SE521019C2 - Anordning inrättad att motverka uppkomsten av dragspänningar i åtminstone ett område av ett motorblock - Google Patents

Description

20 25 30 521 019 Detta syfte uppnås genom uppfinningen med den inledningsvis nämnda anordningen genom att den utformas med de särdrag som anges i patentkravets 1 kännetecknande del.

En grundläggande tanke med uppfinningen är således att motorblocket i ett förbundet tillstånd, ska utsättas för tryckspänningar i de områden där det föreligger risk för sprickbildning. Genom att i förväg initiera tryckspänningar i nämnda känsliga område motverkar dessa tryckspänningar således de vid motorns drift uppkomna dragspänningarna, vars värde dänned kan hållas inom acceptabla gränser så att risken för sprickbildning elimineras och/eller att det är möjligt att öka den kraft som kolven utsätts för utan att risken för sprickbildning ökar. Det sistnämnda medför således att kompressionstrycket i cylindem kan ökas.

Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen uppvisar nämnda parti en yta som är anläggbar mot en yta hos motorblocket och medel som är inrättade att pressa nämnda ytor till anliggning mot varandra med en tryckkraft i nämnda förbundna tillstånd. Genom att spänna fast ett sådant parti i motorblocket med medel exempelvis i form av bultar skapas tryckspänningar i motorblocket. Därmed uppstår möjligheten att initiera tryckspänningar i områden som är utsatta för dragspänningar under motorns drift. För att styra tryckspän- ningar till nämnda område kan nämnda ytor uppvisa, i ett varandra icke förbundet monteringstillstånd, åtminstone i ett avsnitt en från varandra avvikande form. En sådan avvikande form kan exempelvis vara en upphöjning på en av nämnda ytor. Därmed kan tryckkraften, med vilken nämnda parti anligger mot motorblocket i förbundet tillstånd, fördelas så att den högsta tryckspänningen åstadkoms framförallt i det området som är beläget vid och i närheten av nämnda upphöjda parti. Genom lämplig placering av nämnda avvikande form hos nämnda anliggande ytor möjliggörs att styra tryckspänningar till sådana områden som är utsatta för dragspänningar under motorns drift. Med fördel kan nämnda ytor bilda, i ett med varandra icke förbundet monteringstillstånd, en vinkel mot varandra i nämnda avsnitt. En av nämnda ytor kan därmed luta svagt i förhållande till den andra ytan. I ett förbundet tillstånd initieras därmed tryckspänningar i motorblocket med ett värde som väsentligen kontinuerligt minskar från nämnda ytas högsta punkt till dess lägsta punkt. En sådan lutande yta kan utformas på antingen nämnda parti eller på motor- blocket. 10 15 20 25 30 521 019 Enligt en annan föredragen utföringsforrn av uppfinningen innefattar motorblocket gjutjäm. I synnerhet motorblock tillverkade i gjutj äm med grafitlaineller är känsliga för dragspänningar som kan leda till sprickbildning i motorblockets begränsningsväggar.

Grafitlamellema i motorblockets begränsningsväggar kan där utgöra brottanvisningar.

Föreliggande uppfinning är dock med fördel även tillämpbar på motorblock tillverkade i andra material.

Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen utgör motorblocket en del av en förbränningsmotor. Genom kolvarnas rörelse i motorns cylinder överförs krafter på motorblocket som i vissa områden leder till dragspänningar i motorblocket. Med fördel är uppfinningen speciellt tillämpbar på förbränningsmotorer som innefattar åtminstone en cylinder, vilken har en sträckning som bildar en vinkel i området 30° till 60°, företrädesvis omkring 45°, med ett plan genom nämnda ytor hos nämnda parti och motorblocket i för- bundet tillstånd. Nämnda känsliga område kan innefatta ett väggavsnitt hos ett ramlager, vari vevaxeln är lagrad. Nämnda löstagbara parti är här ett ramlageröverfall. Vid s.k. V- motorer erhålles en kraft vid kolvens nedåtriktade rörelse som påverkar vevaxelns ramla- ger så att dess runda form deformeras elastiskt till en svagt oval forrn. Genom att cylindern här bildar en vinkel i området 30° till 60° med ett plan genom nämnda mot varandra liggande ytor hos nämnda parti och motorblock sker genom nämnda elastiska de- formation en sträckning av ramlagret i två områden på avstånd från nämnda plan. Ett av dessa områden är i motorblocket och det andra i lageröverfallet. Vid radmotorer uppstår vanligtvis inte samma problem då dess cylindrars sträckning och därined kraftriktning bildar en väsentligen rät vinkel mot nämnda plan. Därmed sker nämnda sträckning av ramlagret och initieringen av dragspänning väsentligen i nämnda plan. Uppkommande dragspänningar kan där elimineras åtminstone delvis genom att närrmda anliggningsytor hos motorblocket och lageröverfallet förskjuts från varandra en mindre sträcka.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA I det följande beskrivs såsom ett exempel en föredragen utföringsfonn av uppfinningen med hänvisning till bifogade ritningar, på vilka: 10 15 20 25 30 521 019 4 Fig l visar schematiskt ett tvärsnitt av en förbränningsmotor av V-typ med ett lageröverfall i ett med motorblocket förbundet tillstånd.

Fig 2 visar ett lageröverfall enligt föreliggande uppfinning, i ett med motorblocket icke förbundet rnonteringstillstånd.

DETALJERAD BESKRIVNING AV EN FÖREDRAGEN UTFÖRINGSFORM AV UPPFINNINGEN l Fig 1 visas en flercylindrig förbränningsmotor 1 av V-typ. Motorn kan exempelvis utgöras av en dieselmotor som utnyttjas som drivmotor för ett tyngre fordon såsom en lastbil eller en buss. Förbränningsmotorn 1 innefattar ett motorblock 2 som väsentligen innesluter motoms 1 rörliga delar. Förbränningsmotom 1 innefattar ett flertal cylindrar 3, 3', varav två visas i Fig 1. Dessa cylindrar 3, 3' är anordnade i två rader och så anordnade att cylindrarnas sträckning bildar en V-form. Cylindrarna 3, 3' innefattar var och en ett förbränningsutrymme 4 där förbränningen äger rum. Vid förbränningen pressas en kolv 5 nedåt av gastrycket i förbränningsutrymmet 4, varvid kolven 5 medelst en vevstake 6 och en vevtapp överför en kraft till en vevaxel 7 som fås att rotera. Vevaxeln 7 är roterbart lagrad i ett ramlager 8. Ramlagret 8 bildas av en halvcirkelformig urtagning i motorblocket 2 och en motsvarande halvcirkelformig urtagning i ett lageröverfall 9. La- geröverfallet 9 är fästbart medelst bultar lOa, l0b, lla, 1 lb mot motorblocket 2. Genom åtdragning av framförallt bultama lOa, l0b får lageröverfallet 9 att anligga med en tryckkraft mot motorblocket 2.

Vid drift av förbränningsmotorn 1 åstadkommer gastrycket i förbränningsutrymmet 4 en kraft så att kolven 5 och vevstaken 6 rör sig i pilamas riktning i Fig 1. Vevstaken 6 är vridbart lagrad på en vevtapp så att en roterande rörelse överförs till vevaxeln 7. Nämnda kraft är väsentligen riktad i cylinderns 3 längdriktning, dvs. i de i Fig 1 visade pilamas riktning, varvid vevaxeln 7 kommer att överföra åtminstone en del av nämnda kraft på området 12 hos ramlagret 8, när kolven 5 befinner sig nära sitt övre vändläge och förbränningen startar och initierar ett kraftigt förbränningstryck som vill pressa ner kolven med stor kraft. Genom nämnda krafts verkan sker en svag elastisk defonnation av ramlagret 8, varvid det bildar en svagt oval form. Därvid trycks begränsningsväggama i 10 15 20 25 30 521 019 områdena 12, 13 hos ramlagret 8 ihop under bildandet av tryckspänningar medan om- rådena 14, 15 hos ramlagret 8 sträcks ut under bildandet av dragspänningar. I synnerhet då motorblocket 2 är tillverkat av gjutj äm med grafitlameller uppstår risk att grafitlamellema i områdena 14, 15 fungerar som brottanvisningar för sprickor när dessa områden 14, 15 utsätts för dragspäriningar.

Förbränningsmotorn l innefattar således ett flertal cylindrar vanligtvis fyra eller sex till antalet och ett flertal ramlager 8. Cylindem 3' sträcker sig och överför en kraft som verkar i en annan riktning än kraften från cylindern 3. Ett ramlager 8, som befinner sig mellan cylindrama 3, 3' deformeras därmed elastiskt även av kraften från cylindern 3' när dess kolv beñnner sig i sitt vändläge, till en svagt oval form som sträcker sig i cylindems 3' längdriktning. Härvid kommer tryckspänningar att uppstå i ramlagrets områden 14, 15 medan dragspänningar uppstår i områdena 12, 13. Vid V-motorer uppstår således, vid motorns drift, dragspänningar i två områden 13, 14 i motorblocket 2.

Fig 2 visar ett lageröverfall enligt föreliggande uppfinning, i ett med motorblocket 2 icke förbundet monteringstillstånd. Härvid framgår att lageröverfallet 9 uppvisar en första yta 16, en andra yta 17 som är inrättade att anligga mot motsvarande ytor 18, 19 hos motorblocket 2. Ytorna 16, 17 hos lageröverfallet 9 bildar i nämnda icke förbundna monteringstillstånd en vinkel mot motsvarande ytor 18, 19 hos motorblocket 2. Ytoma 16, 17 uppvisar ett högsta parti 16', 17' vid ramlagret 8 varefter ytorna 16, 17 lutar svagt nedåt mot ett lägsta parti 16", 17". Skillnaden mellan ytornas 16, 17 högsta 16', 17' och lägsta 16", 17" parti är i detta exempel av storleksordningen 0,1 till 0,3 mm. I alternativa utföringsforrner kan denna skillnad vara betydligt större, exempelvis upp mot 0,6 mm eller till och med ännu större. Den i Fig 2 visade figuren är endast avsedd att schematiskt illustrera uppfinningen och är således inte skalenligt ritad. När lageröverfallet 9 skruvas fast mot motorblocket 2 medelst bultarna l0a, 10b trycks lageröverfallets 9 ytor 16, 17 mot motorblockets 2 ytor 18, 19. Nämnda ytors 16, 17, 18, 19 partier som angränsar till ramlagret 8 kommer således först i kontakt med varandra under monteringsförfarandet av ramlageröverfallet 9. Allt eftersom ramlageröverfallet 9 trycks mot motorblocket 2 pressas ytorna 16, 17 hårdare mot ytorna 18, 19 tills de anligger väsentligen parallellt mot varandra. Ytornas 16, 17 högst belägna partier 16', 17' har därvid elastiskt deforrnerats 10 521 019 varvid tryckspänningar initieras från nämnda högsta avsnitt väsentligen till områden i och i närheten av ramlagret 8. De känsliga områdena 12, 13, 14, 15 hos ramlagret 8 erhåller därvid en inbyggd tryckspänning som vid drift av motom 1 motverkar och väsentligen minskar de ovan beskrivna dragspänningama i dessa områden 12, 13, 14, 15 som uppkommer under motorns 1 drift.

Uppfinningen är på intet sätt begränsad till den i Fig 2 visade utforingsformen utan kan varieras fritt inom patentkravens ramar. Alternativt kan motorblockets 2 ytor 18, 19 utföras lutande i stället för lageröverfallets ytor 16, 17. Även andra från varandra skilda former hos nämnda ytor 16, 17 , 18, 19 kan med fördel utnyttjas for att åstadkomma lämplig styming av tryckspänningar till känsliga områden. Uppfinningen är även tillämpbar på andra typer av motorer och motorblock som är tillverkade av andra material än gjutjärn, såsom exempelvis aluminium.

Claims (5)

521 019 PATENTKRAV

1. Anordning inrättad att motverka uppkomsten av dragspänningar i åtminstone ett område (12-15) av ett motorblock (2) för en törbränningsmotor genom att utsätta området 5 för tryckspänningar, vilket område innesluter motorns (1) vevaxel (7), och innefattar en del av ett ramlager (8), vari vevaxeln (7) är lagrad, och vidare innefattar ett löstagbart ramlageröverfall (9) för vevaxeln (7), vilket ramlageröverfall (9) är utformat med ytor (16, 17) som vid montering samverkar med ytor på motorblocket (18, 19), varvid bultar (l0a, l0b) är inrättade att pressa nämnda ytor (16, 17, 18, 19) till anliggning mot varandra så att 10 de i ett monterat tillstånd anligger väsentligen parallellt mot varandra, kärmetecknad av att de på ramlageröverfallet och motorblocket samverkande ytoma (16, 17, 18, 19) uppvisar, i ett med varandra icke förbundet monteringstillstånd, i åtminstone ett avsnitt en från varandra avvikande form, och att den avvikande formen utgöres av en upphöjning, varvid lageröverfallet (9) i ett med motorblocket (2) förbundet tillstånd, genom 15 upphöjningen åstadkommer tryckspänningar i området kring motorns vevaxel (7).

2. Anordning enligt krav 1, kännetecknad av att nämnda ytor (16, 17, 18, 19) bildar, i ett med varandra icke förbundet monteringstillstånd, en vinkel mot varandra i nämnda avsnitt. 20

3. Anordning enligt krav 2, kännetecknad av att den vinkel som ytoma (16, 17, 18, 19) bildar med varandra motsvaras av en skillnad mellan dess högsta och dess lägsta del på 0,1 till 0,6 mm, med fördel mellan 0,1 och 0,3 mm. 25

4. Anordning enligt något av föregående krav, kärmetecknad av att motorblocket (2) innefattar gjutjärn och att motorblocket (2) utgör en del av en förbränningsmotor (1).

5. Anordning enligt krav 4, kännetecknad av att nämnda förbränningsmotor (1) innefattar åtminstone en cylinder (3), vilken har en sträckning som bildar en vinkel i 30 området 30°-60°, företrädesvis omkring 45°, med ett plan genom nämnda ytor (16, l6', 17, 17') hos nämnda parti och motorblocket (2) i förbundet tillstånd.