FI58003C - Foerbraenningsmotor med ett cylinderblock som genomstroemmas av kylvatten - Google Patents

Description

ra1 KUULUTUSJULKAISU ,. Ω Λ Λ _ jÄTa M (11) utläggningsskrift 5 8003 C Patentti myönnetty ΙΟ II 1980

Patent meddelat ^ (51) Kv.ik.Wa.3 F 02 F 1/14, F 01 P 3/02 SUOMI —FINLAND φ) fmmiaai*mm — rmMmtna»»g 7737*+2 (22) HakamisptM—Aiweknlnjpdtg 12.12.77 (Fl) (23) Alkuplly*—GUtlghutsdag 12.12.77 (41) Tullut lulklMkfi — Bltvlt offuntllg l6.06.78

Patentti- ja rekistarihallitu* (44) NIHtJMUcsIpunon ja Icuul.|u1k»laun pvm. —

Pafrnt» och ra|ilt<ntyrilNn AmMcm utbgd oeh utUkrfftun publkurad 31.07*80 (32)(33)(31) Pyydetty vtiwlkw·—Begird prlorhue 15.12.76 Sveit s i-Schvei z(CH) 15757/76 w (71) Gebriider Sulzer Aktiengesellschaft, CH-8^00 Winterthur,

Sveitsi-Schweiz(CH) (72) Arnold Schumacher, Winterthur, Sveitsi-Schveiz(CH) (7*0 Oy Kolster Ab (5*0 Polttomoottori, jonka sylinterilohkon läpi virtaa jäähdytysvesi -Förbränningsmotor med ett cylinderblock, som genomströmmas av kylvätten

Keksinnön kohteena on polttomoottori/ jossa on sylinterilohko, jonka läpi jäähdytysvesi virtaa, sylinterilohkoon sovitettu, hiukan siitä ulos yltävä, rasianmuotoinen sylinteriyksikkö, jonka seinämän yläosassa on kehälle sijoitettuja, sylinterilohkon jäähdytysveden ~ kanssa yhteydessä olevia jäähdytyskanavia, ja sylinterilohkoon irroi- tettavasti kiinnitetty, sylinteriyksikköön tuettu sylinterikansi, jossa on sylinteriyksikön jäähdytyskanavien kautta virtaavan jäähdytysveden kanssa yhteydessä olevia onttoja tiloja.

Tämän kaltaisessa tunnetussa polttomoottorissa on sylinteri-yksikön ympärille jäähdytyskanavien poistojen kohdalle asetettu laakea rengas, jonka ulkopuolelle on liitetty useita, jäähdytyskana-vista sylinterikanteen jäähdytysvettä johtavia johtoja. Jokaiseen johtoon on siis sovitettu useita jäähdytyskanavan poistoja. Tällä sylinteriyksiköstä sylinterikanteen johtavalla jäähdytysveden kululla ei ollut saavutettavissa sylinteriyksikön kehällä tasaista 2 58003 jäähdytystä, mikä voi johtaa sylinteriryhmän ja sylinterikannen välissä vuotoihin ja siten voi johtaa kaasun poispääsemiseen sylinterin polttotilasta. Suurentamalla renkaaseen liitettyjen johtojen määrää olisi tosin saavutettavissa sylinteriryhmän ylemmän alueen tasaisempi jäähdytys, kuitenkin seuraa olennaisena haittana se, että työn ja ajan käyttö on varsin huomattava, kun sylinterikansi on irroitettava, koska silloin on irroitettava myös kaikki renkaaseen liitetyt johdot.

DE-hakemusjulkaisusta 1 9^2 8H6 on tunnettua sylinterinholkin kiinnittäminen, jossa sylinteriholkki on sovitettu koko pituudeltaan sylinterilohkoon. Sylinteri-hoikin ympärille välin päähän siitä on sovitettu hylsy, joka..alapäästään tukeutuu sylinterilohkoon ja yläpäästään on tuettu sylinteriholkin laippaan. Sylinterilohkos-sa olevassa veden ympäröimässä hylsyssä on alhaalla ja ylhäällä lukuisasta aukkoja. Alempien aukkojen läpi virtaa jäähdytysvesi sisään rengasmaiseen välitilaan ja poistuu sieltä ylempien aukkojen kautta, minkä jälkeen se tulee sylinterinkanteen.

Tämä tunnettu ratkaisu eroaa keksinnön mukaisesta rakenteesta siinä, että tässä sylinteriholkki ei ulotu ulos sylinterilohkosta, ja että sylinterinholkin seinässä ei ole mitään yläosaan kehälle sijoitettuja jäähdytysvesikanavia.

CH-patenttijulkaisusta 5^5 91^ on tunnettua varustaa sylinterilohkosta esiin-pistävä sylinteriholkin seinä jäähdytyskanavilla, jotka on jaettu ympäri hoikin kehää ja jotka alapäästään ovat yhteydessä rengasmaisen onton kappaleen kautta sy-linterilohkon jäähdytysvesi järjestelmään. Myös j äähdytyskanavien yläpäähän on järjestetty rengasmainen ontto kappale. Molemmissa ontoissa kappaleissa on ympäri sisä-kehää jakautuvia onttoja tiloja, joiden kautta jäähdytyskanavat kytketään ryhmittäin peräkkäin ja ryhmät keskenään rinnan. Ylemmästä onttokappaleesta haarautuu vastaavasti useita putkia, jotka kuljettavat jäähdytysveden sylinterikanteen.

Keksinnön tehtävänä on polttomoottorin parantaminen siten, että sylinteri-ryhmän jäähdytys tulee tasaisemmaksi jäähdytyskanavien kohdalla ja samanaikaisesti kustannukset pienenevät sylinterikantta irroitettaessa.

Keksinnölle on tunnusomaista se, että sylinteriyksikön sylinterilohkosta esiin työntyvää päätä ympäröi kaksi sylinteriyksikön akselin kanssa konsentrisesti sovitettua, ainakin yhdellä kuristuspaikalla toistensa kanssa yhteyteen saatettua osastoa, jolloin sylinteriyksikössä sijaitsevien jäähdytyskanavien yläpäät avautuvat sisempään osastoon ja ulompi osasto on yhteydessä sylinterikannen onttojen tilojen kanssa yhden ainoan yhdistysjohdon kautta.

Keksinnön mukainen kahden osaston sovitelma, jotka osastot ovat jäähdytysveden puolelta kytketty toisiinsa kuristuspaikkojen välityksellä, saa aikaan yksinkertaisella tavalla sen, että veden poistonopeus jäähdytyskanavista saadaan samaksi ja siten saadaan sylinteriyksikön kehälle yhtenäinen lämpötila.

Täten saavutetaan se etu, että sylinteriyksikön ylemmän alueen lämpöjännitykset ovat pienentyneet olennaisesti ja siten myös repeämisvaara on pienentynyt. Toinen huomattava etu on siinä, että tasaisen jäähdytyksen seurauksena männänren- 3 58003 keiden ympärysgeometria pysyy ennallaan. Jäähdytysveden virtauksen jälkiosaan kytketty toinen osasto yksine sylinterikanteen johtavine yhdistysjohtoineen pienentää kustannuksia hyvin olennaisesti sylinterikantta irroitettaessa. Vain yksi yhdysjohto yksinkertaistaa koneen rakennetta ja helpottaa pääsyä yksittäisiin konstruktioelementteihin.

Keksinnön jatkokehityksen mukaisesti molemmat osastot on sovitettu sylin-teriyksikön lieriön ulkopinnalle tiiviisti pantuun renkaanmuotoiseen onttoon osaan, jonka poikkileikkaus on olennaisesti suorakulmainen. Täten mol aumat osastot ovat yhtenäisessä, sylinteriyksiköstä irroitettavissa olevassa rakenneosassa, mikä yksinkertaistaa valmistusta ja osastojen asennusta sylinteriyksikköön.

"" Keksinnön edullisen lisäsovitelman mukaisesti on rengasmaisessa ontossa kap paleessa kummankin osaston väLissä monikulmion muotoinen väliseinä, jolloin tarkoituksenmukaisesti väliseinänä on monikulmion jokaisen kulman kohdalla sovitettu paksunnokseksi ja jokaisessa paksunnoksessa on läpimenevä reikä, jonka läpi kulkee sylinterikannen sylinterilohkoon kiinnittävä ruuvi. Tämä sovellutus mahdollistaa molempien osastojen olemassaolosta huolimatta sylinterikannen ja sylinterilohkon välisten kiinnitysruuvien sovituksen tilaasäästävästi sylinteriyksikön kehän lähelle, Keksinnön sovellutusesimerkkiä on selostettu lähemmin seuraavassa selostuksessa piirustusten avulla.

Kuvio 1 esittää esylinterin yläosan ja sylinterikannen osan leikkausta, kuvio 2 esittää suuranmassa mittakaavassa kuin kuvio 1 keruuosastolla varustetun sylinteriyksikön yläpään ja jäähdytysveden poisto-osaston leikkausta ja kuvio 3 esittää osastojen horisontaalileikkausta kuvion 1 viivan III-III mukaisesti.

Kuvion 1 mukaisesti on esim. V-rakenteisen dieselmoottorin sylinterilohkon kotelossa 1 sylinteriyksikkö 2, jossa mäntä 3 voi liikkua ylös ja alas, joka mäntä on nivelletty kiertokankeen k. Yläpäästään sylinterilohkosta ulos ylettyvässä sy-linteriyksikössä 2 on tässä päässä ulkoneva laippa 5, jonka varassa se lepää sylinterilohkon kotelossa 1. Sylinterilohkon kotelon 1 ja sylinteriyksikön 2 välissä on renkaanmuotoinen. jäähdytystila 6, jonka läpi vesi virtaa. Sylinterilohkon kotelon 1 seinä on yläpäästään vähän sisään työntynyt ja seinä tästä sisääntyöntyneestä osastaan 7 tiiviisti sylinteriyksikköä 2 vasten. Vastaavasti on myös sylinterilohkon kotelon 1 esittämättä jätetty alapää hieman sisääntyöntynyt ja on tiiviisti sylinter iyksikköä 2 vasten.

Sylinteriyksikön 2 päällä on sylinterikansi 9, joka on irroitettavasti kiinnitetty usean, sylinteriyksikön kehälle sijoitettujen ja sylinterilohkon koteloon 1 kiinnitetyn vaarnaruuvien 8 avulla tähän irroitettavasti. Sylinterikannessa 9, jossa on polttoaineen ruiskutussuutin 10, piirtämättä jätetty imu- ja pakoventtiili sekä käynnistysventtiili 11, on useita tiloja 12, 13, joiden läpi vesi virtaa ja jotka keskenään ovat yhteydessä lähemmin esittämättä jätetyllä tavalla.

4 58003

Sylinteriyksikon 2 laipan 5 alueella samoinkuin sylinteri-lohkon kotelon 1 seinän osassa 7 on sylinteriyksikön 2 kehälle sijoitettu tasaisesti 48 suoraviivaisesti ja nousevasti etenevää kanavaa 14, jotka alapäistään avautuvat renkaanmuotoiseen jäähdytys-tilaan 6. Laipan 5 yläpuolella ympäröi sylinteriyksikköä 2 tiiviisti renkaanmuotoinen, kaksi konsentristä, sisäkkäinsijaitsevaa osastoa 16 ja 17 käsittävä ontto kappale 15, joka lepää laipan 5 varassa (kuvio 2). Sisempään, ympäriulottuvaan osastoon 16 johtavat 48 kanavaa 14, koska ne ovat pidennetyt yläpäistään radiaalisella kanavalla 14' sylinteriyksikön 2 ulkokehään asti. Täten muodostaa sisempi osasto 16 renkaanmuotoisesta jäähdytystilasta 6 kanavien 14, 14' läpi vLrtaavalle jäähdytysvedelle keräilytilan. Sisemmän osaston 16 ja ulomman osaston 17 välissä on ympäri ulottuva väliseinämä 20, joka onton kappaleen 15 yläkuvannossa on säännöllisen kahdeksan-kulmion muotoinen (kuvio 3). Tämän kahdeksankulmion jokaisessa kulmassa väliseinämä 20 levenee lähelle sylinteriyksikköä 2, joten osaston 16 jakavat näin muodostuneet väliseinämän paksunnokset kahdeksaan osaan, joiden paineet pääsevät tasaantumaan toistensa kesken. Jokaisessa väliseinämän 20 paksunnoksessa on läpimenevä reikä 21, joiden jokaisen läpi kulkee edellä mainittu vaarnaruuvi 8.

Aina kahden laajeneman välissä on väliseinämässä 20 kuristusaukko 22, jonka kautta osaston 16 asianomaisen osan jäähdytysvesi kulkeutuu ulompaan osastoon 17. Tässä osastossa 17 on onton kappaleen 15 yläreunassa yksi poistoaukko 23, johon lähemmin esittämättä jätetyllä tavalla on liitetty johto 25(kuvio 1), joka yhdistää osaston 17 syl inter ikannen 9 vesitiloihin 12, 13. Johdossa 25 on tarkoituk- — senmukaisesti sulkulaite.

Kuten kuviosta 2 parhaiten havaitaan, virtaa polttomoottorin jäähdytysvesi jäähdytystilasta 6 sylinteriyksikön 2 jäähdytyskana- — viin 14, jolloin sylinteriyksikkö jäähtyy tehokkaasti ylimmästä, lämmölle ja paineelle suurinnat vaatimukset asetettavasta osastaan. Kanavista 14 jäähdytysvesi joutuu radiaalisten kanavien 14' kautta sisempään osastoon 16, jolloin kahdeksan väliseinän 20 kehälle tasaisesti sijoitettua kuristuspaikkaa 22 ohjaavat veden kanavista 14' keskenään samoilla poistonopeuksilla. Kuristuspaikkojen 22 poikkileikkaukset on mitoitettu siten, että veden virtausnopeuden neliö on kuristuspaikoissa vähintään 10 kertaa suurempi kuin kanavien 14' aukoissa ja väliseinämän 20 paksunnosten ja onton kappaleen 15 ulomman seinämän 18 välisten ahtaimpien paikkojen aukoissa. Kuristus- 5 58003 paikkojen 22 jälkeen joutuu jäähdytysvesi ulompaan osastoon 17, josta se virtaa poistoaukkoon 23 ja lähtee ontosta kappaleesta 15 aukon ja siihen liitetyn johdon 25 (kuvio 1) kautta. Johdosta 25 putuu jäähdytysvesi sylinterikannen 9 tiloihin 12 ja 13. Irroitet-taessa sylinterinkantta on irroitettava vain johdon 25 liitin.

Poiketen edellä kuvatusta sovellusesimerkistä on myös mahdollista sovittaa poistoaukko 23 onton kappaleen 15 ulkoseinämään. Edelleen on mahdollista, että ulompi osasto 17 ulottuu vain noin kolmeen neljännekseen onton kappaleen 15 kehästä, jolloin tämän osaston _ kummassakin päässä johdetaan väliseinämä 20 yhtem ulkoseinämän 18 kanssa. Ulompi seinämä 18 on silloin, kuvioon 3 piirretystä ympyrän muodosta poiketen, kammion 17 kummankin pään välisessä osassa lähempänä sylinteriyksikköä 2. Tällainen muotoilu voi olla välttämätön tilantarpeen takia.

Claims (6)

1. 58003 6
2. 1. Polttomoottori, jossa on sylinterilohko (l), jonka läpi jäähdytysvesi virtaa, sylinterilohkoon sovitettu, hiukan siitä ulos yltävä, rasianmuotoinen sylinteriyksikkö (2), jonka seinämän yläosassa on kehälle sijoitettuja, sylinteri-lohkon jäähdytysveden kanssa yhteydessä olevia jäähdytyskanavia (ib), ja sylinteri-lohkoon irroitettavasti kiinnitetty, sylinteriyksikköön tuettu sylinterikansi (9), jossa on sylinteriyksikön jäähdytyskanavien kautta virtaavan jäähdytysveden kanssa yhteydessä olevia onttoja tiloja (12, 13), tunnettu siitä, että sylinteri-yksikön (2) sylinterilohkosta (l) esiin työntyvää päätä ympäröi kaksi sylinteri-yksikön akselin kanssa konsentrisesti sovitettua, ainakin yhdellä kuristuspaikalla _ (22) toistensa kanssa yhteyteen saatettua osastoa (16, 17), jolloin sylinteriyksi- kössä (2) sijaitsevien jäähdytyskanavien (lU) yläpäät avautuvat sisempään osastoon (16) ja ulompi (17) on yhteydessä sylinterikannen (9) onttojen tilojen (12, 13) kanssa yhden ainoan yhdistysjohdon (25) kautta.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen polttomoottori, tunnettu siitä, että molemmat osastot (16, 17) on sovitettu sylinteriyksikön (2) lieriön ulkopinnalle tiiviisti pantuun sinänsä tunnettuun renkaanmuotoiseen onttoon osaan (15), jonka poikkileikkaus on olennaisesti suorakulmainen.
4. 3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen polttomoottori, tunnettu siitä, että renkaanmuotöisessä ontossa osassa (15) on kummankin osaston (l6, 17) välissä monikulmion muotoinen, kuristuspaikalla (22) varustettu väliseinämä (20). 1+. Patenttivaatimuksen 3 mukainen polttomoottori, tunnettu siitä, että väliseinämä )20) on monikulmion jokaisen kulman kohdalla sovitettu paksunnokseksi ja jokaisessa paksunnoksessa on läpimenevä reikä (21), jonka läpi kulkee sylinterikannen (9) sylinterilohkoon (l) kiinnittävä ruuvi (8).
5. 5. Patenttivaatimuksen 2 mukainen polttomoottori, tunnettu siitä, — että ontossa kappaleessa (15) on sylinteriyksikön (2) puoleisessa seinämässä kehän ympäri ulottuva aukko, joka on jäähdytyskanavien (lU) poistojen korkeudella.
6. 6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen polttomoottori, tunnettu siitä, _ että yhdysjohdossa (25) on sulkulaite.