Supapă anti-eroziune cu rotiri biciclice (SAERE)

Bonjour à tous,

Sunt încântat să vă prezint cele mai recente lucrări ale Sycomoreen în ceea ce privește ingineria motoarelor și pompelor: SAERE

Spapă Anti-Eeroziune la Rotatii Epicicloid (SAERE)

Această supapă se potrivește în mod natural pe mașini MPRBC et POGDC, dar și pe motoarele convenționale cu piston / bielă / manivelă, pentru motor la AIR.

Această supapă este practic fără frecare și oferă un timp variabil complet controlabil în fază și în deschidere.

Brevetul a fost depus la INPI Paris pe 19 august 2009. Întreaga descriere este publicată la acest subiect și va fi foarte ilustrată. Informații suplimentare sunt disponibil pe site-ul nostru.

Sycomoreen caută parteneri industriali în domeniul motoarelor și pompelor.

Citind fericit tuturor!

Remundo pentru Sycomoreen

SAERE: vizualizare 3D generală și ruptă

Supapă anti-eroziune cu rotații epiciclice

Invenția se referă la un dispozitiv pentru deschiderea și închiderea periodică a conductelor în care curg fluide lichide, gazoase sau multifazice.

Invenția este o supapă anti-eroziune cu rotații epiciclice (SAERE) care se caracterizează prin:
1. un obturator rotativ controlat direct de mișcările de rotație ale unui angrenaj epiciclic,
2. obturatorul se rotește între 2 rulmenți cu bile,
3. un singur arbore al trenului epiciclic face posibilă reglarea continuă și după bunul plac atât a momentelor de deschidere / închidere a conductei, cât și a secțiunii de trecere oferite fluidului care curge în ea,
4. sculpturi la periferia discului rotativ.


Aceasta oferă următoarele caracteristici semnificative:
1. Cursa și faza supapei sunt alese liber prin controlul unghiular al unui singur arbore rotativ, cu o secțiune mare de flux de fluid și fără șoc între părți,
2. Fricțiunea este foarte scăzută și nu erodează semnificativ discul rotativ,
3. Piesele de uzură sunt rulmenți cu bile și inele de piston rezistente, înlocuibile, dacă este necesar.

SAERE: vederi asamblate în perspectivă

mai sus


Dessous

Prezenta invenție (SAERE) își găsește aplicația în orice mașină (MAC) în care este necesar să se oprească periodic fluxul unui fluid în conformitate cu legile care variază în fază și în deschidere, în special în domeniul motoarelor cu ardere internă unde Schimbarea de fază a supapelor în fază și controlul amplitudinilor mișcării lor sunt două modalități majore de îmbunătățire a arderii: aceasta crește puterea motorului (MAC) și / sau reduce consumul și emisiile de poluanți.

Prezenta invenție face parte, de asemenea, din două cereri anterioare de brevet ale companiei SYCOMOREEN: dispozitivul (SAERE) este o îmbunătățire a sistemului de supape variabile complet controlabil în fază și în deschidere, utilizat și foarte parțial descris în FR2925571A (Mașină cu pistoane rotative cu clapă controlată (MPRBC)). Acest sistem este, de asemenea, inclus în brevetul INPI 0900756 din 19/02/2009 în versiunea nerotabilă a mașinilor cu piston octagonal cu geometrie deformabilă controlată (POGDC).

Următoarele vor fi prezentate succesiv în acest document:

1. Istoria și stadiul tehnicii tehnologiilor de supapă:
la. sertar culisant
b. supapă tulpină / lalea („supapă poppet”)
vs. supape rotative (tipuri ASPIN și CROSS)
d. cămăși largi

2. Istoria și stadiul tehnicii controlului supapelor
la. pe motoarele cu aburi
b. fază variabilă și sincronizare deschidere (VVT)
vs. caz special de distribuții desmodromice

3. Rezumatul stadiului tehnicii

4. Supapele anti-eroziune cu rotații epiciclice
la. Dispozitivul (SAERE)
b. Performanță tehnică atinsă
vs. Un tren epiciclic standard
d. Trei cinematice epiciclice remarcabile
e. Sculpturi la periferia obturatorului
f. descriere detaliata
eu. Figurile 1A la 1D
ii. Figurile 2A și 2B
iii. Figurile 3A la 3I

SAERE: vedere secțională a profilului

1. Stadiul tehnicii tehnologiei supapelor

1.a) Cea mai veche tehnologie a supapelor este sertarul culisant, utilizat la motoarele cu aburi. Dar la sfârșitul secolului al XIX-lea, dezvoltarea motoarelor cu abur și a primelor motoare cu ardere internă au generat presiuni mai mari: frecarea a crescut și a compromis etanșeitatea și longevitatea sertarelor glisante. Acest lucru va duce la supapa „modernă”.

1.b) Supapele stem / lalele („supape poppet”) apar la sfârșitul secolului al XIX-lea pentru motoarele cu abur perfecționate (de exemplu US339809 în 1886), apoi evoluțiile lor îmbunătățesc respirația motoarelor cu ardere pentru admisie și epuiza. Acestea rezolvă problemele de frecare și etanșare prin asamblarea metalică solidă a unei tije și a unei "lalele", care apasă pe un rulment (scaunul supapei), datorită unui arc de retur și / sau presiunea gazului în camera de ardere. Tija este ghidată axial în translație de chiulasa motorului și deschisă printr-o împingere intermitentă în partea superioară prin diferite mijloace mecanice (arbore cu came, legături, basculante, role etc.) acționate de mașină (MAC).

Chiar înainte de secolul al XX-lea, producătorii de motoare ofereau deja dispuneri specifice de chiulasă cu supape „poppet”, ca în GB189519735A datând din 1895 de la DE DION & BOUTON. Aceste supape induc progrese semnificative în eficiența motoarelor cu ardere internă, care permit din 1900 până astăzi dezvoltarea deplină a vehiculelor cu motor, în special a automobilelor.
Acest memento istoric nu este lipsit de interes, deoarece supapele „poppet” s-au schimbat geometric puțin. Sunt utilizate aproape universal pentru motoare.

1 C) În secolul XX, mulți ingineri și inventatori au dorit să exploreze o altă cale: supapele rotative. Pare într-adevăr neînțelept din punct de vedere mecanic să transformăm mișcarea de rotație a motorului (în general cu pistoane, biele și arborele cotit) într-o mișcare de translație, de altfel îndepărtată deoarece este plasată în partea superioară a motorului în timp ce arborele cotit este în partea inferioară.

Astfel, supapele rotative se dezvoltă și sunt testate în două moduri diferite:

- Supape cu arbori rotativi, axa paralelă cu arborele motorului, de obicei bine descris de brevetele Roland Claude CROSS (1923-1963, de exemplu CA370900A), dar cu multe variante, mai ales anterioare, cum ar fi cele ale supapei MINERVA BOURNONVILLE (anii 1920), sau ale FRAYER & HOWARD (1909), sau altfel cea a BUTLER (1904). Putem cita ca alte lucrări conexe: MUELLER (1914), FRANCIS (1921), FREYLER (1927), MELLORS (1944), supape rotative NORTON (1960), supapă rotativă LOTUS în 2 timpi (anii 1990), supape rotative sferice de Georges J. COATES (anii 1990, de exemplu US4944261A, încă în curs de dezvoltare).

- Supape cu arbori rotativi, cu o axă ortogonală cu arborele motorului, și bine descris de brevetele Franck ASPIN(1935-1975, de exemplu FR931056A), cu multe alte variante ulterioare precum cea a lui Walter FROEDE (anii 1950), dar și anterioare precum cea a lui Léonard VALLILEE (1911) sau Fernand FOREST (1881). Putem cita ca alte lucrări conexe: Marcel ECHARD (1920), DENNISSON (1921), Frank W. OFELDT (1924), CRAWFORD (1925), PEACY (1926), Walter F. ISLEY (1942), TJAARDA pentru BRIGGS (1942) până în 1943), GERNANDT pentru BRIGGS (1944) și o abordare elastică recentă WO2008129392A1 de THYSSENKRUPP METALURGICA.

SAERE: vedere în perspectivă explodată

în stânga: partea planetei,
în mijloc: partea anti-eroziune,
dreapta: obturator / secțiunea luminii spre cameră

În comparație cu supapele tradiționale cu tijă / lalea, supapele rotative sunt mai atractive din punct de vedere conceptual, deoarece permit deschideri / închideri rapide pe o secțiune de curgere mare, cu o mai mică deviere a fluidului și fără probleme de inerție sau vibrații. deoarece lanțul lor cinematic cuprinde doar părți echilibrate în rotație. S-au dezvoltat semnificativ începând cu anii 20, când Harry RICARDO le-a considerat pentru motoarele cu viteze de rotație ridicate în cartea sa „Motorul cu combustie internă de mare viteză”.

Și totuși supapele rotative suferă încă de două probleme tehnice majore:
- supus presiunii camerei în timp ce se află în mișcare, disipează o putere mecanică semnificativă prin frecare,
- generează frecare eroziunea supapelor, care devin rapid scurgeri. Motorul își pierde puterea prin scurgeri în timpul compresiei și al revenirii.

Acest lucru i-a împiedicat, în ciuda numeroaselor încercări și propuneri, să se detroneze supapa tulpină / lalea: aceasta din urmă elimină mișcarea și folosește presiunea din camera de ardere pentru etanșare: astfel această presiune devine un aliat care nu disipă nici o energie.

Promotorii supapelor rotative sunt conștienți de acest lucru și oferă numeroase sisteme concepute pentru a limita fricțiunea supapelor rotative:
- Fie prin mecanisme de încetinire a supapei rotative în momentul compresiei / expansiunii (vârful presiunii) cu cinematică elaborată: cruce malteză / roată Geneva (MUELLER, MELLORS), sau roți dințate cu raport de reducere variabil în timpul mișcare (DENNISSON).
- Sau prin aplicarea unei forțe opuse supapei în timpul vârfului de presiune (CROSS, CRAWFORD): exercițiul este deosebit de dificil, deoarece pot apărea scurgeri și compromisul bun de frecare / scurgere poate deriva pe durata de viață a motorului (mecanism complex în cilindrul superior).
- Fie prin furnizarea de lubrifiant în diferite moduri între chiulasă și supapa rotativă (ECHARD, FRANCIS, OFELDT, PEACEY, FREYLER, ASPIN, NORTON) cu mai mult sau mai puțin succes deoarece acest lubrifiant rămâne adesea în camera de ardere și nu încetinește nu întotdeauna suficientă uzură a supapei.

Desigur, toate aceste alegeri tehnologice au fost luate, îmbunătățite, modificate conceptual sau concret de multe părți interesate (producători de motoare și independenți) de-a lungul secolului al XX-lea.

1.d) În cele din urmă, să cităm sistemele de căptușeală mobilă (sau „manșon glisant”) destinate eliminării supapei: acestea deschid și închid periodic orificiile de admisie sau de evacuare în maniera unor sertare glisante elaborate. Primul brevet de cămașă mobilă a fost depus în 1905 de Charles Yale KNIGHT și Liman Bernard KILBOURNE (SUA 14,729). Sistemul a fost folosit până în anii 1940 de către PEUGEOT, PANHARD, VOISIN și MINERVA și pe câteva motoare rare de aeronave. Este abandonat treptat deoarece consumă mult ulei și pune probleme de uzură și frecare datorită dublei fricțiuni: căptușeala mobilă freacă atât pistonul, cât și cilindrul. Mai recent, compania engleză RCV, creată în 1997, continuă să dezvolte „motoare RCV” cu o jachetă rotativă, în principal pentru a alimenta scuterele.

SAERE: alte perspective explodate și vederi laterale