FI66463B - Foerbraenningsmotor - Google Patents

Description

1 66463

POLTTOMOOTTORI - FÖRBRÄNNINGSMOTOR

Pyörivällä ulkokehällä ja vastakkain liikkuvilla männillä toimivia polttomoottoreita on patentoitu vuosisadan alkupuolella muutamia ja vähän myöhempi esimerkki on USA:n pat. n:o 2,550,549, Prank J Fette, June 26, 1951. Kuitenkin 5 kampiakseliin perustuva moottori yleistyi ja on nykyisin varma voimanlähde kaikkialla. Tämä kehitys voi johtua täysin siitä, että vuosisadan alussa metallit ja muut materiaalit sekä työstömenetelmät ovat olleet täysin paja-seppien asteella. Kampiakseli on syntynyt pajasorvlssa 10 helpommin kuin laakeroitu kehä. Näin kehitys on johtanut kampiakselimoottori linjalle. Koska materiaalit ja työstömenetelmät ovat parantuneet, on myös tämän keksinnön polttomoottorityyppiä helpompi kehittää.

Keksinnön moottorilla on useita etuja, se voidaan muuttaa 15 toimivaksi eri polttoaineilla, koska männän liike ja siten ollen iskunpituus eivät ole sidottuja kampiakseliin. Polttoaineen valintamahdollisuus tekee moottorista edullisen. Mäntiä ohjaava johde tehdään epäsymmetriseksi siten, että ulkokehälle päin kulkeva johteen osuus tehdään loivemmaksi 20 ja pidemmäksi ja mäntiä palauttava johteen jyrkemmäksi ja lyhyemmäksi. Täten työ- ja imutahti hidastuu ja vastaavasti puristus- ja poistotahti nopeutuu. Nopea puristus-tahti tuottaa tehokkaammin sylinteriin lämpöä, jota tarvitaan etenkin dieselmoottorin kylmäkäynnistyksessä. Pitkän 25 imutahdin aikana saadaan tehokas happitäytös, josta on eniten etua turboahdetuissa moottoreissa. Pidennetty työtahti mahdollistaa hitaasti palavien polttoaineiden käytön. Ksimerk-kinä mainittakoon tunnettu, kotimainen energiamuoto; puu-hiilihäkä. Myös vähäinen huollontarve voidaan katsoa tämän 30 moottority.ypin eduksi. Lähinnä vain moottorin apulaitteet tarvitsevat huoltoa. Tässä moottorissa on vain korkealuokkaisia, teräsrakenteisia rulla- ja kuulalaakereita, joiden voitelutarve on erittäin vähäinen. Voiteluun sopii viskositeetiltaan mahdollisimman juokseva, ohut öljy, jota käy-35 tetään myös jäähdytykseen. Kylmissä olosuhteissa moottori käynnistyy helpommin käytettäessä ohutta, juoksevaa öljyä. Laakerityypistä johtuen voiteluöljya kuluu erittäin vähän ja jäähdytysjärjestelmä sisältää voiteluainevaraston.

2 66463

VastakkaiEmäntä moottoreita löytyy myös IJ,pa tontti jul kai rasta 40 3 688 751 (F 02 H 57/10) ja 4 334 506 (F O? B 76/2.2). Näissäkin moottoreissa männät liikkuvat vuorotahtia ja mäntiä yhdistävää välitankoa ei ole, jolloin tarvitaan hankalarakenteiset mäntiä ulos päin liikuttavat johteet tai niitä korvaavat rakenteet.

Tämä moottorityyppi rakennetaan siten, että vähintään kaksi sy-45 linteriä rinnakkain ja vähintään kaksi tai neljä mäntää kytketään välitangolla yhtenäiseksi komponentiksi toimimaan tasatahtia rinnakkain. Koska tämä moottori toimii nelitahtiperiaat-e teelia, on toimintatahdit vuoroteltu sylinterien kesken. Täten työtahtia suorittava mäntä huolehtii imua tekevän parimännan 50 uiko suunnan liikkeestä ja mäntiä ulos päin liikuttavia johteita ei tarvita. Mäntiä yhdistävän valitangon tehtävänä on lisäksi työntää jäähdytysöijypumpun mäntiä sisään päin. Pumpun sylinterissä oleva jousi huolehtii jäähdytysöljypumpun mäntien palautumisesta. Näillä rakenneperiaatteilla on mahdollista tehdä 55 tästä moottorista yksinkertainen, kevyt, kestävä ja polttoainekulutukseltaan taloudellinen moottori sarjavalmistukseen. Esitettyjen tavoitteiden saavuttamiseksi keksinnön mukainen moottori on tunnettu patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa mainituista ominaispiirteistä. Väitteeni vastakkaismäntämoottorin 60 taloudellisuudesta perustuu maailman laajuiseen, automootto-rien historiassa tapahtuneeseen tyyppi muutokseen, joka on tapahtunut vuosina 1930...1960. Kaikissa maailman suurimmissa autotehtaissa valmistetuissa autoissa sivuventtiilimoottori oli yleisin 50 vuotta sitten. Poikkeuksena oli GM:n tehdas, joka 65 valmisti autoihinsa myös kansiventtiilimoottoreita. Sivuvent-tiilimoottorioon rakenteeltaan nykyistä kansiventtiiliä yksinkertaisempi ja ainakin yhtä varma kestävyydeltään. Fargo KeW 500 kuorma-autoissaooli vielä 1962 Chrysler-tehtaan sivuvent-tiilimoottori. Samoihin aikoihin jäi tämä tyyppi sivuun myös 70 Itä-Euroopassa valmistetuissa autoissa. Syynä tyyppimuutokseen on kansiventtiilillä saavutettu parempi kiihtyvyys ja pienempi polttoainekulutus, varsinkin tehoa vaativassa käytössä. Teknillinen syy kansiventtii]in eduksi on sylinterin palotilan muoto, siinä on palotilassa vähemmän kiinteää seinämää männän-75 pään neliömäärään verrattuna kuin sivuventtiilityypissä. Kansi-ventti illBgä palotilan kiinteän seinämän muodostaa melkein yksin- 3 6 6 4 6 3 omaan sylinterikansi. Vastakkaismäntämoottorin palotilassa on kiinteää seinämää mäntienpään neliöihin verrattuna noin puolta vähemmän kuin nykyisin käytössä olevassa kansiventtiilityypis-80 sä. Kun mäntämoottoria pyritään kehittämään entistä taloudellisempaan suuntaan, olisi myös vastakkaismäntämoottorin mahdollisuudet tutkittava.

Vastakkaismäntämoottorista on erittäin vähän käytännönkokemusta. Rootes-yhtymä kehitti 1950-luvulla Commer kuorma-autoon 85 vastakkaismäntätyyppisen kaksitahti dieselmoottorin. Tässä mallissa käyttövoima oli johdettu kampiakselille keinuvipujen ja työntötankojen kautta, näin rakenne oli monimutkainen ja moottorissa tarvittiin paljon laakereita. Tätä kuorma-autoa ajaneet kuljettajat muistavat sen kulkeneen vähällä polttoaineella. Ai-90 kaisemmin tunnetuksi tulleiden vastakkaismäntämoottoreiden yhteinen piirre on monimutkainen rakenne ja suuri paino tehoon verrattuna. Koska teräslaakerit, työstökoneet ja jousitetut rengasti jvisteet ovat kehittyneet huomattavasti, saadaan vastak-kaismäntämoottorista kilpailukykyinen nykyisiin moottoreihin 95 verrattuna, kun se rakennetaan vähintäin kaksi tai neljä sylinteriseksi ja vähintään kaksi tai neljä mäntää toimii kiinteänä rakenteena.

Keksintöä selitetään seuraavassa osanumeroitujen kuvien avulla, joissa 100 Kuva 1 esittää moottoria leikattuna kohtisuoraan ulkokehän pyörimisakselia vastaan

Kuva 2 esittää sylintereiden korkeudelta leikattua moottoria suoraan ylhäältä katsottuna

Kuva 3 esittää sivusta osittain leikattua öljyjäähdytinkennoa 105 ja vaippaa, joka yhdistää moottorikehän kytkimelle ja joka saa aikaan jäähdytysiiman kierron Kuva 4 esittää akselin suuntaista laikkausta neljä sylinterisestä moottorista

Kuva 5 esittää sivulta leikattua neljä sylinteristä moottoria 110 sylintereiden suunnasta katsottuna

Kuvat 1, 2, 3, 4 ja 5 esittävät keksinnön mukaista polttomoottoria, joista 4 ja 5 esittävät neljä sylinteristä mallia. Ulkokehä 1 pyörii sylinteriryhmän 2 ympärillä. Sylinteriryh-mään 2 on muodostettu neljä sylinteriä 12, joihin on sovitettu 4 66463 115 kahdeksan mäntää 13. Männät 13 liikkuvat siten, että ne ovat ala- ja yläkuolokohdissaan yhtä aikaa. Männät 13 varsineen no jaavat rullien 9 välityksellä kehässä 1 olevaan johteeseen 17. Kun palamispaine sylinterissä 1? alkaa on rullat 9 juuri ohittaneet nystyräkohdat johteessa 17. Männän 13 varren työn-120 tövoima aiheuttaa kehälle pyörivän liikkeen. Imu- 14 ja pako- venttiilien 15 käyttötangot ( ei kuvassa ) on kiinitetty sylin-teriryhmän päätylevyyn 28. Imu- 14 ja pakoventtiilit 13 sekä sytytys- ja muut lisälaitteet ( ei kuvassa ) saavat toiminta-liikkeensä kehän 1 laidasta. Kammiossa 19 on voiteluöljyä. Ke-125 hän 1 pyörimissuunnasta johtuen öljy pakenee tyhjennystuipan 24 ja voitelupumpun 18 puoleiseen päähän. Kehän 1 pyöriessä rullat 9 kulkevat voiteluöljypumpun 18 haulimäntien yli painaen niitä. Tästä johtuen voiteluöljypumput 18 lennättävät öljyä vuoroin ylä- ja alaviistoon sylinteriryhmää 2 kohti. Näin kehä-130 laakerit 26 ja kehälaakereiden pinnat 3 saavat voitelunsa. Sy-1interiryhmän 2 yläpinnalta öljyä valuu kanavien 21 kautta sylinteriin 12 laakerin 11 alareunassa olevien huohotusaukkojen 23 kautta johteelle 17. Johteessa 17 olevien kanavien 20 kautta öljy kerääntyy kammioon 19. Päätylevyn 28 ulkokehällä on jou-135 sitettu rengastiiviste 22 estäen öljyä vuotamasta. Päätylevyssä 28 on kehän 1 sivusuunnan liikkeenrajoittimet 29. Männät 13 varsineen on yhdistetty välitangolla 8 ja lukittu muttereilla 10. Männät 13 liikkuvat yhtä aikaa, mutta toimintatahdit on vuoroteltu. Kun sylinteriryhmästä 2 irroitetaan sytytystulpat 16 140 huoltotarkastuksia varten, niin jäähdytysöljypumpun sylinterissä 7 oleva jousi 6 työntää mäntiä 5, välitankoa 8, mäntiä 13 varsineen ja rullia 9 johteen 17 pintaa vasten. Mäntien 5 edestakainen liike sylinterissä 7 saadaan aikaan jousen 6 ja välitangon 8 avulla. Mäntien 5 edestakaisen liikkeen ja jousitettujen 145 kuulaventtiilien ( ei kuvassa ) avulla saadaan aikaan öljynkierto jäähdytysöljytliassa 4 ja kennostossa 31. Kennosto 31 on kiinnitetty runkopulttien 27 avulla syl inter ir.yhmään 2. Vaipassa'· 30 on aukkoja 32, jotka imevät ilmaa vaipan 30 sisään jäähdyttäen kennoa 31. Jäähdytysilma poistuu keskiaukon 34 poi stunii sreiklen 150 33 kautta. Kytkin 35 saadaan avatuksi lieriön 38 avulla, joka on kytkikopan 36 ja kytkinakselin 39 välissä. Moottori kiinnitetään runkopulteilla 27 ja runkolaakerilla 37. Kehässä 1 on 66463 5 ulkopinnassa tasapainotusporauksia 25 ja sylinteriryhmässä 2 on kevennyn- ja huol to aukot 40. Nel i sylinterisessä mall in: 155 mäntiä ryhmiksi yhdistää välitankojen avulla u-kirjaimen muotoiset männän varret 41. Vaihtoehtoisesti kehä voidaan laakeroida vastakkain asennetuilla kahdella kartiorullalaakerillo 42, jolloin sivusuunnan 1 iikkeenrajoittimia 29 ei tarvita.

Claims (2)

6 66463

1. Polttomoottori, jonka muodostaa pyöriväksi laakeroitu ulkokehä (1) ja sylinteriryhmä (2), jotka kehä ja sylinte-riosa ovat erilliset kappaleet ja näistä sylinteriosa on sijoitettu kehän sisään, että kehän saa tarvittaessa pyörivään liikkeeseen ja sylinteriosaan on muodostettu sylinteri (12) poikittain, johon on sovitettu vastakkain liikkuviksi kaksi mäntää (13), joihin on liitetty kaksi rullaa (9), jotka nojaavat kehässä (1) olevaan johteeseen (17) ja kaksi sylinteriä (12) on sovitettu rinnakkain, joihin on sovitettu neljä mäntää (13) liikkumaan vastakkain, tunnettu siitä, että rinnakkain liikkuvat männät on kytketty välitangolla (8) kiinteäksi parirakenteeksi, joihin kumpaankin tankoon on liitetty kaksi rullaa (9) nojaamaan pyöriväksi laakeroidun ulkokehän johteeseen (17).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen polttomoottori, jossa neljä sylinteriä (12) on muodostettu ryhmäksi, kaksi rinnakkain ja kaksi päällekkäin, joihin on sovitettu kahdeksan mäntää (13) liikkumaan vastakkain, tunnettu siltä että samalla puolella liikkuvat neljä mäntää (13) on yhdistetty välitangolla (8) u-kirjaimen muotoisista männän varsista kiinteäksi komponentiksi, joihin kumpaankin tankoon on liitetty kaksi rullaa (9), jotka nojaavat pyöriväksi laakeroidun ulkokehän (1) johteeseen (17).