DE19861213B4

DE19861213B4 - Verbrennungsmotor mit einer auswechselbaren Zylinderlaufbuchse

Info

Publication number: DE19861213B4
Application number: DE19861213A
Authority: DE
Inventors: Daniel E. Kirtley; Carol L. Corbeels; Andrew P. Perr; Abby J. San Jose Dawkins; Kristopher R. Bare
Original assignee: Cummins Inc
Current assignee: Cummins Inc
Priority date: 1997-07-21
Filing date: 1998-07-21
Publication date: 2005-06-09
Anticipated expiration: 2018-07-22

Abstract

Die Erfindung betrifft eine auswechselbare Zylinderlaufbuchse (20) für einen Verbrennungsmotor mit einem Motorblock (22). Die Position der Laufbuchse (20) in dem Motorblock (22) wird von einem Mittenanschlag (36) festgelegt. Eine Preßpassung unterhalb des Mittenanschlags (36) dichtet das untere Ende eines Kühlmittelkanals (44) ab, der sich um die Laufbuchse (20) herum erstreckt. Das obere Ende des Kühlmittelkanals (44) ist von einem O-Ring (70) abgedichtet und - bei warmem Motor - auch durch eine Preßpassung. Die Oberseite des Kühlmittelkanals (44) befindet sich nahe der oberen Totpunktstellung des oberen Kolbenrings (28) und verringert somit die Temperatur dieses oberen Kolbenrings (28).

Description

Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor mit einer auswechselbaren Zylinderlaufbuchse, insbesondere einen sehr effizienten Dieselmotor mit hohen mittleren induzierten Drücken. Jedoch kann die vorliegende Erfindung auch außerhalb dieses Gebiets eingesetzt werden.

Auswechselbare Zylinderlaufbuchsen führen bei Verbrennungsmotoren zu erheblichen Vorteilen, insbesondere bei solchen Motoren, die zwischen Überholungen extrem lange Laufzeiten aufweisen sollen. Solche Motoren, wie beispielsweise Dieselmoten für Lastwagen, können für 2 Millionen Betriebsstunden zwischen Überholungen ausgelegt sein. Bei der Überholung können die Zylinderlaufbuchsen solcher Motoren herausgenommen und ersetzt werden, so daß der Motorblock mit einem anderen Satz Laufbuchsen weiterverwendet wird. Des weiteren erübrigen auswechselbare Laufbuchsen bei der Herstellung die Notwendigkeit einer Präzisionsbearbeitung langer Bohrungen in einem Block und verlegen diesen Vorgang auf eine kleinere, kostengünstiger zu bearbeitende separate Laufbuchse.

Der andauernde Bedarf an thermisch effizienteren Motoren hat zu zusätzlichen Anforderungen an die Zylinderlaufbuchsen geführt. Eine erhöhte thermische Effizienz kann durch Steigern des mittleren induzierten Drucks (brake mean effective pressure) des Motors erreicht werden. Moderne Dieselmotoren können mittlere induzierte Drücke von über 2 MPa (300 psi) erreichen. Diese sehr effizienten Motoren haben sehr hohe Verbrennungstemperaturen. Ein Teil der Verbrennungsenergie, der nicht in Arbeit umgewandelt oder als Abgas ausgestoßen wird, muß dissipiert werden und wird als Wärme durch die Wände der Zylinderlaufbuchse in das Kühlsystem des Motors abgegeben. Wird diese Wärme nicht richtig von der Zylinderlaufbuchse abgeführt, kann es zu zahlreichen Problemen kommen. Ein solches Problem stellt das Überhitzen des obersten Kolbenrings dar.

Anders als der untere Kolbenring und der Kolben selbst wird der obere Kolbenring nur begrenzt durch das Motoröl gekühlt. Im Gegensatz zu dem unteren Kolbenring ist der obere Kolbenring direkt den Verbrennungsgasen ausgesetzt. Wenn der obere Kolbenring überhitzt, verkokt das an der inneren Zylinderwandung mit dem oberen Kolbenring. in Berührung stehende Öl, was mit einer verminderten Schmierung einhergeht. Als Folge davon nimmt der Verschleiß des Kolbenrings und der Zylinderlaufbuchse zu und ein Versagen des Kolbenrings wird wahrscheinlicher.

Eine Lösung zum Abführen der Wärme von dem oberen Kolbenring besteht in einer verbesserten Kühlung der Zylinderlaufbuchse, denn eine kühlere Zylinderlaufbuchse leitet mehr Wärme von dem oberen Kolbenring ab. Zur verbesserten Kühlung auswechselbarer Zylinderlaufbuchsen sind unterschiedliche Vorschläge gemacht worden. Diese Vorschläge und Ideen, die Zylinderlaufbuchsen im allgemeinen betreffen, sind in den folgenden US-Patenten beschrieben:

Dennoch besteht Bedarf an einer verbesserten Kühlung von Zylinderlaufbuchsen.

Aus der DE 43 43 238 A1 ist eine Zylinderlaufbuchse bekannt, die auswechselbar in einen Hohlraum in einem Zylinderblock eines Verbrennungsmotors eingesetzt ist. Die Zylinderlaufbuchse weist benachbart zu einem Zylinderkopf einen Randabschnitt auf, in dem eine Umfangsdichtungsnut ausgebildet ist. Ein Mittenanschlag der Zylinderlaufbuchse befindet sich unterhalb der Umfangsdichtungsnut.

Die DE 32 49 721 C2 beschreibt eine Mehrzylinderbrennkraftmaschine mit auswechselbaren Zylinderlaufbuchsen, die einen benachbart zu einem Zylinderkopf angeordneten Randabschnitt mit einer darin ausgebildeten Umfangsdichtungsnut umfassen. Ein Mittenanschlag der Zylinderlaufbuchsen ist unterhalb der Umfangsdichtungsnut angeordnet, wobei die Zylinderbuchsen im Bereich des Randabschnitts einen geringen Überstand über an einem Kurbelgehäuse ausgebildete Zylinderkopfauflageflächen aufweisen und dadurch in dem Kurbelgehäuse fixiert werden.

Die US 4,413,597 offenbart eine Zylinderlaufbuchse, die im Bereich eines Mittenanschlags mittels einer Presspassung in einer Zylinderbohrung fixiert ist.

Aus der EP 0 768 459 A1 ist eine Zylinderlaufbuchse mit einem benachbart zu einem Zylinderkopf angeordneten Randabschnitt bekannt, in dem eine Umfangsdichtungsnut ausgebildet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Verbrennungsmotor anzugeben, bei dem sicher verhindert wird, daß Teile der Zylinderlaufbuchse, z.B. bei der Montage, in ein Kurbelgehäuse hineinfallen.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch einen Verbrennungsmotor gelöst, der die im Patentanspruch 1 genannten Merkmale aufweist.

Die Zylinderlaufbuchse umfaßt dabei einen mittig angeordneten Anschlag der Zylinderlaufbuchse unterhalb der Nut, der im folgenden als Mittenanschlag bezeichnet wird. Der Verbrennungsmotor weist ein Kurbelgehäuse auf und die Zylinderlaufbuchse hat an einer einem Randabschnitt entgegengesetzten Seite ein unteres Ende, das einen Außendurchmesser aufweist. Der Motorblock weist einen Sockel auf, der mit Abstand zu und unterhalb des unteren Endes der Zylinderlaufbuchse angeordnet ist und einen Innendurchmesser aufweist, der kleiner als der Außendurchmesser des unteren Endes ist.

Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles ersichtlich, die Bezug nimmt auf die beigefügten, schematischen Zeichnungen. Es zeigt:

1 einen Längsschnitt durch ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, das eine auswechselbare Zylinderlaufbuchse angeordnet in einem Motorblock wiedergibt,

2 einen Ausschnitt aus 1 in vergrößerter Darstellung, wobei zusätzlich eine Zylinderkopfdichtung, ein Flammring und ein Zylinderkopf dargestellt sind, der Kolben jedoch weggelassen ist, und

3 einen Teil der Zylinderlaufbuchse aus 1 um einen Randabschnitt herum in vergrößerter Darstellung.

Die vorliegende Erfindung eignet sich besonders für einen Einsatz in Dieselmotoren mit sehr hohen Verbrennungstemperaturen und mit mittleren induzierten Drücken oberhalb von 2 MPa. Die vorliegende Erfindung ist darüber hinaus in jedem Verbrennungsmotor mit auswechselbaren Zylinderlaufbuchsen mit Vorteil einsetzbar.

Die 1 bis 3 zeigen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In 1 ist eine gegossene, auswechselbare Zylinderlaufbuchse 20 aufgenommen in einem Motorblock 22 im Schnitt wiedergegeben.

Die Zylinderlaufbuchse 20 ist typischerweise gegossen und anschließend an bestimmten Gleit-, Kontakt- und Dichtflächen spanend bearbeitet, obwohl erfindungsgemäß auch andere Bearbeitungsmethoden verwendet werden können. In der Zylinderlaufbuchse 20 mit ihrem Gleitdurchmesser 26 ist ein Kolben 24 gleitend aufgenommen. Ein oberer Kolbenring 28, der in einer oberen Ringnut 30 des Kolbens 24 angeordnet ist, berührt den Gleitdurchmesser 26 und schafft eine untere Abdichtung für eine oberhalb des Kolbens 24 angeordnete Brennkammer 31. Ein Schwenkzapfen 32 verbindet den Kolben 24 drehbar mit einem Pleuel 34. Das Pleuel 34 ist auf herkömmliche Weise mit einer hier nicht gezeigten Kurbelwelle verbunden.

Die Zylinderlaufbuchse 20 ist von einer oberen Fläche 35 des Motorblocks 22 aus in letzteren gleitend eingesetzt, wobei die obere Fläche 35 auch als die "Feuerfläche" (fire deck) des Motorblocks 20 bezeichnet wird. Die Zylinderlaufbuchse 20 wird eingeführt, bis ein an ihr vorhandener Mittenanschlag 36 einen Vorsprung 38 des Motorblocks berührt. Der Mittenanschlag 36 befindet sich in der Mitte zwischen der oberen und der unteren Fläche der Zylinderlaufbuchse 20 bezogen auf die Mittellängsachse X und legt die axiale Position der Zylinderlaufbuchse 20 in dem Motorblock 22 fest.

Nahe dem Mittenanschlag 36 befindet sich ein Innendurchmesser 42 des Motorblocks 22 und ein Außendurchmesser 40 der Zylinderlaufbuchse 20. Der Innendurchmesser 42 ist ungefähr 0,15 bis 0,25 mm (0,006 bis 0,01 Inch) kleiner als der Außendurchmesser 40, so dass beim Einsetzen der Zylinderlaufbuchse 20 in den Motorblock 22 auf erstere eine Kraft ausgeübt werden muss, um den zwischen dem Innendurchmesser 42 und dem Außendurchmesser 40 vorgesehenen Presssitz zu erreichen. Da die Kraft im wesentlichen längs der Mittelachse X der Zylinderlaufbuchse 20 aufgebracht wird, gleitet die Zylinderlaufbuchse 20 in den Motorblock 22 hinein, bis der Mittenanschlag 36 den Vorsprung 38 berührt. Der Presssitz des Außendurchmessers 40 in dem Innendurchmesser 42 dichtet den unteren Abschnitt eines sich zwischen der Zylinderlaufbuchse 20 und dem Motorblock 22 um die Zylinderlaufbuchse 20 herum erstre ckenden Kühlmittelkanals 44 ab. Der Presssitz führt zu einer leckfreien Abdichtung. Es ist nicht erforderlich, ein aushärtbares Kunststoffmaterial an oder nahe den Außendurchmesser 40 und Innendurchmesser 42 zu verwenden, um eine Abdichtung zu erreichen.

Aus Redundanzgründen ist genau unterhalb des Presssitzes ein O-Ring 46 in eine Nut 47 eingesetzt, wobei "unterhalb" als in Richtung der Kurbelwelle zu verstehen ist. Unterhalb des O-Rings 46 erstreckt sich ein ringförmiger Spalt 48 zwischen dem unteren Teil der Zylinderlaufbuchse 20 und dem unteren Teil des Motorblocks 22. Dieser Ringspalt 48 erstreckt sich längs des unteren Teils der Zylinderlaufbuchse 20 bis zum Boden der Zylinderlaufbuchse 20 nahe einem Sockel 50 des Motorblocks 22. Der Sockel 50 verhindert das Herunterfallen abgebrochener Teile der Zylinderlaufbuchse 20 in das Kurbelgehäuse des Motors. Der Ringspalt 48 kann Öl oder Ölnebel enthalten, um den unteren Teil der Zylinderlaufbuchse 20 kühlen zu helfen.

Axial nahe der Oberseite der Zylinderlaufbuchse 20 befindet sich ein Randabschnitt 54. Der Randabschnitt 54 ist ein dickwandiger Abschnitt, der dem oberen Bereich der Zylinderlaufbuchse 20 Festigkeit und Stabilität verleiht. Wenn die Zylinderlaufbuchse 20 in den Motorblock 22 eingebaut wird und der Mittenanschlag 36 den Vorsprung 38 berührt, schließt die Oberfläche 56 (siehe 2) des Randabschnitts 54 ungefähr bündig mit der Feuerfläche 35 des Motorblocks 22 ab. Die Feuerfläche 35 und die Oberfläche 56 werden als Feuerdeck (fire deck) bezeichnet und sind einem Zylinderkopf 60 benachbart. Der Zylinderkopf 60 ist mittels nicht dargestellter Schrauben am Motorblock 22 befestigt und drückt an einer Kontaktfläche 62 gegen die Zylinderlaufbuchse 20, wodurch letztere axial zwischen der Kontaktfläche 62 und dem Mittenanschlag 36 eingeklemmt ist. Die Oberfläche 56 und die Feuerfläche 35 sind in Berührung mit einer Kopfdichtung 58, die zwischen der Oberfläche 56 und der Feuerfläche 35 und dem Zylinderkopf 60 in Position gehalten ist. Ein Feuerebenen-Dichtungsring 59, der zwischen dem Zylinderkopf 60 und der Oberfläche 56 angeordnet ist, stellt eine Hochtemperaturdichtung um die Zylinderlaufbuchse 20 herum dar.

Der dickwandige Randabschnitt 54 umfasst einen Außendurchmesser 64, der in einem Innendurchmesser 66 des Motorblocks 22 aufgenommen ist, wenn die Zylinderlaufbuchse 20 in den Motorblock 22 eingebaut ist. Zwischen dem Außendurchmesser 64 und dem Innendurchmesser 66 kann eine Spielpassung von ungefähr 0,0025 mm (0,001 Inch) Durchmesserspiel bestehen. Unter manchen Bedingungen ist es auch akzeptabel, jedoch nicht erforderlich, wenn zwischen den Durchmessern 64 und 66 eine leichte Presspassung von 0,025 bis 0,05 mm (0,001 bis 0,002 Inch) besteht. Die Herstellungstoleranzen können beispielsweise derart sein, dass einige Passungen der Durchmesser 64 und 66 Spielpassungen und andere Passungen Presspassungen sind.

Wegen der Möglichkeit einer Spielpassung zwischen dem Innendurchmesser 66 und dem Außendurchmesser 64 ist eine Umfangsdichtungsnut 68 in dem dickwandigen Abschnitt 54 angeordnet. In der Umfangsdichtungsnut 68 befinde ich ein Dichtungsring 70 aus Elastomermaterial, der eine Abdichtung zwischen der Feuer- oder Flammebene an der Feuerfläche 35 und der Oberfläche 56 und dem Kühlmittelkanal 44 herstellt. Der in Form eines O-Rings ausgebildete Dichtungsring 70 funktioniert als Primärdichtung, solange der Motor kalt ist. Wenn der Motor läuft und die Zylinderlaufbuchse 20 und der Motorblock 22 heißer werden, verliert sich das Spiel zwischen dem Außendurchmesser 64 und dem Innendurchmesser 66 und es entsteht eine Presspassung zwischen diesen beiden Durchmessern, wodurch eine Abdichtung zwischen dem Kühlmittelkanal 44 und der Kopfdichtung 58 gebildet wird. Der Dichtungsring 70 funktioniert also als eine redundante Dichtung während der Aufwärmphase des Motors. Obwohl der Dichtungsring 70 gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel aus Elastomermaterial besteht, können andere aus dem Stand der Technik bekannte Materialien ebenfalls verwendet werden.

Die Dicke des Randabschnitts 54 verringert sich von dem Außendurchmesser 64 längs eines Übergangsabschnitts 72 auf eine dünnere, konstante Wanddicke eines Abschnitts 73 der Zylinderlaufbuchse 20. Der Übergangsabschnitt 72 umfasst eine Begrenzung des Kühlmittelkanals 44, wobei Kühlmittel zwischen dem Übergangsabschnitt 72 und dem Motorblock 22 fließt. Vorzugsweise findet der Übergang zwischen dem Abschnitt 73 und dem Motorblock 22 im Übergangsabschnitt 72 allmählich statt, da abrupte Änderungen der Geometrie des Übergangsabschnitts 72 dazu führen können, dass ein Teil des Kühlmittelkanals 44 nahe dem Übergangsabschnitt 72 mit Dampf gefüllt ist, was eine damit einhergehende Verminderung der Kühlung bedeutet, oder dass es in dem Kühlmittelkanal 44 nahe dem Übergangsabschnitt 72 zur Kavitation kommt, was eine Grübchenbildung an der Zylinderlaufbuchse 20 oder dem Motorblock 22 hervorruft.

Aufgrund der Geometrie des Kühlmittelkanals 44 und dem Eintritt des Kühlmittelstroms kann der Abschnitt des Kühlmittelkanals 44 nahe dem Übergangsabschnitt 72 zirkulierende Taschen aus Kühlmitteldampf statt flüssigen Kühlmittels enthalten. Das Kühlmittel strömt durch den Kühlmittelkanal 44 und hält akzeptable Temperaturen der Zylinderlaufbuchse 20, des Motorblocks 22, des oberen Kolbenrings 28, des Dichtungsrings 70, der Kopfdichtung 58, des Feuerebenen-Dichtungsrings 59, des Zylinderkop fes 60 und anderer Bauteile aufrecht. Das Kühlmittel in dem Kühlmittelkanal 44 strömt in einer im wesentlichen zur Mittelachse X der Zylinderlaufbuchse 20 rechtwinkligen Richtung.

Ungefähre Abmessungen für die in 3 wiedergegebenen Maße A bis G sind in der Tabelle 1 angegeben.

Tabelle 1

Die vorliegende Erfindung umfasst das Erkennen einer Beziehung zwischen den Maßen des Randabschnitts 54 der Zylinderlaufbuchse 20 und der Temperatur des oberen Kolbenrings 28. Es hat sich herausgestellt, dass eine Verringerung des Maßes A um 5 mm zu einer Reduzierung der Temperatur der Zylinderlaufbuchse 20 nahe der oberen Totpunktstellung des oberen Kolbenrings 28 von ungefähr 27,8°C (50°F) führt. Mit Verringern des Maßes A wandert die Oberseite des Kühlmittelkanals 44, die durch den Übergangsabschnitt 72 definiert ist, näher an das durch die Feuerfläche 35 und die Oberfläche 56 gebildete Feuerdeck und auch an die obere Totpunktstellung des oberen Kolbenrings 28 heran. Damit wird der Kühlmittelkanal 44 wirksamer im Abführen von Wärme vom Feuerdeck und von dem oberen Kolbenring 28.

Die Verringerung der Temperatur um 27,8°C (50°F) ist wichtig zum Aufrechterhalten einer akzeptablen Kolbenringtemperatur am Kolbenumkehrpunkt bzw. oberen Totpunkt, dem Punkt, an dem der Kolben 24 seine Aufwärtsbewegung beendet und beginnt, sich nach unten zu bewegen. Mit der Auslegung von Dieselmotoren in Richtung größerer thermischer Effizienz und in Richtung höherer induzierter Drücke steigt die Kolbenringtemperatur an dieser Stelle. Vorzugsweise wird die Temperatur des oberen Kolbenrings 28 unterhalb einer Temperatur von ungefähr 180°C (350°F) gehalten.

Bei ungefähr dieser Temperatur beginnt Öl am oberen Kolbenring 28 zu verkoken, was zu einer verminderten Schmierung des Gleitdurchmessers 26 und einer erhöhten Abnutzung sowohl des Gleitdurchmessers 26 als auch des oberen Kolbenrings 28 führt. Die vorliegende Erfindung ist besonders nützlich bei Dieselmotoren mit induzierten mittleren Drücken oberhalb von 2 MPa (300 psi).

Ein Verringern des Maßes A und Anheben des Übergangsabschnitts 72 in Richtung des oberen Kolbenrings 28 und des Feuerdecks hat den zusätzlichen Vorteil geringerer Temperaturen des Dichtungsrings 70 und der Kopfdichtung 58. Eine Verminderung der Höhe des dickwandigen Randabschnitts 54 um 5 mm reduziert die Temperatur der Kopfdichtung 58 in der Nachbarschaft der Zylinderlaufbuchse 20 um ungefähr 17°C (30°F) und die Temperatur des Dichtungsringes 70 um ungefähr 10,5°C (19°F). Aufgrund dieser niedrigeren Temperaturen ist es möglich, die Kopfdichtung 58 und den Dichtungsring 70 unter entsprechendem Kostenvorteil aus herkömmlichen Materialien herzustellen. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Dichtungsring 70 aus einem Ethylencopolymer-Elastomer hergestellt und hat einen Durchmesser von ungefähr 2,6 mm.

Die vorliegende Erfindung bietet eine erhöhte Kühlung verschiedener Bauteile des Motors ohne das Erfordernis zusätzlicher Kühlmittelzwischenräume oder Distanzplatten zwischen dem Zylinderkopf 60 und dem Motorblock 22. Darüber hinaus sind keine zusätzlichen Kühlmäntel zwischen der Zylinderlaufbuchse 20 und dem Motorblock 22 erforderlich. Solche Kühlmäntel können kleine Kanäle ergeben, die sich leicht mit Schmutz verstopfen. Kühlmäntel oder -buchsen und Kühlmittelzwischendecks oder Distanzplatten können darüber hinaus zusätzliche Abdichtungen erfordern, beispielsweise O-Ringe und Dichtungen, um die zusätzlichen Kontaktflächen zwischen Zylinderlaufbuchse und Motorblock abzudichten.

Ein noch weiterer Vorteil des Anhebens des Übergangsabschnitts 72 in Richtung auf den oberen Kolbenring 28 und die Feuerfläche 35 besteht darin, dass die axiale Erstreckung des Kühlmittelkanals 44, d.h. vom Übergangsabschnitt 72 zum Mittenanschlag 36, verringert werden kann. Eine verringerte axiale Länge des Kühlmittelkanals 44 führt zu einem insgesamt leichteren und kompakteren Kühlsystem, einem einfacheren Aufbau des Motorblocks 22 und einer leichteren Zylinderlaufbuchse 20.

Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Maß A vorzugsweise größer als ungefähr 10 mm und das Maß B ist vorzugsweise größer als ungefähr 1,6 mm. Der Gleitdurchmesser 26 der Zylinderlaufbuchse 20 beträgt ungefähr 137 mm und der Außendurchmesser 64 der Zylinderlaufbuchse 20 ungefähr 161 mm. Das Maß E ist vorzugsweise größer als ungefähr 23 mm. Das Verhältnis des Maßes A geteilt durch das Maß E reicht von ungefähr 0,4 bis 0,61. Das Maß G ist die Entfernung von der Oberseite des Kühlmittelkanals 44 bis zur Mitte der Ringnut 30, wenn sich der Kolben 24 in der oberen Totpunktstellung befindet, und diese Entfernung beträgt vorzugsweise ungefähr 8 bis 9 mm.

Die in der Tabelle 1 angegebenen Abmessungen sind für einen Bereich von Gleitdurchmessern 26 von ungefähr 125 mm bis ungefähr 150 mm verwendbar. Außerhalb dieses Bereichs müssen die Abmessungen der Tabelle 1 entsprechend dem Gleitdurchmesser 26 auf eine dem Fachmann bekannte Art und Weise skaliert werden. Die aufgezeigten Maßnahmen sorgen für eine gute Festigkeit gegenüber Kräften, die durch den Verbrennungsdruck entstehen, sie bieten einen guten Widerstand gegen Welligkeiten, die durch Klemmkräfte entstehen können, und sie ergeben eine Langzeitstabilität des Randabschnitts 54, insbesondere im Zusammenhang mit hochentwickelten, hocheffizienten und leistungsstarken Dieselmotoren, die eine Zylinderlaufbuchse für ungefähr 1,6 Millionen km verwenden.

Claims

Verbrennungsmotor mit – einem Zylinderkopf (60) und einem Motorblock (22), – einer im Motorblock (22) enthaltenen auswechselbaren Zylinderlaufbuchse (20), – einem Randabschnitt (54) der Zylinderlaufbuchse (20), der nahe dem Zylinderkopf (60) vorhanden ist, – einer Umfangsdichtungsnut (68), die in dem Randabschnitt (54) ausgebildet ist, – einem Dichtungsring (70), der in der Umfangsdichtungsnut (68) angeordnet ist, und – einem Mittenanschlag (36) der Zylinderlaufbuchse (20), der sich unterhalb der Umfangsdichtungsnut (68) befindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderlaufbuchse (20) in dem Motorblock (22) nahe dem Mittenanschlag (36) eine Durchmesserpreßpassung aufweist, und der Verbrennungsmotor ein Kurbelgehäuse aufweist und die Zylinderlaufbuchse (20) an einer dem Randabschnitt (54) entgegengesetzten Seite ein unteres Ende hat, das einen Außendurchmesser aufweist, und daß der Motorblock (22) einen Sockel (50) aufweist, der mit Abstand zu und unterhalb des unteren Endes der Zylinderlaufbuchse (20) angeordnet ist und einen Innendurchmesser aufweist, der kleiner als der Außendurchmesser des unteren Endes ist.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring (70) aus einem Elastomermaterial besteht.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 1 mit einer Oberfläche (56) auf der Zylinderlaufbuchse (20) und einer Mittelachse (X) der Zylinderlaufbuchse (20), dadurch gekennzeichnet, daß der Randabschnitt (54) sich von der Oberfläche (56) aus in axialer Richtung weniger als 14 mm erstreckt.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Axialerstreckung weniger als 12 mm beträgt.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderlaufbuchse (20) und der Motorblock (22) einen Kühlmittelkanal (44) festlegen, und die Durchmesserpresspassung einen Boden des Kühlmittelkanals (44) abdichtet.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlmittelkanal (44) einen Teil der Zylinderlaufbuchse (20) umgibt.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine einzige Umfangsdichtungsnut (68) zwischen einer Oberfläche (56) und dem Kühlmittelkanal (44) angeordnet ist.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er ein Dieselmotor mit einem mittleren induzierten Druck von mehr als 2 MPa (300 psi) ist.
Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Randabschnitt (54) einen Außendurchmesser (64) und der Motorblock (22) einen Innendurchmesser (66) aufweisen, wobei der Außendurchmesser (64) derart gestaltet ist, daß er in dem Innendurchmesser (66) eine Spielpassung bildet, bevor der Verbrennungsmotor betrieben wird und solange er kalt ist, und in dem Innendurchmesser (66) eine Preßpassung bildet, wenn der Verbrennungsmotor betrieben wird und solange er heiß ist.
Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring (70) den Motorblock (22) berührt.
Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Randabschnitt (54) eine Oberfläche (56) umfaßt und ein Feuerebenen-Dichtungsring (59) zwischen der Oberfläche (56) und dem Zylinderkopf (60) angeordnet ist.
Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderlaufbuchse (20) eine Kontaktfläche (62) umfaßt, die in Kontakt mit dem Zylinderkopf (60) steht und der Zylinderkopf (60) an der Kontaktfläche (62) gegen die Zylinderlaufbuchse (20) drückt, so daß letztere zwischen der Kontaktfläche (62) und dem Mittenanschlag (36) eingeklemmt ist.