DK157404B

DK157404B - Ventil til en forbraendingsmotor

Info

Publication number: DK157404B
Application number: DK342783A
Authority: DK
Inventors: Paul Peter Baumgartner
Original assignee: Sulzer Ag
Priority date: 1982-08-31
Filing date: 1983-07-27
Publication date: 1990-01-02
Also published as: DK342783D0; FR2532360B1; DE3233392A1; NL8302570A; JPS5960011A; DK342783A; DK157404C; FR2532360A1

Description

i

DK 157404 B

5 Opfindelsen, vedrører en tallerkenventil som skylle-yentil, særlig som udstrømningsventil for en trykladet totakfcs eller firetakts dieselforbrændingsmotor.

De sidstnævnte ventiler udgør en kritisk konstruktionsdel i motoren, idet dens driftssikkerhed i høj 10 grad afhænger af disse. Til en udstrømningsventil stilles følgende fordringer: God udmattélsesholdbar-hed, god varmeholdbarhed og god temperaturbestandig-hed, højt smeltepunkt, svejsbarhed af hensyn til reparation, god modstandsdygtighed mod varmekorro-15 sion og svovlkorrosion, lav rivningstilbøjelighed og ringe fremstillingsomkostninger.

Alle disse krav lader sig ikke opfylde af et enkelt materiale, så man har altid måtte søge kompromisløs-20 ninger. Sådanne løsninger er, forkromning af ventilskaftet, stellitering af, eller pålægning af hårdme-talplatter på sædefladerne på den tallerkenformede ventilende, eller anbringelse af kanaler i ventilen, gennem hvilke der ledes et kølemiddel.

25 Sådanne løsninger er, såvel med hensyn til materialer som fremstilling meget kostbare, og førte i det lange løb heller ikke altid til det ønskede resultat. 1

Opfindelsen har sin baggrund i den opgave, at konstruere en ventil af den i indledningen nævnte slags, som med mindre opbud af materiale og ved lettere fremstilling, bedre tilpasser sig til de ovennævnte krav, og som yderligere lettere lader sig 2

DK 157404 B

1 reparere i tilfælde af skader.

Denne opgave bliver i henhold til opfindelsen løst derved, at ventilen er opdelt i et cylindrisk sty-5 reskaft og et tallerkenformet lukkeelement, disse dele er forbundet til hinanden ved en krympesamling.

Ted denne udformning bliver det på enkel måde muligt til hver af to dele at udvælge et materiale, som kun opfylder de krav, der stilles til den pågældende del.

10 Derudover fremkommer der også fremstillingstekniske fordele, idet det tallerkenformede lukkeelement kan fremstilles ved enkel formsmedning, medens der til styreskaftet kan anvendes valset stangmateriale. Yed anvendelse af en krympesamling kan styreskaft og 15 lukkeelement igen skilles ad, således af ventilen i skadetilfælde let lader sig reparere.

Nogle udførelseseksempler af opfindelsen bliver i det følgende nærmere forklaret ved hjælp af tegnin-20 gerne. De viser dels i plan og dels i snit: fig. 1 en meget enkel udførelse af en udstrømningsventil efter opfindelsen, 25 fig. 2 og 3 hver et ændret udførelseseksem pel, fig. 4 og 5 hver et udførelseseksempel til anvendelse af et hydraulisk trykmid-30 del ved montering og demontering, og

DK 157404B

3 1 fig. 6 et udførelseseksempel af ventilen med køling.

1 henhold til fig. 1 hestår udstrømningsventilen 1 5 til en trykladet dieselforbrændingsmotor af to fra hinanden adskilte dele, nemlig et tallerkenformet lukkeelement 2 og et stangformet styreskaft 3. Lukkeelementet 2 har den sædvanlige kegleformede tætningsflade 4, der virker sammen med den ligeledes 1.0 kegleformede tætningsflade i det ikke viste ventilsæde i topstykket. Lukkeelementet 2 har en central gennemgående boring 5S i hvilken den ene ende af styreskaftet 3 er anbragt. Styreskaftet 3 og lukkeelementet 2 er forbundet med hinanden ved hjælp 15 af en krympesamling, som er afstedkommet ved, at lukkeelementets temperatur er forhøjet i forhold til styreskaftet 3, de to dele føjet sammen, og ved afkøling af lukkeelementet krymper dette på styreskaftet. Denne krympeforbindelse kan også udføres 20 ved, i stedet for at opvarme lukkeelementet før sammenføjningen, at sænke styreskaftets temperatur ved afkøling. Ved genopvarmning af styreskaftet presser dette sig fast i boringen 5. Lukkeelementet 2 består af et materiale der er særlig modstandsdygtig 25 mod de høje temperaturer og de korroderende egen skaber i udstødsgassen. Sådanne materialer har et højt nikkelindhold, som f.eks. Nimonic 80 A. Styreskaftet 3 derimod er fremstillet af et materiale, der optimalt imødekommer de betingelser der stilles til 30 skaftet.

Ved hjælp af krympesamlingen mellem lukkeelementet 2 og styreskaftet 3 er det forholdsvis let at udføre reparationer på ventilen, idet de to dele skilles ad,

DK 157404 B

1) 1 og den beskadigede del udskiftes..

Ted udførelseseksemplet efter fig. 2 er der i stedet for en gennemgående cylindrisk en ensidig lukket 5 boring 6 d.v.s. et bundhul i lukkeelementet 2. løvrigt er lukkeelementet 2 og styreskaftet 3 udført på samme måde som ved fig. 1, og samlingen er som ved fig. 1 udført ved krympning. Styreskaftets nederste endes anlæg mod bunden af boringen 6 muliggør i 10 givet fald at optage store aksialkræfters som ikke kan optages af krympesamlingen.

Udførelseseksemplet i henhold til fig. 3 er ændret derved, at enden af styreskaftet er udført som et 15 svagt konisk afsnit. Som er anbragt i en tilsvarende svagt konisk udboring 7 i lukkeelementet 2. Krympe-samlingen er igen udført som beskrevet under fig. 1.

Denne udføreIsesform med nederste koniske ende af styreskaftet kan også anvendes, når den tilhørende 20 boring i lukkeelementet ikke er gennemgående, men lukket nedadtil, som det er tilfældet i fig. 2.

Ted udførelsesformen med gennemgående boring er det på den anden side også muligt at udføre koniciteten 25 af boringen 7 og enden af styreskaftet 3 omvendt i forhold til fig. 3, d.v.s. at den tykkeste ende af det koniske afsnit af styreskaftet 3 er nederst.

I henhold til fig. 4 er lukkeelementet 2 udført på 30 samme måde som i fig. 1, det vil sige med gennemgående cylindrisk boring 5, en central kanal 8, der i sin nederste ende er forsynet med et gevind 9a til hvilket der kan tilsluttes et tilføringssystem for et hydraulisk trykmiddel. Nær ved den øverste ende af- 5

DK 157404 B

1 grener der fra, kanalen 8 to eller flere radiale boringer 10, som udmunder i en ringrille 11 i styreskaftet 3· 5 Ved dette udførelseseksempel bliver krympesamlingen altså udført ved hjælp af et hydraulisk trykmiddel, idet lukkeelementet 2 bliver elastisk udvidet for at sammenføje det med styreskaftet 3, når delene 2 og 3 har den nøjagtige stilling i forhold til hinanden, 10 bliver trykmidlet lukket ud, hvorved delen 2 krymper på delen 3· Metoden er i og for sig bekendt-. Den lader sig i tilfælde af reparation af ventilen også anvende til demontering af de to dele.

15 I stedet for fra neden som i fig. 4, kan det hydrauliske trykmiddel også indføres fra oven mellem berøringsfladerne på lukkeelementet 2 og styreskaftet 3, således som det er vist i fig. 5· Til dette formål er der i centrum af skaftet 3 udført en kanal 12, der, 20 i sin øverste ikke viste ende, er forsynet med en gevindtilslutning for tilføringssystemet. Ved den nederste ende af kanalen 12 afgrener der atter to eller flere kanaler 13, som munder ud i en ringrille, der findes i overfladen af skaftafsnittet, som hviler 25 i boringen 15 i lukkeelementet 2. Dette afsnit er yderligere udformet svagt konisk, og således, at den tykkeste ende af konus befinder sig ved den frie ende af styreskaftet 3· Boringen 15 i lukkeelementet 2 er udformet tilsvarende konisk. Koniciteten af bo-30 ringen 15 og enden af skaftet 3 kan også udføres omvendt, hvorved boringen kan være såvel gennemgående som ensidig lukket, analog med fig. 3 henholdsvis fig. 2.

6

DK 157404 B

1 Udførelseseksemplet i fig. 6 er udformet som en afkølet ventil, idet der gennem styreskaftet 3 strækker sig to akseparallelle kanaler 16 og 17, af hvilke kanalen ΐβ tjener til kølemiddeltilførsel og 5 kanalen 17 til kølemiddelafgang. Lukkeelementet 2 har et hulrum 18, som den nederste ende af styreskaftet 3 rager ind i. Indenfor hulrummet 18 har kanalerne 16 og 17 tværboringerne 19 og 20, gennem hvilke kølemidlet træder ind i henholdsvis forlader 10 hulrummet. Mellem hulrummet 18 og den øverste ende af lukkeelementet 2 afgrener fra kanalerne 16 og 17 yderligere tværboringer 21 henholdsvis 22, som udmunder i en fælles ringrille 23. Disse'tværboringer 21 og 22 tjener til ved montage eller demontage at 15 indføre hydraulisk trykmiddel mellem de cylindriske berøringsflader mellem lukkeelementet '2 og styreskaftet 3. Herved kan der være tilslutning for tilføring af trykmiddel ved begge kanalerne 16 og 17, eller denne tilslutning kan ske alene til den ene 20 af de to kanaler, den anden kanal må da være aflukket med en prop.

Ved udførelsesformen efter fig. 4 til 6 er det også muligt at anbringe tværboringerne lo, 13 henholdsvis 25 21, 22 i flere etager i stedet for kun i en højde, hvorved der må være udført tilsvarende flere ringriller. Der kan også fra ringrillerne 11, 14 henholdsvis 23 på kendt måde være udført fra ringrillerne udgående skrueformede fordelerriller for det 30 hydrauliske trykmiddel.

Claims

1. Tallerkenventil til en skylleventil, især en ud strømningsventil i en trykladet totakts eller fire-takts dieselforbrændingsmotor, kendetegnet ved, at ventillegemet er opdelt i et cylindrisk sty-5 reskaft (3) og et tallerkenformet lukkeelement (2), og at disse to dele er forbundet med en krympesamling.

2. Tallerkenventil ifølge krav 1, kendetegnet ved, at styreskaftet (3) er anbragt med sin ene 10 ende i en gennemgående boring (5) i lukkeelementet (2).

3. Tallerkenventil ifølge krav 1, kendetegnet ved, at styreskaftet (3) er anbragt med sin ene ende i en ensidig lukket boring (6) i lukkeelementet. 15

4. Tallerkenventil ifølge krav 2 eller 33 kendetegnet ved, at boringen (5) er cylindrisk.

3. Tallerkenventil ifølge krav 2 eller 3, kende-20 tegnet ved, at boringen (7) er konisk.

6. Tallerkenventil ifølge krav 2, kendetegnet ved, at der udgående fra den i boringen anbragte ende af styreskaftet (3) findes tilførselska- 25 naler (8) for et hydraulisk tferykmiddel, som udmunder i boringen.

7. Tallerkenventil ifølge Scrav 2 eller 3, kendetegnet ved, at der, indgående fra den fra lukke- 30 elementet (2) bortvendende ©nde af styreskaftet (5) findes tilførselskanaler (12., 16,, 17) for et hydraulisk trykmiddel, som strækfer sig gennem skaftet indtil i området ved lukke elementet og udmunder i dettes boring.

8. Tallerkenventil ifølge et af kravene 1 til 7 s kendetegnet ved, at styreskaftet (3) er udført af et andet materiale end lukkeelementet (2). DK 157404 B 5 9· Tallerkenventil ifølge krav 8, kendeteg net ved, at lukkeelementet (2) består af et materiale med højt nikkelindhold, fortrinsvis Nimonic 80 A.

10. Tallerkenventil ifølge et af kravene 1 til 93 10 kendetegnet ved, at den er forsynet med kølekanaler, der strækker sig gennem styreskaftet (3) til lukkeelementet (2), gennem hvilke der under driften ledes et kølemiddel, og at der fra disse kanaler (12, 16, 17) i berøringsområdet mellem lukkeelementet 15 (2) og styreskaftet (3) afgrener sig tværboringer (13j 19-a 20, 21, 22), gennem hvilke der kan tilføres hydraulisk trykmiddel for montage og demontage af de to dele. 1