Epicykliczny zawór obrotowy zapobiegający erozji (SAERE)

[Remundo]

Bonjour à tous,

Z przyjemnością przedstawiam najnowsze dzieło Sycomoreen w zakresie inżynierii silników i pomp: SAERE

SPapież Anie-Eerozja przy Ruwagi Epikykloidalny (SAERE)

Ten zawór pasuje naturalnie do maszyn MPRBC et POGDC, ale także w konwencjonalnych silnikach tłokowych / korbowodowych / korbowych, dla silnika do AIR.

Ten zawór jest praktycznie beztarciowy i oferuje w pełni kontrolowany zmienny czas fazy i otwierania.

Patent został złożony w INPI Paris 19 sierpnia 2009 roku. Cały opis jest opublikowany na ten temat i będzie bardzo szeroko zilustrowany. Dalsze informacje dostępne na naszej stronie internetowej.

Sycomoreen poszukuje partnerów przemysłowych w dziedzinie silników i pomp.

Miłej lektury!

Remundo dla Sycomoreen

[Remundo]

SAERE: ogólny widok 3D i zerwany

[Remundo]

Zawór przeciwerozyjny z epicyklicznymi obrotami

Wynalazek dotyczy urządzenia do okresowego otwierania i zamykania przewodów, w których przepływają płyny ciekłe, gazowe lub wielofazowe.

Wynalazkiem jest zawór przeciwerozyjny z epicyklicznymi obrotami (SAERE) który charakteryzuje się:
1. żaluzja obrotowa sterowana bezpośrednio przez ruchy obrotowe przekładni epicyklicznej,
2. przesłona obraca się pomiędzy 2 łożyskami kulkowymi wzdłużnymi,
3. pojedynczy wał pociągu epicyklicznego umożliwia ciągłą i dowolną regulację zarówno momentów otwierania / zamykania kanału, jak i przekroju kanału przepływającego w nim płynu,
4. rzeźby na obrzeżu obracającego się dysku.


Zapewnia to następujące istotne funkcje:
1. Skok i faza zaworu są dowolnie wybierane poprzez sterowanie kątowe pojedynczego wirującego wału, z dużą sekcją przepływu płynu i bez szoku między częściami,
2. Tarcie jest bardzo niskie i nie powoduje znaczącej erozji obracającej się tarczy,
3. Części zużywające się to wytrzymałe łożyska kulkowe wzdłużne i pierścienie tłokowe, które w razie potrzeby można wymienić.

[Remundo]

SAERE: widoki zebrane w perspektywie

powyżej


dessous

[Remundo]

Niniejszy wynalazek (SAERE) znajduje zastosowanie w każdej maszynie (MAC), w której konieczne jest okresowe odcinanie przepływu płynu zgodnie z prawami zmieniającymi się w fazie i otwarciu, w szczególności w dziedzinie silników spalinowych, gdzie Przesunięcie fazowe zaworów w fazie i kontrola amplitud ich ruchu to dwa główne sposoby poprawy spalania: zwiększa to moc silnika (MAC) i / lub zmniejsza zużycie i emisję zanieczyszczeń.

Niniejszy wynalazek jest również częścią dwóch poprzednich zgłoszeń patentowych firmy SYCOMOREEN: urządzenie (SAERE) jest ulepszeniem zmiennego układu zaworowego w pełni sterowanego w fazie i otwieraniu, używane i bardzo częściowo opisane w FR2925571A (Maszyna z kontrolowaną klapą obrotową Tłoki (MPRBC)). System ten jest również objęty zgłoszeniem patentowym INPI 0900756 z dnia 19 r. Dla nieobrotowej wersji maszyn z ośmiokątnym tłokiem z kontrolowaną odkształcalną geometrią (POGDC).

Zostanie przedstawione kolejno w tym dokumencie:

1. Historia i aktualny stan techniki zaworowej:
w. wysuwana szuflada
b. zawór trzpieniowy / tulipanowy (`` zawór grzybkowy '')
vs. zawory obrotowe (typy ASPIN i CROSS)
re. luźne koszule

2. Historia i stan wiedzy na temat sterowania zaworami
w. na silnikach parowych
b. zmienna faza i czas otwierania (VVT)
vs. szczególny przypadek rozkładów desmodromicznych

3. Podsumowanie stanu wiedzy

4. Zawory przeciwerozyjne z epicyklicznymi obrotami
w. Urządzenie (SAERE)
b. Osiągnięte parametry techniczne
vs. Standardowy pociąg epicykliczny
re. Trzy niezwykłe kinematyki epicykliczne
mi. Rzeźby na obrzeżach okiennicy
fa. szczegółowy opis
ja. Rysunki 1A do 1D
ii. Rysunki 2A i 2B
iii. Rysunki 3A do 3I

[Remundo]

SAERE: przekrój widoku profilu

[Remundo]

1. Najnowocześniejsza technologia zaworów

1.a) Najstarszą technologią zaworową jest wysuwana szuflada stosowana w silnikach parowych. Ale pod koniec XIX wieku rozwój silników parowych i pierwszych silników spalinowych spowodował wzrost ciśnienia: tarcie wzrosło i zagroziło szczelności i trwałości przesuwnych szuflad. Doprowadzi to do powstania „nowoczesnego” zaworu.

1.b) Zawory trzpieniowe / tulipanowe („zawory grzybkowe”) pojawiają się pod koniec XIX wieku w udoskonalonych silnikach parowych (na przykład US339809 w 1886 r.), A następnie ich ewolucja poprawia oddychanie silników spalinowych przy wlocie i wydechu. Rozwiązują problemy tarcia i uszczelniania przez solidny metalowy zespół drążka i „tulipana”, który naciska na łożysko (gniazdo zaworu) dzięki sprężynie powrotnej i / lub ciśnieniu gazu w komorze spalania. Drążek jest prowadzony osiowo w ruchu translacyjnym przez głowicę cylindra silnika i otwierany przez przerywany nacisk w górnej części za pomocą różnych środków mechanicznych (wałek rozrządu, łączniki, wahacze, rolki itp.) Napędzanych przez maszynę (MAC).

Jeszcze przed XX wiekiem producenci silników oferowali specjalne układy głowic cylindrów z zaworami grzybkowymi, jak w GB189519735A z 1895 r. Firmy DE DION & BOUTON. Zawory te powodują znaczny postęp w sprawności silników spalinowych, które pozwalają od 1900 roku do dzisiaj na pełny rozwój pojazdów mechanicznych, zwłaszcza samochodów.
To historyczne przypomnienie nie jest pozbawione zainteresowania, ponieważ zawory grzybkowe niewiele się zmieniły pod względem geometrycznym. Są prawie powszechnie stosowane w silnikach.

1.c) W XX wieku wielu inżynierów i wynalazców chciało zbadać inną ścieżkę: zawory obrotowe. W istocie wydaje się, że mechanicznie nierozsądne jest przekształcanie ruchu obrotowego silnika (zazwyczaj za pomocą tłoków, korbowodów i wału korbowego) na ruch postępowy, ponadto odległy, ponieważ jest on umieszczony w górnej części silnika, podczas gdy wał korbowy znajduje się w dolnej części .

Dlatego zawory obrotowe powstają i są testowane na dwa różne sposoby:

- Zawory z obrotowymi wałkami, oś równoległa do wału silnika, zwykle dobrze opisane w patentach KRZYŻ Rolanda Claude'a (1923 do 1963, na przykład CA370900A), ale z wieloma wariantami, zwłaszcza wcześniejszymi, takimi jak zawór MINERVA BOURNONVILLE (lata dwudzieste XX wieku) lub FRAYER & HOWARD (1920) lub BUTLER (1909). Jako inne prace pokrewne możemy przytoczyć: MUELLER (1904), FRANCIS (1914), FREYLER (1921), MELLORS (1927), zawory obrotowe NORTON (lata 1944.), zawór dwusuwowy LOTUS (lata 1960.), zawory kulowe obrotowe Georges J. COATES (2, na przykład US1990A, wciąż w fazie rozwoju).

- Zawory z obrotowymi wałkami, o osi prostopadłej do wału silnikai dobrze opisane w patentach Franek ASPIN(1935 do 1975, na przykład FR931056A), z wieloma innymi późniejszymi wariantami, takimi jak Walter FROEDE (lata pięćdziesiąte), ale także wcześniejszymi, takimi jak Léonard VALLILEE (1950) lub Fernand FOREST (1911). Jako inne powiązane prace możemy przytoczyć: Marcel ECHARD (1881), DENNISSON (1920), Frank W. OFELDT (1921), CRAWFORD (1924), PEACY (1925), Walter F. ISLEY (1926), TJAARDA for BRIGGS (1942) do 1942), GERNANDT dla BRIGGS (1943) i niedawne elastyczne podejście WO1944A2008129392 autorstwa THYSSENKRUPP METALURGICA.

[Remundo]

SAERE: widok perspektywiczny rozstrzelony

po lewej: część przekładni planetarnej,
pośrodku: część przeciwerozyjna,
po prawej: przesłona / sekcja świetlna w kierunku komory

[Remundo]

W porównaniu z tradycyjnymi zaworami trzpieniowymi / tulipanowymi, zawory obrotowe są koncepcyjnie bardziej atrakcyjne, ponieważ umożliwiają szybkie otwieranie / zamykanie w dużym przekroju przepływu, przy mniejszym odchyleniu płynu i bez problemów z bezwładnością lub wibracjami. ponieważ ich łańcuch kinematyczny zawiera tylko części wyważone w rotacji. Rozwinęły się one znacząco od lat dwudziestych, kiedy Harry RICARDO przewidział je dla silników o dużych prędkościach obrotowych w swojej książce „The High Speed ​​Internal Combustion Engine”.

A jednak zawory obrotowe wciąż mają dwa główne problemy techniczne:
- poddawane ciśnieniu komory w ruchu, poprzez tarcie rozprasza znaczną moc mechaniczną,
- generuje tarcie erozja zaworów, które szybko stają się nieszczelne. Silnik traci moc przez nieszczelności podczas kompresji i odbicia.

To uniemożliwiło im, pomimo wielu prób i propozycji, zdetronizowania zawór trzpieniowy / tulipanowy: ten ostatni eliminuje ruch i wykorzystuje ciśnienie w komorze spalania do uszczelnienia: w ten sposób ciśnienie to staje się sprzymierzeńcem, który nie rozprasza żadnej energii.

Promotorzy zaworów obrotowych są tego świadomi i oferują liczne systemy zaprojektowane w celu ograniczenia tarcia dla zaworów obrotowych:
- Albo przez mechanizmy spowalniające zawór obrotowy w momencie sprężania / rozprężania (szczyt ciśnienia) z rozbudowaną kinematyką: krzyż maltański / koło genewskie (MUELLER, MELLORS) lub przekładnie ze zmiennym przełożeniem podczas ruchu (DENNISSON).
- Lub przez przyłożenie przeciwnej siły do ​​zaworu podczas szczytu ciśnienia (CROSS, CRAWFORD): ćwiczenie jest szczególnie trudne, ponieważ mogą wystąpić nieszczelności, a dobry kompromis tarcia / wycieku może dryfować przez cały okres eksploatacji silnika (złożony mechanizm w górnym cylindrze).
- Albo poprzez podawanie na różne sposoby smaru między głowicą cylindra a zaworem obrotowym (ECHARD, FRANCIS, OFELDT, PEACEY, FREYLER, ASPIN, NORTON) z mniejszym lub większym powodzeniem, ponieważ smar ten często opuszcza komorę spalania i nie zwalnia nie zawsze wystarczające zużycie zaworu.

Oczywiście wszystkie te wybory technologiczne były podejmowane, ulepszane, modyfikowane koncepcyjnie lub konkretnie przez wielu interesariuszy (producentów silników i niezależnych) przez cały XX wiek.

1.d) Na koniec przytoczmy systemy ruchomych wkładów (lub „tulei przesuwnej”), które mają na celu wyeliminowanie zaworu: okresowo otwierają i zamykają otwory wlotowe lub wylotowe w sposób skomplikowanych wysuwanych szuflad. Pierwszy patent na koszulkę mobilną został zgłoszony w 1905 roku przez Charlesa Yale KNIGHT i Limana Bernarda KILBOURNE (US14,729 1940). System był używany do lat czterdziestych XX wieku przez PEUGEOT, PANHARD, VOISIN i MINERVA oraz w kilku rzadkich silnikach lotniczych. Stopniowo jest porzucany, ponieważ zużywa dużo oleju i stwarza problemy z zużyciem i tarciem z powodu podwójnego tarcia: ruchoma tuleja trze zarówno o tłok, jak i cylinder. Niedawno angielska firma RCV, utworzona w 1997 r., Kontynuuje rozwój „silników RCV” z obrotową osłoną, głównie do napędzania skuterów.

[Remundo]

SAERE: inna perspektywa rozstrzelona i widoki z boku