Kolben Octagonal in verformbarer Controlled Geometrie (POGDC)

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In der Variante „peripheres rotierendes Gehäuse“ zeichnet sich der Bewegungsumwandlungsmechanismus durch die Orthogonalität der Mittellinien (OX, OY) des Kolbens (POGD) aus, die durch das Gleiten der Rollen (GALA, GALB, GALC, GALD) gewährleistet wird. Aligner (ALIA, ALIB, ALIC, ALID) und ggf. Anschläge (BUTA, BUTB, BUTC, BUTD) in Nuten mit orthogonalen Achsen.

Das zweilappige Profil kann dann als Nocke betrachtet werden, aus der wir eine interne oder externe Laufbahn für Rollen (GALA, GALB, GALC, GALD) berechnen können, die jeweils an den Enden der Kolbenköpfe (TPA, TPB, TPC, TPD) montiert sind ).

Dieses Profil muss an allen Punkten mathematische Beziehungen der Periodizität, Kontinuität und Ableitbarkeit berücksichtigen.

Dies lässt jedoch eine sehr große Profilfreiheit, um die Bewegung der Mittellinien (OX, OY) des achteckigen Kolbens (POGD) in ihrer relativen Drehung in Bezug auf das periphere Gehäuse (CPR) zu steuern.

Aus diesem Rollweg ist es auch möglich, mathematisch die mehrlappigen Schnittbahnen (CES) des Rollvorgangs der Kreisbewegungs-Reduktionsplatte (CES) abzuleiten. um einen ganzzahligen Faktor größer oder gleich 2.

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- Abbildung 6A stellt eine Maschine (POGDC) gemäß der Erfindung in ihrer „peripheren Schlittengehäuse“-Version dar, die mit einem Bewegungsumwandlungsmechanismus (MCM) mit 4 einlappigen Nocken ausgestattet ist

- Die Abbildungen 6B, 6C, 6D, 6E, 6F, 6G, 6H, 6I zeigen Varianten von Abbildung 6A mit 4 übermehrlappigen Nocken mit einem jeweiligen Faktor 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 und 9,

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POGDC-Maschine mit variablem Kompressionsverhältnis

Gemäß einem weiteren ergänzenden Merkmal gemäß der Erfindung in jeder ihrer Varianten weist die Maschine (POGDC) vorzugsweise auch die folgenden Merkmale auf, um möglicherweise eine variable Kompressionsrate für alle Kammern zu ermöglichen:

- das Volumen jeder Kammer (CA,CB,CC,CD,CE,COPA, COPB,COPC,COPD) variiert während einer periodischen Kolbenbewegung (POGD), zwischen einem (minimalen) Kompressionsvolumen und einem (maximalen) Saugvolumen,

– die Vorrichtung umfasst außerdem für jede Kammer mindestens ein Volumenänderungselement (VAR, VARA, VARB, VARC, VARD), das mit der Kammer kommuniziert und zwischen einer vorgeschobenen Position und einer hinteren Position beweglich ist.

Somit kann die Kompressionsrate angepasst werden, um optimale Betriebsbedingungen zu erreichen:
- hohe Rate, wenn sich das Organ (VAR) in einer fortgeschrittenen Position befindet
- niedrige Frequenz, wenn sich das Organ (VAR) in einer rückwärtigen Position befindet.

Gemäß einem ergänzenden Merkmal gemäß der Erfindung trägt das Volumenänderungselement vorzugsweise einen Injektor und/oder eine Zündkerze (INJ, INJA, INJB, INJC, INJD), wie bereits in der Anmeldung 0708874 der „Rotationskolbenmaschine mit gesteuerter Maschine“ offenbart Prügel".

Insbesondere bei aufgeladenen Motoren mit variabler Drehzahl können so die Kompaktheit des Motors und die Effizienz der Verbrennung in den Kammern verbessert werden. Vorzugsweise ist das Volumenänderungselement verschiebbar in einer Bohrung (ALE) oder im Gehäuse (CPG) montiert.

In der Variante „peripheres rotierendes Gehäuse“ benötigt das Gerät keine Ventile und die Einstellung des Verdichtungsverhältnisses bleibt mit der gleichen Methode möglich, allerdings weniger einfach.

Schließlich ist in allen Fällen die Zwangseinspritzung frischer Flüssigkeit zum Ausstoßen der verbrannten Gase möglich, indem in jeder Kammer ein Zweitaktzyklus verwendet wird. Aufgrund der außergewöhnlichen Kompaktheit der Maschine auch im 4-Takt-Zyklus und der Vorteile des 4-Takt-Zyklus bei der Abgasreinigung ist eine 2-Takt-POGDC-Maschine jedoch nur für ganz bestimmte Anwendungen gerechtfertigt.

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- Abbildung 6L stellt eine Maschine (POGDC) gemäß der Erfindung in ihrer „peripheren Schlittengehäuse“-Version dar, die mit einem Bewegungsumwandlungsmechanismus (MCM) mit einer einzigen zentralen monolobigen Nocke ausgestattet ist,

- Die Abbildungen 6M, 6N, 6O, 6P, 6Q, 6R, 6S, 6T, 6U, 6V und 6W zeigen Varianten von Abbildung 6L mit einer einzelnen rotierenden zentralen Nocke, die um einen jeweiligen Faktor 2, 3, 4, 5, 6, 8 übermultilobed ist , 10, 12, 14, 16 und 18.

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POGDC-Maschinensegmentierung

Gemäß einem letzten ergänzenden Merkmal gemäß der Erfindung können die Kolbenköpfe (TPA, TPB, TPC, TPD) und/oder das Gehäuse (CP) mit Abstreifsegmenten (SEGA, SEGB, SEGC, SEGD) zur Verbesserung der Leistung ausgestattet sein Abdichtung der Räume (CA,CB,CC,CD,CE,COP). Die Segmente auf Höhe der Astroiden werden insbesondere bei den Versionen „peripheres Gleitgehäuse“ erforderlich sein.

Animation unten:


Alle diese Eigenschaften garantieren somit eine sehr hohe Kompaktheit der Maschine (POGDC), da sie eine große Flüssigkeitsmenge in einer einzigen Umdrehung der Welle (ROT, ROTA, ROTB, ROTC, ROTD) ansaugt und abgibt, und sie ist vollständig ausgerichtet Bei aktuellen Bedürfnissen muss der Verbrauch gesenkt werden, da POGDC-Maschinen, möglicherweise in Kombination mit MPRBCs, zu einer deutlichen Hybridisierung der Antriebsstränge beitragen können, indem sie mehr Platz für Batterien und allgemeiner für verschiedene Funktionen lassen und edler als der Antriebsstrang sind.

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- Abbildung 7A zeigt das kinematische Skelett einer Maschine (POGDC) gemäß der Erfindung in ihrer Version mit „peripherem rotierendem Gehäuse“.

- Die Abbildungen 7B und 7C zeigen, wie die Orthogonalität der Mediane (OX, OY) der kurzen Seiten des achteckigen Kolbens mit verformbarer Geometrie (POGD) gewährleistet werden kann.

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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER POGDC-MASCHINEN

Abbildung 1A zeigt einen achteckigen Kolben mit verformbarer Geometrie (POGD), der aus einer zyklischen und abwechselnden Folge von 4 Pleueln (BA, BB, BC, BD) mit langem Achsabstand und 4 Kolbenköpfen (TPA, TPB, TPC, TPD) besteht kurzer Achsabstand. Die Kolbenköpfe sind hier abgerundet, um optimal in einem rotierenden peripheren Gehäuse (CPR) untergebracht zu werden. Sie sind außerdem an ihrem Ende mit mindestens einem Segment (SEGA, SEGB, SEGC, SEGD) ausgestattet, um eine Dichtfunktion mit dem peripheren rotierenden Gehäuse (CPR) sicherzustellen. Diese Segmente können durch Federn in den Köpfen (TPA, TPB, TPC, TPD) des Kolbens (POGD) gehalten werden und/oder werden durch die Zentrifugalkraft auf natürliche Weise vom Kurbelgehäuse angezogen, wenn der Kolben (POGD) rotierend ist.

Die achteckige Geometrie und die Gelenke werden durch 8 Stifte (GO1,GO2,GO3,GO4,GO5,GO6,GO7,GO8) gewährleistet, die jeweils einen Kolbenkopf und eine Pleuelstange verbinden. Abbildung 1B zeigt die Explosionsansicht der so zusammengesetzten Baugruppe. Die Stifte können geschmiert werden, um eine starke, dichte und reibungsarme Drehverbindung zu bilden.

Die Herstellungsmethoden für Pleuel (BA, BB, BC, BD) und Kolbenköpfe (TPA, TPB, TPC, TPD) können Gießen, Bearbeiten, Extrudieren usw. umfassen.

Die Pleuelstangen und Kolbenköpfe sind jedoch geschichtete Teile und können einfach durch Stapeln dünnerer Unterteile geeigneter Form erhalten werden, beispielsweise aus geschnittenen oder bearbeiteten Blechen in großen Serien, was die Herstellungskosten senkt. Die Versteifung des Stapels kann einfach durch Einpressen (fester Presssitz) der zylindrischen Profile in dafür vorgesehene Löcher erfolgen. Durch 8 Stifte in leicht verschiebbarer Passung erhalten wir so 8 Drehverbindungen in Form wasserdichter und mechanisch sehr robuster Scharniere.

Abbildung 1C zeigt einen achteckigen Kolben mit verformbarer Geometrie (POGD), der aus einer zyklischen und abwechselnden Folge von 4 Pleueln (BA, BB, BC, BD) mit langem Achsabstand und 4 Kolbenköpfen (TPA, TPB, TPC, TPD) besteht kurzer Achsabstand. Zwei der Kolbenköpfe sind hier abgestumpft (TPA, TPC) und die anderen beiden sind mit einer Nut ausgestattet (TPB, RAIB; TPD, RAID), um ideal in einem peripheren Gleitgehäuse (CPG) mit Bewegungsumwandlungsmechanismus untergebracht zu werden ( MCM) vom Typ „Sinus“. Auf ihrer Seite sind die Kolbenköpfe ausgehöhlt, um in regelmäßigen Abständen ein Schmiermittel aufzunehmen, das sich auf natürliche Weise über ein Netz von Leitungen, die zu diesem Zweck sowohl in den Kolbenköpfen (TPA, TPB, TPC, TPD) als auch in den Kolbenköpfen (TPA, TPB, TPC, TPD) vorgesehen sind, im Kolben verteilt (POGD). die Pleuel (BA,BB,BC,BD). Wie in Abbildung 1A sind die Pleuel und Kolbenköpfe laminierte Teile und können einfach durch Stapeln dünnerer Unterteile geeigneter Form erhalten werden.

Abbildung 1D zeigt einen achteckigen Kolben mit verformbarer Geometrie (POGD), bestehend aus einer zyklischen und alternierenden Folge von 4 Pleueln (BA, BB, BC, BD) mit langem Achsabstand und 4 Kolbenköpfen (TPA, TPB, TPC, TPD) mit kurzer Achsabstand. Die Kolbenköpfe sind hier mit rechteckigen Abschnitten versehen, um ideal in einem Umfangsgehäuse mit Schiebern (CPG) mit optionalen Umfangskammern (COP) untergebracht zu werden. Die rechteckige Beschaffenheit dieser Abschnitte ist nicht unbedingt erforderlich, maximiert jedoch das Hubvolumen.

Die Kolbenköpfe tragen außerdem seitlich Rollen (GALA, GALB, GALC, GALD), um ihre abwechselnde Translationsbewegung vorzugsweise an eine „mehrlappige rotierende Nocke“ zu übertragen. Dadurch erhalten wir die besten Achtkantkolbenmaschinen mit kontrolliert verformbarer Geometrie (POGDC-Maschine). Die Schmierung erfolgt auf die gleiche Weise wie in Abbildung 1B. Wie in den Abbildungen 1A oder 1B sind die Pleuel und Kolbenköpfe laminierte Teile und können einfach durch Stapeln dünnerer Unterteile geeigneter Form erhalten werden.

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- Abbildung 7D zeigt einen kreuzförmigen Weg für die Rollen, der es ermöglicht, die Rotationsbewegung der Mittellinien (OX, OY) von Abbildung 7A um den Faktor 2 zu reduzieren.

- Abbildung 7E zeigt den Rotor mit einer daraus resultierenden kreuz und quer verlaufenden Bahn,

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Abbildung 2A zeigt eine Maschine (POGDC), die auf einem Sinusmechanismus und dem POGD-Kolben aus Abbildung 1C basiert. Die Abtriebswelle (ROT) ist eine Kurbelwelle, deren Exzenter in der Nut des Kolbenbodens D (TPD) gleitet. Wir könnten symmetrisch einen zweiten Rotor am Kolbenkopf B (TPB) haben. In dieser Konfiguration ist die Maschine perfekt ausbalanciert (fester Schwerpunkt durch symmetrisches Gleiten von TPA und TPC entlang OY und von TPB und TPD entlang OX). Abbildung 2B zeigt die Montage des POGD-Kolbens im Innenvolumen (VI) des peripheren Gehäuses mit Schiebern (CPG) und seiner hinteren Verschlussplatte (PF1).

Abbildung 2C zeigt eine Maschine (POGDC) in ihrer Version mit verschiebbarem Peripheriegehäuse (CPG) und optionalen Peripheriekammern. Mit nur 2 zusätzlichen rechteckigen Abschnitten pro Kolbenkopf erhalten wir 16 zusätzliche Kammern, die ein beträchtliches zusätzliches Volumen bieten, ohne das Volumen der Maschine wesentlich zu vergrößern.

Der rechteckige Charakter der Abschnitte ist nicht unbedingt erforderlich, maximiert jedoch das von den zusätzlichen Räumen erfasste Volumen. Diese Konfiguration eignet sich besonders zur Wiederherstellung der Bewegung durch Rollen (GALA, GALB, GALC, GALD). Abbildung 2D zeigt die Montage des POGD-Kolbens aus Abbildung 1D im Innenvolumen (VI) des Peripheriegehäuses mit Schiebern (CPG) und seiner hinteren Verschlussplatte (PF1), die auch direkt am Peripheriegehäuse (CPG) integriert werden kann. .

Abbildung 2E ist eine Explosionsansicht von Abbildung 2A, in der wir alle wesentlichen Teile sehen können: Pleuel (BA, BB, BC, BD), Kolbenköpfe (TPA, TPB, TPC, TPD), peripheres Gehäuse mit Schiebern (CPG), aber auch Dichtungssegmente (SEG), die über die astroiden Abschnitte (ASTA,ASTB,ASTC,ASTD) des Gehäuses (CPG) verteilt sind. Diese Segmente sind notwendig, um Flüssigkeitsübertragungen zu blockieren, die bei Druckunterschieden zwischen zwei aufeinanderfolgenden peripheren Kammern auftreten könnten.

Abbildung 2F ist eine Seitenansicht von Abbildung 2A, in der die beiden Kurbelwellen (ROTB, ROTD) vorhanden sind und die abwechselnde Translationsbewegung der Kolbenköpfe (TPB, TPD) umwandeln.

Von unten nach oben ist der Aufbau der POGDC-Maschine schematisch gestaffelt mit einem Schmiernetzwerk (LUB), der POGD-Kolbenstufe, in der die thermomechanischen Umwandlungen stattfinden, und im oberen Teil den für den Gasaustausch vorgesehenen Ventilen (SPP).

Sowohl am Auslass als auch am Einlass sind diese Ventile möglicherweise mit variabler Steuerung, vollständig in Phase und Öffnung steuerbar (siehe Anfrage 0708874 Rotationskolbenmaschine mit kontrollierter Bewegung).

Im unteren Teil ist eine optionale Vorrichtung installiert, die die Einstellung der Kompressionsrate der Zentralkammer (CE) gewährleistet. Es besteht aus einer Bohrung (ALE), einem Kolben zur Veränderung des Mindestvolumens der CE-Kammer (VARE), wobei dieser Kolben die Kraftstoffeinspritzdüse (INJE) bei Wahl der Direkteinspritzung und/oder eine Zündkerze tragen kann für Ottomotoren. Diese Anordnung verhindert eine Kollision des Injektors mit beweglichen Teilen und gewährleistet eine erhebliche Variationsbreite des Verdichtungsverhältnisses. Der Verstellkolben (VARE) kann insbesondere durch Öldruck in der Bohrung (ALE) oder durch einen Elektromotor mit Getriebebewegung positioniert werden, beispielsweise durch eine Kaskade endloser Räder/Schrauben (nicht dargestellt).

Für die peripheren Kammern (CA, CB, CC, CD) ist es auch möglich, ein variables Kompressionsverhältnis zu haben, und Abbildung 2F zeigt eine ähnliche Implementierung mit Variationskolben (VARB, VARD) des Mindestvolumens der Kammern, die die Kraftstoffeinspritzdüse tragen und/oder die Zündkerze (INJB, INJD) direkt unter Verwendung des Gehäuses (CPG) als Bohrung, neben anderen Montagealternativen, insbesondere mit zusätzlichen Bohrungen an den Verschlussplatten (PF1 oder PF2) des Kurbelgehäuses (CPG) wie dargestellt die Kammer (CE).

Abbildung 2G zeigt eine POGDC-Maschine in der Version mit rotierendem peripheren Gehäuse (CPR), bei der der POGD-Kolben aus Abbildung 1A in das Gehäuse (CPR) eingesetzt ist.. Dieses Gehäuse hat ein zweilappiges Innenprofil, so dass eine relative Drehbewegung zwischen dem Kolben POGD und dem Gehäuse (CPR) um die Mitte der Maschine (POGDC) ein Schlagen des Achtecks ​​des Kolbens und zyklische volumetrische Schwankungen auch für die Peripherie hervorruft Kammern (CA, CB, CC, CD) und für die Zentralkammer (CE). Abbildung 2H zeigt eine Explosionsansicht der POGDC-Maschine in ihrer Version mit rotierendem Peripheriegehäuse (CPR).

Der Betrieb erfolgt vorzugsweise durch Fixierung des Gehäuses mit Drehung der Achsen (OX, OY) des Kolbens POGD, wir können uns aber auch vorstellen, dass die Achsen stationär sind und sich dann das Gehäuse (CPR) dreht.

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- Die Abbildungen 7F, 7G, 7H und 7I stellen Varianten der Abbildung 7E mit einer Reduzierung der Drehzahl um jeweils den Faktor 3, 4, 5 und 6 dar.