Claims (5)
PATENTANSPRÜCHEPATENT CLAIMS
1. Zylindereinsatz einer Hubkolbenbrennkraftmaschine, mit mehreren in der Wand des Einsatzes vorgesehenen Bohrungen für ein strömendes Kühlmittel, dadurch gekennzeichnet, dass in den Bohrungen mindestens auf ihrer dem Zylinderraum zugewendeten Fläche und mindestens im Bereich der obersten Kolbenringe bei im oberen Totpunkt befindlichem Kolben eine den Wärmefluss vom Zylinderraum zum Kühlmittel dämmende Schicht vorgesehen ist.1. Cylinder insert of a reciprocating internal combustion engine, with several bores provided in the wall of the insert for a flowing coolant, characterized in that in the bores, at least on their surface facing the cylinder chamber and at least in the area of the top piston rings when the piston is at top dead center, there is a flow of heat is provided insulating layer from the cylinder chamber to the coolant.
2. Zylindereinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wärmedämmende Schicht in jeder Bohrung von einem Luftspalt gebildet ist, der zwischen der die Bohrung begrenzenden Fläche und einem in der Bohrung angebrachten Rohr von etwas kleinerem Durchmesser als die Bohrung vorhanden ist.2. Cylinder insert according to claim 1, characterized in that the thermally insulating layer in each bore is formed by an air gap existing between the surface delimiting the bore and a tube mounted in the bore and of slightly smaller diameter than the bore.
3. Zylindereinsatz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Enden des Rohres auf den Innendurchmesser der Bohrung verdickt sind und mit diesen verdickten Enden in der Bohrung, gegebenenfalls unter Verwendung von Dichtmitteln, fixiert sind.3. Cylinder insert according to claim 2, characterized in that the ends of the tube are thickened to the inner diameter of the bore and are fixed with these thickened ends in the bore, optionally using sealants.
4. Zylindereinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wärmedämmende Schicht in jeder Bohrung von einem in der Bohrung angeordneten Kunststoffrohr gebildet ist, das etwa gleichen Aussendurchmesser aufweist wie der Innendurchmesser der Bohrung.4. Cylinder insert according to claim 1, characterized in that the heat-insulating layer in each bore is formed by a plastic tube which is arranged in the bore and has approximately the same outside diameter as the inside diameter of the bore.
5. Zylindereinsatz nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffrohr in der Bohrung durch in diese eingesetzte Spreizringe fixiert ist.5. Cylinder insert according to claim 4, characterized in that the plastic tube is fixed in the bore by expanding rings used in this.
Die Erfindung betrifft einen Zylindereinsatz einer Hubkolbenkraftmaschine, mit mehreren in der Wand des Einsatzes vorgesehenen Bohrungen für ein strömendes Kühlmittel.The invention relates to a cylinder insert of a reciprocating engine, with a plurality of bores provided in the wall of the insert for a flowing coolant.
Bei bekannten Zylindereinsätzen dieser Art kommt es vor, dass durch die Kühlwirkung des Kühlmediums die Temperatur der Zylinderfläche soweit abgekühlt wird, dass der Taupunkt der Verbrennungsgase unterschritten wird. Bei stark schwefelhaltigen Brennstoffen kann dies wegen der Schwefelsäurebildung zu Korrosionen führen, was zusammen mit der Reibbeanspruchung durch die Kolbenringe, insbesondere im Bereich der obersten Kolbenringe im oberen Totpunkt zu starker Abnützung der Lauffläche des Zylindereinsatzes führt.In known cylinder inserts of this type, the temperature of the cylinder surface is cooled to such an extent by the cooling effect of the coolant that it falls below the dew point of the combustion gases. In the case of fuels with a high sulfur content, this can lead to corrosion due to the formation of sulfuric acid, which, together with the frictional stress from the piston rings, particularly in the area of the top piston rings at top dead center, leads to heavy wear on the running surface of the cylinder insert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Zylindereinsatz der eingangs genannten Art so zu verbessern, dass Taupunktunterschreitungen vermieden werden.The object of the invention is to improve a cylinder insert of the type mentioned at the outset in such a way that falling below the dew point is avoided.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst,According to the invention, this object is achieved in that
dass in den Bohrungen mindestens auf ihrer dem Zylinderraum zugewendeten Fläche und mindestens im Bereich der obersten Kolbenringe bei im oberen Totpunkt befindlichem Kolben eine den Wärmefluss vom Zylinderraum zum Kühlmittel dämmende Schicht vorgesehen ist.that in the bores, at least on their surface facing the cylinder chamber and at least in the region of the uppermost piston rings when the piston is in top dead center, a layer is provided that insulates the flow of heat from the cylinder chamber to the coolant.
Durch die Anordnung der wärmedämmenden Schicht bleibt die Oberflächentemperatur der Zylinderlauffläche oberhalb der Taupunkttemperatur, so dass auch bei Verbrennung stark schwefelhaltiger Brennstoffe keine Schwefelsäurebildung im Zylinderraum eintreten kann. Damit werden also auf einfache Weise Korrosionen sowie Abnützungen an der Lauffläche des Zylindereinsatzes vermieden.Due to the arrangement of the heat-insulating layer, the surface temperature of the cylinder running surface remains above the dew point temperature, so that no sulfuric acid can form in the cylinder chamber even when fuels with a high sulfur content are burned. This is a simple way of avoiding corrosion and wear and tear on the running surface of the cylinder insert.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:Two exemplary embodiments of the invention are explained in more detail in the following description with reference to the drawing. Show it:
Fig.l einen Axialschnitt durch den oberen Teil eines Zylindereinsatzes undFig.l an axial section through the upper part of a cylinder insert and
Fig. 2 und 3 je einen Axialschnitt durch eine Bohrung mit verschiedenen Wärmedämmschichten.2 and 3 each an axial section through a bore with different thermal insulation layers.
Gemäss Fig. 1 ist der obere flanschartig verdickte Teil 1 eines Zylindereinsatzes 2 einer Hubkolbenbrennkraftmaschine, z.B. eines Viertaktdieselmotors, mit mehreren Bohrungen 3 versehen, die in an sich bekannter Weise geradlinig und schräg zu einer Fläche verlaufen, die senkrecht zur Zylinderachse steht. Infolge dieser Anordnung der Bohrungen sind in Fig. 1 zwei davon im Schnitt zu sehen. Am oberen Ende steht jede Bohrung 3 über eine radiale Bohrung 4 mit der Aussenfläche des Flansches 1 in Verbindung. Im Zylindereinsatz 2 ist ein Kolben 5 auf und ab bewegbar gelagert, von dem in Fig. 1 nur der obere Teil mit den drei obersten Kolbenringen 6 zu sehen ist. Der oberhalb des Kolbens 5 befindliche Zylinderraum 8, in dem die Verbrennung stattfindet, ist nach oben durch einen nicht dargestellten Zylinderdeckel begrenzt. Der Zylindereinsatz 2 ist in an sich bekannter, nicht dargestellter Weise in einem Kurbelgehäuse angeordnet, in dem ein flüssiges Kühlmittel, z.B. Wasser, zirkuliert. Das Kühlwasser tritt in die in Fig. 1 unteren Enden der Bohrungen 3 ein und verlässt den Zylindereinsatz 2 über die Bohrungen 4, von wo es über nicht dargestellte Leitungen in Kühlwasserkanäle des Zylinderdeckels strömt.According to Fig. 1, the upper, flange-like, thickened part 1 of a cylinder insert 2 of a reciprocating internal combustion engine, e.g. a four-stroke diesel engine, is provided with a plurality of bores 3 which, in a manner known per se, run in a straight line and at an angle to a surface which is perpendicular to the cylinder axis. As a result of this arrangement of the bores, two of them can be seen in section in FIG. At the upper end, each bore 3 is connected to the outer surface of the flange 1 via a radial bore 4 . In the cylinder insert 2, a piston 5 is mounted so that it can move up and down, of which only the upper part with the top three piston rings 6 can be seen in FIG. The cylinder chamber 8 located above the piston 5, in which the combustion takes place, is delimited at the top by a cylinder cover, not shown. The cylinder insert 2 is arranged in a manner known per se and not shown in a crankcase in which a liquid coolant, e.g. water, circulates. The cooling water enters the lower ends of the bores 3 in FIG. 1 and leaves the cylinder insert 2 via the bores 4, from where it flows into cooling water channels of the cylinder cover via lines (not shown).
Erfindungsgemäss ist in jeder der Bohrungen 3 eine wärmedämmende Schicht vorgesehen, die gemäss Fig. 1 und 2 von einem Luftspalt 10 gebildet ist. Der Luftspalt 10 befindet sich zwischen der Begrenzungsfläche der Bohrung 3 und einem in der Bohrung angebrachten Metallrohr 11, das über den grössten Teil seiner Länge etwas kleineren Durchmesser aufweist als die Bohrung. Die beiden verdickten Enden des Rohres 11 haben etwa den gleichen Durchmesser wie die Bohrung 3, sodass der Luftspalt 10 an beiden Seiten durch die verdickten Enden des Rohres 11 verschlossen ist, wobei im Bereich dieser verdickten Enden an sich bekannte Dichtmittel angewendet werden können. Durch den Luftspalt 10 wird eine Dämmung des Wärmeflusses vom Zylinderraum 8 zum das Rohr 11 durchströmenden Kühlwasser erreicht, sodass gegenüber der bekannten Kühlung die Temperatur der Lauffläche 9 des Zylindereinsatzes höher liegt und damit an dieser Fläche keine Taupunktunterschreitung auftreten kann.According to the invention, a heat-insulating layer is provided in each of the bores 3, which is formed by an air gap 10 according to FIGS. The air gap 10 is located between the boundary surface of the bore 3 and a metal tube 11 fitted in the bore, which has a somewhat smaller diameter than the bore over most of its length. The two thickened ends of the tube 11 have approximately the same diameter as the bore 3, so that the air gap 10 is closed on both sides by the thickened ends of the tube 11, with known sealing means being able to be used in the area of these thickened ends. The air gap 10 insulates the flow of heat from the cylinder chamber 8 to the cooling water flowing through the pipe 11, so that the temperature of the running surface 9 of the cylinder insert is higher than in the known cooling system and the temperature on this surface cannot fall below the dew point.
Die gleiche Wirkung wird mit der Ausführungsform gemäss Fig. 3 erreicht, bei der die wärmedämmende Schicht in jeder Bohrung 3 aus einem Kunststoffrohr 15 besteht, das vorzugsweise an der Begrenzungsfläche der Bohrung 3 anliegt. In axialer Richtung ist das Kunststoffrohr 15 durch federnde Ringe 16 und 17 fixiert, die sich durch Spreizwir-kung an die Bohrung anlegen. Das Kunststoffrohr 15 stösst mit seinen beiden Stirnflächen an die Ringe 16 und 17 an. Als Werkstoff für das Kunststoffrohr 15 hat sich z.B. Poly vinyli-denfluorid (PVDF) als besonders gut geeignet erwiesen.The same effect is achieved with the embodiment according to FIG. The plastic tube 15 is fixed in the axial direction by resilient rings 16 and 17, which rest against the borehole by means of a spreading effect. The plastic tube 15 abuts the rings 16 and 17 with its two end faces. Polyvinylidene fluoride (PVDF), for example, has proven to be particularly suitable as a material for the plastic tube 15 .
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ss
1010
1515
2020
2525
3030
3535
4040
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BB
1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings