ITRM940580A1 - "sistema di manovellismo per la trasformazione del moto rettilineo alternato in moto rotatorio, in particolare adatto per motori endotermici alternativi". - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE
a corredo di una domanda di brevetto per invenzione industriale avente per titolo:
"Sistema di manovellismo per la trasformazione dei moto rettilineo alternato in moto rotatorio, in particolare adatto per motori endotermici alternativi"
La presente invenzione riguarda un sistema di manovellismo per la trasformazione del moto rettilineo alternato in moto rotatorio, in particolare adatto per motori endotermici alternativi.
Più dettagliatamente, l'invenzione si riferisce ad un sistema del tipo detto che consente di migliorare la gestione del ciclo termodinamico e lo sfruttamento delle forze che si ottengono a seguito del ciclo termodinamico stesso.
E’ ben noto come in un motore endotermico alternativo, i( moto rettilineo alternato dello stantuffo viene trasformato in moto rotatorio, generalmente mediante il sistema biella-manovella, quest'ultima collegata rigidamente all'albero motore.
Nella allegata figura 1 si sono indicate le parti componenti un motore secondo la tecnica nota con la seguente simbologia:
I = lunghezza della biella
r = raggio di manovella, per cui la corsa dello stantuffo C sarà uguale a β = Angolo che forma l'asse della biella con quello del cilindro a = Spostamento angolare della manovella rispetto al Punto Morto Superiore (P.M.S.)
E' altresì noto come la direzione del moto dello stantuffo si inverta due volte ogni giro completo della manovella in corrispondenza dei punti morto superiore (PMS) e morto inferiore (PMI).
Dalla figura 1 , si vede inoltre che la coppia motrice che agisce sull'albero motore è funzione sia della forza che agisce <(>ungo l'asse della biella, sia dei raggio di manovella.
La forza Fb deriva dalia composizione vettoriale della forza Fn, prodotta dal ciclo termodinamico, e della forza F, determinata dalla reazione della parete del cilindro alla spinta dello stantuffo, spinta dovuta all' inclinazione β dell'asse della biella. Questa spinta determina una perdita per attrito.
(I momento motore, ossia la coppia motrice, è pari a:
Nella formula riportata, Mm è il momento motore, F è la forza agente sulla testa dello stantuffo prodotta dal ciclo termodinamico, r è il raggio di manovella, a è l'angolo di manovella rispetto all'asse del cilindro e il rapporto r/l.
La forza F agente sulla testa dello stantuffo, è prodotta dal ciclo termodinamico, il cui andamento, per un motore endotermico a 4 tempi ciclo Otto (con accensione della miscela aria-combustibile mediante scintilla comandata), è rappresentato indicativamente in figura 2 in un diagramma cartesiano in cui in ascisse compaiono gli spostamenti dello stantuffo, e in ordinate le pressioni alt'intemo del cilindro sopra la testa dello stantuffo.
Come è possibile osservare dalla figura 2 il ciclo reale, indicato come linea continua, copre un’area inferiore del ciclo teorico (con linea tratteggiata) per diverse ragioni, fra le quali, importante, è quella connessa al fatto che la combustione comandata dalla scintilla non avviene istantaneamente al P.M.S., ma in un certo tempo, cosicché lo stantuffo nel suo moto alternativo compie un tratto di corsa verso il PMS, ed un tratto di corsa utile dopo il PMS, prima che la combustione del carburante avvenga completamente.
Come ampiamente riconosciuto in letteratura, ciò comporta una diminuzione del lavoro netto reso, che viene indicato da alcuni autori in una quantità pari al 10-15% del lavoro netto ottenibile.
E' ancora noto che il ciclo di funzionamento del motore, supponiamo a 4 tempi, si compie, considerando il solo punto di vista geometrico, in quattro fasi ognuna di mezzo giro ossia con un angolo percorso dalla manovella di 180°. Con l'accorgimento di disassare l'asse del cilindro rispetto al centro di rotazione dell'albero motore, si possono avere fasi di lunghezza di arco diverse (usualmente però si usano disassamenti limitati e quindi limitate differenze, tanto che questo caso può essere trascurato).
Le valutazioni di cui sopra sono state fatte in particolare con riferimento ad un motore endotermico alternativo con ciclo a 4 tempi ad accensione comandata a scintilla, ma considerazioni analoghe sono valide, con alcune dovute differenze, per un motore con ciclo a due tempi, e per un motore con ciclo diesel.
Recentemente sono stati realizzati motori rotativi, che pertanto non richiedono un sistema di trasformazione del moto alternativo in moto rotatorio, estremamente interessanti da un punto di vista tecnico.
Basti pensare al motore a turbina ed ai motore WANKEL, più adatto alle utenze individuali.
Nonostante la bontà tecnica della soluzione, i costruttori di motori non hanno mostrato molto interesse essenzialmente per il fatto che i vantaggi di questi propulsori (in particolare per le utenze medio/piccole) sono troppo ridotti per decidere di abbandonare una linea produttiva con un parco di macchine utensili, con un capitale di ricerche, per un nuovo prodotto che offre vantaggi limitati.
E' ovvio come per avere successo un ritrovato innovativo nel campo dei motori debba presentare cospicui vantaggi in termini di economia di esercizio, di facilità produttiva, di utilizzo degli impianti già esìstenti, e di economia di costo dì produzione.
Alla luce di quanto sopra, la Richiedente ha realizzato un sistema di manovellismo che consente di ottenere notevoli vantaggi rispetto alla tecnica attuate, venendo inoltre a costituire una soluzione vantaggiosamente adottabile da parte dei costruttori.
Infatti, la soluzione secondo l'invenzione consente di realizzare un ciclo di funzionamento con combustione a volume costante.
Inoltre, la soluzione proposta consente di realizzare cicli di ampiezza variabile, senza ricorrere al disassamento entro limiti importanti. Ciò permette di adeguare il ciclo alle necessità di utilizzo.
Con la soluzione secondo l'invenzione si può anche realizzare un forte aumento del valore della formula del momento motore fino al raddoppio medio ponderale dell'integrale relativo. Ciò significa proporzionalmente una riduzione nella stessa percentuale dei consumi, con il relativo incremento della Potenza specifica per unità di cilindrata.
Adottando la soluzione che viene proposta secondo la presente invenzione, si può costruire un propulsore di dimensioni più ridotte, quindi più leggero ed economico.
Perdippiù, l'invenzione consente di produrre con le linee di produzione, parco macchine e tecnologie attuali.
Un altro vantaggio che si ottiene con il sistema secondo l'invenzione è quello relativo alla soluzione del problema della carica stratificata, per arrivare all'inquinamento zero previsto dalle leggi per la fine degli anni novanta.
Questi ed altri risultati sono ottenuti, secondo la presente invenzione mediante un sistema di manovellismo che sostituisce il tradizionale complesso biella ~ manovella con la combinazione di una rotella, o biella rotante, montata folle sul perno dello stantuffo, e di un eccentrico, montato sull'albero motore.
Forma pertanto oggetto specifico della presente invenzione un sistema di manovellismo per la trasformazione del moto rettilineo alternato in moto rotatorio, in particolare adatto per motori endotermici alternativi comprendente una rotella o biella rotante, montata folle sul perno dello stantuffo del motore, e un eccentrico, montato sull’albero motore, avente almeno due segmenti o archi di eccentrico per l'ottimizzazione delle fasi del ciclo dei motore, detta rotella rotolando sul profilo di detto eccentrico con un accoppiamento caratterizzato da assenza di attrito o comunque da attrito minimo.
In particolare, secondo l'invenzione, detto eccentrico potrà avere un primo tratto di profilo ad una o più curvature tale da ottimizzare le fasi di aspirazione ed espansione, e un secondo tratto di profilo ad una o più curvature tale da ottimizzare le fasi di compressione e scarico.
Nella forma di realizzazione preferita del sistema secondo l'invenzione, detto eccentrico può prevedere un ulteriore segmento o arco per l'ottimizzazione della combustione, in particolare per ottenere (a combustione a volume costante.
In particolare, detto ulteriore segmento o arco avrà un raggio di curvatura costante di ampiezza pari alia distanza tra l'asse motore e la curvatura che determina il Punto Morto Superiore.
Ancora secondo l'invenzione, detta rotella e detto eccentrico sono realizzati in materiale tale che lo sforzo di compressione esercitato dalla rotella rimanga entro i limiti di elasticità dei materiali.
Sempre secondo l'invenzione, saranno previsti mezzi per mantenere costantemente il contatto tra rotella ed eccentrico.
Secondo una prima forma di realizzazione, detti mezzi per . mantenere il contatto sono costituiti da una bielfetta, libera di oscillare sullo stesso asse della rotella e provvista inferiormente di una sporgenza che si va ad accoppiare con un profilo concentrico al profilo esterno dell'eccentrico, e che lo riproduce fedelmente.
In un'altra forma di realizzazione, detti mezzi possono essere costituiti da un'asta vincolata, ad un estremità, con uno o più gradi di libertà, allo stantuffo e all'altra estremità vincolata ad un sistema elastico che assorbe l'energia inerziale nella corsa dal punto morto inferiore al punto morto superiore, restituendola nella prima parte della corsa dal punto morto superiore al punto morto inferiore.
Detto sistema eiastico può essere sostituito, secondo l'invenzione, da un sistema idraulico, eventualmente comandato da microprocessori.
Il sistema di manovellismo secodno l'invenzione può essere utilizzato con motori pluricilindrici, prevedendo un unico eccentrico per tutti i cilindri, ovvero un eccentrico per ciascun cilindro.
La presente invenzione verrà ora descritta, a titolo illustrativo, ma non limitativo, secondo sue forme preferite di realizzazione, con particolare riferimento alle figure dei disegni allegati, in cui:
la figura 1 è una vista schematica di un motore secondo la tecnica nota;
(a figura 2 mostra il diagramma di un ciclo Otto;
la figura 3 è una vista schematica di una forma di realizzazione del sistema secondo l'invenzione;
le figure 4a, 4b, 4c e 4d mostrano le varie fasi del ciclo di un motore a 4 tempi con il sistema di manovellismo secondo l'invenzione;
la figura 5 mostra un profilo particolarmente preferito secondo l'invenzione;
la figura 6 mostra uno schema dell'eccentrico di figura 5;
la figura 7 è una vista in sezione di un sistema di manovellismo secondo l'invenzione che prevede mezzi per mantenere costantemente il contatto tra rotella ed eccentrico;
la figura 8 è una vista schematica di una seconda forma di realizzazione dei mezzi per mantenere il contatto tra rotella ed eccentrico; e
la figura 9 mostra un esempio di profilo di eccentrico per ottenere una combustione a volume costante.
Prima di descrivere dettagliatamente la soluzione secondo l'invenzione, si vuole puntualizzare come venga fatto un raffronto con la soluzione di tecnica anteriore cui si è già accennato nella parte introduttiva della descrizione, con la premessa che la presente valutazione qualitativa, si basa sulla comparazione di due propulsori, uno costruito secondo l'invenzione e l'altro secondo la tecnica anteriore aventi medesime cilindrata, alesaggio e corsa, il medesimo ciclo (a 2 o 4 tempi), utilizzanti lo stesso carburante, il medesimo rapporto di compressione, la medesima camera di combustione, numero e dimensioni delle valvole di aspirazione e scarico, il medesimo sistema di alimentazione e scarico, in cui la costruzione è realizzata con le stesse macchine utensili e materiale, e con il medesimo sistema di accensione (scintilla o compressione).
Facendo riferimento alla figura 3, il sistema secondo l'invenzione comprende un complesso di parti che sostituiscono il sistema noto come biella-manovella, ed indicato in figura 1.
In particolare, comprende un eccentrico 1, solidale all'albero motore, una rotella 2, libera di ruotare, quindi folle, sul perno 3 dello stantuffo, ed un elemento che limita la libertà dello stantuffo 4 di muoversi liberamente lungo l'asse del cilindro 5 motore, che verrà descritto in maggiore dettaglio nel seguito.
Con il riferimento numerico 6 è indicato l'albero motore. Sono indicati altresì i centri di curvatura dell'eccentrico
i cui valori verranno indicati successivamente nella formula di calcolo del momento motore.
il funzionamento del motore verrà descrìtto per un motore a 4 tempi ad accensione a scintilla comandata, dovendosi notare come analogamente, sia pur con le debite differenze, si comporta il ritrovato applicato ad un motore a 2 tempi. Ed in entrambi i casi (2 tempi o 4 tempi) nei caso di accensione per compressione e con ogni tipo di carburante.
Inoltre, nella figura sono mostrati solo tre centri di curvatura unicamente per non complicare troppo il disegno.
Nella figura 4a si indica il funzionamento del sistema secondo l'invenzione neiia fase di espansione del prodotto della combustione del combustibile, dopo il P.M.S.
Sul cielo dello stantuffo 4 agisce la pressione dei gas combusti, indicata con la lettera p. Questa determina una forza che si trasmette dal perno 3 dello stantuffo, sulla rotella 2, la cui periferìa preme sull'eccentrico 1.
Il moto della rotella 2 sull'eccentrico 1, il cui profilo sarà studiato appositamente per ottimizzare la corsa, è di rotolamento puro, ossia senza strisciamento, e quindi senza attrito, avendo cura che lo sforzo di compressione esercitato dalla rotella 2 rimanga bene entro i limiti di elasticità dei materiali scelti per la rotella 2 che per l'eccentrico 1.
Dalia figura 5, che rappresenta indicativamente uno del numero infinito dei profili possibili per l'eccentrico 1, si vede che la rotazione della roteila 2 avviene per contatto sul profilo dell'eccentrico 1 secondo il centro di curvatura del profilo momentaneamente a contatto con la rotella 2.
Nella figura 5 si è indicato con ecc., i centri di curvatura del profilo considerato e con ecc. le distanze fra detti centri di curvatura e l'asse motore, indicato con A. Le distanze
b2, b3, costituiscono i parametri che debbono essere immessi nella formula riportata in precedenza ai posto di r, ovverosia del raggio di manovella, che ci fornisce il valore del momento motore istantaneo all'angolo a di cui ha ruotato l'albero motore dal P.M.S..
Venendo ora ad esaminare la figura 6, si vede che la corsa utile dello stantuffo 4 lungo l'asse dei cilindro motore 5 è data dalla relazione: dove C = C-1 è la distanza fra l'asse motore A ed il centro di curvatura della testa dell’eccentrico 1, è il raggio di curvatura del profilo della testa dell'eccentrico 1 (che determina il PMS) ed è il raggio di curvatura della base dell'eccentrico 1 (che determina il PMI).
E' facile vedere che la cilindrata del motore è data dal prodotto dell'area dello stantuffo moltiplicato per la corsa. La corsa dello stantuffo, che nel caso del sistema biella-manovella descritto in precedenza è pari a 2r, è il parametro, costante, che compare nella formula del momento motore.
Le distanze ecc. possono essere opportunamente scelte e costituire multiplo di r, pur rimanendo la cilindrata del motore pari a: area dello stantuffo x 2r.
Ponendo ad esempio r=26 mm, quindi 2r=corsa=52 mm e scegliendo:
Trascurando per ora il termine λ e quindi ponendo uguale a 1 il termine per una forza agente sullo stantuffo F, uguale sia nel già considerato sistema biella-manovella e sia nel sistema secondo l'invenzione, il Mm istantaneo dipende dalla funzione in cui r=corsa=costante e ^lunghezza della biella costante, per il motore considerato.
λ = r/l (secondo la tecnica nota λ è uguale a 0,25 circa).
Nel sistema secondo l’invenzione, i 2 3⁄4 ecc. il cui valore dipende dal centro di curvatura dei vari tratti di profilo dell'eccentrico 1 , per cui λ è un rapporto, variabile, fra ecc. il cui valore è dato dalla somma del raggio della rotella 2 (costante nell'esempio, perché la rotella è stata considerata un cerchio) più il raggio di curvatura dei vari tratti di profilo del'eccentrico 1.
Sviluppando la ricerca del valore della funzione T sopra citata nel caso di un motore secondo la tecnica anteriore e per un motore con il sistema secondo l'invenzione, per una stessa corsa=52 mm, con biella lunga 1=110 mm nel caso della tecnica anteriore, e con l’eccentrico 1 di figura 6, con rotella 2 di i valori della funzione T nei due casi sono, con buona approssimazione, quelli riportati nella tabella I, per uguali corse dello stantuffo:
spinta esercitata dalla rotella 2 sul profilo deireccentrico 1, rispetto all'asse del cilindro, si ha una perdita di attrito più alta nel moto relativo fra mantello dello stantuffo e cilindro, il vantaggio conseguito è notevolissimo.
In conclusione la corsa di espansione, quindi il ciclo attivo, termina con considerevole incremento della potenza ottenuta rispetto ai valori ottenuti con la soluzione secondo la tecnica anteriore.
La soluzione proposta secondo la presente invenzione è vantaggiosamente utilizzabile in motori pluricilindrìci, prevedendo un unico eccentrico 1 per tutti i cilindri, oppure un numero di eccentrici 1 corrispondente ai numero di cilindri.
Nella figura 4b è mostrata la fase di scarico. Lo stantuffo 4 è spinto dal profilo, a mezzo della rotella 2, a risalire dal P.M.I. al P.M.S., utilizzando l'energia accumulata dal volano.
Dopo che l'albero motore 6 ha compiuto un determinato arco di cerchio dal P.M.I., la roteila 2 tende a perdere il contatto con l'eccentrico.
Deve quindi essere previsto un dispositivo che contrastando l’energia conferita alio stantuffo 4 dall’eccentrico 1, faccia mantenere il contatto con la rotella 1.
Una forma di realizzazione di tale dispositivo è illustrata nella figura 7, dovendosi intendere che essa è semplicemente illustrativa, potendosi adottare molte altre soluzioni equivalenti.
Il dispositivo di figura 7 comprende una bielletta 7, disposta posteriormente coassiale alla rotella 2 e avente inferiormente una sporgenza 8, che si va ad accoppiare con il profilo posterore 9 dell’eccentrico 1, profilo posteriore 9 che riproduce fedelmente il profilo estreno dell'eccentrico 1.
Su detta sporgenza è prevista una rotodina o slitta 10, per rendere lo scorrimento della biadetta 7 sui profilo 9 assolutamente ininfluente sul movimento del'eccentrico 1.
La biadetta, come detto, ha il solo scopo di mantenere costante la distanza tra il centro della rotella 2 e il profilo esterno dell'eccentrico 1.
Un'altra forma di realizzazione dei mezzi per mantenere costante detta distanza è mostrata nella figura 8.
In questo caso, il dispositivo è costituito da una asta 11 vincolata, anche con uno o più gradi di libertà, allo stantuffo 4, per esempio nella parte inferiore dello stantuffo 4 stesso (in figura l'asta 11 è vincolata allo spinotto 3 dello stantuffo 4). L'altra estremità dell'asta 11 è vincolata ad un elemento elastico 12 atto ad assorbire l'energia inerziale dello stantuffo 4 nella sua corsa dal P.M.I. al P.M.S., restituendola nella prima parte della corsa dal P.M.S. al P.M.I..
Come già detto, l'elemento elastico può essere sostituito da un sistema idraulico, eventualmente comandato da microprocessori.
In figura 4c è mostrata la fase di aspirazione. In questo caso lo stantuffo 4 deve essere forzato a seguire la legge deireccentrico 1, e quindi è necessario il dispositivo che costringa io stantuffo 4 a (asciare (a posizione del P.M.S.. Dopo un determinato arco di cerchio compiuto dall'albero motore 6, l'azione del dispositivo non è più necessaria perché l'energia inerziale dello stantuffo 4 fa ristabilire il contatto fra rotella 2 ed eccentrico 1, il quale contrasta, fino ad annullarla al P.M.I., l'inerzia dello stantuffo 4.
In figura 4d è mostrata la fase di compressione. Come nella fase di scarico, ad un certo punto avverrebbe il distacco fra rotella 2 ed eccentrico 1 (anche se il lavoro negativo svolto dallo stantuffo 4 nella fase di compressione può assumere valori tali da annullare, in qualche caso, la forza d'inerzia), e quindi anche in questo caso è necessaria l'azione del dispositivo di cui si è detto.
In figura 9 è mostrato un esempio di profilo di eccentrico policebtrico che consente di ottenere la combustione a volume costante.
L'esempio riportato in figura è stato realizzato per una corsa del pistone di 56 mm.
Nella figura, defiscono il profilo policentrico, i raggi di curvatura e A, B, C, D, E, F, G, i punti di tangenza.
La rotazione dell'eccentrico 1 avviene in senso antiorario, e la corsa del pistone è calcolata come
Il diametro della biella rotante 2 è di 70 mm.
L'arco A-B-C-D è per le corse di espansione e di aspirazione, lungo l'arco D-E, il pistone è fermo al PMI, l'arco E-F-G è per le corse di scarico e compressione, mentre lungo l'arco G-A il pistone è fermo al PMS.
E' proprio in corrispondenza di questo arco, nell'esempio di 30°, che si ha la combustione a volume costante.
Il tempo di sosta calcolato è t=0,001 sec con una velocità periferica dell’eccentrico di 4500 g/m.
La presente invenzione è stata descritta a titolo illustrativo, ma non limitativo, secondo sue forme preferite di realizzazione, ma è da intendersi che variazioni e/o modifiche potranno essere apportate dagli esperti nel ramo senza per questo uscire dal relativo ambito di protezione, come definito dalle rivendicazioni allegate.
Claims (11)
- RIVENDICAZIONI 1. Sistema di manovellismo per la trasformazione del moto rettilineo alternato in moto rotatorio, in particolare adatto per motori endotermici alternativi, caratterizzato dal fatto di comprendere una rotella o biella rotante, montata folle sul perno dello stantuffo del motore, e un eccentrico, montato sull'albero motore, avente almeno due segmenti o archi di eccentrico per l'ottimizzazione delle fasi del ciclo del motore, detta rotella rotolando sul profilo di detto eccentrico con un accoppiamento caratterizzato da assenza di attrito o comunque da attrito minimo.
- 2. Sistema di manovellismo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto eccentrico ha un primo tratto di profilo ad una o più curvature per la ottimizzazione delle fasi di aspirazione e di espansione, e un secondo tratto di profilo ad una o più curvature per la ottimizzazione delie fasi di compressione e scarico.
- 3. Sistema di manovellismo secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detto eccentrico prevede un ulteriore segmento o arco per l'ottimizzazione della combustione, in particolare per ottenere la combustione a volume costante.
- 4. Sistema di manovellismo secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detto ulteriore segmento o arco ha un raggio di curvatura costante di ampiezza pari alla distanza tra l'albero motore e la curvatura che determina il Punto Morto Superiore.
- 5. Sistema di manovellismo secondo una delle rivendicazione precedenti, caratterizzato dal fatto che detta rotella e detto eccentrico sono realizzati in materiale tale che lo sforzo dì compressione esercitato dalla rotella rimanga entro i limiti di elasticità dei materiali.
- 6. Sistema di manovellismo secondo una delle rivendicazione precedenti, caratterizzato dai fatto che sono previsti mezzi per mantenere costantemente il contatto tra rotella ed eccentrico.
- 7. Sistema di manovellismo secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detti mezzi per mantenere il contatto sono costituiti da una bielletta, libera di ruotare sullo stesso asse della rotella e provvista inferiormente di una sporgenza che si va ad accoppiare con un profilo concentrico al profilo esterno deH'eccentrico, e che lo riproduce fedelmente.
- 8. Sistema di manovellismo secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detti mezzi sono costituiti da un'asta vincolata, ad un estremità, con uno o più gradi di libertà, allo stantuffo e all’altra estremità vincolata ad un sistema elastico che assorbe l'energia inerziale nella corsa dal punto morto inferiore al punto morto superiore, restituendola nella prima parte della corsa dal punto morto superiore al punto morto inferiore.
- 9. Sistema di manovellismo secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che detto sistema elastico è sostituito da un sistema idraulico, eventualmente comandato da microprocessori.
- 10. Sistema di manovellismo secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che viene utilizzato con motori pluricilindrici, prevedendo un unico eccentrico per tutti i cilindri, o un eccentrico per ciascun cilindro.
- 11. Sistema di manovellismo per la trasformazione del moto rettilineo alternato in moto rotatorio, in particolare adatto per motori endotermici alternativi, secondo ognuna delle rivendicazioni precedenti, sostanzialmente come illustrato e descritto.
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US6662775B2 (en) | 1999-03-23 | 2003-12-16 | Thomas Engine Company, Llc | Integral air compressor for boost air in barrel engine |
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ES2222886T3 (es) | 2000-03-15 | 2005-02-16 | Gerhard Lehofer | Maquina alternativa. |
WO2002080195A1 (en) | 2001-02-16 | 2002-10-10 | E.I. Dupont De Nemours And Company | High conductivity polyaniline compositions and uses therefor |
DE10138837A1 (de) * | 2001-08-14 | 2003-02-27 | Helmut Obieglo | Hubkolbenaggregat |
US6899065B2 (en) | 2002-04-30 | 2005-05-31 | Thomas Engine Company | Radial-valve gear apparatus for barrel engine |
US8046299B2 (en) | 2003-10-15 | 2011-10-25 | American Express Travel Related Services Company, Inc. | Systems, methods, and devices for selling transaction accounts |
WO2005071230A2 (en) | 2004-01-12 | 2005-08-04 | Liquidpiston, Inc. | Haybrid cycle combustion engine and methods |
WO2008016979A2 (en) | 2006-08-02 | 2008-02-07 | Liquidpiston, Inc. | Hybrid cycle rotary engine |
JP2011530044A (ja) * | 2008-08-04 | 2011-12-15 | リキッドピストン, インコーポレイテッド | 等積熱添加エンジンおよび方法 |
US8281764B2 (en) * | 2009-06-25 | 2012-10-09 | Onur Gurler | Half cycle eccentric crank-shafted engine |
CN102042376A (zh) * | 2010-02-07 | 2011-05-04 | 福建南安三井机械厂有限公司 | 凸轮双滚轮机构 |
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WO2014025613A1 (en) * | 2012-08-10 | 2014-02-13 | Barnes Group Inc. | Flexible connection rod |
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Family Cites Families (20)
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US1806608A (en) * | 1931-05-26 | John bryant | ||
US629039A (en) * | 1898-05-16 | 1899-07-18 | Samuel W Luitwieler | Mechanism for producing reciprocating motion. |
US1873015A (en) * | 1929-06-05 | 1932-08-23 | Frank J Omo | Internal combustion engine |
US1784902A (en) * | 1929-10-22 | 1930-12-16 | Joseph V Maurais | Power-shaft connection for internal-combustion engines |
FR775940A (fr) * | 1934-01-15 | 1935-01-12 | Moteur à explosions ou à combustion interne | |
US2120657A (en) * | 1937-01-06 | 1938-06-14 | Henry R Tucker | Internal combustion engine |
US2249951A (en) * | 1939-12-04 | 1941-07-22 | M S Kingston | Energy transmission means |
US2417649A (en) * | 1943-12-10 | 1947-03-18 | Johansen Carl Steffen | Two-stroke internal-combustion engine |
US3572209A (en) * | 1967-11-28 | 1971-03-23 | Hal F Aldridge | Radial engine |
DE1776054A1 (de) * | 1968-09-12 | 1970-11-12 | Hatz Motoren | Kolbenmaschine |
US3998200A (en) * | 1974-10-16 | 1976-12-21 | Sudholt Kenneth J | Reciprocating engine |
US4149498A (en) * | 1976-11-19 | 1979-04-17 | Ferrell Arthur T | Internal combustion engine |
DE2908196A1 (de) * | 1979-03-02 | 1980-09-11 | Heinrich Schiller | Verbrennungs-viertakthubkolbenmotor ohne kurbelwelle der bei einer umdrehung den ganzen arbeitszyklus abschliesst |
US4301776A (en) * | 1979-06-04 | 1981-11-24 | Fleming Joseph W | Crankshaft apparatus |
US4493296A (en) * | 1981-05-28 | 1985-01-15 | Williams Gerald J | Three cycle engine with varying combustion chamber volume |
US4489681A (en) * | 1981-12-02 | 1984-12-25 | Jackson Francis W | Multiple piston expansion chamber engine |
US4430967A (en) * | 1982-02-08 | 1984-02-14 | Williams Robert H | Two cycle diesel engine |
US4966067A (en) * | 1989-02-27 | 1990-10-30 | Sundstrand Corporation | Involute cam actuator with piston drive |
FR2655378B1 (fr) * | 1989-12-06 | 1994-04-01 | Claude Boulanger | Systeme de moteur a 2 temps ayant 4 cycles. |
GB2278773B (en) * | 1993-06-11 | 1997-04-09 | Clares Equip Ltd | Steerable mobile load carrier and swivel castor therefor |
-
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