Pierwszenstwo: 28.IV.1967 Szwajcaria Opublikowano: 10.VII.1971 63135 KI. 46 i, 3/18 MKP F 02 f, 3/18 Ce&i43;62- ( UIY° 242.62i-"7r* Twórca wynalazku: Gosen Joop Hellingman Wlasciciel patentu: Gebruder Sulzer Aktiengesellschaft, Winterthur (Szwajcaria) Tlok chlodzony ciecza, zwlaszcza do silników spalinowych Przedmiotem wynalazku jest tlok chlodzony ciecza, zwlaszcza do silników spalinowych.Znany jest tlok chlodzony za pomoca wtryski¬ wania cieczy, która jest doprowadzana do tloka przez kanal w korbowodzie i wtryskiwana przez dysze w kierunku denka tloka. W tloku, który w takim przypadku nie posiada zamknietej ko¬ mory chlodzenia, przewidziany jest wstawiany dodatkowo element prowadzacy z plyta odporo- wa, który sluzy jako prowadnica cieczy chlodza¬ cej wzdluz denka tloka.Konstrukcja taka jest przeznaczona tylko dla chlodzenia olejem smarowym ze skrzyni korbo¬ wej ze wzgledu na to, ze tlok od spodu jest ot¬ warty. Rozwiazanie takie nie nadaje sie zatem do stosowania innych plynów chlodzacych, na przyklad wody.Ponadto, przy takiej konstrukcji, olej chlodzacy przemieszcza sie tylko wzdluz denka tloka tam i z powrotem bez ruchu cyrkulacyjnego. Chlodze¬ nie jest ze wzgledu na to stosunkowo slabe. Po¬ nadto istnieje niebezpieczenstwo, polegajace na tym, ze po chlodzonej powierzchni wewnetrznej tloka przez dluzszy okres czasu przeplywa war¬ stwa tego samego oleju a swiezo doprowadzony przez dysze wtryskowa olej odplywa z powrotem, poniewaz nie zachodzi mieszanie swiezo doprowa¬ dzonego oleju z olejem znajdujacym sie juz w ob¬ szarze tloka. 10 15 25 30 Celem wynalazku jest skonstruowanie tloka, na¬ dajacego sie do chlodzenia nie tylko olejem sma¬ rowym ale równiez innymi chlodziwami, na przyklad woda, w którym w przestrzeni chlodze¬ nia tloka wytworzony jest obieg zamkniety chlo¬ dziwa, przez co zapewnione jest, ze po chlodzonej powierzchni tloka przeplywa zawsze swieza war¬ stwa chlodziwa.Cel ten zostal osiagniety wedlug wynalazku w ten sposób, ze tlok posiada umieszczony w ko¬ morze chlodzenia prowadnik, zawierajacy w swym wnetrzu czesc komory chlodzenia polaczona z obu stron prowadnika, patrzac w kierunku ruchu tlo¬ ka z pozostalymi czesciami komory chlodzenia a przekrój czesci komory chlodzenia zawartej w prowadniku jest przy jednym jego koncu wiek¬ szy niz przy drugim.Prowadnik jest wykonany, na przyklad w ksztal¬ cie wewnatrz pustego, scietego stozka z zeberka¬ mi rozmieszczonymi promieniowo na jego stronie zewnetrznej. Tlok wedlug wynalazku ma te za¬ lete, ze znacznie polepsza skutecznosc chlodzenia przez promieniowy rozplyw cieczy. Zastosowany wedlug wynalazku prowadnik ma przy tym ksztalt zapewniajacy latwosc wykonania go i wbudowa- ,nia w tlok.Przedmiot wynalazku jest pokazany w przykla¬ dzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia w czesciowym przekroju silnik spali¬ nowy ze stopka krzyzowa oraz wirowym chlodze- 8313563135 niem tloka, fig. 2 — tlok silnika z fig. 1 w prze¬ kroju wzdluz linii II—II z fig. 4, fig. 3 — przed¬ stawia tlok w czesciowym przekroju, fig. 4 — tlok w przekroju poprzecznym wzdluz linii IV—IV z fig. 2, fig. 5 — odmiane tloka w przekroju wzdluz linii V—V z fig. 6, a fig. 6 przedstawia ten tlok w przekroju wzdluz linii VI—VI z fig. 5.Silnik przedstawiony na fig. 1 sklada sie z cy¬ lindra 1, tloka 2 zaopatrzonego w komore chlo¬ dzenia 3, tloczysko 4 ze stopka krzyzowa 5 oraz ze skrzyni korbowej 6. Pomiedzy cylindrem 1 a korbowa skrzynia 6, znajduje sie powietrzna przestrzen 7, oddzielona od korbowej skrzyni 6 sciankami 8. Chlodzenie tloka odbywa sie za po¬ moca chlodzacych rurek 9 i 9a umieszczonych w tloku 2. Rurki te sa uszczelnione uszczelka 11 i sa polaczone ze znajdujaca sie w korbowej skrzy¬ ni 6 komora 12, wyposazona w przewód 13, któ¬ rym doprowadzane jest z zewnatrz chlodziwo, oraz w przewody 14, 15 sluzace do odprowadzenia chlodziwa. Przewody 14 i 15 sa zaopatrzone we wzierniki 16 i 17.Kazda rurka 9, otacza w komorze 12, pionowa rurke 20. Jedna z tych pionowych rurek 20 jest podlaczona do przewodu 14, a druga do przewodu 13. Pionowa rurka 20, jest u swego wylotu zaopa¬ trzona w dysze wtryskowa, nie pokazana na ry¬ sunku, przez która doprowadzany strumien chlo¬ dziwa dochodzi do wewnetrznej scianki dna cy¬ lindra. Strumien wody porywa przy tym ze soba powietrze, które zostaje zassane przez odpowie¬ trzajaca rurke 22 i jest doprowadzana do prze¬ strzeni pomiedzy rurkami 9 i 20., Tlok 2 sklada sie z dwóch czesci, górnej 30 i dolnej 31, polaczonych na stale za pomoca gwin¬ towanych sworzni 32 i nakretek 33. Rurki 9 i 9a sa wprowadzone w górna czesc 30 tloka 2 i sa w jego wnetrzu uszczelnione za pomoca uszczel¬ niajacych pierscieni 46, umieszczonych w rowkach 34. Rurki 9 i 9a sa zamocowane w tloczysku 4 za pomoca przeciwnakretek 35, wspólpracujacych z kolnierzem 36 rurki 9. Przednia rurka 9 polaczo¬ na jest z kanalem 37, konczacym sie ponad den¬ kiem 28 tloka 2 przez co zostaje okreslony poziom chlodziwa w tloku. Tylna rurka 9a doprowadzo¬ na jest do 'kanalu 39 (fig. 4).Komora 3 chlodzenia jest zamknieta pokrywa 40, posiadajaca pionowe wybranie 41. Na wyste¬ pach, znajdujacych sie pomiedzy wybraniami 41, zostal umocowany prowadnik 42, który ma ksztalt wewnatrz pustego stozka. Górna czesc 30 tloka posiada promieniowo rozchodzace sie zeberka 43, usztywniajace denko ?8 tloka. Prowadnik 42 po¬ siada promieniowe zeberka 45 usytuowane w plaszczyznie zeberek 43.W czasie pracy, poziom chlodziwa w tloku jest zalezny od kierunku przyspieszania tloka. Jezeli tlok jest przyspieszany w swoim ruchu w góre, lub tez opózniany w swoim ruchu w dól, wówczas chlodziwo znajduje sie w dolnej czesci komory chlodzenia 3. Wsfcutek. niejednakowych prze^rpjów komór, znajdujacych sie po obydwach bokach stoz¬ kowej scianki prowadnika, psKiomy chlodziwa we¬ wnatrz prowadnika i na zewnatrz nie sa sobie równe. Chlodziwo przeplywa wówczas w kierun¬ ku przedstawionym strzalkami na fig. 2 z prze- 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 strzeni na zewnatrz prowadnika do jego wne¬ trza. Podczas opóznienia ruchu tloka ku górze, wzglednie przyspieszania tloka w dól, chlodziwo znajdujace sie w komorze chlodzenia, przeplywa do górnej czesci tej komory.Woda znajdujaca sie w dolnej, szerokiej czesci prowadnika, zostaje doprowadzona do czesci pro¬ wadnika o mniejszym przekroju przez co w pro¬ wadniku poziom chlodziwa jest wyzszy, niz w pierscieniowej komorze na zewnatrz prowadnika, której przekrój jest wiekszy u góry niz u dolu.Na skutek tego nastepuje przeplyw chlodziwa w kierunku pokazanym na fig. 3 strzalkami promie¬ niowo z prowadnika na zewnatrz. Strumien ten chlodzi denko tloka intensywniej, anizeli byloby to mozliwe bez prowadnika. Wskutek promienio¬ wego przeplywu, zostaja lepiej chlodzone zewne¬ trzne czesci tloka oraz pierscienie tlokowe, które uzyskuja nizsza temperature.Promieniowe zeberka 45 tworza wraz z ze¬ berkami 43 tloka 2, promieniowo rozmieszczone komory, sluzace do wzmozenia promieniowego ru¬ chu wody chlodzacej. Nastepuje przy tym prze¬ mieszanie wplywajacego z promieniowych komór chlodziwa. Poszczególne punkty na obwodzie den¬ ka tloka sa chlodzone ciecza o wyrównanej tem¬ peraturze. Aby zapobiec obejsciowemu przeplywo¬ wi chlodziwa pomiedzy kanalami 37 i 39, umiesz¬ czono pomiedzy nimi zeberko 43 i zeberko 45.Na fig. 5 i 6 przedstawiono tlok wedlug innego przykladu wykonania. Tlok ten rózni sie od po¬ przedniego omówionego tym, ze sluzacy do odpro¬ wadzania chlodziwa kanal 58, polaczony z rurka 9 nie przebiega zgodnie z kierunkiem osi tloka, lecz ma czesc przeplywowa prostopadla do osi tloka.Po przeciwnej stronie tloka 50, skladajacego sie z czesci górnej 51 polaczonej z czescia dolna 52, naprzeciw kanalu 58, na przedluzeniu jego osi znajduje sie kanal 59. Biegnacy poprzecznie do osi tloka kanal 54 przechodzi nastepnie w kanal 60 biegnacy zgodnie z kierunkiem osi tloka. Ka¬ nal 60 uchodzi do komory 54 chlodzenia tak jak kanal 37 w poprzednio omawianym przykladzie wykonania.Kanaly 58 i 59 sa ze soba polaczone kanalem 61 wykonanym poprzecznie do osi tloka w zamyka¬ jacej komore 54 chlodzenia pokrywie 53, osadzo¬ nej w górnej czesci 51 tloka. Doprowadzenie chlo¬ dziwa nastepuje z prawej strony natomiast chlodzi¬ wo zagrzane uchodzi z komory chlodziwa po stro¬ nie przeciwnej, poprzez kanaly 60, 59, 61 i 58 do rurki 9. Uzyskuje sie przez to dalsze polepszenie równomiernosci rozkladu temperatur chlodziwa w komorze chlodzenia tloka.W przedstawionych tutaj przykladach, prowad¬ nik posiada ksztalt stozka, co ulatwia jego wy¬ konanie, na przyklad z blachy, przy równoczes¬ nym uzyskiwaniu dobrego chlodzenia. Mozna rów¬ niez wykonac prowadnik o innym ksztalcie. Za¬ konczenia prowadnika moga byc zawiniete do we¬ wnatrz lut) na zewnatrz w kierunku przeplywu cieczy; Mozna równiez umiescic prowadnik w ko¬ morze chlodzenia odwrotnie, to znaczy wierzchol¬ kiem do dolu. Montaz prowadnika w tloku jest wtedy co prawda trudniejszy, lecz uzyskuje sie lepsze chlodzenie.63135 6 W omawianych przykladach wykonania kat (fig. 5), pod jakim scianka boczna prowadnika jest nachylona do osi stozka, wynosi okolo 30°.Równie dobre wyniki uzyskuje sie, gdy kat ten jest zawarty w granicach 15—45°. Przy mniej¬ szym kacie, wskutek malej róznicy poziomów chlodziwa, zmniejsza sie jego przeplyw. Przy zbyt duzym kacie istnieje natomiast niebezpieczenstwo, ze wyplyw chlodziwa w czasie dzialania przyspie¬ szenia, bedzie uniemozliwiony, gdyz nie starczy na to czasu.Najbardziej intensywny przeplyw chlodziwa ist¬ nieje wówczas, gdy sredni przekrój prowadnika w plaszczyznie prostopadlej do osi tloka, jest w przy¬ blizeniu równy sredniemu przekrojowi pozostalej czesci komory chlodzenia. Dobre wyniki uzyskuje sie jednak równiez i przy przekroju prowadnika, wynoszacym zaledwie 20% sredniego przekroju calej komory chlodzenia. PL