FI64703B - Vaetskekylt foer en fyrtakts-dieselmotor avsett cylinderlock - Google Patents

Description

Γη1 KUUL UTUSjULKAISU - „ η -, JÄV Β UTLÄGGMINGSSKRIFT 6 4 703 C (45) i V.:.v IS l?S3 P £ l c n t γί 'd " 1r u (51) Kv.ik.?!nt.ci.3 ? 01 P 3/14-, F 02 F 1/36 SUOMI —FINLAND (21) P«enttlhak«mu* — Patentin töknlng 783337 (22) Hakemlspllvl — Ansökningsdag 01.11. j8 (23) AlkupIJvI —Glltighetadag 01.11.78 (41) Tutfut Julkliekal — Bllvlt offent!lg gq g g jg

Patentti- ja rekisterihallitus (44) Nihtlvlkalpanon ,» kuuLJulkalsun pvm. — no q-3

Patent· och registerstyrelsen ' Ansökan utlagd och utl.sk·· iften publicerad 5i''0.°- (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus—Begird prloritet 0Ö.12.77

Sveitsi-Schweiz(CH) 15058/77 (71) Gebruder Sulzer Aktiengesellscnaft, CH-8U01 Winterthur, Sveitsi-Schweiz(CH) (72) Arnold Friedrich, Winterthur, Sveitsi-Schweiz(CH) (7*0 Oy holster Ab (51+) Nestejäähöytteinen nelitahtista dieselmoottoria varten tarkoitettu sylinterikansi - Vätskekylt för en fyrtakts-dieselmctor avsett cylin-derlock

Keksinnön kohteena on nestejäähdytteinen, nelitahtista dieselmoottoria varten tarkoitettu sylinterikansi, jossa on kannen keskustaan sovitettu polttoaineen ruiskutusventtiili ja tämän ympärillä sylinterin akselin suunnassa olevia reikiä imu- ja poistoventtiilejä varten, useita sylinterikannen pohjapinnan suuntaisessa tasossa olevia, pohjapinnan jäähdyttämiseksi toimivia pohjapinnan jäähdy tysporauksia , useita imu- ja poistoventtiilien istukoiden jäähdyttämiseksi muodostettuja venttiili-istukan jäähdytysporauksia ja syöttökanavia jäähdytysaineen syöttämiseksi kannen pohjan jäähdytys-porauksiin ja venttiili-istukan jäähdystyspoiauksiin.

Sylinterikannet ovat dieselmoottoreissa voimakkaasti rasitettuja osia. Toisaalta ne ovat alttiina suurten kaasuvoimien vaikutukselle, jotka vaikuttavat palotilassa, toisaalta niihin aiheutuu palotilassa syntyvän lämmön vaikutuksesta lämpöjännityksiä. Vaikeu- 2 64703 det tulevat tällöin sitä suuremmiksi, mitä korkeampi on sytytys-paine ja mitä suurempi on sylinteriporauksen halkaisija. Näin on myös jäähdytyksen suhteen, jolloin sen vaatimukset tulevat sitä ankarammiksi, mitä suurempi on moottorin teho sylinteriä kohti.

Dieselmoottoreissa, joissa on pienehkö teho, on tunnettua muodostaa sylinterikansi kaksiseinämäiseksi ja muodostaa jäähdytys-tila jäähdytysainetta varten näiden seinien väliin. Palotilaan päin olevaan kannen seinämään vaikuttavat kaasuvoimat samoin kuin tässä seinässä esiintyvä lämpötilagradientti ovat vain vähäisiä, niin että seinässä esiintyvät jännitykset eivät aiheuta erityisiä ongelmia.

Suurempitehoisissa dieselmoottoreissa sylinterikannen kaksi-seinämäinen rakenne ei ole sopiva toisaalta lujuussyistä, toisaalta muodonmuutossyistä. Korkeampien kaasulämpötilojen seurauksena suurempi lämpötilagradientti voi aiheuttaa palotilaan päin olevassa seinässä säröjä. Lisäksi voi tämän seinän taipuma tulla liian suureksi, niin että venttiilien tiiviys ei enää ole taattu. Kaasu voi silloin purkautua poistoventtiilin kautta ja polttaa tämän.

On tunnettu sellainen jäähdytysporausjärjestely nelitahtista dieselmoottoria varten, jossa on suorakulmaisesti keskenään risteävät jäähdytysporaukset, jolloin venttiilejä varten olevien vierekkäisten reikien väliin kuhunkin on sovitettu säteittäinen jäähdytys-poraus. Tätä järjestelyä ei voida käyttää sylinteritehojen ollessa hyvin suuria, koska säteittäisessä suunnassa ulkona olevia kannen pohjan alueita ei voida riittävästi jäähdyttää.

Keksinnön tehtävänä on parantaa edellä mainittua lajia olevaa jäähdytysjärjestelyä siten, että se yksinkertaisella tavalla myös hyvin suuren sylinteritehon oroaavien nelitahtisten dieselmoottoreiden sylinterikansissa takaa riittävän jäähdytyksen.

Keksinnön mukainen jäähdytyslaite tämän tehtävän ratkaisemiseksi on tunnettu siitä, että jokaisen kannen pohjan jäähdytys-alueen, joka kulloinkin on kahden sy.linterinakselilla risteävän, kahden vierekkäisen reiän keskipisteiden kautta kulkevan tason rajoittama, jäähdyttämiseksi on sovitettu kannen pohjan jäähdytys-porausten ryhmä, jolloin jokaisessa ryhmässä on säteittäisessä suunnassa oleva sisäporaus ja useita, sisäporaukseen päin suppenevia ja tämän kanssa yhteydessä olevia, ryhmälle määrätyn kannen n 3 64703 pohjan jäähdytysalueen säteittäisessä suunnassa ulkona olevalle osalle jaettuja ulkoporauksia.

Tämä jäähdytysjärjestely mahdollistaa edullisella tavalla kiertää reiät venttiilejä varten, ja sisäporaukseen päin suppenevien jäähdytysporausten kautta liittää sylinterikannen pohjapinnan koko alue mukaan toimivaksi jäähdytykseen. Tehon korottamisen ja sylinteriporauksen suurentamisen yhteydessä on jäähdytys korottamalla suppenevien ulkoporausten määrää ja niiden sopivalla jakamisella sylinterikannen pöhjapinnalle hyvin sovitettavissa.

Keksinnön sovellutusmuodossa on ryhmää kohti sovitettu kolme sisäporaukseen päin suppenevaa ulkoporausta kannen pohjan jääh-dytysporauksiksi, jolloin saman ryhmän ulkoporaukset ovat yhteydessä yhden siirtokanavan kanssa ja kahden vierekkäisen ryhmän vierekkäiset ulkoporaukset ovat yhteydessä samaan siirtokanavaan, lisäksi viimeksi mainittuun on liitetty venttiili-istukan jäähdytysporaus.

Seuraavassa selostetaan keksinnön joitakin sovellutusesimerkkejä piirusten avulla. Piirustuksissa esittää: kuvio 1 leikkausta yhtenä kappaleena muodostetusta sylinteri-kannesta ja sylinteriholkin yläosasta kuvion 2 viivaa I-I vastaten, kuvio 2 vaakaleikkausta sylinterikannesta ja johtovaipan osasta kuvion 1 viivaa II-II vastaten, jolloin imu- ja poistoventtiilit on jätetty pois, kuvio 3 samanlaista leikkausta kuin kuvio 1 jaetusta sylinterikannesta ja kuvio 4 samanlaista leikkausta kuin kuvio 3 kuvion 3 suhteen muunnetusta sylinterikannesta.

Kuvioiden 1 ja 2 mukaan on yksikappaleinen sylinterikansi 1 kiinnitetty mäntää 2 ohjaavalle sylinteriosalle 3 useiden ruuvien 4 välityksellä, joista kuviossa 2 on näkyvissä kaksi. Sylinterikan-nessa 1 on neljä aksiaalisessa suunnassa kulkevaa reikää kahta imuja kahta poistoventtiiliä varten. Jokaisessa reiässä 5 on sisään-puristettuna venttiili-istukan pistorengas 6, jonka sylinterin 3 palotilaan 35 päin olevaan päähän on muodostettu venttiili-istukka 8 vastaavan imu- ja poistoventtiilin liikkuvalle suljinosalle 31. Kuvassa 1 on suljinosa 31 ohjattu hylsyssä 33 ja se on sulkuasennos-saan venttiili-istukan pistorenkaan 6 venttiili-istukalla. Venttii li-istukan pistorenkaan 6 kehällä tämän ja reiän 5 sisäseinän välis- 4 64703 sä on rengastila 9, joka on yhteydessä venttiili-istukan jäähdytys-porauksen 10 kanssa. Sylinterikannessa 1 on lisäksi sylinterin 3 akselin 26 kanssa samankeskinen poraus 11, johon on sovitettu hylsy 12 tiiviisti esittämättä jätetyn polttoaineventtiilin vastaanottamiseksi. Hylsyssä 12 on kehällään pituussuuntaisia uria 14, jotka ovat yhteydessä toisaalta pistorenkaiden 6 rengastilojen 9 välityksellä venttiili-istukan jäähdytysporausten 10 kanssa ja toisaalta imu- ja poistokanavia 30 varten olevan jäähdytysvesitilan 15 kanssa. Lähellä kanavan 30 alla on kanavajäähdytysporaus 28, joita voi olla myös useita. Johtovaippa 16 ympäröi sylinterihoikin 3 yläpäätä ja sylinterikannen i sylinterimäistä jatketta 36 ja on tämän suhteen tiivistetty jäähdytysveden hukkaanmenemisen estämiseksi. Siinä on kehälle jaettuna aksiaalisia siirtokanavia 23, jotka ovat yhteydessä sylinteriholkkiin 3 sovitettujen jäähdytysveden syöttökanavien 19 kanssa ja sylinterikannen jatkeeseen muodostettujen venttiili-istukan jäähdytysporausten 10 kanssa ja kanava-jäähdy tysporaus ten 28 samoin kuin kannen pohjan jäähdytysporausten 18 kanssa. Syöttökanavat 19 avautuvat sylinterihoikin 3 ulkokehälle muodostettuun rengaskanavaan 17.

Kannen pohjan jäähdytysporaukset 18 on sovitettu palotilaan 35 päin olevaan sylinterikannen 1 pohjapinnan 22 lähellä olevaan tasoon, kuten kuviosta 2 näkyy, jaettu tasoon. Tämä taso on sen tason alapuolella, jossa venttiili-istukan jäähdytysporaukset 10 ja kanavajäähdytysporaukset 28 sijaitsevat. Kannen pohjan jäähdytys on jaettu neljään jäähdytysalueeseen, joista jokainen on kahden sylinteriakseiilia 26 risteävän diametraalisen tason rajoittama, jotka kulkevat kulloinkin kahden vierekkäisen reiän 5 kautta näiden akseleilta. Jokaiseen näin muodostetulle jäähdytysalueelle on sovitettu jäähdytysporausten 18 yksi ryhmä. Jokainen tällainen ryhmä muodostuu säteittäisestä, sisään sovitetusta sisäporauksesta 20 ja kolmesta tähän sisäporaukseen päin suppenevasta ja tämän kanssa yhteydessä olevasta, ryhmälle määrätyn jäähdytysalueen sateittäises-ti ulkona olevalle osalle jaetuista ulkoporauksista 21. Saman ryhmän kolme ulkoporausta 21 ovat tällöin yhteydessä kolmen siirtokanavan 23 kanssa, mitä vastoin kulloinkin kaksi vierekkäistä kahden vierekkäisen ryhmän ulkoporausta 21 syötetään samasta siirtokanavasta 23.

5 64703 Jäähdytysvesi johdetaan esittämättä jätetyn pumpun välityksellä syöttökanavan 19 kautta siirtokanaviin 23. Nämä kanavat 23 johtavat veden sitten venttiili-istukan jäähdytysporauksiin 10, kannen pohjan jäähdytysporauksiin 18 ja kanavajäähdytysporauksiin 28. Jokaista venttiili-istukkaa 8 jäähdytetään tällöin vastaavan venttiili-istukan jäähdytysporauksen 10 kautta reangast il am 9 vir-taavan veden avulla, joka sitten virtaa pois hylsyn 12 urien li kautta jäähdytysvesitilaan 15, jolloin myös hylsyssä 12 sijaitsevaa polttoaineventtiiliä jäähdytetään. Kannen pohjan jäähdytyspo-rausten 18 kautta virtaava vesi jäähdyttää kannen pohjaa 22 ja virtaa sitten samoin hylsyn 12 urien 14 kautta jäähdytysvesitilaan 15 ja tällöin auttaa polttoaineventtiilin jäähdyttämisessä. Kanava-jäähdy tysporausten 28 kautta virtaava vesi jäähdyttää kanavan 30 vastaavaa seinää ja virtaa samoin hoikin 12 urien 14 kautta jäähdy tysvesitilaan 15.

Kannen pohjan jäähdytyksen kuvattu järjestely mahdollistaa koko kannen pohjan alueen 22 tehokkaan jäähdytyksen. Ulkoporausten 21 määrä ei ole rajoittunut kolmeen, vaan se voidaan valita odotettavissa olevien lämpötilojen ja valeltavien jäähdytyspintojen määrän mukaan. Täten voidaan suurempien tehojen ja suurempien sylin-teriporausten edellyttämät vaatimukset kannen pohjan jäähdyttämiseen ratkaista ongelmattomasti.

Työaineen suhteen sylinterikansi 1 voi muodostua harmaa-valusta tai pallografiittiraudasta. Johtovaippa 16 voi muodostua harmaavalusta; jos sen tulee toimia sylinteriholkin 3 vetoa vastaanottavana siteenä, se valmistetaan teräsvalusta.

Kuvion 3 mukainen sovellutusmuoto eroaa kuvioiden 1 2 mu kaisista siinä, että sylinterikansi 1' on jaettu yläosaan 24 ja alaosaan 25. Yläosa 24 sisältää kaasukanavat 30 ja muodostuu harmaa-valusta tai pallografiittiraudasta, mitä vastoin alaosa 25 sisältää venttiili-istukan jäähdytysporauksen 10 ja kannen pohjan jäähdytys-porauksen 18 ja muodostuu teräksestä tai teräsvalusta. Tästä sovellu tusmuodosta puuttuvat kanavajäähdytysporauksia 28 vastaavat poraukset. Yläosan 24 ja alaosan 25 väliin on sovitettu hylsyä 12 matkan päässä ympäröivä tiivistysholkki 27, joka sallii jäähdytysveden vapaan virtaamisen läpi urista 14 jäähdytysvesitilaan 15 ja samalla estää veden hukkaantumisen osien 24 ja 25 välisen erotuspin- __ - l 6 64703 nan kautta. Venttiili-istukan jäähdytysporaukset 10 kulkevat terävässä kulmassa kannen pohjan jäähdytysporausten 18 tason suhteen ja ovat yhteydessä kuten poraukset 18 siirtokanavien 23 kanssa. Johtovaippa 16 voi myös tässä tapauksessa muodostua harmaavalusta tai - jos se toimii sylinteriholkin 3 vetoa vastaanottavan siteenä - teräsvalusta.

Kuvion 4 mukainen sovellutusmuoto eroaa kuvion 3 mukaisesta olennaisesti siinä, että johtovaippa 16 muodostuu yhdestä kappaleesta alaosan 25 kanssa ja teräksestä tai teräsvalusta. Sylinteriholkin 3 kehälle jaetut syöttökanavat 19 ovat yhteydessä rengaskanavan 17 kautta aksiaalisina porauksina johtovaippaan 16 muodostettujen siirtokanavien 23 kanssa. Näihin kanaviin 23 on liitetty venttiili-istukan jäähdytyskanavat 10, jotka on sovitettu kannen pohjan jäähdytysporausten 18 tason suuntaiseen tasoon. Kannen pohjan jäähdytys-porauksiin syötetään aksiaalisina porauksina muodostettujen siirto-porausten 23' kautta samoin rengaskanavasta 17 jäähdytysvettä. Teräksestä tai teräsvalusta muodostuva johtovaippa 16 on muodostettu vetoa vastaanottavaksi sylinteriholkin 3 siteeksi. Täten voidaan säästää muutoin käytetty, erillinen side sylinteriholkkia varten.

Claims (2)

7 64703

1. Nestejäähdytteinen, nelitahtista dieselmoottoria varten tarkoitettu sylinterikansi (1) , jossa on kannen keskustaan sovitettu polttoaineen ruiskutusventtiili ja tämän ympärillä sylinterin akselin suunnassa olevia reikiä imu- ja poistoventtiilejä varten, useita sylinterikannen pohjapinnan (22) suuntaisessa tasossa olevia, pohjapinnan jäähdyttämiseksi toimivia pohjapinnan jäähdytys-porauksia (18), useita imu- ja poistoventtiilien istukoiden (8) jäähdyttämiseksi muodostettuja venttiili-istukan jäähdytysporauk-sia (10) ja syöttökanavia (19) jäähdytysaineen syöttämiseksi kannen pohjan (22) jäähdytysporauksiin (18) ja venttiili-istukan (8) jäähdytysporauksiin (10), tunnettu siitä, että jokaisen kannen pohjan jäähdytysalueen, joka kulloinkin on kahden syiinterin-akselilla (26) risteävän, kahden vierekkäisen reiän (5) keskipisteiden kautta kulkevan tason rajoittama, jäähdyttämiseksi on sovitettu kannen pohjan jäähdytysporausten (18) ryhmä, jolloin jokaisessa ryhmässä on säteittäisessä suunnassa oleva sisäporaus (20) ja useita, sisäporaukseen (20) päin suppenevia ja tämän kanssa yhteydessä olevia, ryhmälle määrätyn kannen pohjan jäähdytysalueen säteittäisessä suunnassa ulkona olevalle osalle jaettuja ulkoporauk-sia (21).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sylinterikansi, tunnettu siitä, että siinä on ryhmää kohden kulloinkin kolme sisäporaukseen (20) päin suppenevaa ulkoporausta (21), eträ saman ryhmän ulkoporaukset (21) kulloinkin ovat yhteydessä yhden siirtokanavan (23) kanssa, että kahden vierekkäisen ryhmän kaksi vierekkäistä ulkoporausta (21) ovat yhteydessä saman siirtokanavan (23) kanssa ja että viimeksi mainittuun on liitetty venttiili-istukan jäähdytysporaus (10).