SE469345B - Tvaakomponentskolv - Google Patents

Description

469 545 2 10 15 20 25 30 35 en nära intill kolvtoppen, vilket praktiskt taget skulle vara omöjligt i vanliga kolvar i en aluminiumlegering.

En viktig faktor, som bör studeras är en effektiv kylning av det översta ringspâret. Temperaturer ovanför en tillåten gräns i denna del framkallar mycket stark och tidig förslitning av kolvringen, sönderbrytande av smörjoljan, avsättning av kolpar- tiklar och fastskärning av ringen. I motorer med ytterst höga belastningsförhållanden är det även nödvändigt att anordna en lämplig kylning av överdelens centralparti med medel som leder kylmediet till denna del av kolven.

Ett brukligt sätt att åstadkomma denna kylning består i att anordna ett tråg eller en skål på kåpans topp intill överdelens nedre parti och ett urtag i överdelen mellan det centrala partiet och ringbältet på så sätt, att tråget eller skålen och urtaget definierar en halvöppen kammare för den till kammaren med en oljestråle tillförda kylvätskans cirkulation. Kolvens fram- och återgående rörelse tvingar oljan att utföra en rörelse liknande en 'cocktail-shaker' och avlägsnar på så sätt en del av värmen i kolvens topparti och därigenom sänker temperaturen i detta parti. Den uppvärmda oljan lämnar kylkam- maren genom en eller flera, på lämpliga ställen placerade hål, samtidigt som en ny oljemängd matas in i kammaren och därigenom åstadkommer en kontinuerlig kylmediecirkulation.

Lösningen tillfredsställer visserligen driftsbetingelserna, men har en del olägenheter. För det första är väggarna i överdelen i järn förhållandevis tunna för att hålla kolvens vikt så lågt som möjligt. Anordningen av ett urtag mellan överdelens centra- la parti och ringbältet medför en försvagning av överdelens strukturella hållfasthet, som under vissa omständigheter kan leda till funktionsavbrott i detta kolvparti. För det andra gör anordningen av en skål på kåpans övre parti dess tillverkning komplicerad och dyrbar. Den halvöppna kammaren medför dessutom en för stor oljeförlust och minskar därigenom delvis kylsyste- mets effektivitet.

Föreliggande uppfinning övervinner dessa ovan nämnda nackdelar 10 15 20 25 30 35 vmwmn 3 469 345 genom att anordna en ringformad tillsluten kylkammare i kolv- kronan i stället för den brukliga halvöppna kammaren.

Uppfinningens föremål visas i de bifogade ritningarna, varvid: - figur 1 visar ett längsgående schematiskt tvärsnitt genom kolven enl. uppfinningen med det övre partiet eller överdelen försedd med en tillsluten kylkammare och ett par nedhängande delar, som bär kolvtapparnas bussningar; och - figur 2 visar ett längsgående schematiskt tvärsnitt genom den kompletta kolvenheten enl. uppfinningen.

Enl. en föredragen utföringsform i figur 1 består tvåkompo- nentskolven enl. uppfinningen av en överdel 1, som är försedd med ringspår 3, en i mitten belägen förbränningsskål 4 och en ringformad tillsluten kylkammare 5 intill ringbältet. Två stöddelar 6, som nedhänger från överdelen 1 och som bildar en del med denna, uppvisar tappbussningar 7 för kolvtappen 9.

Tappbussningarna 7 kan vara försedda med bussningar 8 för att förstärka detta för mycket starka belastningar utsatta parti.

Anordningen av en tillsluten ringformad kammare förstärker väsentligt kolvens överdel genom att förläna den större enhet- lighet och strukturell styrka. En ytterligare fördel av kon- struktionen enl. uppfinningen är att kylolja kvarhålles i den tillslutna kammaren under en längre tid; således uppnås även med en mindre oljemängd en effektivare kylning av överdelens kritiska partier, nämligen ringbältet och förbränningsskålen.

En annan viktig fördel är att den tillslutna kammaren gör det möjligt att minska väggtjockleken mellan kammaren och förbrän- ningsskålen utan att påverka överdelens hållfasthet. Viktök- ningen på grund av den tillslutna kylkammaren kompenseras således av tjockleksminskningen utöver elimineringen av olje- tråget i kåpan och dess höjdminskning. Kolvens totala vikt är således enl. uppfinningen lika eller eventuellt även mindre än kolvvikten i vanliga konstruktioner. Ett annat fördelaktigt särdrag av uppfinningens konstruktion är att det underlättar bearbetningen, i synnerhet av ringspåren och hjälper att upprätthålla en god ytfinish på omkretsen, d.v.s. en frånvaro 10 15 20 25 30 35 O\ 545 4 av vågighet.

Figur 2 visar hela kolvenheten med överdelen 1 i figur 1 och kåpan 2 monterade på kolvtapparna 7 med hjälp av tappen 9.

Kåpans 2 höjd enl. figur 2 är den minsta möjliga för att kåpan skall kunna verka som kolvstyrning i motorcylindern. Denna minskade höjd är möjlig tack vare frånvaron av det brukliga oljetråget, vilket även medför en minskning av kåpans vikt.

Oljetrågets frånvaro i kåpans överdel undanröjer behovet att placera kåpan nära inpå överdelens nedre parti och kåpan kan således i enlighet med figur 2 monteras längre bort från överdelen. Detta faktum utöver frånvaron av het olja i kåpans övre parti resulterar i en väsentligt lägre temperatur i kåpan och medger således ännu mindre installationsspel med följd att kolvens ljudnivå minskar. En annan fördelaktig effekt består i en förenkling av kåpans konstruktion som avsevärt minskar dess tillverkningskostnader.

Kylolja inträder i kammaren genom ett hål i denna och detta åstadkommes på vanligt sätt av ett sprutmunstycke. Oljan lämnar kammaren genom en eller flera öppningar på lämpliga ställen i kammaren.

Kolvöverdelen är vanligen gjord av järnhaltig metall, exempel- vis stål eller nodulärt eller smidbart gjutjärn tillverkad medelst precisionsgjutning, sandgjutning eller skalformning. Även en aluminiumlegering kan användas i en vanlig eller en pressgjutningsmetod. Kåpan är tillverkad av lättmetall, före- trädesvis aluminium eller legerat aluminium medelst gjutning eller smide.

Kammarens form såsom den är visad i ritningarna anges endast som ett exempel. Beroende på speciella särdrag i olika kon- struktioner kan kammaren ha en annan form för att passa en godtycklig konstruktion.

Claims (4)

10 15 20 25 W, mmm 5 469 345 Patentkrav

1. Tvåkomponentskolv för förbränningsmotorer bestående av en överdel (1), i järnhaltigt material eller en aluminiumle- gering och en kåpa (2) i aluminium eller legerad aluminium, varvid kåpan (2) ligger åtskild från överdelen (1) och förbin- des med denna med hjälp av en kolvtapp (9) till ett par tapp- bussningar (7) i det nedre partiet av stöddelarna (6), som sträcker sig ned från överdelen (1), där kolvöverdelen är försedd med en ringformad kylkammare (5), som ligger mellan ringbältet och kolvens förbränningsskål (4), k ä n n e - t e c k n a d a v, att kylkammaren (5) är tillsluten och utbildad i ett stycke av kolvöverdelen (1).

2. Kolv enl. krav 1, k ä n n e t e c k n a d a v, att kolvöverdelen (1) är tillverkad av stål medelst precisionsgjut- ning, sandgjutning eller skalformning.

3. Kolv enl. krav 1, k ä n n e t e c k n a d a v, att överdelen (1) är tillverkad av nodulärt eller smidbart gjutjärn medelst precisionsgjutning, sandgjutning eller skalformning.

4. Kolv enl. krav 1, k ä n n e t e c k n a d a v, att kolvöverdeln (1) är tillverkad av en aluminiumlegering medelst gjutning under självtryck eller medelst pressgjutning.