SE525322C2 - Tätningsförband vid en förbränningsmotor - Google Patents

Description

n :neon a n 10 15 20 25 30 samt inlopps- och utloppskanaler för gasväxling.

Dessutom finns kanaler för olja och kylvätska i cylinderhuvudet. Vidare har den så kallade cylinder- foderhyllan. i motorblocket begränsad hàllfasthet.

Således är det svårt att åstadkomma någon 'väsentlig ökning av klämkraften i tätningsförbandet, utan en ökning av avståndet mellan motorns cylindrar, dvs. en ökning av motorns totala längd.

Ett problem med ovan beskrivna skruvförband är dessutom att den punktvis längs foderradien varierande kläm- kraften ger upphov till deformationer på cylinder- fodret. Vid ökad klämkraft ökar även deformationerna i cylinderfodret.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN: Ett ändamål med uppfinningen är därför att åstadkomma ett tätningsförband som tål höga förbränningstryck, och som samtidigt begränsar de ovan beskrivna problemen.

För detta ändamål kännetecknas tätningsförbandet enligt uppfinningen av att cylinderfodrets ändparti är försett med en i användningsläge, axiellt, i riktning mot cylinderhuvudet divergerande yta, vilken är avsedd att samverka med en motsvarande, i nämnda riktning konvergerande yta på en tätningsring, för bildande av en radialtätning inuti spåret. Genom denna utformning av tätningsförbandet kan stora radiella krafter alstras genom jämförelsevis låg klämkraft på cylinderhuvud- skruvarna, vilka radiella krafter problemfritt tas upp av cylinderhuvudet via samverkande tätningsytor mellan cylinderfodrets ändparti och tätningsringen. Dimensio- neringen av skruvarna i cylinderhuvudet styrs endast av förbrânningstrycket och av säkerhet mot pulserande last 10 15 20 25 30 som kan 'utmatta skruvarna, och att erforderlig kraft finns för att deformera tätningsringen.

Fördelaktiga utföringsexempel av uppfinningen framgår av de efterföljande underkraven.

KORT BESKRIVNING AV FIGURER Uppfinningen skall beskrivas närmare i det följande, med till på de bifogade ritningarna, varvid hänvisning utföringsexempel som visas Fig. 1 visar i brutet tvärsnitt ett tätningsförband enligt uppfinningen, Fig. 2 är en delförstoring av det i Fig. 1 visade tätningsförbandet, och Fig. 3 visar tätningsförbandet enligt Fig. 2 under montering.

BESKRIVNING AV UTFÖRINGSEXEMPEL: I Fig 1 visas ett längdsnitt genom ett i sitt användningsläge vid ett motorblock 10 och ett cylinderhuvud 11 monterat cylinderfoder 12. Cylinder- fodret är av typ frihängande vått foder, som kan användas pà alla typer av förbränningsmotorer. En icke visad kolv löper i fodrets cylinderlopp 13. Foderväggens motsatta sida är kyld via en kylvätskemantel 14, som avgränsas uppåt av ett tätningsförband 15 och nedåt av tätningsringar 16 som är anordnade i spår i motorblocket 10. Alternativt skulle ringarna 16 kunna vara anordnade i spår i cylinderfodret.

Förbränningsmotorn. kan exempelvis 'vara en. Dieselmotor som arbetar med förbränningstryck högre än 200 bar.

Tätningsförbandet enligt uppfinningen kan även appliceras på andra typer av förbränningsmotorer. 10 15 20 25 30 15 Cylinderhuvudet ll uppvisar ett cirkelformat spår 17 som Tätningsförbandet framgår tydligare av Fig. 2. är anordnat att uppta ett ändparti 18 på cylinderfodret 12. Dessutom har cylinderhuvudet en radiellt innanför spåret 17 belägen stödyta 19 som är anordnad att samverka med en motsvarande stödyta 20 på cylinderfodret 12. 20 radiellt Den radiellt yttre Foderstödytan är belägen innanför fodrets ringformade ändparti 18. sidan av det ringformade ändpartiet är försett med en i användningsläge, axiellt, i riktning mot cylinderhuvudet 11 divergerande yta 21. Ytan är avsedd att samverka med en motsvarande, i samma riktning konvergerande yta 22 på en tätningsring 23. Denna är tillverkad av material där flytgräns än de åtminstone ytskiktet har en lägre material cylinderblocket, cylinderfodret och cylinder- huvudet är tillverkade av. Cylinderblocket uppvisar en stödyta 24, mot vilken ett fotparti 25 på tätningsringen anligger.

En packning 26 av exempelvis stål är anordnad pà utsidan av det ringformade tätningsförbandet. Packningen är inte nödvändig för uppfinningen, men kan vara fördelaktig vid vissa applikationer.

Vid montering, se Fig. 3, appliceras tätningsringen 23 på fodret innan detta monteras i Cylinderblocket 10, genom att föras på från den ändpartiet 18 motsatta änden. Fodret sänks därefter ned i. motorblocket tills tätningsringens fotparti börjar landa mot cylinder- blockets stödyta 24 och tätningsringens sneda yta når fram till den sneda ytan 21 på fodrets ändparti. Nu kan cylinderhuvudet placeras på cylinderfodrets ändparti 18, som har en äntringsfasning l8a som övergår till en yta f v u noga , 0 v »av - a v ra an.. a» 10 15 20 25 30 med en lätt presspassning, och cylinderhuvudskruvar används för att skapa axiell klämkraft. Härvid pressas tätningsringens sneda yta 22 av stödytan 24 mot den sneda ytan 21 på fodrets ändparti vilket innebär att den elastiska något längs radiellt tätningsringen 23 glider ändpartiet och samtidigt expanderar för bildande av en radialtätning inuti spåret 17.

Av Fig. 3 framgår att tätningsringen är försedd med spår 27 som är parallella med ringplanet. När tillräckligt presstryck appliceras på ringen kommer denna att deformeras plastiskt. Spåren 27 gör det möjligt för ringmaterialet att flyta ut i dessa hålrum. Även vid en liten relativ rörelse mellan tätningsring och foder, blir den resulterande radialkraften via vinkelutväx- lingen i de samverkande sneda ytorna mycket stor, vilket att huvudsakligen sker vid innebär tätningen kontaktytorna mot spårets sidoväggar. Genom den plastiska deformationen av tätningsringen tillförsäkras täthet mot höga gastryck. Dessutom bildas även tätning i kontakten mellan stödytorna 19, 20, vilka definierar monteringsläget för fodret. Denna kontakt tillförsäkras genom att det finns ett visst spel 27 mellan ändpartiet 18 och spårets 17 botten. Dessutom uppvisar packningen 26 sådan elasticitet att tätningen mellan stödytorna 19, 20 maximeras.

Genom den ovan beskrivna utformningen av tätnings- förbandet kan kylvätskemanteln 14 sträcka sig ända upp till tätningsringen 23, dvs. till nivån av cylinder- huvudet. Detta innebär att kylningen av cylinderfodret blir effektivare. Genom den radiella tätningen minskas dessutom fodrets deformation, så att kolvringarna tätar bättre mot cylinderfodret, vilket är en miljömässig 10 15 20 25 30 fördel. Minskad deformation innebär att förbrukningen av motorns smörjolja reduceras, vilket exempelvis leder till mindre sot i avgaserna.

Cylinderfodrets ändparti 18 är styrande för' cylinder- huvudets läge på cylinderblocket, vilket eliminerar inbyggnadsspänningar. Dessutom fungerar ändpartiet 18 i samverkan med tätningsringen 23, som en vertikal låsning för fodret i motorblocket. Pâ motorer med flera cylindrar är det lämpligt att tillåta en viss rörlighet i sidled fodret och kompensation för lägesavvikelser 'vid tillverkning och mellan motorblocket, som för att få upp kylvätska mot cylinderhuvudet. Lämpligen dimensioneras tätningsförbandet så att det finns en lätt presspassning mellan ändpartiets 18 inre kantsida och den samverkande spårkanten, och att det finns en hårdare presspassning mellan tätningsringen och cylinderfodret, inte glider ner vid montering och så att detta demontering.

Demontering av cylinderhuvud och foder möjliggörs genom att spåret smalnar av koniskt i djupled, i riktning mot sin botten. Lämpligen bildar spàrets radiellt yttre sida en släppvinkel med en lutning av mellan cirka 92 och förhållande till stödyta. Friktionsminskande medel såsom molybdensulfid- cirka 96 grader i cylinderhuvudets eller grafitfett/-pasta kan användas vid montering, för att minska friktionen mellan kontaktytorna. Alternativt kan kontaktytorna vara belagda med något material med vilket underlättar låg friktionskoefficient, även demontering av förbandet. Vid demonteringen släpper tätningsringen helt från cylinderhuvudet och detta kan lyftas av medan fodret sitter kvar i motorblocket. Inför en återmontering kan tätningsringen bytas ut. o o nu :coon- u n n -.-,- Uppfinningen skall inte anses vara begränsad till de ovan. beskrivna utföringsexemplen, utan en rad. ytter- ligare varianter och modifikationer är tänkbara inom ramen för efterföljande patentkrav. øvwuvo

Claims (8)

10 15 20 25 30 Cl4582/KS,O3-05-12 PATENTKRAV

1. Tätningsförband mellan ett kylvätskemantlat cylinder- foder (12) och ett cylinderhuvud (ll) vid en förbränningsmotor som arbetar med höga förbrännings- tryck, varvid cylinderhuvudet dels uppvisar ett cirkel- format spår (17) som är anordnat att uppta ett ändparti (18) och dels en radiellt innanför på cylinderfodret, spåret (17) belägen stödyta (19) för samverkan med en motsvarande stödyta (20) på cylinderfodret, vilken foderstödyta är belägen radiellt innanför nämnda ändparti (18), k ä n n e t e c k n a t därav, att cylinderfodrets (12) ändparti (18) är försett med en i användningsläge, axiellt, i riktning mot cylinderhuvudet (ll) divergerande yta (21), vilken är avsedd att samverka med en motsvarande, i nämnda riktning konvergerande yta (22) på en tätningsring (23), för bildande av en radialtätning inuti spåret (17).

2. Tätningsförband enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a t därav, (23) som är jämförelsevis mjukare och har en lägre flytgräns (12) att tätningsringen är tillverkad av ett material än de material cylinderfodret och cylinderhuvudet (11) är tillverkade av.

3. Tätningsförband enligt kravet 2, k ä n n e t e c k n a t därav, (23) (27) som är parallellt med ringplanet och som gör det att tätningsringen är försedd med minst ett spår möjligt för ringmaterialet att flyta ut i detta hàlrum. :von-n n 10 15 20 25

4. Tätningsförband enligt något av kraven 1 till 3, k ä n n e t e c k n a t därav, (17) djupled, i riktning mot sin botten. att cylinderhuvudets spår smalnar av koniskt i

5. Tätningsförband enligt kravet 4, k ä n n e t e c k n a t därav, att spàrets radiellt yttre sida bildar en släppvinkel med en lutning av mellan cirka 92 och cirka 96 grader i förhållande till cylinderhuvudets stödyta (19).

6. Tätningsförband enligt något av kraven 1 till 5, k ä n n e t e c k n a t därav, att cylinderfodrets (12) kylvätskemantelyta sträcker sig fram till tâtningsringen (23).

7. Tätningsförband enligt något av kraven 1 till 6, k ä n n e t e c k n a t därav, tillförda ett att ändpartiet och tätningsringen är värmebeständigt smörjmedel.

8. Tätningsförband enligt något av kraven 1 till 6, k ä n n e t e c k n a t därav, att ändpartiets divergerande yta och tätningsringens konvergerande yta är belagda med ett material med låg friktionskoefficient.