejším detailom spaľovacích motorov podľa vynálezu, také motory, ako je uvedené vyššie, obsahujú aspoň jeden valcový modul. Výhodný je motor s jedným modulom valca, hoci motory môžu mať dva až šesť modulov. V motoroch s viacerými modulmi prechádza cez všetky moduly jeden hriadeľ, buď ako jeden prvok alebo ako prepojené časti hriadeľa. Podobne bloky valcov viacmodulových motorov môžu byť navzájom integrálne alebo oddelené. Modul valca má zvyčajne jeden pár valcov. Avšak motory podľa vynálezu môžu mať aj dva páry valcov na modul. Vo valcových moduloch, ktoré majú dva páry valcov, sú páry typicky usporiadané navzájom pod uhlom 90°. Čo sa týka viaclalokových vačiek v motoroch podľa vynálezu, uprednostňuje sa trojlaločná vačka. To umožňuje šesť cyklov zapaľovania na otáčku vačky v dvojtaktnom motore. Motory však môžu mať aj vačky s piatimi, siedmimi, deviatimi alebo viacerými lalokmi. Lalok vačky môže byť asymetrický na ovládanie rýchlosti piesta v určitej fáze cyklu, napríklad na predĺženie trvania piesta v hornej úvrati (TDC) alebo dolnej úvrati (BDC). Podľa odborníkov v odbore zvýšenie času v hornej úvrati (TDC) zlepšuje spaľovanie, zatiaľ čo zvýšenie času v dolnej úvrati (BDC) zlepšuje vyplachovanie. Riadenie rýchlosti piestu pomocou pracovného profilu tiež umožňuje riadiť zrýchlenie piestu a aplikáciu krútiaceho momentu. Najmä to umožňuje získať väčší krútiaci moment bezprostredne po hornej úvrati ako v bežnom piestovom motore s kľukovým mechanizmom. Medzi ďalšie konštrukčné znaky poskytované premenlivou rýchlosťou piesta patrí nastavenie rýchlosti otvárania otvoru oproti rýchlosti zatvárania a nastavenie rýchlosti kompresie oproti rýchlosti spaľovania. Prvá vačka s viacerými lalokmi môže byť namontovaná na hriadeli akýmkoľvek spôsobom známym v odbore. Alternatívne môžu byť hriadeľ a prvá vačka s viacerými lalokmi vyrobené ako jeden kus. Súkolesie diferenciálu, ktoré umožňuje spätné otáčanie prvej a druhej viaclopatkovej vačky, tiež synchronizuje spätné otáčanie vačiek. Spôsobom diferenciálneho vačkového prevodu môže byť akýkoľvek spôsob známy v odbore. Kužeľové ozubené kolesá môžu byť napríklad namontované na protiľahlých povrchoch prvej a druhej viaclalokovej vačky s aspoň jedným ozubeným kolesom medzi nimi. Výhodne sú namontované dve diametrálne protiľahlé ozubené kolesá. Nosný prvok, v ktorom sa hriadeľ voľne otáča, je upravený pre nosné prevody, čo ponúka určité výhody. Pevný vzťah piestov typicky zahŕňa aspoň dve spojovacie tyče, ktoré sú inštalované medzi nimi a sú pripevnené k spodnej ploche piestov priľahlých k obvodu. Výhodne sa používajú štyri ojnice, ktoré sú od seba rovnomerne vzdialené pozdĺž obvodu piesta. Modul valca má vodiace puzdrá pre ojnice, ktoré prepájajú piesty. Vodiace puzdrá sú typicky konfigurované tak, aby umožňovali bočný pohyb spojovacích tyčí, keď sa piest rozťahuje a zmršťuje. Kontakt medzi piestami a povrchmi vačiek pomáha znižovať straty spôsobené vibráciami a trením. Na spodnej strane piestu je valivé ložisko, ktoré zabezpečuje kontakt s každým povrchom vačky. Je potrebné poznamenať, že vzťah piestov, vrátane dvojice opačne sa pohybujúcich piestov, umožňuje nastaviť medzeru medzi kontaktnou plochou piestu (či už ide o valčekové ložisko, stredovú konzolu alebo podobne) a povrch vačky. Okrem toho tento spôsob kontaktu nevyžaduje drážky alebo podobne v bokoch vačky, aby sa získala tradičná ojnica, ako je to v prípade niektorých podobne navrhnutých motorov. Táto charakteristika motorov podobnej konštrukcie vedie k opotrebovaniu a nadmernému hluku pri pretáčaní, pričom tieto nevýhody sú v predloženom vynáleze do značnej miery odstránené. Motory podľa vynálezu môžu byť dvojtaktné alebo štvortaktné. V prvom prípade býva palivová zmes preplňovaná. V štvortaktnom motore však možno použiť súčasne akýkoľvek druh paliva a prívodu vzduchu. Valcové moduly podľa vynálezu môžu slúžiť aj ako vzduchové alebo plynové kompresory. Ďalšie aspekty motorov podľa vynálezu sú v súlade s tým, čo je v odbore všeobecne známe. Malo by sa však poznamenať, že do viaclalokového diferenciálneho vačkového prevodu je potrebný len veľmi nízky tlak oleja, čím sa zníži strata výkonu olejového čerpadla. Navyše ostatné časti motora, vrátane piestov, môžu dostať olej striekaním. V tejto súvislosti je potrebné poznamenať, že rozprašovanie oleja na piesty pomocou odstredivej sily slúži aj na chladenie piestov. Výhody motorov podľa vynálezu zahŕňajú nasledovné: motor má kompaktnú konštrukciu s malým počtom pohyblivých častí; - motory môžu pracovať v akomkoľvek smere pri použití vačiek s niekoľkými symetrickými pracovnými lištami; - motory sú ľahšie ako tradičné piestové motory s kľukovým mechanizmom; - motory sa vyrábajú a montujú jednoduchšie ako tradičné motory;
- dlhšia prestávka v pieste, ktorú umožňuje konštrukcia motora, umožňuje použitie nižšieho než normálneho kompresného pomeru;
- eliminované časti s vratným pohybom, ako sú ojnice piestu a kľukového hriadeľa. Ďalšie výhody motorov podľa vynálezu vďaka použitiu vačiek s viacerými lalokmi sú nasledovné: vačky sa dajú ľahšie vyrobiť ako kľukové hriadele; vačky nevyžadujú dodatočné protizávažia; a vačky zdvojnásobia činnosť ako zotrvačník, čím poskytujú väčší pohyb. Po uvážení vynálezu v širšom zmysle uvádzame konkrétne príklady vynálezu s odkazom na priložené výkresy, ktoré sú stručne opísané nižšie. Obr. 1. Prierez dvojtaktným motorom, ktorý obsahuje jeden modul valca s prierezom pozdĺž osi valcov a prierezom vzhľadom na hriadeľ motora. Obr. 2. Časť prierezu pozdĺž čiary A-A z obr. 1. Obr. 3. Časť prierezu pozdĺž čiary B-B z obr. 1 znázorňujúci detail spodnej časti piesta. Obr. 4. Graf znázorňujúci polohu konkrétneho bodu na pieste pri prekročení jedného asymetrického laloku vačky. Obr. 5. Časť prierezu iného dvojtaktného motora vrátane jedného valcového modulu s prierezom v rovine stredového hriadeľa motora. Obr. 6 je čelný pohľad na jednu z prevodoviek motora znázorneného na obr. 5. Obr. 7. Schematický pohľad na časť motora znázorňujúci piest v kontakte s tromi lalokovými vačkami, ktoré sa otáčajú v opačnom smere. Obr. 8. Detail piestu s ložiskami v kontakte s presadenou vačkou. Identické polohy na obrázkoch sú očíslované rovnako. Na obr. 1 je znázornený dvojtaktný motor 1 s jedným valcovým modulom, ktorý má jeden pár valcov pozostávajúci z valcov 2 a 3. Valce 2 a 3 majú piesty 4 a 5, ktoré sú navzájom spojené štyrmi ojnicami, z ktorých dva sú viditeľné na pozíciách 6a. a 6b. Motor 1 tiež obsahuje centrálny hriadeľ 7, ku ktorému sú pripojené vačky s tromi lalokmi. Vačka 9 sa v skutočnosti zhoduje s vačkou 8, ako je znázornené na obrázku, v dôsledku skutočnosti, že piesty sú v hornej úvrati alebo v dolnej úvrati. Piesty 4 a 5 sú v kontakte s vačkami 8 a 9 cez valivé ložiská, ktorých poloha je spravidla vyznačená na pozíciách 10 a 11. Medzi ďalšie konštrukčné prvky motora 1 patrí vodný plášť 12, zapaľovacie sviečky 13 a 14, olejová vaňa 15, snímač 16 olejové čerpadlo a vyvažovacie hriadele 17 a 18. Umiestnenie sacích otvorov je označené pozíciami 19 a 20, čomu zodpovedá aj poloha výfukových otvorov. Na obr. 2 znázorňuje podrobnejšie vačky 8 a 9 spolu s hriadeľom 7 a diferenciálnym prevodom, ktoré budú stručne opísané. Prierez znázornený na obr. 2 otočený o 90° vzhľadom na obr. 1 a výstupky vačiek sú v mierne odlišnej polohe v porovnaní s polohami znázornenými na obr. 1. Diferenciálne alebo rozvodové ozubené koleso obsahuje kužeľové koleso 21 na prvej vačke 8, kužeľové koleso 22 na druhej vačke 9 a hnacie ozubené kolesá 23 a 24. Hnacie ozubené kolesá 23 a 24 sú podopreté podperou 25, ktorá je pripevnený k telesu hriadeľa 26 . Hriadeľové puzdro 26 je výhodne súčasťou valcového modulu. Na obr. 2 tiež znázorňuje zotrvačník 27, remenicu 28 a ložiská 29-35. Prvá vačka 8 je všeobecne vyrobená z jedného kusu s hriadeľom 7. Druhá vačka 9 sa môže otáčať v opačnom smere vzhľadom na vačku 8, ale je riadená v čase otáčania vačky 8 diferenciálnym prevodom. Na obr. 3 znázorňuje spodnú stranu piesta 5 znázorneného na obr. 1 na predstavenie detailu valivých ložísk. Na obr. 3 znázorňuje piest 5 a hriadeľ 36, ktoré sa rozprestierajú medzi výstupkami 37 a 38. Valčekové ložiská 39 a 40 sú namontované na hriadeli 36, ktorý zodpovedá valčekovým ložiskám označeným 10 a 11 na obr. 1. Prepojené ojnice je možné vidieť v reze na obr. 3 je jeden z nich označený 6a. Sú znázornené spojky, cez ktoré prechádzajú prepojené ojnice, z ktorých jedna je označená číslicou 41. Hoci obr. 3 je znázornený vo väčšej mierke ako na obr. 2 vyplýva, že valivé ložiská 39 a 40 môžu prísť do kontaktu s povrchmi 42 a 43 vačiek 8 a 9 (obr. 2) počas prevádzky motora. Výkon motora 1 možno odhadnúť z obr. 1. Pohyb piestov 4 a 5 zľava doprava pri silovom zdvihu vo valci 2 spôsobuje otáčanie vačiek 8 a 9 prostredníctvom ich kontaktu s valčekovým ložiskom 10. Výsledkom je "nožnicový" efekt. Otáčanie vačky 8 ovplyvňuje otáčanie hriadeľa 7, zatiaľ čo spätné otáčanie vačky 9 tiež prispieva k otáčaniu vačky 7 pomocou diferenciálneho prevodu (pozri obr. 2). Vďaka nožnicovému mechanizmu sa počas cyklu výkonu dosiahne väčší krútiaci moment ako pri tradičnom motore. Pomer priemer piesta/zdvih uvedený na obr. 1 sa môže zamerať na oveľa väčšiu oblasť konfigurácie pri zachovaní primeraného krútiaceho momentu. Ďalší konštrukčný znak motorov podľa vynálezu, znázornený na obr. 1 je, že ekvivalentná kľuková skriňa je utesnená voči valcom, na rozdiel od tradičných dvojtaktných motorov. To umožňuje používať palivo bez oleja, čím sa znižuje množstvo zložiek vypúšťaných motorom do ovzdušia. Regulácia otáčok piestu a trvanie v hornej úvrati (TDC) a dolnej úvrati (BDC) pri použití asymetrického vačkového laloku sú znázornené na obr. 4. Obr. 4 je znázornenie špecifického bodu na pieste, keď osciluje medzi stredom 45, hornou úvraťou (TDC) 46 a spodnou úvraťou (BDC) 47. Vďaka asymetrickému vačkovému laloku vačky je možné nastaviť rýchlosť piestu . Po prvé, piest je v hornej úvrati 46 dlhší čas. Prudké zrýchlenie piesta v polohe 48 umožňuje vyšší krútiaci moment počas spaľovacieho zdvihu, zatiaľ čo pomalšia rýchlosť piesta v polohe 49 na konci spaľovacieho zdvihu umožňuje efektívnejšie ovládanie clony. Na druhej strane, vyššia rýchlosť piesta na začiatku kompresného zdvihu 50 umožňuje rýchlejšie zatváranie pre zlepšenie spotreby paliva, zatiaľ čo nízka rýchlosť piesta na konci 51 tohto zdvihu poskytuje vyššie mechanické výhody. Na obr. 5 znázorňuje ďalší dvojtaktný motor s jednovalcovým modulom. Motor je zobrazený v čiastočnom reze. V skutočnosti bola odstránená polovica bloku motora, aby bolo vidieť vnútro motora. Prierez je rovina zhodná s osou centrálneho hriadeľa motora (pozri nižšie). Blok motora je teda rozdelený pozdĺž stredovej čiary. Niektoré súčasti motora sú však tiež znázornené v reze, ako sú piesty 62 a 63 nesúce výstupky 66 a 70, trojlalokové vačky 60 a 61 a puzdro 83 spojené s vačkou 61. Všetky tieto polohy budú diskutované nižšie. Motor 52 (obr. 5) obsahuje blok 53, hlavy valcov 54 a 55 a valce 56 a 57. Zapaľovacia sviečka je zahrnutá v každej hlave valca, ale kvôli prehľadnosti je na výkrese vynechaná. Hriadeľ 58 sa môže otáčať v bloku 53 a je podopretý valčekovými ložiskami, z ktorých jedno je označené položkou 59. Hriadeľ 58 má prvú vačku 60 s tromi lalokmi pripojenými k nej, pričom vačka susedí s trojlalokovou vačkou 61, ktorá sa otáča v opačnom smere. Motor 52 obsahuje dvojicu pevne prepojených piestov 62 vo valci 56 a 63 vo valci 57. Piesty 62 a 63 sú spojené štyrmi ojnicami, z ktorých dve sú naznačené na pozíciách 64 a 65. (Ojnice 64 a 65 sú v odlišná rovina vzhľadom na zvyšok Rovnako tak body dotyku ojníc a piestov 62 a 63 nie sú v rovnakej rovine zvyšku prierezu. Vzťah medzi ojnicami a piestami je v podstate rovnaký ako u motor znázornený na obr. 1-3). Rebro 53a sa rozprestiera vo vnútri bloku 53 a obsahuje otvory, cez ktoré prechádzajú spojovacie tyče. Tento mostík udržuje ojnice a tým aj piesty v jednej rovine s osou modulu valca. Valčekové ložiská sú vložené medzi spodné strany piestov a povrchy vačiek s tromi lalokmi. Pokiaľ ide o piest 62, na spodnej strane piesta je namontovaný ložiskový výstupok 66, ktorý nesie hriadeľ 67 pre valčekové ložiská 68 a 69. Ložisko 68 je v kontakte s vačkou 60, zatiaľ čo ložisko 69 je v kontakte s vačkou 61. piest 63 obsahuje identický ložiskový výčnelok 70 s hriadeľom a ložiskami. Malo by sa tiež poznamenať, vzhľadom na výstupok 70 nosiča, že pás 53b má vhodný otvor, ktorý umožňuje výstupku nosiča prejsť. Prepojka 53a má podobný otvor, ale časť prepojky znázornená na výkrese je v rovnakej rovine ako spojovacie tyče 64 a 65. Otáčanie v opačnom smere vačky 61 vzhľadom na vačku 60 sa vykonáva diferenciál 71 namontovaný na vonkajšej strane bloku valcov. Kryt 72 slúži na držanie a zakrývanie komponentov prevodovky. Na obr. 5 je skriňa 72 znázornená v reze, zatiaľ čo ozubené koleso 71 a hriadeľ 58 nie sú v reze znázornené. Ozubené koleso 71 obsahuje centrálne koleso 73 na hriadeli 58. Centrálne koleso 73 je v kontakte s hnacími kolesami 74 a 75, ktoré sú zase v kontakte s planétovými kolesami 76 a 77. Planétové kolesá 76 a 77 sú spojené cez hriadele 78 a 79. k druhej sade planétových kolies 80 a 81, ktoré sú namontované s centrálnym kolesom 73 na náboji 83. Náboj 83 je súosový s hriadeľom 58 a distálny koniec náboja je pripojený k vačke 61. Hnacie ozubené kolesá 74 a 75 sú namontované na hriadeľoch 84 a 85, hriadele sú podopreté ložiskami v kryte 72. Časť ozubeného prevodu 71 je znázornená na obr. 6. Obr. 6 je koncový pohľad na hriadeľ 58 pri pohľade zdola Obr. 5. Na obr. 6, centrálne koleso 73 je viditeľné v blízkosti hriadeľa 57. Pastorkové koleso 74 je znázornené v kontakte s planétovým kolesom 76 na hriadeli 78. Obrázok tiež ukazuje druhé planétové koleso 76 na hriadeli 78. Obr. druhé planétové koleso 80 v kontakte s centrálnym kolesom 32 na hriadeli 78. objímka 83. Z obr. 6, že otáčanie napríklad hriadeľa 58 a centrálneho kolesa 73 v smere hodinových ručičiek má dynamický účinok na otáčanie centrálneho kolesa 82 a puzdra 83 proti smeru hodinových ručičiek cez pastorkové koleso 74 a planétové kolesá 76 a 80. Preto sa vačky 60 a 61 môžu otáčať v opačný smer. Ďalšie konštrukčné prvky motora znázornené na obr. 5 a princíp činnosti motora sú rovnaké ako pri motore znázornenom na obr. 1 a 2. Najmä tlak piesta smerom dole udeľuje vačkám nožnicový účinok, čo môže viesť k spätnému otáčaniu ozubeného súkolesia diferenciálu. Je potrebné zdôrazniť, že zatiaľ čo v motore znázornenom na obr. 5, v diferenciáli sa používajú bežné prevody, možno použiť aj kužeľové prevody. Podobne je možné použiť bežné ozubené kolesá v diferenciálnom súkolesí znázornenom na obr. 1 a 2, motor. V motoroch znázornených na obr. 1-3 a 5 sú zarovnané osi valivých ložísk, ktoré sú v kontakte s povrchmi vačiek s tromi pracovnými lištami. Na ďalšie zlepšenie charakteristík krútiaceho momentu môžu byť nápravy valivých ložísk posunuté. Motor s presadenou vačkou, ktorá je v kontakte s ložiskami, je schematicky znázornený na obr. 7. Tento obrázok, ktorý je pohľadom pozdĺž centrálneho hriadeľa motora, ukazuje vačku 86, spätne rotujúcu vačku 87 a piest 88. Piest 88 obsahuje ložiskové výstupky 89 a 90, ktoré nesú valčekové ložiská 91 a sú znázornené na obr. kontakt s výstupkami 93 a 99 trojitých vačiek 86 a 87. Z obr. 7 je zrejmé, že osi 95 a 96 ložísk 91 a 92 sú posunuté voči sebe navzájom a voči osi piesta. Umiestnením ložísk v určitej vzdialenosti od osi piesta sa krútiaci moment zvýši zvýšením mechanickej výhody. Detail ďalšieho piesta s presadenými ložiskami na spodnej strane piesta je znázornený na obr. 8. Piest 97 je znázornený s ložiskami 98 a 99 uloženými v puzdrách 100 a 101 na spodnej strane piesta. Z toho vyplýva, že osi 102 a 103 ložísk 98 a 99 sú nesprávne zarovnané, ale nie v rovnakej miere ako ložiská na obr. 7. Z toho vyplýva, že väčšie oddelenie ložísk, ako je znázornené na obr. 7, zvýšte krútiaci moment. Vyššie uvedené špecifické uskutočnenia vynálezu sa týkajú dvojtaktných motorov, je potrebné poznamenať, že všeobecné princípy platia pre dvoj- a štvortaktné motory. Nižšie je potrebné poznamenať, že na motoroch, ako je znázornené vo vyššie uvedených príkladoch, je možné vykonať mnoho zmien a modifikácií bez odchýlenia sa od obmedzení a rozsahu vynálezu.
