DE3530875A1

DE3530875A1 - Internal combustion engine with cylinder liner spacer

Info

Publication number: DE3530875A1
Application number: DE19853530875
Authority: DE
Inventors: Hans-Juergen Dipl Ing Schacht
Original assignee: Krupp Mak Maschinenbau GmbH
Current assignee: Caterpillar Motoren GmbH and Co KG
Priority date: 1985-08-29
Filing date: 1985-08-29
Publication date: 1987-03-05
Also published as: DE3530875C2; JPS6251741A

Abstract

In an internal combustion engine with cylinder liner spacer the formation of oil carbon deposits on the piston is kept within limits in that the spacer, at least in part, has a smaller inside diameter than the cylinder liner; the spacer, like a calibrating tool, has the effect of scraping off the deposits.

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einem Zylinderdeckel und mit Kolbenlaufbuchsen mit einem Auf lagebund, bei der zwischen dem Auflagebund und dem Zy linderdeckel ein die Zylinderwandung oberhalb des Kolben ringbereiches bildendes, kühlbares Zwischenstück ange ordnet ist.The invention relates to an internal combustion engine with a Cylinder cover and with piston liners with one open lagebund, in which between the support collar and the Zy Cover the cylinder wall above the piston ring-forming, coolable intermediate piece is arranged.

Eine Brennkraftmaschine dieser Gattung ist aus der DE-34 17 515 bekannt geworden. Mit Hilfe des Zwischen stückes, das auch als "Feuerring" bezeichnet wird, weil es den Brennraum zwischen Auflagebund und Zylinderdeckel ringförmig umgreift, soll die schädliche Einwirkung von Verbrennungsdruck und -wärme auf die Kolbenlaufbuchse vermindert werden.An internal combustion engine of this type is from the DE-34 17 515 become known. With the help of the intermediate piece, which is also called "fire ring" because the combustion chamber between the support collar and the cylinder cover encircles in a ring, the harmful effects of Combustion pressure and heat on the piston liner can be reduced.

Neben den Problemen, die zu der mechanischen und ther mischen Entlastung der Kolbenlaufbuchse zu lösen sind, verbleiben jedoch die Schwierigkeiten, nämlich das Auf treten von Riefen in der Zylinderwandung, zu beheben, die durch den Aufbau und die Ablagerung von Ölkoks insbesondere am Kolben entstehen können.In addition to the problems associated with the mechanical and ther mix relieve the piston liner, However, the difficulties remain, namely the opening treading grooves in the cylinder wall, to fix, by the buildup and deposition of oil coke especially on the piston.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Konstruktion zu schaffen, bei der die Ablagerung von Ölkoks am Kolben in Grenzen gehalten wird.The invention is therefore based on the object To create construction where the deposition of Oil coke on the piston is kept within limits.

Diese Aufgabe wird erfindungsmäßig dadurch gelöst, daß der Innendurchmesser des Zwischenstückes mindestens an einem Teil seines Zylinderwandungsanteiles kleiner ist als der Innendurchmesser der Kolbenlaufbuchse.This object is achieved according to the invention in that the inner diameter of the intermediate piece at least part of its cylinder wall portion is smaller than the inside diameter of the piston liner.

Ein derart beschaffenes Zwischenstück kann dann bei jedem Kolbenhub die Koksreste, die sonst außenradial im Laufspiel abgelagert werden, vom Kolben abreiben. Der Kolben wird bei jedem Hub "kalibriert".Such an intermediate piece can then each piston stroke the coke residues, which are otherwise external radial be deposited in the running play, rub off the piston. The piston is "calibrated" with every stroke.

Diese Kalibrierwirkung kann in Ausgestaltungen der Erfindung noch dadurch verbessert werden, daß der Innendurchmesser des Zwischenstückes vom Auflagebund der Laufbuchse in Richtung der Längsachse bis zum Zy linderdeckel stetig abnimmt und/oder daß der die Zy linderwandung bildende Oberflächenteil des Zwischen stückes gehärtet ist.This calibration effect can be configured in the Invention can be further improved in that the Inner diameter of the spacer from the support collar the liner in the direction of the longitudinal axis up to the Zy linder lid steadily decreases and / or that the Zy Part of the intermediate surface forming a linder wall piece is hardened.

Um die Abstreifwirkung zu steigern und den Ölkoks sicher nach oben in Richtung auf den Brennraum abzustreifen und zu fördern, kann der vom Zwischenstück gebildete Zylinderwandanteil mit einer feilen- oder sägezahn artigen Struktur derart versehen sein, daß die Span flächen in Richtung Zylinderdeckel weisen.To increase the wiping effect and the oil coke safely to strip up towards the combustion chamber and promote, can be formed by the intermediate piece Part of the cylinder wall with a file or saw tooth like structure so that the span face towards the cylinder cover.

In der Zeichnung und der Beschreibung ist die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert und schematisch dargestellt.In the drawing and the description is the invention explained in more detail using exemplary embodiments and shown schematically.

Es zeigt:It shows:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine herkömmliche Zylinderanordnung, Fig. 1 shows a section through a conventional cylinder arrangement,

Fig. 2 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Zylinderanordnung, Fig. 2 shows a section through an inventive cylinder arrangement,

Fig. 3 einen Schnitt durch eine andere Ausführungs form einer erfindungsgemäßen Zylinderanordnung, Fig. 3 is a section through another execution form of a cylinder assembly according to the invention,

Fig. 4 einen Schnitt durch die Wandung einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform. Fig. 4 shows a section through the wall of another embodiment of the invention.

In Fig. 1 ist eine herkömmliche Zylinderanordnung einer Brennkraftmaschine mit einem Maschinengestell 1, einer Kolbenlaufbuchse 2 mit einem Auflagebund 3 und mit einem Kolben 4 mit Kolbenringen 5 dargestellt.In Fig. 1, a conventional cylinder assembly is an internal combustion engine having a machine frame 1, a piston liner 2 having a support collar 3 and shown with a piston 4 with piston rings 5.

Demgegenüber zeigt Fig. 2 eine erfindungsgemäße Zylinder anordnung mit einem Maschinengestell 6, eine Kolbenlauf buchse 7 mit einem Auflagebund 8 und einen Kolben 9 mit Kolbenringen 10. Oberhalb des Bereiches der Kolbenringe 10 ist auf dem Auflagebund 8 ein Zwischenstück 11 mit einem Kühlwasserraum 12 derart angeordnet, daß es den Oberteil des Kolbens 9 ringförmig umgreift und mit seinem Zylinder wandanteil 13 einen Teil der Brennraumwand bildet.In contrast, Fig. 2 shows a cylinder arrangement according to the invention with a machine frame 6, a piston bushing 7 with a support collar 8 and a piston 9 with the piston rings 10. Above the area of the piston rings 10 , an intermediate piece 11 with a cooling water chamber 12 is arranged on the support collar 8 in such a way that it encompasses the upper part of the piston 9 in an annular manner and forms part of the combustion chamber wall with its cylinder portion 13 .

Fig. 3 zeigt eine Zylinderanordnung mit einer anderen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Zwischenstückes 14. Bei dieser Zylinderanordnung sind ein Maschinengestell mit 15, eine Kolbenlaufbuchse mit 16 und ein Auflagebund mit 17 sowie ein Kolben mit 18 und ein Zylinderdeckel mit 25 bezeichnet. Fig. 3 shows a cylinder assembly with another embodiment of an intermediate piece 14 according to the invention. In this cylinder arrangement, a machine frame with 15 , a piston liner with 16 and a support collar with 17 and a piston with 18 and a cylinder cover with 25 are designated.

Schließlich ist in Fig. 4 noch eine weitere erfindungs gemäße Ausführungsform eines Zwischenstückes 19 für den Zylinder einer Brennkraftmaschine dargestellt.Finally, a further embodiment of an intermediate piece 19 for the cylinder of an internal combustion engine is shown in FIG. 4.

Unter der Wirkung der bei der Verbrennung des Kraft stoffes auftretenden hohen Temperaturen und Drücke zeigt eine herkömmliche Zylinderanordnung eine Neigung der Kolbenlaufbuchse und ihres Auflagebundes sich zu ver ziehen, was in Fig. 1 übertrieben dargestellt ist. Kolbenlaufbuchse und Auflagebund erweitern sich in ihrem oberen Teil. Der Spalt zwischen Kolben 4 und Auflage bund 3 vergrößert sich. Under the effect of the high temperatures and pressures occurring in the combustion of the fuel, a conventional cylinder arrangement shows an inclination of the piston liner and its support collar to pull ver, which is exaggerated in Fig. 1. Piston liner and support collar widen in their upper part. The gap between piston 4 and support collar 3 increases.

Wenn nun am Kolbenrand 20 Ölkoks abgelagert wird, kann es nicht ausbleiben, wie durch einen Pfeil 21 angedeutet, daß der harte Koks in den erweiterten oberen Laufspalt oberhalb der Kolbenringe 5 gelangt. Durch die Schmirgel wirkung des Ölkoks treten Riefen zunächst im oberen Teil der Laufbuchse 2 auf, was durch die Pfeile 22 angedeutet ist. Eine derartige Riefenbildung kann leicht zu größeren Maschinenschäden und damit zu Betriebsstörungen führen.If oil coke is now deposited on the piston rim 20 , it cannot fail, as indicated by an arrow 21 , that the hard coke gets into the enlarged upper running gap above the piston rings 5 . The emery effect of the oil coke marks first appear in the upper part of the liner 2 , which is indicated by the arrows 22 . Such scoring can easily lead to major machine damage and thus malfunctions.

Um einen Ölkoksansatz 23 in Grenzen zu halten und Be triebsstörungen zu vermeiden, ist erfindungsgemäß der Innendurchmesser d der Zwischenstücke 11, 14, 19 mindestens an einem Teil ihres Zylinderwandungsanteiles, z. B. 13, kleiner als der Innendurchmesser D der Kolbenlaufbuchse, z. B. 7 oder 16.In order to keep an oil coke batch 23 within limits and to avoid operational disruptions, the inner diameter d of the intermediate pieces 11, 14, 19 according to the invention is at least in part of their cylinder wall portion, for. B. 13 , smaller than the inner diameter D of the piston liner, z. B. 7 or 16 .

Die Zwischenstücke, die wegen ihres Anteiles am Brenn raum auch als "Feuerringe" oder "Flammringe" bezeichnet werden, können durch den gegenüber der Laufbuchse klei neren Durchmesser d auf den jeweiligen Kolben eine Kalibrierwirkung ausüben, sodaß ein über das Maß des Durchmessers d hinausgehender Ölkoksansatz bei jedem Kolbenhub wieder abgestreift wird. Die Durchmesserver engung durch das Zwischenstück beläuft sich dabei auf Werte in der Größenordnung von 1 pro mille.The intermediate pieces, which are also referred to as "fire rings" or "flame rings" because of their share in the combustion chamber, can exert a calibration effect on the respective pistons due to the smaller diameter d compared to the liner, so that an oil coke batch that exceeds the dimension of the diameter d is stripped again with each piston stroke. The narrowing of the diameter through the intermediate piece amounts to values of the order of 1 per mille.

Zur Verbesserung der Abstreifwirkung ist in Ausgestaltung der Erfindung weiter vorgesehen, wie in Fig. 3 durch einen Winkel α angedeutet, daß der Innendurchmesser d des Zwischenstückes 14 vom Auflagebund 17 der Laufbuchse 16 in Richtung auf den Zylinderdeckel 25 stetig abnimmt.In order to improve the stripping effect, in an embodiment of the invention, as indicated in FIG. 3 by an angle α , the inner diameter d of the intermediate piece 14 decreases continuously from the support collar 17 of the bushing 16 in the direction of the cylinder cover 25 .

Außerdem kann es vorteilhaft sein, den die Zylinderwan dung bildenden Oberflächenanteil 13 bzw 24 des Zwischen stückes 11 bzw 14 zu härten, wie in den Fig. 2 und 3 durch Kreuze angedeutet. In addition, it may be advantageous to harden the surface portion 13 or 24 of the intermediate piece 11 or 14 forming the cylinder wall, as indicated in FIGS . 2 and 3 by crosses.

Noch eine Verbesserung der Abstreifung des Ölkoks und seiner Förderung in Richtung Brennraum wird dadurch erzielt, daß der die Zylinderwand bildende Oberflächen anteil des Zwischenstückes 19, siehe Fig. 4, eine Feilen- oder Sägezahnstruktur aufweist.Still an improvement in the stripping of the oil coke and its promotion in the direction of the combustion chamber is achieved in that the surface forming the cylinder wall portion of the intermediate piece 19 , see Fig. 4, has a file or sawtooth structure.

Claims

1. Internal combustion engine with a cylinder cover and with piston liners with a support collar, in which between the support collar and the cylinder cover is arranged a coolable intermediate piece forming the cylinder wall above the piston ring area, characterized in that the inner diameter (d) of the intermediate piece ( 11 ; 14 ; 19 ) at least in part of its cylinder wall portion is smaller than the inside diameter (D) of the piston liner ( 7 ; 16 ).

2. Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the inner diameter of the inter mediate piece ( 14 ) from the support collar ( 17 ) of the piston liner ( 16 ) in the direction of the cylinder longitudinal axis to the cylinder cover ( 25 ) decreases continuously.

3. Internal combustion engine according to claims 1 or 2, characterized in that the cylinder wall forming surface part ( 13 ; 24 ) of the intermediate piece ( 11 ; 14 ) is hardened.

4. Internal combustion engine according to one or more of the preceding claims, characterized in that the surface of the intermediate part ( 19 ) forming the cylinder wall is designed in the manner of a calibration tool with rake faces.