DE2621348C2

DE2621348C2 - Zylinder mit trockener dünnwandiger Zylinderlaufbuchse für Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2621348C2
Application number: DE2621348A
Authority: DE
Inventors: Heribert Dipl.-Ing. 8500 Nürnberg Kubis
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN Truck and Bus SE
Priority date: 1976-05-14
Filing date: 1976-05-14
Publication date: 1984-05-30
Also published as: CH622585A5; IT1083053B; TR19683A; US4108135A; FR2351261B1; JPS6050977B2; SE423254B; HU174786B; SE7705649L; GB1538357A; DE2621348A1; JPS52139841A; FR2351261A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Zylinder mit trockener dünnwandiger Zylinderlaufbuchse für Brennkraftmaschinen, bei dem die Zylinderlaufbuchse mit einem Bund versehen und unmittelbar in der Bohrung des Zylinderblockes eingesetzt ist, und bei dem im oberen, dem Zylinderkopf zugewandten Teil der Bohrung und/ oder der Zylinderlaufbuchse eine mit einer Zulaufleitung für die Zufuhr von Motorschmieröl in Verbindung stehende Ringkammer vorgesehen ist, aus der das unter einem vorbestimmten Druck stehende Motorschmieröi insbesondere zum Vermeiden von Passungsrost gleichmäßig am Umfang verteilt teilweise pulsierend langsam durch den Passungsspalt zwischen Bohrung und Zylinderlaufbuchse nach unten sickert und in die Ölwanne abfließt.

Ein derartiger Zylinder ist durch die DE-OS 19 55 805 und durch die DE-AS 15 76 407 bekannt. Dort wurde vor allem erstmalig dauerhaft die Bildung von Passungsrost zwischen der Bohrung des Zylinderblockes und der Außenfläche der Zylinderlaufbuchse vermieden, so daß letztere auch nach langer Betriebszeit immer leicht auswechselbar ist. Da sich keine Rostsiellen oder Verkokungen mehr bilden können, ist auch die Gefahr von Einbeulungen der Zylinderlaufbuchse gebannt und die Wärmeübertragung zwischen beiden Teilen evheblich verbessert worden.

Nachdem einige Erfahrungen mit so geölten Zylinderlaufbuchsen vorlagen, hat sich schon bald herausgestellt, daß das Schmieröl nicht nur unter Druck zugeführt, sondern daß es auch im Ringkanal unter einem -j/estimmten Druck gehalten werden muß, um eine gute Zirkulation und ein ausreichend schnelles Durchsickern durch den Passungsspalt zu erzielen, damit auch etwaige Verunreinigungen im Laufe der Zeit mit ausgespült werden und sich nicht festsetzen können. Man ist daher wieder davon abgegangen, eine zusätzliche ölablaufleitung direkt von der Ringkarnrncr aus vorzusehen, wie es die DE-OS 19 55 805 zeigt.

Inzwischen hat sich auch noch herausgestellt, daß das in der Ringkammer unter Druck stehende Motorschmieröl durch die Kapillarwirkung infolge des Passungsspaltes und durch das »Atmen« der Zylinderlaufbuchse infolge Gasömck- und Kolbennormalbeanspruchung nicht nur nach unten absickert, sondern auch nach oben, d. h. in Richtung zum Zylinderkopf hin aus der Ringkammer gedrückt wird. Dieses emporsteigende Motorschmieröl kann auch bei sehr solider Abdichtung des Büchsenbundes durch hohe Anpreßkräfte und die Dichtwirkung der Zylinderkopfdichtung nicht daran gehindert werden, daß es zum Teil unterhalb des Dichtbördels der Zylinderkopfdichtung infolge unvermeidbar vorhandener, sich durch die vom Druck im Zylinder verursachte Abhub-Pulsation des Zylinderkopfes noch vergrößernde Mikrospalten sowohl nach außen in den Kühlwasserraum als auch nach inn&· 'n den Brennraum gelangt. Durch diese Ölundichtheit insbesondere zum Brennraum hin. stellen sich schlechte Emissionswerte ein und am äußeren Rand des Kolbenbodens erfolgt ein Koksaufbau, wodurch ein regulärer Betrieb der Brennkraftmaschine kaum oder nicht mehr möglich ist. Schließlich hat es sich bei den bekannten Ausführungen noch als nachteilig erwiesen, daß insbesondere bei dünnwandigen Zylinderlaufbuchsen infolge Hohlliegens im Bereich der Ringkammer die Gefahr eines Bruches bestehen kann.

Hier setzt die Erfindung ein, der die Aufgabe zugrunde liegt, bei einem Zylinder der eingangs beschriebenen A-t eine dauerhaft einwandfrei arbeitende Außenölung der gesamten Zylinderlaufbuchse zu erreichen, ohne daß das Motorschmieröl an der Zylinderkopfseite austreten und in den Brennraum und/oder in den Kühlwasserraum übertreten und die Zylinderlaufbuchse zu Bruch gehen kann.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß über der unter Druck stehenden Ringkammer möglichst nahe am oberen Ende der Zylinderlaufbuchse zwischen dieser und der Bohrung des Zylinderblockes ein nicht unter Druck stehender Ringraum vorgesehen ist, der eine ölablaufleitung aufweist, und die Ringkammer so weit unterhalb der Zylinderkopfunterseite angeordnet ist, daß der oberste Kolbenring des Kolbens bei dessen Expansionshub erst an ihr vorbeigleitet, wenn der Zunddruck im Brennraum wenig-

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stens um ein Viertel bis zu einem Drittel seines Maximalwertes abgebaut ist.

Dadurch wird erreicht, daß in der das Motorschmieröl auf den gesamten Umfang der Zylinderlaufbuchse verteilenden Ringkammer ein für die Funktion ausreichender Druck aufgebaut werden kann, und daß zwischen der Zylinderkopfdichtung und dem Büchsenband kein Öl mehr austritt, weil es im Ringraum angesammelt wird und drucklos jederzeit ablaufen kann. Die Ölabiaufleitung muß dabei je nach Einbaulage des Motorblockes so angebracht werden, daß sie ein Gefälle aufweist, welches eine zumindest weitgehende Entleerung des Ringraumes sicherstellt. Außerdem wird durch die angegebene Anordnung der Ringkammer die Bruchgefahr der Zylinderlaufbuchse verringert. Eine solche Verlegung der Ringkammer nach unten entsprechend der erfindungsgemäßen Anordnung kann bedenkenlos erfolgen, weil das Motorschmieröl unter Druck steht und so mit Sicherheit eine einwandfreie Ölung herbeiführt.

Der das Motorschmieröl auffangende Ringraum wird zweckmäßigerweise durch den Spalt zwischen der Bohrung des Zylinderblockes und dem Bund der Zylinderlaufbuchse oder durch den unterhalb des Bundes der Zylinderlaufbuchse aus Herstellungsgründen ohnehin vorhandenen Hohlraum, der sich durch die Anfasung der Bohrung ergibt, gebildet. In besonderen Fällen können auch beide Ringräume zusammen Anwendung finden, wobei jedoch jeder Ringraum eine eigene Ablaufleitung hat.

Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus der nachfolgenen Beschreibung eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles hervor. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch den oberen Teil eines Zylinderblockes mit der erfindungsgemäßen Einrichtung.

Fig. 2 einen Schnitt H-II durch den Zylinderblock nach F i g. 1.

In F i g. 1 ist in einer Bohrung 1 eines Zylinderblockes 2 eine mit einem Bund 3 versehene Zylinderlaufbuchse 4 von oben eingesetzt, in der ein mit Kolbenringen 5 und einem Brennraum 18 ausgestatteter Kolben 6 verschiebbar gelagert ist. Die obere Stirnfläche der Zylinderlaufbuchse 4 bzw. ihres Bundes 3 schließt bündig mit der Oberkante des Zylinderblockes 2 ab und beide sind von einer Fiachdichtung 7 überdeckt, welche durch den darüberliegenden Zylinderkopf 8 fest an den Bund 3 gedrückt wird. Im Zylinderblock 2 ist ferner noch ein die Bohrung 1 umgebender Kühlwasserraum 9 und seitlich ein Schacht 10 für die Ventilstößel 11 bzw. Stößelstangen 12 vorgesehen.

Außerhalb der Zylinderlaufbuchse 4 ist in die Bohrung 1 eine Ringkammer 13 eingearbeitet, die in der oberen Totpunktstellunp des Kolbens 6 unterhalb des obersten Kolbenringes 5 liegt. Die Ringkammer 13 ist über eine Zulaufleitung 14 mit einer Druckleitung 15 verbunden, die von der Ölpumpe kommt und durch den Zylinderblock 2 in den Zylinderkopf 8 zur Schmierung der nicht dargestellten Kipphebel führt. Sofern die Zylinderlaufbuchse 4 dickwandige; ausgebildet ist. kann die Ringkammer 13;*. wie angedeute¹., auch in dieser tu angebracht werden.

Zwischen dem Bund 3 der Zylinderlaufbuchse 4 und der Bohrung 1 befindet sich ein Spall bzw. Ringraum 16. von dem aus schräg nach unten verlaufend eine ölabliiufleit'jng 17 in den Schacht 10 führt. <.">

Schließlich befindet sich unterhalb des Bundes 3 duivh eine aus Rerstellungsgründen notwendige Anf;v MIng der Bohrung ( zwangsläufig ein weiterer Ringraum 19, der an einer Stelle etwas erweitert ist und von dieser Stelle aus über eine schräg abfallende ölablaufleitung 20 mit dem Schacht 10 in Verbindung steht. Diese ölablnufleitung 20 kann, muß aber nicht vorhanden sein, weil im allgemeinen eine solche Leitung 17 ausreicht.

In F i g. 2 sind Bohrungen 21 zur Befestigung des Zylinderkopfes 8 und Bohrungen 22 zu erkennen, die in den Kühlwasserraum 9 münden. Ferner ist ersichtlich, wie die Ölablaufleitungen 17, 20 in den Schacht 10 und die Zulaufleitung 14 in die Druckleitung 15 münden, die seitlich neben dem Schacht 10 verläuft.

Wirkungsweise:

Die Ölpumpe bringt das Motorschmieröl entsprechend den Pfeilen 23 über die Druckleitung 15 und die Zulaufleitung 14 in die Ringkammer 13, wo es unter einem bestimmten Druck langsam zwischen der Zylinderlaufbuchse 4 und der Bohrung 1 nach unten sickert, bis es am Ende 24 der Bohrung 1 wieder austritt und in die Ölwanne des Motors fließt. GkVhzeitig wandert es an der Zylinderlaufbuchse 4 entlang nach oben, sammelt sich beispielsweise im Ringraum 16, der nicht unter Druck steht und fließt dann durch die Ölablaufieitung 17 entsprechend dem Pfeil 25 durch den Schacht 10 ebenfalls Z'jr Ölwanne zurück. Somit kann es nicht auf die Flachdichtung 7 drücken und unter dieser in den Brennraum 18 oder durch die Bohrungen 22 in den Kühlwasserraum 9 gelangen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Zylinder mit trockener dünnwandiger Zylinderlaufbuchse für Brennkraftmaschinen, bei dem die Zylinderlaufbuchse mit einem Bund versehen und unmittelbar in der Bohrung des Zylinderblockes eingesetzt ist, und bei dem im oberen, dem Zylinderkopf zugewandten Teil der Bohrung und/oder der Zylinderlaufbuchse eine mit einer Zulaufleitung für die Zufuhr von Motorschmieröl in Verbindung stehende Ringkammer vorgesehen ist, aus der das unter einem vorbestimmten Druck stehende Motorschmieröl insbesondere zum Vermeiden von Passungsrost gleichmäßig am Umfang verteilt teilweise pulsierend langsam durch den Passungsspalt zwischen Bohrung und Zylinderlaufbuchse nach unten sickert und in die ölwanne abfließt, dadurch gekennzeichnet, daß über der unter Druck stehenden Ringkammer (13, i3a) möglichst nahe am oberen Ende der Zylindeilaufbuchse (4) zwischen dieser und der Bohrung (i) des Zyiinderbiockes (2) ein nicht unter Druck stehender Ringraum (t6, 19) vorgesehen ist, der eine ölablaufleitung (17, 20) aufweist, und die Ringkammer (13, \3a) so weit unterhalb der Zylinderkopfunterkante angeordnet ist, daß der oberste Kolbenring (5) des Kolbens (6) bei dessen Expansionshub erst an ihr vorbeigleitet, wenn der Zünddruck im Brennraum (18) wenigstens um ein Viertel bis zu einem Drittel seines Maximalwertes abgebaut ist.

2. Zylindc- nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ölablaufleitung (17, 20) ein Gefälle aufweist, über das der Ringraum (16, 19) zumindest weitgehend entleerbar ist.

3. Zylinder nach den Ansprücuen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringraum (16) durch den Spalt zwischen der Bohrung (1) des Zylinderblockes (2) und dem Bund (3) der Zylinderlaufbuchse (4) gebildet ist.

4. Zylinder nach den Ansprüchen I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringraum (19) unterhalb des Bundes (3) der Zylinderlaufbuchse (4) durch den bei der Anfasung der Bohrung (1) des Zylinderblokkes (2) entstehenden Hohlraum gebildet ist.

5. Zylinder nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ölablaufleitungen (17,20) in den Schacht (10) für die Ventilstößel (11) bzw. Stößelstangen (12) des Zylinderblockes (2) münden.

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