SE504654C2 - Dekompressionsventil och förbränningskolvmotor med en dylik ventil - Google Patents

Description

504 654 2 10 15 20 25 30 35 förbränningsrummet utan via ett ventialionshål. Detta innebär att bimetallskivans reaktion kommer att bli fördröjd både när den skall täta resp. öppna ventilationshålet. I och med att gaser från förbränningsrummet vid drift av motorn under lång tid värmer aluminiumgodset, i vilket bimetallskivan är upptagen, förefaller det utomordentligt troligt att efter det att motorn det tid dekompressionsventilen öppnar, vilket har betydelse då stopp och stannat tar en icke innan har oväsentlig återstart av motorn ofta sker i snabb tidsföljd.

Föreliggande uppfinning har till ändamål att eliminera de ovan påtalade nackdelarna automatiska dekompressionventilen. Detta åstadkommes medelst en hos den kända, ovan diskuterade, dekompressionsventil som erhållit de i efterföljande patentkrav angivna kännetecknen.

Nedan kommer ett antal utföringsexempel på uppfinningen att beskrivas med hänvisning till bifogade ritningar, där Fig.l ett del dekompressionsventilen enligt uppfinningen; Fig.2a och 2b visar uppförstorade detaljer av en del av dekompressionsventilen en av motorns cylinder med visar snitt genom enligt Fig.l, varvid dimensionsförändringarna av tydlighetsskäl har överdrivits; Fig.3 visar ett snitt genom en del av motorns cylinder med en alternativ utformning av dekompressionsventilen; Fig.4a och 4b visar uppförstorade detaljer av en del av Fig.3, varvid dimensionsför- dekomressionsventilen enligt ändringarna av tydlighetsskäl har överdrivits; Fig.5 visar ytterligare en alternativ utformning av dekompressionsventilen, varvid tydlighetsskäl har överdrivits; och Fig.6 visar ännu en alternativ utformning av dimensionsförhållandena av dekompressionsventilen.

Den i Fig.l och 2a, 2b visade dekompressionsventilen 10 innefattar ett hus 12, vilket är försett med en gängad sockel 14 cylindervägg 16 hos en delvis i Fig.l visad cylinder 18 hos en som är upptagen i ett motsvarande gängat hål i en förbränningskolvmotor. Huset 12 innefattar en kammare 20 som står i förbindelse med motorns förbränningsrum 22 via en öppning 24. 10 15 20 25 30 35 3 504 654 Kammaren 20 står i förbindelse med atmosfären via ett antal radiella hål 26 i huset 12.

I kammaren 20 är upptagen en känselkropp/ventilelement 28, vilket vid sin mot öppningen 24 vända ände är försedd med en kägla 30, vilken samverkar med öppningen 24. Den från öppningen 24 vända änden av känselkroppen/ventilelementet 28 är upptagen i en försänkning i en plugg 32, varvid sagda ändes ändyta anligger mot en isolerbricka 34 i försänkningen. Isolerbrickan är utförd i ett material med lågt värmeledningstal, ex.vis glas.

Pluggen 32 är upptagen i huset 12 via ett gängförband.

Huset 12 är tillverkat i ett material med låg längdutvidgningskoefficient, ex.vis mindre än 2x104/°C. Ett lämpligt material för' huset 12 är nickelstålet Invar (36% nickel). Känselkroppen/ventilelementet 28 är tillverkat i ett 1ängdutvidgningskoefficient, ex.vis av storleksordningen 26x10”/°C. Ett känselkroppen/ventilelementet 28 är magnesium eller någon annan lättmetall med relativt sett hög smältpunkt. material med hög lämpligt material för Den ovan beskrivna anordningen fungerar på följande sätt. Då motorn ej är igång intar känselkroppen/ventilelementet 28 det i Fig.2a visade läget, dvs käglan 30 tätar ej mot öppningen 24 utan det finns en spalt mellan känselkroppen/ ventilelementet 28 och öppningen 24, varvid denna spalt lämpligen är av storleksordningen 0.1-0.2 mm, vilket ger en evakueringsarea på 1-3 um? beroende på ventilens dimensioner, vilka är anpassade till motorns slagvolym. I Fig.2a har spaltens dimensioner överdrivits av tydlighetsskäl.

När motorn skall startas, antingen manuellt eller med hjälp av en startmotor, kan ett visst gasflöde passera genom spalten mellan öppningen 24 och käglan 30 och därefter via kammaren 20 och de radiella hålen 26 ut i atmosfären. Detta medför att kompressionen sjunker och motorn lättare kan vridas runt vare sig det sker manuellt eller medelst en motor. När motorn har startat sker direkt, på grund av förbränningen, en mycket snabb uppvärmning av känselkroppen/ventilelementet 28 eftersom käglan 10 15 20 25 30 35 504 654 4 30 är direktexponerad mot förbränningsrummet 22. Känsel- kroppen/ventilelementet 28 expanderar därvid axiellt, varvid käglan 30 tätar mot öppningen 24 eftersom husets 12 axiella mindre än känselkroppens/ventil- expansion är väsentligt elementets 28. Såsom antytts i Fig.2a och Fig.2b sker även en radiell expansion av känselkroppen/ventilelementet 28, varvid i figurerna käglans 30 radiella expansion framgår tydligast.

Därvid skall dock dimensionsförhållandena vara sådana att någon kontakt ej uppstår mellan käglans 30 omkrets och kammarens 20 innervägg.

I detta sammanhang skall påpekas att spaltens storlek är av stor betydelse. Så fort motorn ej är i. gång måste spalten vara tillräckligt liten för att ge tillräcklig hög kompression för motorn att gå samtidigt måste tillräckligt stor för att kompressionen ej skall bli alltför hög Vara och spalten igång i startögonblicket.

Så länge som motorn är igång är känselkroppen/ventilelementet 28 utsatt för en mycket kraftig värmeexponering med mycket små möjligheter till värmeavledning på grund av att isolerbrickan 34 är utförd i ett material med lågt värmeledningstal. Dessutom sker anliggningen av käglan 30 mot öppningen 24 utefter en cirkellinje, vilket likaså till värmeavledning från känselkroppen/ventilelementet 28 till huset 12. medför små möjligheter Eftersom förbränningen i förbränningsrummet 22 sker vid en temperatur av 700-800°C är' känselkroppen/ventilelementet 28 exponerat för denna temperatur. Så fort förbränningen upphör, dvs då motorn stannar, sker så gott som momentant en drastisk temperatursänkning i förbränningsrummet 22 ned till ca 200°C, vilket medför att spalten mellan öppningen 24 och käglan 30 återbildas på.mycket kort tidsrymd, dvs några få sekunder. Detta innebär att dekompressionsventilen enligt uppfinningen i princip alltid fungerar även om det rör sig om mycket snabba återstarter.

Den i Fig.3, 4a och 4b beskrivna utföringsformen av en 10 15 20 25 30 35 5 504 654 dekompressionsventil 10' skiljer sig från den ovan beskrivna genom utformningen av känselkroppen/ventilelementet 28 ' , pluggen 32' och isolerbrickan 34'. Övriga detaljer är i princip identiska med detaljerna enligt den ovan beskrivna utföringsformen och har därför erhållit samma hänvis- ningsbeteckningar.

Känselkroppen/ventilelementet 28' har i princip formen av en bricka med cirkulärt tvärsnitt. En tapp 29' hos känselkroppen/ ventilen 28' är belägen i öppningen 24, varvid sagda tapp 29' till uppgift att flytta förbränningsrummet 22. Den övriga delen av känselkroppen/ ventilen 28' har en diameter som överstiger öppningens 24 diameter, vilket säkerställer att känselkroppen/ventilelementet har exponeringsytan närmare 28' kvarhålles i kammaren 20. Känselkroppens/ventilelementets 28' diameter är så avpassad relativt kammarens 20 diameter att då motorn ej är i gång finns det en spalt mellan känselkroppen/ventilelementet 28' och kammarens 20 vägg, se Fig.4a. Dimensionerna för denna spalt har av tydlighetsskäl överdrivits.

Spalten innebär att den tryckökning som sker i för- bränningsrummet vid start, antingen manuell eller via en startmotor, lyfter upp känselkroppen/ventilelementet 28' något, se Fig.4a, så att gas kan strömma ut genom öppningen 24 och förbi känselkroppen/ventilelementet 28' för att via de radiella hålen 26 avbördas till atmosfären.

När motorn har startat sker direkt, genom förbränningen, en mycket snabb uppvärmning av känselkroppen/ventilelementet 28' genom att tappen 29' är direktexponerad mot förbränningsrummet 22. Känselkroppen/ventilelementet 28' expanderar därvid och den radiella expansionen medför att.känselkroppens/ventilelementets 28' omkrets kommer till tätande anliggning mot kammarens 20 vägg, I det visade utföringsexemplet är känsel- kroppen/ventilelementet 28' utfört med två axiellt åtskilda tätningsytor. Detta är dock endast ett exempel på olika tänkbara tätningsarrangemang. Det sker även en axiell expansion men den se Fig.4b. utnyttjas ej i tätningssyfte vid denna utföringsform. 504 654 då 6 10 15 20 25 30 35 Materialen i huset 12 och känselkroppen/ventilelementet 28' är företrädesvis desamma, liksom även spalten och evakueringsarean, som vid den ovan beskrivna utföringsformen, varför den där beskrivna funktionen vad gäller återstart även gäller för utföringsformen enligt Fig.3, 4a och 4b.

I detta sammanhang skall även påpekas att vid båda de beskrivna utföringsformerna sker en tätning mot trycket i förbränningsrummet 22, dvs trycket i förbränningsrummet 22 hjälper inte till att täta utan verkar snarare för att upphäva tätningen. Inom ramen för uppfinningen kan man dock tänka sig att tätningsarrangemanget utformas på så sätt att trycket i förbränningsrummet hjälper till att täta i. samband med den termiska expansionen, dvs tätning sker när känselkroppen/ventilelementet tillåts expandera bort från förbränningsrummet 22. I så fall är det troligt att känselkroppen/ventilelementet är fjäderpåverkat för att upprätthålla en spalt när motorn ej är igång.

Den i Fig.5 visade utföríngsformen av dekompressionsventilen 10" uppvisar ett hus 12" i ett material med relativt sett stor längdutvidgningskoefficientmedankänselkroppen/ventilelementet 28" är utfört i ett material (Invar) med relativt sett liten längdutvidgningskoefficient, dvs längdutvidgningskoefficienten för huset 12" koefficienten för känselkropen/ventilelementet 28". är väsentligt större än längdutvidgnings- Såsom framgår av Fig.5 är huset 12" upptaget i cylinderns 18" vägg 16", varvid huset 12" omges av en isolering 13" som i stor utsträckning förhindrar värmeöverföring från huset 12" till cylinderns 18" vägg 16".

Huset 12" uppvisar en kammare 20", i vilken en del av känselkroppen/ventilelementet 28" kroppen/ventilelementet 28" uppvisar en kägla 30" vid sin mot Sagda kägla 30" kammarens 20", mot förbränningsrummet vända, öppna ände 24". Då befinner sig. Känsel- förbränningsrummet vända ände. samverkar med motorn ej är igång finns en spalt mellan den öppna änden 24" och käglan 30". Känselkroppens/ ventilelementets 28" från 10 15 20 25 30 35 7 504 654 förbränningsrummet vända ände är förankrad i cylinderväggen 16", ex.vis medelst ett gängförband. En kanal 26" sträcker sig från kammaren 20" ut i atmosfären.

Utföringsformen enligt Fig.5 fungerar på så sätt att vid ostartad motor intar ventilen det i Fig.5 visade läget, dvs kompressionsgaser från förbränningsrummet avleds via den öppna änden 24", kammaren 20" och kanalen 26" till atmosfären. Så fort motorn har startat kommer en snabb axiell längdutvidgning av huset 12" att ske, varvid via den öppna änden 24" tätning sker mot käglan 30". Det skall därvid noteras att tätning sker via linjekontakt och närmare bestämt via en cirkellinje. Därigenom reduceras värmeöverföringen från huset 12" till käglan 30". en temperatursänkning i När sker snabbt förbränningsrummet och spalten mellan den öppna änden 24" och motorn stannar käglan 30" återbildas så gott som momentant.

Vid de ovan beskrivna autföringsformerna är dekompressions- ventilen upptagen i cylindern. Inom ramen för uppfinningen kan man dock tänka sig att dekompressionsventilen är upptagen i kolven, vilket visas i Fig.6.

Vid utföringsformen enligt Fig.6 är ventilhuset 12"' upptaget i kolvens övre del, varvid i det visade utföringsexemplet är ventilhuset 12"' via ett gängförband förbundet med kolven. En känselkropp/ventil 28"' är upptagen i en kammare 20"' i huset 12 ' ' ' . har sin ena ände exponerat mot förbränningsrummet 22"' medan den motsatta änden likaså upptagen i kammaren Känselkroppen/ventilelementet 28"' anligger mot en isolerbricka 34"' 20"'. Isolerbrickan 34"' är utförd i ett material med lågt värmeledningstal, ex.vis glas.

Isolerbrickan 34"' anligger i sin tur mot en stödbricka 35"', vilken är försedd med axiella slitsar 26"' i sin periferi för att möjliggöra evakuering av gaser från förbränningsrummet innan Stödbrickan 35"' som är upptagen i. ett spår i motorn har startat och ventilen har stängt. uppbäres av' en låsring 36"' ventilhuset l2"'. 504 654 i 8 10 15 Dekompressionsventilen enligt Fig.6 fungerar på i princip samma sätt som ventilen vid utföringsformen enligt Fig.1, dvs då motorn har startat utvidgar sig känselkroppen/ ventilelementet 28"' axiellt och en krage 29"' elementet 28"' tätar därvid mot ett säte 31"' hålrummet 20"' hos ventilhuset 12"'. Det skall påpekas att det hos känselkroppen/ventil- utformat i utrymme som avgaserna avbördas till när dekompressionsventilen är öppen är lagringsutrymmet för vevaxeln (vevhuset). Detta fungerar emellertid utmärkt eftersom trycket i detta utrymme är väsentligt lägre än trycket i förbränningsrummet.

Utmärkande för en dekompressionsventil enligt föreliggande uppfinning är att huset l2;l2';l2“;12"' är utfört i ett homogent att känselkroppen/ventilelementet 28;28';28";28"' är utfört i ett annat homogent material. material och

Claims (11)

10 15 20 25 30 35 9 504 654 Petentkrev

1. (lO;l0';10";10"') för en förbränningskolvmotor, innefattande ett hus (12;l2";l2"') med en kammare (20;20";20"'), varvid huset (12;l2";l2"') uppvisar Dekompressionsventil en passage (24;24") som förbinder kammaren (20;20";20"') med motorns förbränningsrum (22;22") och1rtloppsorgan (26;26";26"') som förbinder kammaren (20;20";20"') med atmosfären eller ett från förbränningsrummet (22;22") skilt utrymme, av att i kammaren (20;20";20"') är, (2s;2s';2s";28"'), annan k ä n n e t e c k n a d upptaget ett element ett än åtminstone delvis, vilket utfört i längdutvidgningskoefficient (l2;12";12"') är utfört i, förbränningsrummet (22;22") elementet (28;28';28";28"') och huset (l2;12";12"'), passagen (24;24") tätas. material med en det och att vid temperaturhöjning i är material som huset sker en relativrörelse mellan varvid

2. Dekompressionsventil (10;10';l0"') enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att det material som elementet (28;28';28"') utfört i längdutvidgningskoefficient än det material som huset (12) är större har en är utfört i.

3. Dekompressionsventil (l0;10') enligt något eller några av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d eller radiella expansion utnyttjas för tätning mot en i huset av att elementets (28;28') axiella (12) samverkande yta.

4. Dekompressionsventil (10;10';10"') enligt något eller några av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d av att elementets (28;28';28"') från förbränningsrummet (22) vända ände anligger mot en isolerbricka (34;34';34"') i ett material med lågt värmeledningstal, ex.vis glas.

5. Dekompressionsventil (10;l0") enligt något eller några av föregående krav, 504 654 10 15 20 25 30 35 10 k ä n n e t e c k n a d av att elementet (28;28") vid sin mot (22;22“) kägla (30;30"), vilken vid relativrörelse mellan elementet (28;28") förbränningsrummet vända ände uppvisar en och huset (l2;12") stänger passagen (24;24").

6. Dekompressionsventil (10') enligt något eller några av kraven 1-4 , k ä n n e t e c k n a d av att elementet (28') har formen av en bricka som vid radiell expansion av elementet (28') tätar mot husets (12) innervägg.

7. Dekompressionsventil (10") enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att huset (12") är utfört i ett material med större längdutvidgningskoefficient än det material som elementet (28") är utfört i.

8. Dekompressionsventil (l0;10';10";10"') enligt något eller några av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d av att den större längdutvidgningskoefficienten är minst tio gånger större än den mindre längdutvidgningskoefficienten.

9. Dekompressionsventil (10;10';10";10"') enligt något eller några av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d av att huset (12;12';12“;12"') är utfört i ett att (28;28';28“;28"') är utfört i ett annat homogent material. homogent material och elementet

10. k ä n n e t e c k n a d Förbränningskolvmotor, av att dess cylinder/cylindrar upptar en dekompressionsventil enligt krav 1-9.

11. k ä n n e t e c k n a d Förbränningskolvmotor, av att dess kolv/kolvar upptar en dekompressionsventil enligt krav 1-9.