NO780387L - Fremgangsmaate ved kaldstarting av en flersylindret dieselmotor, og anordning for gjennomfoering av fremgangsmaaten - Google Patents

Description

Fremgangsmåte ved kaldstarting av en fler-•sylindret dieselmotor og anordning for gjennomføring av fremgangsmåten.

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for kaldstarting av en flersylindret dieselmotor, og en anordning for gjennomføring av fremgangsmåten. Kaldstarting av en motor,enten det er en bensin- eller dieselmotor, er stadig vanskeligere jo lavere temperaturen er. Dieselmotorer er særlig vanskelige å kald-starte. Det har derfor vært foreslått tallrike anordninger og systemer som hjelp ved kaldstarting av forbrenningsmotorer.

F.eks. har spesielle startfluider blitt ført inn i forbrennings-kamrene i motorene for å lette kaldstart. Visse systemer omfatter at det innsprøytes normalt drivstoff inn i sylindrene i øket mengde under kaldstarting. Utstyr og fremgangsmåter som hittil har vært benyttet har vært kostbare og kompliserte i de-tilfeller de har hatt noen særlig virkning. Eksempler på utstyr og fremgangsmåter for kaldstarting er beskrevet i US-PS 1.77 0.14 9, 1.611.861, 1.804.413, 2.455.275 og 3.650.261, samt DE-PS 1.218.795.

Det tyske patentskrift angår kaldstarting av en ensylindret dieselmotor ved plutselig innsprøyting av smøreolje i forbrennings-kammeret i motoren.

Det er en viss risiko forbundet med å sprøyte startfluider inn i forbrenningsrommet. Dette er særlig tilfellet når motoren har flere sylindre og fluidet blir ujevnt fordelt til de enkelte sylindre. Det kan medføre store belastninger på motoren. Dessuten omfatter mange fremgangsmåter for kaldstarting en enkelt, stor innsprøyting av et kaldstartmiddel som, dersom det ikke virker umiddelbart, ikke medfører start av motoren.

Det er følgelig et behov for en forbedret fremgangsmåte og anordning for kaldstarting på en sikker og effektiv måte for en flersylindret dieselmotor e.l.. Fortrinnsvis bør fremgangsmåten og anordningen muliggjøre kaldstarting ved relativt lav temperatur.

Dette er oppnådd med fremgangsmåten og anordningen i henhold til den foreliggende oppfinnelse, som er definert i de etterfølgende patentkrav.

Fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen omfatter således at motorolje, slik som smøreolje e.l.,føres under øket trykk fra et reservoar gjennom en ledning og inn d luftmanifolden til en flersylindret dieselmotor, og videre til luftinnsugningsåpningene til sylindrene i motoren. Denne transport av olje skjer kontinuerlig under kaldstarting av motoren. Motoroljen fordeles likt til alle sylindrene under kaldstartingen, slik at det oppnås en maksimal.virkning. Dette skjer særlig fordi ledningen har tilstrekkelig lengde og er tilstrekkelig trang sett i relasjon til trykket som presser oljen gjennom ledningen at oljetemperaturen stiger i ledningen i det minste med omtrent 18°C mens oljen strømmer fra reservoaret til innsugningsåpningene. Motoroljen passerer innsugningsåpningene med øket temperatur, slik at kaldstartingen lettes vesentlig. Jevn fordeling av motorolje til alle luftinnsugningsåpninger sikrer raskere start uten risiko for å skade motoren.

Anordningen i henhold til oppfinnelsen omfatter et reservoar med olje, en ledning som forløper fra reservoaret og gjennom luftmanifolden til hver av luftinnsugningsåpningene, samt midler for kontinuerlig å presse motoroljen gjennom ledningen med øket trykk for å bringe oljen til åpningene. Anordningen i henhold til oppfinnelsen er enkel, krever hovedsakelig ingen forandringer ved eksisterende dieselmotorer, og er relativt billig og meget effektiv. Dieselmotorer kan startes raskere ved lavere temperaturer ved bruk av anordningen. Ytterligere trekk ved oppfinnelsen vil fremgå av den følgende, nærmere beskrivelse av et utførelseseksempel, under henvisning til tegningene.

Fig. 1 viser skjematisk og forenklet, og delvis i snitt, en første foretrukket utførelsesform av en anordning i henhold til oppfinnelsen, for å føre motorolje fra et reservoar gjennom en ledning, samt åpninger i ledningen til innsugningsåpningene i sylindrene i en dieselmotor. Fig. 2 viser skjematisk og i snitt en annen foretrukket ut-førelsesform av anordningen i henhold til oppfinnelsen, og Fig. 3 viser skjematisk og i perspektiv reservoaret som inngår i anordningen vist i fig. 2.

Anordningen 10 vist i fig. 1 omfatter et reservoar 12 i form av en hul sylinder 14 som inneholder motorolje 16 (eller smøreolje ell.). Anordningen 10 omfatter også en trang ledning 18 som er koblet til uløpsenden 20 av reservoaret 12 og forløper til og gjennom luftinnsugningsmanifolden 22 for en flersylindret dieselmotor 24. Anordningen 10 omfatter videre en innretning eller akkumulator 26 som skal gi det hydrauliske i oljen og virker gjennom ledning 28 som forløper fra innretningen 26 til innløps-enden 30 av reservoaret 12. En ventil 32 er anbragt i ledningen 28, for å regulere trykket mot et fritt bevegelig stempel 34 som deler hulrommet 36 i sylinderen 14 der motoroljen 16 befinner seg. En ledning 38 kan være anordnet for å tilføre motorolje 16 til rommet 3 6 i reservoaret 12.

Motoren 24, som er skjematisk vist i fig. 1, har fire adskilte sylindre 40, hver med en innsnevret luftinnsugningsåpning 42. Det parti 4 4 av ledningen 18 som befinner seg inne i innsugnings-manifolden 22 har flere adskilte åpninger 4 6 på den side som vender mot innsugningsåpningene 42, beliggende rett ut for disse. Oljen 16, som er under trykk, presses av innretningen 26 og stempelet 34 gjennom partiet 44 av ledningen 18, og strømmer ut av partiet 44 i en stråle gjennom hver av åpningene 46.

Strålene 48 rettes samtidig inn i alle luftinnsugningsåpningene, jevnt fordelt og kontinuerlig inntil motoren 24 starter. Samme mengde olje pr. tidsenhet tilføres hver av innsugningsåpningene 42 under startingen.

Ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen begynner kaldstartingen av motoren 2 4 ved hjelp av anordningen 10 ved at ventilen 32 i ledningen 28 åpnes, slik at hydraulisk trykk fra innretningen 26, f.eks. en akkumulator, virker på stempelet 34, slik at dette beveger seg i den retning som er vist med en pil i fig. 1. Når stempelet 34 beveger seg i rommet 3 6 i sylinderen 14, utøver det en kraft mot motoroljen 16 i rommet 36, slik at denne strømmer inn i i.ledningen 18 og ut gjennom åpningene 46 som en stråle 48. Etter at denne innsprøyting har tatt til under kaldstartingen, fortsetter den kontinuerlig, slik at motorolje 16 tilføres jevnt og kontinuerlig til luftinnsugningsåpningene inntil motoren starter.

Den kontinuerlige jevne fordeling av motorolje i strålene 48 til hver av motorens sylindre letter kaldstartingen på flere måter. Innsprøytingen øker smøringen av sylinderveggene, hvilket for-bedrer tetningen av sylindrene og derved øker kompresjonen i disse. Dessuten vil motoroljen som tilsettes blandingen av drivstoff og luft i sylindrene gjøre blandingen "fetere" hvilket også letter startingen. I tillagg.til dette vil oljeinnsprøy-tingen minske komrpesjonsvolumet i hver sylinder, slik at kompresjonsforholdet i sylindrene øker momentant og.lufttemperaturen stiger til den temperatur som kreves for antennelse.

Kaldstartingen lettes også på grunn av den økede temperatur i motoroljen. Ledningen 18 er således utført med tilstrekkelig lengde og tilstrekkelig lite tverrsnitt i relasjon til trykket som presser oljen 16 gjennom ledningen 18, til at oljen 16 som avgis som en stråle 48 til hver innsugningsåpning 42 har steget i tempereatur med i det minste omtrent 5,5°C i forhold til temperaturen i reservoaret 12. Fortrinnsvis er temperaturstigningen i oljen 16 mellom reservoaret 12 og innsugningsåpningene 42 i det minste omtrent 11°C. Trykket som oljen 16 presses gjennom ledningen 18 med av stempelet 34 for å oppnå den ønskede temperaturstigning er fortrinnsvis i det minste omtrent 210 kp/cm 2. For å øke temperaturen med omtrent 5,5°C ved en motorolje som har en Saybolt Seconds Universal (SSU)-viskositet ved 0°C på 48 når oljen utsettes for et drivtrykk på 210 kp/cm 2 i ledningen 18, kan ledningen f.eks. være omtrent 50 cm lang, med en innerdiameter på 6,3 mm mellom reservoaret 12 og manifolden 22, og omtrent 37 cm lang og med en innerdiameter på 5,3 mm inne i manifolden 22. Hver av åpningene 46 er omtrent 1 mm i diameter. En vanlig dieselmotor for båter, med 4 sylindre og 62 hk ved 3000 omdrei-ninger pr. min. kan f.eks. startes på omtrent 2,2 sek. ved -r 7°C omgivelsestemperatur etter at motoren har vært ute av drift i omtrent 12 timer ved ?7°C, dersom anordningen 10 anvendes. Der-imot kan det ta flere minutter å starte den samme motor ved den samme temperatur dersom fremgangsmåten eller anordningen i henhold til oppfinnelsen ikke benyttes.

Når motoren 24 starter kan tilførselen av olje 16 til åpningene 42 stanses ved at trykket i ledningen 18 nedsettes, f.eks. ved hjelp av en ventil (ikke vist). Rommet 36 i reservoaret 12 kan deretter fylles opp med olje 16 gjennom ledningen 38, slik at det er klart for en senere kaldstarting. Fremgangsmåten og anordningen i henhold til oppfinnelsen er derfor enkle, effek-tive og pålitelige. Anordningen 10 kan enkelt og med lave om-kostninger fremstilles av konvensjonelle materialer uten vesent-lige forandringer av motoren 24. •I fig. 2 og 3 er vist en annen foretrukket utførelsesform av anordningen i henhold til oppfinnelsen. Fig. 2 viser en anordning 6 0 som omfatter et reservoar 62, en innretning 64 for å gi;hydraulisk trykk, slik som en akkumulator, tilkoblet inn-løpsenden av reservoaret 62 ved hjelp av en ledning 66, og en ledning 68 som er tilkoblet utløpsenden av reservoaret 6 2 og forløper gjennom luftinnsugningsmanifolden 70 på en flersylindret dieselmotor 72.

Som særlig vist i fig. 3, kan reservoaret 62 omfatte et par plater 74 som en sylinder 76 er festet mellom. Inne i sylinderen 76 er et fritt bevegelig stempel 78. En ledning 80 med en kuleventil 82 er ført inn i og festet i platen 74 ved innløps-enden, idet ventilen 82 krysser en innløpsåpning 84 som forbinder rommet 86 i sylinderen 76 med ledningen 66. Ventilen 82 omfatter en kule 83,en fjær 85 og et ventillegeme 87. Ledningen 80 er en

utløpsledning.

•En tilførselsledning 88 for motorolje, med en tilbakeslagsventil

90, er ført inn i platen 74 i utløpsenden, og krysser en utløps-åpning 92. Ventilen 90 omfatter et stempel 89 en fjær 91 og et ventillegeme 93. Åpningen 92 forbinder rommet 86 med ledningen 68. Ledningen 68 og utløpsåpningen 92 omfatter også en ventil 94 som omfatter en kule 93, en fjær 95, et ventilsete 97 og et holdeelement 99.

Det parti 96 av ledningen 68 som befinner seg inne i luftinnsugningsmanifolden 70 har i nærheten av hver luftinnsugningsåpning 98 for sylindrene 100 en liten åpning 102,slik at motorolje 104 kan sprøytes fra partiet 96 og direkte inn i åpningen 98, slik som vist i fig. 2. Partiet 96 forløper i lengderetningen av manifolden 70, og det er en åpning 102 for hver av innsugningsåpningene 98.

Ved gjennomføring av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen

ved bruk av anordningen 60, begynner kaldstartingen ved at veiv-akselen i motoren 72 dreies. Dette medfører at den hydrauliske akkumulator 6 4 gir høyt trykk i ledningen 6 6 og innløpsåpningen 84 mot stempelet 78 i rommet 86. Den del av rommet 86 som ligger på utløpssiden av stempelet". 78 er fylt med motorolje 104. Det høye trykk på innløpssiden mot stempelet 78 fra akkumulatoren 64 bevirker at stempelet 78 presses mot utløpssiden. Dette forår-saker at fjæren 85 i kuleventilen 82 presses nedover slik at ventilen 82 stenger. Rommet 86 er nå satt under trykk.

Tilbakeslagsvéntilen 90 og ledningen 88 er stengt, mens ventilen

94 åpnes, idet fjæren 95 overvinnes av trykket i motoroljen 104

som drives av stempelet 78 inn i og gjennom ledningen 68 til åpningene 102 og ut av disse som stråler 110. Strålene 110

kommer inn i hver av kanalene 98 og fortsetter direkte inn i rommet 112 i hver sylinder 100. Dette fortsetter inntil det hydrauliske trykk i reservoaret 6 2 bortfaller eller at stempelet 78 når enden av sitt slag. Når motoren 72 starter, vil trykket i motoroljen føre olje gjennom ledningen 88 og inn i rommet 86

gjennom tilbakeslagsventilen 90, hvorved stempelet 78 beveger seg mot innløpsenden og trykker det hydrauliske fluid på bak-

siden av stempelet 78 ut av rommet 86 gjennom ledningen 80 og den åpne ventil 82.

Den kontinuerlige, jevne fordeling av stråler 110 av motorolje

inn i hver sylinder 100 gir de samme fordeler som hjelp ved kaldstarting av motoren 72 som beskrevet for strålene 48 i forbindelse med motoren 24.

På samme måte som anordningen 10 kan anordningen 60 føre motorolje til sylindrene 100 med forhøyet temperatur. Ledningen 68

er således av tilstrekkelig lengde og har tilstrekkelig liten innerdiameter i forhold til det hydrauliske trykk (omtrent 210kp/cm 2) som trykker motoroljen gjennom ledningen ved kaldstarting, at temperaturen i strålene 100 i luftinnsugningskanalene 98 er i det minste omtrent 5,5°C .høyere enn temperaturen i motoroljen i reservoaret 62. Denne stigning skjer på grunn av friksjons-varmen som oppstår under motoroljens strømning gjennom ledningen 68. Temperaturstigningen er vanligvis omtrent 11°C eller høyere, og har gunstig virkning ved at den bevirker at motoren 7 2 starter hurtigere. På samme måte som anordningen 10 bevirker anordningen .60 at en dieselmotor starter i løpet av få sekunder, selv når motorene befinner seg i temperaturer på v7°C og lavere.

Anordningen 60 er enkel og billig å fremstille, og kan raskt tilpasses dieselmotorer av alle typer, og er dessuten meget effektiv med hensyn til å lette kaldstarting.

Claims (14)

1. Fremgangsmåte ved kaldstarting av en flersylindret dieselmotor, karakterisert ved at motorolje med øket trykk overføres fra et reservoar, gjennom en ledning og inn i luftinnsugningsmanifolden til motoren under startingen, og at motoroljen føres i ledningen gjennom manifolden under det økede trykk og fordeles jevnt ved forhøyet temperatur fra ledningen og inn i luftinnsugningsåpningen for hver av sylindrene inntil motoren starter.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at ledningen har tilstrekkelig lengde i forhold til tverrsnittsarealet og i forhold til trykket til at temperaturen i motoroljen stiger med i det minste omtrent 5,5°C når motoroljen strømmer fra reservoaret til innsugningsåpningene, hvorved kaldstartingen lettes vesentlig.

3. Fremgnagsmåte som angitt i krav 2, karakterisert ved at temperaturen øker med i det minste omtrent 11°C.

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 2, karakterisert ved at trykket i oljen er i det minste omtrent 210 kp/cm 2.

5. Fremgangsmåte som angitt i krav 2, karakterisert ved at motoroljen inneholder smøreolje.

6. Fremgangsmåte som angitt i krav 2, karakterisert ved at ledningen i luftinnsugningsmanifolden omfatter flere adskilte åpninger, idet hver åpning vender mot -og befinner seg i nærheten av en bestemt luftinnsugningsåpning.

7. Fremgangsmåte som angitt i krav 2, karakterisert ved at en innretning som akti-veres av fluidtrykk kontinuerlig presser motoroljen fra reservoaret gjennom ledningen og inn i luftinnsugningsåpningene i en jevn mengde pr. tidsenhet og jevn temperatur inntil motoren starter.

8. Fremgangsmåte'som angitt i krav 7, karakterisert ved at reservoaret fylles med motorolje før start av motoren.

9. Fremgangsmåte som angitt i krav 8, karakterisert ved at motoroljen inneholder smøreolje, idet oljetemperaturen øker med i det minste omtrent 11°C, og idet trykket er i det minste omtrent 210kp/cm^.

10. Anordning for kaldstarting av en flersylindret motor, karakterisert ved at den omfatter et reservoar for motorolje, en ledning som forløper fra reservoaret, til og gjennom luftinnsugningsmanifolden til motoren, for å føre motoroljen direkte til luftinnsugningsåpningene i sylindrene i motoren, gjennom åpninger i ledningen, og en innretning for å utøve et kontinuerlig øket trykk på oljen, for å presse denne kontinuerlig fra reservoaret gjennom, ledningen og inn i hver av luftinnsugningsåpningene på en jevn måte og med forhøyet temperatur.

11. Anordning som angitt i krav 10, karakterisert ved at ledningen har tilstrekkelig lengde i forhold til tverrsnittet og i forhold til trykket som utø ves av trykkinnretningen til å heve temperaturen i motoroljen med i det minste omtrent 5,5°C under oljens strømning fra reservoaret til luftinnsugningsåpningene.

12. Anordning som angitt i krav 11, karakterisert ved at åpningene i ledningen er fordelt langs lengden av denne i luftinnsugningsmanifolden, og vender mot og ligger i nærheten av hver sin luftinnsugningsåpning.

13. Anordning som angitt i krav 11, karakterisert ved at reservoaret omfatter en sylinder med et bevegelig stempel, og at trykkinnretningen er innrettet til under kaldstarting av motoren å virke kontinuerlig på stempelet, for å presse motoroljen fra reservoaret og inn i ledningen.

14. Anordning som angitt i krav 13, karakterisert ved at motoroljen inneholder smøreolje, og at trykkinnretningen er innrettet til å utøve et trykk på i det minste omtrent 210 kp/cm 2 på oljen, og at temperaturstigningen i oljen under strømningen fra reservoaret, gjennom ledningen og inn i luftinnsugningsåpningene, er i det minste omtrent 11°C.