DK146453B - Fordeler for styreluft til en stempelforbraendingsmotors starteluftventiler - Google Patents

Description

146453 i

Opfindelsen angår en fordeler for styreluft til åbning af starteluftventiler i en stempelforbrændings-motor, omfattende et hus og en i huset drejeligt lejret aksel, hvortil der er fastgjort en fordelerskive, 5 som er beliggende i et i huset udformet kammer, hvis ene endeflade har en række åbninger fordelt langs en med akslens drejningsakse koncentrisk cirkel og indrettet til at sluttes til hver sin starteluftventil, hvilken fordelerskive har en mod kammerets nævnte ende-10 flade vendende anlægsflade med en bueformet forsynings-rille og en bueformet aflastningsrille, der begge flugter i omkredsretningen med åbningerne i kammerets endeflade og gennem kanaler i skiven er i forbindelse med hver sin åbning henholdsvis i skivens modstående 15 yderflade og i dens anlægsflade, hvilken sidstnævnte åbning står i permanent forbindelse med omgivelserne, samt en tilgangsåbning for styreluft under tryk til kammeret uden for fordelerskivens yderflade. En styre-luftfordeler af denne art er kendt fra ansøgernes egen 20 motorproduktion og er kort beskrevet i Christen Knak, "Diesel Motor Ships, Engines And Machinery", 1979, G.E.C. Gad Publishers, København, side 350-353. Antallet af åbninger i kammerets endeflade svarer til antallet af motorcylindre, og åbningernes vinkelafstan-25 de er afpasset efter tændingsfølgen i cylindrene. Når motoren skal startes, tilføres styreluft gennem tilgangsåbningen og strømmer derfra gennem forsyningsrillen i fordelerskiven og den eller de åbninger i kammerets endeflade, som står ud for rillen, til de til 30 åbningerne sluttede starteluftventiler, som derved åbnes og giver adgang for starteluften til de pågældende cylindre, medens de Øvrige starteluftventiler foreløbig forbliver lukket. Motoren går nu i gang og driver fordelerskiven synkront med én omdrejning for hver fuld 35 arbejdscyklus, eksempelvis to krumtapomdrejninger ved 2 146453 en firetaktsmotor. I takt hermed åbnes og lukkes hver starteluftventil, når henholdsvis forsyningsrillen og aflastningsrillen i fordelerskiven kommer ud for den tilhørende åbning i kammerets endevæg.

5 En ulempe ved den kendte fordeler er, at afbry delsen af styrelufttilførslen til fordeleren medfører en trykaflastning af de starteluftventiler, som på dette tidspunkt er sluttet til fordelerskivens forsyningsrille og derfor står åbne, hvilket resulterer i 10 lukning af disse ventiler. Som følge heraf falder det drejningsmoment, som starteluften udøver på krumtapakslen, og motoren taber omdrejninger. Denne ulempe er særlig fremtrædende ved motorer, hvor der først åbnes for brændstoftilførslen, når lufttilførslen til 15 fordeleren er afbrudt, og især ved omstyrbare motorer, der skal omstyres under belastning, f.eks. skibsmotorer, hvor vandets tryk mod skruen udøver et drejningsmoment, der søger at fastholde den oprindelige drejningsretning og således modvirker den ønskede ændring 20 af omdrejningsretningen.

Med henblik på at afhjælpe den påpegede ulempe er styreluftfordeleren ifølge opfindelsen ejendommelig ved, at der på en i kammeret indragende ende af akslen er monteret en lukkeskive, som er aksialt for-25 skydelig mellem en virksom stilling, hvori lukkeskiven ligger tæt an mod fordelerskivens yderflade i det mindre omkring åbningen i denne flade og derved lukker -denne åbning, og en uvirksom stilling, hvori der er en spalte mellem de to skiver, at der findes aktive-30 ringsmidler til at presse lukkeskiven til dens virksomme stilling og fastholde skiven i denne stilling, samt at lufttilgangsåbningen til kammeret er placeret i dettes sidevæg ud for spalten mellem de to skiver.

Under hovedparten af et startforløb fungerer 35 fordeleren på samme måde som den ovenfor beskrevne, idet 3 U6453 den indstrømmende styreluft holder lukkeskiven presset bort fra fordelerskiven, dvs. i uvirksom stilling.

I det øjeblik da styrelufttilførslen afbrydes, vil de på lukkeskiven virkende aktiveringsmidler forskyde ski-5 ven til virksom stilling, i hvilken den ved sit anlæg mod fordelerskiven afspærrer den eller de strømningspassager, som er åbne mellem kammeret og den eller de i dette øjeblik åbne starteluftventiler. Som følge heraf opretholdes overtrykket i de pågældende passager 10 indtil det tidspunkt da passagerne ved fordelerskivens rotation afluftes gennem aflastningsrillen, og tilsvarende bliver den eller de tilsluttede starteluftventiler stående åbne, således at starteluftens drejningsmoment på krumtapakslen opretholdes i tilsvarende læn-15 gere tid. Man undgår herved, at motorens omdrejningstal falder, inden krumtapakslens fortsatte rotation er sikret ved tilførsel og tænding af brændstof i cylindrene. Da lukkeskiven samtidig hindrer, at der under den fortsatte rotation af fordelerskiven kan strøm-20 me styreluft til flere starteluftventiler end den eller de allerede åbne, foreligger der ingen risiko for, at der kan tilføres både starteluft og brændstof til samme motorcylinder.

I en foretrukket udføreIsesform omfatter aktive-25 ringsmidlerne for lukkeskiven en sekundær tilgangsåbning for trykluft til rummet på den fra fordelerskiven bortvendende yderside af lukkeskiven. Begge tilgangsåbninger kan fødes fra samme trykluftkilde og på enkel måde styres af en fælles ventil eller af to 30 koordinerede ventiler, således at der åbnes for luften, som påvirker lukkeskiven til virksom stilling, samtidig med eller eventuelt umiddelbart før der lukkes for den primære lufttilgangsåbning.

Udførelsesformen kan yderligere udbygges ved, 4 146453 at lukkeskiven sammen med kammerets sidevæg danner en rundtgående drøvlespalte mellem de to sider af skiven, og at der fra rummet på lukkeskivens yderside udgår en snæver afluftningsboring. Under den del af startforlø-5 bet, hvor den sekundære lufttilgangsåbning er spærret, indstiller der sig i rummet uden for lukkeskiven et vist overtryk, som er lavere end det mellem skiverne virkende tryk, der holder lukkeskiven i uvirksom stilling, men som ved sin påvirkning på akselenden medio virker til at holde fordelerskiven i anlæg mod husets modstående endeflade.

Kanterne af de mod hinanden vendende flader af fordelerskiven og lukkeskiven kan have skrå afskæringer, som tilsammen danner en rundtgående indstrømnings-15 passage med kileformet tværsnit til spalten mellem skiverne. Når der åbnes for den primære lufttilgang, vil den indstrømmende luft da udøve en dynamisk kraftpåvirkning på de to skiver, som, selv i de tilfælde at skiverne ligger tæt mod hinanden, sikrer, at lukke-20 skiven straks forskydes til sin uvirksomme stilling.

Opfindelsen forklares i det følgende nærmere under henvisning til tegningen, på hvilken fig. 1 er et aksialt snit gennem en udførelsesform for fordeleren ifølge opfindelsen, 25 fig. 2 et planbillede i større skala af den mod fordelerskiven vendende endeflade af fordelerhuset, fig. 3 et planbillede i samme skala af fordelerskivens anlægsflade mod husets endeflade, 30 fig. 4 et planbillede af fordelerskivens mod stående yderflade, svarende til den brudte snitlinie IV-IV i fig. 1, og fig. 5 et snit efter linien V-V i fig. 4.

146453 5

Den på tegningen anskueliggjorte styreluftfordeler har et hus 1, hvori der er indpresset en lejebøsning 2 for en aksel 3. På sin fra huset udragende ende bærer akslen et tandhjul 4, som drives fra den 5 ikke viste forbrændingsmotors krumtap- eller knastaksel på en sådan måde, at akslen 3 udfører en fuld omdrejning for hver komplet arbejdscyklus i en motorcylinder.

I huset l's modsatte ende, der er lukket med 10 et dæksel 5, er der udformet et generelt med 6 betegnet kammer, og i kammeret 6 er der til akslen 3 fastgjort en fordelerskive 7, som er aksialt fik-seret ved hjælp af en afstandsbøsning 8 og en møtrik 9. Fordelerskiven 7 har en plan anlægsflade 10, som 15 vender mod en plan endeflade 11 af huset 1, og som under et startforløb holdes i tætsluttende anlæg mod fladen 11.

I endefladen 11 er der to rækker åbninger, henholdsvis 12 og 13 fordelt med lige store vinkel-20 afstande langs hver sin med akslen 3's centerlinie koncentriske delecirkel. I den viste udførelsesform er der seks åbninger i hver række, idet den ikke viste forbrændingsmotor er en omstyrbar sekscylindret motor med en starteluftventil til hver cylinder. Hver åbning 25 12 danner mundingen af en boring 14 i huset, og fra bunden af hver boring udgår en radial tilslutningsåbning 15 for en ikke vist ledning til en omstyringsventil.

Tilsvarende boringer 16 forbinder hver åbning 13 med en tilslutningsåbning 17 for en anden ledning til 30 omstyringsventilen.

Hver af de ikke viste starteluftventiler er på kendt måde fjederbelastet til lukning og åbnes mod fjedertrykket, når der fra styreluftfordeleren via den før omtalte omstyringsventil ledes styreluft under tryk 6 146453 til ventilen. I sin ene yderstilling, svarende til at motoren skal startes i omdrejningsretningen frem, tilvejebringer omstyringsventilen strømningsforbindelse fra hver åbning 12 til en tilhørende starteluftven-5 til og i sin modsatte yderstilling slutter omstyringsventilen. hver starteluftventil til den tilhørende åbning 13 i fladen 11.

I fordelerskiven 7's anlægsflade er der to cirkelbueformede forsyningsriller 18 og en cirkelbue-10 formet aflastningsrille 19, alle tre med samme middelradius som radius af åbningerne 12's delecirkel, således at de ved fordelerskivens rotation successivt kommer til at stå ud for hver åbning 12. To andre cirkelbueformede forsyningsriller 20 og en aflast-15 ningsrille 21 samvirker på tilsvarende måde med åbningerne 13.

Gennem en akseparallel boring 22 i fordelerskiven 7 står hver forsyningsrille 18 og 20 i forbindelse med en åbning 23 i fordelerskivens mod-20 stående yderflade 24. Gennem en akseparallel boring 25 er hver af aflastningsrillerne 19 og 21 sluttet til en fælles radial boring 26 i fordelerskiven. Boringen 26 er lukket ved sin ydre ende og udmunder indefter i en akseparallel boring 27, der udmunder i 25 en åbning 28 i anlægsfladen 10. Som det ses i fig.

1, ligger åbningen 28 ud for et lille kammer 55 i huset 1, der gennem en boring 29 er permanent afluftet til omgivelserne.

Afstandsbøsningen 8 bærer en aksialt forskyde-30 lig lukkeskive 30, som har en ubrudt plan endeflade 31 vendende mod fordelerskiven 7's yderflade 24.

Mellem lukkeskiven og dækslet 5 afgrænses i kammeret 6 et rum 32, der kan forsynes med styreluft under tryk gennem en tilgangsåbning 33 i dækslet. En 146453 7 anden tilgangsåbning 34 for styreluft under tryk findes i sidevæggen af kammeret 6 ud for den spalte 35, som findes mellem fordelerskiven 7 og lukkeskiven 30, når sidstnævnte indtager sin i fig. 1 vi-5 ste uvirksomme yderstilling.

Som det ses af fig. log 5, er de udvendige kanter af fladerne 24 og 31 skråt afskåret med relativt brede kegleformede flader, henholdsvis 36 og 37, som tilsammen danner en kileformet strømningspas-10 sage for luft fra åbningen 34 til spalten 35.

yderdiameteren af lukkeskiven 30 er valgt således, at der mellem denne og omkredsen af kammeret 6 dannes en relativt snæver drøvlespalte 38. En snæver afluftningsboring 39 forbinder rummet 32 med 15 omgivelserne.

Den beskrevne fordeler fungerer på følgende måde, hvorved det forudsættes, at forbrændingsmotoren skal startes i omdrejningsretningen "frem", således at hver af de seks starteluftventiler gennem omstyrings-20 ventilen er sluttet til den tilhørende åbning 12 i endefladen 11, medens forbindelsen til åbningerne 13 er afspærret.

Der åbnes for tilgang af styreluft under tryk gennem tilgangsåbningen 34, medens tilgangsåbningen 25 33 er afspærret. Den indstrømmende trykluft presser lukkeskiven 30 til den i fig. 1 viste uvirksomme stilling, hvis skiven ikke allerede indtager denne stilling, og samtidig presses fordelerskiven 7 i tæt anlæg mod husets endeflade 11 af den trykluft, 30 der passerer drøvlespalten 38 ind i rummet 32.

Styreluften strømmer til de to forsyningsriller 18 gennem spalten 35 og de tilhørende boringer 22, og fra forsyningsrillerne fortsætter luften gennem de to åbninger 12, der flugter med hver 35 sin rille 18, til de tilsluttede starteluftventiler. Motoren begynder derved at rotere og driver gennem tandhjulet 4 fordelerskiven 7 rundt, hvorved 8 146453 hver af de seks starteluftventiler successivt får tilført styreluft gennem forsyningsrillerne 18 og derefter afluftes gennem afluftningsrillen 19 og de dertil sluttede boringer 25-29. I rummet 32 5 hersker et tryk, som er lavere end tilgangstrykket i åbningen 34, men dog højere end atmosfæretrykket, og dette tryk holder fordelerskivens anlægsflade 10 i tæt anlæg mod husets endeflade 11.

Den egentlige startperiode afsluttes ved, at 10 tilførslen af trykluft gennem åbningen 34 afbrydes, samtidig med at der tilføres trykluft til rummet 32 gennem åbningen 33. Herved bliver lukkeskiven 30 påvirket af en mod venstre i fig. 1 rettet trykdifferens, som presser dens endeflade 31 tæt mod for-15 delerskivens yderflade 24, og som følge heraf opretholdes det eksisterende overtryk i de to forsyningsriller 18 og dermed i de tilsluttede ledningsforbindelser frem til de to starteluftventiler, der i Øjeblikket står åbne. Gennem de to ventiler fortsætter star-20 teluften derfor med at strømme ind i hver af de to motorcylindre, indtil den tilsvarende åbning 12 ved fordelerskivens rotation kommer til at stå ud for aflastningsrillen 19. Tilførslen af starteluft til cylindrene er sikret ved, at den ikke viste hovedven-25 til, som forsyner ventilerne med starteluft, først lukkes efter en forud valgt periode, normalt ca. 6 til 8 s, efter afbrydelsen af lufttilførslen til åbningen 34. Lufttilførslen til åbningen 33 opretholdes hensigtsmæssigt i samme periode.

30 Som det ses i fig. 1, udgøres akslen 3's un derstøtning i lejebøsningen 2 af to lejesøler 40 og 41 med forskellig diameter. Diameterforskellen sikrer, at smøreolie, som under tryk tilføres til hul- 146453 9 rummet 42 i huset og fra dette gennem en åbning 43 i lejebøsningen 2 til de to lejesøler, forskyder akslen 3 et lille stykke mod højre under motorens normale drift, hvor tilførslen af trykluft til fordeleren 5 er afbrudt. Herved sikres, at fordelerskiven ikke glider mod husets anlægsflade 11 og derved slides unødigt.

Claims (2)

146453

1. Fordeler for styreluft til åbning af starte-luftventiler i en stempelforbrændingsmotor, omfattende et hus (1) og en i huset drejeligt lejret aksel (3), hvortil der er fastgjort en fordelerskive (7) , som er 5 beliggende i et i huset udformet kammer (6), hvis ene endeflade (11) har en række åbninger (12, 13) fordelt langs en med akslens drejningsakse koncentrisk cirkel .. og indrettet til at sluttes til hver sin starteluft-ventil, 10 hvilken fordelerskive (7) har en mod kammerets nævnte endeflade (11) vendende anlægsflade (10) med en bueformet forsyningsrille (18, 20) og en bueformet aflastningsrille (19, 21), der begge flugter i omkredsretningen med åbningerne (12, 13) i kammerets endefla-15 de og gennem kanaler i skiven er i forbindelse med hver sin åbning (23, 28), henholdsvis i skivens modstående yderflade (24) og i dens anlægsflade (10), hvilken sidstnævnte åbning (28) står i permanent forbindelse med omgivelserne, 20 samt en tilgangsåbning (34) >for styreluft un der tryk til kammeret (6) uden for fordelerskivens yderflade (24) , kendetegnet ved, at der på en i kammeret (6) indragende ende af akslen (3, 8) er monteret en lukkeskive (30), som er aksialt for-25 skydelig mellem en virksom stilling, hvori lukkeskiven ligger tæt an mod fordelerskivens (7) yderflade (24) i det mindste omkring åbningen (23) i denne flade og derved lukker denne åbning, og en uvirksom stilling, hvori der er en spalte (35) mellem de to skiver, 30 at der findes aktiveringsmidler (33) til at presse lukkeskiven (30) til dens virksomme stilling og fastholde den i denne stilling, samt at lufttilgangsåbningen (34) til kammeret