AT392351B - Hubkolben-brennkraftmaschine fuer optische untersuchungen im brennraum - Google Patents

Description

AT 392 351B

Die Erfindung bezieht sich auf eine Hubkolben-Brennkraftmaschine für optische Untersuchung»! im Brennraum, einem Trockenlaufzylindergehäuse, das auf dem Motorblock befestigt ist, und einer rohrförmigen Kolbenstange, welche auf dem ölgeschmierten Kolben der Brennkraftmaschine befestigt ist und an ihrem ober»! Ende einen Trockenlaufkolben mit Glasfenster trägt und längliche Aussparungen aufweist, welche die Einführung eines geneigten Spiegels von außen und die Umlenkung eines etwa horizontal ankommenden Lichtstrahles, z. B. Laserstrahles, in den Brennraum ermöglicht.

Die generelle Anordnung des zusätzlichen Aufbaues bei der obengenannten bekannten Ausführung ähnelt dem bekannten Aufbau eines Trockenlaufkompressors. Ein wesentlicher Unterschied zur bekannten Ausführung von Trockenlaufkompressoren besteht jedoch in den besonderen Voraussetzungen für die Abdichtung des Schmieröles, das vom ölgeschmierten Motorkolben nach oben durchgelassen wird.

Es ist bekannt, daß ölgeschmierte Kolben bei den im motorischen Betrieb vorkommenden Kolbengeschwindigkeiten nicht so absolut öldicht gemacht werden können, daß bei längerem Betrieb weder öltropfen noch Öldunst nach oben gelangen können. Das gilt ganz besonders dann, wenn über dem Kolben Untodruck oder auch nur mangelnder Gegendruck herrscht

Bei Brennkraftmaschinen für optische Untersuchung des Brennraumes besteht die Notwendigkeit, einerseits die Bauteile des zu untersuchenden Motors ohne größere Änderungen verwenden zu können, ohne z. B. das Kolbentriebwerk des Motors auf eine Kreuzkopfausführung umbauen zu müssen, und andererseits den unverzichtbaren Weg für die Lichtstrahlen in den Brennraum zu schaffen. Letztere Forderung setzt die hohle Kolbenstange mit großen länglichen Aussparungen voraus, die mit den bekannten Abdichtsystemen von Trockenlaufkompressoren nicht öldicht gemacht werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, die diese Aufbauten enthaltenden Lichtwege und Umlenkungseinrichtungen für den Lichtstrahl, während der Untersuchung vor Verschmutzung durch Öltropfen oder Öldunst zu schützen, um die teuren Einrichtungen auch bei längeren Untersuchungen in einwandfreiem Zustand, d. h. ohne den geringsten Ölbelag zu halten und umständliche Reinigungsprozeduren ölgetrübto Flächen zu vermeiden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß über der ölgeschmierten Zylinderbuchse und zwischen dem Trockenlaufzylindergehäuse und der rohrförmigen Kolbenstange mittels eines Dichtringes, z. B. eines Simmeringes oder eines Labyrinth-Ringes, ein Ringraum gebildet ist, welch» über mindestens eine längliche Aussparung der rohrförmigen Kolbenstange mindestens über ein»! Teil des Kolbenhubes belüft» wird, und daß ein Absauggebläse vorgesehen ist, welches fiter mindestens eine in den Ringraum führende Bohrung diesen entlüftet Auf diese Weise wird das aus dem ölgeschmiertem Kolben aus tretende öl bzw. der öldunst kurz nach dessen Austritt abgefang»i und nach außen abgeleitet, sodaß diese nicht zum Trockenlaufkolben und in den zu untersuchenden Brennraum gelangen können und somit das Glasfensto und die Lichtumleiteinrichtungen belagfrei bleiben. Der gebildete Ringraum wird über die länglichen Aussparungen in der rohrförmigen Kolbenstange über Teile des Kolbenhubes belüftet und durch das Absauggebläse über in den Ringraum führende Bohrungen entlüftet

Besonders vorteilhaft ist es, wenn, in weiterer Ausgestaltung der Erfindung, vier gleichmäßig am Umfang des Ringraumes verteilte Entlüftungsbohrungen und zwei diametral gegenüberliegende Aussparungen an der Koltenstange vorgesehen sind und je eine Entlüftungsbohrung etwa in der Mitte der Umfangserstreckung der Aussparungen vorgesehen ist.

In weiter» Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Belüftung des Ringraumes bei Teilen des Kolbenhubes, insbesond»e im Bereich des O.T., unterbrochen ist Auf diese Weise wird im Ringraum vorübergehend ein hoher Unterdrück erzeugt, der beim öffnen der Belüftungsöffnung bzw. -Öffnungen, besonders hohe Luftgeschwindigkeiten im Ringraum erzeugt Besonders kritisch sind die Ölpartikel, die während der O.T.-Stellung des ölgeschmierten Kolbens in den Ringraum gelangen. Nach der Erfindung wird die Belüftung des Ringraumes in der Umgebung der O.T.-Stellung unterbrochen, wodurch sich im Ringraum ein hoher Untodruck bildet Beim folgenden Überfahren der Dichtlippe des Dichtringes durch die Aussparungen in der Kolbenstange bricht Luft mit hoher Geschwindigkeit in den Ringraum ein, reißt angesammeltes Öl und Öldunst in die Bclüftungsbohrungen mit und verhindert so die Ölverschmutzung auch der Umgebung besonders wirksam.

Vorteilhaft kann die Spülluft durch die durch die Aussparungen gebildeten Belüftungsöffnungen und die Entlüftungsbohrungen abhängig von der Kolbenbewegung gesteuert sein.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert Es zeigen: Fig. 1 eine erfindungsgemäße Einzylinder-Brennkraftmaschine im Axialschnitt Fig. 2 die selbe Maschine im Schnitt nach der Linie (Π·Π) in Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie (ΠΣ·ΙΠ) in Fig. 2 und Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie (TV-IV) in Fig. 2.

Die Einzylinder-Hubkolben-Brennkraftmaschine besteht aus dem Motorblock (1), auf welchem mittels Schrauben (2') ein Trockenlaufzylindergehäuse (2) befestigt ist In den Motorblock (I) ist die Zylinderbüchse (3) eingesetzt, in welch» der ölgeschmierte Kolben (4), angetrieben durch die am Kolbenbolzen (5) angreifende Pleuelstange (6) auf- und abbewegt wird. In Fig. 1 und 2 ist dessen O.T.-Lage dargestellt. Am Kolben (4) ist die rohrförmige Koltenstange (7) mittels vier Schrauben (8) befestigt die am Bodenteil (7') der Kolbenstange (7) angreifen. Der Bodenteil (7') d» Koltenstange (7) bildet so den Kopfteil des Kolbens (4) und ist als solch» mit einer Gleitringdichtung (9) versehen, welche aus einem Gleitteil (10) aus Teflon oder dgl. und einem O-Ring (11) gebildet ist Der Kolben (4) weist eine gleichartige Gleitringdichtung (12) auf.

Die Kolbenstange (7) trägt an ihrem oberen Ende einen Trockenlaufkolben (13), welcher in der -2-

Claims (4)

1. AT 392 351B Trockenlaufbüchse (13') gelagert ist und in welchem ein Glasfenster (14) unter Zwischenlage von Dichtungen (15) und (16) mittels eines rohrförmigen Schraubteiles (17) befestigt ist. Dieser Schraubteil (17) weist eine elastische Ringpartie (18) auf, welche eine elastische und gleichmäßige Abstützung des Glasfensters (14) gewährleistet Die Kolbenstange (7) weist im Bereich des Trockenlaufkolbens (13) einen Führungsring (19) für Trockenlauf, z. B. aus Teflon, auf. Der Kühlwasserraum des Trockenlaufzylindergehäuses (2) ist mit (20), der Wasserzulauf mit (21) bezeichnet Auf dem Trockenlaufzylindergehäuse (2) sitzt der Zylinderkopf (22) mit dem Einlaßventil (23) und dem Auslaßventil (24). Das Auslaßrohr ist mit (25) bezeichnet Im Trockenlaufkolben (13) ist der Brennraum (26) vorgesehen, der auf der einen Seite vom Zylinderkopf (22) und auf der anderen Seite vom Glasfenster (14) begrenzt ist Die Kolbenstange (7) weist zwei diametral gegenüberliegende Aussparungen (27) auf, welche etwa die doppelte Länge des Kolbenhubes aufweisen. Korrespondierend damit sind die Ausnehmungen (28) im unteren Teil des Trockenlaufzylindergehäuscs (2), wodurch der untere Teil ständig für Spiegel etc. offen ist Erfindungsgemäiß ist oberhalb der ölgeschmierten Zylinderbüchse (3) und zwischen dem Trockenlaufzylindergehäuse (2) und der Kolbenstange (7) ist ein Ringraum (29) gebildet der nach außen durch den Dichtring (30) abgeschlossen ist Die Dichtlippe (31) dieser z. B. aus Gummi bestehenden Dichtung kann nötigenfalls auch durch eine Spiralfeder unterstützt sein. Der Dichtring (30) ist z. B. an einem Blechgehäuse (31) anvulkanisiert; am äußeren Umfang kann auch noch eine Gummischicht (32) vorgesehen sein. Der Ringraum (29) ist über Bohrungen (33) und (34) im Trockenlaufzylindergehäuse (2) mit einem nichtdargestellten Absauggebläse über Schläuche (35) und (36) verbunden. In der dargestellten O.T.-Lage des Kolbens (4) befinden sich die unteren Begrenzungen der Aussparungen (27) außerhalb des durch die Dichtlippe (30') begrenzten Ringraumes (29), sodaß das Absauggebläse im Ringraum (29) einen hohen Unterdrück erzeugt Bewegt sich der Kolben (4) und damit die Kolbenstange (7) nach unten, so kommt der Ringraum (29) plötzlich über die Aussparungen (27) mit der Atmosphäre in Verbindung, sodaß atmosphärische Luft in den Ringraum stürmisch einströmt zumal diese Spülluft gleichzeitig auch über die Kanäle (33) und (34) abgesaugt wird. Auf diese Weise werden alle Ölpartikel, welche sich im Ringraum (29) befinden, zu den Saugbohrungen (33), (34) nach außen befördert. Durch entsprechende Formgebung und Anordnung der Aussparungen (27) einerseits und durch eine entsprechende Steuerung des Absauggebläses kann der Reinigungsvorgang des Ringraumes (29) optimiert werden. Die Elemente des oben beschriebenen Aufbaues sind auch bei Mehrzylindermotoren für optische Untersuchungen mit den beschriebenen Vorteilen anwendbar. PATENTANSPRÜCHE 1. Hubkolben-Brennkraftmaschine für optische Untersuchungen im Brennraum, einem Trockenlaufzylindergehäuse, das auf dem Motorblock befestigt ist, und einer rohrförmigen Kolbenstange, welche auf dem ölgeschmierten Kolben der Brennkraftmaschine befestigt ist und an ihrem oberen Ende einen Trockenlaufkolben mit Glasfenster trägt und längliche Aussparungen aufweist, welche die Einführung eines geneigten Spiegels von außen und die Umlenkung eines etwa horizontal ankommenden Lichtstrahles, z. B. Laserstrahles, in den Brennraum ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, daß über der ölgeschmierten Zylinderbüchse (3) und zwischen dem Trockenlaufzylindergehäuse (2) und der rohrförmigen Kolbenstange (7) mittels eines Dichtringes (30), z, B. eines Simmerringes oder eines Labyrinth-Ringes, ein Ringraum (29) gebildet ist, welcher über mindestens eine längliche Aussparung (27) der rohrförmigen Kolbenstange (7) mindestens über einen Teil des Kolbenhubes belüftet wird, und daß ein Absauggebläse vorgesehen ist, welches über mindestens eine in den Ringraum (29) führende Bohrung (33,34) diesen entlüftet
2. 2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vier gleichmäßig am Umfang des Ringraumes (29) verteilte Entlüftungsbohrungen (33,34) und zwei diametral gegenüberliegende Aussparungen (27) an der Kolbenstange (7) vorgesehen sind und je eine Entlüftungsbohrung (34) etwa in der Mitte der Umfangserstreckung der Aussparungen (27) vorgesehen ist
3. 3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Belüftung des Ringraumes (29) bei Teilen des Kolbenhubes, insbesondere im Bereich des O.T., unterbrochen ist -3- 5 AT 392 351B
4. 4. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spülluft durch die durch die Aussparungen (27) gebildeten Belüftungsöffnungen und die Entlüftungsbohrungen (33, 34) abhängig von der Kolbenbewegung gesteuert ist Hiezu 3 Blatt Zeichnungen -4-