DE102017118773A1

DE102017118773A1 - Piston ring set, piston and internal combustion engine

Info

Publication number: DE102017118773A1
Application number: DE102017118773.1A
Authority: DE
Inventors: Nigel Gray; Richard Mittler
Original assignee: Federal Mogul Burscheid GmbH
Current assignee: Federal Mogul Burscheid GmbH
Priority date: 2017-08-17
Filing date: 2017-08-17
Publication date: 2019-02-21
Also published as: WO2019034293A1

Abstract

Kolbenringsatz umfassend drei Kolbenringe, einen oberen Kompressionsring 4, mit geringem Stoßspiel, und guter Abdichtung, einen mittleren Ölabstreifring 6 und einen unteren Kompressionsring 8 ebenfalls mit geringem Stoßspiel, und guter Abdichtung.Piston ring set comprising three piston rings, an upper compression ring 4, with low impact play, and good seal, a middle Ölabstreifring 6 and a lower compression ring 8 also with low shock play, and good seal.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kolbenringsatz mit einer neuen Anordnung von Kolbenringen, einen neuartigen Kolben sowie einen Motor, in dem der neue Kolbenringsatz zum Einsatz kommt.The present invention relates to a piston ring set with a new arrangement of piston rings, a novel piston and a motor in which the new piston ring set is used.

Bisher werden Kolbenringe üblicherweise als zwei obere Kompressionsringe, und ein unterer Ölabstreifring ausgeführt. Herkömmlicherweise stellen die oberen beiden Ringe eine Kompression sicher und verringern den sogenannten „Blowby“, während der untere Ölabstreifring einen definierten Ölfilm auf der Zylinderinnenfläche erzeugt und überschüssiges Öl über Ölkanäle oder Drainagekanäle zurück in das Kurbelgehäuse befördern soll. Die Ölkanäle bzw. Drainagekanäle verlaufen dabei von der unteren Ölabstreifnut radial in das Kolbeninnere, sodass überschüssiges Öl aus dem Spalt zwischen Zylinderinnenfläche und Kolbenmantelfläche abgeführt werden kann.So far, piston rings are usually designed as two upper compression rings, and a lower Ölabstreifring. Conventionally, the upper two rings ensure compression and reduce the so-called "blow-by" while the lower oil control ring creates a defined oil film on the cylinder inner surface and is intended to carry excess oil back into the crankcase via oil passages or drainage channels. The oil passages or drainage passages run radially from the lower oil scrape groove into the interior of the piston, so that excess oil can be removed from the gap between the cylinder inner surface and the piston skirt surface.

Dieser Aufbau weist insbesondere beim Schubbetrieb, der auch als Motorbremse bekannt ist, bei dem die Kraftstoffzufuhr abgeschaltet wird, und der Motor über eine Bewegung des Abtriebs weiter gedreht wird, Schwächen bezüglich der Einstellung des Ölfilms auf.In particular, in overrun mode, which is also known as an engine brake in which the fuel supply is turned off, and the engine is further rotated by a movement of the output, this structure has weaknesses in the adjustment of the oil film.

Es ist daher wünschenswert, einen Kolbenringsatz, einen Kolben mit Kolbenringen und einen Verbrennungsmotor zur Verfügung zu haben, bei dem ein gewünschter Ölfilm zwischen Zylinderinnenfläche und Kolbenmantelfläche insbesondere im Schubbetrieb aufrecht erhalten werden kann.It is therefore desirable to have available a piston ring set, a piston with piston rings and an internal combustion engine, in which a desired oil film between the cylinder inner surface and piston skirt surface can be maintained, in particular in the pushing operation.

Die vorliegende Erfindung stellt einen Kolbenringsatz mit den Merkmalen des Anspruchs 1, einen Kolben mit den Merkmalen des Anspruchs 5 sowie einen Motor mit den Merkmalen von Anspruch 10 bereit. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.The present invention provides a piston ring set having the features of claim 1, a piston having the features of claim 5, and an engine having the features of claim 10. Preferred embodiments are described in the dependent claims.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Kolbenringsatz bereitgestellt, der drei Kolbenringe umfasst: einen oberen bzw. brennraumseitigen Kompressionsring und einen unteren oder kurbelgehäuseseitigen Kompressionsring, sowie einen mittleren Ölabstreifring, der zwischen dem oberen Kompressionsring und dem unteren Kompressionsring angeordnet ist. Die Kompressionsringe weisen dabei ein geringes Stoßspiel auf, um eine gute Abdichtung zu erreichen und das Blowby zu minimieren. Ein Ziel dieser Anordnung besteht darin, zwischen dem oberen und dem unteren Kompressionsring ein unter Druck stehenden Ölreservoir zu schaffen, dessen durchschnittlicher Druck in etwa dem Mittelwert zwischen dem Druck in dem Kurbelgehäuse und dem durchschnittlichen Druck in dem Brennraum entspricht. Es ist daher nicht vorgesehen irgendeine Art von Ölkanal oder Drainagekanal zwischen einer Kolbenringnut und einem Innenraum eines Kolbenrings vorzusehen, da eine derartige Leitung auch einen Druckausgleich zu dem Kurbelgehäuse schaffen würde. Die Erfindung umfasst dabei drei Teile, die zusammenhängend eine Eigendichtung durch eine kontrollierte Gasströmung, einen unabhängigen Druckaufbau im Kolbenringsystem und eine Flankenanpassung der eingesetzten Kolbenringe erzielt.According to one aspect of the present invention, there is provided a piston ring set comprising three piston rings: an upper compression chamber and a lower or crankcase side compression ring, and a middle oil control ring disposed between the upper compression ring and the lower compression ring. The compression rings have a low impact clearance to achieve a good seal and to minimize the blow-by. An object of this arrangement is to provide a pressurized oil reservoir between the upper and lower compression rings, the average pressure of which approximates the average between the pressure in the crankcase and the average pressure in the combustion chamber. It is therefore not intended to provide any type of oil passage or drainage channel between a piston ring groove and an interior of a piston ring, as such a conduit would also provide a pressure equalization to the crankcase. The invention encompasses three parts, which together achieve a self-sealing by a controlled gas flow, an independent pressure build-up in the piston ring system and a flank adjustment of the piston rings used.

Der obere Kompressionsring oder Topring weist ein möglichst geringes Stoßspiel auf, und wird in eine obere Kolbenringnut in einem Kolben eingesetzt. Der zweite Kolbenring ist ein angepasster Ölring, der nicht gasdicht arbeiten kann. Dieser Ring kann zwei Abstreifstege aufweisen, die den Ölfluss an der Zylinderinnenfläche kontrollieren, wobei überschüssiges Öl durch die Abstreifstege nach unten zu einer dritten Kolbenringnut transportiert wird. Der Gasfluss bzw. die Brenngase können von oben um den Ring strömen, was beispielsweise durch eine erhöhte Flankenrauigkeit der unteren Ringflanke oder andere Auslegungsparameter erreicht werden kann. Hierbei soll sichergestellt sein, dass Öl nicht entgegen der Gasflussrichtung durch die Nut wandern kann. Der untere Kompressionsring ist als gasdichter Kompressionsring ausgelegt und kann ein sehr kleines Stoßspiel und eine erhöhte Spreizung aufweisen, um die Anpresskraft zur Zurückhaltung des Ölhaushalts an die Zylinderinnenfläche zu gewährleisten. Zusätzlich kann die Rauigkeit der unteren Flanke des unteren Kompressionsrings und/oder der unteren Kompressions-Kolbenringnut erhöht sein, um zu erreichen, dass der zulässige Gasfluss zur Entlüftung bzw. zur Entölung möglichst gleichmäßig durch die unteren Kompressions-Kolbenringnut erfolgt, um angesammeltes Öl zurück zum Kurbelgehäuse in dem Spalt zwischen Zylinderinnenfläche und Kolbenaußenfläche zurück Kurbelgehäuse abzuführen. Bei speziellen Betriebsbedingungen wie dem Schubbetrieb wird ein zusätzlicher Vorteil erzielt, indem der zwischen dem oberen und unteren Kompressionskolbenringen eingekapselte Druck im Ringsystem wesentlich länger als bei der sonst üblichen Ringanordnung gehalten werden kann.The upper compression ring or top ring has the least possible impact play, and is inserted into an upper piston ring groove in a piston. The second piston ring is a customized oil ring, which can not work gas-tight. This ring may have two scraper webs that control the flow of oil on the cylinder inner surface, with excess oil being transported down through the scraper webs to a third piston ring groove. The gas flow or the fuel gases can flow from above around the ring, which can be achieved for example by an increased edge roughness of the lower ring flank or other design parameters. In this case, it should be ensured that oil can not migrate through the groove counter to the gas flow direction. The lower compression ring is designed as a gas-tight compression ring and can have a very small impact clearance and an increased spread to ensure the contact pressure for restraining the oil balance to the cylinder inner surface. In addition, the roughness of the lower flank of the lower compression ring and / or the lower compression piston ring groove may be increased to make the allowable vent gas flow as even as possible through the lower compression piston ring groove to return accumulated oil back to Crankcase in the gap between the cylinder inner surface and piston outer surface back crankcase dissipate. In special operating conditions, such as overrun, an additional advantage is achieved by allowing the encapsulated between the upper and lower compression piston rings encapsulated pressure in the ring system much longer than in the usual ring assembly can be maintained.

Durch das Ringsystem wird die Brennkammer besser vor einem unerwünschten Öleintrag geschützt. Durch eine Verwendung des Kompressionsrings in der dritten bzw. unteren Kompressions-Kolbenringnut wird eine Druckkapsel gebildet, die beim transienten Wechsel der Betriebsbedingungen zur Eigendichtung beiträgt. Das erfindungsgemäße Ringsystem weist dabei ein deutlich erhöhtes Kammer- bzw. Kapselvolumen für Gas auf, das von der Brennkammer als Blowby des oberen Kompressions-Kolbenrings auftritt. Durch das erhöhte Kapselvolumen kann der Druck in der Kammer länger gehalten werden, was zu gleichmäßigeren Betriebsbedingungen in der Kammer führt.Through the ring system, the combustion chamber is better protected against unwanted oil entry. By using the compression ring in the third or lower compression Kolbenringnut a pressure capsule is formed, which contributes to the self-direction when transient change of operating conditions. The ring system according to the invention in this case has a significantly increased chamber or capsule volume for gas, which occurs from the combustion chamber as a blow-by of the upper compression piston ring. The increased capsule volume allows the pressure in the chamber to be kept longer, resulting in more uniform operating conditions in the chamber.

In einer Ausführungsform umfasst der mittlere Ölabstreifring zwei Ölabstreifstege. In one embodiment, the middle oil control ring comprises two oil control ribs.

Bei einer weiteren Ausführung des Kolbenringsatzes ist der obere Kompressionsring bezüglich seiner Abmessungen und anderen mechanischen Eigenschaften gleich dem unteren Kompressionsring. Dadurch kann eine gleichmäßige Abdichtung und eine verringerte Anzahl unterschiedlicher Bauteile erreicht werden.In another embodiment of the piston ring set, the upper compression ring is equal in size and other mechanical properties to the lower compression ring. As a result, a uniform seal and a reduced number of different components can be achieved.

Bei einer anderen Ausführung des Kolbenringsatzes weist eine untere Flanke des mittleren Ölabstreifkolbenrings und/oder eine untere Flanke des unteren Kompressionskolbenrings eine Rauheit zwischen 0,5 µm und 20µm, bevorzugt zwischen 2,5 µm und 15µm und weiter bevorzugt zwischen 5µm und 10µm auf. Die Rauheit der unteren Flanke soll dabei deutlich höher sein, als eine Rauheit der anderen Kolbenringnutenflanken der Kolbenringe. Es ist ebenfalls vorgesehen, die untere Flanke des unteren Kompressions-Kolbenrings mit Erhebungen und/oder Vertiefungen zu versehen, die eine definierte Ölpassage zwischen der unteren Ringflanke des unteren Kompressionsrings und der unteren Flanke einer unteren Kolbenringnut gestatten. So kann sichergestellt werden, dass das von dem mittleren Ölabstreifring abgestreifte Öl aus der Kapsel, bzw. der Kammer in Richtung des Kurbelgehäuses abtransportiert werden kann.In another embodiment of the piston ring set, a lower edge of the middle Ölabstreifkolbenrings and / or a lower edge of the lower compression piston ring has a roughness between 0.5 .mu.m and 20 .mu.m, preferably between 2.5 .mu.m and 15 .mu.m and more preferably between 5 .mu.m and 10 .mu.m. The roughness of the lower edge should be significantly higher than a roughness of the other Kolbenringnutenflanken the piston rings. It is also contemplated to provide the lower flank of the lower compression piston ring with ridges and / or depressions that allow a defined oil passage between the lower ring flank of the lower compression ring and the lower flank of a lower piston ring groove. It can thus be ensured that the oil scraped off the central oil scraper ring can be removed from the capsule or the chamber in the direction of the crankcase.

Eine zusätzliche Ausführung des Kolbenringsatzes umfasst weiter einen unteren Ölabstreifring, der dazu bestimmt ist, unter dem unteren Kompressionsring in einer Ölabstreifnut mit einem Öl-Drainagekanal angeordnet zu werden. Dieser Ölabstreifring soll wie bei herkömmlichen Systemen überschüssiges Öl, das durch die untere Kompressions-Kolbenringnut nach unten in den Spalt zwischen Zylinderinnenfläche und KolbenMantelfläche gelangt, nach innen in den Kolben und zum Kurbelgehäuse abtransportieren.An additional embodiment of the piston ring set further comprises a lower oil scraper ring intended to be located under the lower compression ring in an oil scrape groove with an oil drainage channel. This oil scraper ring is as in conventional systems excess oil, which passes through the lower compression piston ring groove down into the gap between the cylinder inner surface and piston skirt surface, inwardly carry away in the piston and the crankcase.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Kolben für das vorstehend beschriebene Kolbenringsystem bereitgestellt. Dieser Kolben umfasst eine obere Kompressions-Kolbenringnut, eine mittlere Ölabstreif-Kolbenringnut und eine untere Kompressions-Kolbenringnut, wobei die mittlere Ölabstreif-Kolbenringnut zwischen der oberen Kompressions-Kolbenringnut und der unteren Kompressions-Kolbenringnut angeordnet ist und wobei weder die obere Kompressions-Kolbenringnut, noch die mittlere Ölabstreif-Kolbenringnut noch die untere Kompressions-Kolbenringnut einen Drainagekanal aufweist. Es wird also ein Kolbenring mit mindestens drei Öl-Drainagekanal-freien Kolbenringnuten bereitgestellt.According to another aspect of the present invention, there is provided a piston for the piston ring system described above. This piston comprises an upper compression piston ring groove, a middle oil scrape piston ring groove and a lower compression piston ring groove, wherein the middle oil scrape piston ring groove is disposed between the upper compression piston ring groove and the lower compression piston ring groove and wherein neither the upper compression piston ring groove, nor the middle Ölabstreif-Kolbenringnut still the lower compression piston ring groove has a drainage channel. Thus, a piston ring is provided with at least three oil drainage channel-free piston ring grooves.

In einer weiteren Ausführung umfasst der Kolben weiter eine untere Ölabstreif-Kolbenringnut, die mindestens einen Drainagekanal aufweist, und die unter den drei Kolbenringnuten, der oberen Kompressions-Kolbenringnut, der mittleren Ölabstreif-Kolbenringnut und der unteren Kompressions-Kolbenringnut angeordnet ist. Die drei vorstehend genannten Kolbenringnuten weisen keine Drainagekanäle von der Kolbenaußenfläche oder von dem Nutgrund eines der vorstehend genannten Kolbenringnuten für abgestreiftes Öl auf, das in einen Innenraum des Kolbens führt. Im Gegensatz zu herkömmlichen Kolben sind weder die mittlere Ölabstreif-Kolbenringnut für den mittleren Ölabstreifring noch untere Kompressions-Kolbenringnut mit einem Öldrainage- oder Ölrücklaufkanal versehen. Diese Ausführung gilt vor allem, wenn nur drei Kolbenringe Verwendung finden. Sollten mehrere Kolbenringnuten genutzt werden, so sind zumindest die oberen drei Kolbenringnuten ohne Radialkanäle vom Nutgrund zu einer Innenseite des Kolbens auszubilden. Jedenfalls sollen alle Kolbenringnuten oberhalb des untersten Kompressionskolbenrings ohne jede Art von Öl-Drainagekanälen ausgeführt sein, die Öl von der Mantelfläche oder einem Nutgrund nach innen leiten können.In another embodiment, the piston further includes a lower oil scrape piston ring groove having at least one drainage channel and disposed below the three piston ring grooves, the upper compression piston ring groove, the middle oil scrape piston ring groove, and the lower compression piston ring groove. The three aforesaid piston ring grooves have no drainage channels from the piston outer surface or from the groove bottom of one of the abovementioned scraped oil piston ring grooves leading into an internal space of the piston. Unlike conventional pistons, neither the central oil scraper piston ring groove for the middle oil scraper ring nor the lower compression piston ring groove is provided with an oil drainage or oil return passage. This design is especially true when only three piston rings are used. If several Kolbenringnuten be used, at least the upper three Kolbenringnuten without radial channels from the groove bottom to form an inside of the piston. In any case, all piston ring grooves above the lowermost compression piston ring should be designed without any type of oil drainage channels, which can guide oil from the lateral surface or a groove bottom inwards.

In einer weiteren Ausführung des Kolben weist eine untere Flanke der mittleren Ölabstreif-Kolbenringnut und/oder eine untere Flanke der unteren Kompressions-Kolbenringnut eine Rauheit zwischen 0,5 µm und 20µm, bevorzugt zwischen 2,5 µm und 15µm und weiter bevorzugt zwischen 5µm und 10µm auf. Diese Rauheit ist damit deutlich höher als eine Rauheit der anderen Kolbenringnutenflanken. Durch die erhöhte Rauheit soll eine Möglichkeit geschaffen werden, überschüssiges Öl zwischen dem oberen und dem unteren Kompressionsring nach unten abzutransportieren. Durch eine verringerte Auflagefläche kann Öl durch den Spalt zwischen der unteren Kolbenringflanke des unteren Kompressionsrings und der unteren Kolbenringnutflanke des unteren Kompressionsrings radial nach außen in den Spalt zwischen Kolbenmantelfläche und Zylinderinnenfläche abfließen. Dieser Aufbau ist notwendig um zwischen dem oberen Kompressionsring und dem unteren Kompressionsring eine Druckkapsel aufzubauen, in der ein deutlich höherer Durchschnittsdruck als in dem Kurbelgehäuse gehalten werden kann, was vor allem für einen Schubbetrieb deutliche Vorteile im Hinblick auf den Ölverbrauch ergibt.In a further embodiment of the piston has a lower edge of the middle Ölabstreif-Kolbenringnut and / or a lower edge of the lower compression Kolbenringnut a roughness between 0.5 .mu.m and 20 .mu.m, preferably between 2.5 .mu.m and 15 .mu.m and more preferably between 5 .mu.m and 10μm up. This roughness is thus significantly higher than a roughness of the other Kolbenringnutenflanken. The increased roughness is intended to create a way to remove excess oil between the upper and the lower compression ring down. Through a reduced contact surface oil can flow through the gap between the lower piston ring flank of the lower compression ring and the lower Kolbenringnutflanke the lower compression ring radially outwardly into the gap between the piston skirt surface and cylinder inner surface. This structure is necessary in order to build a pressure capsule between the upper compression ring and the lower compression ring, in which a much higher average pressure than in the crankcase can be maintained, which results in significant benefits in terms of oil consumption, especially for a boost operation.

Bei einer weiteren Ausführung des erfindungsgemäßen Kolbens ist die untere Flanke der mittleren Ölabstreif-Kolbenringnut und/oder die untere Flanke der unteren Kompressions-Kolbenringnut mit Vertiefungen oder Erhöhungen versehen, um eine Ölpassage zwischen der unteren Flanke der unteren Kolbenringnut und der unteren Flanke des unteren Kolbenrings zu ermöglichen. Bei einer weiteren Ausführung ist die untere Flanke des mittleren ÖlabstreifKolbenrings und/oder die untere Flanke des unteren Kompressions-Kolbenrings mit Vertiefungen oder Erhöhungen versehen, um eine Ölpassage zwischen der unteren Flanke der unteren Kolbenringnut und der unteren Flanke des unteren Kolbenrings zu ermöglichen. Anstelle einer Rauheit wird in dieser Ausführung eine klar definierte Struktur verwendet, um eine definierte Ölpassage zwischen der unteren Flanke des jeweiligen Kolbenrings und der unteren Flanke der jeweiligen Kolbenringnut zu ermöglichen. Durch den Ölfilm, der sich in dem Spalt zwischen der unteren Flanke des Kolbenrings und der unteren Flanke der Kolbenringnut bildet, kann hier kein schneller Druckausgleich stattfinden, da der Ölfilm durch die Viskosität des Öls einem Druckausgleich einen signifikanten Widerstand entgegensetzt. Ein Druckausgleich wird auch hier hauptsächlich durch einen „Blowby“ an dem Kolbenringspalt zwischen den Kolbenringenden entstehen.In a further embodiment of the piston according to the invention, the lower flank of the middle oil scrape piston ring groove and / or the lower flank of the lower compression piston ring groove is provided with recesses or elevations to an oil passage between the lower flank of the lower piston ring groove and the lower flank of the lower piston ring to enable. In a further embodiment, the lower flank of the middle ÖlabstreifKolbenrings and / or the lower edge of the lower compression piston ring with recesses or ridges provided to allow an oil passage between the lower edge of the lower piston ring groove and the lower edge of the lower piston ring. Instead of roughness, a clearly defined structure is used in this embodiment to allow a defined oil passage between the lower flank of the respective piston ring and the lower flank of the respective Kolbenringnut. Due to the oil film that forms in the gap between the lower flank of the piston ring and the lower flank of the piston ring groove, no rapid pressure equalization can take place here, since the oil film by the viscosity of the oil pressure compensation to a significant resistance opposes. A pressure equalization will also arise here mainly by a "blow-by" at the piston ring gap between the piston ring ends.

In einer Version des Kolbens können die Vertiefungen als Kanäle ausgeführt sein, die spiralförmig, tangential oder kreisförmig an der unteren Flanke der unteren Kolbenringnut angebracht sind. Die Kanäle sollen es ermöglichen, dass Öl, welches zwischen dem oberen und dem unteren Kompressionsring abgestreift wurde, nach unten in den Spalt zwischen Kolbenmantelfläche und Zylinderinnenfläche abgeleitet werden kann. Da hier nur ein relativ geringer Durchsatz von Öl erforderlich ist, kann es von Vorteil sein, die Länge der Kanäle zu vergrößern und gleichzeitig einen Querschnitt der Kanäle gering zu halten, um so einen definierten Strömungswiderstand an den Kanälen zu erzeugen. Es ist ebenfalls vorgesehen jeweils die untere Ringflanke des mittleren Ölabstreifrings und/oder des unteren Kompressionsrings mit spiralförmigen, tangentialen oder kreisförmigen Kanälen zu versehen. Die Kanäle sollen dabei Tiefen- und/oder Breitenabmessungen im Bereich zwischen 0,5 µm und 20µm, bevorzugt zwischen 2,5 µm und 15µm und weiter bevorzugt zwischen 5µm und 10µm aufweisen.In one version of the piston, the recesses may be formed as channels that are spirally, tangentially or circularly attached to the lower flank of the lower piston ring groove. The channels should allow oil, which has been stripped between the upper and the lower compression ring, can be derived down into the gap between the piston skirt surface and cylinder inner surface. Since only a relatively low flow rate of oil is required here, it may be advantageous to increase the length of the channels and at the same time keep a cross section of the channels small so as to produce a defined flow resistance at the channels. It is also contemplated to provide the lower annular flank of the central oil control ring and / or the lower compression ring with spiral, tangential or circular channels. The channels should thereby have depth and / or width dimensions in the range between 0.5 μm and 20 μm, preferably between 2.5 μm and 15 μm and more preferably between 5 μm and 10 μm.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verbrennungsmotor mit mindestens einem der vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Kolben und oder mit mindestens einem der vorstehend beschriebenen Kolbenringsätzen bereitgestellt. Dieser Aspekt betrifft die Verwendung des erfindungsgemäßen Kolbenringsatzes in einem Verbrennungsmotor bzw. einer Kolbenmaschine.According to another aspect of the present invention, there is provided an internal combustion engine having at least one of the inventive pistons described above and at least one of the piston ring sets described above. This aspect relates to the use of the piston ring set according to the invention in an internal combustion engine or a piston engine.

In den Figuren wird die Erfindung anhand von schematischen Zeichnungen ausgewählter Ausführungsformen veranschaulicht.

1 stellt eine Schnitt-Teilansicht durch einen herkömmlichen Kolben dar.
2 zeigt eine Schnitt-Teilansicht durch eine erfindungsgemäße Ausführungsform eines Kolbens, der mit einer erfindungsgemäßen Ausführung eines Satzes an Kolbenringen versehen ist.
3 stellt eine weitere Schnitt-Teilansicht durch eine andere erfindungsgemäße Ausführungsform eines Kolbens dar, der mit einer anderen erfindungsgemäßen Ausführung eines Satzes an Kolbenringen versehen ist.
4A bis 4C zeigen Ausführungen von Strukturen an einer mittleren oder unteren Ring- oder Ringnutflanke.

In the figures, the invention is illustrated by means of schematic drawings of selected embodiments.

1 Fig. 3 is a partial sectional view through a conventional piston.
2 shows a sectional partial view of an inventive embodiment of a piston, which is provided with an inventive embodiment of a set of piston rings.
3 FIG. 3 illustrates another partial sectional view through another embodiment of a piston according to the invention, which is provided with another embodiment of a set of piston rings according to the invention.
4A to 4C show embodiments of structures on a middle or lower ring or Ringnutflanke.

Sowohl in den Figuren als auch in der Beschreibung werden jeweils gleiche oder ähnliche Bezugszeichen für gleiche oder ähnliche Elemente oder Komponenten verwendet.Both in the figures and in the description, the same or similar reference numbers are used for the same or similar elements or components.

1 stellt eine Schnitt-Teilansicht durch einen herkömmlichen Kolben dar. Der herkömmliche Kolben 56 weist drei Kolbenringnuten auf, wobei in der obersten bzw. der dem Brennraum zugewandtesten ein Kompressionsring 50 mit einer im Schnitt konvexen Lauffläche angeordnet ist. In der mittleren Kolbenringnut ist ein Minutenring 52 eingesetzt, der sowohl zur Abdichtung als auch zur Regulierung des Ölfilms auf dem Zylinder 58 bzw. der Zylinderinnenfläche dient. In der unteren bzw. dem Kurbelgehäuse zugewandten Kolbenringnut ist ein dreiteiliger herkömmlicher Ölabstreifring 54 angeordnet, der überschüssiges Öl von der Zylinderinnenfläche abstreifen soll und dieses über den Öl-Drainagekanal 22 nach innen in den Kolben und zurück zum Kurbelgehäuse leitet. Der Pfeil zeigt die Richtung, in der ein Großteil des Öls transportiert wird. 1 Fig. 3 is a partial sectional view through a conventional piston. The conventional piston 56 has three piston ring grooves, wherein in the uppermost or the combustion chamber facing a compression ring 50 is arranged with a convex tread on average. In the middle piston ring groove is a minute ring 52 used, both for sealing and for regulating the oil film on the cylinder 58 or the cylinder inner surface is used. In the lower or the crankcase facing Kolbenringnut is a three-piece conventional Ölabstreifring 54 arranged to strip excess oil from the cylinder inner surface and this over the oil drainage channel 22 inwards into the piston and back to the crankcase. The arrow indicates the direction in which most of the oil is transported.

2 zeigt eine Schnitt-Teilansicht durch eine erfindungsgemäße Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kolbens 24, der mit einer erfindungsgemäßen Ausführung eines Satzes 2 an Kolbenringen versehen ist. Auch der erfindungsgemäße Kolben 24 ist in der Ausführung von 2 mit drei Kolbenringnuten versehen, jedoch weist keine der Nuten einen Öl-Drainagekanal auf. Wie in 1 ist in der oberen Kolbenringnut ein oberer Kompressionskolbenring 4 eingesetzt, und die obere Kolbenringnut ist als obere Kompressionskolbenringnut 14 ausgeführt. Die untere Kolbenringnut 38 ist ebenfalls als Kompressionskolbenringnut 38 ausgeführt und nimmt einen unteren Kompressionskolbenring auf. Zwischen dem oberen Kompressionskolbenring 4 und dem unteren Kompressionskolbenring 8 ist in dem Kolben 24 ein Ölabstreifkolbenring 8 in einer Ölabstreifkolbenringnut 36 angeordnet. Der Ölabstreifkolbenring 8 weist an der Lauffläche zwei Ölabstreifstege 10 auf, die Öl von der Zylinderinnenfläche abstreifen. Zwischen dem oberen Kompressionskolbenring 8 und dem unteren Kompressionskolbenring 8 entsteht so ein Bereich, in dem beim Betrieb ein durchschnittlicher Druck aufgebaut wird, der zwischen dem durchschnittlichen Druck in der Brennkammer und dem durchschnittlichen Druck im Kurbelgehäuse liegt. Um diesen Druck aufrecht erhalten zu können, dürfen in keiner der Kolbenringunten 14, 16, 18 irgendwelche Drainagekanäle zu einer Innenseite des Kolbens 24 vorhanden sein, da sonst ein Druckausgleich stattfinden würde. Öl, das von dem Ölabstreifring 6 abgestreift wird soll hier nur zwischen der unteren Flanke 26 des Ölabstreifrings 6 und der unteren Flanke der Ölabstreifringnut 36 und weiter zwischen den Spalten zwischen dem unteren Kompressionsring 8 und der unteren Kompressionskolbenringnut 18 in den Spalt zwischen Kolbenmantelfläche und Zylinderinnenfläche nach unten transportiert werden. Durch den vorliegenden Aufbau wird erreicht, dass zwischen den beiden Kompressionsringen 4 und 8 eine Art Druckkammer gebildet wird in dem Verbrennungsgase zusammen mit Öl unter Druck stehen. Die Öldurchlässigkeit zwischen der unteren Flanke 26 des mittleren Ölabstreifrings 6 und der unteren Flanke 36 der mittleren Ölabstreifringnut 16 wird erhöht in dem eine hier die untere Flanke 36 der mittleren Ölabstreifringnut 16 eine erhöhte Rauigkeit Rz zwischen 0,5 µm und 20µm, bevorzugt zwischen 2,5 µm und 15 µm und weiter bevorzugt zwischen 5 µm und 10µm aufweist. Die untere Flanke 26 des mittleren Ölabstreifrings 6 weist keine erhöhte Rauigkeit auf. 2 shows a sectional partial view through an inventive embodiment of a piston according to the invention 24 that with an inventive embodiment of a sentence 2 is provided on piston rings. Also the piston according to the invention 24 is in the execution of 2 provided with three piston ring grooves, but none of the grooves on an oil drainage channel. As in 1 is in the upper piston ring groove an upper compression piston ring 4 used, and the upper piston ring groove is as the upper Kompressionskolbenringnut 14 executed. The lower piston ring groove 38 is also as Kompressionskolbenringnut 38 executed and takes on a lower compression piston ring. Between the upper compression piston ring 4 and the lower compression piston ring 8th is in the piston 24 an oil control piston ring 8th in an oil control piston ring groove 36 arranged. The oil control piston ring 8th has two Ölabstreifstege on the tread 10 on, the oil from the cylinder inner surface strip. Between the upper compression piston ring 8th and the lower compression piston ring 8th The result is an area in which an average pressure is built up during operation, which is between the average pressure in the combustion chamber and the average pressure in the crankcase. In order to be able to maintain this pressure, none of the piston rings must be in the bottom 14 . 16 . 18 any drainage channels to an inside of the piston 24 be present, otherwise a pressure equalization would take place. Oil coming from the oil scraper ring 6 should be stripped here only between the lower edge 26 of the oil scraper ring 6 and the lower flank of the oil control ring groove 36 and further between the gaps between the lower compression ring 8th and the lower compression piston ring groove 18 be transported down into the gap between the piston skirt surface and cylinder inner surface. The present design ensures that between the two compression rings 4 and 8th a kind of pressure chamber is formed in the combustion gases together with oil are under pressure. The oil permeability between the lower flank 26 the middle oil scraper ring 6 and the lower flank 36 the middle Ölabstreifringnut 16 is increased in one here the lower edge 36 the middle Ölabstreifringnut 16 an increased roughness March between 0.5 .mu.m and 20 .mu.m, preferably between 2.5 .mu.m and 15 .mu.m, and more preferably between 5 .mu.m and 10 .mu.m. The lower flank 26 the middle oil scraper ring 6 has no increased roughness.

Die Öldurchlässigkeit zwischen der unteren Flanke 28 des unteren Kompressionsrings 8 und der unteren Flanke 38 der unteren Kompressions-Kolbenringnut 18 wird ebenfalls dadurch erhöht, indem auch hier die untere Flanke 36 der unteren Kompressionskolbenringnut 18 eine erhöhte Rauigkeit Rz aufweist. Die Rauheit kann auch hier zwischen 0,5 µm und 20µm, bevorzugt zwischen 2,5 µm und 15µm und weiter bevorzugt zwischen 5µm und 10µm betragen. Die untere Flanke 28 des unteren Kompressionsrings 8 weist keine erhöhte Rauigkeit auf.The oil permeability between the lower flank 28 the lower compression ring 8th and the lower flank 38 the lower compression piston ring groove 18 is also increased by, here also the lower edge 36 the lower compression piston ring groove 18 an increased roughness March having. The roughness can here also be between 0.5 μm and 20 μm, preferably between 2.5 μm and 15 μm and more preferably between 5 μm and 10 μm. The lower flank 28 the lower compression ring 8th has no increased roughness.

Es ist auch vorgesehen, je nach Anwendungsfall Kolbenringnutflankenrauigkeiten zwischen 5µm und 20µm zwischen 10µm und 20µm oder sogar zwischen 15µm und 20µm zu verwenden. Die Rauheit Rz soll dabei deutlich höher sein als die jeweilige Rauheit der anderen Kolbenringnutenflanken.It is also envisaged, depending on the application Kolbenringnutflankenrauigkeiten between 5μm and 20μm to use between 10μm and 20μm or even between 15μm and 20μm. The roughness March should be significantly higher than the respective roughness of the other Kolbenringnutenflanken.

Durch die erhöhte Rauheit kann das Öl auch dann langsam durch den entsprechenden Spalt fließen, wenn sich das System in einem Arbeitstakt befindet, wobei der erhöhte Druck zwischen den Kompressionskolbenringen 4 und 8 das Öl durch den entsprechenden Spalt drückt.The increased roughness allows the oil to flow slowly through the corresponding gap even when the system is in a working stroke with the increased pressure between the compression piston rings 4 and 8th push the oil through the appropriate gap.

Diese Strömung wird durch die Druckkapsel, die durch die beiden Kompressionskolbenringe 4 und 8 gebildet wird, auch während eines sogenannten Schubbetriebs aufrechterhalten, wenn beispielsweise die Treibstoffzufuhr unterbrochen wird wenn der Bordcomputer erkennt, dass sich das Fahrzeug bewegt, und die Eingabe eines Gaspedals oder Hebels auf „Null“ steht. Hier wird der Treibstoff gespart, der sonst zum Aufrechterhalten der Leerlaufdrehzal bzw. als „Standgas“ verwendet wird, was auch als „Schubabschaltung“ bekannt ist. In diesen Zuständen kann es herkömmlich zu einer Veränderung des Schmierfilms auf der Zylinderinnenfläche kommen, die zu einem erhöhten Verschleiß beitragen kann. Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, die Schmierung während des Schubbetriebs zu verbessern und einen Verschleiß zu verringern.This flow is through the pressure capsule passing through the two compression piston rings 4 and 8th is maintained, even during a so-called push operation maintained, for example, when the fuel supply is interrupted when the on-board computer detects that the vehicle is moving, and the input of an accelerator pedal or lever is "zero". Here, the fuel is saved, which is otherwise used to maintain the Leerlaufdrehzal or as "idle", which is also known as "fuel cut". In these states, conventionally, a change in the lubricating film on the cylinder inner surface may occur, which may contribute to increased wear. The present invention is directed to improving lubrication during overrun operation and reducing wear.

3 stellt eine weitere Schnitt-Teilansicht durch eine andere erfindungsgemäße Ausführungsform eines Kolbens dar, der mit einer anderen erfindungsgemäßen Ausführung eines Satzes an Kolbenringen versehen ist. Zusätzlich zu der Ausführung von 2 weist der Kolbenringsatz einen weiteren unteren Ölabstreifring 12 auf, der als dreiteiliger Ölabstreifring ausgeführt ist. Der untere Ölabstreifring 12 befindet sich in einer unteren Ölabstreifringnut 20, die durch einen Öldrainagekanal 22 mit einer Innenseite des erfindungsgemäßen Kolbens 14 verbunden ist. Das System von 2 ist um einen weiteren herkömmlichen Ölabstreifring 12 erweitert, der sich in einer dem Kurbelgehäuse zugewandten Seite des Kolbens 14 befindet. Hier dient die Erfindung dazu, das System der oberen drei Kolbenringe vor allem im Schubbestrieb gegen Verschleiß zu schützen. 3 FIG. 3 illustrates another partial sectional view through another embodiment of a piston according to the invention, which is provided with another embodiment of a set of piston rings according to the invention. In addition to the execution of 2 the piston ring set has another lower oil scraper ring 12 on, which is designed as a three-piece oil scraper ring. The lower oil scraper ring 12 is located in a lower Ölabstreifringnut 20 passing through an oil drainage channel 22 with an inside of the piston according to the invention 14 connected is. The system of 2 is another conventional oil scraper ring 12 extended, located in a side facing the crankcase of the piston 14 located. Here, the invention serves to protect the system of the upper three piston rings, especially in shear thrust against wear.

Das Wirkungsprinzip des Systems von 3 entspricht dem von 2. Im Gegensatz zu der Ausführung von 2 sind die Nuten und die Kolbenringe leicht anders ausgeführt.The principle of operation of the system of 3 corresponds to that of 2 , Unlike the execution of 2 the grooves and the piston rings are slightly different.

Hier wird die Öldurchlässigkeit zwischen der unteren Flanke 26 des mittleren Ölabstreifrings 6 und der unteren Flanke 36 der mittleren Ölabstreifringnut 16 erhöht, in dem hier die untere Flanke 26 des mittleren Ölabstreifrings 6 eine erhöhte Rauigkeit Rz zwischen 0,5 µm und 20µm, bevorzugt zwischen 2,5 µm und 15µm und weiter bevorzugt zwischen 5µm und 10µm aufweist. Die untere Flanke 36 der mittleren Ölabstreifringnut 16 weist dabei keine erhöhte Rauigkeit auf.Here is the oil permeability between the lower flank 26 the middle oil scraper ring 6 and the lower flank 36 the middle Ölabstreifringnut 16 increased, in which here the lower flank 26 the middle oil scraper ring 6 an increased roughness March between 0.5 .mu.m and 20 .mu.m, preferably between 2.5 .mu.m and 15 .mu.m and more preferably between 5 .mu.m and 10 .mu.m. The lower flank 36 the middle Ölabstreifringnut 16 has no increased roughness.

Die Öldurchlässigkeit zwischen der unteren Flanke 28 des unteren Kompressionsrings 8 und der unteren Flanke 38 der unteren Kompressions-Kolbenringnut 18 wird ebenfalls dadurch erhöht, indem auch hier die untere Flanke 28 des unteren Kompressionsrings 8 eine erhöhte Rauigkeit Rz aufweist. Die Rauheit kann auch hier zwischen 0,5 µm und 20µm, bevorzugt zwischen 2,5 µm und 15µm und weiter bevorzugt zwischen 5µm und 10µm betragen. Die untere Flanke 38 der unteren Kompressionsringnut 18 weist dabei keine erhöhte Rauigkeit auf.The oil permeability between the lower flank 28 the lower compression ring 8th and the lower flank 38 the lower compression piston ring groove 18 is also increased by, here also the lower edge 28 the lower compression ring 8th an increased roughness March having. The roughness can here also be between 0.5 μm and 20 μm, preferably between 2.5 μm and 15 μm and more preferably between 5 μm and 10 μm. The lower flank 38 the lower compression ring groove 18 has no increased roughness.

Es ist auch vorgesehen je nach Anwendungsfall Kolbenringflankenrauigkeiten Rz zwischen 5µm und 20µm, zwischen 10µm und 20µm oder sogar zwischen 15µm und 20µm zu verwenden. Die Rauheit Rz soll dabei deutlich höher sein als die jeweilige Rauheit der anderen Kolbenringflanken. It is also provided depending on the application piston ring edge roughness March between 5μm and 20μm, between 10μm and 20μm or even between 15μm and 20μm. The roughness March should be significantly higher than the respective roughness of the other piston ring flanks.

Auch hier werden die positiven Effekte erreicht wie sie von der Ausführung der 2 bereits beschrieben wurden.Again, the positive effects are achieved as they are by the execution of 2 already described.

4A bis 4C zeigen Ausführungen von Strukturen an einer mittleren oder unteren Ring- oder Ringnutflanke. 4A to 4C show embodiments of structures on a middle or lower ring or Ringnutflanke.

Im Folgenden werden die Flächen, die eine erhöhte Rauheit aufweisen einfach nur mit „Flanke mit erhöhter Rauheit 26, 28, 36, 38“ bezeichnet, womit im Detail jeweils die untere Flanke 26 des mittleren Ölabstreifrings 6, die untere Flanke 28 des unteren Kompressionsrings 8, die untere Flanke 36 der mittleren Ölabstreifringnut 16 oder die untere Flanke 36 der unteren Kompressionskolbenringnut 18 gemeint ist.In the following, the surfaces that have increased roughness are simply "flank with increased roughness 26 . 28 . 36 , 38 ", which in detail in each case the lower edge 26 the middle oil scraper ring 6 , the lower flank 28 the lower compression ring 8th , the lower flank 36 the middle Ölabstreifringnut 16 or the lower flank 36 the lower compression piston ring groove 18 is meant.

Anstelle nur eine allgemeine irreguläre Rauheit durch verschiedene Oberflächen-Bearbeitungen oder deren Fehlen zu erreichen, besteht ebenfalls eine Möglichkeit die Rauheit durch eine gezielte Bearbeitung der jeweiligen Flanken zu erreichen.Instead of achieving only a general irregular roughness by various surface treatments or their absence, there is also a possibility to achieve the roughness by targeted processing of the respective flanks.

Es werden hier verschiedene Möglichkeiten gezeigt, wie diese Strukturen ausgeführt werden können.Here are shown different ways how these structures can be executed.

Eine einfach nur raue Oberfläche der Kolbenringnuten 16, 18 birgt die Gefahr, dass diese durch die Bewegung der Kolbenringe und insbesondere durch die glatten Flankenflächen der Kolbenring verringert bzw. glattpoliert bzw. geläppt wird. Diese Gefahr besteht vor allem, da das Material der Kolbenringnut (Leichtmetall) weniger stabil ist als das Material des Kolbenrings (Stahl / Gusseisen). Eine Rauheit auf der Kolbenringflanke 26 28 hingegen birgt eine erhöhte Gefahr eines Brechen des Kolbenrings beim Einsetzen und eine Gefahr eines erhöhten Verschleißes der entsprechenden Kolbenringnutflanke. Weiterhin ist es relativ schwer zu bestimmen, welche Rauheit zu welcher Öldurchtrittsrate vor allem bei Verschleißbedingungen führt.A simply rough surface of the piston ring grooves 16 . 18 There is a risk that this is reduced or polished or lapped by the movement of the piston rings and in particular by the smooth flank surfaces of the piston ring. This danger is above all because the material of the piston ring groove (light metal) is less stable than the material of the piston ring (steel / cast iron). A roughness on the piston ring flank 26 28 however, there is an increased risk of breakage of the piston ring during insertion and a risk of increased wear of the corresponding Kolbenringnutflanke. Furthermore, it is relatively difficult to determine which roughness leads to which oil penetration rate, especially under wear conditions.

Um bessere und besser bestimmbare Bedingungen zu erhalten, besteht die Möglichkeit die Rauheit Rz wie sie in den 2 und 3 dargestellt ist durch definierte Kanäle oder Rinnen zu erreichen.To obtain better and more determinable conditions, there is the possibility of roughness March as they are in the 2 and 3 is shown by defined channels or channels to achieve.

4A zeigt eine Flanke mit erhöhter Rauheit 26, 28, 36, 38, bei der kreisförmige bzw. keisbogenförmige Kanäle eingearbeitet wurden. Wie im Fall der Rauigkeit können die Kanäle eine Tiefe von 0,5 bis 20 µm aufweisen. Die Bereiche zwischen den Kanälen können auch als Erhebungen 40 und die Kanäle selbst als Vertiefungen 42 betrachtet werden. Die Kanäle können durch bekannte spanende Verfahren oder auch durch eine Laserbehandlung (mit oder ohne nachfolgende Oberflächenbehandlung) erzeugt werden. Durch eine geeignete Wahl der Radien und Anzahl der kreisbogenförmigen Kanäle 44 kann die Öldurchlässigkeit variiert werden. 4A shows a flank with increased roughness 26 . 28 . 36 . 38 , in which circular or keisbogenförmige channels were incorporated. As in the case of roughness, the channels may have a depth of 0.5 to 20 μm. The areas between the channels can also be called elevations 40 and the channels themselves as depressions 42 to be viewed as. The channels can be produced by known machining methods or also by a laser treatment (with or without subsequent surface treatment). By a suitable choice of radii and number of circular arc channels 44 the oil permeability can be varied.

4B zeigt eine Flanke mit erhöhter Rauheit 26, 28, 36, 38, bei der gerade bzw. tangentiale Kanäle eingesetzt werden. Wie bei 4A können die Kanäle eine Tiefe von 0,5 bis 20 µm aufweisen. Auch hier bilden die Kanäle Vertiefungen 42 und die Bereiche zwischen den Kanälen können als Erhebungen 40 betrachtet werden. Die Kanäle können durch die in 4A genannten Verfahren hergestellt werden. Bei den tangentialen Kanälen können durch eine geeignete Wahl des Radius zu dem die Kanäle tangential sind und durch die Anzahl der Kanäle 46 sowie durch deren Abmessungen die Öldurchlässigkeit festgelegt werden. 4B shows a flank with increased roughness 26 . 28 . 36 . 38 in which straight or tangential channels are used. As in 4A For example, the channels may have a depth of 0.5 to 20 μm. Again, the channels form depressions 42 and the areas between the channels can be called elevations 40 to be viewed as. The channels can through the in 4A mentioned processes are produced. For the tangential channels, by a suitable choice of radius to which the channels are tangent and by the number of channels 46 and by their dimensions, the oil permeability are set.

4C zeigt ein ähnliches Prinzip wie es bereits in dem 4A und 4B dargestellt ist. Die Kanäle sind hier als spiralförmige Kanäle ausgeführt, was es gestattet Kanäle mit einem besonders kleinen Querschnitt-zu-Längen-Verhältnis herzustellen. Die spiralförmigen Kanäle 48 Können als Vertiefungen ausgeführt werden, die eine deutlich größer Länge erreichen als die Kanäle der 4A und 4B. Durch eine größere Länge kann bei gleicher Breite und gleicher Tiefe ein geringerer Öldurchgang durch den Kanal erreicht werden. Durch diese Ausführung können vor allem die Toleranzen der Kanäle bezüglich Breite und Tiefe erhöht werden. 4C shows a similar principle as it already in the 4A and 4B is shown. The channels are here designed as spiral channels, which makes it possible to produce channels with a particularly small cross-section-to-length ratio. The spiral channels 48 Can be performed as wells that reach a much greater length than the channels of the 4A and 4B , By a greater length, a smaller oil passage through the channel can be achieved with the same width and the same depth. By this embodiment, especially the tolerances of the channels with respect to width and depth can be increased.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

22: KolbenringsatzPiston Ring Set
44: oberer Kompressionsringupper compression ring
66: mittlerer Ölabstreifringmiddle oil scraper ring
88th: unterer Kompressionsringlower compression ring
1010: ÖlabstreifstegÖlabstreifsteg
1212: unterer Ölabstreifringlower oil scraper ring
1414: obere Kompressionskolbenring-Nutupper compression piston ring groove
1616: mittlere Ölabstreifkolbenring-Nutmiddle oil scraping piston ring groove
1818: untere Kompressionskolbenring-Nutlower compression piston ring groove
2020: untere Ölabstreifkolbenring-Nutlower oil control piston ring groove
2222: Öl-DrainagekanalOil drainage channel
2424: erfindungsgemäßer Kolbenpiston according to the invention
2626: untere Flanke des mittleren Ölabstreifkolbenringslower flank of the middle oil control piston ring
2828: untere Flanke der unteren Kompressionskolbenringslower flank of the lower compression piston ring
3636: untere Flanke der mittleren Ölabstreifkolbenringnutlower edge of the middle Ölabstreifkolbenringnut
3838: untere Flanke der unteren Kompressionskolbenringnutlower flank of the lower compression piston ring groove
4040: Erhebungensurveys
4242: Vertiefungenwells
4444: kreisförmige Kanälecircular channels
4646: tangentiale Kanäletangential channels
4848: Spiralförmige KanäleSpiral channels
5050: KompressionskolbenringCompression piston ring
5252: Minutenringminute ring
5454: ÖlabstreifringOil ring
5656: Herkömmlicher KolbenConventional piston
5858: Zlyinder Zlyinder
RzMarch: Rauheitroughness

Claims

Piston ring set comprising three piston rings, namely an upper compression ring, a middle oil scraper ring and a lower compression ring.

Piston ring set to Claim 1 wherein the oil control ring comprises two Ölabstreifstege.

Piston ring set to Claim 1 or 2 , where the upper compression ring is equal to the lower compression ring.

Piston ring set to Claim 1 or 2 wherein a lower flank of the central oil control piston ring and / or a lower flank of the lower compression piston ring has a roughness between 0.5 μm and 20 μm, preferably between 2.5 μm and 15 μm and more preferably between 5 μm and 10 μm, or the lower compression piston ring is provided with protrusions and / or depressions which allow an oil passage between the lower ring flank of the lower compression ring and the lower flank of the lower piston ring groove.

Piston ring set according to one of the preceding claims, further comprising a lower oil scraper ring, which is intended to be arranged under the lower compression ring in a Ölabstreifnut with an oil drainage channel.

Piston for a piston ring set according to one of Claims 1 to 5 comprising an upper compression piston ring groove, a middle oil control piston ring groove and a lower compression piston ring groove, characterized in that the middle oil control piston ring groove is disposed between the upper compression piston ring groove and the lower compression piston ring groove and neither the upper compression piston ring groove , nor the middle Ölabstreif-piston ring groove still the lower compression piston ring groove has a drainage channel.

Piston after Claim 6 further comprising a lower oil scraper piston annular groove having at least one drainage channel

Piston after Claim 6 or 7 wherein the lower flank of the middle oil scraper piston ring groove and / or the lower flank of the lower compression piston ring groove has a roughness between 0.5 μm and 20 μm, preferably between 2.5 μm and 15 μm and more preferably between 5 μm and 10 μm.

Piston after one of Claims 6 to 8th wherein the lower flank of the middle oilway piston ring groove and / or the lower flank of the lower compression piston ring groove is provided with recesses or elevations to allow oil passage between the lower flank of the lower piston ring groove and the lower flank of the lower piston ring.

Piston after Claim 9 wherein the recesses form channels that are spirally, tangentially or circularly attached to the lower flank of the lower piston ring groove.

Internal combustion engine with at least one piston according to Claim 10 ,