DE2751428A1

DE2751428A1 - Zylinderauskleidung

Info

Publication number: DE2751428A1
Application number: DE19772751428
Authority: DE
Inventors: Graham Bernard Shepherd
Original assignee: Rolls Royce Motors Ltd
Current assignee: Vinters Ltd
Priority date: 1977-02-11
Filing date: 1977-11-17
Publication date: 1978-08-17
Also published as: JPS53102411A; SE7712584L; GB1551533A; FR2380429A1

Description

Patentanwälte D:pl.-Ing. Curt Wallach

Dipl.-lng. Günther Koch

3 Dipl.-Phys. Dr.Tino Haibach

Dipl.-lng. Rainer Feldkamp

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D -8000 München 2 ■ Kaufingerstraße 8 · Telefon (0 89) 24 02 75 - Telex 5 29 513 wakai d Datum: 17· November 1977 Unser Zeichen: 16 O68 - Κ/Αρ

Anmelder: Rolls-Royce Motors Limited

Pym's Lane,

Crewe, CWl 3PL, Cheshire England

Bezeichnung: Zylinderauskleidung

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Zylinderauskleidung für Verbrennungskraftmaschinen und auf eine Verbrennungskraftmaschine, welche eine solche Auskleidung besitzt.

Bekannte Zylinderauskleidungen können in zwei Hauptgruppen unterteilt werden, die als "feuchte" Auskleidung oder als "trockene" Auskleidungen bekannt sind. "Feuchte" Zylinderauskleidungen bestehen aus relativ dünnwandigen Zylindern, die in das Kurbelgehäuse eingebaut sind und im Betrieb von einem flüssigen Kühlmittel umgeben sind. Um Kühlmittelverluste zu vermeiden (im allgemeinen wird Wasser mit Zusätzen als Kühlmittel benutzt) und um die Gefahr einer Vermischung mit Motorenschraieröl auszuschalten, müssen derartige Auskleidungen an ihren axialen Enden abgedichtet sein. "Trockene" Zylinderauskleidungen berühren im Gegensatz zu "feuchten" Zylinderauskleidungen das Motorkühlmittel nicht, sondern sie passen unmittelbar in eine Bohrung im Motorkurbelgehäuse ein.

"Trockene" Zylinderauskleidungen besitzen gegenüber "feuchten" Zylinderauskleidungen drei Vorteile. Sie ergeben keinerlei Probleme im Bezug auf Erosion auf der Kühlmittelseite; sie brauchen nicht gegenüber Kühlmittelleckströmen abgedichtet zu werden und sie ermöglichen eine weniger aufwendige Konstruktion des Motors, wodurch sich innerhalb gegebener Gesamtabmessungen des Kurbelgehäuses größere Zylinderhubräume ergeben. Die herkömmlichen "Trocken"-Zylinderauskleidungen werden gewöhnlich mit Paßsitz in dem umgebenden Kurbelgehäuse gehalten. Hieraus ergeben sich Jedoch bei der Produktion Schwierigkeiten beim Einpassen einer Auskleidung mit relativ großem Durchmesser in eine Bohrung mit relativ kleinem Durchmesser. Bei größeren Abmessungen des Motors erfordern die Auskleidungen wahrscheinlich eine Endbearbeitung auf der Innenseite, nachdem der Zusammenbau erfolgt ist. Ein Ersatz dieser Auskleidungen bei der Wartung ergibt ähnliche Schwierigkeiten, insbesondere wenn es

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erforderlich ist diese Arbeit an Ort und Stelle vorzunehmen, ohne daß der Motor aus seiner Installation entfernt wird und in Jedem Falle muß eine spezialisierte Werkstatt verfügbar sein, wenn es erforderlich ist diese Arbeit durchzuführen. Einige "Trocken"-Auskleidungen besitzen eine örtliche Flüssigkeitskühlung am heißen Ende(Brennkammer), die durch eine ölströmung durch eine örtliche Ringnut bewirkt wird.

Die Erfindung geht aus von einer Zylinderauskleidung zum Einsatz in eine entsprechende Bohrung im Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine. Gemäß der Erfindung ist die Auskleidung so ausgebildet, daß ein Spalt gegenüber der benachbarten Wand des Kurbelgehäuses erzeugt wird, der sich über den Hauptteil der Oberfläche der Auskleidung erstreckt und durch den im Betrieb Drucköl hindurchgepreßt werden kann.

Die Erfindung betrifft weiter eine Brennkraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse, welches wenigstens eine ZyIInderbohrung definiert, in der eine Zylinderauskleidung eingefügt ist. Gemäß der Erfindung ist die Auskleidung dabei relativ zur Bohrung so dimensioniert, daß mit der benachbarten Wand der Bohrung ein Ringspalt gebildet wird, der sich über den Hauptteil der äußeren Oberfläche der Auskleidung erstreckt und durch den Ol unter Druck hindurchgepreßt werden kann.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung kann eines oder mehrere der folgenden Merkmale umfassen:

a) Das Verhältnis von radialer Abmessung des Spaltes zu dem Durchmesser der Bohrung liegt zwischen 500 und 10 000.

b) Die Auskleidung ist gegenüber dem umgebenden Kurbelgehäuse an den gegenüberliegenden Axialenden der Auskleidung abgedichtet.

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c) Es ist eine Ringnut im Kurbelgehäuse ausgebildet, die mit einer Bohrung in Verbindung steht, welche sich durch das Kurbelgehäuse erstreckt und einen öleinlaß für den Spalt bildet.

d) Die Ringnut gemäß Merkmal c) liegt in der Nähe des Zylinderkopfendes der Auskleidung und der Spalt zwischen der Auskleidung und dem Kurbelgehäuse bleibt unabgedichtet, damit öl durch die Nut zugeführt und abgezogen werden kann.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt eine Teilschnittansicht einer Auskleidung in einem Kurbelgehäuse.

Gemäß der Zeichnung ist eine "Schlupfsitz"-Auskleidung 1 konzentrisch innerhalb einer Bohrung 2 angeordnet, die durch das Kurbelgehäuse JJ einer Verbrennungskraftmaschine definiert ist. In die Wand der Bohrung 2 ist eine Nut 4 eingearbeitet und diese steht mit einer Hilfsbohrung 5 in Verbindung, die nach außen durch das Kurbelgehäuse führt und ihrerseits mit einer ölzuleitung in Verbindung steht. In gewissen Fällen kann die ölzuleitung nach dem Spalt zwischen Auskleidung und Kurbelgehäuse durch einen Kühlkanal hindurchlaufen. In einem solchen Fall kann der ölkanal durch einen durchbohrten Weichstahleinsatz definiert werden, der durch Epoxydharz, z.B. durch Araldite (Warenzeichen) fixiert und abgedichtet ist. Die Auskleidung 1 ist in der Bohrung 2 unterbemessen, um einen nicht dargestellten Ringspalt zwischen der äußeren Oberfläche der Auskleidung und der inneren Oberfläche der Bohrung 2 zu schaffen, der über den Hauptteil der Oberfläche der Auskleidung 1 verläuft. Die Auskleidung 1 ist an dem umgebenden Material des Kurbelgehäuses

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an seinem Zylinderkopfende abgedichtet. Jedoch am anderen Ende offengelassen, so daß durch die Bohrung 5 zugeführtes Ol hindurchtreten kann. Der diametrale Zwischenraum bzw. Spalt zwischen Auskleidung und Kurbelgehäuse beträgt zwischen 0,01mm und 0,2mm pro 100mm Bohrungsdurchmesser (0,0001" und 0,002'* pro 1" Bohrungsdurchmesser).

Im Betrieb wird das Maschinenöl von der normalen Maschinenölversorgung dem Ringspalt zwischen Auskleidung und Kurbelgehäuse durch die Bohrung 5 über die Nut 4 zugeführt. Das öl steht unter Druck und bildet ein Kissen und eine Schmierung für die Zylinderauskleidung und einen Pfad für die Wärmeübertragung zwischen der Auskleidung und dem Kurbelgehäuse während des Laufs der Maschine. Auf diese Weise werden Wärmeübertragungsprobleme, die infolge eines Luftspaltes zwischen Auskleidung und Kurbelgehäuse auftreten können, sowie Probleme des Festfressens infolge örtlicher Reibberührung zwischen Auskleidung und Kurbelgehäuse beträchtlich vermindert oder vermieden. Die letztgenannten Reibprobleme können dabei z.B. durch unvermeidbare Verzerrungen des Kurbelgehäuses verursacht werden, wenn die Temperaturbedingungen im Triebwerk sich ändern und die Auskleidung bzw. das Kurbelgehäuse durch sich bewegende Triebwerksteile mechanisch abgelenkt werden.

Das soeben beschriebene Ausführungsbeispiel kann in verschiedener Weise abgewandelt werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Insbesondere ist es, obgleich oben beschrieben nicht notwendig,daß ein Durchfluß von öl zwischen Auskleidung und Kurbelgehäuse erfolgt, da das öl nicht unbedingt die Funktion eines Kühlmittels haben muß. Somit könnten Auskleidung und Kurbelgehäuse an ihren unteren Enden, wo die Verzerrung ein Minimum ist, miteinander abdichtend verbunden sein. In diesem Fall wäre das öl jedoch dauerhaft eingeschlossen und würde im Betrieb einer Verschmutzung unterworfen, während

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dann wenn es leicht durch einen kleinen Zwischenraum zwischen Auskleidung und Kurbelgehäuse abgezogen wird und nach dem ölsumpf der Maschine zurückkehrt, das öl welches jeder Auskleidung zugeführt wird, jeweils die gleiche Qualität hat wie das restliche öl im Motor, so daß das gesamte öl in Wartungsabständen ausgetauscht werden kann.

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Claims

. 275U28 Patentansprüche :

1. Zylinderauskleidung zum Einsatz in eine entsprechende Bohrung eines Kurbelgehäuses einer Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß die Auskleidung (1) so gestaltet ist, daß sie einen Spalt gegenüber der benachbarten Wand des Kurbelgehäuses (5) aufweist, der über den Hauptteil der Oberfläche der Auskleidung verläuft und durch den im Betrieb Drucköl hindurchgepreßt werden kann.

2. Zylinderauskleidung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der radialen Dimension des Spaltes zum Durchmesser der Bohrung zwischen und 10 000 liegt.

3. Brennkraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse, welches eine Zylinderbohrung definiert, in der eine Auskleidung vorgesehen ist,

dadurch gekennzei chnet, daß die Auskleidung (1) so im Hinblick auf die Bohrung (2) dimensioniert ist, daß mit der benachbarten Wand der Bohrung (2) ein Ringspalt definiert wird, der sich über den Hauptteil der äußeren Oberfläche der Auskleidung (1) erstreckt und durch den öl unter Druck hindurchgepreßt werden kann.

4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der radialen Abmessung des Spaltes zum Durchmesser der Bohrung (2) zwischen 500 und 10 000 liegt.

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ORIGINAL INSPECTED

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5. Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 3 oder 4, dadurch gekennzei chnet, daß die Auskleidung (1) gegenüber dem umgebenden Kurbelgehäuse (3) an den beiden gegenüberliegenden Axialenden der Auskleidung abgedichtet ist.

6. Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzei chnet, daß das Kurbelgehäuse (3) eine Ringnut (4) aufweist, die mit einer durch das Kurbelgehäuse (3) laufenden Bohrung in Verbindung steht, um einen öleinlaß für den Spalt zu bilden.

7. Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 3* 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringnut (4) in der Nähe des Zylinderkopfendes der Auskleidung (1) angeordnet ist, und daß der Spalt zwischen der Auskleidung (1) und dem Kurbelgehäuse (3) nicht abgedichtet ist, um eine ölzufuhr durch die Nut (4) und einen Abzug des Öls zu ermöglichen.

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