FI112970B - Pyörivän akselin käyttämän venttiilin edestakaisen liikkeen ajoituksen ja liikkeen suuruuden säätömekanismi - Google Patents

Description

1 112970

PYÖRIVÄN AKSELIN KÄYTTÄMÄN VENTTIILIN EDESTAKAISEN LIIKKEEN AJOITUKSEN JA LIIKKEEN SUURUUDEN SÄÄTÖMEKANISMI

Tämän keksinnön kohteena on mekanismi, jolla voidaan säätää pyörivän akselin käyttämän 5 venttiilin liikettä käynnin aikana siten, että liikkeen alkuhetkeä voidaan muuttaa aikaisemmaksi tai myöhäisemmäksi, liikkeen kestoaika voidaan säätää pitemmäksi tai lyhyemmäksi ja liikkeen suuruus voidaan säätää pienemmäksi tai suuremmaksi. Tällaista säätöä tarvitaan esimerkiksi laajalla kierroslukualueella toimivien nelitahtipolttomoottorien venttiilien ajoituksen ja nousun säädössä pyrittäessä parantamaan moottoreiden vääntömomentti- ja tyhjäkäyntiominaisuuksia, 10 tehoa korkeilla käyntinopeuksilla ja moottoreiden taloudellisuutta sekä pyrittäessä vähentämään moottorin haitallisia päästöjä.

Venttiilien toiminnan käytön aikaiseen säätöön on kehitetty useita eri periaatteella toimivia mekanismeja., joilla voidaan käytön aikana säätää venttiilin liikkeen ajoitusta, kestoa ja 15 suuruutta. Näiden mekanismien epäkohtana on kuitenkin suhteellisen monimutkainen rakenne ja se, että säädön tarkkuus ei ole riittävä varmistamaan monisylinterisen moottorin tasaista käyntiä erityisesti säädettäessä sylinterien täytöstä venttiilien ajoituksen ja nousun avulla ja kun moottoria käytetään tyhjäkäynnillä tai pienellä kuormalla.

, 20 Tässä patenttihakemuksessa esitetyn keksinnön tarkoituksena on edelleen parantaa aikaisemmin > > · suomalaisessa patenttihakemuksessa numero 20020848 esitettyä mekanismia siten, että mekanismi voidaan sijoittaa oleellisesti pienempään tilaan ja mekanismin osien välistä kitkaa • · ’'voidaan edelleen pienentää. Tälle mekanismille on tunnusomaista se, mitä on esitetty jäljempänä »il# . . patenttivaatimuksien tunnusmerkkiosassa.

' 25 Seuraavassa keksintöä kuvataan yksityiskohtaisesti viittaamalla piirustuksiin, joissa * » • · * * · ,. , Kuva 1 a esittää mekanismia sovellettuna käyttämään jousen 22 kuormittamaa venttiiliä 21 ja * » * ‘; kuva 1 c esittää mekanismin rullaryhmää. Tasaisella nopeudella pyörivään akseliin 1 kiinnitetyt • · • · ‘! ‘ samanmuotoiset ja samankokoiset kaksi nokkaa 2 saavat aikaan rullaryhmän 3 edestakaisen M. 30 liikkeen pitkin keinuvivun 9 kaarevaa r2-säteistä yläpintaa. Rullaryhmän 3 seitsemän rullaa on • · · ’. · · * laakeroitu yhteiselle akselille ja rullat on mitoitettu siten, että keskimmäinen rulla 24 vierii pitkin keinuvivun 9 ^-säteistä yläpintaa, seuraavat symmetrisesti sijoitetut rullat 25 vierivät pitkin : : säätöakseliin 4 kiinnitetyn säätönokan 6 säätöpintaa 5 rullien 26 vieriessä pitkin nokkien 2 pintaa. Keinuvivun 9 sylinteripinnan kaarevuuskeskipiste yhtyy venttiilin lepoasennossa 2 112970 säätöakselin 4 keskiakseliin. Käyttöakselin 1 pyöriessä rullaryhmä 3 siirtyy nokkien 2 pakottamana kuvassa oikealle ja edelleen säätöakselin 4 nokan 6 ohjauspinnan 5 ympyräsylinteristä poikkeavalle kaarevalle tai tasomaiselle osalle pakottaen vuorostaan pallopintaan 14 laakeroidun keinuvivun 9 painumaan alaspäin ja avaamaan venttiilin 21. Akselin 5 1 pyörimisliikkeen jatkuessa rullaryhmä 3 palaa kuvassa vasemmalle rullaryhmän uloimpiin rulliin 27 nojaavien jousien 19 työntämänä. Venttiilin sulkeuduttua rullien liike jatkuu vasemmalle säätöakselin ohjauspinnan 5 ja keinuvivun 9 yläpinnan välisessä vakiokorkuisessa raossa, jolloin venttiili pysyy lepotilassa. Muutettaessa säätöakselin 4 säätökulmaa kiertämällä akselia säätövivun 23 avulla kuvan esittämässä tapauksessa vastapäivään venttiilin liike 10 säädetään alkamaan myöhemmin, jolloin venttiilin aukioloaika jää myös lyhyemmäksi ja venttiilin liike pienemmäksi. Kiertämällä säätöakselia 4 kuvassa myötäpäivään venttiilin liike säädetään alkamaan aikaisemmin, jolloin venttiilin aukioloaika pitenee ja venttiilin liike suurenee. Muotoilemalla jousen 19 rulliin 27 nojaava yläpää kuvan mukaisesti siten, että jousi 19 painaa rullaryhmää 3 säätönokan 6 ohjauspintaa sekä nokka-akseleita 2 vastaan vältetään 15 rullaryhmän 3 massan lisäävä vaikutus tarvittavaan jousen 22 jousivoimaan. Rullien 27 päästessä vierimään pitkin palautusjousien 19 pintaa voidaan palautusjousien jousivoima välittää rullaryhmään 3 vaikka sen liikeradat säätöakselin (4) eri asennoissa poikkeavat huomattavasti toisistaan. Keinuvivun 9 r2-säteinen sylinteripinta saadaan samankeskiseksi säätöakselin 4 keskiakselin kanssa hydraulisten välyksensäätimien 13 ja 15 avulla. Keinuvivun pallonivelen . 20 puoleisen pään aseman säätävät hydraulisen välyksensäätimen 13 lisäksi korvakkeet 11, joiden » yläpintana on sylinteripinta siten, että r4-säteisen pinnan kaarevuuskeskiakseli kulkee « » hydraulisen välyksensäätimen 13 pallonivelen 14 keskipisteen kautta. Korvakkeet nojautuvat • » . säätönokan käyttöakselin 1 ^-säteiseen pintaan. Korvakkeet 11 pitävät samalla käynnin aikana • · ^. . keinuvivun 9 liikeradan pystytasossa ja estävät keinuvivun 9 pallonivelen 14 puoleisen pään ' 25 nousun pallonivelen varasta hitausvoimien vaikutuksesta suurilla käyntinopeuksilla.

• ·

Keinuvivun venttiilin puoleiseen päähän sijoitettuun toiseen hydrauliseen välyksensäätimeen 15 ... tarvittava öljy tuodaan välyksensäätimen 13 pallonivelen 14 läpi ja keinuvipuun tehdyn ’ .porauksen kautta.

• 0 0 f · 30 Kuva Ib esittää havainnepiirroksena säätöakselia 4 ja nokkia 6 sekä jousien 19 tukiputkea 20 ‘ * · · * sovellutuksessa, jossa mekanismi käyttää kahta vierekkäistä imu- tai pakoventtiiliä. Säätöakseliin v '· 4 on tehty kuvan la mukaiset leikkaukset 7 siten, että nokka-akselit 1 sekä rullaryhmän rullat 25, ·<« :.,. · 26, ja 27 sekä jousien 19 yläpäät mahtuvat liikkumaan tehdyissä leikkauksissa. Täten säätöakseli 4 on voitu tuoda lähelle käyttöakselia 1 ja mekanismin koko on saatu pieneksi. Tekemällä 3 112970 jousien 19 tukiputkeen 20 leikkaukset 28 venttiilijousia 22 varten saadaan tukiputki sijoitetuksi venttiilijousien 22 ja välyksensäätimien 13 rajaamaan tilaan, jolloin mekanismin vaatima tila I pienenee. Jouset 19 voidaan sijoittaa kuvan 1 a mukaisesti siten, että venttiilijouset 22 jäävät osittain jousien 19 väliin. Samaa järjestelyä voidaan soveltaa myös mekanismin käyttäessä yhtä 5 venttiiliä.

Kuva 2 esittää mekanismia sovellettuna käyttämään yhden käyttöakselin 1 ja nokkaparin 2 avulla kahta tai useampaa käyttöakselin molemmin puolin sijoitettua venttiiliä siten, että kullakin venttiilillä voi olla erilainen venttiilin ajoitus ja nousu riippuen säätöakselien 4 ohjauspintojen 5 10 muodoista.

Kuva 3 esittää mekanismia sovellettuna käyttämään suoraan käyttöakselin alapuolella olevia venttiileitä. Tämä sijoittelu soveltuu käytettäväksi erityisesti sijoitettaessa mekanismi käyttämään neljää venttiiliä sylinteriä kohti, jolloin imu- ja pakoventtiileillä on omat käyttöakselinsa. Tässä I 15 mekanismin sovellutuksessa ei säätöakseliin 4 välttämättä tarvita ulkonevia nokkia, vaan rullia j 25 ohjaava ohjauspinta 5 voidaan muotoilla säätöakselin leikkaukseen 7. Tämä leikkaus mahdollistaa myös tässä vaihtoehdossa säätöakselin 4 sijoittamisen lähelle käyttöakselia 1 ja mekanismin sijoittamisen pieneen tilaan.

. 20 Kuvat 4 aja 4 b esittävät mekanismin sovellutusta, jossa käyttöakselin 1 yksi nokka 2 käyttää • · kahta venttiiliä kaksihaaraisen keinuvivun 9 välityksellä. Nokka 2 painaa pyöriessään rullaryhmää 3 keskirullan 26 välityksellä kuvassa vasemmalle, jolloin säätöakselin 4 ohjauspinta '". 5 pakottaa rullat 25 ja koko rullaryhmän (3) sekä rullien 24 välityksellä kaksihaaraisen . ; keinuvivun 9 alaspäin ja jousikuormitteiset venttiilit 21 aukeavat. Nokan 2 kiertyessä edelleen ‘. / 25 rullaryhmä 3 siirtyy jousien 19 ja rullien 27 pakottamana takaisin kuvassa oikealle, jolloin • t keinuvipu 9 ja venttiilit 21 palaavat yläasentoonsa venttiilijousien 22 pakottamina. Keinuvivun 9 : · . asemaa säädetään hydraulisilla välyksensäätimillä 13 ja 15 siten, että välyksensäätimien • | [..> tarvitsema öljy tuodaan välyksensäätimen 13 pallonivelen 14 reiän ja keinuvipuun 9 tehtyjen • » porauksien kautta. Keinuvivun liikettä ohjataan lisäksi ympyräsylinteripintaan rajoittuvien • · · *···* 30 korvakkeiden 11 avulla siten, että keinuvivun liike tapahtuu käyttöakselia vastaan kohtisuorassa • · * · · · ’ tasossa ja molempien venttiilien 21 liike on tarkoin samanlainen. Samalla korvakkeet 11 estävät • · · V ' keinuvivun kuvassa vasemman pään nousun pallonivelen 14 varasta. Jouset 19 on sijoitettu • · · :,..: kuvissa 1 a ja 1 b esitetyn ratkaisun mukaisesti osaksi venttiilijousien 22 väliin.

Claims (6)

1. Pyörivän akselin käyttämän venttiilin edestakaisen liikkeen ajoituksen ja liikkeen suuruuden säätömekanismi, jossa säädettävä liike saadaan aikaan ohjaamalla säätöakselin (4) rj-sateisen ohjauspinnan (5) ja keinuvivun (9) säätöakselin (4) kanssa samankeskisen r2-säteisen sylinteripinnan väliseen rakoon sijoitetun rullaryhmän (3) nokka-akselien tai nokka-akselin (2) rullaryhmän rullan tai rullien (26) välityksellä pakottamaa edestakaista liikettä siten, että välirullien (25) siirtyessä vierimään pitkin ohjauspinnan (5) muodoltaan ympyräsylinteristä poikkeavaa osaa rulla tai rullat (24) pakottavat keinuvivun (9) liikkeeseen, joka avaa venttiilin (21) siten, että venttiilin liikkeen ajoitusta ja suuruutta voidaan muuttaa käynnin aikana säätöakselia (4) ja siihen liittyvää ohjauspintaa (5) kiertämällä, tunnettu siitä, että mekanismin säätöakseliin (4) on tehty rullaryhmän (3) sekä tarvittaessa jousien (19) liikettä varten leikkaus (7) joka mahdollistaa säätöakselin (4) sijoittamisen lähelle käyttöakselia (1) ja keinuvipua (9).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen mekanismi, tunnettu siitä, että rullaryhmän (3) palautusjouset (19) painavat rullaryhmää (3) rullien (27) välityksellä siten, että rullat (27) pääsevät vierimään pitkin jousia (19) sallien rullaryhmän (3) erilaiset säätöakselin (4) asennoista riippuvat liikeradat.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen mekanismi, tunnettu siitä, että palautusjouset (19) on I > I ‘ · · * muotoiltu siten, että ne pitävät kaikissa mekanismin käyttöasennoissa ja kaikilla * * « * käyttönopeuksilla rullaryhmän (3) painettuna nokkia (2) ja säätöakselin (4) säätöpintoja (5) * vastaan.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen mekanismi, t u n n e 11 u siitä, että palautusjouset (19) on * · N 4 · ... ),, * tuettu tukitankoon tai tukiputkeen (20), johon on tehty venttiilijousien (22) vaatimat * · • I leikkaukset (28), jolloin tukitanko tai tukiputki voidaan sijoittaa lähelle venttiileitä ja ... mekanismi voidaan sijoittaa pienempään tilaan. • ·

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen mekanismi, tunnettu siitä että venttiilit (21) on • · • * sijoitettu käyttöakselin (1) molemmin puolin siten, että samalla käyttöakselilla (1) ja • » · *;;; * nokkaparilla (2) voidaan käyttää kahta tai useampaa käyttöakselin eri puolilla olevaa • · •;' venttiiliä, joille voidaan järjestää erilaiset venttiiliajoitukset ja venttiilinousut valitsemalla « · $ V : erilaiset säätöakselin (4) säätöpinnan (5) muodot. • · · • · * · 112970 5

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen mekanismi, tunnettu siitä, että yksi käyttöakselille (1) sijoitettu nokka (2) painaa rullan (26) välityksellä rullaryhmää (3) siten, että rullien (25) vieriessä pitkin säätöakselin (4) säätöpinnan (5) ympyräsylinterimuodosta poikkeavaa I osuutta rullat (24) pakottavat kaksihaaraisen keinuvivun (9) avaamaan samanaikaisesti jousten (22) kuormittamat kaksi venttiiliä (21), joiden liike saadaan tarkoin samanlaiseksi ohjaamalla keinuvivun (9) liikettä ympyräsylinteripintaan rajoittuvien ja säätöakseliin (4) tai käyttöakseliin (1) nojaavien ja keinuvivun kiertoliikkeen sallivien korvakkeiden (11) | avulla siten, että keinuvivun liike tapahtuu tarkoin käyttöakselia vastaan kohtisuorassa j tasossa (Kuvat 4a ja 4b). i i i * i · * 1 I » * 1 • 1 t • t · • · • » • · • 1 · • I · • · • > · • # » • » · • · · • · · • » t • · 6 112970