FI78769B - Kolv i en foerbraenningsmotor. - Google Patents

Description

1 78769

Polttomoottorin mäntä

Keksintö koskee patenttivaatimuksen 1 johdannon mukaista mäntää.

5 US-patenttijulkaisusta 1 667 548 tunnetaan tällai nen mäntä. Tämä mäntä on varustettu pelkästään sellaisilla puristusrenkailla, joissa ei ole kaasutiiviitä tiivisteitä. Siksi palamiskaasut voivat tunkeututa moottoritilaan saakka. Tämä johtaa myös siihen, että alempiin puristus-10 renkaisiin ei voi syntyä mitään korkeampaa painetta, joka estää tehokkaasti toisaalta öljynkulutusta lisäävän renkaiden värähtelyn ja toisaalta likaisen öljyn pääsyn moottoritilaan. Sylinterimäisillä liukupinnoilla varustetut männänrenkaat eivät myöskään anna minkäänlaista mahdolli-15 suutta vaikuttaa yksittäisten renkaiden öljynkaapimisvai-kutukseen.

Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada alussa mainittua tyyppiä oleva mäntä, jonka muodon ja männänrengas-varustuksen avulla on mahdollista, että myös riittävän, 20 ylimmän puristustenkaan alueelle ulottuvan voitelun yhteydessä toisaalta varmistetaan suuri tiivistysvaikutus pa-lamiskaasuja vastaan ja että toisaalta männän työlskun aikana estetään sylinterin liukupinnalla olevan voiteluöl-jyn pääsy moottoritilaan.

25 Tämä tehtävä ratkaistaan keksinnön mukaisella män nällä, Jolle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa. Tämän ratkaisun edullisia toteutusmuotoja ja yksityiskohtia on esitetty patenttivaatimuksissa 2-5.

30 Keksinnön edut ja yksityiskohdat on esitetty kah den, oheisessa piirustuksessa esitetyn suoritusesimerkin yhteydessä. Piirustuksessa:

Kuvio 1 on leikkaus keksinnön mukaisesta männästä, jossa on kolme puristusrengasta, 35 kuvio 2 on leikkaus keksinnön mukaisesta männästä, jossa on neljä puristusrengasta.

2 78769

Kuvioissa samoja tai toisiaan vastaavia osia tai yksityiskohtia on merkitty samoilla viitemerkinnöillä.

Kuvioissa on merkitty viitenumerolla 1 raskasta polttoöljyä käyttävän 2- tai 4-tahtipolttomoottorin sylin-5 terin tai sylinteriputken 2 sisäpuolen liuku- tai työpin-taa ja viitenumerolla 3 sen mäntää. x0 on kuvioissa nuolien välinen, männän ulkosivun 4 ja sylinterin liukupinnan 1 välinen etäisyys. 5 on mäntään 3 tehty rengasura ja 6 on ylin, siis palotilaa lähimpänä oleva puristusrengas. 7 10 on samoin mäntään 3 tehty rengasura ja 8 on siihen asetettu, moottoritilaan nähden alin puristusrengas, 9 on samoin mäntään 3 tehty rengasura ja 10 moottoritilaan nähden toiseksi alin puristusrengas. Kuvion 1 mukaisessa suoritus-esimerkissä puristusrenkaat 6, 8, 10 muodostavat täydel-15 lisen puristusvastuksen, kun taas kuvion 2 mukaisessa suori tusesimerkissä ylimmän puristusrenkaan 6 ja toiseksi alimman puristusrenkaan 10 väliin on asennettu vielä yksi, rengasuraan 11 asetettu puristusrengas 12, siis tässä tapauksessa männän puristusrengasvarustus koostuu neljästä 20 puristusrenkaasta. Keksinnön mukainen ratkaisu ei kuitenkaan rajoitu tiettyyn, kolmesta tai neljästä puristusrenkaasta koostuvaan puristusrengasvarustukseen; keksintö voidaan toteuttaa samalla tavalla myös useammalla kuin neljällä puristusrenkaalla varustetun männän yhteydessä. 25 Kuvioissa on edelleen merkitty ylimmän puristus- renkaan 6 rengasuran 5 ja moottoritilaan päin tästä seu-raavan puristusrenkaan 10 tai 12 rengasuran 9 tai 11 välistä männässä olevaa porrasta viitenumerolla 13 ja nuolten välisellä merkinnällä Xx tämän portaan 13 ulkopinnan 30 ja sylinterin liukupinnan 1 välistä etäisyyttä. Viitenumerolla 15 on mekritty viimeistä edellisen puristusrenkaan rengasuran 9 ja alimman männänrenkaan rengasuran 7 välistä männässä olevaa porrasta ja merkinnöillä X2 tai X1/2 portaan 15 ulkopinnan 16 ja sylinterin liukupinnan 1 välistä 35 etäisyyttä. Kuvion 2 mukaisessa suoritusesimerkissä rengasuran 11 ja rengasuran 9 välillä on porras 17, jonka 3 78769 ulkopinnan 18 ja sylinterin liukupinnan 1 välinen etäisyys nuolten välissä on X2 / 2.

Mäntä 3 on muotoiltu keksinnön mukaisella erityisellä tavalla ja sen männänrengasvarustuksella on erityi-5 set, seuraavana kuvattavat tunnusmerkit.

Keksinnön mukaisessa männänrengasvarustuksessa vain moottoritilaan nähden alimmassa puristusrenkaassa 8 on kaastutiivis tiiviste; lisäksi tämä alin puristusrengas 8 on muodostettu kartiorenkaasta, jonka kartiokulma a on 10 0,5°-2° ja jonka alaosassa on pieni reunaviiste 19. Kek sinnön mukaisessa männänrengasvarustuksessa palotilaa lähimpänä olevassa puristusrenkaassa on asymmetrisesti kulmikas tai pyöristetty liukupinta 20, jossa on pyöristetty, renkaan alapintaan liittyvä rajapinta 21 sekä lisäksi ei-15 kaasutiivis tiiviste. Viimeksimainittua ei ole tosin esitetty kuviossa, mutta se on lajissaan sinänsä tunnettu: siinä on tällöin kysymys männänrengasta säteensuuntaisesti läpikiertävästä poikittaisraosta, niin että molemmat renkaan päät pysyvät suurinpiirtein tasoyhdensuuntaisina, 20 toisistaan tietyllä etäisyydellä sijaitsevina pintoina.

Keksinnön mukaisen männänrengasvarustuksen moottoritilaan nähden toiseksi alin puristusrengas 10 on sinänsä muodostettu kartionrenkaasta, jossa on myös ei-kaastutii-vis tiiviste, kuten edellä selitettiin, ja jonka kartio-25 kulma β välillä 0,5°-2° ja jossa on lisäksi lyhyt sylinte-rimäinen liukupintaosa 22, johon liittyy reunaviiste 23 (kuten kuvion 1 mukaisen esimerkin tapauksessa) tai reuna-kouru 24 (kuten kuvion 2 esittämän esimerkin tapauksessa), jonka korkeus on enintään 40 % renkaan korkeudesta.

30 Keksinnön toisen kriteerin mukaisesti ylimmän pu ristustenkaan 6 ja toiseksi alimman puristustenkaan 10 välissä olevien portaiden 14, 17 ulkopintojen 14, 18 etäisyydet Xx ja X2/2 sylinterin liukupintaan 1 ovat samat tai hieman suuremmat kuin männän välys X0 männän ulkopinnan 4 35 ja sylinterin liukupinnan 1 välillä. Lisäksi toiseksi alimman puristustenkaan 10 ja alimman puristustenkaan 8 4 78769 välille asennetun portaan 15 ulkopinnan ja sylinterin liukupinnan 1 välinen eätisyys X2 tai X2 /i vastaa suurin piirtein kaksinkertaisesti männän ulkoseinän 4 ja sylinterin liukupinnan 1 välistä etäisyyttä X0. Näin saadaan ai-5 kaan yuksittäisten puristusrenkaiden välille ylhäältä alaspäin kasvava suurempi tehollinen kaasutilavuus V2, V3 (kuvion 1 mukaisen esimerkin tapauksessa) tai V2 / 2, V2/x, V3 (kuvion 2 mukaisen esimerkin tapauksessa).

Keksinnön muiden kriteerien mukaisesti alimman pu-10 ristusrenkaan 8 vastaanottava rengasura 7 liittyy välittömästi mäntää ympäröivään syvennykseen 25, jonka pohja 26 on mitan X3 , joka vastaa noin 3-4-kertaisesti männän ulkopinnan 4 ja sylinterin liukupinnan 1 välistä etäisyyttä X0, etäisyydellä sylinterin liukupinnasta 1.

15 Keksinnön erästä muuta kriteeriä vastaten toiseksi alimman puristusrenkaan 10 ja sitä ylempänä olevan puris-tusrenkaan 6 tai 12 välinen kaasutilavuus V2 (kuvion 1 mukaisen esimerkin tapauksessa) tai V2/1 (kuvion 2 mukaisen esimerkin tapauksessa) vastaa noin kaksinkertaisesti 20 ylintä puritusrengasta 6 ympäröivää kaasut!lavuutta Vx sen rengasurassa 5.

Toiseksi alimman puristusrenkaan 10 ja alimman puristusrenkaan 8 välinen kaasutilavuus V3 voi olla hieman pienempi tai saman kokoinen tai hieman suurempi kuin ylin-25 tä puristusrngasta 6 sen rengasurassa 5 ympäröivä kaasu-tilavuus Vx. Kuvion 1 mukaisen suoritusesimerkin tapauksessa ylimmän puristusrenkaan 6 ja toiseksi ylimmän puristusrenkaan 12 välinen kaasutilavuus V212 voi olla pienempi tai samankokoinen kuin kaasutilavuus V2/x.

30 Etäisyyttä X0 suuremmat etäisyydet X2 ja X2/1 ja X2/2 ja mahdollisesti myös Xx sekä myös syvennys 25 toteutetaan tällä alueella mäntää 3 sorvaamalla.

Alimman puristusrenkaan 8 reunaviisteen 19 korkeus on 5-30 % renkaan 8 korkeudesta. Myös alimmassa puristus-35 renkaassa 8 kuten toiseksi viimeisessäkin puristusrenkaas-sa 10 voi olla lyhyt sylinterimäinen liukupintaosa; täi- 78769 5 lainen liukupintaosa on kuvion 2 mukaisessa suoritusesi-merkissä ja siinä sitä on merkitty viitenumerolla 27.

Kun männän männänrengasvarustus koostuu useammasta kuin kolmesta puristusrenkaasta, siis esimerkiksi neljästä 5 puristusrenkaasta kuten kuvion 2 mukaisessa esimerkissä, yleensä jokaisessa on ylimmän puristusrenkaan 6 ja moot-toritilaan nähden toiseksi alimman 10 puristusrenkaan 12 välisessä puristusrenkaassa ei-kaasutiivis tiiviste; lisäksi tässä puristusrenkaassa 12 voi olla minkä tahansa 10 muotoinen pinta 28.

Reunakouru 24 toiseksi alimmassa puristusrenkaassa 10 voi siinä tapauksessa, että tämä on reunaviisteen 23 paikalla, kuten kuvion 2 mukainen suoritusesimerkki osoittaa, olla kovera rengaspinta tai se voi koostua suorakul-15 maisesti tai tylppäkulmaisesti toisiaan vasten olevista rengaspinnoista.

Lopuksi voidaan, kuten kuvion 2 mukaisessa suori-tusesimerkissä esitetään, alimman puristusrenkaan 8 alapuolelle tehdyn syvennyksen 25 alueella sorvata männäs-20 sä olevaa rengasuraa 29 ja asettaa siihen sylinterin liukupintaa 1 varten puristuva öljynkaavintarengas 30.

Keksinnön mukaisella männän erityisellä rakenteella ja erityisellä männänrengasvarustuksella itsellään on saavutettavissa palotilaa lähimpänä olevan puristusrenkaan 25 kuormituksen väheneminen ja samalla tästä moottoritilaan päin seuraavan puristusrenkaan haluttu kuormitus. Pakokaasun läpivirtaus palotilasta moottoritilan suuntaan on siten estetty. Puristusrenkaiden alueella näiden väliset kaasutilat täyttyvät ja tyhjentyvät lisäksi huuhtelu- tai 30 imuilmalla; puristusrenkaat ja rengasportaat pysyvät siten puhtaina eivätkä karstoitu. Lisäksi puristusrenkaiden tiivisteet kuumentuvat vähemmän. Kokeet ovat osoittaneet, että keksinnön mukaisesti muotoillussa ja varustetussa männässä päinvastoin kuin normaaleilla männänrenkailla 35 varustetussa männässä, jossa palotilaa lähimpänä olevassa männänrenkaassa on kaasutiivis tiiviste, palotilaa lähin 6 78769 männänrengas puristuu olennaisesti pienemmällä kaasunpai-neella sylinterin liukupintaan, mutta samalla moottoriti-laa lähempänä olevat puristusrenkaat puristuvat suhteellisesti enemmän, jolloin säteensuuntainen näiden puristus-5 renkaiden takana vaikuttava kaasunpaine voi olla noin 2- 3-kertainen. Tämän seurauksena syntyvä säteensuuntainen puristusvoima nousee lisäksi vielä noin 40 %, kun puris-tusrengas varustetaan reunaviisteellä. Tämä on kuitenkin mahdollista vain, kun moottoritilaan nähden alimpaan pu-10 ristusrenkaaseen on asetettu kaasutiivis tiiviste. Siten yksittäisten puristusrenkaitten välisen kaasutilavuuden optimoinnin yhteydessä on saavutettavissa paineen jakautuminen, joka saa samalla aikaan erittäin hyvän männän-renkaiden stabiilisuuden niiden rengasurissa. Kaikki, siis 15 myös palotilaa lähimpänä olevan puristustenkaan alapuolelle asennetut puristusrenkaat puristuvat työtahdin aikana stabiilisti kunkin rengasuran alapintaa vasten, mikä taas varmistaa renkaiden liukupintojen hyvän puristumisen sylinterin liukupintaan ja siten optimaalisen öljynpyyhki-20 misvaikutuksen männän työtahdin aikana, jolloin sylinterin liukupinnalta voidaan pyyhkiä suuri määrä suhteellisen puhdasta voiteluöljyä ja siirtää se moottoritilaan päin. Toisaalta yksittäisten puristusrenkaiden paineiskun vaihe-siirron ja yksittäisten kaasutilavuuksien V2 , V211 , V212 25 ja erityisesti V3 oikean valinnan seurauksena on taattu, että männän liikkuessa alaspäin voi tapahtua kaasuvirtaus-ta keksinnön mukaisen männänrengasvarustuksen sisäpuolelle alhaalta palotilan suuntaan. Tämä virtaus aiheuttaa sen, että likapartikkelit, joita on vielä sylinterin liukupin-30 nalla olevassa voiteluöljykalvossa, kulkeutuvat lopuksi tämän kanssa palotilan suuntaan.

Tästä kaikesta on selvinnyt, että keksinnön mukaisesti valmistetulla männällä voidaan vähentää öljynkulu-tusta. Voiteluöljyn pitäminen puhtaana ja puhdistaminen 35 on mahdollista myös erittäin huonon polttoainelaadun yhteydessä yksinkertaisella tavalla.

Claims (5)

7 78769

1. Polttomoottorin mäntä, jossa on vähintään kolme regansuriin (5, 7, 9, 11) asetettua puristusrengasta (6, 5 8, 10, 12), jolloin - moottoritilaan nähden alimman puristusrenkaan (8) alaosassa on pieni reunaviiste (19) ja tämän puristusrenkaan yläpuolelle moottoritilasta pois päin sovitetuissa puristusrenkaissa (6, 10, 12) 10 on ei-kaasutiivis tiiviste, - moottoritilaan nähden toiseksi alimman puristus-renkaan (10) alaosassa on reunaviiste (23) tai reunakouru (24), - toiseksi alimman puristusrenkaan (10) ja alimman 15 puristusrenkaan (8) välisen portaan ulkopinta (16) on tietyllä etäisyydellä (X2, X2/1) sylinterin liukupinnasta (1), joka etäisyys on suurempi kuin männän ulkoseinämän (4) ja sylinterin liukupinnan välinen etäisyys (X0), 20. alimman puristusrenkaan (8) vastaanottava rengas- ura (7) liittyy välittömästi mäntää ympäröivään syvennykseen (25), jonka pohja (26) on tietyn mitan (X3) päässä sylinterin liukupinnasta (1), joka mitta on suurempi männän ulkoseinämän (4) 25 ja sylinterin liukupinnan välinen etäisyys, tunnettu siitä, että mäntä (3) on muodostettu ras-kasöljykäyttöön soveltuvaksi ja muotoiltu seuraavalla erityisellä tavalla yhdessä seuraavien erityisten männän-rengasrakenteiden kanssa siten, 30. että vain moottoritilaan nähden alimmassa puris- tusrenkaassa (8) on kaasutiivls tiiviste ja että se muuten on muodostettu kartiorenkaasta, jonka kartlokulma a on välillä 0,5°-2°, - että palotilaa lähimpänä olevassa, ylimmässä pu- 35 ristusrenkaassa (6) on asymmetrisesti kulmikas 78769 tai pyöristetty liukupinta (20), jossa on pyöristetty renkaan alapintaan liittyvä rajapinta (21), - että moottoritilaan nähden toiseksi alin puris-tusrengas (10) on muodostettu kartiorenkaasta, 5 jonka kartiokulma a on välillä 0,5°-2° ja jossa on kartiomaiseen liukupintaosaan liittyvä lyhyt sylinterimäinen liukupintaosa (22), johon liittyy alapuolelta mainittu reunaviiste (23) tai reunakouru (24), jonka korkeus on enintään 40 % 10 renkaan korkeudesta, - että yhden, ylimmän puristusrenkaan (6) ja toiseksi alimman puristusrenkaan (10) välisen portaan (13; 17) pinnan (14; 18) etäisyys (Xx , X2 / 2) sylinterin liukupinnasta (1) on yhtä suuri 15 tai hieman suurempi kuin männänvälystä vastaava etäisyys (X0), - että alimman puristusrenkaan (8) vastaanottavaan rengasuraan (7) liittyvän syvennyksen (25) pohja (26) on noin 3-4-kertaisesti männänvälystä (X0 ) 20 vastaavan mitan (X3 ) päässä sylinterin liuku pinnasta (1), ja - että toiseksi alimman puristusrenkaan (10) sitä ylempänä olevan puristusrenkaan (6; 12) välinen kaasutilavuus (V2;.V2/1) vastaa noin kaksinker- 25 taisesti ylintä puristusrengasta (6) ympäröivää kaasutilavuutta (V1 ) sen rengasurassa (5).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen mäntä, tunnettu siitä, että alimmassa puristusrenkaassa (8) samoin kuin toiseksi alimmassa puristusrenkaassa (10) on 30 lyhyt sylinterimäinen liukupintaosa (27, 22).

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen mäntä, tunnettu siitä, että kolmea useamman puristusrenkaan yhteydessä kussakin ylimmän puristusrenkaan (6) ja moottoritilaan nähden toiseksi alimman puristusrenkaan 35 (10) väliin sovitetussa puristusrenkaassa (12) on halutul la tavalla muotoiltu liukupinta (28). 78769

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen mäntä, tunnettu siitä, että alimman puristusrenkaan (8) alapuolelle sovitetun syvennyksen (25) alueelle mäntään (3) on tehty rengasura (29), johon on asetettu sylinterin liuku- 5 pintaa (1) vasten puristuva öljynkaavinrengas (30).

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen mäntä, tunnettu siitä, että alimman puristusrenkaan (8) ja toiseksi alimman puristusrenkaan (10) välinen kaasutilavuus (V3 ) on hieman pienempi tai sama tai hieman suurempi kuin 10 ylempää puristusrengasta (6) sen rengasurassa (5) ympäröivä kaasutilavuus (Vx ). 10 78769