FI124820B - Keskiöintilaite polttoaineen ruiskutussuutinta varten - Google Patents

Description

Keskiöintilaite polttoaineen ruiskutussuutinta varten

Keksintö koskee keskiöintilaitetta polttoaineen ruiskutussuuttimellepolttoaineen ruiskutussuuttimen keskiöimiseksi suuttimenpitimeen. Lisäksi kek¬sintö koskee polttoaineen ruiskutussuutinta, suuttimenpidintä polttoaineen ruis¬kutussuutinta varten ja keskiöintilaitteesta ja ainakin polttoaineen ruiskutus-suuttimesta koostuvaa järjestelyä. Käytännöstä tunnetuilla polttomoottoreilla, kuten esimerkiksi laiva-dieselpolttomoottoreilla, on useita sylintereitä. Sellaisen polttomoottorin jokai¬seen sylinteriin on sovitettu vähintään yksi polttoaineen ruiskutussuutin syöttä¬mään polttoainetta kulloiseenkin sylinteriin, jolloin jokainen polttoaineen ruisku¬tussuutin on keskiöity ja kiinnitetty kulloisenkin sylinterin suuttimenpitimeen.Ns. suuttimenpitimet on asennettu kulloisenkin sylinterin, sylinterin päihin, ni¬mittäin määritettyyn suhteelliseen asemaan sylinterin päähän nähden. Poltto¬aineen ruiskutussuuttimet on keskiöity ja asennettu suuttimenpitimiin, nimittäinmyös määritettyyn suhteelliseen asemaan suuttimenpitimeen ja siten sylinterinpäähän nähden. Käytännöstä tunnetuissa polttomoottoreissa polttoaineen ruiskutus¬suuttimen keskiöinti tapahtuu vastaavasta suuttimenpitimestä ns. sovitetappienavulla, jotka sovitetapit lomittuvat toisaalta suuttimenpitimen sovitetappien rei¬kiin ja toisaalta polttoaineen ruiskutussuuttimen sovitetappien reikiin. Poltto¬aineen ruiskutussuuttimen keskiöinnillä suuttimenpitimeen sovitetappien avullaon haittana, että sovitetappien reiät ovat välyksellisiä, minkä vuoksi sovitetap¬pien asennettavuus vaikeutuu. Lisäksi sovitetapit voivat asennettaessa sekäpurettaessa mekaanisen ylikuormituksen seurauksena murtua tai katketa jatuhoutua näin. Tässä tapauksessa kallis kunnostus on silloin välttämätön.

Polttoaineen ruiskutussuuttimen keskiöimiseksi olevien sovitetap¬pien lisähaitta on siinä, että sovitetappien reiät, joiden sisään sovitetapit ulottu¬vat, on sijoitettu polttoaineen ruiskutussuuttimen ja suuttimenpitimen välisiintiivistyspintoihin ja että näin ollen sovitetapit niiden, suuttimenpitimeen asen¬nuksen jälkeen ulkonevat suhteessa suuttimenpitimen tiivistyspintaan. Suutti¬menpitimen tiivistyspinnan muokkaamiseksi sovitetapit täytyy näin ollen jälleenpoistaa työläästi suuttimenpitimestä. Myös se on haitallista. Tästä lähtien keksinnön tehtävä on saada aikaan polttoaineen ruis¬kutussuutinta varten uudentapainen keskiöintilaite, jolla edellä mainitut haitatvoidaan välttää. Tämä tehtävä ratkaistaan patenttivaatimuksen 1 mukaisen keskiöin-tilaitteen avulla. Keksinnön mukainen keskiöintilaite käsittää holkkimaisen pe¬rustan, jolloin holkkimainen perusta käsittää koverruksen, johon ensimmäises¬tä sivusta on ohjattavissa polttoaineen ruiskutussuuttimen osuus ja vastakkai¬sesta toisesta sivusta suuttimenpitimen osuus, jolloin holkkimaisen perustankoverrus on holkkimaisen perustan sisäsivun määrittämä, joka sisäsivu salliipolttoaineen ruiskutussuuttimen keskiöinnin suuttimenpitimessä ainakin jossa¬kin määritetyssä suhteellisessa asemassa. Tässä esillä oleva keksintö esittää täysin uudentapaisen mahdolli¬suuden polttomoottorin sylinterin polttoaineen ruiskutussuuttimen keskiöimi-seksi polttomoottorin sylinterin suuttimenpitimessä. Keksinnön mukainen kes¬kiöintilaite sisältää näin holkkimaisen perustan, jolloin sekä polttoaineen ruisku¬tussuuttimen osuus että myös suuttimenpitimen osuus ovat sijoitettavissaholkkimaisen perustan koverrukseen, nimittäin eri sivuista.

Holkkimaisen perustan koverruksen sisäsivu on muodostettu siten,että ruiskutussuutin sekä suuttimenpidin ovat ohjattavissa ainoastaan määrite¬tyssä suhteellisessa asemassa holkkimaisen perustan koverrukseen, minkäansiosta keskiöintilaite sallii polttoaineen ruiskutussuuttimen keskiöinnin suut¬timenpitimessä ainakin yhdessä suhteellisessa asemassa. Käyttämällä sellaista keskiöintilaitetta, jossa on holkkimainen perus¬ta, käytännön mukaan keskiöintiin käytettyjen sovitetappien haitat vältetään.Näin suuttimenpitimeen eikä polttoaineen ruiskutussuuttimen, nimittäin sentiivistyspintoihin, ei sijoiteta sovitetappien reikiä. Lisäksi siitä seuraa, että ra¬kenneosia ei ulotu ulos tiivistyspinnoista eikä niitä tarvitse poistaa tiivistyspinto-jen muokkaamiseksi.

Lisäksi keksinnön mukainen keskiöintilaite, jossa on holkkimainenperusta, on selvästi epäherkempi mekaanista kuormitusta vastaan, joten asen¬nettaessa ja purettaessa keskiöintilaitteen vaurioitumisen vaara on pienempi.Jos kuitenkin asennettaessa tai purettaessa tapahtuu keksinnön mukaisenkeskiöintilaitteen mekaaninen ylikuormitus, niin se voidaan vaihtaa yksinkertai¬sesti suuremmitta kustannuksitta ja ilman lisätyökaluja.

Lisäksi edellä selitetyn rakenneosatoteutuksen ansiosta suuttimenkiinnitysmutterin olennaisesti suuremman käynnistysmomentin siirto on mah¬dollinen, mikä ottaen huomioon jatkuvasti nousevat ruiskutuspaineet on lisään¬tyvästi välttämätöntä riittävän tiiviyden saavuttamiseksi.

Sisäsivu on edullisesti muodostettu polygonimaisesti. Silloin, kunkeksinnön mukaisen keskiöintilaitteen holkkimaisen perustan sisäsivu on muo¬dostettu polygonimaisesti, se on silloin valmistettavissa erityisen edullisesti.

Lisäksi keksintö koskee polttoaineen ruiskutussuutinta, suuttimenpi-dintä sekä järjestelyjä, jotka koostuvat keskiöintilaitteesta ja ainakin polttoai¬neen ruiskutussuuttimesta sekä mahdollisesti suuttimenpitimestä.

Keksinnön edulliset jatkomuodot käyvät ilmi epäitsenäisistä patentti¬vaatimuksista ja seuraavasta selitysosasta. Keksinnön suoritusesimerkkejäolematta rajoitettu näihin selvitetään lähemmin piirustuksen avulla. Piirustuk¬sessa kuvio 1 esittää hajautettuna järjestelyn, joka koostuu keskiöintilait¬teesta, polttoaineen ruiskutussuuttimesta ja suuttimenpitimestä ja kuviot 2a - 2c esittävät keskiöintilaitteen erilaisina kuvina, kuviot 4a, b keskiöintilaitteen lisäsuoritusesimerkin. Tässä esillä oleva keksintö koskee keskiöintilaitetta polttomoottorin,edullisesti laivadieselpolttomoottorin, polttoaineen ruiskutussuuttimen keskiöi-miseksi polttomoottorin sylinterin suuttimenpitimessä.

Lisäksi keksintö koskee sellaisen polttomoottorin polttoaineen ruis¬kutussuutinta, sellaisen polttomoottorin suuttimenpidintä, järjestelyä, joka koos¬tuu keskiöintilaitteesta ja polttoaineen ruiskutussuuttimesta sekä järjestelyä,joka koostuu keskiöintilaitteesta, polttoaineen ruiskutussuuttimesta ja suutti¬menpitimestä.

Kuvio 1 esittää hajautettuna perspektiivikuvana polttoaineen ruisku-tussuuttimestal, suuttimenpitimestä 2 ja keskiöintilaitteesta 3 koostuvan järjes¬telyn. Tällöin suuttimenpitimestä 2 on esitetty vain alempi pääteosuus, johonon muodostettu tiivistyspinta 4, joka toimii asennetussa tilassa yhteen polttoai¬neen ruiskutussuuttimen 1 tiivistyspinnan 5 kanssa. Kuviosta 1 on lisäksi näh¬tävissä polttoaineen ruiskutussuuttimen 1 sekä suuttimenpitimen 2 alueellareiät, nimittäin toisaalta reiät 6 tai 7, jotka toimivat polttoaineen ohjaukseen, jatoisaalta reiät 8 tai 9, jotka toimivat esittämättömän suuttimen neulan tai neula-venttiilin vastaanottoon.

Suuttimenpidin 2 on asennettu polttomoottorin sylinterin esittämättö¬mässä sylinterin päässä yksiselitteiseen suhteelliseen asemaan. Lisäksi poltto¬aineen ruiskutussuuttimen 1 suuttimenpitimessä 2 täytyy olla asennettu yksise¬litteiseen suhteelliseen asemaan, jolloin polttoaineen ruiskutussuuttimen 1 kes- kiöinti suuttimenpitimeen 2 tapahtuu kuviossa 1 esitetyn, keksinnön mukaisenkeskiöintilaitteen 3 avulla.

Keksinnön mukaisella keskiöintilaitteella 3a, b on holkkimainen pe¬rusta 10. Holkkimaisella perustalla 10 on koverrus 11, jonka sisään ensimmäi¬sestä sivusta on ohjattavissa polttoaineen ruiskutussuuttimen 1 osuus 12 javastakkaisesta, toisesta sivusta suuttimenpitimen 2 osuus 13. Keskiöintilait¬teen 3a, b holkkimaisen perustan 10 koverrus on sisäsivun 14 määrittämä, jo¬ka sisäsivu sallii polttoaineen ruiskutussuuttimen 1 keskiöinnin suuttimenpiti-messä 2 keskiöintilaitteen 3b tapauksessa vähintään yhteen määritettyyn suh¬teelliseen asemaan. Keskiöintilaitteen 3a, b holkkimaisen perustan 10 kover-rukseen 11 ohjattavissa olevalla polttoaineen ruiskutussuuttimen 1 osuudella12 on holkkimaisen perustan 10 sisäsivuun 14 sovitettu ulkosivu 15. Keskiöinti¬laitteen 3a, b holkkimaiseen perustaan vastakkaisesta sivusta ohjattavissa ole¬valla suuttimenpitimen 2 osuudella on myös holkkimaisen perustan 10 kover-ruksen 11 sisäsivuun 14 sovitettu ulkosivu 16.

Sisäsivu 14 on edullisesti muodostettu polygonimaisesti.

Kuten jo on selitetty ja kuvioissa 3a, b esitetty, edelleen edullisenjatkomuodon mukaan polygonimainen sisäsivu 14 voi olla toteutettu myös ak-siaalisesti symmetrisesti. Tässä tapauksessa koverruksen 11 sisäsivu 14 on muodostettu si¬ten, että suuttimenpitimen 12 osuus 13 on ohjattavissa koverrukseen ainakinyhdessä määritetyssä suhteellisessa asemassa, samoin kuin polttoaineen ruis¬kutussuuttimen 1 osuus 12.

Muodostettaessa kuvion 3a tai kuviossa 3a leikkauskuva S1-S1 taikuvion 3b esityksen mukaisesti koverrus 11 on tällöin halkaisijasta vaihteleva.Koverruksen 11 aksiaalisen laajeneman ensimmäinen alue 21 on järjestettyruiskutussuuttimen 1 osuuden 12 vastaanottamiseksi ja toinen alue 22 suutti¬menpitimen 2 osuuden 13 vastaanottamiseksi. Laajeneman 11 alue 21 on to¬teutettu tällöin halkaisijalta pienemmäksi kuin laajeneman 11 alue 22. Tällätoteutuksella on etuna, että rakenneosat polttoaineen ruiskutussuutin 1 ja suut-timenpidin 2 voidaan mitoittaa ottamalla huomioon tilasuhteet. Sisäsivu 14 seu¬raa tässä aksiaalisesti symmetristä, kuusikulmaista muotoa. Näin ollen siis keskiöintilaite 3a, b sallii polttoaineen ruiskutussuut¬timen 1 keskiöinnin suuttimenpitimessä 2 joko tapauksessa 3a (kuviot 2a, b, c)ainoastaan yhteen ainoaan määritettyyn, suhteelliseen asemaan tai keskiöinti¬laitteen tapauksessa 3b (kuviot 3a, b) polttoaineen ruiskutussuuttimen 1 keski- öinnin suuttimenpitimessä 2 edullisesti kahteen määritettyyn, suhteellisen ase¬maan.

Edullisessa suoritusesimerkissä keksinnön mukaisen keskiöintilait-teen 3a, b holkkimaisen perustan 10 koverruksen 11 sisäsivu on muodostettusiten, että polttoaineen ruiskutussuuttimen 1 osuus 12 ja suuttimenpitimen 2osuus 13 ovat kulloinkin ohjattavissa välyksellisesti holkkimaisen perustan 10sisään, nimittäin sen koverrukseen 11. Tässä tapauksessa keskiöintilaite 3a, btoimii silloin vain polttoaineen ruiskutussuuttimen 1 keskiöintiin tai kohdistuk¬seen suuttimenpitimessä 2. Polttoaineen ruiskutussuuttimen 1 varsinainen kiin¬nitys ja siten asennus suuttimenpitimeen 2 tapahtuu silloin edullisesti esittä¬mättömän, erillisen hattumutterin avulla, joka hattumutteri ympäröi toisaaltakeskiöintilaitetta 3a, b ja toisaalta polttoaineen ruiskutussuuttimen 1 ja suutti¬menpitimen 2 osuuksia 17 18. Näissä polttoaineen ruiskutussuuttimen 1 jasuuttimenpitimen 2 osuuksissa 17 ja 18 kyseessä ovat osuudet, jotka liittyvätsiten osuuksiin 12 ja 13, joilla on keskiöintilaitteen 3a, b sisäsivuun 14 sovitettuulkosivu, ja ulkonevat suhteessa näihin osuuksiin 12 ja 13 säteittäisesti siten,että ne muodostavan vasteet, jotka määrittävät polttoaineen ruiskutussuutti¬men 1 ja suuttimenpitimen 2 välisen keskiöintilaitteen 3a, b sijainnin.

Suuttimenpitimen 2 osuuteen 18 on edullisesti sovitettu esittämätönulkokierre, joka toimii yhteen myös esittämättömän hattumutterin sisäkierteenkanssa keskiöintilaitteen 3 avulla suuttimenpitimeen kohdistetun polttoaineenruiskutussuuttimen 1 asentamiseksi suuttimenpitimeen 2.

Erona tähän on myös mahdollista toteuttaa keskiöintilaitteen 3a, bholkkimaisen perustan 10 koverruksen 11 sisäsivu 14 siten, että Polttoaineenruiskutussuuttimen 1 ja suuttimenpitimen 2 osuudet 12 ja 13 lomittuvat kover¬rukseen tiukasti välys-, väli- tai puristussovitetusti. Tässä esillä oleva keksintö esittää polttoaineen ruiskutussuuttimen1 uudentapaista ja yksinkertaista keskiöintiä suuttimenpitimeen 2 holkkimaisenkeskiöintilaitteen avulla. Käytännön mukaan välttämättömistä sovitustapeistavoidaan siten luopua. Tämän ansiosta ei vähene ainoastaan keskiöintiin tarvit¬tavien rakenneosien määrä, keksinnön mukainen keskiöintilaite 3a, b on pi¬kemmin myös epäherkempi mekaanista kuormitusta vastaan. Jos kuitenkinesiintyy mekaanista ylikuormitusta, jonka seurauksena holkkimainen perustavahingoittuu, se on vaihdettavissa pienin kustannuksin ilman työkaluja.

Holkkimaisen keskiöintilaitteen 3a sisäsivu 14 valmistetaan edulli¬sesti polygoniprofiilista, joka on toteutettu erityisesti aksiaalisesti symmetrises¬ ti. Sentapainen polygoniprofiili on valmistettavissa sorvaamalla epäpyöreästitai hiomalla epäpyöreästi. Koska polttoaineen ruiskutussuuttimen 1 ja suutti-menpitimen 2 ulkopinnat lämpökäsittelyn yhteydessä joka tapauksessa täytyyviimeistellä, polygoniprofiilin asettamisesta sen osuuksiin 12 ja 13 ei synny taisyntyy vain pieniä, valmistusteknisiä lisäkustannuksia. Polttoaineen ruiskutus¬suuttimen keskiöinti polttomoottorin sylinterin suuttimenpitimeen tapahtuu näinollen edullisesti polygonintapaisen akseli-napa -liitoksen tarkoituksessa.

Edullisessa suoritusesimerkissä keskiöintilaitteen 3a holkkimaisenperustan koverruksen 11 sisäsivu, kuten kuviosta 2b voidaan parhaiten nähdä,on toteutettu kolmiomaiseksi polygoniprofiiliksi, jolloin ulkosivu tai säde on so¬vitettu ainakin yhteen kulmamaiseen kolmiomaisen polygoniprofiilin osuuteenpolttoaineen ruiskutussuuttimen 1 selvän keskiöinnin tekemiseksi mahdollisek¬si suuttimenpitimeen 2 keskiöintilaitteen 3a kautta. Kuten jo on mainittu, suutti-menpitimen 2 ja polttoaineen ruiskutussuuttimen 1 osuudet 12 ja 13, jotka ulot¬tuvat koverruksen 11 sisään, on ääriviivoitettu vastaavasti.

Claims (9)

1. Keskiöintilaite polttoaineen ruiskutussuutinta varten, nimittäinpolttoaineen ruiskutussuuttimen keskiöimiseksi polttomoottorin sylinterin suutti-menpitimeen, jossa keskiöintilaitteessa on holkkimainen perusta (10), jolloinholkkimainen perusta (10) käsittää koverruksen (11), jonka sisään ensimmäi¬sestä sivusta polttoaineen ruiskutussuutin (1) on ohjattavissa ja vastakkaises¬ta, toisesta sivusta suuttimenpitimen (2) osuus (13), jolloin holkkimaisen perus¬tan (10) koverrus (11) on holkkimaisen perustan (10) sisäsivun määrittämä,joka sisäsivu sallii polttoaineen ruiskutussuuttimen (1) keskiöinnin suuttimen-pitimeen (2) vähintään yhdessä määritetyssä, suhteellisessa asemassa,tunnettu siitä, että holkkimaisen perustan (10) koverruksen (11) sisäänohjattavissa olevalla polttoaineen ruiskutussuuttimen (1) osuudella (12) onholkkimaisen perustan (10) sisäsivuun (14) sovitettu ulkosivu (15), että holkki¬maisen perustan (10) koverrukseen (11) ohjattavissa olevalla suuttimenpitimen(2) osuudella (13) on holkkimaisen perustan (10) sisäsivuun (14) sovitettu ul¬kosivu (16), ja että sisäsivu (14) on muodostettu polygonimaisesti.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen keskiöintilaite, tunnettu sii¬tä, että sisäsivu (14) on muodostettu aksiaalisesti symmetrisesti.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen keskiöintilaite, tunnettu sii¬tä, että tällöin koverruksen (11) halkaisija muuttuu siten, että koverruksen (11)aksiaalisen laajeneman ensimmäinen alue (21) on järjestetty ruiskutussuutti¬men (1) osuuden (12) vastaanottamiseksi ja toinen alue (22) suuttimenpitimen(2) osuuden (13) vastaanottamiseksi, jolloin koverruksen (11) alue (21) on täl¬löin toteutettu halkaisijalta pienemmäksi kuin koverruksen (11) alue (22).

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen keskiöintilaite, tunnettu sii¬tä, että koverruksen sisäsivu (14) seuraa aksiaalisesti symmetristä, kuusikul¬maista muotoa.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 4 mukainen keskiöintilaite, tun¬nettu siitä, että sisäsivu (14) on muodostettu siten, että polttoaineen ruisku¬tussuuttimen (1) osuus (12) ja suuttimenpitimen (2) osuus (13) ovat ohjattavis¬sa välyksellisesti holkkimaisen perustan (10) sisään, jolloin rakenneosien kiin¬nittämiseen toimii mutteri, jonka sisäkierre toimii yhteen suuttimenpitimen (2)ulkokierteen kanssa.

6. Polttomoottorin sylinterin polttomoottorin ruiskutussuutin, joka onkeskiöitävissä sylinterin suuttimenpitimeen jonkin patenttivaatimuksen 1 - 5mukaisen keskiöintilaitteen kautta, jolloin polttoaineen ruiskutussuuttimen (1) osuudella (12) on ulkosivu (15), joka on sovitettu keskiöintilaitteen (3a, b) holk-kimaisen perustan (10) sisäsivuun.

7. Polttomoottorin sylinterin suuttimenpidin, johon sylinterin, polttoai¬neen ruiskutussuutin on keskiöitävissä jonkin patenttivaatimuksen 1 - 5 mukai¬sen keskiöintilaitteen kautta, jolloin suuttimenpitimen (2) osuudella (13) on ul¬kosivu (16), joka on sovitettu keskiöintilaitteen (3) holkkimaisen perustan (10)sisäsivuun (14).

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 5 mukaisesta keskiöintilaitteesta(3a, b) ja patenttivaatimuksen 6 mukaisesta polttoaineen ruiskutussuuttimestakoostuva järjestely.

9. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 5 mukaisesta keskiöintilaitteesta(3a, b), patenttivaatimuksen 6 mukaisesta polttoaineen ruiskutussuuttimesta(11) ja patenttivaatimuksen 7 mukaisesta suuttimenpitimestä (2) koostuva jär¬jestely.