DE102016222299A1

DE102016222299A1 - Cylinder of an internal combustion engine

Info

Publication number: DE102016222299A1
Application number: DE102016222299.6A
Authority: DE
Inventors: Axel Platzek
Original assignee: MAN Diesel and Turbo SE
Current assignee: MAN Energy Solutions SE
Priority date: 2016-11-14
Filing date: 2016-11-14
Publication date: 2018-05-17
Also published as: CN108071514A; CN108071514B; KR102245518B1; JP6985110B2; FI20175977A; FI20175977L; JP2018080699A; KR20180054481A; FI129427B

Abstract

Zylinder (10) einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer mittelschnelllaufenden Brennkraftmaschine, mit einer Zylinderlaufbuchse (11) und mit einem in der Zylinderlaufbuchse (11) geführten Zylinderkolben (12), wobei der Zylinderkolben mehrere durch Ringstege (19) begrenzte und durch Ringstege (19) voneinander getrennte Ringnuten (18) aufweist, und wobei jede der Ringnuten (18) einen als Verdichterring (21) oder als Ölabtreifring (22) ausgebildeten Kolbenring (20) aufnimmt, der mit einer radial äußeren Flächen (23) oder mit mindestens einer Lippe (24) an einer radial innen Lauffläche (16) der Zylinderlaufbuchse (11) anliegt, wobei die Zylinderlaufbuchse (11) mindestens einen Bohrung (25) aufweist, über die im unteren Totpunkt des Zylinderkolbens (12) mindestens zwei Ringstege (19) bzw. mindestens zwei von Ringstegen (19) und der Zylinderlaufbuchse (11) radial begrenzte Räume druckseitig miteinander gekoppelt sind.

Cylinder (10) of an internal combustion engine, in particular a medium-speed internal combustion engine, with a cylinder liner (11) and with a in the cylinder liner (11) guided cylinder piston (12), wherein the cylinder piston more by ring lands (19) limited and by ring lands (19) from each other and wherein each of the annular grooves (18) receives a piston ring (20) designed as a compressor ring (21) or as an oil tapping ring (22), which is provided with a radially outer surface (23) or at least one lip (24) ) abuts a radially inner running surface (16) of the cylinder liner (11), wherein the cylinder liner (11) has at least one bore (25), at least two annular webs (19) or at least two in the bottom dead center of the cylinder piston (12) Of ring lands (19) and the cylinder liner (11) radially limited spaces are coupled together pressure side.

Description

Die Erfindung betrifft einen Zylinder einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a cylinder of an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.

Brennkraftmaschinen verfügen typischerweise über mehrere Zylinder. Jeder Zylinder einer Brennkraftmaschine verfügt über einen Zylinderkolben, der in einer Zylinderlaufbuchse des Zylinders geführt ist. Während eines Arbeitstakts ist der Zylinderkolben in der Zylinderlaufbuchse des jeweiligen Zylinders auf und ab bewegbar.Internal combustion engines typically have several cylinders. Each cylinder of an internal combustion engine has a cylinder piston which is guided in a cylinder liner of the cylinder. During a work cycle, the cylinder piston in the cylinder liner of the respective cylinder is movable up and down.

Der Zylinderkolben grenzt mit einer radial äußeren Fläche des Zylinderkolbens an eine radial innere Fläche der Zylinderlaufbuchse an. Zwischen diesen Flächen ist ein Laufspalt definiert. Der Zylinderkolben weist an seiner radial äußeren Fläche mehrere Ringnuten auf, die durch Ringstege begrenzt und voneinander getrennt sind, wobei diese Ringnuten Kolbenringe aufnehmen, die in den zwischen der radial äußeren Fläche des Zylinderkolbens und der radial inneren Fläche der Zylinderlaufbuchse ausgebildeten Laufspalt hineinragen. Jede der Ringnuten nimmt dabei entweder einen als Verdichterring oder einen als Ölabstreifring ausgebildeten Kolbenring auf, der mit einer radial äußeren Kolbenringfläche an der radial inneren Lauffläche der Zylinderlaufbuchse anliegt.The cylinder piston adjoins a radially inner surface of the cylinder liner with a radially outer surface of the cylinder piston. Between these surfaces a running gap is defined. The cylinder piston has on its radially outer surface a plurality of annular grooves which are bounded by ring lands and separated from each other, said annular grooves receiving piston rings which protrude into the formed between the radially outer surface of the cylinder piston and the radially inner surface of the cylinder liner running gap. Each of the annular grooves takes on either a designed as a compressor ring or a piston ring as a oil ring, which rests with a radially outer piston ring surface on the radially inner surface of the cylinder liner.

Ein als Verdichterring ausgebildeter Kolbenring dient der gasdichten Abdichtung des Laufspalts zwischen dem Zylinderkolben und der Zylinderlaufbuchse. Ein als Ölabstreifring ausgebildeter Kolbenring dient dem Abstreifen von Öl von der radial inneren Lauffläche der Zylinderlaufbuchse, um zu verhindern, dass über den Laufspalt Öl in die Brennkammer des jeweiligen Zylinders gelangt.A trained as a compressor ring piston ring is the gas-tight seal of the running gap between the cylinder piston and the cylinder liner. A piston ring designed as an oil scraper ring is used for stripping oil from the radially inner running surface of the cylinder liner in order to prevent oil from entering the combustion chamber of the respective cylinder via the running gap.

Bei Brennkraftmaschinen unterscheidet man zwischen langsam laufenden Brennkraftmaschinen, mittelschnell laufenden Brennkraftmaschinen und schnell laufenden Brennkraftmaschinen. Langsam laufende Brennkraftmaschinen weisen Drehzahlen von weniger als 100 U/min auf. Schnell laufende Brennkraftmaschinen weisen Umdrehungen von mehr als 1000 U/min auf. Mittelschnell laufende Brennkraftmaschinen verfügen über Drehzahlen zwischen 100 U/min und 1000 U/min, insbesondere über Drehzahlen zwischen 400 U/min und 1000 U/min.In internal combustion engines, a distinction is made between slow-running internal combustion engines, medium-speed internal combustion engines and high-speed internal combustion engines. Slow-running internal combustion engines have speeds of less than 100 rpm. High-speed internal combustion engines have revolutions of more than 1000 rpm. Medium-speed internal combustion engines have speeds between 100 U / min and 1000 U / min, in particular over speeds between 400 U / min and 1000 U / min.

Insbesondere bei mittelschnell laufenden Brennkraftmaschinen werden Flankenanlagewechsel für als Verdichterringe ausgebildete Kolbenringe an entsprechenden Flanken der den jeweiligen Kolbenring aufnehmenden Ringnut druckgesteuert initiiert. Bei schnell laufenden Brennkraftmaschinen hingegen ist ein derartiger Flankenwechsel massenkraftgesteuert initiiert. Infolge von zunehmend höheren Verdichtungsdrücken und damit Arbeitsdrücken in den Brennkammern der Zylinder bereitet bei mittelschnell laufenden Brennkraftmaschinen ein druckgesteuert initiierter Flankenwechsel von als Verdichterringen ausgebildeten Kolbenringen zunehmend Schwierigkeiten.Particularly in the case of medium-speed internal combustion engines, flank system changes are initiated under pressure control for piston rings formed as compressor rings on corresponding flanks of the annular groove receiving the respective piston ring. In the case of high-speed internal combustion engines, however, such an edge change is initiated with mass-force control. As a result of increasingly higher compression pressures and thus working pressures in the combustion chambers of the cylinders, a pressure-controlled initiated edge change of piston rings designed as compressor rings is becoming increasingly difficult in medium-speed internal combustion engines.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen neuartigen Zylinder einer Brennkraftmaschine zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch einen Zylinder nach Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß weist die Zylinderlaufbuchse mindestens eine Bohrung auf, über die im unteren Totpunkt des Zylinderkolbens mindestens zwei Ringstege bzw. mindestens zwei von Ringstegen und der Zylinderlaufbuchse radial begrenzte Räume druckseitig miteinander gekoppelt sind. Durch die druckseitige Kopplung von mindestens zwei Ringstegen im unteren Totpunkt des Zylinderkolbens kann ein druckgesteuerter Flankenanlagewechsel von als Verdichterringen ausgebildeten Kolbenringen an entsprechenden Anlageflächen der Ringnuten verbessert werden. Ferner kann auch eine gezielte Entlüftung von Ringstegen gewährleistet werden.On this basis, the present invention has the object to provide a novel cylinder of an internal combustion engine. This object is achieved by a cylinder according to claim 1. According to the invention, the cylinder liner has at least one bore, via which at the bottom dead center of the cylinder piston at least two annular webs or at least two radially limited by ring lands and the cylinder liner spaces are pressure side coupled together. Due to the pressure-side coupling of at least two annular webs in the bottom dead center of the cylinder piston, a pressure-controlled edge system change of piston rings designed as compressor rings can be improved on corresponding contact surfaces of the annular grooves. Furthermore, a targeted venting of ring lands can be ensured.

Der Zylinderkolben weist einen Kolbenboden auf, der einen Brennraum des Zylinders abschnittsweise begrenzt, wobei der Zylinderkolben eine Anzahl N Ringnute aufweist, die durch eine Anzahl N+1 Ringstege begrenzt und voneinander getrennt sind. Vorzugsweise dient ausgehend vom Kolbenboden aus gesehen die 1-te bis (N-1)-te Ringnut der Aufnahme jeweils eines als eines als Verdichterring ausgebildeten Kolbenrings, wobei ausgehend vom Kolbenboden aus gesehen die N-te Ringnut der Aufnahme eines als eines als Ölabtreifring ausgebildeten Kolbenrings dient.The cylinder piston has a piston bottom, which limits a combustion chamber of the cylinder in sections, wherein the cylinder piston has a number N annular grooves which are bounded by a number N + 1 ring lands and separated from each other. Preferably, starting from the piston crown, the 1-th to (N-1) -th annular groove of the receptacle serves as one of a piston ring designed as a compressor ring, the N-th annular groove of the receptacle of one being designed as an oil-flanging ring starting from the piston crown Piston ring is used.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung koppelt mindestens eine Bohrung der Zylinderlaufbuchse im unteren Totpunkt des Zylinderkolbens ausgehend vom Kolbenboden aus gesehen den 1-ten Ringsteg, welcher die 1-te Ringnut benachbart zum Brennraum des Zylinders begrenzt, mit mindestens einem der Ringstege vom 3-ten Ringsteg, welcher die 2-te Ringnut und die 3-te Ringnut voneinander trennt, bis zum N-ten Ringsteg, welcher die (N-1)-te Ringnut und die N-te Ringnut voneinander trennt, druckseitig. Hierdurch sind die entsprechenden druckseitig gekoppelten Ringstege bzw. die von den entsprechenden Ringstegen und der Zylinderlaufbuchse radial begrenzten und druckseitig gekoppelten Räume einem pneumatischen Druckausgleich ausgesetzt, um an mindestens einem benachbarten Kolbenring, nämlich Verdichterring, einen druckgesteuerten Flankenanlagewechsel gezielt auszulösen.According to an advantageous development of the invention couples at least one bore of the cylinder liner in the bottom Dead center of the cylinder piston starting from the piston crown seen from the 1-th ring land, which limits the 1-th ring groove adjacent to the combustion chamber of the cylinder, with at least one of the ring lands of the 3-th ring land, which the 2-th ring groove and the 3-th ring groove separates from each other, to the N-th ring land, which separates the (N-1) -th annular groove and the N-th annular groove from each other, the pressure side. As a result, the corresponding pressure-side-coupled annular webs or the radially limited from the corresponding annular webs and the cylinder liner and the pressure side coupled spaces are exposed to a pneumatic pressure equalization to trigger at least one adjacent piston ring, namely compressor ring, a pressure-controlled Flankenanlagewechsel targeted.

Nach einer weiteren, alternativen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung koppelt mindestens eine Bohrung der Zylinderlaufbuchse im unteren Totpunkt des Zylinderkolbens ausgehend vom Kolbenboden aus gesehen den (N+1)-ten Ringsteg, welcher die N-te Ringnut wegweisend vom Brennraum des Zylinders begrenzt, mit jedem der Ringstege vom 2-ten Ringsteg bis zum N-ten Ringsteg druckseitig. Hierdurch sind die entsprechenden druckseitig gekoppelten Ringstege bzw. die von den entsprechenden Ringstegen und der Zylinderlaufbuchse radial begrenzten Räume einer Entlüftung ausgesetzt.According to a further alternative advantageous development of the invention coupled at least one bore of the cylinder liner in the bottom dead center of the cylinder piston starting from the piston crown seen from the (N + 1) th ring land, which bounds the N-th annular groove pioneering from the combustion chamber of the cylinder with each the ring webs from the second ring web to the N-th ring web on the pressure side. As a result, the corresponding pressure-side-coupled annular webs or the radially limited spaces of the corresponding annular webs and the cylinder liner are exposed to a vent.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:

1: einen schematisierten Querschnitt durch einen ersten erfindungsgemäßen Zylinder;
2: einen schematisierten Querschnitt durch einen zweiten erfindungsgemäßen Zylinder;
3: einen schematisierten Querschnitt durch einen dritten erfindungsgemäßen Zylinder;
4: einen schematisierten Querschnitt durch einen vierten erfindungsgemäßen Zylinder;
5: einen schematisierten Querschnitt durch einen fünften erfindungsgemäßen Zylinder; und
6: einen schematisierten Querschnitt durch einen weiteren erfindungsgemäßen Zylinder.

Preferred embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims and the description below. Embodiments of the invention will be described, without being limited thereto, with reference to the drawings. Showing:

1 a schematic cross section through a first cylinder according to the invention;
2 a schematic cross section through a second cylinder according to the invention;
3 a schematic cross section through a third cylinder according to the invention;
4 a schematic cross section through a fourth cylinder according to the invention;
5 a schematic cross section through a fifth cylinder according to the invention; and
6 : A schematic cross section through another cylinder according to the invention.

Die Erfindung betrifft einen Zylinder einer Brennkraftmaschine. 1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Zylinder 10 einer Brennkraftmaschine, wobei in 1 vom Zylinder 10 eine Zylinderlaufbuchse 11 sowie ein in der Zylinderlaufbuchse 11 geführter Zylinderkolben 12 gezeigt ist. Der Zylinderkolben 12 ist im Betrieb der Brennkraftmaschine bzw. des Zylinders 10 während eines Arbeitstakts des jeweiligen Zylinders 10 in der Zylinderlaufbuchse 11 auf und ab bewegbar. Ein sogenannter Kolbenboden 13 des Zylinderkolbens 12 begrenzt einen Brennraum 14 des jeweiligen Zylinders 10 abschnittsweise. 1, ebenso in den nachfolgenden 2 bis 6, ist der Zylinderkolben 12 jeweils im Bereich seines unteren Totpunkts gezeigt.The invention relates to a cylinder of an internal combustion engine. 1 shows a schematic cross section through a cylinder 10 an internal combustion engine, wherein in 1 from the cylinder 10 a cylinder liner 11 as well as one in the cylinder liner 11 guided cylinder piston 12 is shown. The cylinder piston 12 is in operation of the internal combustion engine or the cylinder 10 during a working cycle of the respective cylinder 10 in the cylinder liner 11 movable up and down. A so-called piston bottom 13 of the cylinder piston 12 limits a combustion chamber 14 of the respective cylinder 10 sections. 1 , as well as in the following 2 to 6 , is the cylinder piston 12 each shown in the region of its bottom dead center.

Der Zylinderkolben 12 verfügt über eine radial äußere Fläche 15, die mit einer radial inneren Lauffläche 16 der Zylinderlaufbuchse 11 einen Laufspalt 17 begrenzt. Dieser Laufspalt 17 für den Zylinderkolben 12 muss einerseits gasdicht abgedichtet werden, andererseits muss vermieden werden, dass über diesen Laufspalt 17 Öl in den Brennraum 14 des Zylinders gelangt.The cylinder piston 12 has a radially outer surface 15 that has a radially inner tread 16 the cylinder liner 11 a running gap 17 limited. This running gap 17 for the cylinder piston 12 on the one hand must be gas-tight sealed, on the other hand must be avoided that over this running gap 17 Oil in the combustion chamber 14 of the cylinder passes.

Der Zylinderkolben 12 des Zylinders 10 verfügt über mehrere Ringnuten 18, im gezeigten Ausführungsbeispiel der 1 über eine Anzahl N = 3 Ringnuten 18(1), 18(2) und 18(3). Diese Ringnuten 18 sind durch Ringstege 19 begrenzt und voneinander getrennt, nämlich bei einer Anzahl N = 3 Ringnuten 18(1), 18(2) und 18(3) durch 4 entsprechende Ringstege 19(1), 19(2), 19(3) und 19(4). Ausgehend vom Kolbenboden 13 aus gesehen, ist die erste Ringnut 18(1) durch die beiden Ringstege 19(1), 19(2) begrenzt. Die vom Kolbenboden 13 aus gesehen zweite Ringnut 18(2) ist durch die Ringstege 19(2) und 19(2) begrenzt. Die Ringstege 19(3) und 19(4) begrenzen die vom Kolbenboden 13 aus gesehen dritte Ringnut 18(3) des Zylinderkolbens 12. Demnach ist der erste Ringsteg 19(1) auf derjenigen Seite der ersten Ringnut 18(1) positioniert, die dem Kolbenboden 13 und damit Brennraum 14 zugewandt ist. Der zweite Ringsteg 19(2) ist zwischen der ersten Ringnut 18(1) und der zweiten Ringnut 18(2) positioniert, der diese beiden Ringnuten 18(1), 18(2) voneinander trennt. Der dritte Ringsteg 19(3) ist zwischen der zweiten Ringnut 18(2) und der dritten Ringnut 18(2) positioniert und trennt diese beiden Ringnuten 18(2), 18(3) voneinander. Der vierte Ringsteg 19(4) ist zu der Seite der dritten Ringnut 18(3) positioniert, die vom Brennraum 14 abgewandt ist.The cylinder piston 12 of the cylinder 10 has several ring grooves 18 , in the illustrated embodiment of the 1 over a number N = 3 annular grooves 18 (1), 18 (2) and 18 (3). These ring grooves 18 are through ring bridges 19 limited and separated from each other, namely with a number N = 3 annular grooves 18 (1), 18 (2) and 18 (3) by 4 corresponding ring lands 19 (1), 19 (2), 19 (3) and 19 (4) , Starting from the piston crown 13 Seen from the first annular groove 18 (1) by the two annular webs 19 (1), 19 (2) limited. The from the piston bottom 13 From the second annular groove 18 (2) is limited by the annular webs 19 (2) and 19 (2). The ring lands 19 (3) and 19 (4) delimit those of the piston crown 13 seen from third annular groove 18 (3) of the cylinder piston 12 , Thus, the first ring land 19 (FIG. 1) is positioned on the side of the first ring groove 18 (FIG. 1) corresponding to the piston crown 13 and thus combustion chamber 14 is facing. The second ring land 19 (2) is positioned between the first ring groove 18 (1) and the second ring groove 18 (2) separating these two ring grooves 18 (1), 18 (2). The third ring land 19 (3) is positioned between the second ring groove 18 (2) and the third ring groove 18 (2) and separates these two ring grooves 18 (2), 18 (3) from each other. The fourth ring land 19 (FIG. 4) is positioned to the side of the third ring groove 18 (FIG. 3) that is from the combustion chamber 14 turned away.

Jede der Ringnuten 18 nimmt einen Kolbenring 20 auf. Bei den ausgehend vom Kolbenboden 13 aus gesehen in der ersten Ringnut 18(1) und zweiten Ringnut 18(2) positionierten Kolbenringen 20 handelt es sich sogenannte Verdichterringe 21, welche der gasdichten Abdichtung des Laufspalts 17 dienen. Bei dem ausgehend vom Kolbenboden 13 aus in der dritten Kolbennut 18(3) positionierten Kolbenring 20 handelt es sich um einen Ölabstreiferring 22, über welchen von der Lauffläche 16 der Zylinderlaufbuchse 11 Öl abgestreift werden kann, um das Einbringen von Öl in den Brennraum 14 des Zylinders 10 zu vermeiden.Each of the ring grooves 18 takes a piston ring 20 on. At the base of the piston 13 seen in the first annular groove 18 (1) and second annular groove 18 (2) positioned piston rings 20 are so-called compressor rings 21 , which is the gas-tight seal of the running gap 17 serve. When starting from the piston crown 13 from in the third piston groove 18 (3) positioned piston ring 20 it is an oil scraper ring 22 over which of the tread 16 the cylinder liner 11 Oil can be stripped off to introduce oil into the combustion chamber 14 of the cylinder 10 to avoid.

Wie 1 entnommen werden kann, liegen die als Verdichterringe 21 ausgebildeten Kolbenringe 20 mit einer radial äußeren Fläche 23 vorzugsweise vollflächig an der inneren Lauffläche 16 der Zylinderlaufbuchse 11 an. Der als Ölabstreifring 22 ausgebildete Kolbenring 20 hingegen liegt mit seiner radial äußeren Fläche nicht vollständig, sondern lediglich im Bereich von Abstreiflippen 24, an der inneren Lauffläche 16 der Zylinderlaufbuchse 11 an.As 1 can be removed, which lie as compressor rings 21 trained piston rings 20 with a radially outer surface 23 preferably over the entire surface of the inner tread 16 the cylinder liner 11 at. The as oil scraper ring 22 trained piston ring 20 however, with its radially outer surface is not complete, but only in the range of wiper lips 24 , on the inner tread 16 the cylinder liner 11 at.

In die Zylinderlaufbuchse 11 ist mindestens eine Bohrung 25 eingebracht. Die oder jede Bohrung 25 koppelt im unteren Totpunkt des Zylinderkolbens 12 mindestens zwei Ringstege 19 druckseitig miteinander. Mit anderen Worten ausgedrückt, koppelt die oder jede Bohrung 25 im unteren Totpunkt des Zylinderkolbens 12 druckseitig zwei Räume, die durch die Zylinderlaufbuchse 11 und durch jeweiligen druckseitig gekoppelten Ringstege 19 des Zylinderkolbens 12 zumindest abschnittsweise, nämlich radial, begrenzt sind.Into the cylinder liner 11 is at least one hole 25 brought in. The or each hole 25 coupled in bottom dead center of the cylinder piston 12 at least two ring bridges 19 pressure side with each other. In other words, the or each hole couples 25 at the bottom dead center of the cylinder piston 12 two spaces on the pressure side through the cylinder liner 11 and by respective pressure side coupled ring lands 19 of the cylinder piston 12 at least in sections, namely radially, are limited.

Im Ausführungsbeispiel der 1, in welchem der Zylinderkolben 12 eine Anzahl N=3 Ringnute 18 und damit eine Anzahl N+1=4 Ringstege 19 aufweist, koppelt die jeweilige Bohrung 25 der Zylinderlaufbuchse 11 im unteren Totpunkt des Zylinderkolbens 12, ausgehend vom Kolbenboden 13 aus gesehen, den ersten Ringsteg 19(1), welcher die erste Ringnut 18(1) benachbart zum Brennraum 14 des Zylinders 10 begrenzt, mit dem dritten Ringsteg 19(3), welcher die zweite Ringnut 18(2) von der dritten Ringnut 18(3) trennt. Hiermit kann für den in der zweiten Ringnut 18(2) aufgenommenen und als Verdichterring 21 ausgebildeten Kolbenring 20 im unteren Totpunkt des Zylinderkolbens 12 ein definierter Flankenanlagewechsel des Kolbenrings 20 an entsprechenden Begrenzungsflächen der Ringnut 18b ausgelöst werden, nämlich über den pneumatischen Druckausgleich der druckseitig gekoppelten Ringstege 19a, 19c bzw. der von diesen Ringstegen 19a, 19c und der Zylinderlaufbuchse 11 radial begrenzten Räume. In the embodiment of 1 , in which the cylinder piston 12 a number N = 3 ring groove 18 and thus a number N + 1 = 4 ring lands 19 has, couples the respective hole 25 the cylinder liner 11 at the bottom dead center of the cylinder piston 12 , starting from the piston crown 13 seen from the first annular ridge 19 (1), which the first annular groove 18 (1) adjacent to the combustion chamber 14 of the cylinder 10 limited, with the third annular web 19 (3) which separates the second annular groove 18 (2) from the third annular groove 18 (3). This can be recorded for the in the second annular groove 18 (2) and as a compressor ring 21 trained piston ring 20 at the bottom dead center of the cylinder piston 12 a defined flank system change of the piston ring 20 be triggered at corresponding boundary surfaces of the annular groove 18b, namely via the pneumatic pressure equalization of the pressure side coupled annular webs 19a, 19c and of these annular webs 19a, 19c and the cylinder liner 11 radially limited spaces.

3 zeigt eine Variante der Erfindung, in welcher Kolbenring 12 eine Anzahl N=4 Ringnuten 18 und damit eine Anzahl N+1 = 5 diese Ringnuten 18 begrenzende Ringstege 19 umfasst. Dabei koppelt im Ausführungsbeispiel der 3 die gezeigte Bohrung 25 der Zylinderlaufbuchse 11 im unteren Totpunkt des Zylinderkolbens 12 den ersten Ringsteg 19(1) mit dem dritten Ringsteg 19(3) druckseitig, um so für den an diesen Ringsteg 19(3) angrenzenden Kolbenring 20, der in der Ringut 18(2) aufgenommen ist, im unteren Totpunkt einen definierten Flankenanlagewechsel durch den pneumatischen Druckausgleich zwischen den druckseitig gekoppelten Ringstegen 19(1) und 19(3) zu initiierten. 3 shows a variant of the invention, in which piston ring 12 a number N = 4 annular grooves 18 and thus a number N + 1 = 5 of these annular grooves 18 limiting ring bridges 19 includes. In the embodiment of the coupled 3 the hole shown 25 the cylinder liner 11 at the bottom dead center of the cylinder piston 12 the first annular web 19 (1) with the third annular web 19 (3) on the pressure side, so as to the piston ring adjacent to this annular web 19 (3) 20 , which is received in the annular groove 18 (2), at bottom dead center a defined Flankenanlagewechsel initiated by the pneumatic pressure equalization between the pressure side coupled ring lands 19 (1) and 19 (3).

4 zeigt eine Variante der Erfindung, in welcher in Übereinstimmung zum Ausführungsbeispiel der 3 der Zylinderkolben 12 wiederum eine Anzahl N=4 Ringnuten 18 aufweist, mit einer diese Ringnuten 18 begrenzenden Anzahl N+1=5 Ringstegen 19, wobei jedoch in dem Ausführungsbeispiel der 4 im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der 3 die oder jede in die Zylinderlaufbuchse 11 eingebrachte Bohrung 25 im unteren Totpunkt des Zylinderkolbens 12 den ersten Ringsteg 19(1) mit dem vierten Ringsteg 19(4) druckseitig koppelt, um hierdurch durch einen entsprechenden pneumatischen Druckausgleich der druckseitige gekoppelten Ringstege 19(1) und 19(4) einen Flankenanlagewechsel für den in der Ringnut 18(3) positionierten, als Verdichterring 21 ausgebildeten Kolbenring 20 zu gewährleisten. 4 shows a variant of the invention, in which in accordance with the embodiment of 3 the cylinder piston 12 again a number N = 4 annular grooves 18 having, with one of these annular grooves 18 limiting number N + 1 = 5 ring lands 19 However, in the embodiment of the 4 in contrast to the embodiment of 3 the or each into the cylinder liner 11 introduced bore 25 at the bottom dead center of the cylinder piston 12 the first ring land 19 (1) with the fourth ring land 19 (4) coupled to the pressure side, thereby by a corresponding pneumatic pressure compensation of the pressure side coupled ring lands 19 (1) and 19 (4) a Flankeanlagewechsel for in the annular groove 18 (3) positioned , as a compressor ring 21 trained piston ring 20 to ensure.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einem Zylinderkolben 12, der eine Anzahl N=4 Ringnuten 18 aufweist, zeigt 5, wobei im Ausführungsbeispiel der 5 die oder jede Bohrung 25 in der Zylinderlaufbuchse 11 derart ausgebildet ist, dass dieselbe im unteren Totpunkt des Zylinderkolbens 12 den ersten Ringsteg 19(1) sowohl mit dem dritten Ringsteg 19(3) als auch mit dem vierten Ringsteg 19(4) druckseitig koppelt. Hierdurch kann dann im unteren Totpunkt des Zylinderkolbens 12 sowohl für den in der Ringnut 18(2) aufgenommenen Verdichterring 21 als auch für den in der Ringnut 18(3) aufgenommenen Verdichterring 21 ein definierter Flankenanlagewechsel an entsprechenden Flächen der entsprechenden Ringnut 18(2) bzw. 18(3) gewährleistet werden.Another embodiment with a cylinder piston 12 , which has a number N = 4 annular grooves 18 has, shows 5 , wherein in the embodiment of the 5 the or each hole 25 in the cylinder liner 11 is formed such that the same in the bottom dead center of the cylinder piston 12 the first ring land 19 (1) with both the third ring land 19 (3) and the fourth ring land 19 (4) coupled on the pressure side. As a result, then at the bottom dead center of the cylinder piston 12 both for the in the annular groove 18 (2) recorded compressor ring 21 as well as for the in the annular groove 18 (3) recorded compressor ring 21 a defined flank system change to corresponding surfaces of the corresponding annular groove 18 (2) and 18 (3) can be ensured.

Den Ausführungsbeispielen der 1 bis 3 ist demnach gemeinsam, dass die jeweilige Bohrung 25 der Zylinderlaufbuchse 11 im unteren Totpunkt des Zylinderkolbens 12 den ausgehend vom Kolbenboden 13 gesehen ersten Ringsteg 19(1), welcher die erste Ringnut 18(1) benachbart zum Brennraum 14 des jeweiligen Zylinders 10 begrenzt, mit mindestens einem der Ringstege 19 vom dritten Ringsteg 19(3) bis zum N-ten Ringsteg 19(N) druckseitig koppelt, wobei der dritte Ringsteg 19(3) die zweite Ringnut 18(2) und die dritte Ringnut 18(3) voneinander trennt, und wobei der N-te Ringsteg 19(N) die (N-1)-te Ringnut 18(N-1) und die N-te Ringnut 18(N) voneinander trennt. Hierdurch wird zwischen den druckseitig gekoppelten Ringnuten 19 ein pneumatischer Druckausgleich im unteren Totpunkt des Zylinderkolbens 12 gewährleistet, um an dem jeweiligen benachbarten, als Verdichterring 21 ausgebildeten Kolbenring 20 einen definierten, druckgesteuerten Flankenanlagewechsel an entsprechenden Flächen der den jeweiligen Kolbenring 20 aufnehmenden Ringnut 18 zu ermöglichen.The embodiments of the 1 to 3 is therefore common that the respective hole 25 the cylinder liner 11 at the bottom dead center of the cylinder piston 12 starting from the piston crown 13 seen first annular ridge 19 (1), which the first annular groove 18 (1) adjacent to the combustion chamber 14 of the respective cylinder 10 limited, with at least one of the ring lands 19 from the third ring land 19 (3) to the N th ring land 19 (N) on the pressure side, the third land 19 (3) separating the second land 18 (2) and the third land 18 (3), and the N -th annular ridge 19 (N), the (N-1) -th annular groove 18 (N-1) and the N-th annular groove 18 (N) from each other. As a result, between the pressure side coupled annular grooves 19 a pneumatic pressure compensation at the bottom dead center of the cylinder piston 12 ensures to be adjacent to each, as a compressor ring 21 trained piston ring 20 a defined, pressure-controlled Flankenanlagewechsel on corresponding surfaces of the respective piston ring 20 receiving annular groove 18 to enable.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt 2 für einen Zylinder 10 einer Brennkraftmaschine, dessen Zylinderkolben 12 eine Anzahl N=3 Ringnuten 18 aufweist, der also hinsichtlich der Ausgestaltung des Zylinderkolbens 12 dem Ausführungsbeispiel der 1 entspricht.Another embodiment of the invention shows 2 for a cylinder 10 an internal combustion engine whose cylinder piston 12 a number N = 3 annular grooves 18 that is, so in terms of the design of the cylinder piston 12 the embodiment of the 1 equivalent.

Im in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel koppelt wiederum die in die Zylinderlaufbuchse 11 eingebrachte Bohrung 25 im unteren Totpunkt des Zylinderkolbens 12 mindestens zwei Druckstege druckseitig miteinander, bzw. von den Druckstegen und der Zylinderlaufbuchse 11 zumindest abschnittsweise begrenzte Räume, wobei in 2 die gezeigte Bohrung 25 den ausgehend vom Kolbenboden 13 aus gesehen letzten und damit N+1-ten Ringsteg 19(N+1), welcher die N-te Ringnut 18(N) wegweisend vom Brennraum 14 begrenzt, mit jedem der Ringstege vom 2-ten bis zum N-ten Ringsteg 19(2) bis 19(N) druckseitig koppelt, wodurch im unteren Totpunkt des Zylinderkolbens 12 eine definierte Entlüftung der druckseitig gekoppelten Ringstege bzw. der durch die jeweiligen Ringstege und die Zylinderlaufbuchse definierten Räume gewährleistet ist.Im in 2 The embodiment shown in turn couples the into the cylinder liner 11 introduced bore 25 at the bottom dead center of the cylinder piston 12 at least two pressure bridges on the pressure side with each other, or from the pressure webs and the cylinder liner 11 at least partially limited spaces, where in 2 the hole shown 25 starting from the piston crown 13 seen last and thus N + 1 th ring land 19 (N + 1), which the N-th ring groove 18 (N) pointing the way from the combustion chamber 14 limited, coupled to each of the annular webs from the 2nd to the N-th annular web 19 (2) to 19 (N) pressure side, whereby at the bottom dead center of the cylinder piston 12 a defined venting of the pressure-side-coupled annular webs or the spaces defined by the respective annular webs and the cylinder liner is ensured.

Im Ausführungsbeispiel der 6, in welchem der Zylinderkolben 12 des gezeigten Zylinders 10 wiederum eine Anzahl N=4 Ringnuten 18 aufweist, ist ausgehend vom Kolbenboden 13 aus gesehen im unteren Totpunkt des Zylinderkolbens 12 der (N+1)-te Ringsteg 19(N+1) mit jedem der Ringstege vom zweiten Ringsteg 19(2) bis zum N-ten Ringsteg 19(N) druckseitig gekoppelt, wobei hierdurch im unteren Totpunkt des Zylinderkolbens 12 eine definierte Entlüftung der druckseitig gekoppelten Ringstege bzw. der durch die jeweiligen Ringstege und die Zylinderlaufbuchse definierten Druckräume gewährleistet wird.In the embodiment of 6 , in which the cylinder piston 12 of the cylinder shown 10 again a number N = 4 annular grooves 18 has, is starting from the piston head 13 seen in the bottom dead center of the cylinder piston 12 the (N + 1) -th annular ridge 19 (N + 1) coupled to each of the annular ridges from the second annular ridge 19 (2) to the N-th annular ridge 19 (N) on the pressure side, thereby at the bottom dead center of the cylinder piston 12 a defined venting of the pressure-side-coupled annular webs or the pressure chambers defined by the respective annular webs and the cylinder liner is ensured.

Die Erfindung eignet sich insbesondere zum Einsatz bei aufgeladenen, mittelschnell laufenden Brennkraftmaschinen, die über Drehzahlen zwischen 100 U/min und 1000 U/min, insbesondere über Drehzahlen zwischen 400 U/min und 1000 U/min, verfügen. Diese Brennkraftmaschinen können als Dieselbrennkraftmaschinen oder Ottobrennkraftmaschinen oder auch als Gasmotoren ausgeführt sein.The invention is particularly suitable for use in supercharged, medium-speed internal combustion engines, which have speeds between 100 U / min and 1000 U / min, in particular over speeds between 400 U / min and 1000 U / min, have. These internal combustion engines can be designed as diesel internal combustion engines or Otto internal combustion engines or as gas engines.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Zylindercylinder
1111: ZylinderlaufbuchseCylinder liner
1212: Zylinderkolbencylinder piston
1313: Kolbenbodenpiston crown
1414: Brennraumcombustion chamber
1515: Flächearea
1616: Laufflächetread
1717: Laufspaltrunning gap
1818: Ringnutring groove
1919: Ringstegring land
2020: Kolbenringpiston ring
2121: Verdichterringcompressor ring
2222: ÖlabstreifringOil ring
2323: Flächearea
2424: ÖlabstreiflippeÖlabstreiflippe
2525: Bohrungdrilling

Claims

Cylinder (10) of an internal combustion engine, in particular a medium-speed internal combustion engine, with a cylinder liner (11) and with a in the cylinder liner (11) guided cylinder piston (12), wherein the cylinder piston more by ring lands (19) limited and by ring lands (19) from each other and wherein each of the annular grooves (18) receives a piston ring (20) designed as a compressor ring (21) or as an oil tapping ring (22), which is provided with a radially outer surface (23) or at least one lip (24) ) abuts a radially inward running surface (16) of the cylinder liner (11), characterized in that the cylinder liner (11) has at least one bore (25) over which at least two ring lands (19) or at the bottom dead center of the cylinder piston (12) At least two of ring lands (19) and the cylinder liner (11) radially limited spaces are coupled together pressure side.

Cylinder after Claim 1 , characterized in that the cylinder piston (12) has a piston bottom (13) which limits a combustion chamber (14) of the cylinder in sections, and that the cylinder piston (12) has a number N ring groove (18) by a number N + 1 ring lands (19) are limited and separated.

Cylinder after Claim 1 or 2 , characterized in that starting from the piston head (13) seen from the 1-th annular groove (18 (1)) to (N-1) -th annular groove (18 (N-1)) of receiving a compressor ring (21) formed Piston ring (20) is used, and that starting from the piston head (13) seen from the N-th annular groove (18 (N)) of receiving a as a Ölabtreifring (22) formed piston ring (20).

Cylinder after Claim 2 or 3 , characterized in that at least one bore (25) of the cylinder liner (11) in the bottom dead center of the cylinder piston (12) starting from the piston head (13) seen from the 1-th ring land (19 (1)), which the 1-th ring groove (18 (1)) adjacent to the combustion chamber (14) of the cylinder, with at least one of the annular webs (19) of the third ring web (19 (3)), which the second-th ring groove (18 (2)) and the 3-th annular groove (18 (3)) is separated from each other, to the N-th ring land (19 (N)), which has the (N-1) -th annular groove (19 (N-1)) and the N-th ring groove 19 (N) separates from each other, coupled on the pressure side.

Cylinder after Claim 4 , characterized in that N = 3, and that the at least one bore (25) of the cylinder liner (11) in the bottom dead center of the cylinder piston (12) starting from the piston head (13) seen from the 1-th annular web (19 (1) ) adjacent to the 1-th annular groove (18 (1)) limited to the combustion chamber of the cylinder, with the 3-th ring land (19 (3)), which the second ring groove (18 (2)) and the 3-th ring groove (18 (3)) from each other, coupled pressure side coupled.

Cylinder after Claim 4 , characterized in that N = 4, and that the at least one bore (25) of the cylinder liner (11) in the bottom dead center of the cylinder piston (12) starting from the piston head (13) seen from the 1-th annular web (19 (1) ), which delimits the 1-th annular groove (18 (1)) adjacent to the combustion chamber of the cylinder, with the 3-th annular web (19 (3)), which the second-th ring groove (18 (2)) and the 3- 18 (3)), and / or with the fourth ring land (19 (4)), which has the third ring groove (18 (3)) and the fourth ring groove (18 (4)). ) separates from each other, coupled on the pressure side.

Cylinder after one of the Claims 4 to 6 , characterized in that the corresponding pressure-side-coupled annular webs (19) or of the corresponding annular webs (19) and the cylinder liner (11) radially limited spaces are exposed to a pneumatic pressure compensation to at least one adjacent piston ring, namely compressor ring (21) to trigger a pressure-controlled flank system change.

Cylinder after Claim 2 or 3 , characterized in that at least one bore (25) of the cylinder liner (11) in the bottom dead center of the cylinder piston (12) starting from the piston head (13) seen from the (N + 1) th annular web (19 (N + 1)), which delimits the Nth annular groove (18 (N)) from the combustion chamber (14) of the cylinder with each of the annular lands (19) from the second annular land (19 (2)) to the Nth annular land (19 (N )) on the pressure side.

Cylinder after Claim 8 , characterized in that N = 3, and that the at least one bore (25) of the cylinder liner (11) in the bottom dead center of the cylinder piston (12) starting from the piston crown (12) seen from the 4-th annular web (19 (4) ), which delimits the 3-th annular groove (18 (3)) pointing away from the combustion chamber of the cylinder, with each of the annular webs of the second-th ring web (19 (2)) to the third-th ring web (19 (3)) pressure side coupled ,

Cylinder after Claim 8 , characterized in that N = 4, and that the at least one bore (25) of the cylinder liner (11) in the bottom dead center of the cylinder piston (11) starting from the piston head (13) seen from the fifth-th ring web ((19 )), which delimits the 4-th annular groove (18 (4)) pointing away from the combustion chamber (24) of the cylinder, with each of the annular webs of the second-th ring web (19 (2)) to the fourth-th ring web (19 (4 )) on the pressure side.

Cylinder after one of the Claims 8 to 10 , characterized in that in this way the corresponding pressure-side-coupled annular webs (19) or by the corresponding annular webs (19) and the cylinder liner (11) radially limited spaces are exposed to a vent.