DE102011117660A1 - Internal combustion engine - Google Patents

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    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit wenigstens einem Zylinder (1), in dessen Zylinderraum (3) ein zwischen einem oberen Umkehrpunkt und einem unteren Umkehrpunkt axial verlagerbarer, wenigstens einen Kolbenring aufweisender Kolben angeordnet ist. Dabei ist vorgesehen, dass der Zylinderraum (3) wenigstens zwei, in axialer Richtung nur von einem Übergangsabschnitt (6) beabstandete zylindrische Zylinderraumabschnitte (4, 5) mit voneinander unterschiedlichen Radialabmessungen (D1, D2) aufweist, wobei der Übergangsabschnitt (6) derart angeordnet ist, dass er bei einer axialen Verlagerung des Kolbens zwischen dem oberen Umkehrpunkt und dem unteren Umkehrpunkt von jedem Kolbenring des Kolbens vollständig überstrichen wird.The invention relates to an internal combustion engine with at least one cylinder (1), in the cylinder chamber (3) between a top dead center and a lower reversal point axially displaceable, at least one piston ring exhibiting piston is arranged. It is provided that the cylinder space (3) at least two, in the axial direction of only one transition section (6) spaced cylindrical cylinder space sections (4, 5) having mutually different radial dimensions (D1, D2), wherein the transition section (6) arranged is that it is completely swept over by an axial displacement of the piston between the upper reversal point and the lower reversal point of each piston ring of the piston.

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit wenigstens einem Zylinder, in dessen Zylinderraum ein zwischen einem oberen Umkehrpunkt und einem unteren Umkehrpunkt axial verlagerbarer, wenigstens einen Kolbenring aufweisender Kolben angeordnet ist.The invention relates to an internal combustion engine having at least one cylinder, in the cylinder chamber a between an upper reversal point and a lower reversal point axially displaceable, at least one piston ring exhibiting piston is arranged.

Brennkraftmaschinen der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. Sie weisen den wenigstens einen Zylinder auf, der über eine Zylinderlauffläche verfügt, der den Zylinderraum in radialer Richtung begrenzt. In dem Zylinderraum, also in Umfangsrichtung von der Zylinderlauffläche umfangen, ist ein Kolben axial verlagerbar angeordnet. Die axiale Verlagerung erfolgt dabei zwischen dem oberen Umkehrpunkt und dem unteren Umkehrpunkt. Der Kolben weist den wenigstens einen Kolbenring auf, welcher beispielsweise in einer in Umfangsrichtung verlaufenden Kolbenringnut des Kolbens angeordnet ist. Der Kolbenring bildet eine Dichtung, die von Kolben und Zylinderraum begrenzten Brennraum gegen ein Kurbelgehäuse abdichtet. Zudem verbessert der Kolbenring die Wärmeleitung von dem Kolben auf die Zylinderlauffläche und damit auf den Zylinder. Auf diese Weise wird die Kühlung des Kolbens von dem Kolbenring unterstützt. Der Kolbenring liegt mit seinem Umfang an der Zylinderlauffläche an. Dies wird vorzugsweise durch eine von dem Kolbenring selbst bewirkte Federkraft erreicht.Internal combustion engines of the type mentioned are known from the prior art. They have the at least one cylinder, which has a cylinder running surface which limits the cylinder space in the radial direction. In the cylinder space, so circumferentially surrounded by the cylinder surface, a piston is arranged axially displaceable. The axial displacement takes place between the upper reversal point and the lower reversal point. The piston has the at least one piston ring, which is arranged, for example, in a circumferentially extending piston ring groove of the piston. The piston ring forms a seal which seals the piston chamber and cylinder space limited combustion chamber against a crankcase. In addition, the piston ring improves the heat conduction from the piston to the cylinder surface and thus to the cylinder. In this way, the cooling of the piston is supported by the piston ring. The piston ring rests with its circumference on the cylinder surface. This is preferably achieved by a force exerted by the piston ring itself spring force.

Der zwischen dem Kolben und der Zylinderlauffläche in radialer Richtung vorliegende Raum wird als Kolbenspiel bezeichnet. in modernen Brennkraftmaschinen soll dieses Kolbenspiel üblicherweise möglichst klein gehalten werden, um eine möglichst gute Akustik zu erzielen. Neben seiner axialen Bewegung beschreibt der Kolben bei einem Betrieb der Brennkraftmaschine eine Kolbensekundärbewegung. Bei dieser kann ein Anschlagen des Kolbens an die Zylinderlauffläche auftreten, wodurch die Akustik der Brennkraftmaschine beeinträchtigt wird. Dies tritt vornehmlich im Bereich des oberen Umkehrpunkts auf. Durch den Anschlag kommt es zur Übertragung eines Impulses auf den Zylinder. Das daraus resultierende Geräusch wird auch als Kolbenklappern oder Kolbenschlagen bezeichnet. Diese Kolbensekundärbewegung kann durch die Verringerung des Kolbenspiels vermindert werden. Dieses führt jedoch gleichzeitig zu einer größeren Reibung zwischen dem Kolben und der Zylinderlauffläche und zu entsprechend größeren Leistungsverlusten.The space between the piston and the cylinder surface in the radial direction is referred to as the piston clearance. in modern internal combustion engines, this piston clearance is usually kept as small as possible in order to achieve the best possible acoustics. In addition to its axial movement of the piston describes during operation of the internal combustion engine, a piston secondary movement. In this case, a striking of the piston to the cylinder surface occur, whereby the acoustics of the internal combustion engine is impaired. This occurs mainly in the area of the upper reversal point. The stop causes a pulse to be transmitted to the cylinder. The resulting noise is also referred to as piston rattle or piston impact. This piston secondary motion can be reduced by reducing the piston clearance. However, this leads simultaneously to a greater friction between the piston and the cylinder surface and correspondingly greater power losses.

Um gleichzeitig die Leistungsverluste zu verringern und die Akustik zu verbessern schlägt beispielsweise die DE 10 2008 026 146 A1 einen Zylinder einer Brennkraftmaschine vor, der eine Zylinderlauffläche aufweist, die für einen Kolben eine obere Kolbenumkehrzone und eine untere Kolbenumkehrzone aufweist und zwischen der oberen Kolbenumkehrzone und der unteren Kolbenumkehrzone eine Zwischenzone aufweist. Dabei soll die Zwischenzone gegenüber der oberen Kolbenumkehrzone und der unteren Kolbenumkehrzone durchmessergrößer ausgebildet sein.For example, to reduce power losses and improve acoustics, the DE 10 2008 026 146 A1 a cylinder of an internal combustion engine having a cylinder surface having a piston for a piston piston top zone and a piston lower reversing zone and between the upper piston inversion zone and the lower piston inversion zone has an intermediate zone. In this case, the intermediate zone should be made larger in diameter than the upper piston reversal zone and the lower piston reversal zone.

Es ist nun Aufgabe der Erfindung, eine Brennkraftmaschine vorzuschlagen, welche die Leistungsverluste der Brennkraftmaschine weiter reduziert und dabei insbesondere die Akustik der Brennkraftmaschine bei einem Kaltstart verbessert.It is an object of the invention to propose an internal combustion engine which further reduces the power losses of the internal combustion engine and in particular improves the acoustics of the internal combustion engine during a cold start.

Dies wird erfindungsgemäß erreicht, indem der Zylinderraum wenigstens zwei, in axialer Richtung nur von einem Übergangsabschnitt beabstandete zylindrische Zylinderraumabschnitte mit voneinander unterschiedlichen Radialabmessungen aufweist, wobei der Übergangsabschnitt derart angeordnet ist, dass er bei einer axialen Verlagerung des Kolbens zwischen dem oberen Umkehrpunkt und dem unteren Umkehrpunkt von jedem Kolbenring des Kolbens vollständig überstrichen wird. Im Gegensatz zu dem aus dem Stand der Technik bekannten Zylinder sollen also zylindrische Zylinderraumabschnitte in dem Zylinderraum vorliegen. Jeweils zwei dieser Zylinderraumabschnitte sind in axialer Richtung nur von dem Übergangsabschnitt beabstandet. Entsprechend liegt kein weiterer Bereich des Zylinderraums zwischen den beiden Zylinderraumabschnitten vor. Die Zylinderraumabschnitte weisen voneinander unterschiedliche Radialabmessungen auf. Üblicherweise ist der Zylinderraum und damit auch die Zylinderraumabschnitte im Querschnitt kreiszylindrisch. Entsprechend weisen die Zylinderraumabschnitte voneinander unterschiedliche Durchmesser auf.This is achieved according to the invention in that the cylinder space has at least two cylindrical cylinder space sections spaced apart from one another in the axial direction and having different radial dimensions, the transition section being arranged such that it moves axially between the upper reversal point and the lower reversal point is completely swept by each piston ring of the piston. In contrast to the cylinder known from the prior art, cylindrical cylindrical chamber sections should therefore be present in the cylinder chamber. In each case two of these cylinder space sections are spaced apart in the axial direction only from the transition section. Accordingly, there is no further area of the cylinder space between the two cylinder chamber sections. The cylinder chamber sections have different radial dimensions from each other. Usually, the cylinder space and thus also the cylinder space sections in cross-section circular cylindrical. Accordingly, the cylinder space sections from each other have different diameters.

Um das eingangs erwähnte Ziel zu erreichen, nämlich die Akustik während eines Kaltstarts der Brennkraftmaschine zu verbessern, soll der Übergangsabschnitt derart angeordnet sein, dass er bei der axialen Verlagerung des Kolbens zwischen dem oberen und dem unteren Umkehrpunkt von dem Kolbenring des Kolbens vollständig überstrichen wird. Vorzugsweise wird er von allen Kolbenringen des Kolbens vollständig überstrichen. Unter dem vollständigen Überstreichen ist dabei zu verstehen, dass der Kolbenring zu einem Zeitpunkt – in axialer Richtung gesehen – vollständig auf der einen Seite des Übergangsabschnitts und zu einem anderen Zeitpunkt vollständig auf der gegenüberliegenden Seite des Übergangsabschnitts vorliegt. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn der Zylinderraumabschnitt mit den kleineren Radialabmessungen auf der dem oberen Umkehrpunkt zugewandten Seite des Übergangsabschnitts vorliegt, insbesondere den oberen Umkehrpunkt aufweist beziehungsweise aufnimmt. Auf diese Weise liegt in dem Bereich des oberen Umkehrpunkts ein geringes Kolbenspiel vor, während der dem oberen Umkehrpunkt bezüglich des Übergangsabschnitts abgewandte Zylinderraumabschnitt zur Reduzierung der Leistungsverluste die größeren Radialabmessungen aufweist.In order to achieve the above-mentioned object, namely to improve the acoustics during a cold start of the internal combustion engine, the transition section should be arranged such that it is completely swept in the axial displacement of the piston between the upper and lower reversal point of the piston ring of the piston. Preferably, it is completely swept by all piston rings of the piston. By the complete sweeping is to be understood that the piston ring at a time - seen in the axial direction - is completely on one side of the transition section and at another time completely on the opposite side of the transition section. It is particularly advantageous in this case if the cylinder space section with the smaller radial dimensions is present on the side of the transition section facing the upper reversal point, in particular has or absorbs the upper reversal point. In this way, there is a small piston clearance in the area of the upper reversal point, while that of the upper reversal point with respect to the Transition portion facing away from cylinder space section to reduce the power losses has the larger radial dimensions.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Übergangsabschnitt ein Verhältnis von axialer Erstreckung zu radialer Erstreckung von höchstens 1000, vorzugsweise maximal 750, 500 oder 250, aufweist. Der Übergangsabschnitt weist in axialer Richtung die axiale Erstreckung und in radialer Richtung die Radialerstreckung auf. Der Unterschied zwischen den Radialabmessungen der beiden Zylinderraumabschnitte entspricht der zweifachen radialen Erstreckung des Übergangsabschnitts. Prinzipiell kann der Übergangsabschnitt beliebig ausgestaltet sein. Besonders vorteilhaft weist er jedoch maximal eines der genannten Verhältnisse auf. Das Verhältnis kann letztlich auch deutlich kleiner sein und beispielsweise 100, 50, 10, 5, 3 oder 1 betragen. In letzterem Fall weist der Übergangsabschnitt dieselbe Erstreckung in axialer Richtung wie in radialer Richtung auf. Beispielsweise beträgt die radiale Erstreckung 5 μm bis 30 μm, besonders bevorzugt 15 μm, während die axiale Erstreckung beispielsweise 10 mm ist.A development of the invention provides that the transition section has a ratio of axial extent to radial extent of at most 1000, preferably a maximum of 750, 500 or 250. The transition section has the axial extent in the axial direction and the radial extent in the radial direction. The difference between the radial dimensions of the two cylinder space sections corresponds to twice the radial extent of the transition section. In principle, the transition section can be configured as desired. However, it is particularly advantageous for it to have at most one of the stated ratios. The ratio can ultimately also be significantly smaller, for example 100, 50, 10, 5, 3 or 1. In the latter case, the transition section has the same extent in the axial direction as in the radial direction. For example, the radial extent is 5 microns to 30 microns, more preferably 15 microns, while the axial extent, for example, 10 mm.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass ein Verhältnis der radialen Erstreckung zu einer radialen Abmessung des Zylinderraums kleiner als 4e-10, vorzugsweise kleiner als 2e-10, ist. Auch hier kann das Verhältnis prinzipiell beliebig ausgestaltet sein. Beispielsweise ist es jedoch kleiner als die genannten Werte.A development of the invention provides that a ratio of the radial extent to a radial dimension of the cylinder space is less than 4e-10, preferably less than 2e-10. Again, the ratio can be configured in principle arbitrary. For example, it is smaller than the stated values.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Übergangsabschnitt in Form einer Stufe vorliegt. Das bedeutet insbesondere, dass der Übergangsabschnitt als ebene Ringfläche auf der Zylinderlauffläche beziehungsweise wenigstens bereichsweise als ebener Kreisring vorliegt. Der Übergangsabschnitt kann dabei unter einem von 0° verschiedenen Winkel, also unter Bildung einer Unstetigkeit, in wenigstens einen der benachbarten Zylinderraumabschnitte einmünden. Das Einmünden kann jedoch auch beispielsweise – im Längsschnitt gesehen – in Form einer Krümmung, insbesondere stetig, erfolgen.A development of the invention provides that the transition section is present in the form of a step. This means in particular that the transition section is present as a flat annular surface on the cylinder surface or at least partially as a planar circular ring. In this case, the transition section can open into at least one of the adjacent cylinder chamber sections at an angle other than 0 °, that is to say with the formation of a discontinuity. However, the confluence can also take place, for example, in the form of a curvature, in particular continuously, as seen in longitudinal section.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Übergangsabschnitt – im Längsschnitt gesehen – eine Unstetigkeit aufweist oder unstetig in wenigstens einen Bereich einer Zylinderraumwand einmündet. Unter der Unstetigkeit ist eine sprunghafte Änderung der Radialabmessungen in axialer Richtung im Bereich des Übergangsabschnitts zu verstehen. Zusätzlich oder alternativ kann der Übergangsabschnitt unstetig in den benachbarten Bereich der Zylinderraumwand beziehungsweise Zylinderlauffläche, also unter einem Winkel ungleich 0°, einmünden.A development of the invention provides that the transition section - seen in longitudinal section - has a discontinuity or discontinuously opens into at least a portion of a cylinder chamber wall. The discontinuity is to be understood as a sudden change in the radial dimensions in the axial direction in the region of the transition section. Additionally or alternatively, the transition section discontinuously in the adjacent region of the cylinder chamber wall or cylinder surface, ie at an angle not equal to 0 °, open.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Übergangsabschnitt derart angeordnet ist, dass der Kolbenring bei demjenigen Kurbelwellenwinkel, in welchem der Kolben seinen maximalen Impuls aufweist, in den Zylinderraumabschnitt mit den kleinsten Radialabmessungen vorliegt. Der Kurbelwellenwinkel, bei welchem diese Bedingung erfüllt ist, liegt beispielsweise bei 35° bis 45°, insbesondere 40°. Dabei ist der Kurbelwellenwinkel derart definiert, dass er in dem oberen Umkehrpunkt gleich 0° ist. Insoweit entspricht die hier vorgestellte Anordnung des Übergangsabschnitts üblicherweise der bereits vorstehend beschriebenen.A development of the invention provides that the transition section is arranged such that the piston ring is present at the crankshaft angle in which the piston has its maximum pulse in the cylinder space portion with the smallest radial dimensions. The crankshaft angle at which this condition is satisfied is, for example, 35 ° to 45 °, in particular 40 °. In this case, the crankshaft angle is defined such that it is equal to 0 ° in the upper reversal point. In that regard, the arrangement of the transition section presented here usually corresponds to that already described above.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Übergangsabschnitt derart angeordnet ist, dass er zu dem oberen Umkehrpunkt eine Kurbelwellendifferenz von 35° bis 45°, insbesondere 40°, aufweist. Befindet sich der Kolben in seinem oberen Umkehrpunkt, so weist die Kurbelwelle einen ersten Kurbelwellenwinkel auf. Befindet sich der Kolben oder zumindest der Kolbenring jedoch unmittelbar auf der dem oberen Umkehrpunkt abgewandten Seite des Übergangsabschnitts, so liegt ein zweiter Kurbelwellenwinkel vor. Die Kurbelwellenwinkeldifferenz zwischen den beiden Kurbelwellenwinkeln soll nun die genannten Werte aufweisen, wozu der Übergangsabschnitt entsprechend angeordnet ist.A development of the invention provides that the transition section is arranged such that it has a crankshaft difference of 35 ° to 45 °, in particular 40 ° to the upper reversal point. If the piston is at its upper reversal point, the crankshaft has a first crankshaft angle. However, if the piston or at least the piston ring is located directly on the side of the transition section facing away from the upper turning point, then a second crankshaft angle is present. The crankshaft angle difference between the two crankshaft angles should now have the stated values, for which purpose the transition section is arranged accordingly.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der auf der dem oberen Umkehrpunkt zugewandten Seite des Übergangsabschnitts vorliegende Zylinderraumabschnitt kleinere Radialabmessungen aufweist als der Zylinderraumabschnitt, der auf der dem oberen Umkehrpunkt abgewandten Seite des Übergangsabschnitts vorliegt. Wie bereits vorstehend ausgeführt, ist es vorteilhaft, wenn der Zylinderraum im Bereich des oberen Umkehrpunkts die kleineren Radialabmessungen aufweist. Entsprechend soll der Zylinderraumabschnitt, welcher bezüglich des Übergangsabschnitts dem oberen Umkehrpunkt zugewandt ist, die kleineren Radialabmessungen aufweisen.A further development of the invention provides that the cylinder space section present on the side of the transitional section facing the upper turning point has smaller radial dimensions than the cylinder space section which is present on the side of the transitional section facing away from the upper turning point. As already stated above, it is advantageous if the cylinder space has the smaller radial dimensions in the region of the upper reversal point. Accordingly, the cylinder space portion, which faces the upper reversal point with respect to the transition portion, should have the smaller radial dimensions.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Übergangsabschnitt die benachbarten, unterschiedliche Radialabmessungen aufweisenden Zylinderraumabschnitte über einen linearen Radialabmessungsverlauf verbindet. Entsprechend liegt der Übergangsabschnitt im Längsschnitt gesehen in Form eines Kegelstumpfs vor, dessen Mantelfläche an die Zylinderraumabschnitte angeschlossen ist.A further development of the invention provides that the transition section connects the adjacent cylinder space sections having different radial dimensions via a linear radial dimension course. Accordingly, the transition section is seen in longitudinal section in the form of a truncated cone, whose lateral surface is connected to the cylinder space sections.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass auf der dem oberen Umkehrpunkt abgewandten Seite des Übergangsabschnitts ein weiterer Übergangsabschnitt vorliegt, wobei ein weiterer Zylinderraumabschnitt, welcher auf der dem oberen Umkehrpunkt abgewandten Seite des weiteren Übergangsabschnitts vorliegt, größere Radialabmessungen aufweist als der Zylinderraumabschnitt, der auf der dem oberen Umkehrpunkt zugewandten Seite des weiteren Übergangsabschnitts vorliegt. insoweit ist eine weitere Abstufung der Radialabmessungen des Zylinderraums beziehungsweise der Zylinderlauffläche vorgesehen. Diese wird mit Hilfe des weiteren Übergangsabschnitts erreicht, wodurch der weitere Zylinderraumabschnitt ausgebildet ist. Dieser weist üblicherweise wiederum größere Radialabmessungen auf, als die beiden vorstehend beschriebenen Zylinderraumabschflute.A further development of the invention provides that there is a further transition section on the side of the transition section facing away from the upper reversal point, wherein a further cylinder space section, which is on the side of the further transition section facing away from the upper reversal point, has larger radial dimensions has as the cylinder space portion which is present on the upper turning point side facing the further transition portion. In that regard, a further gradation of the radial dimensions of the cylinder chamber or the cylinder surface is provided. This is achieved by means of the further transition section, whereby the further cylinder space section is formed. This usually again has larger radial dimensions, as the two Zylinderraumabschflute described above.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Einschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt die einzigeThe invention will be explained in more detail with reference to the embodiments illustrated in the drawings, without limiting the invention. The only one shows

Figur eine schematische Darstellung eines Längsschnitts durch einen Zylinder einer Brennkraftmaschine.Figure a schematic representation of a longitudinal section through a cylinder of an internal combustion engine.

Die Figur zeigt einen Zylinder 1 einer nicht weiter dargestellten Brennkraftmaschine. Der Zylinder 1 beziehungsweise eine Zylinderlauffläche 2 umschließt zumindest in radialer Richtung einen Zylinderraum 3. In diesem ist ein hier nicht dargestellter Kolben axial verlagerbar angeordnet. Der Zylinderraum 3 ist nun in zwei Zylinderraumabschnitte 4 und 5 unterteilt, zwischen welchen in axialer Richtung gesehen nur ein Übergangsabschnitt 6 vorliegt. Der Übergangsabschnitt 6 ist jeweils unmittelbar benachbart zu dem Zylinderraumabschnitt 4 und dem Zylinderraumabschnitt 5 vorgesehen. Die Zylinderraumabschnitte 4 und 5 weisen voneinander unterschiedliche Radialabmessungen beziehungsweise Durchmesser auf. Die Differenz zwischen diesen beiden Durchmessern entspricht der zweifachen radialen Erstreckung r des Übergangsabschnitts 6. Der Übergangsabschnitt 6 ist derart angeordnet, dass er von einem Kolbenring des Kolbens bei dessen axialer Verlagerung vollständig überstrichen wird. Zu diesem Zweck ist er beispielsweise derart angeordnet, dass er zu einem oberen Umkehrpunkt des Kolbens eine Kurbelwellenwinkeldifferenz von etwa 40° aufweist.The figure shows a cylinder 1 an internal combustion engine, not shown. The cylinder 1 or a cylinder surface 2 encloses a cylinder space at least in the radial direction 3 , In this, a piston, not shown here, is arranged axially displaceable. The cylinder space 3 is now in two cylinder room sections 4 and 5 divided, between which seen in the axial direction, only a transition section 6 is present. The transition section 6 is each immediately adjacent to the cylinder space portion 4 and the cylinder space portion 5 intended. The cylinder chamber sections 4 and 5 have different radial dimensions or diameter from each other. The difference between these two diameters corresponds to twice the radial extent r of the transition section 6 , The transition section 6 is arranged such that it is completely swept by a piston ring of the piston during its axial displacement. For this purpose, it is arranged, for example, such that it has a crankshaft angle difference of about 40 ° to an upper reversal point of the piston.

Der Übergangsabschnitt 6 weist eine axiale Erstreckung l auf. Dabei ist es vorgesehen, dass das Verhältnis von Axialerstreckung zu Radialerstreckung l/r höchstens 1000, vorzugsweise jedoch maximal 10 oder – wie dargestellt – maximal etwa 5 aufweist. Weiterhin soll ein Verhältnis der radialen Erstreckung r zu einer radialen Abmessung des Zylinderraums 3, also entweder zu dem Durchmesser D1 des Zylinderraumabschnitts 4 oder dem Durchmesser D2 des Zylinderraumabschnitts 5, kleiner als 4e-10 sein. Beispielsweise beträgt die radiale Erstreckung r des Übergangsabschnitts 6 etwa 15 μm. Es ist erkennbar, dass der Übergangsabschnitt 6 in Form eines Kreisrings vorliegt beziehungsweise entlang einer Kegelstumpfmantelfläche verläuft. Der Übergangsabschnitt 6 verläuft demnach selbst stetig, mündet jedoch unstetig in die den Zylinderraumabschnitten 4 und 5 zugeordneten Bereiche der Zylinderlauffläche 2 ein.The transition section 6 has an axial extent l. It is provided that the ratio of axial extent to radial extent l / r at most 1000, but preferably at most 10 or - as shown - has a maximum of about 5. Furthermore, a ratio of the radial extent r to a radial dimension of the cylinder space 3 , So either to the diameter D 1 of the cylinder space portion 4 or the diameter D 2 of the cylinder space portion 5 to be less than 4e-10. For example, the radial extent r of the transition section 6 about 15 μm. It can be seen that the transition section 6 is present in the form of a circular ring or runs along a truncated cone lateral surface. The transition section 6 Accordingly, it runs steadily, but flows discontinuously into the cylinder space sections 4 and 5 assigned areas of the cylinder surface 2 one.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Zylindercylinder
22
ZylinderlaufflächeCylinder surface
33
Zylinderraumcylinder space
44
ZylinderraumabschnittCylinder chamber segment
55
ZylinderraumabschnittCylinder chamber segment
66
ÜbergangsabschnittTransition section

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102008026146 A1 [0004] DE 102008026146 A1 [0004]

Claims (10)

Brennkraftmaschine mit wenigstens einem Zylinder (1), in dessen Zylinderraum (3) ein zwischen einem oberen Umkehrpunkt und einem unteren Umkehrpunkt axial verlagerbarer, wenigstens einen Kolbenring aufweisender Kolben angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinderraum (3) wenigstens zwei, in axialer Richtung nur von einem Übergangsabschnitt (6) beabstandete zylindrische Zylinderraumabschnitte (4, 5) mit voneinander unterschiedlichen Radialabmessungen (D1, D2) aufweist, wobei der Übergangsabschnitt (6) derart angeordnet ist, dass er bei einer axialen Verlagerung des Kolbens zwischen dem oberen Umkehrpunkt und dem unteren Umkehrpunkt von jedem Kolbenring des Kolbens vollständig überstrichen wird.Internal combustion engine with at least one cylinder ( 1 ), in the cylinder space ( 3 ) is disposed between an upper reversal point and a lower reversal point axially displaceable, at least one piston ring exhibiting piston, characterized in that the cylinder space ( 3 ) at least two, in the axial direction of only one transition section ( 6 ) spaced cylindrical cylinder space sections ( 4 . 5 ) with mutually different radial dimensions (D 1 , D 2 ), wherein the transition section ( 6 ) is arranged so that it is completely swept by an axial displacement of the piston between the upper reversal point and the lower reversal point of each piston ring of the piston. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergangsabschnitt (6) ein Verhältnis von axialer Erstreckung (l) zu radialer Erstreckung (r) von höchstens 1000, maximal 750, 500 oder 250, aufweist.Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the transition section ( 6 ) has a ratio of axial extent (l) to radial extent (r) of at most 1000, at most 750, 500 or 250. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verhältnis der radialen Erstreckung (r) zu einer radialen Abmessung (D1, D2) des Zylinderraums (3) kleiner als 4e-10, vorzugsweise kleiner als 2e-10 ist.Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that a ratio of the radial extent (r) to a radial dimension (D 1 , D 2 ) of the cylinder space ( 3 ) is less than 4e-10, preferably less than 2e-10. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergangsabschnitt (6) in Form einer Stufe vorliegt.Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the transition section ( 6 ) is in the form of a step. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergangsabschnitt (6) – im Längsschnitt gesehen – eine Unstetigkeit aufweist oder unstetig in wenigstens einen benachbarten Bereich einer Zylinderraumwand einmündet.Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the transition section ( 6 ) - seen in longitudinal section - has a discontinuity or discontinuously opens into at least one adjacent region of a cylinder chamber wall. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergangsabschnitt (6) derart angeordnet ist, dass der Kolbenring bei demjenigen Kurbelwellenwinkel, in welchem der Kolben seinen maximalen Impuls aufweist, in dem Zylinderraumabschnitt (4) mit den kleinsten Radialabmessungen (D1) vorliegt.Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the transition section ( 6 ) is arranged such that the piston ring in the cylinder space portion at that crankshaft angle, in which the piston has its maximum momentum ( 4 ) is present with the smallest radial dimensions (D 1 ). Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergangsabschnitt (6) derart angeordnet ist, dass er zu dem oberen Umkehrpunkt eine Kurbelwellenwinkeldifferenz von 35° bis 45°, insbesondere 40°, aufweist.Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the transition section ( 6 ) is arranged such that it has a crankshaft angle difference of 35 ° to 45 °, in particular 40 ° to the upper reversal point. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der auf der dem oberen Umkehrpunkt zugewandten Seite des Übergangsabschnitts (6) vorliegende Zylinderraumabschnitt (4) kleinere Radialabmessungen (D1) aufweist als der Zylinderraumabschnitt (5), der auf dem oberen Umkehrpunkt abgewandten Seite des Übergangsabschnitts (6) vorliegt.Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that on the side facing the upper reversal point of the transition section ( 6 ) present cylinder space section ( 4 ) has smaller radial dimensions (D 1 ) than the cylinder chamber section (D 1 ) 5 ), the side facing away from the upper reversal point of the transition section ( 6 ) is present. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergangsabschnitt (6) die benachbarten, unterschiedlichen Radialabmessungen (D1, D2) aufweisenden Zylinderraumabschnitte (4, 5) über einen linearen Radialabmessungsverlauf verbindet.Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the transition section ( 6 ) the adjacent, different radial dimensions (D 1 , D 2 ) having cylinder space sections ( 4 . 5 ) connects via a linear radial dimension course. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der dem oberen Umkehrpunkt abgewandten Seite des Übergangsabschnitts (6) ein weiterer Übergangsabschnitt vorliegt, wobei ein weiterer Zylinderraumabschnitt, welcher auf der dem oberen Umkehrpunkt abgewandten Seite des weiteren Übergangsabschnitts vorliegt, größere Radialabmessungen aufweist als der Zylinderraumabschnitt (5), der auf der dem oberen Umkehrpunkt zugewandten Seite des weiteren Übergangsabschnitts vorliegt.Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that on the side facing away from the upper reversal point of the transition section ( 6 ) a further transition section is present, wherein a further cylinder space section which is present on the side remote from the upper reversal point of the further transition section has larger radial dimensions than the cylinder space section ( 5 ), which is present on the upper reversal point facing side of the further transition section.
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