Dvoudobý motor s kývavými písty

7__rDvoudobý motor má řadu výhod a v současnosti má řada výrobců ve vývoji dvoudobý motor. Výhodou je vyšší měrný výkon, menší rozměry, hmotnost, vyšší mechanická účinnost a podobně.

Hlavní problém je ale u dvoudobého motoru mazání pístů a únik mazacího oleje do výfuku. Varianta motoru s víceventilovým rozvodem bez rozvodu pístem tento problém řeší.

Motor se pak konstrukčně podobá čtyřdobému. Nevýhoda je pak ale v horším výplachu válce s vyšším únikem vzduchu do výfuku.Dále je velmi namáhán ventilový rozvod díky dvojnásobným otáčkám vačkové hřídele a to je spojeno i s mechanickými ztrátami.
Celá konstrukce pak není ani jednoduchá ani výrazně výhodnější oproti čtyřdobému motoru. Pro zážehový motor je to nevhodné řešení. Je použitelné pro dieselový motor, který pracuje s přebytkem vzduchu. Navíc pracuje v nízkých otáčkách, kde je namáhání rozvodu ještě přijatelné.

Vzhledem k vývoji vstřikovacích systémů je pravděpodobné, že tvorba směsi u zážehových dvoudobých motorů nebude překážkou pro jejich eventuelní budoucí rozšíření. U dvoudobých zážehových motorů s přímým vstřikem paliva je problém s možným přebytkem vzduchu ve výfuku a s použitím řízeného katalyzátoru. Tento problém je řešitelný kvalitním řešením výplachu, deNOx katalyzátory apod. Perspektivní se jeví i možnost provozu na plynné palivo. Podmínkou je realizace přímého vstřikování plynu do válce. Zásadnější problém s mazáním pístů a únikem oleje do výfuku ale zůstává.

Náš projekt je ve fázi ideového návrhu. Zabývá se spalovacím motorem s kývavým pohybem pístů, sestávající z komory tvaru anuloidu, v níž jsou umístěny dva páry kývavých pístů, které jsou spojené prostřed­nictvím pák se dvěma ojnicemi, uloženými na klikovém hřídeli. Vždy dva protilehlé písty jsou pevně spojeny prostřednictvím čepů, které procházejí stěnou anuloidové komory, s pákami, umístěnými po stranách anuloidové komory a uloženými v ose anuloidu na dalším čepu. Motor má čtyři spalovací prostory mezi čtyřmi písty. Vzduch bude dodávat vhodné dmychadlo.

Výhodou je, že písty není třeba mazat, protože nebudou vedeny stěnou anuloidu ale pákami uloženými na valivých ložiscích. Písty budou mít nízké zdvihy a tudíž nízké třecí rychlosti pístních kroužků. Požadavek na mazání při použití vhodných materiálů bude zcela minimální. Všechna ložiska mohou být valivá s minimálními požadavky na mazání. Ložiska klikové hřídele lze mazat odděleně. Spotřeba oleje bude nižší než u Wankelova motoru. Na stěnách pístů nebudou vznikat třecí ztráty. To přispěje ke snížení mechanických ztrát.

Síly na ojnice se budou pohybovat v rozumných mezích přes to, že budou ovládat dvojice pístů s pákami s poměrně velkou hmotností. Ojnice působí přibližně na dvojnásobném poloměru páky než tlakové síly na písty. Setrvačné síly na ojnici se drží také v rozumných mezích díky malému zdvihu pístů a redukování setrvačných hmot na poloměr umístění ojničního čepu na páce. Při běhu motoru působí setrvačné a tlakové síly proti sobě a snižují amplitudu výsledných sil na ojnici. Další výhodnou vlastností motoru je to, že rozvodová data s výhodným uzavřením výfuku před uzavřením plnicích kanálů umožňují dobré naplnění nebo i přeplňování. Výhodná je i poměrně dobrá vyvážitelnost. Silově lze dokonale vyvážit zvlášť rotační a zvlášť kývavé hmoty. Nevyvážen zůstane jen rozdíl setrvačných momentů kývavých hmot. Je způsoben fázovým posunem pohybu dvojic kývavých pístů, který je nutný pro vhodné časování rozvodu. Ten lze uspokojivě vyvážit s pomocí jedné vyvažovací hřídele s jedním vývažkem a druhým vývažkem umístěným na klikové hřídeli.

Ideový návrh motoru:

Navržený motor má objem 870 cm3;
Plnění objemovým dmychadlem s nízkým stupněm přeplnění
Vnější rozměry: 480 x 340 x 300 mm;
Hmotnost: 42kg bez dmychadla a příslušenství;
Výkon: okolo 120 HP v 5000 ot/min.;

Užití: například v ultralehkém letadle nebo v motocyklu; při vyřešení vstřikování s dokonalou přípravou směsi (například směs se zemním plynem) a vyřešení všech exhalačních požadavků lze uvažovat i pro využití ve vozidlech;

Původnost řešení:

Patent: Dvoudobý spalovací motor s kývavými písty