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Die Erfindung betrifft eine Brennraumwandung für einen Brennraum einer Brennkraftmaschine, einen Brennraum mit einer solchen Brennraumwandung, eine Zylinderlaufbuchse für einen Brennraum, eine Brennkraftmaschine, und ein Verfahren zum Herstellen einer Brennraumwandung.
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Beim Betrieb einer Brennkraftmaschine, die einen Brennraum aufweist, in dem ein Kolben - insbesondere hubbeweglich - verlagerbar ist, besteht das Problem, dass sich Schmieröl in einer Kolbenringnut des Kolbens sammeln kann, die einen Kolbenring zumindest teilweise aufnimmt. Insbesondere wird durch einen ersten, dem Brennraum zugewandt angeordneten Kompressionsring in einem Kompressionstakt des Brennraums Öl von der Brennraumwandung abgeschabt, welches sich in der Kolbenringnut sammelt. Das dort akkumulierte Schmieröl kann schließlich in den Brennraum gelangen und dort zumindest teilweise verbrennen, was sich negativ auf den Schmierölverbrauch der Brennkraftmaschine und die Emissionen auswirkt. Auch kann es durch in den Brennraum gelangende Öltröpfchen zu einer Fehlzündung eines Verbrennungsluft-Brennstoff-Gemischs in dem Brennraum kommen, was ebenfalls emissionsschädigend und negativ für den Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine ist, sowie eine hohe mechanische Belastung darstellen kann, wobei die Lebensdauer zumindest von bestimmten Teilen der Brennkraftmaschine verkürzt wird. Weiterhin besteht die Gefahr, dass das Schmieröl in der Kolbenringnut verkohlt, wobei ein Ölkohleaufbau in der Kolbenringnut zu einer verschlechterten Funktionsfähigkeit der Funktionseinheit aus Kolben und Kolbenring führt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennraumwandung für einen Brennraum einer Brennkraftmaschine, einen Brennraum mit einer solchen Brennraumwandung, eine Zylinderlaufbuchse für einen Brennraum, eine Brennkraftmaschine und ein Verfahren zum Herstellen einer Brennraumwandung zu schaffen, wobei die genannten Nachteile nicht auftreten oder deren Auswirkungen zumindest verringert sind.
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Die Aufgabe wird gelöst, indem die vorliegende technische Lehre bereitgestellt wird, insbesondere die Lehre der unabhängigen Ansprüche sowie der in den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung offenbarten Ausführungsformen.
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Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem eine Brennraumwandung für einen Brennraum einer Brennkraftmaschine geschaffen wird, die einen ersten Wandungsabschnitt aufweist, der einem oberen Totpunkt eines in dem Brennraum - insbesondere hubbeweglich - verlagerbaren Kolbens zugeordnet ist. Die Brennraumwandung weist außerdem einen zweiten Wandungsabschnitt auf, der einem unteren Totpunkt des Kolbens zugeordnet ist. Dabei weist die Brennraumwandung in dem zweiten Wandungsabschnitt einen bestimmten Drall auf. Durch den bestimmten Drall wird im Betrieb der Brennkraftmaschine einem in einer Kolbenringnut des Kolbens angeordneten Kolbenring ein Drehmoment aufgeprägt, wenn der Kolben in einem Arbeitstakt des Brennraums von dem oberen Totpunkt zu dem unteren Totpunkt verlagert wird. Somit wird dem Kolbenring eine Drehbewegung in der Kolbenringnut aufgeprägt, die dazu führt, dass in die Kolbenringnut gelangendes Schmieröl in ein Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine unterhalb des Brennraums abgeführt wird, sodass es sich nicht in der Kolbenringnut sammeln kann. Dadurch wird ein Eindringen des Schmieröls in den Brennraum vermieden oder zumindest reduziert, was sich positiv auf den Schmierölverbrauch der Brennkraftmaschine auswirkt, sowie schädliche Emissionen der Brennkraftmaschine vermeidet oder zumindest senkt. Weiterhin werden Fehlzündungen in dem Brennraum vermieden, oder zumindest das Risiko von deren Auftreten wird reduziert. Schließlich wird ein Ölkohleaufbau in der Kolbenringnut zumindest vermindert, wenn nicht sogar vollständig vermieden, wobei etwaig aufgebaute Ölkohle durch die Rotation des Kolbenrings abgetragen wird, wobei die Kolbenringnut durch das durch sie hindurch in Richtung des Kurbelgehäuses geförderte Öl freigespült wird.
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Insbesondere wirkt in diesem Sinn ein so genannter Blow-by-Strom der Verbrennungsgase, die im Arbeitstakt aus dem Brennraum durch einen Ringspalt oder Kolbenringstoß des Kolbenrings in Richtung des Kurbelgehäuses strömen. Durch den Blow-by-Strom wird die Kolbenringnut an der Position des Kolbenringstoßes freigeblasen. Da sich der Kolbenring aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Brennraumwandung dreht, verändert sich die Position des Kolbenringstoßes in Umfangsrichtung in der Kolbenringnut, wobei der gesamte Umfang der Kolbenringnut durch den Kolbenringstoß überstrichen wird. Somit wird die Kolbenringnut entlang ihres gesamten Umfangs sukzessive freigeblasen.
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Die Brennraumwandung ist insbesondere eine Brennrauminnenwandung. Sie weist den ersten Wandungsabschnitt und den zweiten Wandungsabschnitt insbesondere an einer brennraumzugewandten Oberfläche, insbesondere einer Innenfläche, auf.
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Dass der erste Wandungsabschnitt dem oberen Totpunkt des Kolbens zugeordnet ist, bedeutet, dass der erste Wandungsabschnitt zumindest auch in einem Bereich der Brennraumwandung angeordnet ist, in dem sich der Kolben im Betrieb der Brennkraftmaschine bestimmungsgemäß an einem oberen Totpunkt seines Hubs befindet. Entsprechend ist der zweite Wandungsabschnitt dem unteren Totpunkt des Kolbens in dem Sinne zugeordnet, dass der zweite Wandungsabschnitt zumindest auch dort angeordnet ist, wo sich der Kolben im Betrieb der Brennkraftmaschine im Bereich des unteren Totpunkts seines Hubs befindet.
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Dass der zweite Wandungsabschnitt einen bestimmten Drall aufweist, bedeutet insbesondere, dass der zweite Wandungsabschnitt einen Drall mit einer Vorzugsrichtung aufweist, insbesondere eine Oberflächenstruktur, der eine bestimmte Vorzugsrichtung aufgeprägt ist, derart dass dem Kolbenring ein definiertes Drehmoment mit bestimmter Richtung vermittelt wird, wenn der Kolben während seiner Bewegung von dem oberen Totpunkt zu dem unteren Totpunkt den zweiten Wandungsabschnitt passiert.
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Der erste Wandungsabschnitt weist bevorzugt keinen bestimmten Drall auf. Er ist insbesondere frei von einer Oberflächenstruktur mit Vorzugsrichtung.
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Bevorzugt weist ein Schliff oder eine Honung der Brennraumwandung in dem zweiten Wandungsabschnitt den bestimmten Drall, insbesondere die Vorzugsrichtung, auf.
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Der bestimmte Drall ist insbesondere so ausgebildet, dass dem Kolbenring das Drehmoment lediglich bei der Bewegung des Kolbens von dem oberen Totpunkt zu dem unteren Totpunkt in dem Arbeitstakt der Brennkraftmaschine vermittelt wird, oder dass das Drehmoment bei dieser Bewegung in wesentlich stärkerem Maße vermittelt wird, als bei einer umgekehrten Bewegung des Kolbens von dem unteren Totpunkt zu dem oberen Totpunkt in einem Kompressionstakt der Brennkraftmaschine. Dabei ist zu berücksichtigen, dass in dem Arbeitstakt wesentlich höhere Gaskräfte auf den Kolben und - insbesondere im Bereich des Kolbenringstoßes - auf den Kolbenring wirken, die zu einer verstärkten Anlage des Kolbenrings an der Brennraumwandung führen. Insbesondere führt ein erhöhter, in dem Kolbenringstoß wirkender Gasdruck zu einer Spreizung des Kolbenrings, wodurch dieser mit erhöhter Kraft an die Brennraumwandung angepresst wird. Demgegenüber sind die Gaskräfte im Kompressionstakt deutlich geringer, wodurch auch der Kolbenring mit deutlich geringerer Kraft gegen die Brennraumwandung gedrängt wird. Nochmals geringere Kräfte herrschen in einem Ansaugtakt und einem Ausstoßtakt des Brennraums, wenn die Brennkraftmaschine als Viertaktmotor ausgebildet ist. Selbst wenn also bei einer Bewegung des Kolbens von dem unteren Totpunkt zu dem oberen Totpunkt ein entgegengesetztes Drehmoment in den Kolbenring eingeleitet würde, wäre dies vom Betrag her deutlich geringer, als das Drehmoment, welches in dem Arbeitstakt bei der Bewegung des Kolbens von dem oberen Totpunkt zu dem unteren Totpunkt in den Kolbenring eingeleitet wird, sodass im Ergebnis dem Kolbenring eine Drehbewegung mit bestimmter Drehrichtung aufgeprägt wird.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der erste Wandungsabschnitt und der zweite Wandungsabschnitt in einem Bereich aneinandergrenzen, der zwischen dem oberen Totpunkt und dem unteren Totpunkt angeordnet ist. Insbesondere ist es möglich, dass die Brennraumwandung nur genau zwei Wandungsabschnitte, nämlich den ersten Wandungsabschnitt und den zweiten Wandungsabschnitt aufweist. Diese grenzen besonders bevorzugt im Bereich einer gedachten Umfangslinie aneinander, die insoweit als Grenzlinie zwischen dem ersten Wandungsabschnitt und dem zweiten Wandungsabschnitt wirkt. Der Bereich, in dem der erste Wandungsabschnitt und der zweite Wandungsabschnitt aneinandergrenzen, kann insbesondere mittig - in Axialrichtung gesehen - oder hälftig an der Brennraumwandung vorgesehen sein, die Brennraumwandung also in Axialrichtung hälftig teilen; alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass der Bereich, in dem die Wandungsabschnitte aneinandergrenzen, dort angeordnet ist, wo der Kolben während seiner Verlagerung von dem oberen Totpunkt zu dem unteren Totpunkt eine maximale Verlagerungsgeschwindigkeit aufweist.
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Unter einer Axialrichtung wird hier insbesondere eine Richtung verstanden, die sich entlang einer Längsachse oder Symmetrieachse des Brennraums erstreckt. Eine Radialrichtung steht senkrecht auf der Axialrichtung, eine Umfangsrichtung umgreift die Axialrichtung konzentrisch.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Brennraumwandung im Bereich des ersten Wandungsabschnitts einen Kreuzschliff, insbesondere eine Kreuzhonung, aufweist. Dies entspricht der allgemein üblichen Art der Oberflächenbearbeitung einer Brennraumwandung, sodass es insoweit, was den ersten Wandungsabschnitt betrifft, keiner besonderen Bearbeitung der Brennraumwandung bedarf. Insbesondere eine Kreuzhonung hat sich als besonders geeignet und günstig herstellbar erwiesen. Ein solcher Kreuzschliff oder eine Kreuzhonung weist insbesondere diagonale Riefen, auch als Diagonalriefen bezeichnet, in zwei entgegengesetzten Richtungen auf, wobei sich die Diagonalriefen kreuzen. Somit ist dem ersten Wandungsabschnitt gerade kein bestimmter Drall zugeordnet, vielmehr heben sich eventuell aufgrund der Diagonalriefen in den Kolbenring eingeleitete Drehmomente gegenseitig auf.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Brennraumwandung in dem zweiten Wandungsabschnitt einen Diagonalschliff, insbesondere eine Diagonalhonung, aufweist. Eine Diagonalhonung ist dabei insbesondere eine einseitige Honung; entsprechend ist ein Diagonalschliff ein einseitiger Schliff. Dies bedeutet insbesondere, dass ein solcher Diagonalschliff oder eine solche Diagonalhonung diagonale Riefen lediglich in einer bestimmten Richtung aufweist, wodurch sich der bestimmte Drall ergibt. Insbesondere dadurch, dass im Vergleich zum Kreuzschliff oder der Kreuzhonung die entgegengesetzt orientierten Diagonalriefen fehlen, ergibt sich eine Vorzugsrichtung und damit ein bestimmtes, in den Kolbenring eingeleitetes Drehmoment.
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Die Aufgabe wird auch gelöst, indem ein Brennraum einer Brennkraftmaschine oder für eine Brennkraftmaschine geschaffen wird, wobei der Brennraum eine erfindungsgemäße Brennraumwandung oder eine Brennraumwandung nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele aufweist. In Zusammenhang mit dem Brennraum ergeben sich insbesondere diejenigen Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit der Brennraumwandung erläutert wurden.
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Der Brennraum ist bevorzugt ein Zylinder einer als Hubkolbenmotor ausgebildeten Brennkraftmaschine, oder ein Zylinder für eine solche Brennkraftmaschine. Insbesondere ist der Brennraum bevorzugt eingerichtet, um einen Kolben hubbeweglich aufzunehmen, sodass der Kolben insbesondere entlang einer Längsachse oder Symmetrieachse des Brennraums verlagerbar in dem Brennraum angeordnet werden kann.
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Die Aufgabe wird auch gelöst, indem eine Zylinderlaufbuchse für einen Brennraum einer Brennkraftmaschine geschaffen wird, wobei eine Innenwandung der Zylinderlaufbuchse als erfindungsgemäße Brennraumwandung oder als Brennraumwandung nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele ausgebildet ist. In Zusammenhang mit der Zylinderlaufbuchse ergeben sie insbesondere die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit der Brennraumwandung und/oder dem Brennraum erläutert wurden.
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Eine Zylinderlaufbuchse ermöglicht in vorteilhafter Weise eine Funktionstrennung zwischen einem Grundkörper eines Kurbelgehäuses der Brennkraftmaschine, der insbesondere durch Gießen hergestellt und vorzugsweise spanend nachbearbeitet werden kann, wobei die Zylinderlaufbuchse als separates Bauteil hergestellt und in das Kurbelgehäuse eingesetzt werden kann. Die Zylinderlaufbuchse kann mit Blick auf tribologische Eigenschaften der Paarung zwischen dem Kolben, insbesondere den Kolbenringen, und der Brennraumwandung optimiert werden.
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Die Aufgabe wird auch gelöst, indem eine Brennkraftmaschine geschaffen wird, die eine erfindungsgemäße Brennraumwandung oder eine Brennraumwandung nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele aufweist. Alternativ oder zusätzlich weist die Brennkraftmaschine einen erfindungsgemäßen Brennraum oder einen Brennraum nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele auf. Alternativ oder zusätzlich weist die Brennkraftmaschine eine erfindungsgemäße Zylinderlaufbuchse oder eine Zylinderlaufbuchse nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele auf. In Zusammenhang mit der Brennkraftmaschine ergeben sich insbesondere die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit der Brennraumwandung, dem Brennraum und/oder der Zylinderlaufbuchse erläutert wurden.
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Die Brennkraftmaschine weist bevorzugt wenigstens einen Brennraum auf, in dem ein Kolben verlagerbar angeordnet ist, wobei der Kolben wenigstens eine Kolbenringnut aufweist, in der zumindest bereichsweise ein Kolbenring angeordnet ist. Durch den bestimmten Drall in dem zweiten Wandungsabschnitt der Brennraumwandung wird dem Kolbenring bei einer Bewegung des Kolbens insbesondere in einem Arbeitstakt von einem oberen Totpunkt des Kolbens zu einem unteren Totpunkt des Kolbens ein Drehmoment und in der Folge eine Drehbewegung aufgeprägt.
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Die Brennkraftmaschine ist vorzugsweise als Hubkolbenmotor ausgebildet, wobei in dem wenigstens einen Brennraum der Brennkraftmaschine der Kolben hubbeweglich verlagerbar angeordnet ist.
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Der Kolben weist bevorzugt eine Mehrzahl von Kolbenringen, insbesondere drei in Axialrichtung voneinander beanstandet angeordnete Kolbenringe auf, wobei jeder Kolbenring in einer ihm separat zugeordneten Kolbenringnut des Kolbens aufgenommen ist. Das Drehmoment wird insbesondere einem dem Brennraum zugewandten, in diesem Sinne obersten Kolbenring, der auch als Kompressionsring oder Verdichtungsring bezeichnet wird, aufgeprägt. Es ist aber möglich, dass das Drehmoment zumindest auch wenigstens einem anderen Kolbenring der Mehrzahl von Kolbenringen aufgeprägt wird, wenn auch gegebenenfalls in reduziertem Umfang.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Brennkraftmaschine als Dieselmotor oder als Gasmotor ausgebildet ist. Insbesondere in Zusammenhang mit dieser Art von Brennkraftmaschine verwirklichen sich in besonderer Weise die zuvor beschriebenen Vorteile.
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Die Aufgabe wird schließlich auch gelöst, indem ein Verfahren zum Herstellen einer erfindungsgemäßen Brennraumwandung oder einer Brennraumwandung nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele geschaffen wird. Im Rahmen des Verfahrens wird eine Brennraumwandungsoberfläche bereitgestellt, wobei einem Wandungsabschnitt der Brennraumwandungsoberfläche, der einem unteren Totpunkt eines Kolbens bei einer Verwendung der Brennraumwandung für einen Brennraum, in dem ein Kolben verlagerbar ist, bestimmungsgemäß zugeordnet ist, ein bestimmter Drall aufgeprägt wird. Auf diese Weise wird die Brennraumwandung erhalten.
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Einem anderen Wandungsabschnitt, der einem oberen Totpunkt des Kolbens zugeordnet ist, wird bevorzugt kein bestimmter Drall aufgeprägt.
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Der Wandungsabschnitt, dem der bestimmte Drall aufgeprägt wird, wird auch als zweiter Wandungsabschnitt bezeichnet, wobei der Wandungsabschnitt, dem bevorzugt kein Drall aufgeprägt wird, auch als erster Wandungsabschnitt bezeichnet wird.
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Der erste Wandungsabschnitt und der zweite Wandungsabschnitt werden bevorzugt derart ausgebildet, dass sie in einem Bereich aneinandergrenzen, der zwischen dem oberen Totpunkt und dem unteren Totpunkt angeordnet ist. Dabei kann eine Grenzlinie, insbesondere eine Umfangslinie der Brennraumwandung, in deren Bereich der erste Wandungsabschnitt und der zweite Wandungsabschnitt aneinandergrenzen, mittig oder hälftig, und/oder im Bereich einer maximalen Verlagerungsgeschwindigkeit des Kolbens von dem oberen Totpunkt zu dem unteren Totpunkt angeordnet werden.
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Der bestimmte Drall wird bevorzugt erzeugt, indem in die Brennraumwandungsoberfläche im Bereich des zweiten Wandungsabschnitts ein Diagonalschliff eingebracht wird.
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Vorzugsweise wird in die Brennraumwandungsoberfläche im Bereich des ersten Wandungsabschnitts einen Kreuzschliff eingebracht.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass dem zweiten Wandungsabschnitt der bestimmte Drall durch Honen aufgeprägt wird.
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Insbesondere wird die Brennraumwandungsoberfläche im Bereich des zweiten Wandungsabschnitts bevorzugt durch Diagonalhonen, insbesondere einseitiges Honen, bearbeitet.
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Die Brennraumwandungsoberfläche wird in dem ersten Wandungsabschnitt bevorzugt durch Kreuzhonen bearbeitet.
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Das Verfahren wird bevorzugt in zwei Schritten durchgeführt, insbesondere erfolgt das Honen bevorzugt in zwei Schritten, die auch als Stufen bezeichnet werden.
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In einer ersten Stufe wird vorzugsweise in dem ersten Wandungsabschnitt ein herkömmlicher Honprozess durchgeführt. Hierbei rotiert ein Honwerkzeug insbesondere kontinuierlich um eine Rotationsachse, vorzugsweise um die Längs- oder Symmetrieachse des Brennraums, wobei das Honwerkzeug zugleich entlang der Längs- oder Symmetrieachse auf und ab bewegt wird. Auf diese Weise wird der Kreuzschliff in dem ersten Wandungsabschnitt erzeugt.
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In einer zweiten Stufe wird der zweite Wandungsabschnitt bearbeitet. Hierbei wird das Honwerkzeug entlang der Längs- oder Symmetrieachse auf und ab bewegt, jedoch dreht es sich nicht kontinuierlich. Vielmehr wird das Honwerkzeug in einem Abwärtshub - ohne Beschränkung der Allgemeinheit in Richtung der Längs- oder Symmetrieachse gesehen von dem Bereich des oberen Totpunkts her zu dem Bereich des unteren Totpunkts hin - mit einer ersten Rotationsrichtung, beispielsweise im Uhrzeigersinn, rotiert, wobei es in einem entgegen dem Abwärtshub gerichteten Aufwärtshub mit der der ersten Rotationsrichtung entgegengesetzten Rotationsrichtung, beispielsweise entgegen dem Uhrzeigersinn, rotiert wird. Auf diese Weise wird in dem zweiten Wandungsabschnitt ein diagonaler Schliff erzeugt.
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Die erste Stufe und die zweite Stufe können in der hier implizit angegebenen Reihenfolge ausgeführt werden. Es ist aber auch möglich, dass die Stufen in der anderen Reihenfolge, also die erste Stufe nach der zweiten Stufe, durchgeführt werden. Auch eine gleichzeitige oder zeitlich überlappende Durchführung beider Stufen ist möglich, insbesondere indem zwei Honwerkzeuge verwendet oder die Stufen bereichs- oder abschnittsweise abwechselnd durchgeführt werden.
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In der ersten Stufe und/oder in der zweiten Stufe wird bevorzugt - insbesondere steuerungstechnisch - eine Anpresskraft des Honwerkzeugs in dem Bereich reduziert, in dem der erste Wandungsabschnitt und der zweite Wandungsabschnitt aneinandergrenzen. Somit wird bevorzugt gewährleistet, dass kein harter Übergang zwischen den beiden Wandungsabschnitten entsteht.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine mit einem Brennraum und einem darin verlagerbaren Kolben;
- 2 eine Darstellung einer Brennraumwandung gemäß dem Stand der Technik, und
- 3 eine Darstellung einer erfindungsgemäßen Brennraumwandung.
- 1 zeigt bei a) eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Brennkraftmaschine 1, die einen Brennraum 3 aufweist, in dem ein Kolben 5 verlagerbar, hier insbesondere hubbeweglich verlagerbar angeordnet ist. Die Brennkraftmaschine 1 ist insbesondere als Hubkolbenmotor ausgebildet.
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Der Brennraum 3 weist eine Brennraumwandung 7 auf, die den Brennraum 3 - insbesondere in Umfangsrichtung - begrenzt. Die Brennraumwandung 7 weist eine Brennraumwandungsoberfläche 9 auf, die eine brennraumzugewandte Oberfläche, insbesondere eine Innenfläche der Brennraumwandung 7 ist. Schematisch dargestellt ist, dass die Brennraumwandung 7 einen ersten Wandungsabschnitt 11 und einen zweiten Wandungsabschnitt 13 aufweist, wobei der erste Wandungsabschnitt 11 einem oberen Totpunkt des Kolbens 5 zugeordnet ist, und wobei der zweite Wandungsabschnitt 13 einem unteren Totpunkt des Kolbens 5 zugeordnet ist. Wie im Folgenden noch erläutert wird, weist die Brennraumwandung 7 erfindungsgemäß in dem zweiten Wandungsabschnitt 13 einen bestimmten Drall auf. Vorzugsweise ist der erste Wandungsabschnitt 11 frei von einem bestimmten Drall, er weist also keinen bestimmten Drall auf.
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Die Brennkraftmaschine 1 ist vorzugsweise als Dieselmotor oder als Gasmotor ausgebildet.
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Der Kolben 5 weist wenigstens eine Kolbenringnut 15 auf, in der ein Kolbenring 17 bereichsweise angeordnet ist. In bevorzugter Ausgestaltung weist der Kolben 5 hier nicht dargestellte, weitere Kolbenringnuten sowie Kolbenringe auf, wobei mit Blick auf die Erfindung insbesondere ein oberster Kolbenring, der auch als Kompressions- oder Verdichtungsring bezeichnet wird, relevant ist. Der hier dargestellte Kolbenring 17 ist vorzugsweise der oberste Kolbenring, mithin der Kompressions- oder Verdichtungsring.
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Der Kolbenring 17 ist bei b) in 1 in Draufsicht dargestellt. Dabei wird deutlich, dass dieser einen Kolbenringstoß 19 aufweist. Insbesondere die in einem Arbeitstakt des Brennraums 3 in dem Kolbenringstoß 19 wirkenden Gaskräfte drängen den Kolbenring 17 in radialer Richtung auseinander, spreizen diesen also, und drängen somit eine Außenfläche 21 des Kolbenrings 17 besonders fest gegen die Brennraumwandungsoberfläche 9. In anderen Takten des Brennraums 3 ergeben sich geringere Anpresskräfte der Außenfläche 21 gegen die Brennraumwandungsoberfläche 9.
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2 zeigt eine schematische Darstellung einer bekannten Zylinderlaufbuchse 23. Eine solche Zylinderlaufbuchse 23 wird in ein Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine 1 eingesetzt, um den Brennraum 3 auszubilden und insbesondere die Brennraumwandung 7 bereitzustellen, wobei die Zylinderlaufbuchse 23 insbesondere mit einer Innenwandung 25 die Brennraumwandung 7 bildet. Somit stellt die Innenwandung 25 der Zylinderlaufbuchse 23 die Brennraumwandungsoberfläche 9 bereit. Bei der bekannten Zylinderlaufbuchse 23 ist die gesamte Brennraumwandungsoberfläche 9, entlang der gesamten Bauhöhe der Zylinderlaufbuchse 23, die sich in 2 in vertikaler Richtung erstreckt, mit einem Kreuzschliff, insbesondere einer Kreuzhonung versehen. Hier ergibt sich somit in keiner Position des Kolbens 5 relativ zu der Zylinderlaufbuchse 23 ein bestimmter Drall.
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3 zeigt demgegenüber eine Zylinderlaufbuchse 23 gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Dabei wird deutlich, dass erfindungsgemäß die Brennraumwandung 7 in dem zweiten Wandungsabschnitt 13 einen bestimmten Drall, das heißt insbesondere eine Vorzugsrichtung, aufweist. Insbesondere ist dabei in dem zweiten Wandungsabschnitt 13 ein Diagonalschliff 29 ausgebildet, besonders bevorzugt eine Diagonalhonung, insbesondere eine einseitige Honung. Hierdurch wird der bestimmte Drall bereitgestellt.
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In dem ersten Wandungsabschnitt 11 ist bevorzugt der Kreuzschliff 27, insbesondere eine Kreuzhonung, ausgebildet.
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Wird der Kolbenring 17 in einem Arbeitstakt Brennkraftmaschine 1 durch die dann wirkenden Gaskräfte fest mit der Außenfläche 21 gegen die Brennraumwandungsoberfläche 9 gedrängt, erfährt er in dem zweiten Wandungsabschnitt 13 ein bestimmtes Drehmoment und wird so zu einer Drehbewegung veranlasst. Bei der entgegengesetzten Bewegung des Kolbens 5 von dem unteren Totpunkt zu dem oberen Totpunkt wirken dagegen geringere Gaskräfte, sodass auch die Außenfläche 21 nur in geringerem Maß gegen die Brennraumwandungsoberfläche 9 gedrängt wird. Daher kann ein während dieser Verlagerung des Kolbens 5 in den Kolbenring 17 eingeleitetes, entgegengesetztes Drehmoment das im Arbeitstakt eingeleitete Drehmoment nicht aufwiegen, da es jedenfalls einen geringeren Betrag aufweist. Der Kolben erfährt somit insgesamt eine Drehung in bestimmter Richtung, sodass er im Betrieb der Brennkraftmaschine systematisch mit bestimmtem Drehsinn in der Kolbenringnut 15 umläuft. Auf diese Weise kann entlang des gesamten Umfangs der Kolbenringnut 15 Öl in Richtung des Kurbelgehäuses ausgetrieben werden, sodass in geringerem Maße Schmieröl in den Brennraum 3 gelangen kann, oder dass ein solches Eindringen von Schmieröl in den Brennraum 3 vollständig vermieden wird. Zugleich wird ein Ölkohleaufbau in der Kolbenringnut 15 verhindert, oder die Folgen des Ölkohleaufbaus werden gelindert, insbesondere indem der Kolbenring 17 bei seiner Drehbewegung etwaig aufgebaute Ölkohle abstreift, sodass diese in das Kurbelgehäuse gefördert werden kann.
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Der erste Wandungsabschnitt 11 und der zweite Wandungsabschnitt 13 grenzen bevorzugt in einem Bereich aneinander, der zwischen dem oberen Totpunkt und dem unteren Totpunkt angeordnet ist, hier insbesondere im Bereich einer gedachten Umfangslinie 31. Diese unterteilt vorzugsweise die Brennraumwandung 7 mittig oder hälftig, und/oder sie ist in einem Bereich der Brennraumwandung 7 angeordnet, in welchem der Kolben 5 seine maximale Geschwindigkeit aufweist.
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Die Brennraumwandung 7 wird bevorzugt hergestellt, indem die Brennraumwandungsoberfläche 9 bereitgestellt wird, insbesondere als Innenfläche einer Zylinderlaufbuchse 23, wobei dem zweiten Wandungsabschnitt 13 der Brennraumwandungsoberfläche 9 der bestimmte Drall aufgeprägt wird, wodurch die Brennraumwandung 7 erhalten wird. Der bestimmte Drall wird der Brennraumwandungsoberfläche 9 bevorzugt durch Honen, insbesondere durch Diagonalhonen, insbesondere durch einseitiges Honen, aufgeprägt.
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Mit der hier vorgeschlagenen Brennraumwandung 7, dem Brennraum 3, der Zylinderlaufbuchse 23, der Brennkraftmaschine 1 und dem Verfahren zum Herstellen der Brennraumwandung 7 ist eine Möglichkeit geschaffen, um den Schmierölverbrauch der Brennkraftmaschine 1 zumindest zu reduzieren, Fehlzündungen aufgrund von in den Brennraum 3 eindringendem Schmieröl zu vermeiden, sowie einen Ölkohleaufbau in der Kolbenringnut 15 zu reduzieren, vorzugsweise zu vermeiden.
