Spomienka na Ing. Vladimíra Vechtera , II.

Autor: František Cudziš | 14.11.2018 o 6:05 | Karma článku: 1,00 | Prečítané:  183x

V tejto časti článku je - na ukážku všestranne zameraných schopností Ing. V. Vechtera - popísaný jeho azda najkomplikovanejší vynález. 

PROTIBEŽNE  ROTAČNÝ SPAĽOVACÍ  MOTOR,

RIADENÝ  REGULÁCIOU  REAKČNÉHO  MOMENTU

     Na uvedený rotačný spaľovací motor bol udelený v roku 1995 Úradom priemyselného vlastníctva Slovenskej republiky patent č. 277992, a to podľa rovnomenného vynálezu, v ktorom je patentom chránený systém riadenia regulácie reakčného momentu (systém riadenia výkonu) spaľovacieho motora.

     Samotný princíp rotačného spaľovacieho motora je chránený patentom Československej socialistickej republiky č. 147068 Dvojtaktný spaľovací motor s protibežne otáčajúcimi sa valcami a kľukovým hriadeľom. Teda uvádzaný slovenský patent je rozšírením prvotného československého patentu.

     Princíp patentovaného dvojtaktného spaľovacieho motora

     Dvojtaktný spaľovací motor s protibežne otáčajúcimi sa valcami a kľukovým hriadeľom je znázornený na obr.1 a obr.2. Na obr.1 je pozdĺžny rez spaľovacím motorom rovinou A-A. Na obr.2 je priečny rez spaľovacím motorom rovinou B-B. Motor pozostáva zo štyroch hlavných sústav, podľa toho, aký pohyb tá-ktorá sústava vykonáva.

     Prvú sústavu tvorí kompletný kľukový hriadeľ, ktorý je otočne uložený v rotačných valcoch a otáča sa doprava. Pozostáva z nasledovných, na hriadeľ 9 pevne uložených súčiastok: troch radiálnych ložísk 21, pravého kotúča 10, dvoch excentrických kotúčov 11, stredného kotúča 13, výstupného posúvačového kotúča 14 a z kužeľového ozubeného kolesa 15. Na excentrických kotúčoch 11 sú na ihličkách uložené ojnice 12.

     Druhú sústavu tvorí kompletná sústava rotačných valcov, ktorá je otočne uložená v statore a otáča sa doľava (v tejto sústave je otočne uložená prvá sústava).

    Pozostáva z nasledovných hlavných, navzájom pevne spojených súčiastok: ľavej časti hriadeľa 1 rotačných valcov, pravej časti hriadeľa 2 rotačných valcov (ľavá a pravá časť hriadeľa rotačných valcov je v zmontovanom stave spojená skrutkami).

     Na ľavej časti hriadeľa 1 rotačných valcov je nasunutý tesniaci krúžok 23, ďalej je pevne nasunuté ložisko 22 a primárne reťazové koleso 5.

     Na pravej časti hriadeľa 2 rotačných valcov sú taktiež ako na ľavej časti hriadeľa 1 rotačných valcov nasunuté podložky 23, 22, a pevne je nasunuté kužeľové ozubené koleso 4 rotačných valcov. Ďalej na tejto sústave sú pevne namontované valce 3, kotúč 6, ktorý má na bokoch lopatky 7. Kotúč 6 je pripevnený na hriadeľ 1, 2 rotačných valcov prostredníctvom špíc 8.

     Tretiu sústavu tvoria vložené kužeľové ozubené kolesá 16, ktoré spájajú otáčanie prvej sústavy s druhou sústavou. Vložené kužeľové ozubené kolesá 16 sú otočne uložené na radiálnych ložiskách na pevných čapoch 17.

     Štvrtú sústavu tvorí stator, ktorý stojí a pozostáva z nasledovných hlavných častí: pevných čapov 17, pevne uložených v prstenci 18, ktorý je neotočne uložený v spodnej časti statora 19 a v hornej časti statora 20. Spodná a horná časť statora je navzájom spojená skrutkami.

     Nasávanie zmesi sa uskutočňuje z karburátora 24, pevne pripevneného na statore a jeho výstupné hrdlo ústi do dutej ľavej časti hriadeľa 1 rotačných valcov (druhá sústava), ktorý je zároveň vstupným kotúčom posúvačového rozvodu. Výstupný posúvačový kotúč 14 je súčasťou kľukového hriadeľa 9 (prvá sústava).

     Prvá a druhá sústava sa proti sebe navzájom otáčajú pomocou kužeľového súkolesia, takže vhodným prekrytím otvorov na oboch posúvačových kotúčoch sa uskutočňuje plnenie motora.

    Zapálenie zmesi vo valcoch sa uskutočňuje pomocou zapaľovacích sviečok, ktorým prúdový impulz prideľuje prerušovač, ktorý sa môže umiestniť medzi stator (štvrtá sústava) a rotačné valce (druhá sústava).

    Jednotlivé pracovné takty vzhľadom ku statoru nastávajú vždy na jedných a tých istých miestach, čo zabezpečuje prevodové súkolie, ktorého prevodový pomer i = 1 : 1, so zaistením zmeny zmyslu otáčok.

    Výfukové plyny z rotačných valcov odchádzajú do špirálovitého zberača plynov, u ktorého bočné steny a vonkajšia stena sú súčasťou statora 19, 20 a vnútornú časť zberača tvorí kotúč 6, ktorý má na bokoch lopatky 7, vytvárajúce sací a tým aj tesniaci účinok medzi pevnou a otočnou časťou zberača plynov.

    Princíp riadenej regulácie reakčného momentu

     Vynález protibežne rotačného spaľovaceho motora, riadeného reguláciou reakčného momentu, vznikol na základe ukazujúcej sa potreby efektívneho riadenia vyššie popísaného a zobrazeného spaľovacieho motora.

    Jeho hlavným cieľom je nepretržité akumulovanie vznikajúcej aktívnej (prebieha spotreba pohonnej hmoty) a najmä pasívnej (neprebieha spotreba pohonnej hmoty) zotrvačnej energie samotného rotačného spaľovacieho motora.

    Jeho najväčšou prednosťou je totiž schopnosť pracovať v premennom pracovnom cykle.

    Tým možno dosiahnuť výrazné zníženie mernej spotreby paliva.

     Doteraz známe zariadenia na akumuláciu pracovnej energie a reguláciu výkonu spaľovacieho motora musia byť vybavené špeciálnymi pracovnými prvkami začínajúc zotrvačníkom, prevodovkami, diferenciálmi, zložitými regulačnými sústavami, prípadne prídavnými akumulátormi kinetickej energie. Všetky tieto riešenia zvyšujú celkovú prácnosť, hmotnosť i výrobnú cenu týchto známych kompletných zariadení.

    Sú známe riešenia, ktoré umožňujú reguláciu výkonu spaľovacieho motora reguláciou reakčného momentu tým, že na kľukový hriadeľ, ktorý je otočne uložený v sústave rotačných valcov, je upevnený brzdový kotúč brzdený hydraulickou brzdou. Nevýhodou je, že táto koncepcia technického riešenia úplne ruší technický prínos riešenia principiálne prvotne známeho dvojtaktného spaľovacieho motora s protibežne otáčajúcimi sa valcami a kľukovým hriadeľom podľa čs. patentového spisu 147 068, dosiahnutý kinematickou väzbou medzi sústavami rotačných valcov a sústavou kľukového hriadeľa a prejavujúcich sa až dvojnásobným zvýšením frekvencie zdvihu piestov vo valcoch, čím sa úmerne znižuje i merný výkon motora. Nemožnosť využitia tohto konštrukčného princípu sa nepriaznivo prejavuje v znížení merného výkonu týchto motorov.         

    Uvedené nedostatky do značnej miery odstraňuje protibežne rotačný spaľovací motor, riadený reguláciou reakčného momentu, tvorený sústavou kompletného kľukového hriadeľa otočne uloženého v sústave rotačných valcov, pričom protibežné otáčky sústav sú vytvorené vloženým ozubeným prevodom, a vybavený brzdovým kotúčom s brzdovými čeľusťami uchytenými na statore podľa tohto vynálezu, ktorého podstata spočíva v tom, že brzdový kotúč je pomocou skrutkových spojov pripevnený na čelnú stranu prstenca otočne uloženého v radiálnom ložisku ukotvenom v statore, pričom v prstenci sú pevne ukotvené radiálne čapy nesúce otočne kužeľové ozubené kolesá.

     Riešenie podľa vynálezu tak umožňuje optimálnu reguláciu výkonu protibežne rotačného spaľovacieho motora pri zachovaní možnosti dosiahnutia maximálneho merného výkonu.

     Príklad uskutočnenia vynálezu

     Popis navrhnutého konštrukčného riešenia ilustruje obr.3.

     Protibežne rotačný spaľovací motor riadený reguláciou reakčného momentu podľa vynálezu má na kľukovom hriadeli 9, prostredníctvom ložiska 21 kľukového hriadeľa 9, uložený hriadeľ 2 rotačných valcov.

     Na hriadeli 2 rotačných valcov je uložené ložisko 22 rotačných valcov, ktoré nesie spodná časť statora 19 a horná časť statora 20, v ktorých je svojím vonkajším krúžkom uložené radiálne ložisko 101. Vo vnútornom  krúžku radiálneho ložiska 101 zalisovaný prstenec 18 je vybavený otvormi na ukotvenie radiálnych čapov 17, prispôsobených pre otočné uloženie kužeľových ozubených kolies 16.

    Kužeľové ozubené kolesá spoluzaberajú jednak s kužeľovým ozubeným kolesom 4 rotačných valcov a jednak s kužeľovým ozubeným kolesom 15 kľukového hriadeľa 9. K prstencu 18 je skrutkovým spojom 103 pripevnený brzdový kotúč 102, ktorý je možné brzdiť hydraulickou brzdou 105, pozostávajúcou z hydraulických valcov 106 a brzdových doštičiek 107.

    Hydraulická brzda 105 je prostredníctvom držiaka 104 pripevnená k hornej časti statora 20.

     Funkcia protibežne rotačného spaľovacieho motora riadeného reguláciou reakčného momentu podľa vynálezu spočíva v regulácii výkonu prostredníctvom brzdového kotúča 102 brzdeného v brzdových doštičkách 107 hydraulickej brzdy 105, pričom reakčný moment preberá horná časť statora 20 i spodná časť statora 19. Prostredníctvom otočne uloženého prstenca 18 a pevne uložených radiálnych čapov 17, nesúcich otočne uložené kužeľové ozubené kolesá 16 - vložené medzi kužeľové ozubené koleso 4 rotačných valcov a kužeľové ozubené koleso 15 kľukového hriadeľa 9 - sa brzdový účinok z brzdového kotúča 102 prenáša na sústavu kľukového hriadeľa 9 a sústavu rotačných valcov. Zabrzdením brzdového kotúča 102 tak dôjde k zmene frekvencií sústavy kľukového hriadeľa 9 a sústavy rotačných valcov, a tým k regulácii výkonu motora.

     Priemyselná využiteľnosť motora

    Protibežne rotačný spaľovací motor riadený reguláciou reakčného momentu umožňuje riadenie počtu zdvihov piestov vo valcoch nezávisle od výstupných otáčok hnacieho hriadeľa spaľovacieho motora, čím je umožnené efektívne hospodárenie s pohonnou hmotou hlavne pri premenlivých podmienkach činnosti spaľovacieho motora, ako aj umožnenie akumulovania energie do zotrvačníka, ktorého súčasťou je podstatná časť spaľovacieho motora.

     Protibežne rotačný spaľovací motor riadený reguláciou reakčného momentu je zobrazený na obr.4 v pozdĺžnom reze.

    Porovnanie hlavných technicko-ekonomických a ekologických kritérií protibežne rotačného spaľovacieho motora a konvenčného spaľovacieho motora (s rovnakým objemom valcov)

    Celkové zhodnotenie

     U protibežne rotačného spaľovacieho motora riadeného reguláciou reakčného momentu, vzhľadom na jeho väčšiu konštrukčnú zložitosť v porovnaní s koncepciou bežného spaľovacieho motora, možno očakávať väčšie výrobné náklady. Návratnosť týchto nákladov by však mala byť urýchlená hospodárnejšou a ekologickejšou prevádzkou. Je to reálny predpoklad, vychádzajúci z trendu vývoja cien ropných látok, predovšetkým však cien pohonných hmôt, a z trendu legislatívnych opatrení na ochranu životného prostredia.

     Okrem toho, konštrukčných možností riešenia spaľovacieho motora s protibežne otáčajúcimi sa valcami a kľukovým hriadeľom je viac, motor možno prispôsobiť  rôznym potrebám.

 

    Pokračovanie.

 

 

            Do pozornosti stálym čitateľom mojich článkov:

 

            Vážení priatelia, v poslednej dobe dostávam do svoje e-mailovej schránky cufr@centrum.sk od facebooku zoznamy mien ľudí, ktorí by azda chceli so mnou komunikovať cez facebook. Za všetky ponuky na tento kontakt vám srdečne ďakujem, no (predbežne) zo - subjektívnych dôvodov - nechcem pobývať na facebooku, aj keď ponúka možnosť chatu. Preto každého, kto má záujem o nejaké doplňujúce informácie k mojim myšlienkam, alebo dokonca záujem o nejakú (aj jednorázovú) formu spolupráce so mnou, nateraz odkazujem na uvedený e-mailový kontakt. Dúfam, že vás to neurazí ani neodradí od vašich zámerov v súvislosti so mnou. Ďakujem vám za porozumenie.

 

 

Páčil sa Vám tento článok? Pridajte si blogera medzi obľúbených a my Vám pošleme email keď napíše ďalší článok
Pridaj k obľúbeným

Hlavné správy

DOMOV

Majiteľ Slotovej vily robí pre Siekela

Siekel býva v byte Nosáľa, ktorý mu predtým sám predal.

Dobré ráno

Dobré ráno: Slovensko príde o 100 miliónov eur, prečo sa tak stalo

Ministerstvo školstva čelí obvineniu.

DOMOV

Kočnerovi navrhnú sprísniť väzbu, vraj ovplyvňuje vyšetrovanie

Utajený svedok predložil dôkazy proti Kočnerovi.


Už ste čítali?