SE501469C2 - Cylinderfoderstödjande anordning - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 501 469 2 översta ändarna av cylindrarna eller om man sä vill, strax ovanför de översta ändarna av de i monoblocket ingäende cylinderborrningarna vari cylinderfodren skall vara infästa.

Bearbetningen av ventilsàtena mäste dä ske medelst verktyg som fär införas i monoblocket underifrån, närmare bestämt upp genom cylindrarna/cylinderborrningarna i monoblocket. Efter- som bearbetningen av ventilsàtena i en sádan motor givetvis sker innan ventilfodren har monterats i cylinderborrningarna, blir "arbetsdjupet' genom en cylinderborrning inte lika stort som cylinderfodrets axiella längd, utan bestäms i stället av den totala axiella längden pä själva cylinderborrningen eller de delar hos monoblocket som bildar upptagningshàlrum och stöd för cylinderfodret. Det för ventilsätesbearbetningen ogynnsamma, axiella arbetsdjupet räknat uppät frän undersidan av monoblockets nedersta delar i omrâdet av cylindrarna blir visserligen mindre om endast en kortare övre del av cylinder- fodren behöver vara infästa och försedda med stöd, men ät- minstone den övre halvan av cylinderfodren mäste av värme- och hällfasthetsmässiga skäl vara vätskekyld (vattenkyld), d.v.s. infäst i ett av kylvätskekanaler omgivet hälrum i det omräde av monoblocket som utgör cylinderblockdelen.

Genom US-A-4,294,203 är förut känd en förbränningsmotor av monoblock-typ där cylinderhuvud och cylinderblock utgör en integrerad del, och det cylinderfoderupptagande hälrumet i motorn är uppdelat i en övre del belägen i monoblocket, och en nedre del belägen i en uppdragen, förstärkt övre del av motorns vevhus. En uppenbar nackdel med en sädan konstruktiv lösning är emellertid att man dä fär en tyngre vevhusdel, som dessutom blir konstruktivt mer komplicerad, och därmed dyrare att framställa.

Uppfinningens ändamäl Ett ändamäl med föreliggande uppfinning är att erbjuda ett enkelt foderstöd för cylinderfodrens nedre delar, vilket foderstöd är fristäende frán motorns vevaxeldel och demon- terbart fäst enbart till en undre yta av cylinderblocket, varigenom cylinderfoderstödet enbart behöver optimeras/dimen- 10 15 20 25 30 35 501 469 3 sioneras för de kolvsidokrafter och de relativt läga värmebe- lastningarna som fodrets nedre delar utsättes för. Genom att láta det nedre foderstödet vara gemensamt för átminstone tvä i rad anordnade cylinderfoder sä erhålles en lokal uppstyv- ning av motorblocket i dess längsriktning samt en enklare montering med färre detaljer.

Ett annat ändamál med föreliggande uppfinning är att vid en monoblock-motor åstadkomma en cylinderfoderstödjande anord- ning med ett för motorns samtliga cylinderfoder gemensamt, i ett separat stycke utfört cylinderfoderstöd, som monteras vid undersidan av monoblockets cylinderblockdel.

Ett ytterligare, väsentligt ändamäl med uppfinningen hänger intimt samman med en ur flera motortekniska synpunkter mycket lovande, principiellt ny typ av motorkonstruktion, som fram- tagits och utvecklats under senare är och vars utmärkande särdrag är att motorns kompression kan varieras. Som ett exempel pä denna nya motortyp hänvisas till internationella patentansökningspublikationen WO 92/09798 som beskriver en förbränningsmotor där den av cylinderblock och cylinderhuvud sammansatta motoröverdelen genom en tippaxellagring vid cylinderblockets ena sida är tippbart lagrad pä motorns vevaxelupptagande vevhusdel för att möjliggöra variering av motorns kompression genom sidolutning (tippning i sidled) av motoröverdelen relativt vevhusdelen.

Uppfinningens ändamäl i samband med denna nya motortyp är att med en säsom monoblockstycke utförd motoröverdel (bestäende av cylinderblock med integrerat cylinderhuvud) kunna undvika de ventilbearbetningstekniska svärigheterna som blir särskilt aktuella vid just denna motortyp speciellt när tippaxellag- ringen och den pä motorns motsatta sida befintliga tippmeka- nismen omfattar lageröron som utgör integrerade delar av monoblockstycket. Dessa lageröron är placerade nedanför monoblockstyckets undersida och utgör därigenom ytterligare hinder vid bearbetningen av ventilsätena. 10 15 20 25 30 35 fso1 469 4 Uppfinningen möjligör att man kan använda och bearbeta ven- tilsätena för betydligt mer vinklade ventiler, pà ett sätt som annars vore omöjligt.

Genom att motoröverdelen kan lutas (tippas) i sidled relativt vevhusdelen är det vid denna motortyp inte bara önskvärt utan absolut nödvändigt att använda en cylinderfoderstödjande anordning som är helt oberoende av vevhusdelen, eftersom dennas avstànd till cylinderfodren ju kommer att ändras i beroende av motoröverdelens sidolutning.

Ytterligare ett ändamäl med uppfinningen är att cylinder- foderstödet skall vara sä utformat, och kunna tillverkas av sádant material, att dess kylning och därmed kylningen av cylinderfodrens däri upptagna nedre delar, kan ske pa fullt tillfredsställande sätt medelst enbart vevhusventilering, sä att kylvàtskekanaler helt kan undvikas i cylinderfoderstödet.

Redogörelse för uppfinningen Ovannàmnda ändamäl uppnás enligt uppfinningen därigenom att den inledningsvis angivna cylinderfoderstödjande anordningen uppvisar de i patentkravets l kännetecknande del angivna särdragen.

Vid en sadan konstruktion kommer cylinderfodrens nedre delar för átminstone tvá i rad anordnade förbränningsrum att vara upptagna i cylindriska öppningar i ett för dem gemensamt cylinderfoderstöd som är utfört i ett stycke och är demonter- bart fäst vid undersidan av monoblockets cylinderblockdel.

Cylinderfoderstödet har vidare ett antal inbördes förbundna stödhylsor vilket lämpligen motsvarar antalet cylindrar i mo- torn. Vid en sexcylindrig eller fyrcylindrig radmotor har cylinderfoderstödet företrädesvis sex stycken respektive fyra stycken i rad anordnade stödhylsor, i vars cylindriska öpp- ningar cylinderfodrens nedre delar är upptagna. Stödhylsornas hylsväggar omger alltsa cylinderfodrens nedre delar och bildar sidostöd för dessa. 10 15 20 25 30 35 501 469 5 Uppfinningen är ej inskränkt till cylinderfoderstöd som är tillverkade i ett enda stycke för en radmotor. I en radmotor med 4 repsektive 6 cylindrar så kan cylinderfoderstödet vara uppdelat i 2 respektive 2, alternativt 3, separata cylinder- foderstöd. För motorer med två snedstàllda cylinderbankar, så kallade V-motorer, så kan en liknande uppdelning göras på respektive cylinderbank.

Cylinderfoderstödet är företrädesvis en i ett stycke utförd, separat tillverkad motordel som med sina stödhylsor bildar nedre cylinderfoderstöd för motorns samtliga cylinderfoder i en och samma cylinderbank. Varje cylinderfoder har sin övre del inpressad i en cylinderborrning i cylinderblocket och sin nedre del inpressad i en av cylinderfoderstödets stödhylsor.

Det avlånga cylinderfoderstödet fastskruvas nerifrån vid undersidan av cylinderblocket.

Föredragna vidareutvecklingar av den cylinderfoderstödjande anordningen enligt uppfinningen framgår av de osjälvständiga kraven 2-5.

I kraven 3 och 4 anges ett konstruktivt utförande speciellt avsett för en motor där cylinderblocket är integrerat med cylinderhuvudet i ett så kallat monoblockstycke. I krav 4 anges ett specifikt utförande där monoblockstycket genom en tippaxellagring vid cylinderblockets ena sida är tippbart lagrat på motorns vevaxelupptagande vevhusdel för att möjlig- göra variering av motorns kompression.

Cylinderfoderstödet omfattar lämpligen en avlång fästplatta från vars ena sida stödhylsorna skjuter ut vinkelrätt mot fästplattan. På båda sidorna av raden av stödhylsor finns genomgående fästhål i kanten av fästplattan. Cylinderfoder- stödet är fastskruvat vid cylinderblockets undersida medelst skruvar genom dessa fästhàl.

I krav 4 och 5 anges en föredragen placering av fästhålen i kanten av fästplattan. Vid detta utförande är fästhålen placerade i kanten av fàstplattan vid ställen som ligger mitt 10 15 20 25 30 35 501 469 6 emellan varje par av med varandra förbundna stödhylsor.

Därjämte är fästplattan försedd med fästhäl vid sina fyra fria hörnpartier. Cylinderfoderstödet sambearbetas med mot- svarande delar av monoblocket för ästadkommande av passning för cylinderfodren. Den ökade styvhet som cylinderfoderstödet fár genom att det är utfört i ett stycke för flera förbrän- ningsrum, möjliggör att erforderliga bearbetningar till företrädesvis presspassningsmätt av cylinderfodren lättare kan innehàllas.

Det avlänga, raka cylinderfoderstödet liknar ett slags "lim- pa" och tillverkas lämpligen av samma material som monoblock- stycket. Ett lämpligt sädant material är aluminium. Cylinder- foderstödet kyls företrädesvis enbart genom vevhusgaserna, men kan medelst invändiga kanaler i foderstödet kylas pä konventionellt sätt. De i monoblockets cylinderblockdel infásta övre delarna av cylinderfodren kyls däremot pä konventionellt sätt genom kylvàtskekanaler i monoblocket.

Bearbetningen av ventilsátena sker självfallet innan cylin- derfoderstödet och cylinderfodren har monterats vid/i mono- blocket. Cylinderfoderstödet krävs dels för att kolvsido- krafterna inte skall deformera fodren dels för att den för fasthàllning och värmeledning erforderliga passningen, före- trädesvis presspassning, inte skall deformera fodret olik- formigt utmed cylinderfodrets längd.

Genom att cylinderfoderstödet är tillverkat av samma material som monoblockstycket undviks sädana deformationer som skulle bli följden av olikformighet i cylinderfoderstödets och monoblockstyckets värmeutvidgning.

Kort beskrivning av ritningsfigurerna Uppfinningen skall nu beskrivas och förklaras ytterligare nedan under hänvisning till ett pà de bifogade ritningarna visat utföringsexempel.

Därvid visar: Fig. l i perspektivisk'framställning ett för en sexcylindrig radmotor avsett cylinderfoderstöd enligt uppfinningen; 10 15 20 25 _ 30 35 501 4369 7 Fig. 2 ett vertikalt snitt genom en med tipplagringar för- sedd, sàsom monoblockstycke utförd motoröverdel med undertill monterat cylinderfoderstöd, vilken motoröverdel är avsedd att vara tippbart lagrad pà en icke visad vevhusdel; Fig. 3 ett vertikalt snitt genom den i fig. 2 visade motor- överdelen försedd med fastskruvat cylinderfoderstöd och insatt cylinderfoder; Fig. 4 ett vertikalt snitt genom den i fig. 2 och 3 visade motoröverdelen, som dock i denna figur visas med monterat cy- linderfoderstöd, men utan insatt cylinderfoder; Fig.5 ett snitt motsvarande figur 3 men med kolv samt schema- tiskt den till cylinderdelen anordnade vevaxeldelen.

Beskrivning av utföringsexempel I fig. 1 visas i perspektivisk framställning ett för en sexcylindrig radmotor avsett cylinderfoderstöd 2 omfattande en avläng fästplatta 4 pà vars ena sida sex stycken i rad anordnade, inbördes förbundna stödhylsor 6 skjuter ut vinkel- rätt mot fästplattans 4 plan. Fàstplattan 4 och stödhylsorna 6 är företrädesvis tillverkade i ett samgjutet integrerat stycke. Alternativt sä kan fästplattan 4 och stödhylsorna 6 vara tillverkade av separata delar, men som förmonteras sä att ett enda sammanhàllet stycke bildas. Stödhylsorna 6 har genomgående cylindriska öppningar 8 som utmynnar pà den i fig. 1 skymda undersidan av fästplattan 4. Fästplattan 4 är försedd med genomgående fästhál 10 upptagna i de längsgående sidokanterna av fästplattan och i plattans fyra hörn. Fàsthá- len 10 är avsedda för fastskruvning av cylinderfoderstödet 2 vid undersidan av den i fig. 2-4 visade motoröverdelen 12, se speciellt fig. 2 som visar cylinderfoderstödet 2 i snitt vid snittstàllet II-II i fig. 1.

Hänvisning sker nu till fig. 2-4 som visar vertikala snitt genom den sàsom monoblockkonstruktion utförda motoröverdelen 12 till en förbränningsmotor försedd med ett cylinderfoder- stöd 2 enligt fig. 1. Vid den visade motorn utgör cylin- derblocket 14 med tillhörande cylinderhuvud 16 delar av ett och samma monoblockstycke som utgör motorns motoröverdel 12.

Monoblockstycket 12 är vid sin ena sida försett med lageröron 10 15 20 25 30 35 501 469 8 22 för en här icke visad tippaxel (genom lagringshàlet 20) varigenom monoblockstycket l2 är tippbart lagrat pä motorns vevaxelupptagande, här icke visade vevhusdel. Vid sin motsat- ta sida är monoblockstycket 12 försett med neddragna lager- öron 18 för en icke visad tippmekanism som möjliggör vari- ering av motorns kompression genom ändring av motoröverdelens '12 lutning eller sidotippning i förhållande till den icke visade vevhusdelen. Lageröronen 18 och 22 vid motoröverdelens 12 motsatta làngsidor är integrerade med den sásom monoblock- stycke utförda motoröverdelen 12. I fig. 2-4 syns endast ett lageröra vid vardera sidan av motoröverdelen, men det finns självfallet ett antal sàdana lageröron pá vardera sidan av motorn.

Hänvisning sker nu till fig. 3 som visar ett vertikalsnitt som skär cylinderfoderstödet 2 vid ett snittstálle motsvaran- de det i fig. l med III-III betecknade. De i motoröverdelen 12 befintliga cylinderloppen för motorns sex stycken icke visade kolvar bildas av sex cylinderfoder 24 som med sina övre delar 24' är insatta i hälrum eller cylinderborrningar 26 i monoblockstyckets l2 cylinderblockdel 14. Cylinder- fodrens 2 nedre delar 24" är upptagna i de cylindriska öppningarna 8 i cylinderfoderstödet 2 som är fastskruvat vid en plan undre yta 28 hos cylinderblockdelen medelst skruvar 30 (se fig. 2). tillhörande cylinderfodrets 24 nedre del 24" och bildar Varje stödhylsa 6 omger med sin hylsvágg det härigenom ett sidostöd för cylinderfodret.

I fig. 3 och 4 är motorns bäda överliggande kamaxlar beteck- nade 32 respektive 34 och rörelseriktningarna för de medelst kamaxlarna manövrerade ventilerna är antydda medelst de punktstreckade linjerna 36 respektive 38. ventilerna öppnar och stänger insugs- och avgaskanaler som utmynnar i "taket" av respektive cylinders förbränningsrum 40. Bränsle-luft- blandningen i förbränningsrumet 40 tänds med hjälp av ett tändstift 42.

Hänvisning sker nu äterigen till fig. l varav framgár att fästhàlen 10 i kanten av fästplattan 4 är placerade parvis 10 15 20 25 501 469 9 vid motsatta sidokanter av fàstplattan. Hålen i varje sådant fàsthålpar är alltså belägna i ett mot fästplattan och stöd- hylsradens riktning vinkelrätt plan (motsvarande exempelvis snittplanet II-II) som passerar mitt igenom det för ett par med varandra förbundna stödhylsor 6 gemensamma hylsvágg- partiet 44. Den minsta tjockleken på detta gemensama vägg- parti 44 är företrädesvis åtminstone lika stor som stöd- hylsans 6 hylsväggtjocklek t i övrigt.

I figur 5 visas motorn med en schematiskt inritad vevaxeldel 50, innehållande en vevaxellagring 52, tippaxeln 56 samt en ställmekanism 51 för tippningen av cylinderdelen 14 relativt vevaxeldelen 50. I vevaxellagringen 52 är lagrad en vevaxel med en vevsläng 54 som påverkar vevstaken 53 så att en därpå lagrad kolv 55 kan bibringas en upp- och nedåtgående rörelse på ett konventionellt sätt. Cylinderfoderstödet 2 är ej för- bundet med vevaxeldelen 50, istället enbart förbundet med cylinderblockets 14 undre yta 28 och sålunda fristående från vevaxeldelen 50. Cylinderfoderstödet 2 påverkas hárigenom ej av krafter från vevaxelpartiet och kan sålunda enbart dimen- sioneras för att upptaga kolvsidokrafterna och att kvarhålla cylinderfodren, eventuellt enbart medelst presspassning.

De lagringar 18,22 som förbinder cylinderdelen 14 med vev- axeldelen 50 är anordnade radiellt utvändigt om cylinder- foderstödet och de i cylinderfoderstödet anordnade cylindris- ka fodren.

Claims (8)

10 15 20 25 30 35 501 469 10 Patentkrav

1. l.Cylinderfoderstödjande anordning vid en förbrànningsmotor med átminstone tvá i rad i ett cylinderblock (14) anordnade cylinderformade förbránningsrum, där förbránningsrummen är fodrade med cylinderfoder (24) som med sina övre delar (24') är insatta i hálrum (26) i cylinderb1ocket(14) vilka hálrum uppàt avgränsas av ett cy1inderhuvud(16) och där ett vevaxeln upptagande vevaxe1parti(50) är förbundet med cylinderblockets (14) nedre del, k à n n e t e c k n a d av att de nedre delarna (24") av varje cylinderfoder(24) för àtminstone tva i rad anordnade förbrànningsrum är upptagna i cylindriska öppningar (8) i ett gemensamt, i ett sammanhállet stycke utfört och frán motorns vevaxeldel (50) fristående cylinder- foderstöd (2) som är demonterbart fäst vid en undre yta (28) av cy1inderblocket(l4), vilket cylinderfoderstöd innefattar inbördes förbundna (44) stödhylsor (6) vilka avgránsar de cylindriska öppningarna (8) och med sina hylsvággar omger cylinderfodrens nedre delar (24") och bildar sidostöd för dessa.

2. Anordning enligt krav 1 k à n n e t e c k n a d av att cylinderfodrens (24) nedre delar (24") är upptagna i cylind- riska öppningar (8) i ett gemensamt, i ett stycke utfört cylinderfoderstöd (2), vilket cylinderfoderstöd (2) omfattar ett mot motorns cylinderantal svarande antal i rad anordnade, inbördes förbundna (44) stödhylsor (6).

3. Anordning enligt krav 1 eller 2 k à n n e t e c k n a d av att förbrànningsmotorns cylinderblock (14) och därtill hörande cylinderhuvud (16) utgör delar av ett och samma mo- noblockstycke (12), och att cylinderblocket (14) är anslutet till vevhusdelen (50) via förankringsorgan (l8,22) vilka ligger radiellt utvändigt om cylinderfoderstödet (2).

4. Anordning enligt krav 3, där monoblockstycket (12) genom en tippaxe11agring(20,22) vid cylinderblockets (14) ena sida medelst en tippmekanism (51) pà motsatt sida är tippbart lagrat pá motorns vevaxelupptagande vevhusdel (50) för att 10 15 20 25 30 35 501 469 ll möjliggöra variering av motorns kompression, k ä n n e ~ t e c k n a d av att det demonterbara cylinderfoderstödet (2) omfattar en avláng fästplatta (4) pä vars ena sida stöd- hylsorna (6) skjuter ut vinkelrätt mot fästplattan, och att pä bàda sidorna av raden av stödhylsor finns i kanten av fästplattan (4) genomgående fästhàl (10) för skruvar (30) för fastskruvning av fästplattan och därmed cylinderfoderstödet (2) vid cylinderblockets (14) undre yta (28).

5. Anordning enligt krav 2 k ä n n e t e c k n a d av att det demonterbara cylinderfoderstödet (2) omfattar en avlàng fästplatta (4) pä vars ena sida stödhylsorna (6) skjuter ut vinkelrätt mot fästplattan, och att pà báda sidorna av raden av stödhylsor finns i kanten av fästplattan (4) genomgående fästhäl (10) för skruvar (30) för fastskruvning av fästplat- tan och därmed cylinderfoderstödet (2) vid cylinderblockets (14) undre yta (28).

6. Anordning enligt krav 4 eller 5, k ä n n e t e c k n a d av att fästhälen (l0) i kanten av fästplattan (4) är placera- de parvis vid motsatta sidokanter av fästplattan, varvid hälen i varje sádant fästhàlpar är belägna i ett mot fäst- plattan (4) och stödhylsradens längdriktning vinkelrätt plan (II-II) som passerar mitt emellan de närmast intill belägna, till varandra angränsande och genom sina hylsväggar (vid 44) med varandra förbundna stödhylsorna (6).

7. Anordning enligt nàgot av föregående krav, k ä n n e - t e c k n a d av att i det hylsväggomräde där ett par till varandra angränsande stödhylsor (6) är förbundna med varandra är den minsta tjockleken pá det för de bàda stödhylsorna gemensama hylsväggpartiet (44) ätminstone lika stor som hylsväggtjockleken (t) i övrigt för respektive stödhylsa.

8. Anordning enligt nàgot av föregående krav, k ä n n e - t e c k n a d av att det demonterbara cylinderfoderstödet (2) är tillverkat av samma material som cylinderblocket (14), företrädesvis aluminium.