DE102013006353B4

DE102013006353B4 - Kolbenmotor mit Ölringkammer

Info

Publication number: DE102013006353B4
Application number: DE102013006353.1A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-04-12
Filing date: 2013-04-12
Publication date: 2018-08-02
Anticipated expiration: 2033-04-13
Also published as: DE102013006353A1

Abstract

Kolbenmotor mit einer Ölringkammer,mit einem Kolben, einem Zylinder mit einer Zylinderwand, einer Schubstange und einer Ölpumpe,wobei zwischen dem Kolben und dem Zylinder ein Spalt vorhanden ist, undam Umfang des Kolbens zwei Ölringe angeordnet sind,die in dem Spalt zwischen dem Kolben und dem Zylinder eine Ölringkammer bilden, unddie Ölringkammer durch eine am Kolben in Richtung der Kolbenachse ausgebildete Rinne vertieft ist,wobei die Ölringe unmittelbar oberhalb und unterhalb der Rinne angeordnet sind,wobei in Kanälen in dem Kolben und der Schubstange mittels der Ölpumpe ein Ölfluss von der Ölpumpe über die Kolbenstange, dem Kolben zur Ölringkammer und zurück stattfindet,der Ölfluss einen Beitrag zur Kühlung des Kolbens leistet,wobei durch den Ölfluss durch die Ölringkammer während der Hubbewegung des Kolbens ein Ölfilm an der Oberfläche der Zylinderwand aufgetragen wird.

Description

Es gibt zwei großen Zweige bei Kolbenmotoren: Zweitat- und Viertaktmotoren. Die Lebensdauer eines Kolbenmotors hängt im Wesentlichen von ausreichender Menge des Schmiermittels an Innenwand des Zylinders. Ein Viertaktzylinder bekommt das Motorenöl im Überschuss aus Innenraum des Motors. Das überschüssige Öl wird von der Zylinderwand mit Hilfe eines Ölrings am Kolben zurück in Innenraum des Motors geschoben, so dass an der Zylinderwand ein dünner Ölfilm übrig bleibt. Die Abdichtung der Verbrennungskammer erfolgt mittels einiger Dichtungsringe am oberen Rand des Kolbens. Bei jedem Kolbenhub kommen die Dichtungsringe in Kontakt mit dem Ölfilm an der Zylinderwand und „ziehen“ das Öl nach oben.
Ein Ölfilm an der Zylinderwand eines Zweitaktmotors wird erzeugt indem das Motorenöl einfach dem Sprit zugegeben wird. Ein ineffizienter Vorgang: Weil nur ein geringer Teil vom Öl an die Zylinderwand gelangt, das meiste Öl wird bei diesem Vorgang verbrannt. Wegen schlechteren Brenneigenschaften wird das Öl im kurzen Arbeitstakt des Motors nicht vollständig verbrannt. Der blaue Dunst aus dem Auspuff eines Zweitakters ist allbekannt. Ein erhöhter Ölverbrauch macht wirtschaftlich dem Zweitaktmotors nichts aus, weil dieser Nachteil mit seinen Vorteilen kompensiert wird. Neben wirtschaftlichen Faktoren nimmt in letzter Zeit die Umweltverschmutzungskomponente an Bedeutung zu, so dass ein großer Motorenhersteller „Honda“ seine Serienproduktion von Zweitaktmotoren seit 2002 komplett eingestellt hat und konzentriert sich in Produktion und Entwicklung auf umweltfreundliche Viertakttechnologie. In den Patentschriften WO2011/027 140 A1 und FR 838 632 A sind einige Merkmale enthalten die sich mit dem Gegenstand dieser Anmeldung überschneiden. Dies beschreibt im Kurzen den Stand der Technik.
Hier wird eine Lösung für Erzeugung des Ölfilms an Zylinderwand beim Zweitaktmotor vorgeschlagen. Die beigefügten und stellen diese Lösung dar. Am Kolben sind in einem Abstand zueinander zwei Ölringe angebracht, so dass zwischen den beiden Ölringen, der Zylinderwand und dem Kolben eine Ringkammer gebildet wird, die auf den und mit Zeichen (O) bezeichnet ist. Der Kolben wird mit Hilfe einer Schubstange in eine Hubbewegung gebracht Durch Kanäle in der Schubstange und dem Kolben wird in die Ringkammer (O) das Motorenöl von einer Ölpumpe geleitet, so dass im Spalt zwischen Zylinder und Kolben eine Ölringkammer entsteht. Für einen ausreichenden Öldurchfluss durch die Ölringkammer (O) ist sie mit einer Rinne rund um den Kolben vertieft. Der Ölfluss durch Kanäle und die Ölringkammer (O) ist auf den und schematisch mit Pfeilen gezeigt. Die Durchflussmenge des Öls wird mit einer Drosselscheibe (D) beschränkt und eventuell durch Austausch dieser Scheibe geändert.
Während der Hubbewegung des Kolbens vom unteren Totenpunkt (siehe ) bis zum oberen Totenpunkt (siehe ) wird ein Ölfilm an Zylinderwand zwischen Einsaug- und Auspuff- Öffnungen des Zylinders aufgetragen. Der Gasstrom durch den Zylinder ist auf den und mit hohlen Pfeilen gezeigt. Bei jedem Kolbenhub kommen die Dichtungsringe am oberen sowie am unteren Teil des Kolbens abwechselnd in Kontakt mit dem Ölfilm an der Zylinderwand und „ziehen“ das Öl nach oben und unten. Nebst einer sicheren Erzeugung des Ölfilms an der Zylinderwand bringt der Ölfluss durch die Ölringkammer auch zur Kühlung des Kolbens seinen Beitrag bei.
Der Zylinderraum unter dem Kolben ist vom Kurbelwellenraum des Motors durch eine Manschette abgedichtet, die auf den und mit Zeichen (M) bezeichnet ist. Die Zahl der Dichtungsringe am oberen Teil des Kolbens ist durch den Höhenabstand zwischen den Einlass- und Auspuff- Öffnungen des Zylinders bestimmt. Es entsteht kein großer Druckunterschied zwischen diesen Öffnungen: Ein Dichtungsring dazwischen reicht. Der Druckunterschied zwischen den Einsaug- und Auspuff- Öffnungen ist noch geringer, so dass eine unwesentliche Druckdifferenz auf die Ölringkammer (O) wirkt.
Zum Zweck einer kompakten Gestaltung ist die Verbrennungskammer in Kolben gesenkt, dementsprechend ist die Form der Zylinderdecke angepasst. Zusätzlich ist die Zylinderdecke mit einem bogenförmigen Schirm versehen, der nach unten bis zur Auspufföffnung reicht (siehe ). Dieser Schirm soll verhindern, dass bei hoher Leistung des Motors das Luft-Sprit-Gemisch direkt von Einlass- zur Auspufföffnung strömt. Der Schirm erfüllt seinen Zweck auch im Falle eines Dieselmotors: Wenn ein Teil der Luft ungehindert durch Auspufföffnung wegströmt, dann verliert der Motor an Leistung. Unten dem Schirm ist gegenüber im Kolben eine entsprechende Tasche vorgesehen worin im oberen Totenpunt des Kolbens der Schirm versinkt (siehe ). Das Zeichen (Z) auf den und markiert die Stelle für eine Zündkerze bzw. eine Einspritzdüse beim Dieselmotor.

Claims

Kolbenmotor mit einer Ölringkammer, mit einem Kolben, einem Zylinder mit einer Zylinderwand, einer Schubstange und einer Ölpumpe, wobei zwischen dem Kolben und dem Zylinder ein Spalt vorhanden ist, und am Umfang des Kolbens zwei Ölringe angeordnet sind, die in dem Spalt zwischen dem Kolben und dem Zylinder eine Ölringkammer bilden, und die Ölringkammer durch eine am Kolben in Richtung der Kolbenachse ausgebildete Rinne vertieft ist, wobei die Ölringe unmittelbar oberhalb und unterhalb der Rinne angeordnet sind, wobei in Kanälen in dem Kolben und der Schubstange mittels der Ölpumpe ein Ölfluss von der Ölpumpe über die Kolbenstange, dem Kolben zur Ölringkammer und zurück stattfindet, der Ölfluss einen Beitrag zur Kühlung des Kolbens leistet, wobei durch den Ölfluss durch die Ölringkammer während der Hubbewegung des Kolbens ein Ölfilm an der Oberfläche der Zylinderwand aufgetragen wird.