DE3530875C2

DE3530875C2 -

Info

Publication number: DE3530875C2
Application number: DE3530875A
Authority: DE
Inventors: Hans-Juergen Dipl.-Ing. 2303 Gettorf De Schacht
Original assignee: Krupp Mak Maschinenbau GmbH
Current assignee: Caterpillar Motoren GmbH and Co KG
Priority date: 1985-08-29
Filing date: 1985-08-29
Publication date: 1990-10-18
Also published as: JPS6251741A; DE3530875A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine, bei der in einem Maschinengestell Kolbenlaufbuchsen mit jeweils einem Auflagebund angeordnet sind und zwischen jedem Auflagebund und einem abschließenden Zylinder deckel ein die Zylinderwandungen der Laufbuchse ober halb des Kolbenringbereiches bildendes und mit einem Kühlkanal versehenes ringförmiges Zwischenstück ange ordnet ist, das einen kleineren Innendurchmesser als die Kolbenlaufbuchse aufweist, in der ein über Kolben ringe geführter Kolben verschiebbar angeordnet ist.

Es ist eine Brennkraftmaschine aus der DE-AS 34 17 515 bekannt, bei der mit Hilfe eines Zwischenstückes, das auch als "Feuerring" bezeichnet wird, die schädliche Einwirkung von Verbrennungsdruck und -wärme auf die Kolbenlaufbuchse vermindert wird.

Des weiteren ist aus der JP-A 57-1 29 236 vom 11. 08. 1982 eine Brennkraftmaschine bekannt, die einen gestuften Kolben in einer Laufbuchse umfaßt, der mit seinem ab gestuften Kopf in einen die Zylinderwand der Laufbuchse bildenden Ring eintaucht. Der abgestufte Kopf des Kol bens ist im Außendurchmesser wesentlich kleiner als der übrige Kolben, wodurch Probleme beim anfänglichen Ein tauchen bzw. Einfädeln in den Ring auftreten können. Auch wird zwischen dem abgestuften Kopf des Kolbens und dem übrigen Kolben ein Ringraum gebildet, aus dem bei einem Verbrennungsvorgang die Gase abgeleitet werden müssen.

Ferner ist aus der CH-PS 1 59 496 eine Brennkraftma schine mit einem die Laufbuchse des Kolbens verlän gernden Ring bekannt, der einen ringförmigen Kühlkanal aufweist, der Wärmespannungen verhindern soll.

Neben den Problemen, die zu der mechanischen und ther mischen Entlastung der Kolbenlaufbuchse zu lösen sind, verbleiben jedoch die Schwierigkeiten, nämlich das Auftreten von Riefen in der Zylinderwandung, zu behe ben, die durch den Aufbau und die Ablagerung von Ölkoks insbesondere am Kolben entstehen können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Konstruktion zu schaffen, bei der die Ablagerung von Ölkoks am Kolben in Grenzen gehalten wird.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ein erfindungsgemäß beschaffenes Zwischenstück kann bei jedem Kolbenhub die Koksreste, die sonst außenradial im Laufspiel abgelagert werden, vom Kolben abreiben. Der Kolben wird bei jedem Hub "kalibriert".

Diese Kalibrierwirkung kann in Ausgestaltungen der Erfindung noch dadurch verbessert werden, daß der Innendurchmesser des Zwischenstückes vom Auflagebund der Laufbuchse in Richtung der Längsachse bis zum Zy linderdeckel stetig abnimmt und/oder daß der die Zy linderwandung bildende Oberflächenteil des Zwischen stückes gehärtet ist.

Um die Abstreifwirkung zu steigern und den Ölkoks sicher nach oben in Richtung auf den Brennraum abzustreifen und zu fördern, kann der vom Zwischenstück gebildete Zylinderwandanteil mit einer feilen- oder sägezahn artigen Struktur derart versehen sein, daß die Span flächen in Richtung Zylinderdeckel weisen.

In der Zeichnung und der Beschreibung ist die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert und schematisch dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch eine herkömmliche Zylinderanordnung,

Fig. 2 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Zylinderanordnung,

Fig. 3 einen Schnitt durch eine andere Ausführungs form einer erfindungsgemäßen Zylinderanordnung und

Fig. 4 einen Schnitt durch die Wandung einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform.

In Fig. 1 ist eine herkömmliche Zylinderanordnung einer Brennkraftmaschine mit einem Maschinengestell 1, einer Kolbenlaufbuchse 2 mit einem Auflagebund 3 und mit einem Kolben 4 mit Kolbenringen 5 dargestellt.

Demgegenüber zeigt Fig. 2 eine erfindungsgemäße Zylinder anordnung mit einem Maschinengestell 6, eine Kolbenlauf buchse 7 mit einem Auflagebund 8 und einen Kolben 9 mit Kolbenringen 10. Oberhalb des Bereiches der Kolbenringe 10 ist auf dem Auflagebund 8 ein Zwischenstück 11 mit einem Kühlwasserraum 12 derart angeordnet, daß es den Oberteil des Kolbens 9 ringförmig umgreift und mit seinem Zylinder wandanteil 13 einen Teil der Brennraumwand bildet.

Fig. 3 zeigt eine Zylinderanordnung mit einer anderen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Zwischenstückes 14. Bei dieser Zylinderanordnung sind ein Maschinengestell mit 15, eine Kolbenlaufbuchse mit 16 und ein Auflagebund mit 17 sowie ein Kolben mit 18 und ein Zylinderdeckel mit 25 bezeichnet.

Schließlich ist in Fig. 4 noch eine weitere erfindungs gemäße Ausführungsform eines Zwischenstückes 19 für den Zylinder einer Brennkraftmaschine dargestellt.

Unter der Wirkung der bei der Verbrennung des Kraft stoffes auftretenden hohen Temperaturen und Drücke zeigt eine herkömmliche Zylinderanordnung eine Neigung der Kolbenlaufbuchse und ihres Auflagebundes sich zu ver ziehen, was in Fig. 1 übertrieben dargestellt ist. Kolbenlaufbuchse und Auflagebund erweitern sich in ihrem oberen Teil. Der Spalt zwischen Kolben 4 und Auflage bund 3 vergrößert sich.

Wenn nun am Kolbenrand 20 Ölkoks abgelagert wird, kann es nicht ausbleiben, wie durch einen Pfeil 21 angedeutet, daß der harte Koks in den erweiterten oberen Laufspalt oberhalb der Kolbenringe 5 gelangt. Durch die Schmirgel wirkung des Ölkoks treten Riefen zunächst im oberen Teil der Laufbuchse 2 auf, was durch die Pfeile 22 angedeutet ist. Eine derartige Riefenbildung kann leicht zu größeren Maschinenschäden und damit zu Betriebsstörungen führen.

Um einen Ölkoksansatz 23 in Grenzen zu halten und Be triebsstörungen zu vermeiden, ist erfindungsgemäß der Innendurchmesser d der Zwischenstücke 11, 14, 19 mindestens an einem Teil ihres Zylinderwandungsanteiles, z. B. 13, kleiner als der Innendurchmesser D der Kolbenlaufbuchse, z. B. 7 oder 16.

Die Zwischenstücke, die wegen ihres Anteiles am Brenn raum auch als "Feuerringe" oder "Flammringe" bezeichnet werden, können durch den gegenüber der Laufbuchse klei neren Durchmesser d auf den jeweiligen Kolben eine Kalibrierwirkung ausüben, so daß ein über das Maß des Durchmessers d hinausgehender Ölkoksansatz bei jedem Kolbenhub wieder abgestreift wird. Die Durchmesserver engung durch das Zwischenstück beläuft sich dabei auf Werte in der Größenordnung von 1 Promille.

Zur Verbesserung der Abstreifwirkung ist in Ausgestaltung der Erfindung weiter vorgesehen, wie in Fig. 3 durch einen Winkel α angedeutet, daß der Innendurchmesser d des Zwischenstückes 14 vom Auflagebund 17 der Laufbuchse 16 in Richtung auf den Zylinderdeckel 25 stetig abnimmt.

Außerdem kann es vorteilhaft sein, den die Zylinderwan dung bildenden Oberflächenanteil 13 bzw. 24 des Zwischen stückes 11 bzw. 14 zu härten, wie in den Fig. 2 und 3 durch Kreuze angedeutet.

Noch eine Verbesserung der Abstreifung des Ölkoks und seiner Förderung in Richtung Brennraum wird dadurch erzielt, daß der die Zylinderwand bildende Oberflächen anteil des Zwischenstückes 19, siehe Fig. 4, eine Feilen- oder Sägezahnstruktur aufweist.

Claims

1. Brennkraftmaschine, bei der in einem Maschinenge stell Kolbenlaufbuchsen mit jeweils einem Auflagebund angeordnet sind und zwischen jedem Auflagebund und einem abschließenden Zylinderdeckel ein die Zylinderwandung der Laufbuchse oberhalb des Kolbenringbereiches bildendes und mit einem Kühl kanal versehenes ringförmiges Zwischenstück ange ordnet ist, das einen kleineren Innendurchmesser als die Kolbenlaufbuchse aufweist, in der ein über Kolbenringe geführter Kolben verschiebbar angeord net ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (9) aus einem Zylinder mit einem durchgehend gleich bleibenden Außendurchmesser besteht, der mit seinem Kopfbereich in das mit einem gegenüber dem Innen durchmesser (D) der Kolbenlaufbuchse im Bereich von 1‰ (1 Promille) im Innendurchmesser (d) kleinere Zwischenstück eintauchend angeordnet ist.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß der Innendurchmesser des Zwi schenstückes (14) vom Auflagebund (17) der Kolben laufbuchse (16) in Richtung der Zylinderlängs achse bis zum Zylinderdeckel (25) stetig abnimmt.

3. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der die Zylinder wandung bildende Oberflächenteil (13; 24) des Zwischenstückes (11; 14) gehärtet ist.

4. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der die Zylinderwandung bildende Oberflächen teil des Zwischenstückes (19) in der Art eines Kalibrierwerkzeugs mit Spanflächen ausgeführt ist.