FI64979C - Foerfarande foer att skydda taetningsorgan i kolven till en forbraenningsmotor foer foerbraenningsvaerme och foerbraenn insmotor - Google Patents

Description

rr.-Sl-L ..1 r_, .... KU ULUTUSJULKAISU

W (11) UTLÄGGNINGSSKRIFT 6 4 979 c (45) Fr *: :' ‘:y 13 C2 1934 ^ T ^ (51) Kv.ikP/intcu3 F 01 P 1/02 SUOMI —FINLAND pi) Pwnttltokimw-PKintiMeiinlni 703^*69 (22) Hekemtopll*·—AmBknlnpdag l4.11.78 (23) Aikuptlvi—Glltlf htttdtg lU.ll.76 (41) Tullut luikituksi — Bllvlt offtmllf 15.05.80

Patentti- ja rekisterihän itu* NihtMI»ip«o« |. kuuUju.k^n pvm. _ ’ o.

Patent· och registerstyrelsen ' Ansoksn uttafd och utUkriftuo publkcrtd jx.j_u.uj (32)(33)(31) Pyydetty «tuofktus—Begird prlorlttt (71) Townsend Engineering Company, 2U25 Hubbell Avenue, Des Moines,

Iowa 50317, USA(US) (72) Ray Theodore Townsend, Des Moines, Iowa, USA(US) (7U) Leitzinger Oy (5M Menetelmä polttomoottorin männässä olevien tiiviste-elimien suojaamiseksi palamislämmöltä ja polttomoottori - Förfarande för att skydda tätningsorgan i koiven tili en förbränningsmotor för förbränningsvärme och förbränningsmotor

Esillä olevan keksinnön kohteena on menetelmä polttomoottorin männässä olevien tiiviste-elimien suojaamiseksi palamislämmöltä moottorissa, johon kuuluu moottorin runko, runkoon järjestetty sylinteri, sylinterin toiseen päähän kiinnitetty sylinterikansi, joka muodostaa sylinterin päähän palotilan, elimet polttoaineen syöttämiseksi palotilaan, sylinteriin liukuvasti asennettu mäntä, joka liikkuu sylinterikannen välittömässä läheisyydessä olevan yläkuolokohdan ja sylinterin vastakkaisessa päässä olevan alakuolokohdan välillä; jolloin männässä on yläosa, pitkänomainen väliosa sekä alaosa ja väliosan ympäri ulottuu kapea rengasmainen tila; männän alaosassa olevat tiiviste-elimet, jotka ovat tiivistävässä kosketuksessa sylinterin sisäseinäpintaan, jolloin männän pitkänomainen väliosa ulottuu olennaisen matkan männän alaosasta sylinterikantta kohti, sekä polttomoottori jossa tiivis-tyselimiä suojataan palamislämmöltä.

Polttomoottoreissa esiintyy jäähdytysongelmia ja erityisesti niitä esiintyy kiertomäntätyyppisissä polttomoottoreissa. Esimerkiksi dieselmoottoreissa on erityisen edullista pitää palotila äärimmäisen korkeassa lämpötilassa, jotta saadaan aikaan hyvät sytytys- ja teho-ominaisuudet. Jos palotila pidetään riittävän korkeassa lämpötilassa _ - T . .

2 64979 halutun sytytyksen aikaansaamiseksi, lämpöä siirtyy sylintereihin ja mäntiin, jolloin on erittäin vaikeata voidella männänrenkaat ja laa-keripinnat, koska öljyn voiteluominaisuudet pyrkivät huononemaan tällaisissa erittäin korkeissa lämpötiloissa.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on aikaansaada menetelmä, jolla tehokkaasti voidaan tiiviste-elimiä suojata palamislämmöltä. Menetelmälle on tunnusomaista se, että männän ollessa lähellä alakuolokoh-taansa syötetään ohut kerros jäähdytysilmaa suoraan mainittuun rengas-tilaan jäähdyttämään sylinterin sitä sisäseinäpintaa, jota tiiviste-elimet koskettavat, sekä männän pitkänomaisen väliosan ympäröimiseksi ja jäähdyttämiseksi tiiviste-elimien jäähdytyksen tehostamiseksi.

Keksinnön kohteena on myös polttomoottori johon kuuluu moottorin runko, runkoon järjestetty sylinteri, sylinterin toisessa päässä oleva sylinterikansi, joka muodostaa palotilan sylinterin mainittuun päähän, elimet polttoaineen syöttämiseksi palotilaan, sylinteriin liukuvasti asennettu mäntä, joka liikkuu sylinterikannen välittömässä läheisyydessä olevan yläkuolokohdan ja sylinterin vastakkaisessa päädyssä olevan alakuolokohdan välillä; runkoon pyörivästi asennettu ja siitä ulkoneva vetoakseli ja elimet, jotka liittävät männän toimivasti veto-akseliin, jolloin palotilassa tapahtuva polttoaineen palaminen saa aikaan vetoakselin pyörimisen; mäntään kuuluu yläosa, pitkänomainen väliosa ja alaosa; männän alaosassa olevat tiiviste-elimet, jotka ovat kosketuksessa sylinterin sisäseinäpintaan, jolloin männän pitkänomainen väliosa ulottuu suhteellisesti ottaen olennaisen matkan männän alaosasta sylinterikantta kohti; männän pitkänomaisen väliosan poikki-leikkausalan ollessa pienempi kuin sylinterin, kapean tilan muodostamiseksi männän pitkänomaisen väliosan ja sylinterin sisäsivuseinien väliin sekä ylä- että alakuolokohdassa; minkä lisäksi sylinterissä on ilman imuaukot ja pakoaukot, jolloin ilman imuaukot ovat yhteydessä paineilman lähteeseen. Tälle moottorille on tunnusomaista se, että mainittu pikänomainen väliosa ulottuu alaosan yläpuolelle tiiviste-elimiä koskettavan sylinterin sisäseinäpinnan suojaamiseksi suoralta palamislämmöltä alakuolokohtaa kohti suuntautuvan männän työiskun alkuvaiheen aikana, jolloin männän pitkänomainen väliosa eristää tiiviste-elimet palamislämmöstä ja että ilman imuaukot ovat suoraan yhteydessä kapeaan tilaan silloin, kun mäntä on alakuolokohdassaan.

Esillä olevan keksinnön mukaisessa polttomoottorissa voidaan palotilassa käyttää korkeampia lämpötiloja ja samalla pitää ne pinnat, 3 64979 joita vasten renkaat puristuvat tiiviisti, olennaisesti alhaisem massa lämpötilassa.

Edullisessa suoritusmuodossa kapea tila on kapeampi männän yläkuolo-kohdassa polttoaineen puristamisen parantamiseksi ja leveämpi männän alakuolokohdassa ilman syötämiseksi sylinteriin kosketukseen männän pitkänomaisen väliosan kanssa sekä kaasun purkautumisen mahdollistamiseksi sylinteristä.

Eräässä toisessa sovellutusmuodossa männän pitkänomainen väliosa on heikosti lämpöäjohtavaa materiaalia lämmön siirtymisen hidastamiseksi männän yläosasta tiiviste-elimiin ja sylinteri sisältää heikosti läm-pöäjohtavaa materiaalia lämmön siirtymisen hidastamiseksi sylinterikan-nesta sylinterin siihen sisäseinään, jota tiiviste-elimet koskettavat.

Keksinnön mukaisessa moottorissa männän väliosa voidaan edullisesti varustaa suippenevalla sivuseinämällä sisääntulevan ilman suuntaamiseksi ylöspäin sylinterin sisään ohuena virtana.

Keksinnön mukaisessa polttomoottorissa männänrenkaiden tiiviste-elimet ovat olennaisesti erillään palotilasta.

Edellä esitetty keksinnön mukainen polttomoottori on taloudellinen valmistaa, kestävä käytännössä ja ulkonäöltään käytännöllinen ja tyylikäs.

Seuraavassa keksintöä selvitetään tarkemmin viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa:

Kuvio 1 on osittainen perspektiivikuva keksinnön mukaisesta moottorista.

Kuvio 2 on osittainen leikkauskuva nähtynä pitkin kuvion 1 viivaa 2-2.

Kuvio 3 esittää moottoria päästä käsin pitkin kuvion 2 viivaa 3-3.

Kuvio 4 on osittainen perspektiivikuva, joka esittää männän ala-asennossaan.

Kuvio 5 on suurennettu leikkauskuva nähtynä pitkin kuvion 3 viivaa 5-5.

Kuvio 6 on suurennettu leikkauskuva nähtynä pitkin kuvion 3 viivaa 6-6.

Kuvio 7 on suurennettu leikkauskuva nähtynä pitkin kuvion 3 viivaa 7-7.

4 64979

Kuvio 8 on pystykuva keksinnön mukaisesta sylinteriputkesta.

Kuvio 9 on suurennettu leikkauskuva nähtynä pitkin kuvion 8 viivaa 9-9.

Kuvio 10 on perspektiivikuva moottorin nokasta.

Kuvio 11 on sivukuva kuvion 10 mukaisesta nokasta.

Kuvio 12 on perspektiivikuva moottorin palautusnokasta.

Kuvio 13 on sivukuva kuvion 12 mukaisesta nokasta.

Kuvio 14 on osittainen perspektiivikuva männänpään eräästä muunnos-muodosta.

Kuvio 15 on muuten samanlainen kuin kuvio 6 paitsi, että tässä käytetään kuvion 14 mukaista mäntää.

Kuvio 16 on muuten samanlainen kuin kuvio 7 paitsi, että tässä käytetään kuvion 14 mukaista modifioitua mäntää.

Kuvio 17 on suurennettu leikkauskuva nähtynä kuvion 7 tasoon verrattuna kohtisuorassa tasossa.

Kuvio 18 on osittainen perspektiivikuva männän eräästä muunnosmuodosta esittäen männän paisunta-asennon.

Kuvio 19 on samanlainen leikkauskuva kuin kuvio 17, mutta esittää kuvion 18 mukaisen modifioidun männän puristusasennossaan.

Esillä olevan keksinnön mukaista moottoria esittää yleisesti ottaen viitenumero 10 ja siihen kuuluu moottorin runko tai bloki 12, johon kuuluu päätyrungot 14 ja 16, joiden väliin on kiinnitetty sylinterimäinen runko 18. Viitenumero 20 esittää vetoakselia, joka on kiinnitetty moottoriin pyörivästi, kuten kuviossa 2 on selvimmin esitetty. Akselin 20 toinen pää on asennettu laakeriin 22, joka on kiinnitetty päätyrunkoon 16. Akseli 20 on niinikään pyörivästi asennettu laakeriin 24, joka on sovitettu napaan tai jatkeeseen 26, joka puolestaan on hitsattu päätyrunyon 14 ulkopintaan. Akselia 20 li 5 64979 ympäröi sopiva tiiviste 28, kuten kuvio 2 esittää.

Roottori 30 on kiinnitetty akseliin 20 jollain sopivalla elimellä pyörimään akselin mukana. Nokka 32 on kiinnitetty roottoriin 30 kantaruuvei11a 35. Kuvioiden 10 ja 11 mukaisesti nokka 32 on muodoltaan rengasmainen ja varustettu nokkapinnalla 34. Palautusnokka 36 on asennettu akseliin 20 ja kiinnitetty siihen jollakin sopivalla elimellä pyörimään akselin mukana, ja tähän nokkaan on muodostettu nokkapinta 38.

Pari sylinteriputkia 40 ja 40' on asennettu päätyrunkoon 16 muodostettuihin aukkoihin 42 ja 42', joissa niitä pitää paikallaan pultit 44, kuten jäljempänä selvitetään. Koska kukin sylinteriputki on keskenään samanlainen, selvitetään seuraavassa keksinnön selityksessä ainoastaan sylinteriputki 40 ja siihen liittyvä rakenne yksityiskohtaisesti, jolloin esittävät sylinteriputken 40' identtistä rakennetta. Kuvion 8 mukaisesti putkessa 40 on halkaisijaltaan pienempi osa 46, joka rajoittaa olaketta 48, joka puolestaan asettuu päätyrungossa 16 olevaa olaketta 42 vasten. Putki 40 on varustettu useilla välimatkan päähän toisistaan järjestetyillä imuaukoilla 52, jotka on muodostettu sen toiselle puolelle ja suurehkoilla pakoau-koilla 54 sen toisella puolälla. Putkeen 40 on muodostettu sylinte-rimäinen kammio 56, jota rajoittaa seinäpinta 58. Sylinterikansi 60 on kiinnitetty sylinteriputken 40 ulkopäähän ja päätyrunkoon 16 pulteilla 44 (kuvio 6) ja lisäksi sylinteripää on varustettu kupu-maisella palotilalla 62. Selvyyden vuoksi palotila 62 on esitetty siten, että sitä rajoittaa sivuseinäosa 64 ja yläseinäosa 66. Viitenumero 68 esittää yleisesti ottaen polttoaineen ruiskutuslai-tetta, joka kuvion 15 mukaisesti on yhteydessä palotilaan 62 polttoaineen syöttämiseksi siihen oikeaan aikaan. Lämpöeristetiiviste 70 on järjestetty sylinterikannen 60 ja sylinteriputken 40 väliin lämmön siirtymisen hidastamiseksi erittäin kuumasta sylinterikannesta 60 sylinteriputkeen 40.

Männät 72 ja 72' on sovitettu liukuvasti putkiin 40 ja 40'. Männässä 72 on helmaosa 74 ja kupumainen männänpää 76. Selvyyden vuoksi esitetään männänpäässä 76 olevan suippeneva seinäpinta 78 ja yläosa 80. Selvyyden vuoksi viitataan seuraavassa männänpään 76 seuraaviin osiin: Yläosa 80; keskeinen sivuosa 78; ja pohjaosa 82Λ. Seinäpinnan 64979 78 edullinen muoto on suippeneva kupu, kuten piirustuksissa on esitetty. On kuitenkin mahdollista käyttää myös sylinterimäistä seinäpintaa. Useita tiivisterenkaita tai männänrenkaita 82 on sovitettu mäntään 72 muodostettuihin sopiviin uriin pään 76 ia helman 74 välille, ja nämä renkaat on sovitettu koskettamaan tiiviisti putken 40 seinäpintaa 58. Männänpää on muodoltaan palotilan 62 komplementtiosa, vaikkakin hieman pienempi, kuten kuviossa 7 on esitetty. Kuviot 5, 6 ja 7 esittävät parin vastakkain sijoitettuja ilmansuuntauseviä 84 ja 86, jotka ulottuvat männänpään 76 vastakkaisilta sivuilta jäljempänä yksityiskohtaisemmin selvitettävistä syistä. Rulla 88 on asennettu mäntään 72 pyörivästi ja järjestetty vierimään nokan 32 nokkapinnalle 34. Rullassa 88 on siitä ulospäin työntyvä akseliosa 90, jonka ulkopäähän on pyörivästi kiinnitetty rulla 92. Rulla 92 on sovitettu vierimään palautusnokan 36 nokka-pinnalla 38. Tällöin nokka 32 työntää männän 72 yläasentoonsa, kun taas palautusnokka 36 työntää männän 72 ala-asentoonsa.

Viitenumero 94 esittää ilman tulokanavaa, joka on kiinnitetty pääty-runkoon 16 pulteilla 96 ja joka on yhteydessä ilman tuloaukkoon 98. Ilman tuloaukko 98 on yhteydessä poikittaisesti ulottuvaan ilmakanavaan 100, joka on muodostettu päätyrunkoon 16 ja joka on yhteydessä putkien 40 ja 40’ ilman tuloaukkoihin 52 ja 52*. Pääty-runko 16 on myös varustettu poikittain ulottuvalla ilmakanavalla 102, joka on yhteydessä putkissa 40 ja 40' oleviin aukkoihin 54 ja 54'. Pakoaukko 104 on yhteydessä ilmakanavaan 102. Viitenumero 106 esittää pakokanavaa, joka on kiinnitetty päätyrunkoon 16 pulteilla 108. Ilman pakottaa aukkoihin 94 ja ilmakanavaan 100 sopiva puhallin tai ahdin (ei esitetty). Pakoaukot 54 ovat edullisesti hieman sivussa ilman tukoaukkoihin 52 nähden, jolloin pakoaukot sulkeutuvat aikaisemmin kuin imuaukot, jolloin putkissa oleva ahtopaine säilyy. Tämä voidaan saada aikaan järjestämällä pakoaukko 54 alemmaksi kuin imuakko 52, kuten kuviossa 4 on esitetty.

Viitenumero 110 esittää kuparikaistaa, joka ulottuu kunkin sylin-teriputken ympäri auttaen jakamaan lämpötilan tasaisesti sylinteri-putken ympäri. Ts. sylinteriputki on kaikkein kuumin pakoaukkojen 54 välittömässä läheisyydessä. Kuparikaista 110 johtaa lämmön putken ympäri saaden aikaan entistä tasaisemman lämpötilan putken vmpäri.

64979

Haluttaessa männänpäähän voidaan sijoittaa kuparilevy 112 (ei esitetty) jakamaan samalla tavoin lämpötilan tasaisemmin pako- ja imupuolien välille (kts. kuviot 6 ja 7). Sylinterikannet, sylinteri-putket ja männät on valmistettu edullisesti alhaisella lämmönjohta-miskyvyllä varustetusta materiaalista, esimerkiksi ruostumattomasta teräksestä tai vastaavasta. Ruostumattomat teräkset ovat rautapohjaisia seoksia, jotka sisältävät nikkeliä ja kromia, jolloin kromia on yli 12 % passiivisuuden aikaansaamiseksi, mutta alle 30 %. Ruostumaton teräs on edullinen, koska sen lämmönjohtamiskyky on huomattavasti alahaisempi kuin valuraudan. Esimerkiksi huoneen lämpötilassa valuraudan lämmönjohtamisarvo on tyypillisesti 0,112 verrattuna ruostumattomaan teräkseen (AISI tyyppi 304), jonka arvo on 0,036. Tyyppi 304 on edullinen sisältäen 18 - 20 % kromia ja 8 - 12 osaa nikkeliä. 300 sarjan (AISI-tyyppiset) ruostumattomat teräkset ovat edullisia muihin sarjoihin verrattuna. Tässä yhteydessä viitataan teokseen Metals Handbook, osa 1, ss. 408, 409, 422 ja 423, jonka teoksen on julkaissut American Society of Metals.

Kuviot 14 - 16 esittävät männänpään muunnosmuotoa. Männänpäässä 78 on leikattu tai työstetty alue 114, joka on muodostettu männänpään toiselle sivulle pakokaasujen ja jäähdytysilman kulun helpottamiseksi pakoaukkoihin 54. Sylinterikansi 60 on varustettu sisäkappa-leella 116 kammiossa 162, joka sisäkappale vastaa männänpään 78 työstettyä aluetta 114 männän ollessa yläasennossaan, joka on esitetty kuviossa 16.

Itse toiminnassa palotiloihin 62 ja 62' syötetään polttoainetta polttoaineen ruiskutuslaitteiden 68 ja 68' kautta. Paineilmaa syötetään aukkoon 98, jolloin ilma työntyy sylinteriputkien 40 ja 40' sisään mäntien ollessa ala-asennoissaan, kuten kuviossa 5 on esitetty. Mäntien ollessa yläasennossaan tiivisterenkaat 82 sijaitsevat aukkojen 52 ja 54 yläpuolelle ilmanvirtauksen estämiseksi sylinterei-den sisään ja ilman purkautumisen estämiseksi niistä.

Olettaen, että mäntä 72 on kuvion 7 mukaisessa yläasennossa ja että polttoainetta on syötetty palotilaan sekä puristettu, polttoaineen syttymisen aiheuttaa palotilassa läsnäoleva lämpö ja paine. Palamisen 8 64979 aikana sylinterikannen sisäosa ja männänpää, jotka muodostavat suurimman osan palotilaa, ovat alttiina erittäin kuumalle palamis-lämmölle, mutta männän"suippenevien sivuseinien ja sylinterikannen 60 suippenevien sivuseinien 64 välinen alue toimii runsaasti hiilidioksidia sisältävän ilman tilana tai ilmatilana, johon kaasut jäävät, jolloin vain erittäin vähäinen pyörteisyys tai pinnan hankautuminen on mahdollista. Tätä ilmarakoa tai ilmatilaa on yleisesti ottaen esitetty viitenumerolla 118. Tila 118 on edullisesti vain muutaman tuhannesosatuuman levyinen männän ollessa kuvion 7 mukaisessa puristusasennossa. Tilan 118 leveys on edullisesti kuuaestoistaosatuu-man luokkaa männän ollessa kuviossa 6 esitetyssä paisunta-asennossaan. Ollessaan kuvion 7 mukaisessa yläasennossaan mäntä ja kannen 60 seinämät pyrkivät vetämään lämpöä tilassa 118 olevasta ilmasta ja polttoaineesta, mikä pyrkii estämään tässä tilassa tapahtuvan palamisen. Koska tila on tällä tavoin rajoitettu, on siinä vain vähän polttoainetta. Koska tila 118 on kapeampi kuin mäntä yläasennossaan, saaaaan palotilaan aikaan entistä parempi puristus. Lisäksi tilan 118 kapeus puristuksen aikana vähentää ilman pyöfteisyyttä tässä tilassa, mikä pyrkii eristämään männän ja palotilan seinämät palamis-lämmöstä. Palamista ei olennaisesti tapahdu tilassa 118 männän ollessa yläasennossaan. Tämän seurauksena männän 76 sivun keskiosa 78 ja sen välittömässä läheisyydessä olevat sylinterin seinämät ovat suojassa ja eristettyinä kuumalta palamislämmöltä, jolle männän yläpää 80 on alttiina. Erityisesti tämä pitää paikkansa puristusiskun 20 ensimmäisen prosentin aikana. Tämä pyrkii suojaamaan männän alaosaa 82A liialliselta kuumuudelta.

Männän ollessa kuvion 6 esittämässä ala-asennossaan tila 118 on huomattavasti leveämpi ja toimii suurinopeuksisena ilmatilana jäähdytysiiman vastaanottamiseksi.

Yllä kuvatun tilan 118 toiminnan nettovaikutus yhdessä eristetiivis-teen 70 sekä moottorinosien vähän lämpöäjohtavan materiaalin yhteydessä saa aikaan sen, että männän alaosa 82A ja seinäpinta 58, johon männänrenkaat 82 tarttuvat, pysyvät olennaisesti alhaisemmassa lämpötilassa kuin männän yläosa 80 ja sylinteirikansi 60. Tällöin männän yläosan 80 lämpötila voi olla jopa 540°C, kun taas männän alaosan 82A ja männänrenkaiden yhteydessä olevien sylinteriseinämien lämpötila saattaa olla 121 - 149°C.

l! 9 64979

Palamisvoima saattaa männät siirtymään kuvion 7 mukaisesta yläasen-nosta kuvion 6 mukaiseen ala-asentoon, mikä saattaa nokan 32, roottorilevyn 30 ja vetoakselin 20 pyörimään. Männän ollessa kuvion 6 mukaisessa ala-asennossa imuaukot ja pakoaukot ovat esillä päästäen pundistus-, jäähdytys- ja uudelleensyötetyn ilman puhaltamaan imuaukkojen 52 läpi ja ylös rnännänpään ja sylinteriseinämän välisen raon läpi, kuten kuviossa 5 on esitetty. Imuaukkoihin puhallettu ilma työntää pakokaasun ulos ja muodostaa lisäjäähdytysilman, joka virtaa rnännänpään toisella puolella olevan raon läpi ja edelleen ulos sylinterin tätä puoliskoa ympäröivistä pakoaukoista 54. Kupu-mainen männänpää levittää jäähdytysilman tehokkaasti ohueksi, leveäksi kerrokseksi, joka pyyhkii tarkasti ja huolellisesti sylinterin ja männän ne pinnat, joiden lämpöabsorptiota palamisen aikana on hidastettu. Evät 84 ja 86 ovat valinnaisia elimiä ja ne on muotoiltu ohjaamaan sisääntuleva ilma rnännänpään yläosan yli, kuten nuolet kuviossa 5 esittävät. Ilman eviä 84 ja 86 jonkin verran ilmaa pyrkisi kulkemaan rnännänpään ympäri eikä rnännänpään yläosan yli.

Niinikään on edullista käyttää sylinterikanteen, sylinteriputkiin ja mäntiin heikosti lämpöäjohtavaa ruostumatonta terästä, jolloin palotilan muodostavan rnännänpään ja sylinterikannen korkeat lämpötilat eivät siirry suoraan jäähdytettäviin pintoihin. Itse asiassa korkea lämpötila pysyy paloalueella ja männänrenkaan tiivistepin-noissa ja sylinterin laakeripinnoissa pysyy alhainen lämpötila.

Tämä saadaan aikaan kehittämällä "kuollut ilmatila" samalla kun kiihdytetään jäähdytysilman kautta tapahtuvaa lämpöhukkaa levittämällä jäähdytysilma ohueksi, leveäksi kerrokseksi, kuten aikaisemmin selvitettiin.

On havaittava, että lämpöeristetiiviste 70 estää sylinterikannen erittäin korkeita lämpötiloja siirtymästä sylinteriputkeen. Samoin on syytä havaita, että tiivisterenkaat 82 eivät liu'u sisäseinä-pinnalla, vaan ainoastaan sylinteriputken sillä sisäseinällä, joka pysyy huomattavasti viileämmässä lämpötilassa kuin sylinterikansi. Koska tiivisterenkaiden tiivistepinnat ovat huomattavasti alhaisemmassa lämpötilassa kuin syIinterikansi, sen lämpötila on selvästi käytännöllisten voitelurajojen puitteissa. Moottorin rakenne mahdollistaa myös sylinterikannen pitämisen erittäin korkeassa lämpötilassa, jolloin saadaan aikaan entistä paremmat sytytys- ja teho-ominaisuudet. Kuparikaista 110 on myös valinnainen osa ja toimii 10 64979 lämpötilan levittämiseksi tasaisesti sylinterikannen ulkopuolen ympäri, kuten aikaisemmin selvitettiin. Samalla tavoin männänpään kaista 112 on myös valinnainen ja toimii lämmön jakamiseksi tasaisemmin männänpään ympäri.

Kuten aikaisemmin todettiin, kuviot 14 - 16 esittävät männänpään ja palotilan erästä muunnosmuotoa. Männänpään 78 pakopuoli on varustettu työstetyllä alueella 114, kuten piirustuksissa on esitetty. Työstetty alue on muodostettu siksi, että mäntä muodostaisi entistä nopeamman ja tehokkaamman ilmavirran pakoaukkoihin 54. Täyttö- tai sisäkappale 116 on järjestetty palotilaan yksinkertaisesti siitä syystä, että palotilan sisäpuoli vastaisi työstetyn alueen 114 muotoa.

Kuvion 18 mukaisen modifioidun männän 72' keskeinen sivuosa 78A on sylinterimäisesti muotoiltu. Tila 118A sijaitsee keskeisen sivuosan ympärillä. Tämä mäntä toimii olennaisesti samalla tavoin kuin mäntä 72, koska tämäkin kykenee pitämään renkaat 82A suojattuna liialliselta palamis lämmöltä.

Voidaan siis havaita, että keksinnön avulla on saatu aikaan uusi polttomoottori, jossa^on elimet moottorin entistä tehokkaammaksi jäähdyttämiseksi. Moottorin aikaisempaa tehokkaampi jäähdytys saadaan aikaan erottamalla sylinterikansi ja tiivistepinnat kupumaisen männänpään ja kupumaisen sylinterikannen välisen ilmatilan avulla sekä käyttämällä lämmöneristetiivistettä. Aikaisempaa paremmat jäähdytysominaisuudet saadaan aikaan myös levittämällä jäähdytysilma ohueksi, leveäksi kerrokseksi niiden pintojen jäähdyttämiseksi aikaisempaa tehokkaammin, jotka ovat joutuneet alttiiksi palamisläm-mölle. Vaikka keksintöä on kuvattu erityisen sopivana käytettäväksi sisäpuolisen jäähdytysilman yhteydessä, on selvää, että moottori voidaan haluttaessa jäähdyttää ulkopuolisilla elimillä.

Voidaan siis havaita, että esillä olevan keksinnön mukainen polttomoottori täyttää kaikki yllä asetetut tavoitteensa.

Claims (13)

1. Menetelmä polttomoottorin männässä (72) olevien tiiviste-elimien (82) suojaamiseksi palamislämmöltä moottorissa, johon kuuluu moottorin runko (12), runkoon järjestetty sylinteri (40) , sylinterin toiseen päähän kiinnitetty sylinterikansi (60), joka muodostaa sylinterin päähän palotilan (62), elimet (68) polttoaineen syöttämiseksi palotilaan (62), sylinteriin liukuvasti asennettu mäntä (72), joka liikkuu sylinterikannen (60) välittömässä läheisyydessä olevan yläkuolokohdan ja sylinterin vastakkaisessa päässä olevan alakuolokohdan välillä; jolloin männässä (72) on yläosa (80), pitkänomainen väliosa (78) sekä alaosa (82A) ja väliosan (78) ympäri ulottuu kapea rengasmainen tila (118); männän (72) alaosassa (82A) olevat tiiviste-elimet (82) , jotka ovat tiivistävässä kosketuksessa sylinterin (40) sisäseinäpintaan (58), jolloin männän pitkänomainen väliosa (78) ulottuu olennaisen matkan männän alaosasta (82A) sylin-terikantta (60) kohti, tunnettu siitä, että männän ollessa lähellä alakuolokohtaansa syötetään ohut kerros jäähdytysilmaa suoraan mainittuun rengastilaan (118) jäähdyttämään sylinterin (40) sitä sisäseinäpintaa (58), jota tiiviste-elimet (82) koskettavat, sekä männän (72) pitkänomaisen väliosan (78) ympäröimiseksi ja jäähdyttämiseksi tiiviste-elimien (82) jäähdytyksen tehostamiseksi.

2. Polttomoottori, johon kuuluu moottorin runko (12), runkoon järjestetty sylinteri (40), sylinterin toisessa päässä oleva svlin-terikansi (60) , joka muodostaa palotilan (62) sylinterin mainittuun päähän, elimet (68) polttoaineen syöttämiseksi palotilaan (62) , sylinteriin liukuvasti asennettu mäntä (72), joka liikkuu sylin-terikannen välittömässä läheisyydessä olevan yläkuolokohdan ja sylinterin vastakkaisessa päädyssä olevan alakuolokohdan välillä; runkoon (12) pyörivästi asennettu ja siitä ulkoneva vetoakseli (20) ja elimet (30, 32, 88), jotka liittävät männän toimivasti vetoakseliin, jolloin palotilassa tapahtuva polttoaineen palaminen saa aikaan vetoakselin pyörimisen; mäntään (72) kuuluu yläosa (80), pitkänomainen väliosa (78) ja alaosa (82A); männän alaosassa olevat tiiviste-elimet (82) , jotka ovat kosketuksessa sylinterin (40) sisäseinäpintaan (58), jolloin männän pitkänomainen väliosa (78) 12 64979 ulottuu suhteellisesti ottaen olennaisen matkan männän alaosasta sylinterikantta (60) kohti; männän pitkänomaisen väliosan poikki-leikkausalan ollessa pienempi kuin sylinterin, kapean tilan (118) muodostamiseksi männän pitkänomaisen väliosan (78) ja sylinterin sisäsivuseinien (58) väliin sekä ylä- että alakuolokohdassa; minkä lisäksi sylinterissä (40) on ilman imuaukot (52) ja pakoaukot (54), jolloin ilman imuaukot (52) ovat yhteydessä paineilman lähteeseen tunnettu siitä, että mainittu pikänomainen väliosa (78) ulottuu alaosan (82A) yläpuolelle tiiviste-elimiä (82) koskettavan sylinterin sisäseinäpinnan (58) suojaamiseksi suoralta palamisläm-möltä alakuolokohtaa kohti suuntautuvan männän työiskun alkuvaiheen aikana, jolloin männän pitkänomainen väliosa (78) eristää tiiviste-elimet palamislämmöstä ja että ilman imuaukot (52) ovat suoraan yhteydessä kapeaan tilaan (118) silloin, kun mäntä on alakuolo-kohdassaan.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen moottori, tunnettu siitä, että kapea tila (118) on kapeampi männän (72) yläkuolokohdassa polttoaineen puristamisen parantamiseksi ja leveämpi männän (72) alakuolokohdassa ilman syöttämiseksi sylinteriin (40) kosketukseen männän (72) pitkänomaisen väliosan (78) kanssa sekä kaasun purkautumisen mahdollistamiseksi sylinteristä (40).

4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen moottori, tunnettu siitä, että pakoaukot (54) ja imuaukot (52) sijaitsevat sylinterin (40) vastakkaisilla sivuilla.

5. Patenttivaatimuksen 2 mukainen moottori, tunnettu siitä, että mäntään on järjestetty ilmansuuntausevät (84, 86), jotta sisään-tuleva ilma ei pääse kulkemaan männän ympäri pakoaukkoihin (54).

6. Patenttivaatimuksen 2 mukainen moottori, tunnettu siitä, että männässä (72) on suippenevalla sivuseinällä varustettu väliosa (78) sisääntulevan ilman suuntaamiseksi ylöspäin sylinterin sisään ohuena virtana. li i j 64979

7. Patenttivaatimuksen 2 mukainen moottori, tunnettu siitä, että mäntä on muodoltaan kupumainen.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen moottori, tunnettu siitä, että kupumaisen männän (78) pakoaukkojen (54) välittömässä läheisyydessä olevalla puolella on leikattu osa (114) pakokaasujen virtaamisen helpottamiseksi.

9. Patenttivaatimuksen 7 mukainen moottori, tunnettu siitä, että sylinterikannen (60) sisäosa on muodoltaan kupumainen ja vastaa olennaisesti männän (72) muotoa.

10. Patenttivaatimuksen 2 mukainen moottori, tunnettu siitä, että männän (72) pitkänomainen väliosa (78) on heikosti lämpöäjohta-vaa materiaalia lämmön siirtymisen hidastamiseksi männän yläosasta (80) tiiviste-elimiin (82).

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen moottori, tunnettu siitä, että mäntä (72) on muodostettu ruostumattomasta teräksestä.

11 S 64979 ) t Patenttivaatimukset ' ί

12. Patenttivaatimuksen 2 mukainen moottori, tunnettu siitä, että sylinteri (40) sisältää heikosti lämpöäjohtavaa materiaalia lämmön siirtymisen hidastamiseksi sylinterikannesta (60) sylinterin siihen sisäseinään (58), jota tiiviste-elimet (82) koskettavat.

13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen moottori, tunnettu siitä, että sylinteri (40) on muodostettu ruostumattomasta teräksestä. _ Γ 14 64979