DE1601386B - Piston internal combustion engine with exchangeable cylinder liner - Google Patents
Piston internal combustion engine with exchangeable cylinder linerInfo
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Description
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dieser Ausführung entsteht nicht die erfindungsgemäß angeordnet, daß die Mittennormale S1 der Auflageangestrebte
Wirkung, da insbesondere die Zylinder- fläche 16 im Querschnitt in der gleichen Geraden
laufbuchse voll dem durch die Anpreßkraft des liegt wie die Mittennormale S 2 der Fläche 17.
Zylinderkopfes entstehenden Biegemoment, das Zug- Durch die in der F i g. 1 dargestellte Ausführung
spannungen in der erwähnten Hohlkehle zur Folge 5 ist es möglich, den inneren Durchmesser der den
hat, ausgesetzt ist. Zylinderraum begrenzenden Wand des Zylinder-This embodiment does not result in the arrangement according to the invention that the center normal S 1 of the intended effect, since in particular the cylinder surface 16 in cross section in the same straight line liner as the center normal S 2 of the surface 17 is due to the contact pressure.
Cylinder head resulting bending moment, the tensile By the in the F i g. 1 embodiment shown tensions in the mentioned groove resulting in 5 it is possible to have the inner diameter that is exposed. Wall of the cylinder bordering the cylinder space
Vorzugsweise kann der mittlere Neigungswinkel kopfes mit einem Durchmesser D auszuführen, derPreferably, the mean angle of inclination head can perform with a diameter D that
der Auflagefläche größer als 5° sein. Bei kleineren nur um ein geringes Maß größer ist als der Durch-the contact surface must be greater than 5 °. In the case of smaller ones, it is only slightly larger than the diameter
Winkeln ist die angestrebte Wirkung nicht genügend messer A der Bohrung der Zylinderlaufbuchse undAngle, the desired effect is not enough knife A of the bore of the cylinder liner and
ausgeprägt und in vielen Fällen nicht erreichbar. io kleiner ist als der äußere Durchmesser B derpronounced and in many cases not achievable. io is smaller than the outer diameter B of the
Dabei kann die dem Zylinderblock zugewandte Buchsenwand. Es können daher auf die Zylinder-Fläche des Befestigungsflansches ebenfalls geneigt laufbuchse in axialer Richtung keine wesentlichen sein. Wenn dabei die Neigungswinkel der dem pulsierenden Gaskräfte wirken. Außerdem ist es Zylinderblock zugewandten Auflagefläche und der möglich, wegen der Neigung der Auflagefläche 17 dem Zylinderkopf zugewandten Auflagefläche gleich 15 die Hohlkehle R zwischen dem Befestigungsflansch sind, wird eine besonders einfach herstellbare Aus- 15 und der Zylinderlaufbuchse 1 mit einem Radius führung erhalten, bei welcher alle Auflageflächen auszustatten, der wesentlich größer sein kann, als es zueinander äquidistant verlaufen. bei den bekannten Zylinderlaufbuchsen möglich war.The liner wall facing the cylinder block can thereby. There can therefore also be no substantial liner inclined in the axial direction on the cylinder surface of the mounting flange. When the angle of inclination of the pulsating gas forces act. In addition, it is the bearing surface facing the cylinder block and the possible, because of the inclination of the bearing surface 17 facing the cylinder head, the groove R between the mounting flange is equal to 15, a particularly easy-to-manufacture embodiment 15 and the cylinder liner 1 with a radius guide is obtained in which to equip all bearing surfaces, which can be significantly larger than they run equidistant from one another. was possible with the known cylinder liners.
Es ist jedoch auch möglich, den Neigungswinkel Gleichzeitig wird auch wegen der nach innen verder dem Zylinderkopf zugewandten Auflagefläche 20 legten Auflagefläche des Zylinderkopfes 2 der Wärmegrößer zu machen als den Neigungswinkel der dem einfall in die Zylinderlaufbuchse 1 im Bereich des Be-Zylinderblock zugewandten Auflagefläche. Auf diese festigungsflansches 15 vermindert. Das hat zur Folge, Weise ist es z. B. möglich, die Entstehung eines daß die Zugspannungen im Bereich der Hohlkehle R, günstigen Biegemomentes im Flansch zu unterstützen. die hauptsächlich durch verschiedene Wärmedehnun-However, it is also possible to make the angle of inclination at the same time greater than the angle of inclination of the bearing surface facing the incidence of the cylinder liner 1 in the area of the Be cylinder block due to the inwardly verder contact surface 20 facing the cylinder head. Reduced on this fastening flange 15. As a result, it is wise z. B. possible to support the emergence of a tensile stress in the area of the fillet R, favorable bending moment in the flange. which is mainly caused by various thermal expansion
Es ist auch möglich, die dem Zylinderblock zu- 25 gen der Zylinderlaufbuchse hervorgerufen werden, gewandte Auflagefläche des Befestigungsfiansches als wesentlich vermindert werden. Da im Schnitt die eine ringnutenförmige Hohlkehle auszubilden, welche Mittennormalen S1 und S 2 der beiden Auflagesich gegen einen mit einer entsprechenden Ringfläche flächen 16 und 17 in einer Geraden liegen, wie dies versehenen Ring abstützt. Bei dieser Ausführung aus dem rechten Teil der F i g. 1 hervorgeht, ist der kann ein maximaler Radius der Hohlkehle,, die 30 Befestigungsflansch 15 der Zylinderlaufbuchse frei gleichzeitig die Auflagefläche bildet, vorgesehen wer- von Biegespannungen durch die Einspannkräfte von den, wobei zusätzlich im Betrieb die Hohlkehle durch den Schrauben 4.It is also possible that the cylinder block facing the cylinder liner is caused to face the supporting surface of the fastening flange to be significantly reduced. Since in section the form a groove-shaped hollow fillet, which center normals S 1 and S 2 of the two supports lie against a surface 16 and 17 with a corresponding ring surface in a straight line, as this ring is supported. In this embodiment from the right part of FIG. 1, the maximum radius of the fillet, which freely forms the mounting flange 15 of the cylinder liner at the same time as the bearing surface, can be provided from bending stresses due to the clamping forces of the.
die Auflagekräfte günstigen Druckspannungen aus- Die Ausführung nach der F i g. 2 entspricht imthe bearing forces from favorable compressive stresses. The embodiment according to FIG. 2 corresponds to im
gesetzt ist, welche die Entstehung von Rissen er- wesentlichen der Ausführung nach der Fig. 1. Dieis set, which the formation of cracks is essential to the embodiment according to FIG. 1. The
schweren. 35 Auflageflächen 20 und 21 sind wie bei der Aus-severe. 35 Support surfaces 20 and 21 are as in the
Die Erfindung wird an Hand einiger in der Zeich- führung nach der F i g. 1 mit gleichen Neigungsnung dargestellter Ausführungsbeispiele erläutert. Es winkeln α, β versehen. Abweichend von der Auszeigt führung nach der F i g. 1, liegen jedoch die Mitten-The invention is illustrated by some in the drawing according to FIG. 1 illustrated embodiments shown with the same inclination. There angles α, β provided. Deviating from the execution according to the F i g. 1, but the middle
F ig. 1 einen Schnitt einer Zylinderlaufbuchse eines normalen 5 3 und S 4 der der wirksamen, d.h. derFig. 1 shows a section of a cylinder liner of a normal 5 3 and S 4 of the effective, ie the
Viertakt-Dieselmotors zusammen mit Teilschnitten 40 zur Auflage der Dichtungen 11,12 dienenden TeileFour-stroke diesel engine together with partial cuts 40 for supporting the seals 11,12 serving parts
des Zylinderkopfes, des Zylinderblockes und der zu- der Auflageflächen 20 und 21 nicht in einer Geraden,of the cylinder head, the cylinder block and the supporting surfaces 20 and 21 not in a straight line,
gehörigen Teile; die Kopf 2 zugewandten Auflagefläche 20 außerhalb derrelated parts; the head 2 facing support surface 20 outside the
F i g. 2 bis 5 zeigen Einzelheiten weiterer Aus- ÖUndern sind gegeneinander um einen Abstand α vei führungen der Erfindung in größerer Darstellung. setzt, wobei die Mittennormale S 3 der dem Zylinderin den Zylinderblock 3 eines Viertakt-Dieselmotors 45 Mittennormale S 4 der dem Zylinderblock 3 zugeist eine Zylinderlaufbuchse 1 eingesetzt. Der Zylin- wandten Auflagefläche 21 liegt. Durch den Abstand a derkopf 2 ist am Zylinderblock 3 durch Schrauben 4 bilden die in den Auflageflächen 20, 21 wirkenden mit Muttern 5 befestigt. Im Zylinderkopf 2 sind Einspannkräfte ein Biegemoment, welches an der Ventile 6 und ein Brennstoffventil 7 angeordnet. In Stelle der Hohlkehle R eine Druckspannung hervorder Zylinderlaufbuchse 1 ist ein Kolben 8 beweglich, 50 ruft und somit der Entstehung von Rissen entgegender durch einen Kolbenbolzen 9 mit einer Pleuel- wirkt.F i g. 2 to 5 show details of further training ÖU change relative to each other by a distance α vei guides the invention in a larger scale. TZT se, with the center normal S 3 of the cylinder in the cylinder block 3 of a four-stroke diesel engine 45 Normal mid S 4 of the zugeist the cylinder block 3, a cylinder liner 1 is inserted. The cylinder-facing support surface 21 lies. Due to the distance a derkopf 2 is attached to the cylinder block 3 by screws 4 which act in the bearing surfaces 20, 21 with nuts 5. In the cylinder head 2, clamping forces are a bending moment which is arranged on the valves 6 and a fuel valve 7. In place of the fillet R, a compressive stress from the cylinder liner 1 is movable, 50 calls and thus acts against the formation of cracks by a piston pin 9 with a connecting rod.
stange 10 verbunden ist. Zwischen dem Zylinder- Die Ausführung nach der F i g. 3 unterscheidetrod 10 is connected. Between the cylinder- The execution according to the F i g. 3 differs
kopf 2, der Zylinderlaufbuchse 1 und dem Zylinder- sich von den Ausführungen nach den F i g. 1 und 2head 2, the cylinder liner 1 and the cylinder differ from the designs according to FIGS. 1 and 2
block 3 befinden sich metallische Dichtungen 11,12. dadurch, daß die Zylinderlaufbuchse 30 mit einerblock 3 there are metallic seals 11, 12. in that the cylinder liner 30 with a
Das untere Ende der Zylinderlaufbuchse 1 ist gegen- 55 dem Zylinderblock 3 zugewandten Auflagefläche 31The lower end of the cylinder liner 1 is counter 55 to the cylinder block 3 facing support surface 31
über dem Zylinderblock 3 durch Dichtungen 13 ab- versehen ist, deren Winkel β kleiner ist als derAb- is provided above the cylinder block 3 by seals 13, the angle β of which is smaller than that
gedichtet. Zwischen der Zylinderlaufbuchse 1 und Neigungswinkel α der dem Zylinderkopf 2 zugewand-sealed. Between the cylinder liner 1 and the angle of inclination α of the cylinder head 2 facing
dem Zylinderblock 3 befindet sich in bekannter ten Auflagefläche 32. Diese Ausführung erreicht diethe cylinder block 3 is located in known th support surface 32. This embodiment achieves the
Weise ein Raum 14 für Kühlwasser. Druckvorspannung in der Hohlkehle durch dieWay a space 14 for cooling water. Compressive prestress in the fillet by the
Die Zylinderlaufbuchse 1 ist an ihrem oberen Ende 60 Winkeldifferenz zwischen a, ß. Die Auflagefläche 31The cylinder liner 1 is at its upper end 60 angular difference between a, ß. The support surface 31
mit einem Befestigungsflansch 15 versehen, der Auf- ist in diesem Falle mit einer ringförmigen metalli-provided with a mounting flange 15, the Auf- is in this case with an annular metallic
lageflächen 16 und 17 für den Zylinderkopf 2 und sehen Dichtung 33 versehen.location surfaces 16 and 17 for the cylinder head 2 and see seal 33 provided.
den Zylinderblock 3 hat. Beide Auflageflächen 16,17 In den F i g. 4 und 5 sind Zylinderlaufbuchsen 40has the cylinder block 3. Both support surfaces 16,17 I n F i g. 4 and 5 are cylinder liners 40
sind bei der Ausführung nach der F i g. 1 kegelige und 50 dargestellt, die außer dem Zylinderkopf 2are in the execution according to the F i g. 1 tapered and 50 shown, which apart from the cylinder head 2
Flächen, deren zur Zylinderachse gerichteter 65 zugewandten kegeligen Auflageflächen 41, 51 nochSurfaces whose conical bearing surfaces 41, 51 facing towards the cylinder axis 65 are still
Neigungswinkel bei beiden Flächen gleich ist, so daß ringnutenförmige Auflageflächen 42, 52 mit teilweiseAngle of inclination is the same for both surfaces, so that annular groove-shaped bearing surfaces 42, 52 with partially
die Auflageflächen 16,17 zueinander äquidistant ver- kreisbogenförmigem Querschnitt aufweisen, welchethe support surfaces 16, 17 have an arcuate cross-section which is equidistant from one another and which
laufen. Außerdem sind die Auflageflächen 16,17 so gleichzeitig die Hohlkehlen arn Übergang des Be-to run. In addition, the bearing surfaces 16, 17 are at the same time the fillets at the transition of the loading
festigungsfiansches 15 bilden. Die Zylinderlaufbuchsen 40, 50 stützen sich mit den Auflageflächen 42, 52 gegen entsprechend ausgebildete Ringe 43, 53, die in entsprechenden Absätzen 44, 54 in Zylinderblöcken 45,55 abgestützt sind. Diese beiden Ausführungen haben gemeinsam den Vorteil, daß auch bei einer Verformung des Befestigungsflansches 15 durch die auf die Auflageflächen 41, 51 wirkenden Einspannkräfte eine satte Auflage an den Stellen der Auflageflächen 42,52 bestehen bleibt. Der Radius der Hohlkehle kann besonders groß sein, da die Hohlkehle gleichzeitig die Auflagefläche 42 des Befestigungsflansches 15 bildet. Die beiden Ausführungen nach den F i g. 4 und 5 unterscheiden sich dadurch, daß bei der Ausführung nach der Fig. 4 eine Dichtung 46 vorgesehen ist, deren mittlerer wirksamer Durchmesser größer ist als der mittlere wirksame Durchmesser einer Dichtung 56 bei der Ausführung nach F i g. 5, welche Dichtung sich gegen die Auflagefläche 51 der Zylinderlaufbuchse 50 abstützt. Das hat zur Folge, daß bei der Ausführung nach der F i g. 4 die in der Mittennormale S 5 der wirksamen Auflagefläche 41 wirkende Kraft außerhalb des Mittelpunktes der Auflagefläche 42 (im Schnitt betrachtet) wirkt. Diese Kraft bildet somit im Befestigungsflansch 15 ein Biegemoment der bereits erwähnten Art, wodurch in der Hohlkehle eine Druckspannung entsteht. Der in der F i g. 5 dargestellte Befestigungsflansch 15 ist hingegen im wesentlichen nur einer reinen Druckkraft seitens der Schrauben 4 des Zylinderkopfes 2 ausgesetzt, da die Mittennormale S 6 der wirksamen Auflagefläche im wesentlichen durch den Mittelpunkt der Auflagefläche 52 des Ringes 53 führt.Form fastening fiansches 15. The cylinder liners 40, 50 are supported with the bearing surfaces 42, 52 against correspondingly designed rings 43, 53, which are supported in corresponding paragraphs 44, 54 in cylinder blocks 45, 55. These two versions have the common advantage that even if the fastening flange 15 is deformed by the clamping forces acting on the support surfaces 41, 51, a firm support remains at the locations of the support surfaces 42, 52. The radius of the fillet can be particularly large, since the fillet simultaneously forms the bearing surface 42 of the fastening flange 15. The two versions according to FIGS. 4 and 5 differ in that in the embodiment according to FIG. 4 a seal 46 is provided, the mean effective diameter of which is greater than the mean effective diameter of a seal 56 in the embodiment according to FIG. 5, which seal is supported against the bearing surface 51 of the cylinder liner 50. This has the consequence that in the execution according to FIG. 4 the force acting in the center normal S 5 of the effective bearing surface 41 acts outside the center of the bearing surface 42 (viewed in section). This force thus forms a bending moment of the type already mentioned in the fastening flange 15, as a result of which a compressive stress arises in the groove. The one shown in FIG. 5, on the other hand, is essentially only exposed to a pure compressive force from the screws 4 of the cylinder head 2, since the center normal S 6 of the effective support surface essentially passes through the center of the support surface 52 of the ring 53.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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