Nuovo brevetto "MOTOROT"

MOTORI ROTATIVI. COME AUMENTARE LE PRESTAZIONI DEI MOTORI
ROTATIVI (WANKEL )

e con lo stesso meccanismo, creare nuovi motori rotativi ( per i motori endotermici, probabilmente l’unica altra soluzione possibile e vantaggiosa sarà quella con pistone rotante di sezione pentagonale, molte e varie saranno invece le soluzioni per motori esotermici, limitate solo dalla fantasia dei progettisti).

Il meccanismo, variando i rapporti dei suoi ingranaggi, permette il moto autonomo di tutti i prismi, aventi come sezione un poligono regolare, entro una camera, avente come sezione
la trocoide relativa al poligono usato. Il movimento dipende esclusivamente dal meccanismo suddetto, il prisma (pistone rotante) compie il suo moto composito, senza appoggiarsi alla camera trocoidale (statore).

VANTAGGI: Gli attriti tra pistone rotante e statore si riducono a quelli necessari alla tenuta di pressione, anche perché le forze dello scoppio e dell’espansione non si scaricano sulle pareti dello statore attraverso gli spigoli del pistone rotante, come nelle precedenti versioni, ma sull’asse del meccanismo, il meccanismo inoltre, permette di contrappesare il pistone rotante.

La dimostrazione geometrica della formula trigonometrica generale, non è qui pubblicata.

SCHEMI GEOMETRICO – MECCANICI, PER REALIZZARE I MOVIMENTI DEI. MOTORI ROTATIVI.

I°. Dato un poligono regolare piano, esistono infinite curve piane geometricamente regolari, chiuse, ognuna delle quali, come il cerchio circoscritto al poligono dato, tocca contemporaneamente tutti i suoi vertici, anche se il poligono si muove dentro di esse. Vi sono
diversi modi per ottenere tali curve, ma ne prendiamo in considerazione solo uno.

II°. Quello che genera la curva seguendo la traccia di un punto situato sul raggio di un cerchio che rotola senza slittare intorno ad un altro cerchio. ( TAV. 1- FIG URA I^). Tali curve, in geometria, sono dette “trocoidi“, la formula generale delle quali è:

X = “R“ sen α + “E“ sen(N α).

Y = “R“ cos α + “E “ cos(N α).

Dove “R“ è il raggio del cerchio circoscritto al poligono dato, “N“ è il numero di lati o vertici del poligono, “E“ s’interpreta come raggio della circonferenza, intorno alla quale il centro,
che chiameremo “C“, del poligono dato, compie “N“ rivoluzioni nel tempo in cui il poligono fa una rotazione nello stesso senso; “R“, “E“, “N“, sono tutti dati variabili, e le soluzioni per ogni “N“ ( lati o vertici del poligono) sono teoricamente infinite.

III°. Ogni poligono regolare può creare con i suoi vertici la sua particolare trocoide, semplicemente facendo una rotazione su se stesso, mentre il suo centro “ C “ contemporaneamente, compie nello stesso senso, tante rivoluzioni quanti sono i suoi vertici, intorno ad un cerchio di raggio “ E “. ( TAV. 1 – FIGURA II^ ).Descrivendo il tutto in tre dimensioni, si ha un prisma a sezione di poligono regolare, che ruota di moto composto, dentro ad una camera a sezione trocoidale, e per similitudine, un
pistone di sezione poligonale, che ruota entro uno statore di sezione trocoidale.

REALIZZAZIONE: Si tratta ora di progettare un meccanismo che realizzi questa rotazione composta. Per questa descrizione, come pistone rotante, è usato il prisma pentagonale, i rapporti degli ingranaggi sono quelli in grassetto, della TABELLA N°1. Descrizione e rapporti, usati nella TAV. 2.

TABELLA N° 1: rapporto degli ingranaggi B / A costante.

TABELLA N° 2: numero di giri degli ingranaggi B e A costante.

DESCRIZIONE: PARTI DEL MECCANISMO (TAV. 2.)

“A“ ingranaggio, dentato internamente con “4 n“ denti, e raggio “4 E“, gira con l’albero motore.

“B“, ingranaggio interno ad “A“, dentato esternamente con “3n“ denti, e raggio “3 E“ (su di esso è fissato il pistone rotante). “B“ è libero di ruotare sull’eccentrico “EC“. “EC“ gira intorno ad “AM“, mosso dalle due coppie d’ingranaggi “D – G“, “F – H“, che lo collegano ad “A“; i rapporti delle coppie sono tali da ottenere il richiesto numero di giri di “A“ rispetto “E C“ (tali rapporti sono specifici per ogni forma di pistone rotante, come specificato in seguito nello
specchio dei rapporti tra ingranaggi).

“E“ è l’eccentricità di “EC“, ovvero la distanza (C<>c) tra il centro “C“ di “EC“, ed il centro “c“ dell’asse del sistema, ( ed è anche la “E“ dei paragrafi II° e III° ); l’asse è “AM“.

“AM“, albero motore, e asse del sistema.

RAPPORTI TRA LE PARTI DEL MECCANISMO.

Gli ingranaggi “F“ e “G“, girano all’unisono, sullo stesso asse.

Gli ingranaggi “H“ e “D“, sono concentrici.

“H“ ed “A“, girano all’unisono con l’albero motore “AM“.

“EC“ ruota intorno all’albero motore “AM“.

Mentre “B“ compie una rotazione, “EC“ compie tante rotazioni quanti sono gli spigoli del pistone rotante.

FUNZIONAMENTO: Il gruppo “B – EC“, ossia la ruota dentata esternamente, montata sull’eccentrico “EC“, ruota intorno all’albero motore “AM“, e se “B“ non ruota su se stesso, ad ogni rotazione la ruota “A“ dentata internamente, avanza di 1/4 di giro, con ” cinque “ rotazioni di “B – EC“, quanti sono i vertici del pistone rotante, “A“ avanzerà di 5/4 di giro, se, contemporaneamente, “B“ col pistone rotante, fa “un“ giro su se stesso, come richiesto dal paragrafo III°, “A“ avanzerà di altri 3/4 di giro, in tutto: 5/4 + 3/4 = 8/4= 2.

Riassumendo: “B“ col pistone rotante pentagonale, fa un giro su se stesso, ed il centro del pistone rotante, col gruppo “B – E C“, fa cinque rivoluzioni intorno ad un cerchio di raggio
“E“; come richiesto dal paragrafo III, nello stesso tempo le due coppie di ingranaggi”D – G“ e “F – H“che collegano l’eccentrico “E C“ all’albero motore “AM“, fanno in modo che l’ingranaggio “A“, compia con “AM“, i due giri richiesti in questo caso.

VANTAGGI: Gli attriti del pistone rotante si riducono a quelli necessari alla tenuta di
pressione.

Il meccanismo permette di contrappesare il pistone sull’eccentrico “EC“, eliminando così, gran parte delle vibrazioni.

Le forze dello scoppio e dell’espansione, non si scaricano sulle pareti della camera trocoidale attraverso gli spigoli del pistone, come nelle precedenti versioni di motori
rotativi, ma sull’asse motore “AM“, attraverso l’eccentrico “EC“.

IMPORTANTE: Unità di riferimento delle seguenti tabelle, è una rotazione completa del pistone rotante, ossia dell’ingranaggio “ B “ assieme al quale ruota.

Unità di misura degli ingranaggi “A“ e “B“ è la “E“ della formula trigonometrica,
meccanicamente è l’eccentricità di “EC“ (E), tav. 2.

Nella Tabella N° 2, sono evidenti le sequenze in progressione aritmetica di molte delle coppie d’ingranaggi, il che conferma la possibilità di applicare il meccanismo, teoricamente, a tutti i prismi regolari.

Parita’ meccanica.

Le coppie (HF) e (GD) ruotano su due assi paralleli, le somme dei loro raggi (e denti) devono essere uguali: (R di H+F) = (R di G+D)
NOTA Riferendosi alla formula del paragrafo II°:

X = “R“ sen α+ “E“sen(N α).

Y = “R“ cos α+ “E“cos(N α).

Maggiore è il valore di “E“ rispetto a “R“, più accentuata è la curva trocoide, e maggiore è la differenza tra le aree minime e massime, che si formano tra il poligono e la curva stessa durante la rotazione. Tra un prisma o pistone rotante, e la camera a sezione trocoidale, vi sarà invece una maggiore differenza di volumi, e per fare un parallelo con i motori alternativi, maggiore rapporto tra cilindro e camera di scoppio, ovvero: maggiore rapporto di compressione.
TAV 3 e 4: Schemi di una possibile soluzione di motore a pistone pentagonale; in questa soluzione si hanno, ad ogni giro del pistone, 10 fasi attive, 5 + 5, geometricamente contrapposte, invece delle tre unilaterali, delle attuali realizzazioni di motori rotativi, il che presuppone una maggiore stabilità del complesso, maggiore distribuzione della temperatura e riduzione delle vibrazioni.

BREVETTO PER MODELLO DI UTILITA’ N°. VE2004U000014.

RIVENDICAZIONE:

Oggetto del brevetto è il meccanismo che permette il moto autonomo di tutti i prismi, aventi come sezione un poligono regolare, entro una camera avente come sezione una trocoide, trocoide relativa al poligono usato; meccanismo descritto nel “DISEGNO PRINCIPALE “ del “PROSPETTO DEL MODULO U “, nel paragrafo IV°, “REALIZZAZIONE“, e negli schemi delle tavole 2 e 3.

Del quale meccanismo si riservano i diritti per qualsiasi uso, e specialmente per la realizzazione di motori endotermici, esotermici, pompe, turbine, e macchine utensili per la lavorazione di detti motori.