NO147041B - Omstyringsmekanisme for en stempelforbrenningsmotor. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en omstyringsmekanisme for en stempelforbrenningsmotor, særlig en skipsmotor med en styreaksel som bærer knaster til styring av brenselinnsprøyting og/eller ventiler i motorsylindre, og som er koplet til motorens veivaksel over en dødgangskopling som omfatter en første kopiingspart i form av et med veivakselen forbundet drivhjul, en andre kopiingspart i form av en med styreakselen fast forbundet medbringer, samt minst en i en av de to koplingspartene innbygget hydraulisk dreiestempelmotor med en i forhold til styreakselen eksentrisk dreieakse, hvilken hydrauliske motors stempel er fast forbundet med hovedlagertappen av en omstyringsveivtapp, hvis eksentriske lagertapp er dreibart lagret i en kulissestyring i den andre koplings-' parten forskyvbar glidesko, hvilken veivtapp er understøttet av glidelagre i begge koplingsparter.

En omstyringsmekanisme av denne art er beskrevet

i dansk patent nr. 130.255. Når f orbrenningsmp:torén skal om-styres fra forover til bakover eller omvendt, settes =det ene kammer i den eller de hydrauliske motorer under høyt trykk,

f.eks. 30-40 bar> og ved den derav betingede dreiing av omstyringsveivtappen eller -veivtappene fra en ytterstilling til den andre ytterstilling dreies de to koplingspartene i forhold til hverandre. Derved endres den relative vinkel-stilling av styreakselen, og de på denne monterte styreknaster i forhold til forbrenningsmotorens veivtappaksel, svarende til den ønskede omdreiningsretnihg av^veivakselen.

Ved den i dansk patentskrift nr. 130.255 beskrevne omstyringsmekanisme har omstyrihgsveivtappenes lagring i glidelagre vist seg å kunne gi årsak til en ganske betydelig lagerfriksjon og tilsvarende motstand mot veivtappenes dreiing under omstyringsforløpet. Dette kan i noen tilfelle føre til at omstyringen ikke kan gjennomføres, fordi det disponible arbeidstrykket i den hydrauliske væsken er utilstrekkelig til å overvinne motstanden. Man er derfor senere gått ovér til å lagre omstyringsveivtappen eller -veivtappene i rulle- eller nålelagre, som vist i dansk patent nr. "133. 169, hvorved lager-friksjonen reduseres så meget at problemet er eliminert. Til gjengjeld kan det nå oppstå det problem at lagringenes løpe-flater kan bli permanent deformert som følge av det høye spesifikke anleggstrykk mellom flatene og lagrenes rulle-elementer under normaldrift av forbrenningsmotoren, hvor det ikke foregår noen rotasjon i lagrene, samtidig med at disse skal overføre hele dreiemomentet fra forbrenningsmotorens veivaksel til styreakselen.

Samtlige av de ovenfor nevnte problemer er ifølge oppfinnelsen, løst ved at det mellom den hydrauliske motorsylin-der og omstyrin<g>sveivtappens hovedlagertapp er ringformede lekkasjespalter, og at det gjennom veivtappen er boret

kanaler som forbinder et kammer mellom hovedlagertappens ene lager og den tilgrensende lekkasjespalten med veivtappens

lagre i glideskoen.

Gjennom lekkasjespaltene og kanalene er samtlige

av omstyringsveivtappens lagre permanent i strømningsfor-bindelse med begge arbeidskamre i den hydrauliske motoren, og spesielt er lagrene under et omstyringsforløp i forbindelse med det arbeidskammer som står under høyt hydraulisk trykk.

Som følge av dette blir lagrene under omstyringsforløpet

smurt med olje med et trykk som vesentlig overstiger det normale smøreoljetrykk til styreakselen og koplingens øvrige komponenter (normalt omkring 1>5 - 2 bar), og det viser seg at man ved denne foranstaltning nedsetter friksjonen i lagrene så mye at omstyringen selv i betraktning av det noe økte for-bruk av, høytrykksolje forløper glatt og uten fare for at omstyringsveiven setter seg fast. Samtidig bibeholdes for-delene ved glidelagrenes relativt store kontaktareal og tilsvarende lave flatetrykk under forbrenningsmotorens normale drift, hvor omstyringsveivtappen står stille i forhold til de to koplingsparter. Den permanente forbindelsen fra hydraulikk-motorens arbeidskammer til lagrene sikrer at det også under forbrenningsmotorens normale drift, hvor arbeidskamrene er tilsluttet det sedvanlige smøreoljesystemet, opprettholdes en tilstrekkelig smøreoljefilm i de stillestående lagre.

Lekkasjespaltene medfører en viss strømning av

olje fra høytrykkskammeret til lavtrykkskammeret under en omstyring, men ved passe dimensjonering av spalteviddene og diametrene av de borede kanalene er det mulig å begrense denne

strømning til en for gjennomføring av omstyringsforløpet uskadelig lavverdi.

I tysk utlegningsskrift nr. 1.303.585 er det beskrevet en hydraulisk servomotor som er utformet som en reverserbar dreiestempelmotor, hvor tetningsring mellom stempel og sylinder tjener til avsperring av motorens to arbeidskamre fra hverandre. Tetningsringene er utformet og innbygget, slik at den del av hver tetningsr.ing som ved den aktuelle vinkel-stilling av dreiestempelet ligger ut for sylindrenes høytrykks-kamre, løftes av oljetrykket og derved tillater en strømning av olje til stempelets lagre. Samtidig presser oljetrykket den del av hver tetningsring, som i øyeblikket ligger ut for .lavtrykkskammeret, mot tetningsflåtene på stempelet og sylinderen. Hver tetningsring utfører således, avvekslende en tette-funksjon og en ventilfunksjon,som innebærer at dens enkelte avsnitt under hver dreining av stempelet deformeres mellom to ytterstillinger. I sammenligning med denne kjente konstruksjon angir den foreliggende oppfinnelse en vesentlig enklere og mer driftssikker løsning av smøreproblemet, uten innbygging av tetningsorganer som under motorens drift utsettes for gjentatte deformasjoner.

Oppfinnelsen skal i det følgende forklares næmere under henvisning til den noe skjematiske tegning, der

fig. 1 viser et aksielt snitt gjennom en utførel-sesform for omstyringsmekanismen ifølge oppfinnelsen,

fig. 2 er et tilsvarende snitt i større målestokk gjennom mekanismens hydrauliske motor,

fig. 3 er et snitt etter linjen A-A i fig. 2, og fig. 4 er et snitt etter linjen B-B i fig. 2.

Den på tegningen viste omstyringsmekanismen til en forøvrig ikke nærmere vist forbrenningsmotor, omfatter en aksel 1 som i den viste utførelsesform er relativt kort og ved sine ender bærer flenser 2, ved hjelp av hvilke den fastgjøres til de to halvdelene av styreakselen som bærer knaster til styring av forbrenningsinnsprøytingspumper og utløpsventiler. Forbrenningsmotoren tenkes å være en direkte omstyrbar to-taktsmotor, hvor samme knaster benyttes ved fremover og bakover, bare med en vinkelforskyvning i forhold til veivakselen.

Til akselen 1 er det festet en medbringer 3 som har en med akselen parallell, eksentrisk boring, hvori en hydraulisk sylinder 4 er festet ved hjelp av bolter 5 som går gjennom sylinderens endedeksel 6 og en underliggende flens på sylinderen. En omstyringsveivtapp 7 har en hovedlagertapp 8 som ved hjelp av to glidelagre 9 og 39 er understøttet i henholdsvis sylinderens 4 bunnvegg og dekslet 6. Veivtappen 7 har videre en i forhold til tappen 8 eksentrisk vortetapp 10, som er forbundet med tappen 8 ved hjelp av nav 11. Ved hjelp av to til tappen 10 festede lagerringér 12,13 er tappen understøttet i en glidesko 14, som er radielt forskyvbar i en kulissestyring 15 i et kjedehjul 16 som ved hjelp av to rullelagre 17 er dreibart lagret på akselen 1 ved siden av medbringeren 3. Over en ikke vist kjede eller kjeder er hjulet 16 forbundet med forbrenningsmotorens ikke viste veivaksel .

Til hbvedlagertappen 8 er det festet et radielt

utragende vingestempel 18 som sammen med et i den hydrauliske sylinderen 4 festet utfyllingsstykke 19 avgrenser to arbeidskamre i sylinderen. I periferien av utfyllingsstykket 19 og stempelet 18 er det innfelt tetningslister henholdsvis 20 og 21, til avsperring mellom arbeidskamrene.

Som vist og beskrevet mere detaljert i de to ovenfor nevnte patentskriftene kan hvert av de to arbeidskamrene i sylinderen 4, med henblikk på omstyring av forbrenningsmotoren, tilsluttes henholdsvis en kilde og et avløp for hydraulisk væske gjennom boringer 22 og 23 i sylinderens vegg og fluktende boringer i medbringeren 3, ikke viste ut-vendige oljerør, ringformede fordelingskanaler 24 og 25 i medbringerens 3 nav, to koaksiale kanaler 26 og 27 i akselen 1 og en pakkboks 28. Vedrørende øvrige detaljer i koplingen og systemet for tilførsel og fjerning av hydraulisk væske vises til de to nevnte patentskriftene.

På begge sider av vingestempelet 18 er det i henholdsvis sylinderen og i dekslet 6 festet en ring 29, som omgir henholdsvis hovedlagertappen 8 og dennes i dekslet 6 understøttede forlengelse 30 med en relativt liten klaring. Ved en diameter av hovedlagertappen på 220 mm kan klaringen være ca. 0,07 - 0,15 mm. To radielle boringer 31 og 32 i tappen 8 munner ut ved deres ene ende i et ringformet kammer 33 mellom lagerforingen 9 og den nærmest beliggende sperrering 29, og ved deres motsatte ender munner boringene ut i en aksiell boring 34 i tappen. Boringen 34 er lukket ut mot forlengelsen 30, og dens motsatte ende fortsetter i en skrå boring 35 som går gjennom armen 11 og ut gjennom over-flaten av vortetappen 10 mellom dennes to lagerringer 12 og 13.

Når det gjennom det ikke beskrevne styresystem for den hydrauliske motoren tilføres hydraulisk olje under høyt trykk til det ene av de to arbeidskamrene som avgrenses av stempelet 18 og utfyllingsstykket 19 i sylinderen 4, dreies stempelet og dermed omstyringsveivtappen 7, som beskrevet i de to nevnte danske patentene, fra sin ene ytterstilling til sin motsatte ytterstilling, og som følge av de av ringene 29 dannede spaltene kan olje ved det nevnte høye trykk strømme ut til de to glidelagrene 9 og 39 og smøre disse ved et høyt trykk. Fra kammeret 33 kan olje videre strømme gjennom boringene 31,32,34 og 35 til smøring av vortetappens to lagerringer. Når omstyringsforløpet er avsluttet, reduseres trykket i den hydrauliske motorens arbeidskammer til det sedvanlige smøreoljetrykk, og de nevnte ringspalter og boringer sikrer at lagrene også får tilført smøreolje under forbrenningsmotorens driftsperioder mellom omstyringene.

Claims (2)

1. Hydraulisk omstyringsmekanisme for en stempelforbrenningsmotor, særlig en skipsmotor, med en styreaksel som bærer knaster til styring av brenselinnsprøyting og/eller ventiler i motorsyUndrene, og som er koplet til motorens veivaksel over én dødgangskopling, som har en første kopiingspart i form av et med veivakselen forbundet drivhjul (16), en annen kopiingspart i form av en med styreakselen fast forbundet medbringer (3), samt minst en i den ene av de to koplingsparter innbygget hydraulisk dreiestempelmotor med en i forhold til styreakselen eksentrisk dreieakse, hvilken hydrauliske motors stempel (18) er fast forbundet med hovedlagertappen (8) på en omstyringsvéivtapp (7), hvis eksentriske lagertapp (10) er dreibart lagret i en kulisseføring (15) i den andre koplingsparten forskyvbar glidesko (14), hvilken veivtapp er understøttet av glidelagre (9,39,12,13) i henholdsvis den hydrauliske motorens endevegger og i glideskoen,karakterisert ved at det mellom den hydrauliske motorens sylinder (4) og omstyringsveivtappens hovedlagertapp (8) er ringformede lekkasjespalter, og at det gjennom veivtappen (7) er boret kanaler (31^32,34,35) som forbinder et kammer (33) mellom hovedlagertappens (8) ene lager (9) og den tilgrensende lekkasjespalten med veivtappens lagre (12,13) i glideskoen (14).
2. 2. Omstyringsmekanisme ifølge krav 1, karakterisert ved at hver ringspalte er beliggende mellom hovedlagertappens (8,30) ■ overflate og en i den hydrauliske motorens sylinder festet ring (29) som er fremstilt av et materiale som adskiller seg fra materialet i hovedlagertappen.