FI58540C - Mekanism foer begraensning av accelerationen vid start av en foerbraenningsmotor - Google Patents

Description

»- —.-"-Tl Γβ1 .... KUULUTUSjULKAISU COCA Π i11) UTLÄGGNINCSSKRIFT 58540 ^ ^ (51) K».ik.3/tata3 P 02 N 7/00

SUOMI—FINLAND (21) *t*n«lh*lwmu·—temtaNttnhii l&25kQ

(22) HAumlipWvl—AmMmlnfrt* l8.O8.78 (FI) (23) Atkupllvl—GIMfhuttdag 18.08. 78 (41) Tullut julklMksI — BIMt offuntllg 15.03· 79

Patmttl·· )· rekisterihallltu* (44) NttKavUulpanon μ kuulJulluiMn pvm. — , Λ Q _

Patent- och refisterstyrelsen 7 AmMnn uthgd och utUkmtM puMicurad 31 · 10. Ö0 (32)(33)(31) ^yydutty utuolkuut—Begird pHoritut lU. 09 · 77

Saksan Liittotasavalta-Förbundsrepubliken lyskland(DE) P 27^26.2-13 (71) B & W Diesel A/S, Torvegade 2, lU00 K<^benhavn K, Tanska-Danmark(DK) (72) Bengt Erik Wahl, Hvidovre, Tanska-Danmark(DK) (7^) Berggren Oy Ab (5*4) Mekanismi kiihdytyksen rajoittamiseksi polttomoottorin käynnistyksen aikana - Mekanism för begränsning av accelerationen vid start av en förbränningsmotor

Keksinnön kohteena on mekanismi kiihdytyksen rajoittamiseksi polttomoottorin käynnistyksen aikana, joka moottori käynnistyy vietäessä paineilmaa sylintereihin ja jossa moottorissa on kierrosluvun säädin, jonka lähtöelementti säätää moottorin polttoainepumppuja pyörivän akselin välityksellä, jolloin mekanismiin kuuluu pyörivään akseliin kiinnitetty varsi ja vaste, joka on suoraviivaisesti siirrettävissä rungossa kahden asennon välillä, joista toinen on toimimaton asento, jossa vaste sijaitsee varren liikeradan ulkopuolella, ja toinen on toimiva asento, jossa vaste ulkonee ulos rungosta ja rajoittuu varteen tämän asennossa, joka vastaa polttoaineen täyttöä maksimaalisesta säädettävän täytön aikana, sekä jousi, joka palauttaa vasteen toimivasta asennosta toimimattomaan.

Hakijan omasta polttomoottorituotannosta tunnetaan edellä mainitunlainen mekanismi. Polttomoottori esim. dieselmoottori käynnistetään syöttämällä paineilmaa moottorin sylintereihin, samalla kun polttoaineen syöttö säädetään kierrosluvun säätimen avulla säätöakselin välityksellä, joka on tunnetulla tavalla yhdistetty sylinterien polttoainepumppuihin.

2 58540

Akseliin kiinnitetty varsi pyörii yhdessä akselin kanssa nollatäyt-töasennon ja eniiranäistäyttöasennon välisen kulman verran. Moottorin kiihdytyksen rajoitus käynnistyksen aikana tapahtuu vasteen avulla, joka muodostuu pneumaattisen sylinterin männästä, johon paineilma vaikuttaa käynnistyksen yhteydessä. Paineilman vaikutuksesta mäntä puristetaan ulos mekanismin sylinteristä vartta kohti, joka tällöin joko pysähtyy väliasentoon liikkeensä aikana maksimaalista täyttöä vastaavaa asentoa kohti tai palautetaan tähän väli-asentoon, jos varsi ennen männän aktivointia on pyörinyt väliasennon ohi enimmäistäyttöasentoa kohti. Väliasento valitaan sellaiseksi, että se varmistaa moottorin käynnistyksen, mutta estää liian voimakkaan kiihdytyksen.

Määrätyllä hetkellä ilma poistuu sylinteristä ja mäntä tai vaste painuu takaisin sylinteriin mainitun jousen vaikutuksesta, minkä jälkeen varsi ja niin ollen akseli voi pyöriä vapaasti mainitun väliasennon ohi enimmäistäyttöasentoa kohti.

Hetken, jolloin ilma poistetaan sylinteristä ja varsi niin ollen vapautetaan, määrää elektroninen tai pneumaattinen aikarele, joka ei kuitenkaan voi ottaa huomioon vaihteluja siinä ajassa, jonka moottori tarvitsee saavuttaakseen ennalta määrätyn kierrosluvun. Tällaisia vaihteluja voivat aiheuttaa moottorin komponenttien ja voiteluöljyn vaihtelevat lämpötilat sekä moottorin liikkuvien osien ja moottoriin käynnistyksen aikana mahdollisesti vaikuttavan kuormituksen välinen kitka.

Jos varsi vapautuu liian aikaisin, seurauksena on liian voimakas kiihdytys ja voimakkaat sytytyspaineet, jotka voivat ylikuormittaa moottorin eri osia, kun taas liian myöhäinen vapautus estää moottorin vetovoiman optimaalisen hyväksikäytön, ts. estää moottorin mahdollisimman nopean kuormituksen, mikä voi olla erityisen tärkeää, kun moottoria käytetään varageneraattorin käyttämiseen.

Keksinnölle on tunnusomaista vasteeseen sijoitettu sulkuelin, joka pyörivän varren vaikuttaessa vasteeseen tämän toimivassa asennossa pysäyttää vasteen tähän asentoon.

3 58540

Keksinnön mukaisella mekanismilla saadaan aikaan, että varsi pitää vasteen lukittuna silloinkin, kun sen kuormitusta kevennetään, esim. kun paineilman syöttö moottorin käynnistämiseksi lakkaa, niin kauan kuin säädin pyrkii pyörittämään vartta enimmäistäyttöä vastaavaa asentoa kohti. Kun suurempaa täyttöä ei enää tarvita, ts. juuri sillä hetkellä, kun moottori on saavuttanut normaalin tai käynnistystä varten normaalin kierroslukunsa, säädin pyörittää akselia ja niin ollen myös vartta taaksepäin pienempää täyttöä vastaavaan suuntaan. Tällöin varren ja vasteen välinen kosketus lakkaa ja niin ollen myös vasteen salpaaminen, jolloin viimeksi mainittu painuu jousen vaikutuksesta takaisin runkoon, minkä jälkeen varsi ja säätö-akseli voivat esteettä liikkua enimmäisosoittamaa kohti, jos moottori on kuormitettu siten, että säädin vaatii tätä.

Keksinnön avulla on saatu aikaan rakenteeltaan yksinkertainen ja varmasti toimiva mekanismi, jolla kiihdytyksen rajoitus lakkaa juuri sillä hetkellä, jolloin tätä ei enää tarvita, ts. kun moottori on saavuttanut halutun kierrosluvun, riippumatta vaihteluista siinä ajassa, jonka moottori tarvitsee tähän kierroslukuun päästäkseen.

Eräässä keksinnön edullisessa suoritusmuodossa, joka on erityisen yksinkertainen, koska vaste itse muodostaa sulkuelimen, niin että vasteen ylimääräisiltä, liikkuvilta osilta vältytään, vasteella on toimivassa asennossaan liikkumatilaa rungon sivusuunnassa ja sulku-elin muodostuu vasteen vinosta vastepinnasta, joka vasteen toimivassa asennossa joutuu kosketukseen rungon vastakkaisen vinon vastepinnan kanssa, kun vaste liikkuu varren vaikutuksesta sivusuunnassa.

Jotta vasteen varma ohjaus varmistettaisiin rungossa myös vasteen sivusuuntaisen liikkeen aikana ja jotta paineilmasylinterin muodostamassa rungossa saataisiin aikaan vasteen ja sylinterin välinen tiivistys ensin mainitun sivulle siirretyssä asennossa, vasteen pyörivästä varresta pois kääntyneessä päässä voi olla laippa, jossa on pallomainen kehäpinta, jota ohjataan vasteen rungon lieriömäisessä ohjaimessa.

Jos laipassa on tasainen alapinta, joka vasteen kauimmas ulkonevassa asennossa rajoittuu rungon pintaan, joka muodostaa 90°:sta poikkeavan kulman ohjaimen akselin kanssa, vaste on toimivassa asennossaan siirtynyt sivulle jo ennen varren vaikutusta, mikä helpottaa vasteen 4 58540 liikettä lukittuun asentoon.

Vasteen liikkuvaa vartta lähimpänä olevassa päässä voi olla lieriömäinen osa, jota vasteen toimimattomassa asennossa ohjataan rungon lieriömäisessä porauksessa, ja sen vino vastepinta voi olla kartio-mainen pinta, joka muodostaa siirtymäkohdan osaan, jolla on pienempi halkaisija. Tämä kartiomainen pinta ja lieriömäinen osa helpottavat vasteen painumista takaisin runkoon, kun vaste vapautetaan, ja mahdollistavat lisäksi vasteen helpon valmistuksen sorvaamalla.

Jotta yhä helpotettaisiin vasteen takaisin painumista runkoon sen toimimattomaan asentoon jousen avulla, vasteen kartiomainen vaste-pinta voi muuttua lieriömäiseksi pääteosaksi lisäkartiopinnan avulla, jolla on pieni kärkikulma.

Keksintöä selitetään seuraavassa lähemmin keksinnön mukaisen mekanismin erään suoritusesimerkin avulla ja viittaamalla piirustukseen, jossa kuviot 1-4 esittävät aksiaalista pituusleikkausta keksinnön mukaisen mekanismin läpi mekanismin eri toimintavaiheiden aikana.

Piirustuksessa on esitetty poikkileikkauksena säätöakseli 1, joka on kytketty esittämättä jätetyn dieselmoottorin polttoainepumppuihin ja joka on yhdistetty moottorin säätimen lähtö- eli täyttöakseliin normaalisti joustavan nivelen avulla. Akselille 1 on kiinnitetty varsi 2, jota voidaan akselin avulla kääntää edestakaisin asentojen I ja II välillä, jotka vastaavat nollatäyttöä ja enimmäistäyttöä.

Moottorin kiihdytyksen rajoitus käynnistyksen aikana tapahtuu vasteen 3 avulla, joka esitetyssä suoritusmuodossa on pneumaattisen sylinterin 4 mäntä. Sylinterin yläkappaleeseen 5 on asennettu ruuviliitos 6 putkea 7 varten, joka on yhdistetty moottorin käynnis-tysilmajärjestelmään, niin että samalla kun käynnistysilman syöttö moottorin sylintereihin avataan sylinteriin 4 johdetaan paineilmaa. Tällöin mäntä 3 painuu alas ja tukeutuu varteen 2, joka joko pysähtyy väliasentoon III, joka käy ilmi kuviosta 2, tai viedään takaisin väliasentoon III, mikäli vartta 2 on sitä ennen käännetty myötäpäivään tämän asennon ohi. Väliasento III on valittu siten, että se varmistaa moottorin käynnistyksen, mutta estää liian voimakkaan k i ihdytyksen.

5 58540

Sylinterin 4 pohjaan on asennettu ohjain 8/ jossa on vino yläpinta 9, ja kun männässä 3 on sorvattu osa 10 sen alimman osan 11 päällä, jota ohjataan sylinterissä 4, mäntä 3 asettuu pohja-asentoonsa eli aktiiviseen asentoonsa vinosti sylinterissä, jolloin se nojaa varteen 2, kuten kuviossa 2 on esitetty.

Männän yläpäässä on laippa 12, jossa on pallomainen kehäpinta, jota ohjataan sylinterin lieriömäiseksi ohjaimeksi muodostetussa ontelossa ja joka pallomaisen muotonsa ansiosta estää tehokkaasti paineilman vuodon ja mahdollistaa männän sivuttaisen siirtymisen mainittuun vinoon asentoon.

Suuremman ja pienemmän halkaisijan välisessä ylimenokohdassa männässä 3 on suhteellisen tasainen kartiomainen pinta 13 ja sylinterin 4 alapuolella on vastaava kartiomainen vastepinta 14. Kun käynnistys!lman syöttö moottorin sylintereihin ja sylinteriin 4 keskeytetään,viimeksi mainitusta sylinteristä 4 poistetaan samanaikaisesti ilma, jolloin jousi 15 pyrkii nostamaan mäntää 3. Kun mäntä alhaalta nojaa varteen 2, joka säätimen vaatiessa suurempaa täyttöä pyrkii kääntymään myötäpäivään, kuten kuvion 2 nuoli osoittaa, männän mainittu kartiomainen pinta 13 puristuu sylinterin kartiomaista vastepintaa 14 vasten, jolloin varsi 2 lukitsee männän kuviossa 3 esitettyyn asentoon samalla, kun mäntä lukitsee varren väliasentoon III ja estää sitä kääntymästä edelleen asentoa II kohti, joka vastaa enimmäis-täyttöä.

Heti kun moottori on saavuttanut halutun kierrosluvun, säädin kääntää akselia 1 ja niin ollen vartta 2 taaksepäin pienempää täyttöä vastaavaa asentoa kohti, joka on esitetty nuolella kuviossa 4, jolloin varren 2 ja männän välinen kosketus lakkaa, niin että viimeksi mai« nittu nousee jousen 15 vaikutuksesta pystyasentoon ja painuu takaisin sylinteriin kuvion 1 mukaiseen lähtöasentoon. Tällöin varsi 2 ja säätöakseli 1 vapautuvat, jolloin akseli voi esteettä jatkaa liikettään ja kiihdyttää moottorin enimmäiskierroslukuun, mikäli säädin tätä vaatii.

Piirustuksessa on esitetty mäntä/sylinteriyksikön 3, 4 sellainen sijoitus varren 2 suhteen, jossa varsi 2 asennossaan III muodostaa terävän kulman (katso erityisesti kuvioita 2 ja 3) männän 3 akselin kanssa, niin että männän alaosa 11 siirtyy sivulle samaan suuntaan, 6 56540 jonka vino pinta 9 pani alulle, jolloin vaste 3 lukkiutuu. Lisäksi varsi 2 ja sylinterin kartiomaisen pinnan 14 se osa, joka joutuu kosketukseen männän kartiomaisen pinnan 13 kanssa, muodostavat terävän kulman (joka on suurempi kuin tai yhtä suuri kuin 0° ja jonka kärki-piste sijaitsee vasemmalla sylinterin akselin edessä kuviossa 3), niin että varsi 2 ei pyri painamaan vasteen tai männän kartiomaista pintaa erilleen rungon kartiomaisesta pinnasta 14 ja mäntää takaisin runkoon, kun männän kuormitus on poistettu.

Pneumaattisen männän 3 sijasta keksinnön mukaiseen mekanismiin voi kuulua vastaava tanko, joka viedään toimivaan asentoon sähkömagneetin avulla, joka aktivoidaan yhtä aikaa käynnistysilman syötön tai käyn-nistysmoottorin sähköisen aktivoinnin kanssa. Tässäkin tapauksessa tämä tanko ja varsi 2 lukkiutuvat keskenään, kuten edellä on selitetty, kuviota 3 vastaavaan, kiihdytystä rajoittavaan asentoon. Kun pienempi täyttö on tarpeen, tanko vapautetaan samalla tavoin kuin edellä on esitetty, mutta tässä tapauksessa magneettivirran katkaisun j älkeen.

Jotta edelleen helpotettaisiin männän 3 oikaisua ja takaisin painumista sylinteriin 4 sen kuormituksen kevennyksen jälkeen, vasteen kartiomainen vastepinta 13 muuttuu esitetyssä esimerkissä lieriömäiseksi pääteosaksi 11 kartiomaisen lisäpinnan 16 välityksellä, jossa on pieni kärkikulma.

Keksinnön mukaiset sulkuelimet voivat olla rakenteeltaan toisenlaisia kuin mitä edellä on esitetty ja selitetty. Männän 3 alaosaan 11 voidaan esimerkiksi sijoittaa jousivaikutteinen, vinosti sijaitseva nasta, jonka toiseen päähän varsi 2 voi vaikuttaa tämän asennossa III, jolloin nasta painetaan jousen vaikutusta vastaan ulos osan 11 sivusta ja lukitaan rungon 4 alapintaa vasten. Jos varsi 2 sen jälkeen kääntyy myötäpäivään, nasta vapautuu ja jousi painaa sen männän 3 sisään, jonka jousi 15 nyt voi painaa ylös runkoon 4.

Kolmantena ratkaisuna voi olla, että männän 3 keskiosassa on kara, joka männän lukitsemiseksi toimivaan asentoon painaa kuulia lukko-otteeseen rungon 4 rengasuran kanssa, kun varsi 2 painuu karan päätä kohti, joka ulkonee männästä alaspäin. Varren kääntyessä myötäpäivään kara ja kuulat ja niin ollen myös mäntä vapautuvat.

Claims (6)

7 58540 Lopuksi männässä 3 voi olla venttiili, joka poistaa sylinteristä ilman ja joka pidetään suljettuna varren 2 karan avulla, mutta joka avautuu, kun varsi kääntyy myötäpäivään pois männästä 3. Tässä suoritusmuodossa männän on oltava tiivis sylinterissä. Ilmaa voidaan johtaa sisään vastaventtiilin kautta, joka estää ilman poistumisen syöttöjohdon kautta. Kaikissa kolmessa viimeksi mainitussa tapauksessa, joissa männässä tarvitaan ylimääräisiä, liikkuvia osia, männän ei tarvitse olla rakenteeltaan sellainen, että se voi liikkua sivuttain toimivaan asentoonsa .

1. Mekanismi kiihdytyksen rajoittamiseksi polttomoottorin käynnistyksen aikana, joka moottori käynnistyy vietäessä paineilmaa sylin-tereihin ja jossa moottorissa on kierrosluvun säädin, jonka lähtö-elementti säätää moottorin polttoainepumppuja pyörivän akselin (1) välityksellä, jolloin mekanismiin kuuluu pyörivään akseliin kiinnitetty varsi (2) ja vaste (3), joka on suoraviivaisesti siirrettävissä rungossa (4) kahden asennon välillä, joista toinen on toimimaton asento, jossa vaste sijaitsee varren liikeradan ulkopuolella, ja toinen on toimiva asento, jossa vaste ulkonee rungosta ja rajoittuu varteen tämän asennossa (III), joka vastaa polttoaineen täyttöä mak-simaalisesti säädettävän pienennän täytön (II) aikana, sekä jousi (15, joka palauttaa vasteen toimivasta asennosta toimimattomaan asentoon, tunnettu vasteeseen (3) sijoitetusta sulkuelimestä, joka pyörivän varren (2) vaikuttaessa vasteeseen tämän toimivassa asennossa lukitsee vasteen tähän asentoon.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen mekanismi, tunnettu siitä, että vasteella (3) on toimivassa asennossaan liikkumatilaa rungon (4) sivusuunnassa ja että sulkuelimenä on vasteen vino vas-tepinta (13), joka tämän toimivassa asennossa joutuu kosketukseen rungon (4) vastakkaisen vinon vastepinnan (14) kanssa, kun vaste (3) varren vaikutuksesta (2) liikkuu sivusuunnassa.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen mekanismi, tunnettu siitä, että vasteen (3) pyörivästä varresta (2) pois kääntyneessä päässä on laippa (12), jossa on pallomainen kehäpinta, jota ohjaa vasteen rungon (4) lieriömäinen ohjain. 8 58540

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen mekanismi, tunnettu siitä, että laipassa (12) on tasainen alapinta, joka vasteen (3) kau-immas ulkonevassa asennossa rajoittuu rungon pintaan (9), joka muodostaa 90°:sta poikkeavan kulman ohjaimen akselin kanssa.

5. Patenttivaatimuksen 3 tai 4 mukainen mekanismi, tunnet-t u siitä, että vasteen liikkuvaa vartta (2) lähinnä sijaitsevassa päässä on lieriömäinen osa (11), jota vasteen toimimattomassa asennossa ohjaa rungon lieriömäinen poraus, ja että vino vastepinta on kartiomainen pinta (13), joka muodostaa siirtymäkohdan osaan (10" jolla on pienempi halkaisija.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen mekanismi, tunnettu siitä, että vasteen (3) kartiomainen vastepinta (13) muuttuu lieriömäiseksi pääteosaksi (11) kartiomaisen lisäpinnan (16) välityksellä, jolla on pieni kärkikulma.