FI80131B

FI80131B - Vevstake foer slagkolvbraenningsmaskiner.

Info

Publication number: FI80131B
Application number: FI855015A
Authority: FI
Inventors: Jordan Gentscheff
Original assignee: Man B & W Diesel Gmbh
Priority date: 1985-02-21
Filing date: 1985-12-17
Publication date: 1989-12-29
Also published as: JPS61192918A; DE3505964C1; FI855015A; JP2656469B2; FI80131C; FI855015A0

Description

i 80131

Kiertokanki iskumäntäpolttomoottoreita varten

Keksinnön kohteena on kiertokanki iskumäntäpoltto-moottoreita varten, jonka rakenneyksityiskohdat on esitet-5 ty patenttivaatimuksen 1 johdannossa.

Tällainen kiertokanki tunnetaan esim. julkaisusta DE-OS 265 7467. Kiertokangissa on yleensä ongelma, että positiivisella kiihtyvyydellä alakuolokohdasta yläkuolo-kohtaa kohti öljynvirtaustiloissa olevaan öljypatsaaseen 10 syntyy normaalia öljynsyöttöpainetta huomattavasti suurempi ylipaine, jonka vaikutuksesta öljypatsas painautuu kiertokangen laakerin suuntaan. Kun kiertokangen nopeus hidastuu tästä positiivisesta kiihtyvyydestä, katkeaa tämä voiteluöljypatsas. Muodostuu tyhjö, mistä on seurauksena, 15 että katkennut öljypatsas iskeytyy yläkuolokohdan vaiheilla takaisin kiertokangen laakerin suuntaan, jolloin öljyn-virtaustiloja rajoittavissa seinämissä saattaa esiintyä kavitaatiota.

Edellä selostettu ilmiö on tähän asti otettu kaksi-20 osaisissa kiertokangen varsissa huomioon, kuten esim. julkaisussa DE-OS 265 7467 on esitetty, asentamalla kiertokangen varressa kulkevaan öljyporaukseen takaiskuventtii-li.

Paitsi, että tällainen takaiskuventtiili on koke-25 muksen mukaan altis kulumiselle ja tällaisen takaiskuvent-tiilin asentaminen kiertokangen varteen heikentää huomattavasti sen materiaalipoikkipintaa, ei tällaista takais-kuventtiiliä voida asentaa jakamattomiin kiertokangen varsiin.

30 Keksinnön tarkoituksena on tämän vuoksi kehittää alussa mainittua tyyppiä olevaa kiertokankea siten, että kiertokangen laakerin alueella voidaan välttää öljynvirtaustiloissa kavitaatio, joka aiheutuu jatkuvasta alipaineen muodostuksesta siinä olevassa öljypatsaassa.

35 Tämä tehtävä ratkaistaan alussa mainittua tyyppiä 2 80131 olevassa kiertokangessa keksinnön mukaan siten, että kiertokangen laakerin alueella olevat öljynvirtaustilat ovat ainakin yhden ilman otto- ja poistoporauksen välityksellä yhteydessä ilmakehään. Alivaatimuksissa on esitetty eri-5 laisia liitäntä mahdollisuuksia keksinnön mukaiselle ilman otto- ja poistoporauksella sekä sen mitoitustietoja.

Keksinnön mukaisen ilman otto- ja poistoporauksen edullinen vaikutus on esitetty selityksen lopussa.

Seuraavassa selostetaan lähemmin keksinnön mukai-10 sen kiertokangen erilaisia sovellutusesimerkkejä piirustusten avulla.

Kuviot 1...8 esittävät kukin yhtä sovellutusesimerkkiä keksinnön mukaisesta kiertokangesta poikkileikkauksena.

15 Kuvioissa on samat tai toisiaan vastaavat osat va rustettu havainnollisuuden vuoksi samoilla viitemerkeillä.

Kussakin kuviossa on esitetty kiertokanki 1 isku-mäntäpolttomoottoreita varten. Kiertokanki 1 koostuu kiertokangen yläpäästä 2, jossa on poikittaisporaus 3 laakeri-20 hoikin ympäröimää männäntappia 4 varten, kiertokangen yläpäähän 1 liittyvästä kiertokangen varresta 5 ja siihen liittyvästä ja siihen nähden laajennetusta kiertokangen alapäästä 6, joka muodostaa yhdessä siihen kiristysruu-veilla kiinnitetyn kiertokangen kannen 8 kanssa kiertokan-25 gen laakerin. Viimeksi mainitun läpäisee poikittaisporaus 9, jonka ylempi puolisko sijaitsee kiertokangen laakerin jaksotason 10 yläpuolella kiertokangen alapäässä 6 ja alempi puolisko kiertokangen laakerin jaksotason 10 alapuolella kiertokangen kannessa 8. Poikittaisporauksessa 9 30 on kaksi yhdessä laakeriholkin muodostavaa laakeriliuskaa 11,12, jotka tarttuvat kampiakselin tappiin 13 liukukos-ketuksella. Syöttökanavien 14,15 ja 17 kautta tuodaan sekä voiteluun että jäähdytykseen käytettävää öljyä kampiakselin tapin 13 lävitse paineella aluksi laakeriliuskoille 35 11,12; niiltä öljy joutuu laakeriliuskojen 11,12 muodos- 3 80131 tamassa laakeriholkissa olevien aukkojen 18,19 kautta ainakin yhteen laakeriholkin ulkopuolelle sovitettuun, kiertokangen alapäähän 6 ja mahdollisesti kiertokangen kanteen 8 ulottuvaan kokoomatilaan. Kuvioiden 1...7 mukaisissa 5 sovellutusesimerkeissä on kussakin kaksi numeroilla 20 ja 21 merkittyä kokoomatilaa, kun taas kuvion 8 mukaisessa sovellutusesimerkissä on ainoastaan yksi laakeriholkin 11,12 kokonaan rengasuran muodossa ympäröivä kokoomatila 28. Kuvioiden 1...7 mukaisissa sovellutusmuodoissa joutuu 10 öljy kokoomatiloista 20,21 keskenään yhteydessä olevien porausten 22,23 yhtäältä ja 24,25 toisaalta, jotka kaikki kulkevat kiertokangen alapään 6 alueella, kautta poraukseen 26, joka kiertokangen alapäästä 6 lähtien ulottuu kiertokangen varren 5 lävitse kiertokangen yläpäähän 2 ja 15 avautuu siellä sen poikittaisporaukseen 3. Siitä öljy joutuu männäntapin laakeriholkkia ympäröivän rengaskanavan kautta ruiskutusporaukseen 30, joka kulkee tässä samanak-selisesti porauksen 26 kanssa. Kuvion 8 mukaisessa sovel-lutusmuodossa erkanee suoraan kokomaatilasta 28 kiertokan-20 gen 65 lävitse kulkeva poraus 29, joka samaan tapaan kuin muissa sovellutusmuodoissa poraus 26 avautuu poikittaisporaukseen 3 ja jatkuu kiertokangen yläpään 2 alueella. Ruiskutusporauksesta 30 purkautuva öljy joutuu esittämättä jätetyn, kiertokankeen 1 männäntapilla 3 kiinnitetyn up-25 pomännän jäähdytystiloihin.

Keksinnön mukaisesti ovat kiertokangen alapään 6 ja kiertokangen kannen 8 muodostaman kiertokangen laakerin alueella sijaitsevat voiteluöljyn virtaustilat 20,21, 22,23, 24,25,26 tai 28,29 ainakin yhden ilman otto- ja 30 poistoporauksen 31 välityksellä yhteydessä ilmakehään.

Ilman otto- ja poistoporaus 31 voi - kuten kuviossa 2 ja 8 on esitetty - avautus kokoomatilaan 20 tai 21 tai 28 ja se on tällöin porattu kiertokangen alapäähän 6 (kuvio 2) tai kiertokangen kanteen 8 (kuvio 8) ulkoapäin. 35 Vaihtoehtoisesti voi ilman otto- ja poistoporaus 31 avau- 4 80131 tua - kuten kuviossa 3 on esitetty - kokoomatilasta 20 tai 21 erkanevaan poraukseen 22 tai 24 ja se on tällöin samaan tapaan porattu kiertokangen alapäähän 6 ulkoapäin. Ilman otto- ja poistoporaus 31 voi kuitenkin myös läpäistä -5 kuten kuviossa 1 on esitetty - esim. umpiruuvin muodostaman tulpan 32, joka rajoittaa kulloinkin ulkoa kiertokangen alapäähän 6 ulkopuolelta tehtyä porausta 23 tai 25. Muita vaihtoehtoja on esitetty kuvioissa 4 ja 5; niissä ilman otto- ja poistoporaus 31 avautuu poraukseen 23 tai 10 25, joka on suljettu ulkoapäin reiättömällä, esim. umpi ruuvin muodostamalla tulpalla 33. Kummassakin tapauksessa on ilman otto- ja poistoporaus 31 porattu kiertokangen alapäähän 6 yläpuolelta. Toinen vaihtoehtoratkaisu on esitetty kuviossa 6, jossa ilman otto- ja poistoporaus 31 15 avautuu kiertokangen varren 5 lävitse kulkevaan poraukseen 26 sen alemman pään alueella ja on porattu kiertokangen alapäähän 6 viistosti kiertokangen varren 5 ja kiertokangen alapään väliseltä siirtymäalueelta. Kuviossa 7 esitetyssä sovellutusmuodossa avautuu ilman otto- ja poistopo-20 raus 31 yhteen poikittaisporauksista 23,25 ja se on porattu kiertokangen alapäähän 6 yhdeltä sen sivupinnalta 34,35.

Vaikka kuvioissa ei ole esitettykään, on tietysti mahdollista tehdä enemmän kuin kaksi ilman ottoja poisto-25 porausta 31 ja käyttää tällöin yhdistelmänä erilaisia edellä esitettyjä muunnelmia. Mikäli esitetyn ongelman ratkaisemiseksi riittää, voidaan käyttää myös yhtä ainoaa ilman otto- ja poistoporausta 31, jolloin jompi kumpi kuvioissa esitetyistä ilman otto- ja poistoporauksista 31 30 jäisi pois. Viimeksi mainittu voidaan saada aikaan mitoittamalla sopivasti ilman otto- ja poistoporauksen 31 halkaisija tai kaikkien otto- ja poistoporausten 31 kokonais-poikkipinta-ala. Ilman otto- ja poistoporauksen 31 halkaisija on suunnilleen 0,05 ... 0,25 kertaa niin suuri kuin 35 yhden kiertokangessa muutoin olevan porauksen 22,23,24, 5 80131 25,26 halkaisija. Kun käytetään useita ilman otto- ja poistoporauksia 31, voi niiden halkaisija olla kulloinkin edellä esitetyn halkaisija-alueen alarajalla, kun taas siinä tapauksessa, että käytetään yhtä ainoaa ilma otto-5 ja poistoporausta 31, voi sen halkaisija olla em. halkaisija-alueen yläpäässä eli sen halkaisija on suurempi kuin usean porauksen tapauksessa.

Seuraavassa selostetaan keksinnön mukaisen kiertokangen 1 toimintaa. Tällöin lähdetään siitä, että kierto-10 kangen virtauskanavien lävitse virtaa öljyä ja öljyn virtaus saadaan aikaan esittämättä jätetyllä öljynsyöttöpum-pulla. Kiertokangen 1 kiihtyessä alakuolokohdasta UT ylä-kuolokohtaa OT kohti kehittyy kiertokangessa 1 oleviin öljynvirtaustiloihin 20,21,22,23,24,25,26 tai 28,29 kiih-15 tyvvyysvoimien vaikutuksesta normaaliin öljyn syöttöpai-neeseen verrattuna ylipainetta, joka on suurissa moottoreissa luokkaa 10 bar. Kiertokangen 1 nopeuden hidastuessa eli sen lähestyessä yläkuolokohtaa OT katkeaa öl-jynvirtauskanavissa oleva öljypatsas tällöin vaikuttavan 20 negatiivisen kiihtyvyyden vuoksi, jolloin muodostuisi tyhjö, ellei käytettäisi keksinnön mukaisia ilman otto- ja poistoporauksia 31. Koska keksinnön mukaisessa kiertokangessa 1 kuitenkin on ilman otto- ja poistoporaukset 31, tulee öljypatsaan katketessa ilman otto- ja poistopo-25 rausten 31 kautta imetyksi ilmakehästä ilmakehän paineessa olevaa ilmaa öljynvirtaustiloihin siten, että niihin muodostuu ilma-öljyseos. Kun kiertokanki 1 liikkuu kohti yläkuolokohtaa OT ja sen nopeus hidastuu, puristavat katkenneen öljypatsaan jälleen yhdessä liikkuvat osat aiem-30 min imettyä ilmaa jonkin verran kokoon, jolloin pieni osa imetystä ilmasta purkautuu kuristusvaikutuksen aikaansaavista ilman otto- ja poistoporauksista 31 jälleen ilmakehään. öljypatsas voi siis tällöin puristua kokoon. Näin vaimennetaan öljynvirtauskanavissa olevan öljypatsaan 35 iskumaista törmäystä niiden seinämiin paluuiskulla huomat- 6 80131 tavasti siten, että kavitaatio voidaan käytännöllisesti katsoen välttää. Keksinnön mukaisella ratkaisulla saavutetaan lisäksi sellainen etu, että kiertokankeen 1 kiinnitettyyn jäähdytettävän mäntään ei syötetä jäähdytysai-5 neena ainoastaan öljyä vaan ilma-öljyseosta, jolla on mahdollista poistaa huomattavasti tehokkaammin lämpöä kuumista männänseinämistä. Keksinnön mukaiseen kiertokankeen 1 liittyy lisäksi sellainen etu, että kiertokangen öljynvir-taustilojen täyttäminen öljynsyöttöpumpulla tapahtuu siinä 10 suhteessa edullisemmin, että öljypatsaaseen sisältyvä ja öljyyn sekoittunut ilma on kokoonpuristuvaa, mikä aiheuttaa öljynsyöttöpumpun suorittamalle öljynsyötölle ja kiertokangen öljynvirtaustiloissa olevan ilma-öljyseoksen siirtämiselle siihen liittyvään mäntään vähemmän vastusta. 15

Claims

7 80131

1. Kiertokanki iskumäntäpolttomoottoreita varten, joka koostuu männäntappia (4) ympäröivästä kiertokangen 5 (1) yläpäästä (2), kiertokangen varresta (5) ja kiertokan gen (1) alapäästä (6), joka yhdessä kiristysruuveilla siihen kiinnitetyn kiertokangen kannen (8) kanssa muodostaa kiertokangen laakerin, jonka läpäisee poikittaisporaus (9), johon on sovitettu laakeriliuskoista (11,12) muodos-10 tuva laakeriholkki, jonka välityksellä kiertokanki on liitetty kampiakselin tappiin (13), jolloin voiteluun ja jäähdytykseen käytettävää öljyä voidaan syöttää paineella kampiakselin tapissa olevista syöttökanavista (14,15,17) laakeriliuskoille, niiltä aukkojen (18,19) kautta laakeri-15 liuskojen ulkopuolelle kiertokangen laakeriin muodostettuun kokoomatilaan, siitä kiertokangen laakerissa, kiertokangen varressa ja kiertokangen yläpäässä olevien porausten sekä männäntapissa tai sen ympärillä olevien kanavien kautta männäntappiin liitetyn uppomännän jäähdytys-20 tiloihin, tunnettu siitä, että kiertokangen laakerin (6,8) alueella olevat öljynvirtaustilat (20,21,22, 23,24,25,26,28,29) ovat ainakin yhden ilman otto- ja pois-toporauksen (31) välityksellä yhteydessä ilmakehään.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kiertokanki, 25 tunnettu siitä, että ilman otto- ja poistoporaus (31) avautuu kokoomatilaan (20,21,28).

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kiertokanki, tunnettu siitä, että ilman otto- ja poistoporaus (31) avautuu kokoomatilasta (20,21,28) erkanevaan porauk- 30 seen (22,24).

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kiertokanki, tunnettu siitä, että ilman otto- ja poistoporaus (31) läpäisee tulpan (32), joka rajoittaa ulkoa kiertokangen alapäähän (6) ulkopuolelta tehtyä porausta (23,25).

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kiertokanki, 8 80131 tunnettu siitä, että ilman otto- ja poistoporaus (31) avautuu kiertokangen alapäähän (6) ulkopuolelta tehtyyn poraukseen (23,25), joka on suljettu ulkoapäin esim. umpiruuvin muodostamalla, reiättömällä tulpalla (33).

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kiertokanki, tunnettu siitä, että ilman otto- ja poistoporaus (31) avautuu kiertokangen varren (5) lävitse kulkevaan poraukseen (26) sen alemman, kiertokangen alapäähän (6) ulottuvan pään alueella.

7. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen kiertokan ki, tunnettu siitä, että ilman otto- ja poistopo-rauksen (31) halkaisija on 0,05...0,25 kertaa niin suuri kuin yhden kiertokangessa (1) muutoin olevan porauksen (22,23,24,25,26,29) halkaisija. 15 9 80131