SE502425C2 - Ventilsystem för en radialkolvmotor av rotationstyp - Google Patents

Description

502 425 10 15 20 25 30 35 2 vid dylika ventilsystem av detta slag har det visat sig, att genom portarna strömmande medium tenderar att utströmma i delningsplanet mellan ventilringen och port- ringen.

Huvudändamålet med uppfinningen är att vidareutveckla ventilanordningen sà, att detta problem elimineras. Detta problem löses enligt uppfinningen därigenom, att åtmin- stone endera av de båda mot varandra glidande ytorna hos ventilringen respektive portringen är försedd med över sagda yta fördelade fördjupningar.

Uppfinningen beskrives närmare i det följnade med hänvisning till de bifogade ritningarna, vilka visar en för närvarande speciellt föredragen utföringsform därav.

FIG 1 visar en central längdsektion genom en i och för sig känd motor.

FIG 2 visar i perspektiv och med delarna åtskilda ett i motorn enligt fig l ingående ventilsystem.

FIG 3A och 3B visar framifrån och i sektion längs linjen 3-3 i fig 3A delar av ett i motorn enligt fig l ingående tändsystem.

FIG 4A - 7B visar i tvär- och längdsektioner motorns enligt fig l fyra takter och de olika komponenternas lägen under dessa takter.

FIG 8 visar på samma sätt som fig 2 i perspektiv ett enligt uppfinningen utfört ventilsystem.

Den på ritningarna visade motorn är en fyrtakts för- bränningsmotor, som tillhör gruppen flercylindriga radial- kolvmotorer. Förbränningsmotorn är generellt betecknad med 1 och har ett stationärt, huvudsakligen rotationssym- metriskt eller ringformigt hus 2. Det stationära huset 2 är gjort av ett lämpligt material, exempelvis gjutjärn eller lättmetall och är sammansatt av två halvor 3 och 4, vilka är hopmonterade medelst i en krans intill ytter- periferin anordnade bultar 5. För täthet mellan de båda halvorna 3, 4 kan det lämpligen finnas en runtomgàende tätning 6, exempelvis en O-ring. 10 15 20 25 30 35 502 425 3 En på det stationära husets 2 ena halva, här halvan 3, medelst bultar 7 fast monterad anslutningsfläns 8 har ett centralt, genomgående hål 9 för upptagning av en huvudsakligen centralt i huset 2 roterbart lagrad drivaxel 10. Ett med drivaxeln 10 roterande nav ll är monterat pà drivaxeln medelst en centrumbult 12 och har axiellt riktade, hylsformiga förlängningar 13.

Den av drivaxeln 10, navet 11, cylindrarna 14 och kolvarna 16 bildade rotationsenheten är roterbart lagrad i det stationära huset 2 och i anslutningsflänsen 8 medelst rullningslager 42, 43, 44, varvid två av lagren, nämligen lagren 42, 43, är placerade mellan navets 11 hylsformiga förlängningar 13 och det stationära huset 2, medan det tredje lagret 44 är placerat mellan drivaxeln 10 och an- slutningsflänsen 8 intill axelns 10 utskjutande, fria ände, till vilken ett kraftuttag kan anslutas. Axiellt utanför lagren 42, 43 kan det finnas lämpliga tätnings- ringar 45.

Radiellt utskjutande cylindrar 14, vid den visade utföringsformen fyra stycken, är vridfast monterade på navet 11 och således roterbara tillsammans med detta. Alla cylindrarna 14 befinner sig i en runtomgáende kammare 15 i det stationära huset 2, dvs en av hushalvorna 3 och 4 begränsad kammare. Cylindrarna 14 upptar var sin radiellt fram och åter däri rörlig kolv 16 av i stort sett konven- tionellt utförande med huvud 17 och tätningsringar 18, varvid huvudena är vända radiellt inåt mot navet ll.

En runtomgående styrkam 19 med en mot kolvarna 16 vänd kamyta 20 är monterad i det stationära huset 2 mitt- för kolvarna 16 vid deras radiellt utåtriktade ändar 21.

Närmare bestämt är den runtomgáende styrkammen 19 inspänd i urtag vid hushalvornas 3 och 4 mot varandra vända ytor, varvid styrkammen är fixerad på plats med samma bultar 5, som sammanhàller hushalvorna 3 och 4. Vid den visade ut- föringsformen med fyrcylindrig förbränningsmotor är kam- ytan 20, såsom framgår av exempelvis fig 4A, i huvudsak elliptisk, men formen på kamytan varierar alltefter antalet cylindrar. 502 425 10 15 20 25 30 35 4 Varje kolv 16 uppbär via en kolvbult 22 ett lager 23, i det visade fallet ett cylindriskt rullager, vars ytter- ring 24 anliggande avrullar mot kamytan 20 för att bi- bringa kolvarna 16 en radiell rörelse i riktning mot navet 11, när den av kolvarna 16, cylindrarna 14, navet ll och drivaxeln 10 bildade rotationsenheten roterar i förhål- lande till det stationära huset 2.

I navet 11 finns det huvudsakligen mittför varje kolvs 16 huvud 17 ett huvudsakligen radiellt riktat, tràgliknande förbränningsrum 25 med axiellt riktade in- och utlopp 26, 27 för en förbrännbar bränsleluftblandning respektive förbrända avgaser. Pà så sätt bibringas kolvarna 16 en radiell rörelse i riktning bort fràn navet ll under inverkan av den vid förbränningen åstadkomma tryckökningen och av den på kolvarna verkande centrifugal- kraften.

Närmare bestämt är in- och utloppen 26, 27 till respektive från varje förbränningsrum 25 gemensamma och är de axiellt upptagna i en med navet ll roterande och med detta huvudsakligen koncentrisk ventilring 28, se spe- ciellt fig 2. Ventilringen 28 anligger plant och medelst tryckfjädrar 29 eftergivligt anpressad till avtätande anliggning mot en portring 30 och uppbär tätningsringar 31 kring sina in- och utlopp 26, 27. Vid den i fig 2 visade utföringsformen är ventilringens 28 in- och utlopp 26, 27 axiellt förlängda och-utskjuter hylsartat från ventil- ringen 28, varvid hylsorna 32 sträcker sig in i mot- svarande urtag 33 i navet ll för fixering och medbringning av Ventilringen och uppbär tätningsringarna 31.

Portringen 30 är huvudsakligen koncentrisk med ven- tilringen 28 och är fast ansluten till det stationära huset 2, närmare bestämt medelst inte visade bultar mon- terad på anslutningsflänsens 8 inre, mot förbrännings- rummen 25 vända ände. Portringen 30 har med in- och utloppskanaler 34, 35 i anslutningsflänsen 8 kommuni- cerande axiella in- och utloppsportar 36, 37. Dessa in- och utloppsportar 36, 37 är, när rotationsenheten 10, 11, 10 15 20 25 30 35 502 425 5 14 och 16 roterar i förhållande till det staionära huset 2, växelvis förbara till ett läge mittför det till res- pektive förbränningsrum 25 hörande in- och utloppet 26, 27 i ventilringen 28.

De i anslutningsflänsen 8 upptagna in- och utlopps- kanalerna 34, 35 mynnar vid sin ena ände axiellt mittför in- och utloppsportarna 36, 37 i portringen 30 och är vid sin andra ände anslutna till ett inloppssystem, exempelvis en förgasare 38 eller ett insprutningsystem, se fig 1, respektive till ett avgassystem 39, se fig 7B.

Mellan inloppskanalens 34 nämnda andra ände och förgasaren 38 eller insprutningssystemet finns det ett inloppsrör 40, i vilken en med det stationära huset 2 runtomgàende kammare 15 kommunicerande kanal 41 mynnar för att sätta kammaren 15 under undertryck och därigenom suga ut eventuella förbiblàsningsgaser och, àtminstone vid låga motorvarvtal, underlätta för kolvarna 16 att röra sig radiellt utàt.

Radialkolvmotorn enligt uppfinningen är för att kunna fungera också utrustad med ett tändstift 46 per förbrän- ningsrum 25, dvs vid den visade utföringsformen fyra tändstift. Dessa tändstift är huvudsakligen axiellt inskruvade i navet ll motsatt ventilringen 28 och roterar således tillsammans med navet. Elektrodänden pà varje tändstift 46 sticker således in i tillhörande förbrän- ningsrum 25 huvudsakligen mittför det gemensamma in- och utloppet 26 och 27 i ventilringen 28.

Vid sin anslutningsände är tändstiften 46 anslutna till en generellt med 47 betecknad tändfördelare. Denna har mot var sin anslutningsände medelst exempelvis skruv- tryckfjädrar 48 anpressade, med rotationsenheten 10, ll, 14, 16 roterande elektroder 49 med däri företrädesvis inskruvade, radiellt utskjutande kontakter 50, som bringas att i tur och ordning passera en fast elektrod 51, vilken i sin tur är ansluten till en inte närmare visad tänd- strömkälla. Företrädesvis är därvid de roterande elekt- roderna 49 med tillhörande kontakter 50 anbragta i urtag 502 425 10 15 20 25 30 35 6 52 i en på drivaxeln 10 medelst den tidigare nämda centrumbulten 12 monterad, navliknande hållare 53. Den fasta elektroden 51 är därvid lämpligen radiellt anbragt i ett på huset 2 medelst bultar 54 monterat, ringformigt fäste 55.

För att, åtminstone vid start av förbränningsmotorn och/eller vid låga motorvarvtal, tvångsmässigt förflytta kolvarna 16 radiellt utåt är vid den visade utförings- formen två runtomgàende återföringskammar 56 monterade i det stationära husets 2 runtomgàende kammare 15, varvid återföringskammarna är placerade på ömse sidor om kolvarna 16 och radiellt innanför styrkammen 19. De runtomgàende återföringskammarna 56 har var sin radiellt utåtvänd kamyta 57 med huvudsakligen samma form som styrkammens 19 kamyta 20. På varje kolv 16 är två, åt motsatta håll axiellt utskjutande återföringsstift 58 anbragta, vilka är förbara till anliggning mot återföringskammarnas 56 kamytor 56 för att, såsom nämnts, tvångsmässigt förflytta kolvarna radiellt utåt utan möjlighet till snedställning i tillhörande cylinder 14.

För fullständighets skull skall också nämnas att radialkolvmotorn enligt ovan är utrustad med ett vatten- kylsystem och ett smörjoljesystem, men eftersom dessa system inte utgör del av uppfinningen i sig beskrivs de inte närmare här.

Det må också nämnas, att den visade och beskrivna radialkolvmotorn är fyrcylindrig, men ingenting hindrar att antalet cylindrar varierar både nedåt till åtminstone två och uppåt till kanske sex eller ännu flera.

Funktionen hos den ovan beskrivna radialkolvmotorn kommer nu att beskrivas kortfattat med hänvisning till fig 4A - 7B, varvid för enkelhets skull två av kolvarna 16 betecknade I och II följs under fyrtaktsförloppet.

I fig 4A och 4B befinner sig kolv I i läge för start av insugning av en bränsleluftblandning medan kolv II be- finner sig i läge för antändning av en komprimerad bränsleluftblandning. 10 15 20 25 30 35 502 425 7 I fig 5A och SB pågår insugning (insugstakten) be- träffande kolv I och expansion (arbetstakten) beträffande kolv II.

I fig 6A och 6B skall komprimering börja beträffande kolv I och utblàsning börja beträffande kolv II.

I fig 7A och 78 slutligen pågår beträffandeükolv I komprimering (kompressionstakten) och beträffande kolv II utblàsning (avgastakten).

Alla fyra kolvarna 16 genomlöper i tur och ordning alla fyra takterna under ett varvs rotation av rotations- 11, 14 och 16.

Det enligt uppfinningen i fig 8 visade ventilsystemet enheten 10, skiljer sig fràn det ventilsystem som visas i fig 2 huvud- sakligen därigenom, att den mot portringen 130 vända och däremot löpande ytan av ventilringen 128 uppvisar utmed ytan fördelade fördjupningar 128a, vilka vid det visade utförandet är anordnade i ett rutmönster med mellan för- djupningarna belägna listformiga upphöjningar l28b, vars toppar bildar ventilringens mot portringens glidande plan.

Det ligger inom uppfinningens ram att forma och anordna fördjupningarna med annat mönster. De planbildande upphöj- ningarna kan då vara sàväl bàgformigt som oregelbundet krökta. Det är också möjligt att i stället anordna för- djupningarna i portringens yta, eventuellt i såväl port- ringens som ventilringens yta. De i planet anordnade fördjupningarna innebär effektiva fällor för medium som strävar att överströmma mellan vid varandra belägna inlopp/utlopp eller mellan inloppen/utloppen och omgiv- ningen vid portringens/ventilringens periferi. Vidare skiljer sig utförandet enligt fig 8 fràn utförandet enligt fig 2 därigenom, att tätningsringarna 131 är av liknande typ som "expanderande kolvringar", vilka är lagrade i periferiella spår 132a i de hylsformiga utspràngen på ventilringen 128. För övrigt har de delar enligt fig 8 som har motsvarighet i den i fig 2 visade ventilanordningen givits samma hänvisningssiffror med hundratalssiffran l tillaga. 10 15 20 25 30 35 502 425 8 Uppfinningen får naturligtvis inte anses begränsad till den visade och beskrivna, för närvarande mest före- dragna utföringsformen, utan kan modifieras pá flera sätt inom ramen för det begärda patentskyddet.

Claims (4)

10 15 20 25 30 35 502 425 PATENTKRAV

1. Ventilsystem för en radialkolvmotor med ett stationärt hus (2), en huvudsakligen centralt i huset lagrad drivaxel (10), pà vilken ett därmed nav (ll) är monterat, åtminstone tvà pà navet roterbart roterande monterade och med detta roterande, radiellt utskjutande cylindrar (14), som tillsammans med navet (ll) och drivaxeln (10) bildar en rotationsenhet som roterar i förhållande till det stationära huset (2), varvid det i navet (ll) finns ett förbränningsrum (25) med ventilstyrda in- och utlopp (26,27) för en förbrännbar bränsleluft- blandning respektive förbrända avgaser, varvid in- och utloppet (26,27) till respektive fràn varje förbrän- ningsrum (25) är axiellt upptagna i en med navet (11) roterande och med detta huvudsakligen koncentrisk ventilring (28), som anligger avtätande mot en därmed huvudsakligen koncentrisk, till huset (2) ansluten, stationär portring (30), vilken har med in- och ut- loppskanaler (34,35) kommunicerande axiella in- och utloppsportar (36,37), som när rotationsenheten (10,1l, 14,16) roterar i förhållande till huset (2) är förbara till ett läge mittför det till respektive förbränningsrum (25) hörande in- och utloppet (26,27) i ventilringen (28), varvid ventilringen (28) är eftergivligt anpressad till anliggning mot portringen (30), k ä n n e t e c k n a t därav, att åtminstone endera av de båda mot varandra glidande ytorna hos ventilringen (128) respektive portringen (130) är försedd med över sagda yta fördelade fördjupningar (l28a).

2. Ventilsystem enligt patentkrav 1, k ä n n e - t e c k n a t därav, att fördjupningarna är anordnade i ett mönster med mellan fördjupningarna belägna listen som bildar ringens glidplan. 502 425 10 15 20 25 30 35 10

3. Ventilsystem enligt patentkrav l eller 2, k ä n - n e t e c k n a t därav, att fördjupningarna och mellan- liggande lister är anordnade i rutmönster med i huvudsak raka varandra korsande lister.

4. Ventilsystem enligt något av föregående patent- krav, k ä n n e t e c k n a t därav, att öppningarna i ventilringen och/eller portringen helt omgives av med fördjupningar försedda glidytor.