202308. lajstromszámú szabadalom • Többfokozatú csúszólapátos belsőégésű motor
1 HU 202308 B 2 A találmány tárgya többfokozatú csúszólapátos belsó égésű motor. A gyakorlati élet területén számos - elvi megoldásukban különbőzé - belső égésű motort ismerünk. Széles körben elterjedt motorok az úgynevezett Ottó-motorok különböző változatai, a gázolajjal működő Diesel-motorok, a bolygódugattyús Wánkel-motorok, gázturbinák, benzin, gázolaj, és/vagy különböző gázüzemű motorok. Az ismert motorok továbbfejlesztése a fajlagos teljesítmények növelése, a fajlagos üzemanyag-fogyasztás és költségek csökkentését célozza. A fejlesztés iránya kiterjed az úgynevezett külső égésű motorokra, különböző elven működő gözmotorokra, STIRLING motorokra. A felsorolt motorok gyártása és fejlesztése rendkívül költséges, ezért csak fejlett technológiával rendelkező gazdag országoknak van erre lehetősége. Az energiaköltségek növekedése és a mindinkább terjedő különböző, - eddig motorhajtásra el nem terjedt - tüzelőanyagok, például biogáz hajtás céljára való hasznosításának egyik akadálya a felsorolt motorok magas költsége. Jelen találmány olyan motor megvalósítását célozza, amely viszonylag egyszerű eljárással, hazai anyagok felhasználásával gyártható, átalakítás nélkül folyékony éB/vagy géznemű tüzelőanyaggal működő, környezetkímélő, lényegesen kisebb költséggel előállítható. Ismert például olyan gázmotor, melynek egyik változatánál hajtógáz előállítására primer energiaforrásként levegővel robbanóelegyet alkotó gáznemű tüzelőanyag elégetése egy vízhűtésű szelepeit injektoros égőcsóves berendezésben történik. A fenti gázmotor mobil kivitelben való alkalmazása esetén, például járműbe építve előnyösebb a hajtógáz előállítására kizárólag csak egy gázmotor hajtásához szükséges hajtógáz előállítását a találmány szerinti első A fokozatban belső égésű gázmotorként megvalósítani. A találmány szerinti gázmotor első fokozatából távozó égésterméket a motorba vezetve expandáltatjuk, Így az égőcsóves gázfejlesztő elhagyásával csökkenthetjük a berendezés méreteit. A gázmotor előnyösen alkalmazható például biogáztelepek gázenergiájának villamosenergia fejlesztésére való hasznosítására, vagy gépjárműbe építve erőgépként. A kitűzött feladat megoldásánál a motor első A fokozatának egyik munkaterét úgy alakítottuk ki, hogy az egyrészt szívó, más-' részt sűrítő ütemben, másik munkatere expanziós ütemben működik. A motor A fokozatában a négyütemű Ottó-motorok hoz hasonlóan négy ütem, szívás és/vagy feltöltés, sűrítés, expanzió és kipufogás egy körülfordulás alatt a lapátok által elválasztott minden térben lejátszódik. A motor második B fokozatában az A fokozatból távozó égéstermékkel első ütemben töltés, második ütemben expanzió, harmadik ütemben kipufogás játszódik le. Az A fokozat sűrítési üteme végén a tüzelőanyag - levegőkeveréket villamos gyújtással meggyújtva expandáltatjuk. A motor A fokozatának második' munkaterében beépített szívószelepen keresztül levegőt juttatunk be előnyösen túlnyomáson, Így az expanziós ütem során a meggyújtott tüzelőanyag jelentős légfelesleggel égethető el, ezáltal a kiáramló égéstermék kevésbé szennyezi a környezetet, mint a hagyományos belsó égésű motorok. A motor két fokozata - A-B fokozat - kisebb teljesítmények esetén - mint jelen ábráinkon - közös tengelyen egy közös motorházban építhető, de nagyobb teljesítmények esetén - 50 kW felett - előnyösen külön házban is lehet építeni az expanziós fokozatban működő motort. Ebben az esetben az A fokozat tengelyéről a segédberendezések, szivattyú, légsűrítő, motorgenerátor meghajtható, a B fokozat tengelyéről a munkagép hajtása történik. A motor hűtését a fedelek által lezárt tereken, a motorköpenyben, hengerhüvelyekben és forgódugattyúkban kiképzett furatokon átvezetett különleges hűtő-kenő folyadékkal oldottuk meg. A motorban felmelegedett hűtőfolyadékot hőcserélőben, - előnyösen hagyományos lamellás ventilátoros - visszahűtjük. A folyadék keringetését szivattyúval biztosítjuk. A gázmotor rotorjában kiképzett hornyokban eltolható csúszólapátok vannak elhelyezve, melyeknek homlokfelületén hosszirányban radiális hornyok vannak, melyek indításnál a lapátok sugárirányú elmozdulását - ezáltal a biztonságos indítást - segítik, nagyobb fordulaton gázpárna kialakulásával a súrlódás csökkenését segíti elő. A rotorban a csúszólapátok hornyait - a működő lapátok alatti teret - sugárirányú furatok kötik össze a tengelyben kiképzett téren keresztül, ezáltal a lapátok alatti terekben lévő gáz közlekedik, a lapátok elmozdulását segítik elő. A rotor hornyaiban elhelyezett lapátok előnyösen három részre vannak osztva ferde irányú kiképzéssel, hogy a tengelyirányú elmozdulással a jobb tömítést biztosítsuk. A forgó dugattyúk homlokfelületébe tömitő gyűrűk vannak elhelyezve, melyek a hengerfal és forgódugattyúk közötti tömítést, egyben olajlehúzást biztosítják. A találmányt részletesebben rajzok alapján ismertetjük, melyeken egy kisteljesítményű, 50 kW alatti, közös tengelyen és házban elrendezett motor felépítését ábrázoltuk. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
