DE2417045A1 - Brennkraftmaschinenkolben mit einem abdichtungsring mit u-profil - Google Patents

Brennkraftmaschinenkolben mit einem abdichtungsring mit u-profil

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DE2417045A1 DE19742417045 DE2417045A DE2417045A1 DE 2417045 A1 DE2417045 A1 DE 2417045A1 DE 19742417045 DE19742417045 DE 19742417045 DE 2417045 A DE2417045 A DE 2417045A DE 2417045 A1 DE2417045 A1 DE 2417045A1
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Description

  • Brennkraftmaschinenkolben mit einem Abdichtungsring mit U-Profil Zusatz zu Patent ....... (Patentanmeldung P 21 07 563.8) Die Erfindung betrifft einen Brennkraftmaschinenkolben mit einem Abdichtungsring mit U-Profil, der einen durch eine Ringnut am oberen Kolbenrand gebildeten Steg mit axialem und radialem Spiel umfaßt, nach dem Hauptpatent . . . . .
  • (Patentanmeldung P 21 07 563.8). Insbesondere betrifft die Erfindung eine Antiemissionsausbildung des Kolbenringes und des Kolbens.
  • Bei den letzten Entwicklungen auf dem Gebiet der Brennkraftmaschinen wird besonders die Herabsetzung der Brennkraftmaschinenemission beachtet. Eine derartige Brennkraftmaschinenemission kann dadurch ein großes Ausmaß annehmen, daß der -Brennstoff, der in die Zylinder der Brennkraftmaschinen eingeführt oder eingespritzt wird, nicht vollstän*ig verbrannt wird. Der Ausstoß von unverbrannten Kohlenwasserstoffen kann ganz erheblich zur Luftverschmutzung beitragen.
  • Bei üblichen Brennkraftmaschinenkolben mit Abdichtungsring ist der Abdichtungsring in einer Ringnut angeordnet, die im axialen Abstand von der Oberseite des Kolbens vorgesehen ist. Dadurch wird ein Umfangszwischenraum zwischen dem äusseren Umfang des Kolbens und der Zylinderwandung im Bereich oberhalb des oberen Abdichtungsringes erzeugt. In dem Ausmaß, in dem der obere Abdichtungsring nicht satt an der oberen radialen Wandung der Ringnut anliegt, bildet dieser Bereich ebenfalls einen Spaltraum. Wenn der Kolben im Zylinder während des kompressionshubes sich aufwärts bewegt, kann Brennstoff an der Zylinderwandung kondensieren und in die oben erwähnten Ringräume-und Ringspalte hineingedrückt werden. Wegen der Kleinheit des Raumes kann keine Verbrennung in diesen Spalträumen stattfinden und dadurch wird die Ausbildung unerwünschter Emissionsprodukte ermöglicht.
  • Es wurden Versuche zur Verbesserung dieser Verhältnisse gemacht, die darin bestehen, die obere Abdichtungsringnut so dicht an der Oberseite des Kolbens anzuordnen wie- es möglich ist.
  • Die Anordnung einer üblichen Ringnut wird jedoch durch die Notwendigkeit eingeschränkt, daß die Oberseite des Kolbens nicht geschwächt werden darf. Wenn die übliche Ringnut zu dicht an der Oberseite des Kolbens angeordnet wird, kann die Ringnut zu einer Umfangsschwächung an der Oberseite des Kolbens führen. Zusätzlich sei bemerkt, daß die Oberseite des Kolbens derjenige Teil ist, in dem ein Kolbenring den meisten schädlichen Einflüssen ausgesetzt ist. Dieser Bereich ist der größten Wärme und den größten Drucken ausgesetzt und ein extremer Verschleiß würde auftreten, wenn man einen üblichen Kolbenring in diesem Bereich verwenden würde.
  • Durch die Erfindung wird die Emission von Brennkraftmaschinen wenigstens dadurch stark vermindert, daß eine Kondensation von unverbranntem Brennstoff längs der Zylinderwandung ausgeschaltet wird. Zu diesem Zweck ist eine verbesserte Ausbildung des Brennkraftmaschinenkolbens mit Abdichtungsring vorgesehen und ein Abdichtungsring mit U-Profil-weist im axialen Abstand voneinander angeordnete Schenkel auf, wobei ein Stegabschnitt die Schenkel überspannt und gegen die Zylinderwandung anliegt und wobei der obere Schenkel gegenüber der Oberseite des Kolbens so angeordnet ist, daß sichergestellt wird, daß die sich ausdehnenden Gase hinter dem Ring zum heißeren Mittenabschnitt des Kolbenkopfes in der Nähe der senkrechten Achse des Kolbens hin gelenkt werden. Die Ausbildung ist derart, daß ein unterer Schenkel des Ringes in einer axial schmalen Ringnut angeordnet ist, die sich dicht unterhalb der Oberseite des Kolbens befindet und ein oberer Schenkel des Ringes liegt über der Oberseite des Kolbens oder wird bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel von einer Umfangsaussparung in der Oberseite des Kolbens aufgenommen. In jedem Fall erstreckt sich die Kolbenoberfläche vom oberen Schenkel des Abdichtungsringes aus im allgemeinen derart nach innen, daß die ausdehnenden Gase hinter dem Ring zum Mittelbereich über den Kolbenkopf geführt oder gerichtet werden.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann ein Dehnerring in der Kolbenringnut verwendet werden, um das Ausdehnen des Ringumfanges in Anlage gegen die Zylinderwandung zu unterstützen.
  • Der Ring kann auch die Ausdehnungskraft, die während des Arbeitshubes erzeugt wird, zum Zwecke der Umfangsabdichtung und der axialen Abdichtung ausnutzen. Der Umfangsabschnitt des Kolbenringes dichtet gegen die Zylinderwandung ab, während die radialen Schenkel gegen die radiale Wandung der Nut oder Kante abdichten.
  • Es ist ein Ziel der Erfindung, eine neue Antiemissions-Brennkraftmaschinenkolben- und Abdichtungsring-Ausbildung zu schaffen.
  • Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine neue und verbesserte Kolben- und Abdichtungsringanordnung zu schaffen, durch welche in wirksamer Weise eine Kondensation von unverbranntem Brennstoff an der Zylinderwandung ausgeschaltet wird.
  • Ferner ist es Ziel der Erfindung, ein neues und verbessertes Verfahren zur Steuerung oder Beherrschung der Emission einer Brennkraftmaschine zu schaffen.
  • Es ist auch ein Ziel der Erfindung, neue und verbesserte Einrichtungen zur Beherrschung der Emission von Brennkraftmaschinen zu schaffen.
  • Die Erfindung soll in der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung erläutert werden. Es zeigen Fig. 1 eine schematische Schnittansicht eines Kolbens einer Brennkraftmaschine, der in einer Zylinderbohrung angeordnet ist und der mit dem erfindungsgemäßen Antiemissionsring auserüstet ist, Fig. 2 eine Schnittansicht, genommen längs der Linie -11-11 der Fig. 1, Fig. 3 eine vergrößerte Schnittansicht, die eine Vergrößerung des Teiles von Fig. 1 zeigt, die sich innerhalb des Kreises III befindet, wobei die Verhältnisse während des Arbeits- und Kompressionshubes dargestellt sind, Fig. 4 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 3, bei der die Verhältnisse während des Ausstoßhubes gezeigt sind, Fig. 5 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 4, bei der die Verhältnisse während des Ansaughubes gezeigt sind und Fig. 6 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 3, wobei eine andere Ausführungsform dargestellt ist.
  • Fig. 1 ist eine Teilschnittansicht eines Kolbens 10, der in einer Bohrung 11 eines Zylinders 12 angeordnet ist. Der Kolbenkopf weist die üblichen Ringnuten 13, 14 und 15 auf. Kompressionsringe 16 und 17 sind in den Nuten 13 und 14 angeordnet und ein ölabstreifring 18 mit einem Dehner ist in der Ringnut 15 angeordnet. Die Ringnut 15 weist eine Olabzugsbohrung 19 auf, über die vom Olabstreifring 18 abgestreiftes öl abgeführt wird.
  • In üblicher Weise istdie Ringnut 13 für den oberen Kompressions- oder Abdichtungsring im Abstand unterhalb der Oberseite 20 des Kolbens 10 angeordnet. Auf diese Weise wird ein Spalt 21 zwischen der Wandung 22 der Zylinderbohrung 11 und dem äußeren Umfang 23 des Kolbens 10 oberhalb des Ringes 16 ausgebildet. Während des Kompressions- und des Arbeitshubes, wenn der Ring 16 gegen die untere radiale Wandung 24 der Ringnut 13 gepreßt wird, wird ein zusätzlicher Spaltraum im Bereich 25 zwischen der oberen radialen Wandung 26 der Nut 13 und der Oberseite des Ringes 16 gebildet und zwischen der Rückwandung 27 der Nut 13 und der Rückseite des Ringes 16.
  • Bei üblichen Anordnungen wird während der Kompression Brennstoff, der in den Zylinder eingespritzt wird, in die Spalträume 21 und 25 hineingedrückt oder hineingeführt. Bei den meisten Brennkraftmaschinen ist die Zylinderwandung 22 kälter als der Kolben oder Innenraum der Zylinderbohrung 11. Dadurch kann der eingespritzte Brennstoff längs der Zylinderwandung kondensieren. Bei üblichen Ausbildungen kann der kondensierte Brennstoff im wesentlichen die Spalt- oder Hohl- oder Zwischenräume 21, 25 ausfüllen.
  • Diese Spalt- oder Hohlräume können zu klein sein, um eine Verbrennung des kondensierten Brennstoffes in diesen während des Arbeitshubes des Kolbens zuzulassen. Dadurch wird eine gewisse Menge von unverbranntem Brennstoff während eines jeden Arbeitszyklus der Brennkraftmaschine erzeugt und dies führt zu einer Schmutzemission, die aus der Brennkraftmaschine durch den Auspuff austritt. Da der obere Kompressionsring 16 niemals das obere Ende oder die obere Seite der Zylinderbohrung erreicht, können sich Kohlenstoffablagerungen an der Zylinderwandung 22 und in der Ringnut 13 bei den üblichen AusfUhrungsformen ausbilden. Diese Kohlenstoffablagerungen beeinträchtigen nachteilig den Betrieb der Brennkraftmaschine und können selbst zur Verschmutzung, die durch die Brennkraftmaschine hervorgerufen wird, beitragen.
  • Um diese Nachteile auszuschalten und um die Verschmutzung herabzusetzen, die durch den Betrieb der Brennkraftmaschine hervorgerufen wird, wird erfindungsgemäß ein Emissionssteuerring 30 über der Oberseite 20 des Kolbens 10 vorgesehen. Dieser Ring ist im wesentlichen ein U-Profilring und weist obere und untere radial gerichtete Schenkel 31 und 32 auf und einen axial erstreckenden, in Querrichtung gewölbten Stegabschnitt 3oa, der die Schenkel 31 und 32 an deren äußerem Umfang miteinander verbindet.
  • Der Ring 30 kann entweder gegossen oder gewalzt sein. Der Stegabschnitt 30a kann axial nach außen gerichtet etwas abgerundet sein und kann eine harte Beschichtung am äußeren Umfang aufweisen, wodurch die Lebensdauer des Ringes heraufgesetzt und eine Freßneigung vermindert wird. Der äußere Umfang des Stegabschnittes 30a kann sich gegen den Umfang der Zylinderwandung 22 anlegen und dadurch wird die Ausbildung von Kohlenstoffablagerungen verhindert und ferner wird verhindert, daß sich kondensierter Brennstoff in den Hohl- oder Zwischenräumen 21 und 25 ausbildet oder ansammelt.
  • Die U-Profilform des Ringes 30 ermöglicht es, daß der Ring über der Oberseite des Kopfes 10 angeordnet wird, wobei gleichzeitig eine bessere Dichtung erzielt wird als sie mit einem vollen Ring erzielt werden kann.
  • Wie Fig. 3 zeigt, ist der Ring 30 am Kopf 20 des Kolbens derart angeordnet, daß der obere radiale Schenkel 31 im wesentlichen mit dem Kopf oder der Oberseite 20 fluchtet und der untere radiale Schenkel 32 in einer radialen Ringnut 33 angeordnet ist, die sich im axialen Abstand vom Kopf 20 des Kolbens 10 befindet. Der Ring 3Q ist gespaltet und weist Umfangsstoßenden 30a auf. Der Ring ist so bemessen, daß er in die Zylinderbohrung in in Umfangsrichtung zusammengedrücktem Zustand eingebaut werden kann und der Ring kann sich durch Ausdehnung gegen die Zylinderwandung 22 anlegen. Vorzugsweise weist die Nut 33 eine axiale Höhe auf, die etwas größer ist als die axiale Höhe oder Dicke des unteren Schenkels 32, so daß eine freie senkrechte Bewegung des Schenkels in dieser Nut möglich ist. Ferner hat die Nut 33 eine radiale Tiefe, die ausreicht, damit der Schenkel 32 so aufgenommen werden kann, daß er radial am Boden der Nut nicht anliegt.
  • Obwohl die Nute 33 axial unterhalb der Oberseite oder dem Kopf 20 des Kolbens 10 um eine derartige Strecke angeordnet werden kann, daß der obere Schenkel 31 über der Oberseite oder dem Kopf 20 liegt, ist es bevorzugt, die Bemessung so zu treffen, daß die obere radiale Wandung 34 des oberen Schenkels 31 im allgemeinen bündig mit der Oberseite 20 des Kolbens 10 abschließt oder abschneidet. Zu diesem Zweck ist ein Umfangsabsatz 35 im Rand des Kopfes oder der Oberseite 20 des Kolbens 31 ausgespart, um den Schenkel 31 aufzunehmen. Um eine im allgemeinen radiale freie Gasströmung zwischen der Unterseite 31a des oberen Schenkels 31 und der Kolbenoberseite 20 sicherzustellen, wie es durch die Pfeile in Fig. 2 veranschaulicht ist, weist der Absatz 35 eine ringförmige, im allgemeinen radial nach innen geneigte Rampenoberfläche 36 auf, die sich von einer radialen Wandungsoberfläche 37 aus erstreckt, welche unter der Schenkeloberfläche 31a liegt. Diese Oberfläche 37 erstreckt sich radial in den Kolben 10 hinein und zwar um eine Breite, die größer ist als die radiale Erstreckung des Schenkels 31 vom Seitenumfang 23 des Kolbens lO.Der Schenkel 31 des Ringes liegt nicht gegen die Rampe 36 an und ein wirkungsvoller Spalt oder Zwischenraum 38 ist zwischen einer inneren Umfangskante 39 des Schenkels 31 und der Rampe 36 vorgesehen.
  • Eine zweite Nutenaussparung 40 kann im äußeren Rand des Absatzes 35 vorgesehen sein und eine radiale Wandung 41 und eine axiale Wandung 42 aufweisen. Die Nutenaussparung 40 ist axial wesentlich schmaler als die Breite des Ringes 30 und bildet einen Sitz für einen gleich breiten Expansionsring 43, der gegen den oberen Abschnitt des inneren Umfanges 44 des Stegabschnittes 30a des Ringes 30 einwirkt. Die Expansionsfeder 43 ist als Wellenfeder dargestellt und der innere Umfang der Wellungen liegt unter Druck und Kompression gegen die Wandung 42 der Nute 40 an und die äußeren Umfangswellungen liegen unter Druck und Kompression gegen den inneren Umfang 44 des Steges 30a des Ringes an. Dadurch wird der Ring in Umfangsrichtung in eine stabile Gleitdichtungsanlage gegen die Wandung 22 der Zylinderbohrung 11 gedrückt. Da der Expanderring 43 relativ zur axial größeren Breite des Ringes 30 axial relativ schmal ist, verhindert dieser, obwohl dieser aus Metall besteht, durch Reibungskräfte nicht die axial relative Hin-und Herbewegung des Ringes 30 und des Kolbens 10. Der äußere Umfang des Steges 30a weist eine verschleiß- und freßfeste Beschichtung 45 auf.
  • Der U-förmige Querschnitt des Ringes 30 ist so bemessen daß dieser mit den Oberflächen des Kolbens in der Nut 33 und dem Rand 35 zusammenarbeitet, um in wirksamer Weise den Brennkammerbereich 46 in der Zylinderbohrung 11 oberhalb der Oberseite 20 des Kolbens 10 abzudichten. Fig. 3 zeigt die Dichtungswirkung des Ringes 30 während des Arbeits- und Kompressionshubes. Die Pfeilreihen zeigen die Wirkung der sich ausdehnenden Verbrennungsgase während des Arbeitshubes sowie der komprimierten Dämpfe während des Kompressionshubes. Die axiale Tiefe des Absatzes 35 ist vorzugsweise groß genug, so daß die axiale Kraft der Gases die durch die Pfeillinien 47 am oberen Schenkel 31 des Ringes 30 dargestellt sind, nicht den Schenkel 31 in eine Dichtungsanlage gegen die radiale Wandung 37 des Absatzes anlegen. Eine gewisser Teil der unter Druck stehenden Gase gelangt lurch den Spalt 38 an der Kante 39 des Schenkels 31 vorbei und längs der Rampe 36 nach unten in den Raum 48 zwischen dem Kolben 10 und dem inneren Umfang 44 des Stegabschnittes 30a des Ringes. Diese Gase wirken mit dem Dehnerring 43 zusammen, um den Ring -radial nach außen gegen die Zylinderwandung 22 zu drücken. Zusätzlich wirken die Gase gegen die Oberseite 32b des unteren Schenkels 32, um diesen Schenkel in Dichtungsanlage gegen die radiale Bodenwandungsoberfläche 50 der Nute 33 zu drucken. Wegen der Temperatur des Kolbens 10 kondensiert Brennstoffdampf innerhalb des Ringes während des Kompressionshubes nicht in dem Ausmaß, in dem dieser Dampf bei Kontakt mit der kalten Zylinderwandung kondensieren wurde.
  • Während des Kompressions- und des Arbeitshubes wird BrennstoffdEampR deshalb innerhalb des Bereichs oberhalb der Oberseite 2O des Kolbens 10 erhalten mit Ausnahme der kleinen Dampfmenge, die sich an der radialen Innenseite des Ringes 30 befindet£ Da der Kolbenring 30 oberhalb der Oberseite des Kolbens 10 angeordnet ist, und da die komprimierten und verbrannten Gase verwendet werden um eine Abdichtung gegen die Zylinderwandung zu unterstützen, ist die Abdichtung wirksamer als bei den Ublichen oberen Kompressionsringen, wie beispielsweise beim Ring 16. Die Gase haben, bevor sie ihren Dichtungsdruck am Ring ausEbens keinen so weiten Weg und dadurch wird der Zeitverlust zwischen Verbrennung und Abdichtung verringert.
  • Das Durchblasen am Ring wird ebenfalls auf ein Minimum herabgesetz.
  • Fig. 4 zeigt die Gasströmung und die Ringstellung während des Auspufftaktes. Durch die Aufwärtsbewegung des Kolbens 10 während des Auspufftaktes sowie wegen des Vorhandenseins von Druckgasen im Raum 48 wird die untere radiale Wandungsoberfläche 32a des Schenkels 92 des Ringes 30 in Dichtungsanlage gegen die Bodenwandung 50 der Nute 33 gehalten. Da der Hauptteil des Brennstoffdampfes im Raum 118 durch die Temperatur des Kolbens 10 nicht kondensiert ist, kann der Dampf wenn er nicht verbrannt ist, frei aus dem Raum 48 durch den Spalt 38 austreten und zwar wegen der Druckabnahme in der Brennzone 46. Der Dampf kommt in einem frühen Stadium mit den heißen Brenngasen in Berührung und wird verbrannt. Es ist zu sehen daß der Bereich unterhalb des Ringes gegen die Brennzone 46 abgedichtet ist und zwar wegen des Dichtungskontaktes zwischen dem äußeren Umfang des Ringes 30 und der Zylinderwandwag 22 und wegen der Dichtungsanlage zwischen der unteren Schenkeloberfläche 32a und der unteren radialen Wandung 50 der Nute 33 während des Auspufftaktes. Da die Dämpfe im Raum 48 nicht kondensieren, können diese während des Arbeitstaktes verbrennen und die so erzeugten Gase können während des Auspufftaktes austreten. Alle nicht verbrannten Dämpfe, die aus den Raum innerhalb des Ringes 30 zurUckkehren, wie es durch die Pfeile in Fig. 4 dargestellt ist, werden zur Achse des Kolbens 10 über der Oberseite 20 hingeleitet> und es handelt sich hierbei um den heißesten Bereich im Zylinder. Die Führung erfolgt ohne irgendeine Tendenz einer Bewegung zur Zyjlinderwandung 22 hin und ohne Ablenkung in dieser Richtung, wie es bei den bisher bekannten Vorrichtungen der Fall ist.
  • Fig. 5 zeigt die Stellung des Ringes während des Ansaughubes.
  • Zu diesem- Zeitpunkt bewegt sich der Kolben 10 nach unten, um Brennstoffdampf in die Verbrennungszone 46 hineinzuziehen.
  • Es verbleibt eine nicht ausreichende Gasmenge im Ringraum 48, um den Bodenschenkel 32 des Ringes 30 gegen die Bodenwandung 50 der Nute 33 zu drücken. Die Abwärtsbewegung des Kolbens 10 wirkt mit der Trägheit des Ringes und dem Druck eines Bereiches mit vermindertem Druck im Verbrennungsraum 46 zusammen, um den Ring 30 gegenüber dem Kolben 10 anzuheben, bis eine Oberseite 32b des Schenkels 32 sich gegen die obere Wandung 49 der Nute 33 anlegt und gegen diese abdichtet.
  • Dampf, der im Raum 48 verblieben ist, kann aus dem sich ausdehnenden Raum zwischen den Oberflächen 31a und 37 durch den Spalt 38 austreten und wird im allgemeinen radial nach innen gerichtet, wie es durch die Richtungspfeile dargestellt ist und verbindet sich mit dem Dampf in der Verbrennungszone 46.
  • Der Ring 30 dichtet die Verbrennungszone 46 nicht nur während des Arbeitshubes ab sondern auch während des Auspufftaktes und des Kompressionstaktes. Der Ring 30 ist auch wirksam, um die Menge des unverbrannten Brennstoffdampfes während des Zündzyklus der Brennkraftmaschine wenigstens weitgehend herabzusetzen. Der Ring 30 ist sowohl als Kompressionsring als auch als Emissionssteuerr'ing wirksam.
  • Fig. 6 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform, bei der ein Ring 30 vorgesehen ist und der Kolben 10' lediglich einen einzigen Absatz 60 aufweist, der an einer radial äußeren, axial sich erstreckenden Oberfläche 61 endet, die einen Durchmesser aufweist, der geringer ist als der Durchmesser des Umfangs 62 des restlichen Teils des Kolbens 10'. Die Wandungsoberfläche 61 erstreckt sich von der radialen Wandungsoberfläche 63 des Absatzes 60 zur Nut 33' hin. Ein Dehnerring 65 aus einem elastomeren Material ist zwischen der Wandungsoberfläche 61 und dem inneren Umfang des Ringes 30 angeordnet.
  • Der Dehnerring aus elastomerem Material ist so bemessen, daß er den Hauptteil des Raumes zwischen der Wandung 61 und dem inneren Umfang des Ringes füllt, wodurch er eine Blockierung in axialer Richtung um den inneren Umfang des Ringes herum bildet. Dadurch wird weiterhin der Spaltraum im Inneren des Ringes vermindert. Die Brennstoffdämpfe sind auf den Bereich 66 unterhalb des oberen Schenkels 31 des Ringes und oberhalb der. Wandungsoberfläche 33 des Absatzes 60 und dem Expanderring 65 aus elastomerem Material beschränkt.
  • Da die Gase im Brennraum 46 gegen die innere Kante 39 des oberen Schenkels 31 des Ringes 30 am Spalt 38 einwirken können und gegen einen Teil des inneren Umfanges des Steges 30a', wird eine Abdichtung in der gleichen Weise erzielt wie bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel mit der Ausnahme, daß die Gase nicht gegen den unteren Schenkel 32 des Ringes 30 einwirken, mit Ausnahme einer durch den Gasdruck hervorgerufenen Kompression und Auslenkung des Expanderringes 65 aus elastomerem Material. Wegen der elastischen Nachgiebigkeit erlaubt der Expanderring 65 aus elastischem Material dem Ring 30, daß dieser relativ zum Kolben 10' schwimmen oder sich hin- und herbewegen kann und zwar in einem begrenzten Ausmaß, das durch den Dickenunterschied des unteren Ringschenkels 32 relativ zur axialen Breite der Nute 33' bestimmt wird, wobei eine Ausdehnung des Raumes 60 zwischen dem oberen Ringschenkel 31 und der Absatzoberfläche 63 während des Einsaughubes erzielt wird, um möglicherweise vorhandene, nicht verbrannte Brennstoffdämpfe in den Brennraum abgeben zu können, in dem sie sich mit dem eingesaugten Brennstoff mischen können.
  • Der erfindungsgemäße Ring kann in einem U-Profil gegossen oder gewalzt sein. Die verminderte Dicke des Ringes,verglichen mit üblichen Kompressionsringen, ermöglicht ein besseres Ansprechen des Ringes auf Betriebszustände der Brennkraftmaschine. Wegen der extrem hohen Temperatur, die an der Oberseite des Kolbens auftritt, werden normale Kompressionsringe außerordentlich stark verschlissen. Aus diesem Grund sind die erfindungsgemäßen Ringe vorzugsweise mit Molybdän oder ähnlichen Metallen mittels eines Flammensprühverfahrens beschichtet oder mittels eines Plasmastrahlverfahrens mit hitzebeständigen Metallegierungen beschichtet, wie es in der US-PS 3 539 192 beschrieben wird.
  • Durch die Erfindung wird-ein neuer Kolbenring und ein neuer Brennkraftmaschinenkolben geschaffen, und die Anordnung weist neue und verbesserte Beziehungen auf, wodurch ein Durchblasen und eine Ablagerung von Kohlenstoff verhindert wird, wobei ferner eine schädliche Emission der Brennkraftmaschine ausgeschaltet oder verhindert wird und zwar dadurch, daß das Austreten von nicht verbrannten Kohlenwasserstoffen ausgeschaltet wird. Durch die Erfindung wird ein sehr wichtiges Problem gelöst, das bisher wegen der Kondensation von Brennstoffdämpfen an der kalten Zylinderwand auftrat, wobei diese kondensierten Brennstoffdämpfe in Spalträumen zwischen dem Kolben und der Zylinderwandung eingeschlossen wurden. Durch die Erfindung ist es möglich, daß nicht verbrannte Brennstoffdämpfe in wirksamer Weise zur Mitte der Verbrennungszone hirfgerichtet werden.

Claims (2)

Patent ansprüche
1. rennkraftmaschinenkolben mit einem Abdichtungsring mit U-Profil, der einen durch eine Ringnut am oberen Kolbenrand gebildeten Steg mit axialem und radialem Spiel umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß der -obere Schenkel 31 über einer abgesetzten Randoberfläche 37 der Kolbenoberseite (20) liegt und daß eine geneigte Rampen oberfläche (35) von dieser Randoberfläche (37) zur Achse des Kolbens hin, von der Zylinderwandung fort geneigt ist.
2. Verfahren zur Steuerung der Emission einer Kraftfahrzeugbrennkraftmaschine, die einen Brennkraftmaschinenkolben mit einem Abdichtungsring aufweist, der ein U-Profil hat, wobei ein Stegabschnitt gegen die Zylinderwandung anliegt und ein unterer Schenkel in einer Umfangsnut im Kolben liegt und der obere Schenkel im Abstand über einer nach oben weisenden Ringoberfläche der Kolbenkopfoberseite angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß Brenngase im Raum zwischen dem oberen Schenkel und der Randoberfläche aufgenommen werden, daß diese Gase aus diesem Raum im allgemeinen nach innen entlang einer geneigten Rampe abgegeben werden und uwar zur Achse des Kolbens oberhalb der Oberseite' hin, wobei die Führung dieser Gase zwangsweise von der Zylinderwandung fort führt.
DE19742417045 1973-05-21 1974-04-08 Brennkraftmaschinenkolben mit einem Abdichtungsring mit U-Profil Expired DE2417045C3 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US362002A US3901131A (en) 1969-04-14 1973-05-21 Anti-emissions compression piston ring

Publications (3)

Publication Number Publication Date
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