DE3035789C2

DE3035789C2 - Kolbenbrennkraftmaschine mit einer Zylinderschmiervorrichtung

Info

Publication number: DE3035789C2
Application number: DE19803035789
Authority: DE
Inventors: Gosen Joop Wiesendangen Hellingman
Original assignee: Gebrueder Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1980-09-17
Filing date: 1980-09-23
Publication date: 1983-02-03
Also published as: JPS5783621A; DK398281A; DE3035789A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Kolbenbrennkraftmaschine mit einer Zylinderschmiervorrichtung, bei der eine Pumpe auf dem Umfang der Zylinderwand verteilte Schmierstellen in zeitlichen Abständen mit abgemessenen Schmierölmengen versorgt wobei die Schmierstellen durch vom oberen Scheitelbereich schmierölgefüll- ss ter Räume ausgehende, schräg nach oben gerichtete Schmierölkanäle an das Schmierölzufuhr- und -verteilsystem angeschlossen sind.

Für die Schmierung der Zylinderwände von Kolbenbrennkraftmaschinen sind Schmiervorrichtungen be- kännl, bei denen mehrere, in Umfangsrichtung verteilte Schmierstellen durch besondere Schmierlcitungen mit einer das Schmieröl fördernden Schmierpumpe verbunden sind. Bei einer speziellen Art dieser Schmiervorrichtungen (CH-PS 5 00 373) sind Speicherräume für das isi von der Pumpe geförderte Schmieröl und stromabwärts dieser Speicherräume Rückschlagorgane zwischen der und den Schmierstellen in der Zylinderwand vorgesehen. Diese Anordnung bewirkt, daß der Schmieröldruck in den zu den Schmierstellen führenden Leitungen auf Werte begrenzt werden kann, die wesentlich unterhalb des höchsten im Zylinder auftretenden Druckes liegen. Weiterhin wird damit erreicht, daß die Abgabe von Schmiermittel automatisch in Zeiträumen der Arbeitszyklen erfolgt, in denen der Druck an den Schmierstellen niedrige Werte aufweist und vor allem keine Gefahr besteht, daß das Schmieröl verbrennt Bei diesem Schmiersystem ist es notwendig, daß zumindest in den Schmierölkanälen zwischen den Rückschlagorganen und den Schmierstellen keine Luftoder Gaspolster vorhanden sind, und daß das System vollständig mit Flüssigkeit gefüllt ist da anderenfalls das Schmieröl bei Überdrucken im Zylinderraum an den Schmierstellen in den Schmierölkanal hinein zurückgedrängt wird und eine Schmierung nicht mehr in ausreichendem Maße gewährleistet ist

Um die Verteilung des Schmiermittels auf dem Umfang der Zylinderwand zu verbessern, ist — unabhängig von dem vorstehend beschriebenen System — es weiterhin bekannt (CK-PS 6 J6S38), die von der Schmierpumpe zu den Schmierstellen führenden Schmierölleiiungen in offene Ringnuten einmünden zu lassen, die in der Zylinderwand in Umfangsrichtung verlaufen; die Ringnuten weisen dabei eine Oberlaufkante auf, über die das in Umfangsrichtung verteilte Schmieröl in den ^ylinderraum einfließt

In der Praxis haben die beiden bekannten Anordnungen nicht in allen Fällen eine ausreichende Schmierung der Zylinderwand ergeben, weil beispielsweise der nach oben laufende Kolben einen Teil des aus der Schmiernut ausgetretenen Öls, das für die Schmierung der oberhalb der Schmierstellen gelegenen Bereiche der Zylinderwand bestimmt und bemessen ist, in den nicht mit öl gefüllten Raum des Schmieröl-Verieüsysiems rückfließen läßt und/oder, weil die Verteilung des Schmieröls über den Umfang der Zylinderwand ungenügend und/oder ungleichmäßig ist.d. ft.z. B. daß in Umfangsbereichen nahe den Zuführsiellen ^ößere Ölmengen in den Zylinderraum gelangen als in davon entfernteren Bereichen.

Aus der DE-OS 28 30 506 ist eine Einrichtung bekannt bei der Schmierölverteilleitungen, die in zwei Auslaßdosen enden, in einer außen in der Zylinderbüchse umlaufende horizontale Ringnut versenkt sind. Die Schmierölzufuhr in den Zylinderinnenraum erfolgt bei dieser Konstruktion nur an zwei Stellen des Umfangs, die darüber hinaus nicht punktsymmetrisch zur Zylinderachse liegen; eine gleichmäßige Verteilung des Schmieröls längs des Umfangs ist deshalb bei dieser Konstruktion nicht gewährleistet, so daß für eine ausreichende Schmierwirkung eine relativ große Schmierölmenge benötigt wird.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, bei geringem Schmierölverbrauch die Schmierölverteilung auf der Zylinderwand und damit die Schmierung, vor allem beim Aufwärtshub des Kolbens, zu verbessern und ein Zurückfließen bereits in den Zylinderraum ausgetretenen Öls zu verhindern.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß mehrere benachbarte schmierölgefüllle Räume in Gestalt eines gemeinsamen, hinter der Zylinderwand-Oberfläche gelegenen Verteilraumes verbunden sind, von dem aus eine Vielzahl kapillarer Schmierölkanäie zu den Schmierstellcn in der Zylinderwand führt. Mit Vorteil können die kapillaren .Schmierölkanäle mit höchstens solchen maximalen

Querschnitten ausgeblM-s» s.ein, daß di<? Kapillarkräfte die vollständige Füllung der Schmierölkanäle mit Schmieröl bis zu den Viskositäten gewährleisten, die bei den höchsten Betriebstemperaturen der Maschine auftreten.

Die Anordnung vieler über den Umfang verteilter Kapillaren ermöglicht eine gleichmäßige Druckverteilung im Verteilraum und macht die aus den einzelnen Schmierölkanälen austretende Schmierölmengen unabhängig von deren relativer Lage zu den Zuführstellen des Verteilraumes.

Weiterhin bewirken Kapillarkräfte und Oberflächenspannung dabei, daß die Füllung der Schmierölkanäle, die mit Vorteil zur Sicherstellung ausreichender Kapillarkräfte Durchmesser von höchstens 2 mm haben, »vollständig ist«, so daß das für die Schmierung bei einem Hub zur Verfugung gestellte Öl weder durch Überdruck im Zylinderraum von den Schmierölkanälen in die schrr.ierölgefüllten Räume zurückgedrückt werden, noch nach Abstreifen durch den vorbeistreichenden Kolben wieder in die Schmierölkanäle zurückfließen kann; auf diese Weise fördert der Kolben die gesamte für die Schmierung der oberen Bereiche der Zylinderwand bemessene und zur Verfügung gestellte Öimenge nach oben, wodurch eine ausreichende Schmierung bei minimalem Ölverbrauch hergestellt wird.

Als konstruktiv zweckmäßig und farbrikatorisch einfach hat es sich erwiesen, wenn der Verteilraum in einer Umfangsringnut in der Zylinderwand besteht, die durch eingesetzte Ringsegmente gegen die Zylinderwand-Oberfläche abgeschlossen ist Dabei können die Schmierölkanäle mit Vorteil als in den Ringsegmenten gleichmäßig verteilte Bohrungen ausgebildet sein, wobei ihre Herstellung erleichtert wird, wenn die Ringsegmente aus Lagermetall, z. B. einer CuSn-Bronze, bestehen. Es ist jedoch auch möglich, die Ringsegmente aus einem Material zu fertigen, das durchgehende offene Poren aufweist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert.

F i g. 1 zeigt schematisch einen Längsschnitt durch den Zylindereinsatz einer nicht weiter dargestellten Kolbenbrennkraftmaschine;

F i g. 2 gibt den Schnitt H-II von Fig.] wieder;

F i g. 3 ist ein Ausschnitt A von F i g. 1 in größerem Maßstab.

Von einem Dieselmotor ist in F i g. 1 nur ein Teil eines Zylindermantels 1 und eines Zylindereinsatzes 2 dargestellt, wobei neben Kühlkanälen 3 Spülschlitze 4 angedeutet sind. Oberhalb des Zylindermantels 1 ist der Zylindereinsatz 2 mit einer Zylinderschmiervorrichtung 5 versehen; bei dieser handelt es sich — obwohl die Erfindung nicht auf eine derartige Konstruktion beschränkt ist — um das geschilderte System, bei dem mit relativ niedrigen Schmieröldrücken gearbeitet wird, und die Zeitpunkte der Schmierung automatisch durch den Druck im Zylinder gesteuert werden.

Bei diese·· Art einer Zylinderschmiervorrichtung führen von einer nicht dargestellten Schmierpumpe aus Schmierölzuführleitungen 6 zu an dem Umfang des Zylindereinsatzes 2 verteilten Akkumulatoren 7, von denen nur einer dargestellt ist; in diesem befinden sich die erwähnten Speicherräume und Rückschlagorgane, ίο In Flußrichtung des Schmieröls schließen an die Rückschlagorgane Schmierölleitungen 8 an; diese verlaufen zunächst horizontal und gehen an ihren stromabwärtigen Enden in schräg aufwärtsgerichtete Verbindungsbohrungen 9 zu einer im Innern des Zylindereinsatzes 2 verlaufenden Ringnut 10 über. Diese Ringnut 10 ist in Umfangsrichtung durch Füllstücke 11 in mehrere Verteilräume 10' (F i g. 2) unterteilt, zu denen je zwei Schmierölleitungen 8 bzw. Verbindungsbohrungen 9 führen.

Gegen den Zylinderinnenraum 13 sind die Verteilräume 10' durch Ringsegmente 14, die jeweils im Bereich der Füllstücke 11 enden, verschicken. In diesen Ringsegmenten 14 sind als punktförmig' Schmierö!- quellen zum Zylinderinnenraum 13 führende Schmierölkanäle 15 weitgehend gleichmäßig verteilt; sie bestehen im vorliegenden Beispiel aus Bohrungen von Durchmessern von 1,6 mm, die bei jeweils einem Füllstück 11 benachbarten Schmierölkanal 15' auf 2 mm vergrößert sind. Die Ringsegmente 14, die beispielsweise in den Zylindereinsatz 2 eingerollt werden, bestehen aus einer CuSn-Bronze, die relativ weich ist, so daß die Herstellung der kapillarenartigen Schmierölkanäle 15 erleichtert wird.

Um das ganze Schmierölsystem stromabwärts der Rückschlagorgane gasblasenfrei und mit Öl gefüllt zu halten, sind die Verbindungsbohrungen 9 und Schmierölkanäle 15,15' jeweils im Scheitelbereich der Schmierölleitungen 8 bzw. der Verteilräume 10' angeordnet und verlaufen darüber hinaus schräg aufwärts, so daß ihre Mündung jeweils auf höherem Niveau angeordnet iü als ihr Ausgangspunkt.

Die Erfindung ist keineswegs auf die gezeigte Ausfuiirungsform beschränkt; vor allem ist ihre Anwendung nicht auf das beschriebene Schmiersystem ■»5 mit Rückschlagorganen und Akkumulatoren begrenzt, sondern auch bei Zylinderschmierungen ohne diese Besonderheiten möglich, wenn auch wegen der niedrigen Schmieröldrücke in den geschilderten Fällen mit der Erfindung eine besonders eindrückliche Verbesserung der Schmierwirkung erreicht wird. Weiterhin können beispielsweise die regelmäßig verteilten Schmierölkanäle 15 auch durch unregelmäßig angeordnete, durchgehend offene Poren in geeigneten Materialien der Ringsegmente gebildet sein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

t. Kolbenbrennkraftrnaschine mit einer Zylinderschmiervorrichtung, bei der eine Pumpe auf dem Umfang der Zyfinderwand verteilte Schmierstellen in zeitlichen Abständen mit abgemessenen Schmierölmengen versorgt, wobei die Schmierstellen durch vom oberen Scheitelbereich schmierölgefüllter Räume ausgehende, schräg nach oben gerichtete Schmierölkanäle an das Schmierölzuführ- und -verteilsystem angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere benachbarte schmierölgefüllte Räume in Gestalt eines gemeinsamen, hinter der Zylinderwand-Oberfläche gelegenen Verteilraumes (10*) verbunden sind, von dem aus eine Vielzahl kapillarer Schmierölkanäle (15) zu den Schmierstellen in der Zylinderwand führt.
2. Kolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kapillaren Schmierölkanäle (15) mit höchstens solchen maximalen Querschnitten ausgebildet sind, daß die Kapillarkräfte die vollständige Füllung der Schmierölkanäie (15) mit Schmieröl bis zu den Viskositäten gewährleisten, die bei den höchsten Betriebstemperaturen der Maschine auftreten.
3. Kolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, d&3 der Verteilraum (10') in einer Umfangsringnut (10) in der inneren Zylinderwand besteht, die durch eingesetzte Ringsegmente (14) gegen die Zylinderwand-Oberfläche abgeschlossen ist
4. Kolbinbrennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, d£-°/ die Ringsegmente (14) aus Lagermetall, z. B. ?iner CuSn-Bronze, bestehen.
5. Kolbenbrennkraftmasclrse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmierölkanäle (15) als in den Ringsegmenten (14) gleichmäßig verteilte Bohrungen ausgebildet sind.
6. Kolbenbrennkraflmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringsegmente (14) aus einem Material gefertigt sind, das durchgehende, offene Poren aufweist
7. Kolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet daß die Durchmesser der Schmierölkanäle (15) höchstens 2 inm betragen.