171256. lajstromszámú szabadalom • Szabaddugattyús motor
15 171256 16 nemcsak belsőégésű befecskendezéses, vagy karburátoros motorként alkalmazható, mivel újdonsága a munkahengerben lejátszódó energiaközléssel közvetlen nem kapcsolatos. így bármilyen nyomási energiával rendelkező közeg által forgó mozgást előállító motor, például gőz, vagy levegő motor céljaira alkalmas. Az önindítás ezen motoroknál segédberendezést nem igényel. A találmány szerinti szabaddugattyús motor igen célszerűen alakítható ki belsőégésű és gőzhajtású motor kombinációjaként. Ilyen kialakítási változatnál a nyersolaj befecskendező fúvókán kívül víz befecskendező fúvókák is alkalmazásra kerülnek és a befecskendezett nyersolaj elégési gázain kívül a befecskendett víz robbanásszerűen keletkező gőze is előre hajtja a dugattyút. A befecskendezett víz a motor igen intenzív belső hűtését hozza létre, amelyre a találmány szerinti dugattyús motorral elérhető magas üzemi nyomásoknál szükség is van a hengerek túlhevülése és a nitrogénoxidok keletkezésének elkerülése végett. A találmány szerinti belsőégésű motor indítását az ismert motoroknál használatos elektromos indítással megoldani meglehetősen komplikált. Igen célszerű nagynyomású tartályban tárolt, vagy ott előállított gázközegnek, például sűrített levegőnek a munkahengerbe, vagy feltöltőhengerbe áramoltatásával a meghajtórendszert lengésbe hozni, miáltal az indítás végrehajtható. Ebből a célból a ki- és beáramló szelepek, illetve ki- és beáramló csatornák bármelyike felhasználható, de ki kell képezni olyan segédszelepeket, amelyekkel kellő időben megfelelő mennyiségű indító közeg szállítható a hengerekbe. Az indításhoz elegendő egyetlen kilendítés létrehozása. Használhatók azonban a belső égésű motoroknál már ismert indító patronok is. A találmány szerinti szabaddugattyús motornál nincs meg a hagyományos dugattyús motorokat alapvetően jellemző állandó nagyságú löket-térfogat. Átlagos löket-térfogattal lehet csak számolni, mivel a dugattyúk mindig az energia nullhelyzetben váltanak irányt, ami a beadagolt üzemanyagtól a motor fordulatszámától és terhelésétől függően változik. Azonos terhelés esetén a beadagolt üzemanyagot változtatva a lökettérfogat is változik, amivel a motor kompresszióvégnyomása széles határok között változtatható. Ez a magyarázata annak, hogy a találmány szerinti dugatytyús motor fordulatszámát igen széles határok között lehet szabályozni a beadagolt üzemanyag mennyiségének változtatásával, olyannyira, hogy sebességváltó használata szükségtelenné válhat. Még jobban fokozható a motor fordulatszám tartománya a 11. ábrán bemutatott megoldási módozat esetén, ahol a szemben dolgozó munkahengerek távolságát változtatva a hengerek átlagos löket-térfogata jelentős mértékben változtatható. Az 1 munkahenger a 21 feltöltő hengerrel a 179 üreges szekrény közbeiktatásával egy tömböt képeznek ugyanúgy, ahogy a 2 munkahenger és 22 feltöltő henger a 180 üreges szekrény közbeiktatásával alkotnak egy tömböt, amely két tömb a 168 gépállvány 169, illetve 170 egyenes vezetéken egymással szemben elcsúszhat. A 171 forgató szerkezet a 174 állító csavar elforgatásával a 172, illetve 173 ellentétes menet-5 emelkedésű anyákba kapcsolódva az 1, 2 munkahengereket, illetve a 21, 22 feltöltő hengereket egymáshoz közelíti, illetve távolítja. Ilyenképpen a motor átlagos löket-térfogata üzemelés közben is tetszőlegesen változtatható. Ali. ábra szerinti 10 kétütemű belsőégésű változatot tekintve megoldandó az 1, 2 munkahengerek hosszirányú helyváltoztatása közben a kipufogó gázok zavartalan eltávolítása, amit azáltal idézünk elő, hogy a 41 kipufogó csonk a 177 kipufogó csatornába 15 tömítetten csatlakozik, és tengelyirányban eltolható. A löket-térfogat változtatása az előzőek szerint a 171 forgató szerkezet működtetésével történik, amely lehet kézi vezérlésű, de lehet automatikus szervo rendszerű is. 20 Nagy terhelés mellett, ahol kis fordulatszámú üzemet akarunk létesíteni, például járműmotorok emelkedőn felfelé haladásakor kis lökethosszat állítunk, amikoris egy-egy munkaütem a 14 motortengely 1/3 + 1/4 fordulatára esik. Kis terhe-25 lésnél, ahol nagy fordulatszámú üzemet akarunk létesíteni, például nagy sebességű takarékos üzem esetén nagy lökethosszat állítunk, amikoris egyegy munkaütem a 14 motortengely 1 + 1,5 fordulatára esik. Ehhez hozzászámítva, hogy a be-30 adagolt üzemanyag mennyiségét is párhuzamosan tudjuk változtatni, könnyen belátható a külön sebességváltó szükségtelensége. A 11. ábra szerinti kialakítás egyéb részleteiben és jelölésében a találmány már ismertetett részeivel meg-35 egyező. A találmány szerinti szabaddugattyús motor működési elvét összegezve megállapítható, hogy működésének alapvető mechanizmusa a biológiai lények, közöttük az ember helyváltoztatásánál 40 közismert araszoló járással van analógiában. Miként az ember járó szervei, a találmány szerinti dugattyús motor lengőrendszere is célszerűen két szimmetrikus féloldalra bomlik, amelyek a középponti részekhez viszonyítva váltakozva 45 hol előre lendülnek, hol hátra maradnak. A haladás irányába eső munkavégzési félütemben az egész komplexum tömegét magukkal viszik, még terhelés nélküli ellentétes irányú visszaállási félütemben munkavégzésre képes állapotba 50 kerülnek újra. A találmányhoz fűződő előnyös hatások a következőkben összegezhetők. A szokásos forgattyús mechanizmussal rendelkező dugattyús motorokkal szemben a hasznosí-55 tott energia 2 . . 3-szorosára nő, mivel az elégési gázok nyomása kb. 10-szeresére fokozható. Azonos motorsúly esetén a levehető teljesítmény 3 .. 15-szörösére fokozódik az ismert dugatyús motor megoldásokkal szemben. 60 A változó kompresszióviszony következtében a találmány szerinti belsőégésű motor gazdaságos teljesítményszabályozásának határai jelentősen kitolódnak. A beadagolt üzemanyag, illetve hajtóközeg 65 mennyiségével, illetve minőségével a motor igen 8