Murrayho motor

Hypocykloidní soukolí s převodem na přímočarý vratný pohyb
Teoretický základ:
Dovolte mi Vám představit motor, jehož historie je velice zajímavá. Motor byl
původně představen v roce 1802, vynálezcem Matthew Murraym. Prototyp tohoto
motoru byl postavený v roce 1805 nebo 1806 a sloužil k čerpání vody. Motor oprášil
v roce 1928 Henry Ford. Murrayho vynález který hypocykloidy řídí pohyb a převádí
lineární sílu pístu přes pístnici na rotační pohyb, který ovládá čerpadlo se
setrvačníkem. Murray vyvinul tento způsob k obcházení ovládání parního stroje z
mnoha patentů v držení společnosti Jamese Watta, Bolton & Watt. Tento motor by
mohl být klasifikován jako přenosný motoru. Jelikož je soběstačný tak může být
postaven kdekoliv. Pracuje při nízkém tlaku asi 5hp a je kondenzační.
Vlastnosti tohoto motoru je velmi unikátní hlavní hypocykloidní pohyb, který je
transformován na vratný pohyb. V praxi to znamená, že malé ozubené kolo obíhá
vnější ozubené kolo s vnitřním ozubením. Malé ozubené kolo má poloviční průměr
než vnější ozubené kolo. Píst je ovládán přes pístnici, které je nasunutá na čep
malého ozubeného kola.
Geometrie soukolí:
1 – Vnější kolo s vnitřním ozubením
2 – Ozubené kolo s vnějším ozubením
3 – Trajektorie otáčení ozubeného kola
1
2
4 – Pístnice
3
4
øD
α
øD – roztečný průměr vnějšího ozubeného kola
ød – roztečný průměr ozubeného kola = D/2
r – rameno otáčení pístnice na ozubeném kole = D/4
α – úhel pootočení ozubeného kola
Výpočty:
Tvar hypocykloidy:
D/d = 2
Hypocykloida má 2 vrcholy. Zmíněné vrcholy se nacházejí v horní a spodní úvrati.
Délka posunutí pístnice v závislosti na úhlu natočení ozubeného kola:
x = D/2 – (D/2 * cosα)
Okrajové podmínky:
α = 0 – 180°
x=0–D
Po dosažení maxima okrajových podmínek se pístnice vrací do původní polohy,
pouze se mění okrajové podmínky:
α = 180 – 360°
x=D–0
Literatura:
[1] Polly Model Engineering Limited [on-line]. [citation 2012-04-15]. Available from:
<http://www.pollymodelengineering.co.uk/sections/stationaryengines/anthonymount-models/murrays-Hypocycloidal-Engine.asp>
[2] Stationary Steam [on-line]. [citation 2012-04-15]. Available from:
<http://www.stationarysteam.com/cycloid.htm>