FI101166B - Polttomoottorin venttiilin hydraulinen ohjausjärjestely - Google Patents

Description

POLTTOMOOTTORIN VENTTIILIN HYDRAULINEN OHJAUSJÄRJESTELY -

, HYDRAULISET STYRARRANGEMANG FÖR EN FÖRBRÄNNINGSMOTORS

VENTIL

101166

Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukainen polttomoottorin, 5 varsinkin ison dieselmoottorin venttiilin hydraulinen ohjausjärjestely, jossa voimansiirto venttiilimekanismiin tapahtuu ainakin osaksi hydrauliväliaineen välityksellä.

Isoissa dieselmoottoreissa ei yleensä ole säädetty venttiiliaikoja moottorin käynnin aikana. Tästä johtuen venttiilien ajoituksessa on jouduttu tekemään kompromisseja, niin että moottori toimii mahdollisimman optimaalisesti ns. normaalikuormalla, jolloin sen toiminta 10 muilla kuormilla ja kierrosnopeuksilla on vastaavasti huonommin optimoitu. Toiminnan optimoinnilla tarkoitetaan tässä erityisesti palamisprosessin hallintaa ja säätämistä siten, että voidaan vähentää polttoaineen kulutusta ja haitallisia päästöjä. Näihin seikkoihin voidaan vaikuttaa mm venttiilien ajoitusta säätämällä.

Venttiilien aukioloaikoja on aikaisemmin muutettu esimerkiksi käyttämällä kahta 15 profiililtaan erilaista nokkarataa yhtä venttiiliä kohti ja vaihtamalla nokkarataa ajon aikana esimerkiksi siirtämällä nokka-akselia pituussuunnassa. Tämän ratkaisun ongelmana on lisääntynyt tilantarve sekä säädön kaksiportaisuus. Venttiilien aukioloaikoja voidaan muuttaa myös käyttämällä kitkaliitoksella kiinnitettäviä säädettäviä nokkapaloja. Tämän järjestelmän haittana on, että ajoituksia ei voida säätää moottorin ajon aikana. Näiden 20 järjestelmien avulla ei ole mahdollista säätää venttiiliaikoja portaattomasti, venttiilin vakionostolla käyttäen vain yhtä nokkaprofiilia.

Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada uusi polttomoottorin venttiilin hydraulinen ohjausjärjestely, josta mainitut tunnetussa tekniikassa ilmenneet puutteet on eliminoitu ja joka siis mahdollistaa yksinkertaisella tavalla venttiiliaikojen portaattoman säätämisen.

25 Keksinnön tarkoitus saavutetaan patenttivaatimuksessa 1 ja muissa vaatimuksissa esitetyllä tavalla. Keksinnön mukaiseen ohjausjärjestelyyn kuuluu venttiilimekanismiin vaikuttava, hydrauliväliaineena täytettävä kammio, jonka tilavuus on riippuvainen siinä olevan 2 101166 hydrauliväliaineen määrästä ja joka on yhteydessä venttiilin sulkeutumista ohjaavaan ohjausventtiiliin siten, että ohjausventtiilin avautuminen aikaansaa kammiossa vallitsevan paineen laskun, kammion tilavuuden pienenemisen ja siten venttiilin sulkeutumisen. Lisäksi ohjausventtiili käsittää nokka-akselin mukana pyörivän hydrauliväliainekanavan, jonka on 5 säädettäväsi yhdistettävissä mainittuun kammioon.

Keksinnön edullisessa sovellusmuodossa mainittu akseli on moottorin nokka-akseli. Tällöin mainittu kammio on järjestetty nokka-akselin nokan ja venttiilimekanismin väliseen voimansiirtoon, jolloin mainittu kammion tilavuuden pieneneminen aikaansaa venttiilin sulkeutumisen nokka-akselin nokasta riippumatta.

10 Ohjausventtiilin hydrauliväliainekanava voidaan edullisesti tehdä itse nokka-akseliin siten, että se johdetaan nokka-akselin läpi, jolloin ohjausventtiilin aukiasennossa se yhdistää kammion hydrauliväliainesäiliöön.

Ohjausventtiiliin kuuluu lisäksi nokka-akselin päälle hydrauliväliainekanavan kohdalle asennettu säätöelementti, joka on nokka-akselin suuntaisesti siirrettävissä ja joka käsittää 15 vinosti siirtosuuntaan nähden j ärjestetyn pitkänomaisen liityntäaukon kammion yhdistämi seksi hydrauliväliainekanavaan. Näin venttiilin sulkeutumisaikaa voidaan yksinkertaisesti muuttaa tapahtumaan aikaisemmin, kuin se tapahtuisi nokka-akselin nokkaradan profiilin edellyttämällä tavalla, ja aikaistaminen on portaattomasti säädettävissä.

Keksinnön mukaiseen ohjausjäijestelyyn kuuluu myös hydrauliväliaineen syöttöpumppu, 20 joka ohjausventtiilin sulkeutumisen jälkeen on jäljestetty täyttämään kammion alkuperäiselle tasolle.

Keksintöä selostetaan seuraavassa viitaten oheiseen piirustukseen, jossa kuvio 1 esittää periaateratkaisuna osaa eräästä keksinnön mukaisesta polttomoottorin hydraulisesta ohjausjärjestelystä leikattuna, 25 - kuvio 2 esittää kuvion 1 ohjausjärjestelyyn liittyvää ohjausventtiiliä leikattuna, ja kuvio 3 esittää kuvion 2 ohjausventtiiliä altapäin katsottuna.

3 101166

Piirustuksessa 1 tarkoittaa venttiilimekanismin nostovälineiden runko-osaa ja 2 venttiilime-kanismin nostovälineisiin kuuluvaa venttiilin nostoelintä, jonka siirtoliikkeiden aikaansaamiseksi runko-osa 1 on varustettu kahdella mäntäelimellä 3 ja 4, joiden väliin jää hydrauliväliaineena täytettävä kammio 5. Tämän järjestelyn siirtoliikkeisiin vaikuttaa nokka-5 akselin 6 ja sen nokan 7 yhdessä määrittämä nokkarata. Itse nostettavaa imu- tai pakoventtiiliä ja siihen kuuluvaa venttiilinvartta ei ole näytetty tarkemmin, sillä ne voidaan toteuttaa täysin tavanomaisesti.

Kammio S on kanavan 8 kautta yhteydessä hydrauliväliaineen syöttöpiiriin, johon kuuluu syöttöpumppu 9, säiliö 10, takaiskuventtiili 11 sekä paineensäätöventtiili 12. Hydrauliväli-10 aine voi edullisesti olla esimerkiksi öljyä.

Kuten kuviosta 2 käy ilmi kammio 5 on kanavan 13 kautta yhdistetty myös ohjausventtiiliin 14, johon kuuluu nokka-akselin 6 ympärille asennettu säätöelementti 15, jossa on läpimenevät, pitkänomaiset aukot 16, jotka on jäljestetty nokka-akseliin 6 nähden vinosti. Lisäksi ohjausventtiiliin 14 kuuluu nokka-akselin 6 läpi menevä kanava 17, joka pyörii 15 nokka-akselin 6 mukana ja aukkojen 16 kohdalle osuessaan yhdistää kanavan 13 säiliöön 18. Säiliö 18 voi luonnollisesti olla yhdistetty säiliöön 10.

Venttiilin ohjausjäijestelyn toiminta on seuraava. Kun nokka-akselin 6 pyöriessä sen nokka 7 siirtyy mäntäelimen 3 kohdalle, se nostaa venttiilin nostoelintä 2 mäntäelinten 3 ja 4 sekä kammiossa 5 olevan hydrauliväliaineen välityksellä. Kammion 5 paine ja tilavuus säilyvät 20 tällöin vakiona takaiskuventtiilin 11 johdosta sekä syystä, että kanava 17 on asennossa, jossa se estää hydrauliväliaineen siirtymisen pois kammiosta 5 kanavan 13 kautta.

Kun nokka-akseli 6 edelleen pyörii ja kanava 17 siirtyy asentoon, jossa se yhdistää kanavan 13 aukkojen 16 kautta säiliöön 18, paine kammiossa 5 laskee. Tämän seurauksena mäntä 4 ja venttiilin nostonelin 2 pääsevät siirtymään kuviossa 1 alaspäin, minkä seurauksena itse 25 ei-näytetty venttiili sulkeutuu venttiiliin tavanmukaisesti jäljestetyn palautusjousen vaikutuksesta. Sen jälkeen kun myös nokka 7 on siirtynyt pois mäntäelimen 3 kohdalta, pumppu 9 syöttää kammioon 5 hydrauliväliainetta kanavan 8 kautta niin että kammion 5

Claims (3)

101166 paine ja tilavuus vastaavat alkuperäistä tilannetta. Tällöin ohjausjäijestely on valmis seuraa-vaan venttiilin avaustoimintoon. Koska aukot 16 sijaitsevat vinosti nokka-akseliin 6 nähden, säätöelementin 15 siirtäminen aksiaalisuuntaisesti nokka-akselin 6 suhteen siirtää myös sitä ajankohtaa, jolloin kanava 17 5 osuu aukkojen 16 kohdalle ja avaa ohjausventtiilin 14. Näin voidaan venttiilin sulkeutu-misajankohtaa yksinkertaisesti säätää. Sen sijaan venttiilin avautumiseen ei tällä järjestelyllä voida vaikuttaa, vaan se riippuu nokan 7 profiilista, joka on käytännössä valittava siten, että se edustaa pisintä mahdollista haluttua venttiilin aukioloaikaa, sillä nokan 7 siirtyminen pois mäntäelimen 3 alta aiheuttaa luonnollisesti venttiilin nostoelimen 10 2 siirtymisen kuviossa 1 alaspäin ja siis venttiilin sulkeutumisen. Keksintö ei ole rajoitettu esitettyyn sovellusmuotoon, vaan useita muunnelmia on ajateltavissa oheisten patenttivaatimusten puitteissa.

1. Polttomoottorin, varsinkin ison dieselmoottorin venttiilin hydraulinen ohjausjärjestely, 15 johon kuuluu moottorin nokka-akselin (6) ja venttiilimekanismin (2) väliseen voimansiirtoon järjestetty, hydrauliväliaineella täytettävä kammio (5) sekä ohjausventtiili (14), jonka avautuminen aikaansaa kammiossa (5) vallitsevan paineen laskun, kammion (5) tilavuuden pienenemisen ja siten venttiilin sulkeutumisen, tunnettu siitä, että ohjausventtiili (14) käsittää nokka-akselin (6) läpi johdetun hydrauliväliainekanavan (17), joka ohjausvent-20 tiilin (14) aukiasennossa on järjestetty yhdistämään kammion (5) hydrauliväliainesäiliöön (18).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen venttiilin ohjausjärjestely, tunnettu siitä, että ohjausventtiiliin (14) kuuluu nokka-akselin (6) päälle hydrauliväliainekanavan (17) kohdalle asennettu säätöelementti (15), joka on nokka-akselin (6) suuntaisesti siirrettävissä ja joka 25 käsittää vinosti siirtosuuntaan nähden järjestetyn pitkänomaisen liityntäaukon (16) kammi on (5) yhdistämiseksi hydrauliväliainekanavaan (17). 101166

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen venttiilin ohjausjärjestely, tunnettu siitä, että siihen kuuluu hydrauliväliaineen syöttöpumppu (9), joka ohjausventtiilin (14) sulkeutumisen jälkeen on jäljestetty täyttämään kammion (5) alkuperäiselle tasolle. *