CN1080821C - 一种在汽缸中设有刮炭环的内燃机 - Google Patents

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Abstract

一种单流扫气的二冲程十字头型发动机,在汽缸内有一个刮炭环并有一个可在汽缸内沿纵向移动且设有活塞环(19,19’)的活塞(18),这些活塞环在活塞移动时沿汽缸的基本上圆筒形的内表面滑动并在活塞下方容积和工作室(20)之间产生压力密封隔离,工作室(20)安置在活塞的最上活塞环上方并由最上活塞环(19’)、活塞(18)、汽缸内表面和汽缸盖(8)形成。刮炭环从汽缸内表面凸出并环形地沿其延伸在一个轴向位置中,使得当活塞位于其顶部死点位置时最上活塞环位于刮炭环下边缘附近。刮炭环(23)在其圆筒形内表面中设有若干泄漏槽(24),这些泄漏糟从刮炭环的下表面到项面相对于汽缸的纵轴倾斜地延伸。或者是,泄漏糟可以设置在位于最上活塞环上方的最上活塞区段(21)的圆筒形外表面中。

Description

一种在汽缸中设有刮炭环的内燃机
本发明涉及一种内燃机,该内燃机在汽缸内有一个刮炭环并有一个可在汽缸内沿纵向移动且设有活塞环的活塞,这些活塞环在活塞移动时沿汽缸的基本上圆筒形的内表面滑动并在活塞下方容积和工作室之间产生压力密封隔离,工作室安置在活塞的最上活塞环上方并由最上活塞环、活塞、汽缸内表面和汽缸盖形成,刮炭环从汽缸内表面凸出并环形地延伸在一个轴向位置中,使得当活塞位于其顶部死点位置时该最上活塞环位于刮炭环下边缘附近。
已知在汽缸盖中设有进气门和排气门的四冲程发动机有一个刮炭环。刮炭环的目的是从安置在最上活塞环上方的圆柱形最上活塞区段刮去焦炭沉积物(积炭)。
最上活塞环形成位于活塞环上方最上活塞区段和汽缸内表面之间的环形空间内燃烧室的下限。因此,一部分燃烧产物将进入该环形空间并沉积在最上活塞区段的外表面上。从汽缸内表面来的润滑油也可能溅滴在该外表面上。油的残滓和沉积的燃烧产物受到燃烧的强热影响,并在发动机运行时转化为活塞外表面上的附着的焦炭层。如果不使用刮炭环,焦炭层的厚度将增大,直到它接触汽缸的内表面。
为了避免汽缸和活塞环的损伤,在这些可以互相移动的部件之间保持一个合适的润滑油薄层是重要的。当活塞周面上的焦炭层聚集到其最大厚度并与汽缸内表面接触时,它将与薄油层干扰并吸收和/或刮去一些油,这负面地影响润滑状态。在最坏的情况下,润滑状态将局部地变坏到活塞环或衬筒产生损伤。
已知四冲程发动机中的刮炭环限制焦炭层的厚度,其过程是当活塞移近其顶部死点位置而最上活塞区段往复通过刮炭环时,刮炭环的上下环形边缘刮平接触这些边缘的焦炭。因为刮炭环从汽缸的内表面凸出,所以焦炭层就不会达到使焦炭层和汽缸内表面之间接触的厚度。
因为已知的带刮炭环的发动机是一种四冲程发动机而四冲程发动机中的进气门和排气门位于汽缸盖中,所以发动机的其它操作条件大部分不受用不用到炭环的影响。在四冲程发动机中,汽缸的扫气由每个工作冲程之间的独立的活塞冲程实现,而供应燃烧的空气是由在后随的向下吸气冲程中由上向下通过进气门而提供的。因此,刮炭环对汽缸的扫气和充气不产生影响。四冲程发动机中刮炭环获得的有利结果的一个更重要因素是活塞本身相对于汽缸内表面的移动。四冲程周期在每隔一次的向上冲程中涉及一个在活塞上的不同负载,在每隔一次负载类型发生变化的向下冲程中也是如此。结果是,靠近顶部死点位置的活塞径向位置始终变化,使得刮炭环刮去焦炭的深度大于其本身内径的对应深度,由此在焦炭复盖的最上活塞区段和刮炭环之间自动产生一个游隙。在具有单流挡气作用的二冲程十字头型发动机中情况不是如此简单,而采用从四冲程发动机中已知的刮炭环的实验已经显示麻烦的操作问题,这些问题是特定燃料的消耗增大,特别是最上活塞环受到损伤,后一问题令人惊奇,因为原先预期的是刮炭环实际上应当改进这些活塞环的润滑状态。
本发明的目的是弥补上述缺点并使得可以在一个二冲程十字头型发动机中有利地利用一个刮炭环。
有鉴于此,本发明的特征在于,该发动机是一种具有单流扫气的二冲程十字头型发动机,有多个位于下汽缸区段中的清除空气孔,刮炭环在其圆筒形内表面中设有若干泄漏槽,这些泄漏槽从刮炭环的下表面到顶面相对于汽缸的纵轴倾斜地延伸。
假定在二冲程发动机中使用已知的刮炭环所显示的缺点可以用下述机制来解释。在二冲程十字头型发动机中活塞在每次向上移动期间完成一个压缩冲程而在每次向下移动期间完成一个工作冲程。这意味着,每次活塞上下通过刮炭环时,活塞以大部分同样的方式加载,因此活塞在靠近顶端死点位置处完成一个均匀而重复的运动图形。朝向均匀运动图形的倾向由于十字头而得到加强,该十字头引导活塞杆的下端沿汽缸的纵轴进行纯粹平移运动。因此沉积在活塞周面上的焦炭将累积到一个刚巧配合刮炭环的形状,以致在刮炭环和最上活塞区段之间存在很小的游隙。当活塞顶部通过压缩冲程中的刮炭环时,一个在带焦炭层的活塞的外表面和汽缸内表面之间的环形空腔沿轴向限定在凸出的刮炭环和最上活塞环之间。活塞的向上运动使环形空腔沿轴向快速缩短,随后强烈地压缩环形空腔中的空气,该空气在最上活塞环上产生一个强烈增大的负载。
刮炭环的圆筒形内表面中的泄漏槽减小或消除该环形空腔中的压力积累,因为其中的空气可以通过泄漏槽逸出到活塞顶部上方的一部分工作室中。这使最上活塞环免于遭受由于刮炭环的存在而增大的负载。这一因素在现时的大型二冲程十字头型发动机中是特别重要的,这种发动机向着极高的有效压缩比(如1∶16至1∶20)发展,这在发动机自身中产生在活塞环上的极大负载。
泄漏槽的倾斜行程可以保证焦炭在与泄漏槽对置的区域内也被刮掉。与泄漏槽的下开口相对的焦炭沉积部分将不会遇到刮炭环的下边缘,但在连续的活塞向上运动期间将通过泄漏槽的上边缘并在此处被刮掉到所要的尺寸。在槽中刮掉的炭粒由通过槽鼓吹的泄漏空气向上通入活塞上方的空间中。
另外,泄漏槽抵消增大的燃料消耗。如果没有泄漏槽,当活塞顶部位于一个等于或高于刮炭环的高度时,在燃烧的第一部分期间有效的活塞面积将减小,因为刮炭环将阻止工作室中的压力增大向下传入最上活塞环,在该处有效的活塞面积盖住汽缸的整个截面积。在压缩冲程和工作冲程期间泄漏槽减小或消除横跨刮炭环的压力降,因此特定燃料的消耗基本上不受用不用刮炭环的影响。
在具有高的汽缸输出如1500至5500KW的大型二冲程柴油发动机中,刮炭环有另一个特别有利的效果,在这种发动机中燃料利用两个、三个或四个发射方向特定的雾化燃料雾的燃料喷射器喷入汽缸。燃料的燃烧产生相当集中的热影响,但是因为刮炭环盖住最上活塞环而活塞靠近其顶部死点位置(该处热负载最大)并仅仅使热气通过泄漏槽通到活塞,所以热负载更加均匀地跨越最上活塞环分布,从而同时保护汽缸内表面上的对热敏感的润滑油薄层(油膜)。两个因素有利于活塞环封装的更好的操作条件并增加防止活塞上的焦炭接触润滑油薄层的效果。
作为在刮炭环圆筒形内表面中设置泄漏槽的替代办法,也可以在本发明的范围内设计在引言中提到的在汽缸内有刮炭环的内燃机,其方式的特征在于,该发动机是一种具有单流扫气的二冲程十字头型发动机,有多个位于下汽缸区段中的扫气空气孔,位于最上活塞环上方的最上活塞区段在其圆柱形外表面中设有若干泄漏槽,它们从活塞区段的顶部向下延伸到具有最上活塞环的环形槽处的区域。在这种情况下,刮炭环的圆筒形内表面可以形成为一个附着的圆筒形表面。在每个发动机周期期间,泄漏槽通过压缩气流和燃气两种气流,它们防止焦炭沉积在槽中。
在一个实施例中,汽缸的基本上圆筒形的内表面由一个上盖区段和一个下衬筒区段构成,而刮炭环安置在衬筒区段的顶部。刮炭环可以是一个缩紧在衬筒内表面的凹槽中的环,也可以是一个在衬筒本身材料中的凸出部分,即衬筒的一个整体形成的附着部分。在后一种情况下,在衬筒在其装配时下降到发动机中位置之前必须安装带活塞杆的活塞,使得活塞以下向上通过衬筒。在第一种情况下,该实施例提供在已有发动机上后安装一个刮炭环的有利的可能性。
在另一个实施例中,汽缸的基本上圆筒形的内表面由一个上盖区段和一个下衬筒区段构成,而刮炭环安置在盖区段的底部。同样在这种情况下,刮炭环可以是一个插在上盖区段的凹槽中的独立的环或与盖区段整体形成,该盖区段的下部精细地转到一个比上面安置的区段更小的内径。如果泄漏槽安置在刮炭环中,它们可以随后操作进入该盖区段的所述最下部分。该另一个实施例特别适用于遇到特高热负载的汽缸,在这种场合下汽缸盖用一种比衬筒更耐热的材料制成。通过将刮炭环安置在盖区段中,衬筒和盖之间的隔离表面可以向下移动到在顶部死点位置中的最上活塞环的位置紧上方的区域。
较好的情况是泄漏槽构成从汽缸的基本上圆筒形内表面凸出的刮炭环的轴向面积的0.25-50%,更好的情况是其5-40%,而最好是其20-30%。如果泄漏槽的面积小于0.25%,那么跨越刮炭环的压力降就太大,而在泄漏面积大于50%时就不再获得正面效果。5%的限度仍然产生压力降,但无论如何操作条件有显著改善,而40%的限度通常能完全满意地防止跨越刮炭环的压力降。在20-30%的间隔中的面积构成在希望获得小的压力降或没有压力降与希望均匀分配热负载之间的合适的折中。
对于单流扫气发动机,扫气空气孔最好在活塞上表面附近开口,这意味着刮炭环的凸出必须离汽缸内表面不太远,因为焦炭层和汽缸内表面之间的环形空间过大宽度的结果是,在孔的上侧的最上活塞环附近的通道在工作冲程的末尾将打开这些孔。因此,对于250至1000mm间隔中的汽缸孔,刮炭环最好从汽缸的内表面凸出至少0.2mm,如0.5至5mm。0.2mm或0.5mm的下限值保证完全挡住挡气空气孔,直到上活塞表面通过。在最大的发动机中,刮炭环可以合适地凸出至少1mm,例如2-3mm,而0.5-2mm可能对小发动机是合适的。如果刮炭环凸出小于0.25mm,就更难肯定焦炭沉积不会接触汽缸内表面上的润滑油薄层。
最好是,位于最上活塞环上方的最上活塞区段有一个比带活塞环的在下安置的活塞区段更小的直径,而刮炭环的内径比最上活塞区段的直径至少大0.5mm,例如2-6mm,合适的是大1-4mm。采用这些直径比率,焦炭层可以累积到0.5-3mm的厚度,适当地是0.75-2mm,这相对于刮炭环形成一个活塞径向位置的合适游隙,而不存在活塞周边接触刮炭环的危险。
在本发明的范围内,可以让刮炭环从汽缸内表面凸出得比上述更远,同时相应地减小最上活塞区段的直径,使得围绕该活塞区段和汽缸内表面的环形空间具有大的厚度。这样一种设计将带来扫气空气孔的较早打开,也就是在工作冲程末尾最上活塞环通过时,而打开排气门的计时和其它依赖于扫气空气孔的打开计时的发动机参数然后必须根据扫气空气的较早供给而变化。
刮炭环或活塞中的泄漏槽的数目取决于所需的泄漏面积和最上活塞环上热负载的所需均匀化程度,比如说较大的泄漏面积和较均匀的热负载分布使用数目较多的泄漏槽。刮炭环或活塞可以合适地设置4至30个泄漏槽。
泄漏槽最好多于15个,因为对最上活塞环上热负载的均匀化有很大好处。
如果泄漏槽在最上活塞区段的周边中形成,它们可以有利地平行于汽缸轴线延伸,使得任何破碎的焦炭碎片不会立即落入泄漏槽而随后产生阻塞泄漏槽的危险。或者是,泄漏槽的数目和尺寸可以像刮炭环中的泄漏槽那样选定,参见下面的描述。
下面参照高度地示意的附图更详细地说明本发明的实施例,附图中。
图1表示通过一种带有根据本发明的刮炭环的发动机的简化的截面图;
图2是图1的发动机中汽缸内刮炭环周围区域的放大区段的部分截面图;
图3是一部分刮炭环的展开侧视图;
图4是一段刮炭环的顶部平面图;
图5是最上活塞环上方区域中带泄漏槽的最上活塞区段的透视图;以及
图6是带泄漏槽的活塞的另一个实施例的相应视图。
图1中例示的发动机是一种大型二冲程紫油发动机,带有单流扫气装置并用油(如重燃油)作燃料,油的燃烧形成残余产物,后者可能沉积在发动机工作室中的表面上成为焦炭。取决于汽缸的尺寸和数目,发动机可能产生从2000到(例如)70000KW的输出功率。这样一种发动机通常用作船舶的主发动机或一台固定式发电机。在这两种情况下重要的是发动机可以工作很长时期而不需要检验和修理发动机部件。人们希望发动机能连续工作超过两年而不需任何检修,但这时汽缸部件要求尽可能最好的工作条件。
发动机的静止部件包括其中安置曲轴2的底板1和安装在底板上的发动机框架箱3,后者的上表面上支承一个汽缸部件4。汽缸衬筒5利用盖的柱螺栓7和汽缸盖8对着汽缸部分中的顶板向下夹住。汽缸衬套有一个厚壁的上段和一个细长的下端,该上段通过环形中间部件9安置在顶板的上表面上,该下段向下伸入汽缸部分4中。在其下端,汽缸衬筒有多个扫气空气孔10,当活塞接近其底部死点位置时,从扫气空气存储器11来的扫气和充气空气通过这些气孔10流入汽缸。带有液压传动排气门的排气门壳体12安置在汽缸盖的中心。当排气门开通时,从扫气空气孔来的扫气空气能够通过汽缸向上流动,同时燃气通过排气门流出并进入排气存储器13,燃气从该处经过涡轮增压器流入排气管。发动机被提高压力到例如3.5-4巴的充气压力。
连杆14使曲轴2与十字头15连接,后者利用发动机座架箱中的导向平面16引导活塞杆17的下端沿汽缸纵轴进行往复移动。活塞18安装在活塞杆的顶部。如图2中最清楚地示出的,活塞有数个(如4个)活塞环19、19’,它们沿汽缸衬筒的内表面滑动并在工作室20和活塞下面的容积之间产生压力密封隔离,该容积连通汽缸部分中的充有扫气空气的空腔。
燃烧室或工作室20由汽缸盖8的内表面、汽缸衬筒5的内表面、活塞18的顶部、最上面的活塞环19’和从最上面的活塞环向上延伸的活塞最上段21的周面形成。活塞最上段21的直径比活塞下面部分小,因此活塞最上段外表面和汽缸内表面之间有一个环形空间22,其中焦炭将沉积在活塞外表面上。
汽缸中的一个环形刮炭环23从汽缸内表面凸出并刮去沉积在活塞最上段21的外表面上的焦灰,使得这些沉积不能够超过对应于刮炭环内径的最大直径。最好是,刮炭环具有沿汽缸轴向的位置,使得当活塞位于图示的其顶部死点位置时上活塞环19’在刮炭环23下方小于一个环高度,因为这保证焦炭层直到活塞最上环以上大部分被刮掉。但是,即使刮炭环位置稍许更高,例如还高2至3个环高度,也仍然能获得显著的刮炭效果。
图3和图4表示,刮炭环的内表面设有若干泄漏槽24,它们使刮炭环下方环形空间22的一部分和工作室20的其余上段之间的气流连通。泄漏槽的流通面积被适当地配合,因而跨越刮炭环的压力降可以忽略。泄漏槽最好沿刮炭环内周面均匀分布,因为这使活塞最上环19’上的热负载最均匀。泄漏槽的深度可以对应于刮炭环相对于汽缸内表面的凸出厚度。如果刮炭环仅仅从内表面凸出一个至少0.25mm,如0.5-3mm的小距离,那么这是特别有利的。如果活塞和刮炭环以这样一种方式制造,就是环形空间22具有大的宽度而扫气空气口10由于活塞最上环的通过而打开,那么泄漏槽的深度必须小于刮炭环向内凸出部分的厚度。最好泄漏槽的深度不大于3至4mm,因为通过深度较大的单个槽的气流可能变得太大,以致活塞最上环上的热负载将变得局部太高。槽的深度不大于1.5-2mm而泄漏槽数目适当地多,如15或更多,可以得到非常均匀的热分布。
泄漏槽的宽度是在泄漏槽数目、槽的深度和所需总流动面积即总的槽端部面对轴向的截面积的基础上选定的。槽宽度为5至30mm在大多数情况下是合适的,为了获得均匀的热负载,槽宽度最好为10至20mm。
泄漏槽24相对于汽缸的纵轴倾斜延伸,使得槽的上端部25相对于槽的下端部26是沿周边方向移动的。这样做的好处是焦炭层沿上活塞段21的全周面被刮掉。在图示的例子中,泄漏槽的纵轴与汽缸的纵轴形成45°的角度。当然也可以使用其它角度,如15°至80°。该角度与槽宽配合,使得单个槽在槽的上端部25和下端部26之间不出现沿轴向的重叠。为了制造方便起见,泄漏槽最好沿槽的上下端部之间的直线延伸,但当然在实际中也可使用在槽的上下端部25和26之间产生流通的其它设计,如L形或其它非直线形。
图5和图6表示泄漏槽位于活塞最上段外表面上的实施例。为简明起见,与上述同样类型的部件采用同样标号。也应当注意,图中已省去活塞环。
图5中,活塞左边示出在围绕刮炭环23’的区域中通过衬筒5和汽缸盖8的最内部分的纵向区段,刮炭环23’在汽缸盖的材料中直接形成,也即作为汽缸盖的一个整体的和相关的部分。活塞后边示出通过另一种设计的相应纵向区段,其中刮炭环23’在汽缸衬筒的材料中直接制成,也即作为衬筒的一个整体的和相关的部分。比较该图的左右两侧可以立即看出,在同一台发动机中可以获得下列优点,就是将刮炭环23’安置在汽缸盖中,使得盖和衬筒之间的隔离表面27沿汽缸的纵向向下移动。因为盖的内表面并不构成活塞环的运行表面,所以在选择盖的材料时可以不考虑润滑要求和滑动性能。因此,盖可以用一种比衬筒材料更耐腐蚀和更耐热的材料(如钢)制成,而衬筒材料通常为铸铁。在汽缸上部区域中热影响是最大的,因此通过使盖更向下延伸可以使汽缸寿命更长。
在示出的实施例中,刮炭环23’或者位于衬筒5之上或之中,或者位于盖8之上或之中,刮炭环有一个圆筒形内表面28,该表面为环形,没有泄漏槽。当然,可以将一些泄漏槽安置在刮炭环上而将一些安置在活塞上,但为制造方便起见,所述设计是优选的,它可以(例如)通过适当地转动衬筒或盖的内表面来制造。
泄漏槽24’安置在活塞的最上区段21中并从活塞上周边处的圆角向下延伸到活塞最上环19’的最上环形槽29。活塞的最上区段21的高度很大,因此当活塞位于其顶部死点时,活塞环位于汽缸中较下面,这使汽缸盖有利地进一步延伸而压下汽缸。
图5中的泄漏槽与汽缸的纵向形成一个约γ=30°的角度。在实际中,该角度可以在0°至60°或更大角度之间选择,但最好该槽沿其长度的至少一部分形成一个至少15°的角度,以防止槽的上下端部垂直地一个落在另一个上面。
图6表示活塞的另一个实施例,其中泄漏槽24”有一个与汽缸纵轴平行地延伸的上段24a和一个与其倾斜地延伸的下段24b。该倾斜的下段24b使槽的下端部相对于槽的上端部沿周边方向移动,使焦炭沿全周边刮掉。泄漏槽的上段24a对刮掉焦炭并不起作用,因此不存在被刮掉的焦炭颗粒堵塞的危险。也可以将泄漏槽的倾斜段排列在槽的上端,其优点是当刮扫产生时通过槽的气体速度较高,因为当槽的上段通过刮炭环时活塞的运动速度较高。
当利用一个固定在带有供活塞环用的环形槽的安置在下面的活塞区段上的独立的活塞顶部来产生活塞最上段21的相当大的高度时,那种表示在槽的下端部处的倾斜的槽区段的设计是特别有利的。在这种情况下,泄漏槽的两个区段可以以简单方式制造成相应活塞区段中的直线槽。
在别的情况下,就面积和数目而论,泄漏可以对应于配置在刮炭环中的泄漏槽来形成。

Claims (15)

1.一种内燃机,该内燃机在汽缸内有一个刮炭环并有一个可在汽缸内沿纵向移动且设有活塞环(19,19′)的活塞(18),这些活塞环(19,19′)在活塞移动时沿汽缸的内表面滑动并在活塞下方容积和工作室(20)之间产生压力密封隔离,工作室(20)安置在活塞的最上活塞环上方并由最上活塞环(19′)、活塞(18)、汽缸内表面和汽缸盖(8)形成,刮炭环(23)从汽缸内表面凸出并环形地延伸在一个轴向位置中,使得当活塞位于其顶部死点位置时该最上活塞环位于刮炭环下边缘附近,其特征在于,该发动机是一种具有单流挡气的二冲程十字头型发动机,有多个位于下汽缸区段中的扫气空气孔(10),而刮炭环(23)在其圆筒形内表面中设有若干泄漏槽(24),这些泄漏槽从刮炭环的下表面到顶面相对于汽缸的纵轴倾斜地延伸。
2.一种内燃机,该内燃机在汽缸内有一个刮炭环并有一个可在汽缸内沿纵向移动且设有活塞环(19,19′)的活塞(18),这些活塞环(19,19′)在活塞移动时沿气缸的内表面滑动并在活塞下方容积和工作室(20)之间产生压力密封隔离,工作室(20)安置在活塞的最上活塞环上方并由最上活塞环(19′)、活塞(18)、汽缸内表面和汽缸盖(8)形成,刮炭环(23)从汽缸内表面凸出并环形地延伸在一个轴向位置中,使得当活塞位于其顶部死点位置时该最上活塞环位于刮炭环下边缘附近,其特征在于,该发动机是一种具有单流扫气的二冲程十字头型发动机,有多个位于下汽缸区段中的扫气空气孔(10),而位于最上活塞环上方的最上活塞区段(21)的圆筒形外表面设有若干泄漏槽(24′),这些泄漏槽从活塞区段顶部向下延伸到带最上活塞环(19′)的环形槽处的区域。
3.一种根据权利要求1所述的内燃机,其特征在于,汽缸的内表面由一个上盖区段和一个下衬筒区段构成,而刮炭环(23,23′)位于衬筒区段(5)的顶部处或位于盖区段的底部处。
4.一种根据权利要求2所述的内燃机,其特征在于,汽缸的内表面由一个上盖区段和一个下衬筒区段构成,而刮炭环(23,23′)位于衬筒区段(5)的顶部处或位于盖区段的底部处。
5.一种根据权利要求3或4所述的内燃机,其特征在于,刮炭环(23,23′)是汽缸衬筒或上盖部分的整体附着部分,被制造成汽缸衬筒或盖区段的材料中的凸出部分。
6.一种根据权利要求1-4中任何一项所述的内燃机,其特征在于,泄漏槽(24,24′)构成从汽缸的内表面凸出的刮炭环(23,23′)的轴向面积的0.25-50%。
7.一种根据权利要求6所述的内燃机,其特征在于,泄漏槽(24,24′)构成从汽缸的内表面凸出的刮炭环(23,23′)的轴向面积的5-40%。
8.一种根据权利要求1-4中任何一项所述的内燃机,其特征在于,汽缸孔处于250-1000mm的间隔,而刮炭环(23,23′)从汽缸的内表面上凸出至少0.2mm。
9.一种根据权利要求8所述的内燃机,其特征在于,刮炭环(23,23′)从汽缸的内表面上凸出0.5-5mm。
10.一种根据权利要求1-4中任何一项所述的内燃机,其特征在于,位于最上活塞环(19′)上方的最上活塞区段(21)的直径小于带活塞环的安置在下面的活塞区段的直径,而刮炭环(23,23′)的内径比最上活塞区段的直径至少大0.5mm。
11.一种根据权利要求10所述的内燃机,其特征在于,刮炭环(23,23′)的内径比最上活塞区段的直径大2-6mm。
12.一种根据权利要求1-4中任何一项所述的内燃机,其特征在于,刮炭环(23,23′)或最上活塞区段(21)设有4-30个泄漏槽。
13.一种根据权利要求12所述的内燃机,其特征在于,刮炭环(23,23′)或最上活塞区段(21)设有多于15个泄漏槽。
14.一种根据权利要求1-4中任何一项所述的内燃机,其特征在于,泄漏槽(24,24′)的纵轴与汽缸轴向形成0°-60°的角度。
15.一种根据权利要求14所述的内燃机,其特征在于,泄漏槽(24,24′)的纵轴与汽缸轴向形成至少为15°的角度。
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Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2763362A1 (fr) * 1997-05-13 1998-11-20 Semt Pielstick Dispositif de raclage de la tete d'un piston
ES2215269T3 (es) * 1998-02-05 2004-10-01 GE JENBACHER GMBH & CO. OHG Motor de combustion, en especial un motor de gas estacionario.
EP0995890A1 (de) * 1998-10-20 2000-04-26 Wärtsilä NSD Schweiz AG Zylinder für eine Brennkraftmaschine
KR100533489B1 (ko) * 2002-05-21 2005-12-06 맨 비 앤드 더블유 디젤 에이/에스 실린더 프레임 및 모듈식 소기공기 리시버
RU2006116581A (ru) * 2003-10-16 2007-11-27 Кабусики Кайса Рикен (Jp) Двигатель внутреннего сгорания и установочное кольцо гильзы
US7438039B2 (en) 2004-02-06 2008-10-21 Electro-Motive Diesel, Inc. Large-bore, medium-speed diesel engine having piston crown bowl with acute re-entrant angle
DE102006060330A1 (de) * 2006-12-20 2008-06-26 Mahle International Gmbh Einsatz für eine Zylinderlaufbuchse oder einem Zylinder eines Verbrennungsmotors
US8020530B2 (en) * 2007-06-15 2011-09-20 Federal-Mogul Corporation Piston and internal combustion engine therewith and method of constructing the piston
EP2243940A1 (de) * 2009-04-06 2010-10-27 Wärtsilä Schweiz AG Reduziereinrichtung zur Reduzierung eines Gasdrucks auf ein Kolbenringpaket einer Hubkolbenbrennkraftmaschine
FI124135B (fi) * 2010-06-08 2014-03-31 Wärtsilä Finland Oy Mäntämoottorin sylinteriholkki
SE534911C2 (sv) * 2010-06-16 2012-02-14 Scania Cv Ab Arrangemang i en förbränningsmotor
EP2602453A1 (de) * 2011-12-07 2013-06-12 Wärtsilä Schweiz AG Kolben und Zylinderanordnung für eine Hubkolbenbrennkraftmaschine, sowie Verfahren zur Entfernung einer Ablagerung von einem Kolben
US9845764B2 (en) 2015-03-31 2017-12-19 Achates Power, Inc. Cylinder liner for an opposed-piston engine
GB2546313A (en) * 2016-01-15 2017-07-19 Caterpillar Energy Solutions Gmbh Turbulators for an internal combustion engine
EP3219970A1 (de) * 2016-03-17 2017-09-20 Winterthur Gas & Diesel AG Zylinder für einen längsgespülten zweitakt-grossdieselmotor sowie grossdieselmotor
MX2019014190A (es) 2017-06-23 2020-01-27 Kimberly Clark Co Feston de rodillo accionado directamente que regula la tension.
CN107739623A (zh) * 2017-09-06 2018-02-27 大连亨利测控仪表工程有限公司 一种新型鹅颈管冶金焦化煤气控制装置
CN109869239A (zh) * 2019-04-15 2019-06-11 一汽解放汽车有限公司 一种发动机活塞

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3489130A (en) * 1968-01-10 1970-01-13 Sealed Power Corp Piston and cylinder construction
US4474147A (en) * 1981-12-10 1984-10-02 Mack Trucks, Inc. Combined fire ring and carbon scraping insert
US4770133A (en) * 1985-12-11 1988-09-13 M A N Nutzfahrzeuge Gmbh Cylinder liner for reciprocating-type internal combustion engines

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE800448C (de) * 1949-06-01 1950-11-06 Maschf Augsburg Nuernberg Ag Kolbendichtung, insbesondere fuer Brennkraftmaschinen
US3476099A (en) * 1968-02-26 1969-11-04 Int Harvester Co Head,gasket,and protector assembly and method
CH596479A5 (zh) * 1975-08-26 1978-03-15 Sulzer Ag
CH672353A5 (en) * 1987-05-14 1989-11-15 Sulzer Ag Cylinder lining for IC engine - has cylinder wall shoulder, protruding into combustion chamber above top piston ring level

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3489130A (en) * 1968-01-10 1970-01-13 Sealed Power Corp Piston and cylinder construction
US4474147A (en) * 1981-12-10 1984-10-02 Mack Trucks, Inc. Combined fire ring and carbon scraping insert
US4770133A (en) * 1985-12-11 1988-09-13 M A N Nutzfahrzeuge Gmbh Cylinder liner for reciprocating-type internal combustion engines

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Publication number Publication date
KR19980702660A (ko) 1998-08-05
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