DK141379B - Smøreapparat til stempelforbrændingsmotorer. - Google Patents

Description

(S

\P.BLj OD FREMLÆGGELSESSKRIFT 1 41 379 DANMARK «» int ci.3 f oi u 1/02 §(21) Ansøgning nr. 5527/76 (22) Indleveret den 5· 3U£· 1976 (23) Løbedag 5· aug. 1976 (44) Ansøgningen fremlagt og fremlæggelsesskriftet offentliggjort den 5 · maT. 1 980

DIREKTORATET FOR

PATENT-OG VAREMÆRKEVÆSENET (30) Prioritet begæret fra den

14. aug. 1975. 10579/75, CH

(71) SULZER BROTHERS LIMITED, Zuericherstrasse 9, Winterthur, CH.

(72) Opfinder: Anton Steiger, Im Horn, 8508 Illnau, CH: Herbert Zehnder,

Rebbergstr., 8555 Ettenhausen, CH.

(74) Fuldmaegtig under «agene behandling:

Civilingeniør M.Gregersen._ (54) Smøreapparat til stempelforbrændingsmotorer.

Opfindelsen angår et smøreapparat til stempelforbræn-dingsmotorer og af den i krav l's indledning angivne art.

Et sådant smøreapparat er f. eks. kendt fra beskrivelsen til USA-patent nr. 3 656 582. Ved dette kendte smøreapparat bli-5 ver et stempel i en smøreoliehøjtrykspumpe, der er anbragt ved forbrændingsmotorens krydshoved, mekanisk påvirket af ledrør, der tjener til olietilførsel til højtrykspumpen. Denne udførelsesform har navnlig den ulempe, at en ændring af den i højtryks-pumpen transporterede oliemængde til tilpasning til driftsbetin-10 gelserne ikke er mulig. Endvidere kan anbringelsesstedet for højtrykspumpen på grund af nødvendigheden af en mekanisk drivbevægelse ikke vælges frit.

Den foreliggende opfindelse tager sigte på at angive et 2 141379 smøreapparat af den omhandlede art, ved hvilket de ovennævnte ulemper er undgået, så at man kan vælge anbringelsen af højtrykspumpen så frit som muligt og tillige under drift kan indstille den smøreoliemængde, der transporteres af højtrykspumpen 5 for hvert smøreslag, efter ønske.

Dette opnås ifølge opfindelsen ved, at smøreapparatet er udformet som angivet i krav l's kendetegnende del.

Idet fremdrivningen af højtrykspumpen ikke mere sker mekanisk, men hydraulisk, kan pumpen, uden at man, som hidtil, er 10 nødt til at tage hensyn til mekaniske drivdele, anbringes i nærheden af de smøresteder, hvortil olien skal føres.

Ved ændring af tilløbstrykket kan endvidere drivstemplets slag og dermed også pumpestemplets slag i højtrykspumpen og altså den transporterede oliemængde ændres efter behag. Thi alt ef-15 ter højden af tilløbstrykket indstiller der sig en ligevægt mellem det på drivstemplet virkende hydrauliske tryk og fjederkraften fra fjederen, og denne ligevægt bestemmer størrelsen af pumpestemplets slag og dermed af det olievolumen, der tilføres til smørestedet.

20 I denne sammenhæng skal der henvises til, at det fra en bog af F. Sass "Bau und Betrieb von Dieselmaschinen", 2. bind, Springer-Verlag, Berlin 1957, side 161 til 164, kendes cylinder-smøreoliepresser, der har hydraulisk påvirkede stempler, hvorved en anbringelse af smøreoliepresserne efter behov er mulig. Et 25 hydraulisk drevet stempel påvirker herved over en kipvægtstangs-lignende vægtstangsindretning tillige flere pumpestempler, idet en i vægtstangsindretningen angribende tilbagetræksfjeder tjener til tilbageføring af det hydraulisk påvirkede drivstempel til udgangsstillingen. Fjederen har dog i dette tilfælde ikke nogen 30 målende funktion, som det er tilfældet i sammenhæng med bestemmelsen af den oliemængde, der tilføres smørestederne ved smøreapparatet ifølge opfindelsen. løvrigt er det konstruktive opbud ved den kendte smøreindretning forholdsvis stor.

Ved udformning af smøreapparatet som angivet i krav 2 op-35 når man den fordel, at smøreolie ad en meget kort ledningsvej kan føres til smøring af stemplet, idet stemplets løbeflade og ikke cylinderens løbeflade bliver smurt direkte. Desuden kan højtrykspumpen også anvendes til smøring af en stempeltap i en dykstempelmotor. I denne sammenhæng skal der henvises til, at 3 141379 tilførsel af smøreolie til højtrykspumpen over leddede ledningsafsnit allerede er kendt fra den ovennævnte beskrivelse til USA-patent nr. 3 656 582.

Ved udformning af smøreapparatet som angivet i krav 3 5 kan lækolie, der optræder ved et stempel med forholdsvis stor diameter, med enkle midler udnyttes til smøring.

Ved udformning af smøreapparatet som angivet i krav 4 opnår man, at det kan undgås, at smøreolie ustyret kan strømme ud, f.eks. ved en forstyrrelse i høj trykspumpen og stillestående 10 stempelforbrændingsmotor, som det ville være tilfældet, når lavtrykspumpen var fremmeddrevet.

Ved udformning af smøreapparatet som angivet i krav 5 opnår man yderligere en af stempelforbrændingsmotorens omløbstal afhængig smøreolietilførsel, da det tryk på oliesøjlen i smøre-15 ledningen, der fremkaldes af accelerationskræfterne, og det véd hjælp af trykreguleringsmekanismen indstillede olietryk adderes.

Opfindelsen forklares nærmere under henvisning til tegningen, på hvilken fig. la viser et delsnit gennem et stempel i en stempel-20 forbrændingsmotor sammen med et skårne for en ud førelsesform for smøreapparatet, fig. Ib et udsnit af fig. la i større målestok, og fig. 2 et diagram for bevægelserne af arbejdsstemplet i stempelforbrændingsmotoren til forklaring af 25 funktionen af smøreapparatet.

I fig. la og lb på tegningen betegner 1 et arbejdsstempel i en stempelforbrændingsmotor, navnlig en ladet dieselmotor, der med en stempeltap 2 er forbundet med en plej Istang 3. Stemplet 1 er på kendt måde frem- og tilbagebevægelig i en cylinder 4, der 30 kun er antydet i fig. 1. I stemplet 1 er der anbragt en smøreoliehøj trykspumpe 5, der ved hjælp af en smøreledning 6 er forbundet med en smøreolielavtrykspumpe 7. Smøreoliepumpen 7 transporterer smøreolie fra en smøreoliebeholder 8 gennem en trykregulator 10 og en som styreglider udformet styreindretning 11, der 35 er indskudt i smøreolieledningen 6. Styreindretningen 11 indeholder et gliderstempel 12, der er bevægeligt i en cylinder 13 under påvirkning af en knastskive 14. Som antydet med stiplede linier er knastskiven 14 på samme måde som smøreoliepumpen 7 f.eks. ved hjælp af tandhjulsudvekslinger drevet fra stempelforbræn- 4 1A1379 dingsmotorens krumtapaksel 15.

Gliderstemplet 1Z indeholder en styrenot 16, der alt efter stillingen af gliderstemplet enten forbinder til styreindretningens cylinder 13 tilsluttede afsnit af smøreolieledningen 5 6 med hinanden eller tilsluttet det til højtrykspumpen 5 føren de afsnit af smøreolieledningen 6 til en aflastningsledning 17, der fører til beholderen 8. Aflastningsledningen 17 er forsynet med et drøvlested 18.

I området mellem motorhuset og stemplet 1 er smørelednin-10 gen 6 udformet som et af ledrør 20, 21, 22 bestående ledningsafsnit.

Højtrykspumpen 5 indeholder et pumpehus 23, fig. Ib, i hvilket et differentialstempel 24 er bevægeligt. Differential-stemplet består af et pumpestempel 25 med mindre diameter, hvil-15 ket pumpestempel når ind i et pumpekammer 36, samt et drivstempel 26 med større diameter. Pumpen 5 er over en sugeventil 27 forbundet med et ledningsafsnit 6'” af smøreolieledningen 6.

Desuden indeholder pumpen en trykventil 28, gennem hvilken smøreolien fra kammeret 36 kan transporteres til et smørested 30.

20 I det foreliggende tilfælde befinder smørestedet 30 sig i ydervæggen af stemplet 1 mellem to stempelringe 31. Smørestedet kan dog også være anbragt f.eks. i en stempelringnot.

Drivstemplet 26 er bevægeligt i et cylinderrum 32 i huset 23, hvilket rum over et afsnit 32a er tilsluttet til et lednings-25 afsnit 6" i smøreolieledningen 6. Stemplet 26 er belastet af en trykfjeder 33. der er anbragt i et afsnit 32b i cylinderen 32.

Til afsnittet 32b i cylinderen 32 slutter sig en ledning 34, der udmunder i væggen på stemplet 1 og tilfører udlækkende smøreolie til et smørested 35.

30 Man vil forstå, at der i et stempel 1 kan være anbragt fle re højtrykspumper 5, af hvilke hver enkelt kan forsyne et eller flere smøresteder 30. Ved en flercylindermotor kan der til hver cylinder høre en særskilt styreindretning 11, og alle styreindretningerne 11 kan være tilsluttet til en fælles smørepumpe 7 med 35 en ligeledes fælles trykregulator 10.

‘ Når styreglideren 11 under drift styrer forbindelsen inde i smøreolieledningen 6, bliver drivstemplet 26 i høj trykspumpen 5 mod kraften fra fjederen 33 i fig. la og lb bevæget nedefter.

Derved udfører højtryksstemplet 25 en sugebevægelse, ved hvilken 5

14137S

den tilsuger olie fra smøreolieledningen 6 gennem sugeventilen 27. Størrelsen af sugeslaget er bestemt af tilløbstrykket i ledningen 6, og dette tryk er afhængigt af indstillingen af trykregulatoren 10. Drivstemplet 26 spænder nemlig ved sin bevægelse 5 fjederen 33 så langt, indtil der opstår en ligevægt mellem fjederkraften fra denne fjeder og det hydrauliske tryk, der virker på stemplerne 25, 26. Når forbindelsen i smøreolieledningen 6 bliver afbrudt af gliderstemplet 12 under det videre forløb af arbejdscyklussen i stempelforbrændingsmotoren, forbliver diffe-10 rentialstemplet 24 stående i den stilling, det har indtaget.

Så snart gliderstemplet 12 forbinder det afsnit 6 i smøreolieledningen, der fører til højtrykspumpen 5, med aflastningsledningen 17, bevæger fjederen 33 differentialstemplet 24 opefter til den i fig. la og lb viste stilling. Den olie, der 15 findes foran drivstemplet 26, bliver fortrængt gennem aflastningsledningen 17 med drøvlestedet 18. Derved kan bevægelseshastigheden for differentialstemplet 24 bestemmes ved hjælp af drøvlestedet 18. Højtryksstemplet 25 udfører ved denne bevægelse et transportslag og trykker den indsugede smøreolie gennem 20 trykventilen 28 til smørestedet 30.

Under den yderligere bevægelse af arbejdsstemplet 1 styrer gliderstemplet 12 forbindelsen inden for smøreolieledningen 6, idet samtidig forbindelsen med ledningen 17 bliver afbrudt, hvorefter det allerede beskrevne forløb gentages.

25 Smøreapparatet ifølge opfindelsen tillader en påvirkning udefra, af den smøreoliemængde, der for hvert af motorens slag tilføres til smørestedet 30, idet man kan vælge tilløbstrykket ved hjælp af trykregulatoren 10. Alt efter dimensioneringen af differentialstemplet 24 er det muligt at opnå meget høje tryk 30 på smørestedet 30, så at højtrykspumpen 5 f.eks. også kan anvendes til smøring af en lejring af en stempeltap 2 eller et krydshoved i en krydshovedmaskine.

Fig. 2 viser et muligt forløb af arbejdsmåden af smøreapparatet ifølge opfindelsen under en omdrejning af en totaktsmo-35 tor. I diagrammet viser en linie A slagbevægelsen og massekraften i stemplet 1 under en hel omdrejning fra et øverste dødpunkt 0 til et nederste dødpunkt U og tilbage til det øverste dødpunkt 0. I diagrammet betegner I et ekspansionsslag og II et kompressionsslag i motoren. I et område X sker der en gasudveksling, 40 nemlig udstødning og skylning med ladning.

6 1A13 7 9

Styreindretningen 11 i smøreapparatet er dimensioneret således, at forbindelsen i smøreolieledningen ved hjælp af gliderstemplet 12 og dermed fyldningen af højtrykspumpen 5 sker i et område F. Forbindelsen af det afsnit i smøreolieledningen, 5 der ligger nærmest ved højtrykspumpen, med aflastningsledningen 17 og dermed aflastningen af højtrykspumpen 5, i hvilken tid der tilføres olie til smørestedet 30, sker i et område E.

Af diagrammet i fig. 2 fremgår det, at fyldningen af højtrykspumpen 5 sker i et område F, i hvilket den på stemplet 10 virkende resulterende massekraft M+ er rettet opefter, d. v. s. hen mod det øverste dødpunkt. Derved får man den virkning, at massekraften, der virker på den i det afsnit i smøreolieledningen, der ligger nærmest ved højtrykspumpen, værende oliesøjle overlejres på trykket fra trykregulatoren 10 og derfor medfører 15 en forøgelse af smøreoliemængden. Derved får man en gunstig afhængighed af den pr. slag til smørestedet 30 tilførte oliemængde af motorens omløbstal.

Denne virkning kan yderligere forstærkes ved, at højtrykspumpen 5 med sin akse i forhold til den i fig. la og lb vi-20 ste stilling er vendt om, d.v.s., at stemplet 26 er anbragt foroven og stemplet 17 forneden. I det område, hvor massekraften er rettet mod det øverste dødpunkt, virker nemlig massekraften fra stemplet 24 yderligere mod kraften fra fjederen 33, hvad der medfører en yderligere forskydning af differentialstemplet 24 25 mod fjederen 33 og dermed en yderligere forstærkning af indsugningsvolumenet .

Af fig. 2 fremgår det også, at udladningen af højtrykspumpen 5 sker i et område E, i hvilket der sker en vending af accelerationen af stemplet 1 og således af kraftretningen for 30 massekræfterne. Derved bliver indflydelsen af massekræfterne på bevægelsen af differentialstemplet 24 holdt så lille som muligt. Desuden sker smøringen i en optimal stilling af stemplet i cylinderen. Stemplet befinder sig uden for området for slidserne i en totaktsmotor og i nogen afstand fra forbrændingsrummet, så 35 at olien kan fordeles jævnt på cylindervæggen.

I stedet for den i fig. 2 viste fremstilling er det også muligt at vælge andre områder E og F, i hvilke højtrykspumpen udfører sin sugebevægelse og sin transportbevægelse. Desuden behøver der ikke at ske et smøreslag ved hjælp af pumpestemplet 24 for hvert slag af arbejdsstemplet 1. Man kan også tænke sig en .. _____

Claims (3)

141379 7 udførelsesform, ved hvilken der sker et smøreslag nok i takt med stempelbevægelsen, men først efter flere slag af arbejds-stemplet 1. Dødrumraet for højtrykspumpen 5, d.v.s. det tilbagebli-5 vende cylinderrum, når stemplet 25 står i sin øverste endestilling i fig. la og Ib, skal være så lille som muligt. Når arbejdsrummet i stemplet 25 ved driftens begyndelse, f.eks. efter længere stilstand eller efter en montage, er fyldt med luft, kan denne luft komprimeres af stemplet og fjernes gennem pumpen 10 5's trykledning. Særlige foranstaltninger til udluftning, f.eks. udluftningsventiler, er derfor overflødige. Trykventilen 28, der er belastet af en fjeder 28', skal være udformet således, at ventilens åbningstryk ligger højere end det højeste olietryk, der optræder i smøreolieledningen 6.

15 Derved forhindres det, at olie uden pumpevirkning fra stemplet 25 fra olieledningen 6 kan strømme til smørestedet 30. En højdebeholder 8', der ved hjælp af en overløbsledning 9 er forbundet med smøreoliebeholderen 8, har til opgave at forhindre en udstrømning af olie fra højtrykspumpen 5 og lednin-20 gerne.

1. Smøreapparat -til stempelforbrændingsmotorer, navnlig til smøring af et i en cylinder bevægeligt arbejdsstempel, bestående af en smøreolielavtrykspumpe, der over en smøreolieledning står i forbindelse med et arbejdsrum i en smøreoliehøj-25 tryksstempelpumpe, fra hvilken smøreolie over en yderligere smøreolieledning i takt med stemplets bevægelser tilføres til mindst et smørested, kendetegnet ved, at smøreolie fra lavtrykspumpen (7) over en trykreguleringsindretning (10) samt over en styreindretning (11), der er indskudt efter trykre-30 guleringsindretningen (10), regnet i oliens strømningsretning, og styret i takt med stempelbevægelserne, tilføres til højtrykspumpen (5), der består af et i et pumpehus (23) ført differenti-alstempel (24), hvis stempel med den mindre diameter tjener som højtryksstempel (25), og hvis stempel med den større diameter 35 tjener som drivstempel, idet et i et overgangsområde mellem de