FI122436B - Iskumäntäpolttomoottorikone - Google Patents

Description

Iskumäntäpolttomoottorikone

Keksintö koskee iskumäntäpolttomoottorikonetta, jossa on vähintään yksi sylinterin hoikilla varustettu sylinteri, jonka sylinterin hoikin poltto-5 tilanpuoleiseen päähän on sijoitettu liekkirengas.

Tällaiseen liekkirenkaaseen kohdistuu suuri terminen kuormitus. Tällöin se pyrkii pakkotoimisesti laajenemaan. Tämän laajenemisen estää sitä ympäröivä viileämpi sylinterin holkki. Tämä johtaa jännitteisiin liekkirenkaassa. Polttomoottorin normaalissa, häiriöttömässä käytössä jännitteet ovat myös 10 liekkirenkaan termisesti vaativimmalla alueella sen rajan alapuolella, josta lähtien esiintyy renkaan plastista deformaatiota. Ääritapauksessa esimerkiksi polttomoottorin ylikuormituksessa tai epäsäännöllisessä palamisessa, kuten kaa-sumoottoreiden nakuttavassa käynnissä, liekkirenkaan materiaalin venymisraja kuitenkin ylitetään ja siten esiintyy plastisia deformaatioita. Nämä deformaatiot 15 johtavat liekkirenkaan luvattomaan kutistumiseen.

Tätä silmällä pitäen keksinnön tarkoituksena on parantaa johdannon mukaisen järjestelmän liekkirengasta yksinkertaisin ja edullisin keinoin siten, että se kestää myös erittäin korkeita lämpötiloja ilman käyttöhäiriöiden vaaraa.

Tämä tarkoitus saavutetaan keksinnön mukaisesti siten, että liekki-20 renkaan seinämävahvuutta on osittain vähennetty termisesti paljon vaativilla alueilla sen elastisuuden lisäämiseksi.

Tällä toimenpiteellä liekkirenkaan jäykkyyttä vähennetään paikallisesti. Tämä johtaa jännitteiden vähenemiseen liekkirenkaassa, mikä ehkäisee plastisia deformaatioita tehokkaasti.

25 Seinämävahvuuden vähentäminen saavutetaan rakenteellisesti ja valmistusteknisesti yksinkertaisella tavalla siten, että liekkirenkaaseen tehdään o lovia.

CM

^ Hyvä jännitteiden vähentäminen saavutetaan yleensä siten, että lo- T vet on sijoitettu liekkirenkaan sisäsivulle. Tällöin lovet ulottuvat edullisesti liek- ° 30 kirenkaan pintaan asti.

| Päätoimenpiteiden muita edullisia suoritusmuotoja ja tarkoituksen- mukaisia jatkomuotoja käy ilmi muista alivaatimuksista ja suoritusesimerkin

CM

§ kuvauksesta piirustuksen avulla.

o Piirustuksen ainoa kuvio esittää perspektiivisesti esitettynä liekki- ^ 35 renkaan ja sylinterin hoikin osaa.

2

Piirustus esittää iskumäntäpolttomoottorikoneen, kuten suuren kaa-sumoottorin, sylinterin hoikin 1. Iskumäntäpolttomoottorikoneiden rakenne ja toimintatapa ovat sinänsä tunnetut eikä niitä siten tarvitse lähemmin selittää. Sylinterin hoikin 1 yläosassa sijaitsevaan renkaanmuotoiseen koverrukseen on 5 sijoitettu liekkirengas 2. Liekkirenkaan 2 sisäsivuun 7 on yläosassa sijaitsevalla polttotilan puoleisella alueella 3 tehty lovia 4. Tämän seinämävahvuuden osittaisen vähentämisen avulla liekkirenkaan 2 elastisuutta lisätään, nimittäin siellä, missä terminen kuormitus on suurinta. Lovet 4 kulkevat suoritusesimerkissä yhdensuuntaisesti sylinterin hoikin 1 akselin kanssa. Vaihtoehtoisesti lovet voi 10 olla sijoitettu myös kulmittain sylinterin hoikin 1 akseliin nähden. Täten liekki-renkaan 2 elastisuutta voidaan lisätä. Tällöin lovet 4 ulottuvat liekkirenkaan pintaan 5 saakka.

Esitetyssä suoritusesimerkissä lovien 4 poikkileikkauspinta-ala on rajoitettu olennaisesti puoliympyrän muotoiseksi. Tämä on osoittautunut opti-15 maaliseksi ottaen huomioon esiintyvät jännitteet. Tällöin poikkileikkauspinta-ala pysyy poistopuoliseen päähän 6 asti samana. Aina liekkirenkaan odotettavissa olevan termisen kuormituksen mukaan lovien 4 poikkileikkauspinta-ala voi laajentua myös liekkirenkaan 2 pintaan.

Ympärykseltään termisesti jokseenkin tasaisesti kuormitetuissa liek-20 kirenkaissa lovet on sijoitettu jaettuna tasaisesti sen ympärykselle. Jos liekki-rengas on kuormitettu ympärykseltään termisesti epätasaisesti, lovien 4 keskinäistä etäisyyttä on termisesti kuormitetuimmalla alueella pienennetty. Vaihtoehtoisesti tai lisäksi voidaan tässä tapauksessa lovien 4 syvyyttä a tai niiden korkeutta b suurentaa. Kaikissa tapauksissa elastisuuden jakautuminen ympä-25 rykselle noudattaa termistä kuormitusta.

Piirustukseen on edelleen merkitty käyrällä x termisen kuormituk-5 sen, siis lämpötilan, kautta käytössä esiintyvä samana pysyvän seinämävah-

(M

^ vuuden omaavan tavanomaisen liekkirenkaan pintojen paine tietylle ympäryk- ^ sen osalle. Muista ympäryksen osista voi olla tuloksena poikkeava käyrä. Käy- ° 30 rä x havainnollistaa, että tavanomaisessa liekkirenkaassa esiintyy osittain erit- | täin korkeita pintojen paineita ja siten jännitteitä, jotka voivat ylittää aineen ve- nymisrajan.

(M

§ Edelleen merkityn käyrän y avulla on esitetty keksinnön mukaisen o liekkirenkaan pintojen paine ja siten esiintyvät jännitteet. Vertaamalla molem- ^ 35 pia käyriä x ja y ilmenee, että keksinnön mukaisesti voidaan kriittisiä korkeita pintojen paineita tehokkaasti vähentää. Liekkirenkaan, jolla on samana pysy- 3 vä seinämävahvuus, odotettavissa olevat pintojen paineet tai lämpötilat ja niiden jakautuminen ympärykselle ovat siten lähtökohta seinämävahvuuden keksinnön mukaisen vähentämisen käyttämiselle.

Kuten edellä oleva kuvaus esittää, keksintö ei rajoitu esitettyyn suo-5 ritusmuotoesimerkkiin, vaan käytettävissä on monipuolisia liekkirenkaan seinämävahvuuden vähentämisen tulkintamahdollisuuksia.

δ

(M

i o

X

cc

CL

C\l 00

O

CM

O

O

CM

Claims (7)

1. Iskumäntäpolttomoottorikone, jossa on vähintään yksi sylinterin hoikilla (1) varustettu sylinteri, jonka sylinterin hoikin (1) palotilanpuoleiseen 5 päähän on sijoitettu liekkirengas (2), tunnettu siitä, että liekkirenkaan (2) seinämävahvuutta on osittain vähennetty termisesti paljon vaativilla alueilla sen elastisuuden lisäämiseksi siten, että on seinämävahvuuden osittaiseksi vähentämiseksi liekkirenkaaseen (2) on tehty lovia (4), jotka ovat liekkirenkaan (2) sisäsivulla (7) ja yläosassa sijaitsevalla alueella (3), missä lovet (4) ulottu-10 vat liekkirenkaan (2) pintaan (5) asti, ja että lovien (4) poikkileikkauspinta-ala laajenee liekkirenkaan (2) pintaan (5) ja lovet (4) käsittävät olennaisesti puoliympyrän muotoisen rajauksen.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen iskumäntäpolttomoottorikone, tunnettu siitä, että lovet (4) ulottuvat yhdensuuntaisesti sylinterin hoikin (1) 15 akseliin nähden.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen iskumäntäpolttomoottorikone, tunnettu siitä, että lovet (4) on sijoitettu kulmittain sylinterin hoikin (1) akseliin nähden.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen iskumäntäpoltto-20 moottorikone, tunnettu siitä, että lovien (4) poikkileikkauspinta-ala pysyy alaosassa sijaitsevaan poistopuoliseen päähän (6) asti samana.

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen iskumäntäpolttomoottorikone, tunnettu siitä, että lovet (4) on sijoitettu jaettuna tasaisesti liekkirenkaan (2) ympärykselle.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 3 mukainen iskumäntäpolttomootto- ^ rikone, tunnettu siitä, että ympärykseltään termisesti epätasaisesti kuormi- ™ tetuissa liekkirenkaissa (2) lovien (4) keskinäisiä etäisyyksiä on termisesti v kuormitetummilla alueilla pienennetty.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1, 3 tai 6 mukainen iskumäntäpoltto- a. 30 moottorikone, t u n n e 11 u siitä, että ympärykseltään termisesti epätasaisesti CL kuormitetuissa liekkirenkaissa (2) lovisyvyyttä (a) ja/tai lovikorkeutta (b) on co termisesti kuormitetummilla alueilla suurennettu, o (M o o (M