CH657667A5

CH657667A5 - Kolbenbrennkraftmaschine mit einem kolbenring und einer schmieroeffnungen aufweisenden zylinderlaufflaeche.

Info

Publication number: CH657667A5
Application number: CH4884/82A
Authority: CH
Inventors: Goosen Joop Hellingman
Original assignee: Sulzer Ag
Priority date: 1982-08-16
Filing date: 1982-08-16
Publication date: 1986-09-15
Also published as: DE3231336A1; JPS5949355A; DK276883D0; IT8322440A1; DK154905B; IT1164379B; DK276883A; GB8320671D0; JPS6410653B2; GB2125515B; DE3231336C2; IT8322440A0; DK154905C; SU1304753A3; GB2125515A

Description

Die Erfindung betrifft eine Kolbenbrennkraftmaschine mit einem Kolbenring und einer Schmieröffnungen aufweisenden Zylinderlauffläche.

Kolbenbrennkraftmaschinen dieser Art weisen den Nachteil einer ungenügenden Ölverteilung in Umfangsrichtung auf, da der Kolbenring beim Überstreichen der Schmieröffnungen eine Abstreifwirkung ausübt, wobei die zylinderkopfseitigen, der Lauffläche zugekehrten Kanten desselben das aus der jeweiligen Schmieröffnung austretende Öl wulstartig bzw. als Tropfen in Axialrichtung des Zylinders verschiebt. Die Folge ist, dass sich in der unmittelbaren Umgebung der Schmieröffnung eine übermässige Ölkonzentration ergibt, während im mittleren Bereich zwischen zwei Schmieröffnungen ein mangelhafter Schmierfilm vorliegt. Hierdurch ergibt sich eine übermässig rasche Abnutzung des Zylindereinsatzes im Bereich zwischen den Schmieröffnungen mit entsprechend verschlechterten Laufeigenschaften und Erhöhung des Schmiermittelverbrauchs der Kolbenbrennkraftmaschine.

Zwar ist es z.B. gemäss der CH-PS 616 989 bekannt, die Schmieröffnungen als schräge Schmiernuten in der Zylinderwand auszubilden. Diese Ausführung ist jedoch mit verhältnismässig hohen Fertigungskosten verbunden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kolbenbrennkraftmaschine der eingangs genannten Art zu schaffen, welche bei verhältnismässig geringen Fertigungskosten eine gleichförmige Ölverteilung in Umfangsrichtung gewährleistet und somit verbesserte Laufeigenschaften bei verringertem Schmiermittelverbrauch aufweist.

Die Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, dass in der Lauffläche des Kolbenrings wenigstens eine sich in dessen Axialrichtung bis zur zylinderkopfseitigen Stirnfläche des Kolbenrings erstreckende Ausnehmung mit einem in der Lauffläche desselben schräg zur Umfangsrichtung verlaufenden kurbelwellenseitigen Begrenzungsrand vorgesehen ist.

Hierdurch lässt sich beim Überstreichen der Schmieröffnungen durch den Kolbenring eine pflugartige Ausbreitung des Schmieröls in Umfangsrichtung über die ganze Zylinderlauffläche erreichen, wobei die Schmieröffnungen als einfache Kapillarbohrungen ausgestaltet sein können. Auf kostspielige Schmiernutenanordnungen in der Zylinderlauffläche kann somit verzichtet werden.

Nach einer besonders vorteilhaften Ausführung der Erfindung kann die Ausnehmung eine konkav gewölbte Fläche aufweisen. Hierdurch ist eine zusätzliche Ölspeicherwirkung der Ausnehmung gewährleistet.

Nach einer anderen Ausführung der Erfindung kann der Kolbenring in seiner Lauffläche eine sich quer zur Kolbenringachse erstreckende Nut aufweisen, wobei die Nut über wenigstens zwei quer zur Umfangsrichtung verlaufende Kanäle mit der dem Zylinderkopf zugekehrten Seite des Kolbenrings verbunden ist und sich die Ausnehmung zwischen den zylinderkopfseitigen Mündungen von jeweils zwei aufeinander folgenden Kanälen erstreckt. Hierdurch lässt sich die durch die Kolbenringnut an sich bekannte Ölspeicherwirkung noch zusätzlich erhöhen.

Schliesslich kann die Massnahme getroffen sein, dass die Nut und/oder Kanäle schräg zur Umfangsrichtung verlaufen und dass der kurbelwellenseitige Begrenzungsrand der Ausnehmung die gleiche Schrägungsrichtung wie die Nut und/ oder Kanäle aufweist. Hierdurch wird eine zusätzliche Ver-grösserung der pflugartigen Ölverteilwirkung der Ausnehmung erreicht.

Die nähere Erläuterung der Erfindung erfolgt anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit nachstehender Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch den Zylinder einer Kolbenbrennkraftmaschine mit einem darin befindlichen, mit Kolbenringen versehenen Kolben,

Fig. 2 einen Abschnitt eines der Kolbenringe nach Fig. 1 in vergrösserter Darstellung von vorne, in seiner Ringebene betrachtet,

Fig. 3 einen Grundriss zu Fig. 2,

Fig. 4 einen Abschnitt eines anderen Kolbenrings in mit Fig. 2 analoger Darstellung,

Fig. 5 einen Grundriss zu Fig. 4,

Fig. 6 einen Abschnitt eines gasdichten Kolbenrings in mit Fig. 2 analoger Darstellung,

Fig. 7 einen Schnitt gemäss der Linie VII-VII nach Fig. 4, und

Fig. 8 einen Schnitt gemäss der Linie VIII-VIII nach Fig.

6.

Eine Zylinderbüchse 10 (Fig. 1) einer Zweitakt-Dieselmaschine, z. B. für Schiffsbetrieb, ist in bekannter Weise mit Einlassöffnungen 12 und Auslassöffnungen 14 versehen und weist an ihrer inneren Zylinderwand 16 Schmierbohrungen 20 auf, welche mit Schmieröl gespeist werden. In der Zylinderbüchse 10 ist ein Kolben 22 beweglich angeordnet mit einem Oberteil 24, in welchem in Kolbenringnuten Kolbenringe 25 konventioneller Art sowie Kolbenringe 26,28,30 mit Ausnehmungen bzw. über den Umfang verlaufenden Nuten und Kanälen geführt sind. An den Oberteil 24 schliesst sich ein Unterteil 32 an, der eine im wesentlichen zylindrische Aus-senfläche aufweist, deren Aussendurchmesser etwas geringer ist als der Aussendurchmesser des Oberteils 24. Der Kolben 22 ist an einer nicht dargestellten Kolbenstange befestigt, deren anderes Ende in bekannter Weise an einem nicht dargestellten Kreuzkopf angelenkt ist.

Der Kolbenring 26 (Fig. 2,3) weist in bekannter Weise eine zum Anpressen an die Zylinderwand 16 der Zylinderbüchse 10 bestimmte Lauffläche 34 sowie als Schloss einen Schlitz 38 auf, welcher eine Federung und ein Anpressen der Lauffläche 34 an die Zylinderwand 16 gestattet.

Erfindungsgemäss weist der Kolbenring 26 in seiner Lauffläche wenigstens eine sich in dessen Axialrichtung bis zur

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zylinderkopfseitigen Stirnfläche 39 des Kolbenrings erstrek-kende Ausnehmung 40 mit einem in der Lauffläche 34 desselben schräg zur Umfangsrichtung verlaufenden kurbelwellenseitigen Begrenzungsrand 42 auf. Die Ausnehmung 40 weist eine ebene, schräge Fläche 36 auf, welche gemäss Fig. 7 zur oberen Stirnfläche 39 des Rings unter einem Winkel a verläuft, der zweckmässigerweise mehr als etwa 10° beträgt, jedoch kleiner als 90° ist.

Der Kolbenring 28 (Fig. 4, 5) weist eine über den Umfang desselben verlaufende Nut 37 auf und ist mit senkrecht zur Umfangsrichtung verlaufenden Kanälen 41 versehen, zwischen welchen sich die Ausnehmungen 43 erstrecken. Die Nut 37 weist einen halbkreisförmigen Querschnitt auf.

Der gasdichte Kolbenring 30 (Fig. 6, 8) weist als Schloss 44 an seinen Enden ineinandergreifende Lappen 46,48 auf, wie z.B. aus der CH-PS 482 954 bekannt ist. In diesem Fall ist eine schraubenlinienförmige Nut 50 vorgesehen, welche vor dem Schloss 44 endet, wobei schräg zur oberen Stirnfläche verlaufende Kanäle 52 in die schraubenlinienförmig verlaufende Nut 50 einmünden.

Wie im vorgehenden Beispiel erstrecken sich die Ausnehmungen 54 zwischen den Kanälen 52. Der kurbelwellenseitige Begrenzungsrand 55 weist in diesem Falle die gleiche Schrägungsrichtung auf wie die Nut 50 bzw. die Kanäle 52.

Wie aus Fig. 8 hervorgeht, weist die Ausnehmung 54 in diesem Fall eine konkav gewölbte Fläche 53 auf, während die Nut einen dreieckförmigen Querschnitt aufweist, welcher in an sich bekannter Art und Weise zusätzlich eine Abnützungs-5 und Lagebestimmung für die Kolbenringe gestattet.

Für ein Betriebsbeispiel der zuletzt beschriebenen Kolbenbrennkraftmaschine wird angenommen, dass sich der Kolben 22 unter Einwirkung des Gasdruckes aus seiner unteren Totpunktlage in Richtung zum Zylinderkopf bewegt, io wobei gemäss Fig. 6 eine pflugartige Ausbreitung eines Schmierfilms des in der Ausnehmung 54 gespeicherten Schmieröls durch den schrägen Begrenzungsrand 55 stattfindet und die schematisch dargestellte Schmierbohrung 20 mit der Nut 50 koinzidiert. Gemäss den Pfeilen 56 strömt Gas 15 durch den Kanal 52 bzw. durch die Nut 50, wonach das Gas über die Schmierbohrung 20 strömt und die Schmierölverteilung in Umfangsrichtung beschleunigt. Zusätzlich dienen die Kanäle 52 zum Druckausgleich in Verbindung mit der Nut 50.

20 Es versteht sich, dass die Ausnehmungen 40,43, 54 auch als sich in einem Stück im wesentlichen über den ganzen Umfang des Kolbenrings erstreckend ausgebildet sein können.

3 Blatt Zeichnungen

Claims

657 667 PATENTANSPRÜCHE

1. Kolbenbrennkraftmaschine mit einem Kolbenring und einer Schmieröffnungen aufweisenden Zylinderlauffläche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Lauffläche (34) des Kolbenrings (26,28,30) wenigstens eine sich in dessen Axialrichtung bis zur zylinderkopfseitigen Stirnfläche (39) des Kolbenrings (26,28,30) erstreckende Ausnehmung (40,43, 54) mit einem in der Lauffläche (34) desselben schräg zur Umfangs-richtung verlaufenden kurbelwellenseitigen Begrenzungsrand (42, 55) vorgesehen ist.

2. Kolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (54) eine konkav gewölbte Fläche (53) aufweist.

3. Kolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenring (28,30) in seiner Lauffläche (34) eine sich quer zur Kolbenringachse erstreckende Nut (37, 50) aufweist, dass die Nut (37, 50) über wenigstens zwei quer zur Umfangsrichtung verlaufende Kanäle (41, 52) mit der dem Zylinderkopf zugekehrten Seite des Kolbenrings (28,30) verbunden ist, und dass sich die Ausnehmung (43, 54) zwischen den zylinderkopfseitigen Mündungen von jeweils zwei aufeinanderfolgenden Kanälen (41, 52) erstreckt.

4. Kolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (50) und/oder Kanäle (52) schräg zur Umfangsrichtung verlaufen und dass der kurbel-wellenseitige Begrenzungsrand (55) der Ausnehmung (54) die gleiche Schrägungsrichtung wie die Nut (50) und/oder Kanäle (52) aufweist.