Die Umwandlung der
Bewegung ist wahrscheinlich eine Domäne so
wichtig als seine Schaffung...
In der Geschichte der volumetrischen Motoren, die den
Druck von Gase statt der kinetische Energie benutzen,
findet man sehr wenige Motoren,
die ungefähr über diesem Aspekt aufpassen.
Zum Beispiel besitzt der Motor mit Kolben, Stäben und
Kurbelwelle eine Kinematik, die zusätzlich sehr
verwirrt
ist, und sofort erlegt ein gefrorenes Gesetz der Umwandlung
auf, sobald
werden der Radius der Kurbelwelle und die Länge von der
Stäbe gewahlt. Die
Kinematik von den hohen/niedrigen neutralen Punkten (Top Dead Center
TDC / Bottom Dead Center BDC) sind bedauernswert (zu
lang und haltend). Man konnte andere Beispiele erwähnen, als
der
Wankel, wo die Evolution des Volumens der Verbrennung, dem Winkel der
Drehung des Ausgabenstieles zufolge, nicht kontrollierbar ist, wegen
einer epitrochoïdal-Geometrie, die alles auferlegt, sobald die
dreieckige Geometrie des Rotors gewählt wird.
Die meisten
der Motoren, die
gegenwärtig bekannt werden, sind nicht
fähig eine
Evolution des Volumens jedes Kammers der Drehung aufzuerlegen, dem
drehenden Winkel
der Kurbenwelle zufolge.
Und noch, zu einer Zeit,
wo man
versucht, neue
Verbrennungen zu erfahren, mit neuem Feld der
Forschung wie der gesteuerten Auto-Zündung (CAI)), hohen
Gebührenverdichtungsentzündung, (HCCI), aktiver
Thermoatmosphäre (ATAC), im Allgemeinen gesteuerte
Knalle, braucht man die
Verdichtung zu regulieren, um den Anstieg der Temperatur und
des Drucks (deshalb das spontane Aufflammen) zu kontrollien. Noch sorgen sehr wenige
Vorstellungen sich ungefähr über das Thema,
oder bringen Fortschritt um das. Nur
einige Erfinder merkten den Vorteil von einem abrupten und
intensiven TDC, um die Auto-Zündung frischer Gase sehr genau
mit
dem TDC zu synchronisieren, damit, in einem ersten Mal ist die
Verbrennung, das Meiste vervollständigt und sauber, und in
einem
zweiten Mal kommt die Ausdehnung der Gase vor, so
früh wie
möglich, um die beweglichen Teile der Maschine angemessen zu
schieben...
Aber es wäre notwendig,
fähig zu sein, das Volumen in JEDEM Kammer nach Belieben zu
erzeugen, dem Winkel der Kurbenwelle zufolge.
In dem Falle des SYCOMOREENs Motors
mit drehenden Kolben, verlangt es
die SCHWINGUNG des Kolbens zu STEUERN... mehr genau :
- ihre eckige Amplitude
- ihre minimalen
und maximalen Winkel alternativer Drehung
- aber auch und besonders das
Gesetz der Evolution der Schwingung während eines
Zyklus "minimaler => maximaler =>
minimaler Winkel"
1.
Bewegung zu umwandeln
Die typische PRBC-Motoren werden auf
p
Paaren von Kolben Kolben basiert ; Wenn p=1 werden die Kolben linear
verteilt , und wenn p mehr oder gleich als 2 ist, werden sie
kreifôrmig organisiert.
Dann geben der Satz der Zentren der Drehungen :
-
wenn p = 1, ein Teil
-
wenn p mehr
oder gleich als 2, ein reguläres Polygon mit 2p Seiten
Dann
definiert man, mit der Hilfe einer adäquaten Decke, 2p Kammern
variabler Volumen, die abwechselnd von ihrem minimalen Volumen
zu ihrem maximalen Volumen vorbeigehen, und es verlangt den
intermittierenden Kontakt zwischen jedem Kolben und seinen 2
nächsten-Nachbarn. Das, was andeutet :
eckige
Amplitude der Bewegung drehender Kolben = Pi / p radian
oder 180 / p Grade
2.
Das vorgeschlagene System
Es
ist möglich,
ein universales System zu benutzen, das die rotierende abgewechselte
Bewegung jedes Kolben in einer ununterbrochenen Drehung auf
einem
Stiel, von dem die Achse der Drehung im Zentrum des besagten Teiles
(wenn p=1)
ist, oder vom besagten regulären Polygon (wenn p > = 2).
Dieses ist möglich, welch ist p>=1. Das
Prinzip ist das nächste :
Von exzentrischen
Kieselsteinen zur Achse der Drehung der Kolben und gebunden
von dieser Kolben, erlangt man 2p
Bewegungen von anderer Übertragung an den Vermittlern, die zu
den
Zentren der Drehung von 2 aufeinander folgenden Kolben assoziiert
werden. Diese rutschende Bewegung wird zu 2p
Furchen übertragen, die anderen mehreren
Kieselsteinen haben.
Diese letzten Kieselsteinen schieben einen ununterbrochen drehenden
zentralen Nocken, verbunden mit dem rotierenden Stiel des Motors oder
dem Krafteintrittsstiel der Pumpe (oder Kompressor).
Universales System der
Umwandlung der Bewegung in dem Falle nur eines Paars von
Kolben.
glissière
: Furche
came centrale : zentraler Nocken
galet
excentré :
exzentrischer Kieselstein
galet de glissière: Kieselstein der
Furche axe
des pistons rotatifs :
Achse der drehenden Kolben
Jeder Kontakt zwichen einem exzentrischhem Kieselstein und seiner
Furche ist systematisch
zweiseitig, entweder während den exzentrischen
Kieselstein in eine
Furche zu bewegen, deren Weite der Durchmesser des Kieselsteines wert
ist (das,
was hier dargestellt werden wird), oder während die Furche
auf eine rutschende Rolle hereinzubringen, rotierend auf den
exzentrischen Kieselstein.
2
Möglichkeiten der Nocken sind möglich und
schließen sich nicht beide aus :
- äußerer
geformter Nocken, wenn der Kieselstein der Furche in
äußere radiale Position gesetzt wird
- innerer geformter
Nocken, wenn der Kieselstein der Furche in innere radiale Position
gesetzt wird
- für
den besonderer Fall p=1
wird dieser
Unterschied weniger klar, weil die 2 symmetrischen Kieselsteine
mit dem gleichen geformten Nocken Kontakt haben.
3.
Vorteile des Mechanismus
Der
gegenwärtige Mechanismus basierend auf ein zentrale rotierende
Nockenangebote sehr zahlreiche Vermögenswerte :
- Zur Übermittlung von den
Anstrengungen, sind Kieselstein
/ Nocken oder Kieselstein/ Furchekontakte sehr robust. Es ist
besser, wenn es viele Kieselsteine gibt, um die Kraft durch mehrere symmetrischen
Pfade in der Maschine zu fliessen, was eine bessere
Zuverlässigkeit und ein leichterer
Größenbestimmung der Teile gewährt .
- Von p=2 ist der Mechanismus vollkommen und
wesentlich balancierte, weil die Wirkungen der
Trägheit der Teile sich beide entschädigen. Wenn p=1,
der Mechanismus, obwohl zweckmäßig,
wird nicht balanciert :
- einerseits
weil nur eine Furche abwechselnd bewegt (das traditionelle Problem der
Kolben auf aktuelle Motoren),
- andererseits
weil die ganze drehende Kolben in die gleiche Richtung als der
Furche "sich zusammen werfen".
- Der rotierende zentrale Nocken
hat einem 2 Pi / p zyklisches Profil, deshalb ist es auch gut
ausgeglichen und wird vollkommen mit allen anderen Paaren
Kolben fertig sein, weil sie auch geometrisch 2Pi / p zyklisch
sind.
- Die
Form des drehenden zentralen Nockens reflektiert die Kinematik, die
für das eckige Gesetz
der Drehung gewählt wird. Die Form des Nockens kann
mit
irgendeinem Gesetz berechnet werden, unter der
Bedingung keine
Zusammenstöße zwischen den Kolben zu erzeugen : man
kann betrachten, einige
eckige Schwingungen kleiner als Pi / p, mit den
irgenden Mini / Maxi-Winkel (von der Bedingung keine
Zusammenstöße
zwischen die Teilen zu haben ) und die Evolutionen zwischen dem Mini
und
maxi-Winkeln sind vollkommen frei. Für p=1
blieb die
Symmetrie der Kieselsteine der einmaligen Furche mit dem gleichen
Nocken für die 2 Kieselsteine gültig vorausgesetzt,
wenn :
kleinster
Winkel = Pi - größter Winkel
- Der innere Umschlag des Nockens
präsentiert keinen schnellen Winkel, um eine
bessere Leitung zu gewährleisten.
- Die
Wahl eines inneren geformten Nockens ermutigt die Kompaktheit der
Maschine
4.
Beispiele drehender zentraler Nockensysteme
Die
folgenden Bilder zeigen die
extreme
Anpassungsfähigkeit vom drehenden zentralen Nocken mit allen
Arten von PRBC Motoren.
p
= 2, äußere
Nocken und Kieselsteine
p
= 2, innere Nocken
und Kieselsteine
p = 3, äußere Nocken
und Kieselsteine
p
= 3, innere
Nocken und Kieselsteine
p = 4, äußere Nocken
und Kieselsteine
p = 4, innere Nocken und
Kieselsteine
p = 5, äußere Nocken
und Kieselsteine
p = 5, innere Nocken und
Kieselsteine.
5.
Lebhaftigkeiten der Mechanismen mit drehendem zentralem Nocken 2Pi/p zyklischer
Gesteuerte
Bewegung : 45°/135° und
90° von Amplitude mit symmetrischer Schwingung
Gesteuerte Bewegung : 0°/180°
und
180° von Amplitude mit symmetrischer Schwingung
Gesteuerte Bewegung : 0°/90°
und 90° von Amplitude mit asymmetrischer Schwingung
Gesteuerte Bewegung : 0°/60°
und 180° von Amplitude mit symmetrischer Schwingung
Gesteuerte Bewegung : 0°/36°
und
36° von Amplitude mit asymmetrischer Schwingung
Gesteuerte Bewegung : 0°/60°
und 60° von Amplitude mit super-asymmetrischer Schwingung
6.
Über-gelappenter drehender zentraler Nocken (2Pi / kp) zyklischer
Die mindeste Zahl der Lappen für den drehenden zentralen
Nocken
ist die Zahle der Paaren der rotierenden Kolben, um die Maschine zu
laufen.
Aber der
zentrale drehende Nocken kann über-gelappent werden,
durch die Skulptur von
k p
Lappen auf dem Nocken, wo
k eine positive
ganze Zahl ist.
Warum den zentrale
drehende Knocken über-lappen ?
es vervielfacht per k die
notwendige Zahl , um 1 Revolution des Nockens zu
haben...
deshalb vervielfacht es die nominelle Kompaktheit vom Motor per k !
1.
Der Nocken, zusätzlich die Bewegung
zu umwandeln,
spielt eine komplementäre Rolle von einem Getriebe mit einen
reduzierenden k-Faktor
2. Die Verwendung der Kieselsteine auf
Kugellagern konvertiert
die Kraft mit einer Ausgabenrate von ungefähr 95%
(entgegen den aufeinander folgenden Zügen von Getrieben, deren
Ausgabe schnell fällt, weniger als 90%
während Reibungen oder ins Öl zu watscheln.
3. All diese Funktionalitäten werden von einem einzelnen Teil
erreicht, mit einer Dicke irgendeines millimiters
(um
in einem einfachen Teller von Stahl zu schneiden oder herzustellen)
Unter der Bedingung, um
Übermittlungswinkel zu respektieren, die zu akzeptablem
Anstrengungen führen, (auch für ein Motor
als eine Pumpen), und dem drehenden zentralen Nocken genügende
Größe zu geben, kann k 3 oder 4 leicht
herüberreichen.
Die folgende
Lebhaftigkeiten zeigen die extreme
Vielfalt möglicher und willkürlicher Bewegungen
mit über-gelappenten
Nocken für alle Art von PRBC-Motoren..
Gesteuerte Bewegung : 0°/180° und
180° von Amplitude mit asymmetrischer Schwingung durch einen 1
x 6 über-gelappenten Nocken
Gesteuerte Bewegung :
0°/180° und 180° von Amplitude mit
symmetrischer Schwingung durch einen 1
x 7 über-gelappenten
Nocken
Gesteuerte Bewegung :
0°/90° und 90° von Amplitude mit symmetrischer
Schwingung durch zwei (2
x 2 ) über-gelappenten Nocken
Gesteuerte Bewegung : 0°/60° und
60° von Amplitude mit symmetrischer Schwingung durch zwei (3 x 2)
über-gelappenten Nocken.
Gesteuerte Bewegung :
0°/45° und 45° von Amplitude mit
asymmetrischer Schwingung durch einen (4 x 3) über-gelappenten
Nocken
7.
Das vereinfachte System der Umwandlung für 2PRBC Maschinen
Man kann auch die Systeme der Umwandlung vereinfachen, besonders
für 2PRBC
Motoren. Es ist möglich, die Bewegung mit nur einer
drehender Teil, verbundene mit 2 Manetons zu konvertieren. Die Manetons
werden von
rechtwinklige Furchen getrieben, und die Furchen werden durch eine
Kinematik von verformbarer Pastille manipuliert. Das folgende System
kann
berechtigt werden als ein doppelter überquerter Sinus
Mechanismus
(double crossed Scotch Yoke mechanisms).
Gesteuerte Bewegung :
0°/90° und 90° von Amplitude mit linearer
symmetrischer Schwingung
Partielle
Ansicht über den doppelten Sinus Mechanismus für
einen 2PRBC Motor
Partieller
Ausblick auf Frontseite des Mechanismus "doppelter Sinus" für
einen 2PRBC Motor
in Kohle grau: rechtwinklige Furchen,
in Gelb und Vordergrund: drehender Ausgabenstiel
in Gelb zum zweiten Plan: exzentrische Teile der drehenden Kolben
leer: Stab der verformbaren Pastille