DK145648B - Stempelforbraendingsmotor med i et saedeomraade koelet ventilkurvfor en udstroemningsventil - Google Patents

Description

(19) DANMARK 11¾

fVjRB

02) FREMLÆGGELSESSKRIFT od 145648 B

DIREKTORATET FOR PATENT- OG VAREMÆRKEVÆSENET

(21) Ansøgning nr. 266/78 (51) |nt.ci.3 F 01 P 3/14 (22) Indleveringsdag 19· jan. 197S F01 L 3/18 (24) Løbedag 19· Jan· 1978 (41) Aim. tilgængelig 29· jul. 1978 (44) Fremlagt 10* jaa· 19 83 (86) International ansøgning nr. - (86) International indleveringsdag - (85) Videreførelsesdag ~ (62) Stamansøgning nr. “

(30) Prioritet 28. jan. 1977, 1065/77* CH

(71) Ansøger SULZER BROTHERS LIMITED, Winterthur, CH.

(72) Opfinder Ernst Heinrich Berchtold, CH.

(74) Fuldmægtig Larsen & Birkeholm A/S Skandinavisk Patentbureau.

(54) Stempelforbrændingsmotor med i et sædeområde kølet ventilkurv for en udstrømningsventil.

Opfindelsen angår en stempelforbrændingsmotor med i et sædeområde kølet ventilkurv for en udstrømningsventil og af den i krav l's indledning angivne art.

Ved højtbelastede forbrændingsmotorer, navnlig ved motorer med tungoliedrift, er det fordelagtigt at køle ventilsædedelene.

Man opnår på denne måde en bedre køling af ventillegemet, der dermed i nedsat grad er udsat for fare for højtemperatur-korrosion.

Der kendes således en udskiftelig ventilsædedel, der er indsat i en GQ boring i motorens topstykke og med topstykket omslutter et ringrum, 00 der befinder sig i en strømningsvej for et kølemiddel. Kølemiddel- —4“ tilførslen og -bortførslen sker derved gennem boringer, der i det UD væsentlige ligger diametralt overfor hinanden, og som er forbundet j· med kølerum i topstykket.

^ En køling af sædepartiet bringer dog ofte nye problemer, der Q for det meste hænger sammen med en på grund af kølingen bevirket u- 2 145648 jævn temperaturfordeling i oxnkredsretningen for ventilpartiet· En ujævn temperaturfordeling kan navnlig virke uheldig på rundheden af ventilsædet. Dette forringer varmeovergangen fra ventillegemet til sædepartiet og aftætningen af forbrændingsrummet. Gennemstrømmende 5 lækgasser kan frembringe lokale overhedninger eller transportere forureninger ind i sædepartiet, hvad der yderligere forstærker de nævnte uheldige fænomener.

Disse uheldige fænomener findes også ved en anden kendt udførelse, der har et stort antal af kølemiddelboringer, som er for-10 delt over ventilkurvens omkreds, og som er forbundet med et i ventilens sædeområde anbragt ringformet kølerum. Kølemiddelkanaler, der er anbragt på den ene omkredshalvdel, står ved denne kendte udførelse i forbindelse med et halvringformet samlerum, der er tilsluttet til kølemiddeltilførslen, medens kanalerne på den anden om-15 kredsdel står i forbindelse med et tilsvarende samlerum, der er tilsluttet til bortførselskanalen for kølemidlet. Endvidere kendes der en ventilkurv med et ringformet kølerum, der tjener til køling af ventilens sædeparti, og fra hvilket kølerum kølemiddelkanaler, der er fordelt over omkredsen, strækker sig ind i et til kanalen høren-20 de kondensationsrum. De således dannede lukkede kølemiddelsystemer er fyldt med et fordampeligt kølemiddel, idet varmebortførslen sker ved kondensation i et kondens at ions rum, der udefra er bestrømmet af et andet kølemiddel. Denne udførelse beror på en principiel anden kølevirkning; der kan ikke findes noget tvangsløb, og den forbedre-25 de temperaturfordeling kan kun opnås mod tungtvejende ulemper. Således er kølemiddelindholdet i et af de lukkede systemer ikke kontrollerbar, så at havarier på grund af utæthed ikke kan opdages rettidigt. Endvidere optræder der høje tryk, der betinger tilsvarende vægtykkelser og nedsætter sikkerheden af svejseforbindelser betyde-30 ligt. Yderligere bevirker den usymmetriske føring af det ydre kølemiddel i et område, der ligger forholdsvis nær ved sædepartiet, en ujævn temperaturfordeling inden i legemet.

Den foreliggende opfindelse tager sigte på at angive en forbrændingsmotor af den omhandlede art, ved hvilken de ovennævnte u-35 lemper er undgået ved en særlig anbringelse af strømningsvejene til tilførsel og bortførsel af kølemiddel henholdsvis til og fra kølemiddelområdet i området for sædepartiet, så at der opnås en så vidt mulig udjævnet temperaturfordeling inde i ventilen og de tilhørende dele. Dette opnås ifølge opfindelsen ved, at motoren er udformet som 40 angivet i krav l's kendetegnende del.

Ved denne udformning opnår man en i forhold til aksen for ud- 3 145648 strømningsventilen praktisk talt symmetrisk anbringelse af strømningsvejene for kølemidlet. Derved bliver det muligt at opnå en homogen temperaturfordeling i kølemiddelrummet bag sædepartiet på grund af de over omkredsen fordelte, skiftevis til tilførsel og til 5 bortførsel af kølemiddel bestemte kølemiddelkanaler, og desuden fås der ingen ugunstige temperaturforhold i ventilkurven mellem samle-rummene og sædepartiet, hvad der kunne fremkalde uønskede spændinger og deformationer. Samtidig muliggør den beskrevne anbringelse af strømningsvejene for kølemidlet en kurvudformning, der udmærker 10 sig ved, at der ikke findes store materialeophobninger.

Ved udformning af motoren som angivet i krav 2 kan man opnå en særlig enkel, direkte tilslutning af kølemiddelkanalerne til samlerummene. Ved en videre udvikling af motoren som angivet i krav 4 får man et sikkert anbringelsessted for kølemiddelkanalerne i væg-15 gens fremspringende partier.

Ved udformning af motoren som angivet i krav 3 kan man under bibeholdelse af de nævnte fordele opnå en sammentrængt byggemåde for ventilen og de nær denne liggende dele i aksial retning.

Opfindelsen forklares nærmere under henvisning til tegningen, 20 på hvilken fig. 1 viser et delsnit gennem en udstrømningsventil og tilstødende dele ved en udførelsesform for motoren ned to i aksial retning af ventilkurven på hinanden følgende kølemiddel-samLerum, fig. 2 et snit efter en linie 2-2 i fig. 1, 25 fig. 3 et snit efter en linie 3-3 i fig. 1, fig. 4 og 5 delsnit, der svarer til delsnittet i fig. 1, men gennem hver sin anden udførelsesform med to i omtrent samme afstand i forhold til sædepartiet anbragte kølemiddelsamlerum, fig. 6 et snit efter en linie 6-6 i fig. 4, og 30 fig. 7 et snit efter en linie 7-7 i fig. 4.

I et topstykke 11 er indsat en ventilkurv 12. Kurven har et sæde 13, der er dannet ved hårdmetalpåsvejsning. Ventilkurven presses ved hjælp af tallerkenfjedre 14 mod en skulder 15 ved hjælp af et kun delvist vist hus 16 for en ikke vist kipvægtstang, hvilket 35 hus på sin side ved hjælp af ikke viste skruebolte er fastgjort til topstykket 11. Til føring af et ventilskaft 18, der bærer et ventillegeme 17, er der i ventilkurven indsat en føringsbøsning 19. Dette støtter sig mod en skulder 20, der er dannet af en mellembund 21 i ventilkurven 12. Overdelen af føringshylstret 19 er indsat i en bo-40 ring 22 i ventilkurven. I området for mellembunden 21 og boringen 22 findes tætningsringe henholdsvis 23 og 24. En yderligere mellembund 25 omslutter føringsbøsningen 19 med glidesæde. Ventillegemet 17 4 145S48 tjener til styring af udstrømningen af gasser fra et forbrændingsrum 26, der er begrænset af en motorcylinder 27 sammen med topstykket 11.

Ved hjælp af den beskrevne anordning fås der i overdelen af 5 ventilkurven to kølemiddelsamlerum 28 og 29, der er adskilt fra hinanden ved hjælp af mellembunden 25. Hvert af disse samlerum er ved hjælp af tre kølemiddelkanaler forbundet med et kølemiddelrum 30 i sædepartiet for ventilkurven. Der kan dog også findes mere end tre kanaler. Disse kølemiddelkanaler henholdsvis 31a,b, c og 32a, 10 b,c er fordelt jævnt over omkredsen således, at der i omkredsretningen for sædepartiet følgende på hinanden skiftevis kommer en kølemiddelkanal 31 fra samlerummet 28 og en kølemiddelkanal 32 fra samlerummet 29, hvilke strækker sig ind i kølemiddelrummet 30. Sam-lerummet 28 er over en tilslutningsnippel 33 forbundet med en ikke 15 vist kølemiddelkilde, f.eks. kølevand. Til bortførsel af kølemiddel fra samlerummet 29 er dette rum gennem en boring 34 forbundet med en tilslutningsnippel 35, der over en ikke vist ledning er forbundet med en bortførselsledning for kølemiddel. I området for strøm- · ningskanalen 36 for de gasser, der ved åben ventil strømmer ud af 20 forbrændingsrummet, er kølemiddelkanalerne udformet som boringer i ben 37. Overfor en udstrømningskanal 38 i topstykket 11 findes et beskyttelsesskjold 39, der beskytter topstykket mod varmepåvirkning.

I området for samlerummet 29 er kølemiddelkanalerne 31 anbragt i dele 40, der er dannet af fremspringende områder på den kurvvæg 41, 25 der afslutter samlerummet 29. I stedet for ben 37 kan der også findes en gennemgående væg, der optager kanalerne, og som har en åbning i området for benene 37 til gasgennemstrømning.

Under drift tilføres der gennem tilslutningsniplen 33 kølemiddel til samlerummet 28, hvilket kølemiddel gennem kølemiddelka-30 nalerne 31a,b,c når ind i kølemiddelrummet 30. Set i omkredsretningen findes der mellem hver to kølemiddelkanaler 31 en kølemiddelkanal 32, gennem hvilken det kølevand, der er tilført rummet 30, bliver ført ind i samlerummet 29, fra hvilket det gennem en boring 34 og tilslutningsniplen 35 atter kan strømme bort.

35 Ved den skiftevise anbringelse af kølemiddelkanalerne 31 og 32 fås der såvel i sædepartiet 13 som også i området for kanalerne 31 og 32 i vidt omfang udjævnede temperaturforhold. Det samme gælder for området af samlerummene henholdsvis 28 og 29.

Ved udførelsesformen i fig. 4 til 7 findes der to kølemid-40 delsamlerum henholdsvis 52 og 53, der er anbragt på omtrent samme afstand fra ét ikke vist sædeparti og strækker sig over hver sin del af omkredsen af en ventilkurv 51. Samlerummet 52 er over en til-

Claims (5)

1. 5 145648 slutningsnippel 54 forbundet med en ikke vist kølemiddelkilde. Til bortførsel af kølemiddel fra samlerummet 59 er dette over en kanal 55 og en tilslutningsnippel 56 forbundet med en ikke vist bortførselsledning for kølemidlet.
2. 5 Samlerummet 52 er over kølemiddelkanaler 57a, 57b og 57c for bundet med et kølemiddelrum 30 som det i fig. 1 viste, hvilket rum tjener til sædekøling. Kanalerne 57a og 57b strækker sig retlinet fra samlerummet 52 til det nævnte kølemiddelrum og er udformet som boringer i ventilkurven 51. Kanalen 57c er over en i et mellemstyk-10 ke 65 værende radialboring 60 forbundet med et spalterum 61, der er begrænset af en ydervæg 62 i en føringsbøsning 63 for det ikke viste skaft for ventillegemet og en not 64, der i omkredsretning strækker sig over ca. 150°. Dette spalterum er over en boring 66 forbundet med samlerummet 52.
3. 15 Samlerummet 53 er på tilsvarende måde forbundet direkte over kanaler 67a og 67b med kølemiddelrummet 30 i ventilkurven. Endvidere står samlerummet 53 over en radialboring 68, et spalterum 69 og en boring 70 i et mellemstykke 71 i forbindelse med en kølemiddelkanal 67c, der findes i den omkredsdel, der ligger overfor samlerum-20 met 53. Samlerummet 53 er over en kanal 72, der svarer til kanalen 55, forbundet med tilslutningsniplen 54. De af støbetekniske grunde og til frembringelse af de forskellige radialboringer nødvendige boringer i væggene i ventilkurven 51 er lukket ved hjælp af gevindtappe 73, 74 og 75.
4. 25 Under drift tilføres der over tilslutningsniplen 54 til sam lerummet 52 kølemiddel, der gennem kølemiddelkanalerne 57a,b,c når ind i det i fig. 1 viste kølemiddelrum 30. I omkredsretningen findes der mellem hver to kølemiddelkanaler 57 en af kølemiddelkanalerne 67a, 67b og 67c, gennem hvilke det til rummet 30 tilførte kølemid-30 del føres op til samlerummet 53, fra hvilket kølemidlet kan strømme bort over kanalen 55 og tilslutningsniplen 56. Den skiftevise anbringelse af kølemiddelkanalerne 57 og 67 sikrer også ved den i fig. 4 til 7 viste udførelsesform i vidt omfang udjævnede temperaturforhold i området for kølemiddelkanalerne, 35 i sædepartiet og i området for samlerummene.
5. 1. Stempelforbrændingsmotor med i et sædeområde kølet ventilkurv (12) for en udstrømningsventil med mindst ét i området for et skaftføringsparti (19) for ventillegemet (17) anbragt, med såvel en tilførselskanal og en bortførselskanal for kølemidlet tilsluttet 40 kølemiddelsamlerum og med et flertal over omkredsen af ventilkurven