DE2405257A1

DE2405257A1 - Zylinderbuechse einer zweitakt-dieselbrennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2405257A1
Application number: DE19742405257
Authority: DE
Inventors: Gosen Joop Hellingman
Original assignee: Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1974-01-30
Filing date: 1974-02-04
Publication date: 1975-07-31
Also published as: PL105934B1; CH573545A5; JPS50112613A; DK138911B; NL7402209A; NL155629B; DK680874A; ES434199A1; IT1031137B; DK138911C; JPS5417102B2

Description

Zylinderbüchse einer Zweitakt-Dieselbrennkraftmaschine Die Erfindung betrifft eine Zylinderbüchse einer Zweitakt-Dieselbrennkraftmaschine mit Auslassöffnungen, die in der Wand der Zylinderbüchse -ausgebildet sind und Stege aufweisen, durch welche Kühlkanäle für eine Kühlflüssigkeit führen, die an einen Kühlraum angeschlossen sind.
Bei Zylinderbüchsen von Zweitakt-Dieselbrennkraftmaschinen dieser Art ist der Bereich der Auslassöffnungen besonders hoch thermisch belastet und muss daher intensiv gekühlt sein. Dabei hat es sich jedoch gezeigt, dass im 3ereich oberhalb der Kühlbohrungen die Zylinderbüchse einer besonders hohen Abnützung ausgesetzt ist. Dabei wurde festgestellt, dass diese Abnützung auf Korrosion durch zu starke Abkühlung der Wand zurückzuführen ist. Ausserdem entstehen ungünstige Deformationen im unteren Bereich der Zylinderbüchse, welche zusätzlich noch eine erhöhte rechanische Abnützung zur Folge haben.
Die Erfindung hat die Schaffung einer Zylinderbüchse zum Ziel, bei welcher dieser Nachteil benoben ist und welche eine höhere Lebensdauer aufweist als die bisher bekannten, vergleichbaren Zylinderbüchsen.
Dieses Ziel wird dadurch erreicht, dass die Büchse oberhalb der Mündungen der Kühlbohrungen in einem Bereich, der sich an die Stege anschliesst, mit einer Anordnung zu Abschwächen der Kühlwirkung der Kühlflüssigkeit in dieser Bereich versehen ist.
Durch diese Massnahme wird eine Vergleich*ssigung der Kühlung der Zylinderbüchse in ihrer Längsachse ehalten, wobei übermässig kalte Stellen und ungünstige Deformation.en der Büchse vermieden werden.
Vorzugsweise kann die Wand der Büchse diesem bereich mit einer wärmeisolierenden Schicht versehen sein.
Dadurch wird eine besonders einfache husführungsform erhalten, deren Anwendung nachträglich auch bei Zylindercbüchsen bereits bestehender Motoren möglich ist.
Dabei kann die radiale Dicke der wärmeisolierenden Schicht in axialer Richtung der Büchse nach oben abnehmen.
Auf diese Weise ist es möglich, den Verlauf der XtEhlung der Büchse in axialer Richtung an die nach oben zunehmende l;ärmebelastung anzupassen.
Es ist jedoch auch möglich, zwischen den Mündungen der Kühlbohrungen und der Wand der Büchse einen Fuhrllngsteil anzuordnen, wobei sich zwischen dem Führung steil und der Wand der Büchse ein Raum mit stagnierender Kühlflüssigkeit befindet. Auch auf diese Weise kann mit einfachen Mitteln das angestrebte Ziel einer Vergleichmässigung der Wandtemperaturen der Büchse erzielt werden.
Bei allen diesen Ausführungsformen kann die Anordnung zum Abschwächen der Kühlwirkung der Kühlflüssigkeit ausschliesslich in einem oberhalb der Mndungen der SQühlbohrungen befindlichen Bereich vorgesehen sein. In gewissen Fällen wird dadurch ein optimaler Verlauf der Kühlung der Büchsenwand und somit auch der Wandtemperaturen erreicht.
Es ist jedoch auch möglich, die Anordnung zur Abschwächung der Kühlwirkung derart auszubilden, aass sie sich über den ganzen Umfang der Büchse erstreckt. Diese Ausführungsform kann unter Umständen konstruktiv einfacher sein und/ oder bessere Resultate bezüglich aer Gleichmässigkeit der Temperaturen liefern.
Die Erfindung wird annand in der Zeichnung schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele erläutert.
Es zeigt: Fig.1 einen axialen Schnitt durch einen Zylinderblock einer Zweitakt-Dieselbrennkraftmaschine mit einer darin befestigten, erfindungsgemässen Zylinderbüchse, Fig.2 den Teilschnitt II - II aus der Fig.1, Fig.3 einen Teilschnitt nach der Linie III - ii in der Fig.2 in etwas grösserem Massstab und Fig.4 einen Teilschnitt nach der Linie IV - IV in der Fig.2 in grösserem Massstab.
In der Beschreibung und in den Ansprüchen bedeutet "oben" als näher zum Kompressionsraum der Maschine legena.
Nach der Darstellung in der Fig.1 ist eine Zylinderbüchse 1 in einem Zylinderblock 2 befestigt. Die Zylincerbüchse 1 ist mit Auslassöffnungen 3 für die Brenngase und darunter befindlichen Einlassöffnungen 4 und 5 für Luft versehen. An die Oeffnungen 3 und 4, 5 schliessen sich in bekannter Weise Kanäle 6, 7 für Abgase bzw. für Luft an. hie aus den Fig.1 und 2 hervorgeht, ist die Zylinderbüchse im Bereich der Oeffnungen 3 bzw. 4, 5 mit einer Verdickung 8 versehen, die eine zylindrische Aussenfläche 10 aufweist, welche durch die Dichtungsringe 11 gegenüber einer entsprechenden Fläche des Zylinderblocks 2 abgedichtet ist. Zur Kühlung der zwischen den Auslassöffnungen 3 befindlichen Stege 12 sind in diesen Kühlbohrungen 13 ausgebildet, welche in axialer Richtung durch die Verdickung 8 führen.
Die Kühlbohrungen 13 werden in der Richtung der eingezeichneten Pfeile P vom Kühlwasser durchströmt, das sich in einem Kühlraum 14 zwischen der Zylinderbüchse 1 und dem Zylinderblock 2 befindet. Erfindungsgemäss ist die Wand 15 der Büchse 1 in einem Bereich 17, der sich an die Stege 12 der Kanäle 3 anschliesst, mit einer wärmeisolierenden Schicht 16 versehen. Diese Schicht kann in einer beliebigen geeigneten Weise ausgebildet sein. Vorzugsweise kann z.B. an der Wand eine Platte aus einem Fasermaterial betestigt sein.
Entsprechend der Darstellung in der Fig.1 hat die wärmeisolierende Schicht 16 unten eine Dicke D und oben eine kleinere Dicke d. Durch die nach oben abnehmende Dicke der Schicht 16 ist eine Anpassung der Kühlwirkung an die thermische Belastung der Büchsenwand 15 möglich.
Mit einer Annäherung an den Kompressionsraum, der sich am oberen Ende der Büchse befindet, steigen nämlich die Temperaturen und gleichzeitig auch die Dauer, während welcher die Büchse diesen ausgesetzt ist, so dass ein grösserer ;Wårmeeinfall entsteht. Dem wird durch eine stärkere Kühlung bzw. geringere Abschwächung der Kühlwirkung durch die Schicht 16 in ihrem oberen Bereich entgegengewirkt.
Die Fig.3 zeigt die Verhältnisse am Ausgang der Kühlbohrungen 13 der Stege 12. Das Kühlmittel tritt mit einer grossen Geschwindigkeit in der Richtung der Pfeile P aus den Kühlbohrungen 13 heraus. Zwischen den iQühlbohrungen 13 entstehen Wirbel R. Die Strahlen mit hoher Geschwindigkeit, wie auch die Wirbel haben einen besonders guten lurårmeübergang zwischen der Kühlflüssigkeit und der Wand 15 der Büchse 1 zur Folge. Dadurch kann die erwähnte Unterkühlung des sich an die Stege 12 anschliessenden Bereiches der Büchse 1 entstehen. Die Unterkühlung hat eine Korrosion der Zylinderwand in diesem Bereich zur Folge. Ausserdem entsteht durch die starke Abkühlung eine ungünstige Deformation oberhalb der Stege 12 nach innen, welche ein Abschaben des Celes durch die Kolbenringe und eine weitere Erhöhung der Abnützung in diesem Bereich zur Folge hat. Durch die Anordnung der warmeisolierenden Schicht 16 wird diese Unterkühlung vermieden und ein gleichmässigerer Verlauf der Temperatur der Innenwand der Zylinderbüchse erzielt.
Die Fig.4 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform ist zwischen den Mündungen 13t der Kühlbohrungen 13 und der Wand 15 der Büchse 1 ein plattenförmiger Führungsteil 20 angeordnet.
Zwischen dem Führungsteil 20 und der Wand der Büchse befindet sich ein Raum 21 mit stagnierender Kühlflüssigkeit.
Der Führungsteil 20, der z.B. ein zylindrischer Blechabschnitt sein kann, kann sich über den gleichen Bereich 17 wie diese isolierende Schicht 16 erstrecken.
Wie in der Fig.1 strichpunktiert eingezeichnet ist, können sich Jedoch die isolierende Schicht 16 wie auch der Führungsteil 20 entlang des ganzen Umfanges der Büchse 1 erstrecken.
Die Wirkung des Fu1irungsteiles 20 ist ähnlich wie die der isolierenden Schicht. Die angestrebte Abschwächung der Kühlwirkung wird in diesem Fall dadurch erreicht, dass die Strahlen der Kühlflüssigkeit und die zwischen ihnen befindlichen Wirbel R in einer Entfernung von der Büchsenwand 15 geführt und somit an ihrer übrassigen Kühlung gehindert werden.
In den Figuren der Zeichnung wurde durch Pfeile angedeutet, dass die Strömung der Kühlflüssigkeit durch die Kühlkanäle von unten nach oben verläuft. Obwohl diese Strömungsrichtung an sich üblich ist, kann die Strömung im Prinzip auch umgekehrt verlaufen, wobei die Wirkung der vorliegenden Massnahmen im wesentlichen unverändert bleibt.

Claims

Patentansprüche

Zylinderbüchse einer Zweitakt-Dieselbrennkraftmaschine mit Auslassöffnungen, die in der Wand der Zyinderbüchse ausgebildet sind und Stege aufweisen, durch welche Kühlkanäle für eine Kühlflüssigkeit führen, die an einen Kühlraum angeschlossen sind, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , dass die Büchse (1) in einem Bereich, der sich an die Stege (12) anschliesst, mit einer Anodnung (16, 20) zum Abschwächen der Kühlwirkung der Kühlflüssigkeit in diesem Bereich versehen ist.
2. Zylinderbüchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wand (15) der Büchse (1) in diese Bereich mit einer wärmeisolierenden Schicht (16) versehen ist.
3. Zylinderbüchse nach anspruch 2, dadurch gekernzeichnet, dass die radiale Dicke (D, d) der wärmeisolierenden Schicht (16) in axialer Richtung der Büchse (1) nach oben abnimmt.
4. Zylinderbüchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Mündungen (13') der Kühlbohrungen (13) und der Wand (15) der Büchse (1) ein Führungsteil (20) angeordnet ist, wobei sich zwischen dem Führungsteil und der Wand der Büchse ein Raum (21, mit stagnierender Kühlflüssigkeit befindet.
5. Zylinderbüchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung (16, 20) zum Abschwächen der Kiihlsirkung der Kühlflüssigkeit ausschliesslich in einem oberhalb der Mündungen der Nühlbohrungen befindlichen Bereich (17) vorgesehen ist.
6. Zylinderbüchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Anordnung (16, 20) zur hbschwächung der Kühlwirkung über den ganzen Umfang der Büchse (1) erstreckt.