SE422979B - Flytande kolvtapp till forbrenningsmotor med oljekyld kolv - Google Patents

Description

7899366-3 2 genom kolvtapparna samt vidare genom spår i dessas lagringar' i kolven till de slutliga kylkanalerna i kolvtoppen.

Att leda kyloljeflödet från kanalen i vevaxeln till vev- ~stakskanalerna innebär inga egentliga svårigheter eftersom vevaxeln och vevstakarna ständigt står i väldefinierade vridningslägen relativt varandra. Vid s k flytande kolv- tappar, som tillåts att fritt vrida sig i sina lagringar både relativt kolv och vevstake, är det emellertid_inteW så enkelt att via kolvtappen ordna en vid alla vridnings- lägen obruten och till sin genomströmningsarea oförändrad kylvätskeförbindelse mellan vevstakskanalen och kolven.

Det konventionella sättet att ordna denna förbindelse vid motorer med flytande kolvtappar är att utforma kolvtapparna med en inre hålighet vilken via längs tappens periferi jämnt fördelade och i höjd med dess lagringar i vevstake respek- tive kolv anordnade öppningar av vilka ständigt en, oavsett -hur kolvtappen vrider sig står i förbindelse med spåret i vevstakens kolvtappslager medan en andra öppning samtidigt står i förbindelse med motsvarande spår kolvtappens lagring i kolven.

Problemet med ovan beskrivna konstruktion är att kolvtaPPar' nas inre håligheter måste tillslutas vid tappens ändar för att inte olja skall läcka ut i cylindern. Som regel tillver- kas kolvtappen i from av ett grovväggigt i vardera änden medelst ett speciellt lock tillslutet rör. Dessa lock kan antingen vara fästa medelst gängor eller instukade i spår i godset. Vid ofta återkommande extrema motorbelastningar kan emellertid kolvtapparna deformeras, ovaliseras, i så hög grad att dessa ändtätningar börjar läcka olja i så stora mängder att motorns funktion störs.

Det har till och med hänt att kolvtappar deformerats i så hög grad att locken fragmenterats medförande svåra följdska- dor.

Enligt en annan relativt ofta använd variant förses den ur- borrade kolvtappen med en inpressad inre hylsa, vilken lämnar ett visst fritt utrymme mellan sig och tappens insida och vilken vid ändarna är instukad i spår i tappens innervägg. Ut- rymmet mellan hylsan och tappens innervägg erbjuder då fri passage för kyloljan mellan ett antal på tappens periferi an- bringade öppningar. 7809366-3 Nackdelen med denna konstruktion är ungefär densamma som med den tidigare beskrivna, nämligen att kolvtappen vid höga motorbelastningar lätt ovaliseras i sådan grad att olja börjar läcka ut mellan hylsan och tappens innervägg.

Dylika oljeläckage ger nästfllofelbart upphov till allvarliga driftsstörningar om de ej åtgärdas.

Föreliggande uppfinning erbjuder nu en i ett stycke fram- ställd kolvtapp vid vilken samtliga läckage- och driftsstör- ningsproblem förorsakade av glapp mellan de olika delarna i en av flera delar sammansatt kolvtapp har eliminerats.

Vid kolvtappen enligt uppfinningen är kyloljans passage genom kolvtappen löst genom att den i ett stycke tillverkade kolv- tappen försetts med ett antal i förbindelse med varandra stående från tappens periferi i höjd med dennas lagring i vevstakens kolvtappslager till tappens periferi i höjd med åtminstone dess ena lagring i kolven genom tappens i övrigt massiva centrala kärna diagonalt dragna kanaler. Dessa kana- ler utgörs därvid enklast av diagonalt genom tappen borrade hål som står i förbindelse med varandra dels genom att de parvis kan ha gemensamma öppningar på tappens periferi dels genom att de skär varandra. Dessa skärningar förläggs lämp- ligen kring tappens centrallinje där de på tappen verkande belastningarna är som lägst.

Antalet varandra skärande kanaler av detta slag som krävs för en kontinuerlig och oförändrad oljetillförsel till kolv- toppen oavsett dennas läge blir vid flytande kolvtappar be- roende av utformningen av oljetilloppen respektive avloppen anordnade i vevstakens kolvtappslager respektive kolvtoppen.

Som regel torde det därvid vara fördelaktigt att utforma dessa tillopps- respektive avloppsöppningar på det tidigare beskrivna i och för sig kända sättet som innebär att i respek- tive lageryta finns periferiella spår som täcker större eller mindre del av lagerytans periferi och som genom en eller flera öppningar står i förbindelse med vidare kyloljekanaler. Om dessa i lagringarna upptagna spår täcker ca 120-180° av la- gerytans periferi vilket kan anses normalt krävs tre inlopp för oljekanalerna genom kolvtappen i höjd med spåret i vev- stakens kolvtappslager och tre utlopp i höjd med kolvtappens lagring i kolven. Denna variant ger alltså vid en flytande kolvtapp ett oförändrat kyloljeflöde genom kolven eftersom antalet in- respektive utlopp i tappen som samtidigt är i 7809366-5 förbindelse med de fortsatta kanalerna i vevstake och kolv alltid är oförändrat. Eftersom kanalerna genom tappen skär varandra har det alltså ingen betydelse vilka öppningar som på inlopps-respektive utloppssidan har kontakt med de fort- satta kanalerna. Eftersom denna variant torde vara att före- dra kommer den ytterligare att beskrivas i samband med bi- fogade figurer.

Uppfinningen som sådan har närmare definierats i nedanstående patentkrav.

Figur 1 visar ett snitt genom en diselmotorkolv.

Figur 2 visar ett delsnitt A-A lagt vinkelrätt mot det i fig 1 gällande figurplanet.

Figur 3, 4 och 5 visar respektive ett snitt genom kolvtappen enligt uppfinningen en ändvy av densamma samt ett tvärsnitt B-B genom densamma.

Den på fig 1 i snittat skick visade kolven 1 är med kolv- tappen 2 förbunden med den på figuren endast delvis visade vevstaken 3. På figur 1 vänstra del visas kolvtapp och vev- stake i sníttat skick. Den på känt sätt anordnade flytande kolvtappen 2 är vid sina bägge ändar låst i längsled i kol- vens tapplager 4,5 medelst två låsringar 6,7.

Vevstaken 3 är försedd med ett medelst en stoppskruv 8 i vev- staken spärrad lagerbussning 9 för kolvtappen 2. I vevstaken är upptagen en tillförselkanal 10 för kylolja.

Kolven uppvisar en transportkanal 11 som leder från kolv- tappens lager 5 till i den egentliga kolvtoppen anbringad kyloljekanal 12.

Kyloljans passage genom vevstakens lagerbussning 9 till kolvtappen 2 och från kolvtappen till kolvens transport- kanal 11 framgår klart om figur 1 kompletteras med fig 2 som visar enligt snittet A-A lagda snittade delprojektioner av såväl vevstake som kolv.

Vevstakens kolvtappslager bussningen 9 uppvisar sålunda dels ett yttre periferiellt spår 13 som täcker 180° av lagerbuss- ningens ytterperiferi dels ett inre periferiellt spår 14 som täcker de 1800 av.bussningens inre periferiella lageryta som utgörs av den del som inte har något yttre spår. Dessa bägge spår står i förbindelse med varandra via öppningar 15 vanessa-5 i spårens ändar. (Endast en av öppningarna framgår av figuren).

Vevstakens tillförselkanal 10 mynnar i det yttre av buss- ningsspären 13 och kyloljan fortsätter till det inre spåret via öppningarna 15. Kylolja finns alltså tillgänglig i spå- ret 14 inom 180° av bussningens inre lageryta.

I kolvtappen 2 finns i höjd med nämnda kanal 14, tre inlopps- öppningar 16, 17 och 18 fördelade över tappens periferi med 1200 mellan sig. Från var och en av dessa öppningar utgår två snett från varandra mot tappens ändar diagonalt genom densamma borrade kanalen 19, 20, 21, 22, 23, 24 som mynnar på tappens periferi i höjd med dess bägge lagringar i kolven.

De parvis från samma utloppsöppning dragna kanalerna följer samma genom tappens centrumaxel gående centralplan varför även utloppen kommer att vara fördelade längs tappens peri- feri med 120° mellan varandra. Kanalerna mynnar även på sam- ma avstånd från tappens ändar vilket medför att kanalerna skär varandra omkring tappens centrumaxel, d v s där tappen är utsatt för den lägsta belastningen. öppningarna 19-24 mynnar på tappens periferi i höjd med i kolvens tapplager 4,5 anordnade spår 25, 26 av samma typ som spåret 14 i vev- stakens tapplager.Eïån åtminstone ett av dessa spår, på figur 1 spår 25, utgår transportkanalen 11 för vidarebefordran av kylolja till kolvtoppens kylkanal 12. En streckad markering 27 anger kylkanalens 12 utlopp. Eftersom samtliga av kolv- tappens kanaler 19-24 står i förbindelse med varandra via skärningar och gemensamma inlopp är transportkapaciteten för kylolja genom tappen oberoende av tappens vridning i lagringar- na. Antalet inlopp och utlopp och dessa lägen relativt varand- ra kombinerat med spårens 14, 25 och 26 utformning medför även att transportkapaciteten till och från tappen ständigt är oförändrad oavsett tappens vridning.

Kyloljans strömningsriktning har på fig 1 och 2 markerats med pilar.

Figur 3 högra respektive vänstra halva visar två olika vari- anter av vilka den högra i ändarna är försedd med urborrade lätthâl 28.

Claims (8)

7809566-3 6 j PATENTKRAV

1. Flytande kolvtapp (2) till förbränningsmotor med oljekyld kolv (1) av den typ som uppvisar en genomgående passage som leder kyloljan från en i vevstaken upptagen kanal via dennas kolvtappslager (4, 5) till kolven via minst en av kolvens kolvtappslager k ä n noe t e c k- n a d därav att tappen (2) är tillverkad i ett stycke och att nämnda passage utgörs av i förbindelse med varandra stående från tappens periferi i höjd med dennas lagring i vevstakens kolvtappslager (9) till tappens periferi i höjd med åtminstone dess ena lagring (4, 5) i kolven genom tappens i övrigt massiva centrala kärna diagonalt dragna kanaler (19-24).

2. Flytande kolvtapp enligt krav 1 k ä n n e t e c k n a d därav att de kanaler (19-24), som löper diagonalt från tappens periferi i höjd med dennas lagring i vevstakens kolvtappslager (9) till tappens periferi vid en och samma av dess lagringar i kolven skär varandra kring tappens centrallinje där de i tappen uppkomna belastningsväx- lingarna blir som längst.

3. Flytande kolvtapp enligt krav 1 eller 2 k ä n n e't e c k n a d därav att de kyloljekanaler som löper diagonalt genom tappen (19-24) parvis utgår från gemensamma öppningar (16, 17, 18) i tappens periferi i höjd med dennas lagring i vevstakens kolvtappslager och därifrån utgår mot tappens periferi vid vardera av dess respektive ändar i höjd med tappens lagringar i kolven (4, 5).

4. Flytande kolvtapp enligt krav 3 k ä n n e t e c k n a d där- av att vardera paret av de parvis från gemensamma öppningar utgående kanalerna (19, 20, 21, 22, 23, 24) löper diagonalt genom ett och samma tappens centralaxel lagda delningsplan. v

5. Flytande kolvtapp enligt krav 4 k ä n n e t e c k n a d där- av att den uppvisar sex sådana parvis från samma öppningar utgående kanaler för kyloljan och varvid de tre delningsplan i vilken dessa sex kanaler är fördelade skär varandra under 60° vinkel vilket ger 1200 vinkel mellan kanalernas öppningar vid respektive lagringar i kolv och vevstake. 7 7809366-s

6. Flytande kolvtapp enligt krav 5 k ä n n e t e c k n a d där- av att den är anordnad att samverka med på känt sätt utformade lager för att leda kyloljan till respektive från kyloljepassagen genom tappen vilka lager uppvisar spår (13, 14 och 25, 26) i lagerytorna vilka vardera täcker 120-1800 av lagerytans inre periferi i höjd med öppningarna till kyloljepassagen (16, 17, 18 och 19-24) genom tappen och varvid dessa spår står i förbindelse med kyloljekanalerna (10, 11) genom vevstake (3) respektive kolv (1).

7. Flytande kolvtapp enligt krav 6 k ä n n e t e c k n a d där- av att den är anordnad att samverka med på känt sätt utformade lager- skålar för dess lagringar i vevstake och kolv och varvid dessa lager- skålar uppvisar i sin yttre respektive inre periferi upptagna med varandra förbundna spår för ledning av kylolja vilka spår (13, 14 resp 25, 26) vardera täcker 120-180° av nämnda periferier och vilka står i förbindelse med varandra vid spârens ändar så att de tillsammans bildar ett sammanhängande oljespâr som löper runt lagerskålen på dels dess utsida dels dess insida och varvid spåret på insidan ligger i höjd med öppningarna till tappens kyloljekanaler och varvid spåret på lagerskâlens utsida ligger i höjd med kyloljekanalerna i vevstake respektive kolv.

8. Flytande kolvtapp enligt något av föregående krav k ä n n e- t e c k n a d därav att tappens ändar där inga kyloljekanaler löper är lättade genom axiellt anbringade urborrningar (28).