148086. lajstromszámú szabadalom • Hengerfej belsőégésű szelepes motorokhoz

Megjelent: 1961. március 15. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 148.086. öZÁM 48. c1

. OSZTÁLY — GA—545. ALAPSZÁM SZOLGÁLATI TALÁLMÁNY Hengerfej belsőégésű szelepes motorokhoz Ganz—Mávag Mozdony-, Vagon- és Gépgyár, Budapest Feltaláló: Marton Vilmos oki. gépészmérnök, Budapest A bejelentés napja: 1959. április 1. Belsőégésű négy- és kétütemű motorok hengerfejei legnagyobbrészt öntöttvasból, esetenként azonban, í'őleg kisebb furatátmérőknél, könnyűfémből is készülnek. A hengerfejhez tartozó szelepülések anyagminősége rendszerint a hengerfej anyagminőségével egyezik, könnyűfém-hengerfejek esetén azonban ezen gyakorlati szabály betartása komoly nehézségekbe ütközik, mert a szelepülésnek a szelepek többé-kevésbé ütésszerű záródását meglehetősen magas üzemi hőfokon is ki kell bírni. A szelepülés hőfokát egyrészt a melierte kiáramló kipufogógázok hőátadása, másrészt a vízzel vagy levegővel történő hengerfej hűtés hőelvezetése szabja meg; az így kialakuló hőfok azonban általában olyan magas, hogy közepes igénybevételű motornál azzal szemben csak öntöttvas, acél vagy bronz bizonyult a kívánatos mértékben ellen állóképesnek, nagy hőigénybevételeknél pedig csak hőálló acél s ezért szükségszerűen adódott, hogy a könnyűfémből készült hengerfejeken a szelepülés zárófelületét minden esetben valamilyen módon nehéz fémmel kell burkolni, nagy hőigénybevételeknél pedig még az öntöttvasat is hőálló acéllal kell burkolni. Ennek az a szokásos megoldása, hogy becsavart, besajtolt, vagy beöntött gyűrűt használnak szelepülésnek, viszont ekkor súlyos problémát jelent a gyűrűnek olyan rögzítése, hogy ez hőtágulások hatására ki ne lazuljon. A négyütemű motor hengerfejében ugyanis legalább két szelep van, s emellett gyorsjáratú motoron a szelepnek a rendkívül rövid átáramlási idő miatt a lehető legnagyobbnak kell lennie, úgyhogy a két szelepülés közötti gátfalat éppen ezért lehető vékonyan kell tartani, a gátvastagság csökkenésének azonban határt szab az a követelés, hogy egyenlőtlen hőtágulások kiküszöbölése végett az áramló hűtőközeg a szelepüléshez e helyen is eléggé közel jusson. Amennyiben tehát a szelepülést könnyűfémnél vagy öntöttvasnál ki kell bélelni, ez egyrészt nem történhet a gát vastagságának rovására, hanem a bélelés csakis a szeleptorok furatából vehet el helyet, ami a szeleptorok kellemetlen keresztmetszet csökkenését jelenti. Másrészt a besajtolt, becsavart vagy beöntött szeiepülések hosszabb üzemidő után kilazulnak, minthogy a könnyűfém hőtágulása nagyobb, mint a nehézfémé, vagy az öntöttvas hőtáguíása más mint a hőálló acélé. Tekintve, hogy a behelyezett szelepülésnek a legnagyobb üzemi hőfokon fészkében még mindig valamelyest szorulnia kel], üzemen kívüli (lehűlt) motornál pedig a hengerfej anyaga más mértékben húzódik össze, mint a szelepülés, belátható, hogy a hengerfej-szelepülés határfelületen hideg állapotban — különösen könnyűfémnél — olyan nagy- lehet a felületi nyomás, hogy az maradó alakváltozást okoz. Ennek az a következménye, hogy a soron következő felmelegedéseknél a betétgyűrű már egyre kevésbé szorul, s ha egyszer megmozdult, megkezdődik a kiverődés és az egész szelepülés tönkremenetele. Belsőégésű motorok betétes szelepüléseinél tehát meg kell oldani azt a kettős feladatot, ami egyben a találmány célkitűzéseit is képezi, hogy a behelyezett szelepülés sugárirányú mérete a fentebb közölt okokból a lehetőség határáig csökkenthető legyen, s emellett kilazulásának káros következményei korlátlan üzemidő után se lépjenek fel. E követelmények kifogástalan kielégítését a találmány szerinti megoldás azáltal teszi lehetővé, hogy a szelepülést képező nehéz fém- (esetleg hőálló acél) gyűrűbetét az említett szoros rögzítés (besajtolás, becsavarás, beöntés) helyett a szelepzárás irányában ható rugónyomás alatt légzáró' módon van a hengerfejen a szeleptorok furatát szegélyező gyűrűs illesztési felületére szorítva. Ennek következtében ugyanis az anyagminőség szerint különböző mértékű hőtágulások, elsősorban a szelepmozgás irányában, hőfeszültségek okozta sérülések nélkül, egymástól lényegileg függetlenül tudnak lejátszódni, minthogy a sze-