DE1105661B

DE1105661B - Internal combustion piston engine with stroke cycle lubrication of the cylinder liner

Info

Publication number: DE1105661B
Application number: DEK34524A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Dr Johann Keylwert
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1958-04-03
Filing date: 1958-04-03
Publication date: 1961-04-27

Description

Brennkraftkolbenmaschine mit Hubtaktschmierung der Zylinderlaufbahn Die Erfindung betrifft eine Brennkraftkolbenmaschine mit Hubtaktschmierung der Zylinderlaufbahn durch ein quer zur Zylinderachse bewegliches Aufstoßabsperrorgan, welches beim Auswärtshub des Kolbens durch einen an diesem vorgesehenen Ansatz geöffnet wird und damit den Zutritt von Schmieröl zu den Gleitflächen über einen in der Zylinderlauffläche mündenden Kanal, dessen Mündung mit einem im Kolben vorgesehenen Kanal zusammenarbeitet, für einen bestimmten Hubabschnitt im Bereich des äußeren Totpunktes freigibt.Internal combustion piston engine with stroke cycle lubrication of the cylinder liner The invention relates to an internal combustion piston engine with stroke cycle lubrication of the cylinder liner by an impact shut-off device that can be moved transversely to the cylinder axis and that is activated on the outward stroke of the piston is opened by an approach provided on this and thus the Access of lubricating oil to the sliding surfaces via one opening into the cylinder running surface Channel, the mouth of which cooperates with a channel provided in the piston, for releases a certain stroke section in the area of the outer dead center.

Eine Hubtaktschmierung der vorstehend näher beschriebenen Art ist bekannt. Bei dieser bekannten Hubtaktschmierung ragt die Führung des Rückschlagv entils in den Zylinder hinein und wird vom Kolben aufgestoßen, so daß Schmieröl unmittelbaren Zutritt zum Kolben hat. Außen am Kolben ist eine Schmiernut vorgesehen, die zur Verteilung des Schmieröles dienen soll. Wie sich herausgestellt hat, ist mit einer solchen Schmierölzufuhr eine zufriedenstellende Schmierung des Kolbens nicht zu-erreichen, weil das Schmieröl dabei nicht in ausreichender Menge dorthin gelangt, wo beim Arbeitshub der Kolben und der Zylinder am höchsten belastet sind. Die Stelle der höchsten Belastung liegt im Bereich der Kolbenringe in der Nähe der oberen Totpunktstellung des Kolbens.A stroke cycle lubrication of the type described in more detail above is known. In this known stroke cycle lubrication, the guide of the Rückschlagv protrudes entils into the cylinder and is pushed open by the piston, so that lubricating oil has direct access to the piston. A lubrication groove is provided on the outside of the piston, which should serve to distribute the lubricating oil. As it turned out is with such a lubricating oil supply, a satisfactory lubrication of the piston cannot be achieved because the lubricating oil does not get there in sufficient quantity where the piston and cylinder are most loaded during the working stroke. The point of greatest stress is in the area of the piston rings near the top dead center position of the piston.

Um die Schmierung der Zylinderlaufbahn zu verbessern, hat man eine in der kolbenringzone liegende Ringnut vorgesehen, die durch einen Längskanal im Kolben mit einer am unteren Kolbenende liegenden Bohrung verbunden ist, die taktmäßig in der Nähe des oberen Totpunktes einen Ölzuführungskanal in der Zylinderwand überschneidet, der so tief im Zylinder angeordnet ist, daß er in der untersten Kolbenstellung vom Kolben nicht freigegeben wird. Wenn auch durch diese verbesserte Art der Schmierung das Schmieröl zunächst in den Bereich der Kolbenringe in der oberen Totpunktstellung derselben gebracht wird, so mangelt es dieser Schmierung doch noch an einer genügend genauen Dosierung der pro Hub zugeführten Schinierölinenge, weil kein Organ vorgesehen ist, welches die von der Schinierölpumpe geförderte Schmierölmenge hubtaktmäßig zumißt.To improve the lubrication of the cylinder liner, one has provided in the piston ring zone lying annular groove, which is through a longitudinal channel in the Piston is connected to a bore located at the lower end of the piston, the clockwise intersects an oil supply channel in the cylinder wall near top dead center, which is arranged so deep in the cylinder that it is in the lowest piston position from Piston is not released. Albeit through this improved type of lubrication the lubricating oil first in the area of the piston rings in the top dead center position the same is brought, this lubrication still lacks sufficient Exact dosage of the amount of lubricant oil supplied per stroke, because no organ is provided is what the amount of lubricating oil delivered by the lubricating oil pump is in terms of the stroke cycle admits.

Insbesondere bei größeren Brennkraftmaschinen ist es heute üblich, Schmierölpumpen zu verwenden, die in gewissen Zeitabständen eine bestimmte Menge an Schmieröl fördern. Der Zeitabstand zwischen den einzelnen Förderungen der Schmierölpumpe stimmt aber nicht mit der Taktfolge der Brennkraftmaschine überein. Zwischen zwei Förderungen von Schmieröl liegen in der Regel mehrere Arbeitstakte der Brennkraftinaschine. Es besteht nunmehr die Aufgabe, das von der Schmierölpumpe geförderte Schmieröl auf die einzelnen Arbeitskontakte der Maschine zu verteilen. Es ist auch bereits bekannt, zwischen die das Schmieröl fördernde Schmierölpumpe und die Schmierstellen einen Druckspeicherraum zu schalten, dem ein Ventil nachgeordnet ist, welches im Takt der ;Maschine vom Kolben aufgestoßen wird. Es handelt sich hierbei jedoch nicht um die Schmierung des Zylinders, sondern um die Schmierung des Kolbenbolzens. In der Kolbenwand befinden sich daher keine Ölleitungen.In particular with larger internal combustion engines, it is common today To use lubricating oil pumps, which at certain time intervals a certain amount to promote lubricating oil. The time interval between the individual deliveries of the lubricating oil pump but does not match the cycle sequence of the internal combustion engine. Between two Pumps of lubricating oil are usually several work cycles of the internal combustion engine. There is now the task of the lubricating oil delivered by the lubricating oil pump to distribute to the individual working contacts of the machine. It is already known, between the lubricating oil pump conveying the lubricating oil and the lubricating points to switch a pressure storage space, which is followed by a valve, which in the Cycle of the; machine is pushed open by the piston. However, this is not the case about the lubrication of the cylinder, but about the lubrication of the piston pin. In there are therefore no oil lines on the piston wall.

Die Erfindung macht nunmehr von einer solchen Einrichtung Gebrauch, bei welcher eine in gewissen Zeitabständen fördernde Schmierölpumpe, ein dieser nachgeschalteter Druckspeicherraum und ein von Kolben aufgestoßenes Rückschlagventil vorhanden sind zu dem Zweck, die Zylinderschmierung zu verbessern. Es wird hierzu vorgeschlagen, daß dem Aufstoßabsperrorgan ein Druckspeicher vorgeschaltet ist und beide an eine von der Brennkraftmaschine angetriebene Schmierölpumpe angeschlossen sind und daß der dem Absperrorgan in Strömungsrichtung nachgeschaltete Kanal aus. getrennt von der Führungsbohrung des das Absperrorgan betätigenden Stößels verlaufenden Bohrungen besteht und in einer in Bezug auf den Aufstoßmechanismus weiter von der Kurbelwellenachse entfernt gelegenen Onerebene zur Zylinderachse in der Zylinderlauffläche mündet und daß ferner der im Kolben angeordnete Kanal aus einer das Schmieröl übernehmenden Längsausnehmung im Kolbenhemd, einer an ihrem kurbelraumseitigen Ende verschlossenen Axialbohrung und einer an deren kolbenbodenseitigem Ende angeordneten Ouerbohrung besteht, die in der Kolbenmantelfläche ausmündet.The invention now makes use of such a device, in which a lubricating oil pump delivering at certain time intervals, one of these Downstream pressure storage space and a non-return valve pushed open by pistons are available for the purpose of improving cylinder lubrication. It becomes this proposed that the Aufschlagabsperrorgan a pressure accumulator is connected upstream and both connected to a lubricating oil pump driven by the internal combustion engine and that the channel downstream of the shut-off device in the direction of flow is off. running separately from the guide bore of the plunger actuating the shut-off element There are holes and in one with respect to the ejector mechanism further from the Crankshaft axis distant one plane to the cylinder axis in the cylinder running surface opens and that furthermore the channel arranged in the piston consists of a receiving oil Longitudinal recess in the piston skirt, one closed at its end on the crankcase side Axial bore and one arranged at the end of the piston bottom end consists, which opens into the piston jacket surface.

Durch die Erfindung wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß die von der Schmierölpumpe geförderte Schmierölmenge tatktmäßig verteilt wird und daß die pro Arbeitstakt dem Zylinder und dem Kolben zugeführte Schmierölmenge durch Wirkung der Massenkräfte, insbesondere im Bereich des oberen Totpunktes, an die Zylinderlauffläche herangebracht wird. Der dem federbelasteten Rückschlagventil nachgeschaltete Kanal hat dabei, für sich gesehen, in vorteilhafter Weise noch die Wirkung, daß bis in die Mündung der Ölzuführungsleitung in der Zylinderlauffläche Schmieröl steht. Beim Öffners des Rückschlagventils durch den Arbeitskolben kommt daher die Druckspeicherwirkung des Druckspeicherraumes unverzüglich zur Wirkung, ohne daß vorerst noch ein leergelaufener Teil der Schmierölleitung mit Öl angefiilltwerden muß.By the invention it is achieved in an advantageous manner that the conveyed by the lubricating oil pump Amount of lubricating oil distributed according to the act and that the amount of lubricating oil supplied to the cylinder and the piston per work cycle by the action of the inertia forces, especially in the area of the top dead center the cylinder running surface is brought up. The spring-loaded check valve downstream channel has, seen in itself, in an advantageous manner still the Effect that up to the mouth of the oil supply line in the cylinder surface Lube oil stands. When the check valve opens, comes through the working piston therefore the pressure accumulator effect of the pressure accumulator space immediately takes effect, without initially filling an empty part of the lubricating oil line with oil got to.

In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise dargestellt.In the drawing, an embodiment of the invention is for example shown.

Abb.l zeigt im senkrechten Längsschnitt, soweit es zur Erläuterung der Erfindung erforderlich ist, den linken unteren Teil der Zclinderlaufbüchse und des Arbeitskolbens einer Brennkraftmaschine; Abb. 2 zeigt einen Schnitt nach der Linie II-11 in Abb. 1; Abb. 3 zeigt in einem gegenüber den Abb. 1 und 2 verkleinerten Maßstab einen senkrechten Längsschnitt durch den gesamten Arbeitskolben.Fig.l shows in a vertical longitudinal section, as far as it is explanatory of the invention is required, the lower left part of the cylinder barrel and the working piston of an internal combustion engine; Fig. 2 shows a section after Line II-11 in Fig. 1; Fig. 3 shows a smaller compared to Figs. 1 and 2 Scale a vertical longitudinal section through the entire working piston.

Die Zylinderlaufbüchse ist mit 1 bezeichnet. 2 ist der Arbeitskolben. Er ist in seiner unteren Totpunktstellung eingezeichnet. Der Arbeitskolben 2 ist so ausgebildet, daß über ihn in einem gewissen Hubbereich eine bestimmte Menge Schmieröl an die Zylinderlaufbahn gebracht wird. Zu diesem Zweck befindet sich in einem an den Zylinder 2 angebauten Gehäuse 3 ein Raum 4, der mit unter Druck stehendem Schmieröl gefüllt ist. Der Raum 4 könnte sich auch in der Wand des Zylinders 1 befinden, wenn diese genügend stark wäre. Es ist auch denkbar, daß sich der Raum 4 teilweise im Gehäuse 3 und teilweise in der Wand 1 des Zylinders befindet. Das unter Druck stehende Schmieröl wird dem Raum 4 über eine Leitung 5 von irgendeiner Schmieröldruckpumpe zugeleitet.The cylinder liner is denoted by 1. 2 is the working piston. It is shown in its bottom dead center position. The working piston 2 is designed so that a certain amount of lubricating oil over it in a certain stroke range is brought to the cylinder liner. For this purpose is located in an the cylinder 2 attached housing 3 a space 4, the with pressurized lubricating oil is filled. The space 4 could also be located in the wall of the cylinder 1, if this would be strong enough. It is also conceivable that the room 4 is partially in Housing 3 and partially located in the wall 1 of the cylinder. The one under pressure Lubricating oil is supplied to the space 4 via a line 5 from any lubricating oil pressure pump forwarded.

Auf der nach dem Zylinder zugewandten Seite des Raumes 4 ist noch ein Kanal 6 angeordnet, der mit dem Raum 4 durch ein federbelastetes Ventil 7 und eine Verbindung 8, in die das Ventil 7 eingebaut ist, verbunden werden kann. Das federbelastete Ventil 7, welches auch als Steuerschieber ausgebildet werden kann, wird im Bereich des unteren Totpunktes des Arbeitskolbens 2 von diesem eine Zeitlang aufgesteuert, so daß Schmieröl vom Raum 4 in einer gewünschten Menge in den Kanal 6 übertritt. Das Aufstoßen des Ventils 7 geschieht durch einen an dem dem Kurbelgehäuse zugewandten Ende des Kolbenhemdes angeordneten Ansatz 9. Der Ansatz 9 ist auf seiner von der Kolbenlängsmittelachse abgewandten, also äußeren Seite mit einer schiefen Ebene 10 versehen, die mit dem kugeligen Ende 11 eines quer zur Längsachse des Arbeitskolbens angeordneten, längsverschieblichen Stiftes 12 in Berührung kommt. Bei seiner Verschiebung stößt der längsverschiebliche Stift 12 das Ventil 7 auf. Der Ansatz 9 ist mit Hilfe von Schrauben 13 am Kolben befestigt. Der Ansatz 9 kann auch durch eine örtliche Verlängerung des Kolbenhemdes gebildet werden, so daß also das Ventil 7 über den Stift 12 unmittelbar vom Kolben selbst aufgestoßen würde. Die schiefe Ebene 10 hat die Wirkung, daß sich das federbelastete Ventil 7 bei der Bewegung des Arbeitskolbens in Richtung auf seinen unteren Totpunkt zu mehr und mehr öffnet. Der Kanal 6 ist zu der Zeit, in welcher das Ventil 7 geöffnet ist, über einen Längsschlitz 14 im Hemd des Arbeitskolbens mit einer in der Wand des Kolbenhemdes angeordneten Längsbohrung 15 verbunden, die an ihrem dem Kolbenboden 16 zugewandten Ende über eine Querbohrung 17 mit der Lauffläche des Zylinders in Verbindung steht und an ihrer dem Kurbelgehäuse zugewandten Seite verschlossen ist. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Bohrung 15 durch den Ansatz 9 verschlossen.On the side of the space 4 facing the cylinder there is also a channel 6 which can be connected to the space 4 by a spring-loaded valve 7 and a connection 8 in which the valve 7 is installed. The spring-loaded valve 7, which can also be designed as a control slide, is opened for a while in the area of the lower dead center of the working piston 2, so that lubricating oil from the space 4 passes into the channel 6 in a desired amount. The regurgitation of the valve 7 is done by a at the end facing the crankcase end of the piston skirt arranged approach 9. The projection 9 has on its side remote from the piston longitudinal center axis, provided so outer side with an inclined plane 10, with the spherical end 11 of a transversely to Longitudinal axis of the working piston arranged, longitudinally displaceable pin 12 comes into contact. When it is displaced, the longitudinally displaceable pin 12 pushes the valve 7 open. The approach 9 is attached to the piston with the aid of screws 13. The projection 9 can also be formed by a local extension of the piston skirt, so that the valve 7 would be pushed open via the pin 12 directly by the piston itself. The inclined plane 10 has the effect that the spring-loaded valve 7 opens more and more when the working piston moves towards its bottom dead center. At the time when the valve 7 is open, the channel 6 is connected via a longitudinal slot 14 in the shirt of the working piston to a longitudinal bore 15 arranged in the wall of the piston skirt, which at its end facing the piston crown 16 is connected to the Running surface of the cylinder is connected and is closed on its side facing the crankcase. In the illustrated embodiment, the bore 15 is closed by the shoulder 9.

Das Gehäuse 3, welches mit Hilfe von Schrauben 18 mit dem Zylinder 1 fest verbunden ist, weist noch eine Gewindebohrung 19 auf, die mit dem Raum 4 in Verbindung steht. In diese Gewindebohrung ist von außen eine Schraube 20 eingesetzt, durch deren Länge man es in der Hand hat, das gemeinsame Volumen des Raumes 4 und der Gewindebohrung 19, das als Druckspeicherraum dient, beliebig zu bestimmen. Die Druckspeicherwirkung kann erfolgen durch eine in diesen Raum eingeschlossene Luftmenge oder durch einen federbelasteten Kolben, der gegen diesen Raum hin arbeitet. Bei gleichbleibender Förderung der mit der Leitung 5 verbundenen Ölpumpe, die -# an außen eingestellt und auch kontrolliert werden kann, hat man es dabei in der Hand, den Druck im Raum 4 zu bestimmen. Vom Druck im Raum 4 ist dann die Ölmenge abhängig, die während der Zeit eines einmaligen Offnens des Ventils 7 in den Kanal 6 und damit zum Arbeitskolben hin überströmt. Das Schmieröl wird beim Abwärtsgang des Arbeitskolbens in der Bohrung 15 eingelagert. Von dort gelangt das Öl - wie dies an sich bekannt ist - durch Wirkung der Massenkräfte über die Verbindung 17, insbesondere im Bereich des oberen Totpunktes, an die Zylinderlauffläche.The housing 3, which by means of screws 18 with the cylinder 1 is firmly connected, also has a threaded hole 19, which is connected to the space 4 communicates. A screw 20 is inserted into this threaded hole from the outside, by the length of which you have it in your hand, the common volume of space 4 and the threaded hole 19, which serves as a pressure storage space, to be determined as desired. the A pressure accumulator effect can take place through an amount of air enclosed in this space or by a spring-loaded piston that works against this space. at constant delivery of the oil pump connected to line 5, the - # on can be adjusted and controlled externally, you have it in your hand, to determine the pressure in room 4. The amount of oil then depends on the pressure in chamber 4, during the time of a single opening of the valve 7 in the channel 6 and thus overflows towards the working piston. The lubricating oil is when the working piston descends stored in the bore 15. From there the oil arrives - as is known per se is - by the action of the inertial forces on the connection 17, especially in the area the top dead center, on the cylinder surface.

Claims

PATENT ANS PR UGFIE: 1. Internal combustion piston engine with stroke cycle lubrication of the cylinder liner by an impact shut-off device that is movable transversely to the cylinder axis, which is opened during the outward stroke of the piston by an attachment provided on this and thus the access of lubricating oil to the sliding surfaces via a channel opening into the cylinder running surface, the mouth of which cooperates with a channel provided in the piston, releases it for a certain stroke section in the area of the outer dead center, characterized in that a pressure accumulator (4) is connected upstream of the impact valve (7) and both are connected to a lubricating oil pump driven by the internal combustion engine and that the channel (6) downstream of the shut-off element (7) in the flow direction consists of bores extending separately from the guide bore of the tappet (12) which actuates the shut-off element (7) and in a Q located further away from the crankshaft axis with respect to the pushing mechanism Ueberplane to the cylinder axis opens into the cylinder running surface and that furthermore the channel arranged in the piston (2) consists of a longitudinal recess (14) in the piston skirt that takes over the lubricating oil, an axial bore (15) closed at its 1 end on the crankcase side and a transverse bore arranged at its end on the piston bottom side (17), which opens into the piston skirt. z. Internal combustion piston engine according to Claim 1, characterized in that the shut-off element, designed as a spring-loaded valve, is actuated via a cylindrical pin (12) which is arranged transversely to the longitudinal center axis of the working piston and with its spherical end (11) facing the working piston against the shoulder (9) abuts the piston (2) which has an inclined plane (10) opposite the pin (12) such that the spring-loaded valve (7) opens more and more when the working piston moves towards its bottom dead center. 3. Internal combustion piston engine according to claim 1 or 2, characterized in that the oil pressure storage space is in communication with an upwardly directed threaded bore into which a screw of any length can be inserted from the outside, and that a pressure storage effect is achieved by an enclosed amount of air. 4. Internal combustion piston engine according to claims 1 to 3, characterized in that the pressure accumulator effect is achieved in a manner known per se by a spring-loaded piston. Considered publications: German Patent Nos. 54 580, 644 004, 646 135; USA. Patent Nos. 1231 294, 1347959.