DE3143306A1 - Kolbenbrennkraftmaschine mit einem geschlitzten kolbenring - Google Patents

Description

P.5666/N1/BS Gebrüder Sulzer Aktiengesellschaft, Winterthur (Schweiz)

Kolbenbrennkraftmaschine mit einem geschlitzten Kolbenring

Die Erfindung betrifft eine Kolbenbrennkraftmaschine mit einem geschlitzten Kolbenring, welcher in seiner Lauffläche eine in Umfangsrichtung verlaufende Nut aufweist, und einer Zylinderlauffläche, welche schräg zur Umfangsrichtung verlaufende Schmiernuten aufweist.

Kolbenbrennkraftmaschinen mit derartigen Kolbenringen und Zylinderlaufflächen sind an sich bekannt. Z.B. bei sogenannten gasdichten Kolbenringen dient die Umfangsnut insbesondere zur Entlastung vom Gasdruck zwecks Senkung des Zylinderverschleisses. Aber auch bei normalen Kolbenringen mit offenem Schloss finden derartige Nuten Anwendung zwecks Verbesserung der Schmiereigenschaften durch eine gewisse OeISpeicherwirkung.

Dieser Stand der Technik weist jedoch den Nachteil auf, dass die Oelverteilung in Umfangsrichtung entlang der genannten Nut verhältnismässig schlecht ist. Weiter werden solche Umfangsnuten leicht verstopft durch Zylinderabrieb und Verbrennungsrückstände· Insbesondere bei Schwerölbetrieb führt dies zu verhältnismässig kurzer Betriebsdauer zwischen den einzelnen Wartungen·

la · · «

Zwar sind aus den US-PS 1 401 930 und 1 710 485 Kolbenringe bekannt, welche schräg zur Umfangsrichtung verlaufende Nuten aufweisen. Eine in Umfangsrichtung verlaufende Nut ist jedoch nicht vorhanden. Für die Zwecke der Erfindung ist dieser Stand der Technik nicht brauchbar.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kolbenbrennkraftmaschine der eingangs genannten Art zu schaffen, welche eine wesentlich wirkungsvollere Oelverteilung in Umfangsrichtung und somit entsprechend verbesserte Laufeigenschaften aufweist.

Die Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, dass die im Kolbenring verlaufende Nut über wenigstens einen schräg zur Umfangsrichtung verlaufenden Kanal mit der dem Zylinderkopf zugekehrten Seite des Kolbenringes verbunden ist.

Hierdurch lässt sich erreichen, dass beim Ueberstreichen der Schmiernuten durch den Kolbenring unter Einwirkung des Gasdruckes eine Oelströmung in Umfangsrichtung der im Kolbenring verlaufenden Nut stattfindet. Somit wird nicht nur eine gute Oelverteilung in Umfangsrichtung erreicht, sondern auch eine wirkungsvolle DurchspUlung der im Kolbenring verlaufenden Nut zwecks Reinigung von Abrieb und Verbrennungsrückständen erzielt. Zusätzlich dient der Kanal anstelle der üblichen Bohrungen zum Druckausgleich in Verbindung mit der im Kolbenring verlaufenden Nut.

Nach einer besonders vorteilhaften Ausführung der Erfindung kann der Kanal etwa die gleiche Schrägungsrichtung wie die in der Zylinderlauffläche vorgesehenen Schmiernuten aufweisen. Hierdurch lässt sich die Strömung des OeIs in den

Schmiernuten mit Hilfe des in Strömungsrichtung wirkenden Gasdruckes wesentlich beschleunigen.

Die in der Zylinderlauffläche vorgesehenen Schmiernuten können dabei im wesentlichen in einer Schrägungsrichtung verlaufen. Hierdurch IMsst sich eine zusätzliche Drallwirkung erzeugen, welche die Strömungsgeschwindigkeit des OeIs in Umfangsrichtung wesentlich erhöht.

Weiter kann die Nut vor dem Schloss des Kolbenrings enden. Hierdurch wird die Dichtungswirkung des Schlosses nicht beeinträchtigt.

Schliesslich kann wenigstens ein Kanal nutenendseitig einmünden. Hierdurch werden tote Ecken vermieden und eine wirkungsvolle Durchspülung der Nut in ihrer gesamten Länge erreicht.

Die nähere Erläuterung der Erfindung erfolgt anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit nachstehender Zeichnung. Es zeigen:

Flg. 1 Einen Längsschnitt durch den Zylinder einer Kolbenbrennkraftmaschine mit einem darin befindlichen, mit Kolbenringen versehenen Kolben,

Fig. 2 einen Abschnitt eines der Kolbenringe nach Fig. 1 in vergrösserter Darstellung von vorne, in seiner Ringebene betrachtet,

Fig. 3 einen Grundriss zu Fig. 2,

Fig. 4 einen Abschnitt eines gasdichten Kolbenrings, in mit Fig. 2 analoger Darstellung, und

Fig. 5 einen Schnitt gema'ss der Linie V-V nach Fig. 4.

Eine Zylinderbüchse 10 (Fig. 1) einer Zweitakt-Grossdieselmaschine, z.B. für Schiffsbetrieb, ist in bekannter Weise mit Einlassöffnungen 12 und Auslassöffnungen 14 versehen und weist an ihrer inneren Zylinderwand 16 schräg gestellte Schmiernuten 18 auf, welche im wesentlichen die gleiche Schrägungsrichtung aufweisen und durch Schmierbohrungen mit Schmieröl gespeist werden. In der Zylinderbüchse 10 ist ein Kolben 22 beweglich angeordnet, mit einem Oberteil 24, in welchem in Kolbenringnuten Kolbenringe 26 konventioneller Art sowie Kolbenringe 28, 30 mit in Umfangsrichtung verlaufenden Nuten geführt sind. An den Oberteil schliesst sich ein Unterteil 32 an, der eine im wesentlichen zylindrische Aussenfläche aufweist, deren Aussendurchmesser etwas geringer ist als der Aussendurchmesser des Oberteils 24. Der Kolben 22 ist an einer nicht dargestellten Kolbenstange befestigt, deren anderes Ende in bekannter Weise an einem nicht dargestellten Kreuzkopf angelenkt ist.

Der Kolbenring 28 (Fig. 2, 3) weist in bekannter Weise eine zum Anpressen an die Zylinderwand 16 der Zylinderbüchse bestimmte Lauffläche 34 auf. Aussen enthält der Kolbenring in bekannter Weise eine Umfangsnut 36 und weist als Schloss einen Schlitz 38 auf, welcher eine Federung und ein Anpressen der Lauffläche 36 an die Zylinderwand gestattet.

Erfindungsgemäss ist der Kolbenring 28 mit schräg zur Umfangsrichtung verlaufenden Kanälen 40 versehen, die in die Umfangsnut 36 einmünden und welche zur Ebene 42 des Rings unter einem Winkel oi verlaufen, der zweckmässigerwelse mehr als ca« 30

beträgt, jedoch kleiner als 90 ist. Die Schrägungsrichtung der Kanäle 40 ist dabei etwa die gleiche wie die Schrägungsrichtung der in der Zylinderlauffläche vorgesehenen Schmiernuten 18.

Der gasdichte Kolbenring 30 (Fig. 4, 5) weist als Schloss 44 an seinen Enden ineinandergreifende Lappen 46, 48 auf, wie z.B. aus der CH-PS 482 954 bekannt ist. Die Umfangsnut 50 endet in diesem Falle vor dem Schloss 44, wobei Kanäle 52 nutenendseitig einmünden.

Für ein Betriebsbeispiel der Kolbenbrennkraftmaschine wird angenommen, dass sich der Kolben 22 unter Einwirkung des Gasdruckes aus seiner oberen Totpunktlage in Richtung zur Kurbelwelle bewegt, wobei gemäss Fig. 4 die schematisch dargestellte Schmiernut 18 mit der Umfangsnut 50 koinzidiert. Gemäss Pfeil 54 strömt Gas durch den Kanal 52 bzw. durch die Nut 50, wobei ein Gasteilstrom gemäss Pfeil 56 durch die Schmiernut 18 strömt und die Schmierölströmung durch die Nut beschleunigt. Gleichzeitig findet eine Durchspülung bzw. Reinigung der Umfangsnut durch den Gasteilstrom gemäss Pfeil 58 statt. Zusätzlich dienen die Kanäle 40, 52 zum Druckausgleich in Verbindung mit der Nut 36,

Wie aus Fig· 4 hervorgeht, wird durch die nutenendseitige Einmündung der Kanäle 52 in die Umfangsnut 50 eine Ablagerung von Rückständen in toten Ecken an den Nutenenden 6O, 62 vermieden.

Es versteht sich, dass die Kanäle 40, 52 wenigstens teilweise auch als Bohrungen ausgeführt sein können·

Leerseite

Claims (5)

1. 3H33Ö6

   Patentansprüche

   / 1.)Kolbenbrennkraftmaschine mit einem geschlitzten Kolbenring, welcher in seiner Lauffläche eine in Umfangsrichtung verlaufende Nut aufweist, und einer Zylinderlauffläche, welche schräg zur Umfangsrichtung verlaufende Schmiernuten aufweist, dadurch gekennzeichnet , dass die im Kolbenring (28, 30) verlaufende Nut (36, 50) über wenig stens einen schräg zur Umfangsrichtung verlaufenden Kanal (40, 52) mit der dem Zylinderkopf zugekehrten Seite des Kolbenringes (28, 30) verbunden ist.
2. 2. Kolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (40, 52) etwa die gleiche Schrägungsrichtung wie die in der Zylinderlauffläche (16) vorgesehenen Schmiernuten (18) aufweist.
3. 3. Kolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Zylinderlauffläche (16) vorgesehenen Schmiernuten (18) im wesentlichen in einer Schrägungsrichtung verlaufen.
4. 4. Kolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (50) vor dem Schloss (44) des Kolbenrings endet.
5. 5. Kolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Kanal (52) nutenendseitig einmündet.