DE3941692A1 - Verbrennungsmotor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Aus der DE-PS 36 24 087 ist bereits ein Verbrennungsmotor in Form eines Schiffsantriebs-Tauchkolben-Dieselmotors be­ kannt geworden, dessen Hauptstrom-Schmieröl-Kreislauf ins­ besondere einen an die Ölwanne des Motors angeschlossenen Tieftank und eine damit verbundene Ölpumpe aufweist, die das Schmieröl in das Kurbelgehäuse zurückbefördert. An den Tieftank des Schmierölkreislaufes ist im Nebenschluß ein Schmieröl-Regenerierkreislauf angeschlossen, der das aus dem Tieftank abgesaugte Schmieröl nach dem Abdampfen ent­ haltener Brennstoffanteile in den Tieftank zurückbefördert. Die Brennstoffanteile gelangen von der Regeneriereinrich­ tung in das Ansaugsystem des Dieselmotors zurück. Dieser Verbrennungsmotor hat jedoch den Nachteil, daß er große Mengen mit Brennstoff verunreinigten Schmieröles produziert, die durch Abdampfen und somit unter hohem Energieeinsatz gereinigt werden müssen. Außerdem ist nachteilig, daß die Schmierwirkung des Schmieröles im Hauptstrom-Schmieröl­ kreislauf stets beeinträchtigt ist, weil nur ein Teilstrom in den Schmieröl-Regenerierkreislauf gelangt. Infolgedessen ist der Verschleiß des Motors noch relativ hoch.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Verbrennungsmotor zu schaffen, bei dem insbesondere die Schmierwirkung des Schmieröles verbessert und eine energiegünstigere Regenierung desselben möglich ist.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Verbrennungs­ motor durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Bei einem erfindungsgemäßen Verbrennungsmotor kann das Schmieröl praktisch schon an der Stelle in den Ölabzug für die Regeneriervorrichtung gelangen, an der es mit Brenn­ stoff beaufschlagt und vermischt wird. Dies ist insbe­ sondere an der Innenwand der Kolbenlaufbuchse der Fall, die zugleich mit Schmiermittel für den Hubkolben geschmiert und aufgrund unvermeidlicher Undichtigkeiten der Kolben­ ringe mit Brennstoff beaufschlagt ist. Aufgrund des erfindungsgemäßen Ölabzuges kann das mit Brennstoff be­ ladene Schmieröl in die Regeneriervorrichtung abgezogen werden, sobald es sich außerhalb des Verbrennungsraumes und des Hubbewegungsbereiches mindestens eines Kolbenringes befindet und die Gefahr seines Einmischens in einen größe­ ren Ölvorrat, insbesondere in einer Ölwanne des Kurbelge­ häuses besteht. Somit wird ein Einmischen des Brennstoffes in den Schmierölvorrat vermieden, so daß dessen Schmierwir­ kung beinahe unverändert erhalten bleibt. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß lediglich geringe Schmierölmen­ gen aus der Kolbenlaufbuchse in die Regeneriervorrichtung gelangen, so daß ein energieintensives Reinigen des gesam­ ten Ölvorrates entfällt.

Ein erfindungsgemäßer Verbrennungsmotor kann ein Otto- oder Dieselmotor sein, der nach dem Zweitakt- oder Viertaktver­ fahren arbeitet, sofern er nur einen Schmierölkreislauf aufweist, bei dem Schmieröl aus der Laufbuchse in das Kurbelgehäuse gelangen kann. Eine Anwendung bei Zweitakt­ motoren mit Kreuzkopf und zusätzlicher Abdichtung zwischen Kolbenlaufbuchse mit Verbrennungsraum und Kurbelraum kommt deshalb nicht in Betracht. Auch Zweitaktmotoren mit Frischgasansaugung im Kurbelgehäuse sind für die Erfindung weniger interessant. Der Schmierölkreislauf des Verbren­ nungsmotors kann insbesondere auf dem Prinzip der Tauch­ schmierung oder der Druckumlaufschmierung beruhen.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Eintritts­ öffnung des Ölabzuges im Hubbewegungsbereich des Kolben­ mantels angeordnet, so daß das mit Brennstoff beladene Schmieröl stets sicher in dem Ringspalt zwischen Kolben­ mantel und Kolbenlaufbuchse zu dem Ölabzug geleitet wird, bevor es über dem Querschnitt der Kolbenlaufbuchse ver­ wirbelt werden kann.

Bei einer praktischen Ausgestaltung hat der Ölabzug in der Kolbenlaufbuchse mündende Abzugsbohrungen, die mit einem an der Außenseite der Kolbenlaufbuchse um die Kol­ benachse umlaufenden Sammelkanal kommunizierend verbunden sind. Hierdurch ist ein wirksamer Abzug des Schmieröles über den Umfang der Kolbenlaufbuchse hinweg möglich, wobei eine einfache Herstellbarkeit der Kolbenlaufbuchse sicher­ gestellt ist.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung ist die Eintritts­ öffnung des Ölabzuges als ein auf der Innenseite der Kolbenlaufbuchse um die Kolbenachse umlaufender Eintritts­ kanal in Taschenform ausgebildet, über den eine besonders große Schmierölmenge abgeführt werden kann.

Schließlich ist bei einer Weiterbildung der Erfindung vor­ gesehen, daß die Abzugsbohrungen bzw. der Eintrittskanal im Längsschnitt zur Kolbenachse geneigt sind, wobei sie entgegen der Ölabzugsrichtung gesehen zum Verbrennungs­ raum weisen. Hierdurch werden günstige Einströmverhältnisse für das Schmieröl und somit weiter verbesserte Durchsätze erzielt.

Weitere Einzelheiten und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnungen, die herkömmliche und zwei erfindungsgemäße Verbrennungsmotoren in schematischer Darstellung zeigen. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 einen Zweitakt-Verbrennungsmotor mit Kreuzkopf und Abdichtung zwischen Verbrennungs- und Kurbelraum im Längsschnitt;

Fig. 2 einen Viertakt-Verbrennungsmotor im Längsschnitt;

Fig. 3 Zylinderkopf mit eingesetztem Kolben eines erfin­ dungsgemäßen Verbrennungsmotors mit einen Eintritts­ kanal in Taschenform aufweisenden Ölabzug im Längs­ schnitt;

Fig. 4 Einzelheit 4 desselben Verbrennungsmotors;

Fig. 5 als Abzugsbohrungen mit Sammelkanal ausgebildeter Ölabzug eines weiteren erfindungsgemäßen Ver­ brennungsmotors im teilweisen Längsschnitt.

Der in der Fig. 1 dargestellte Zweitakt-Verbrennungsmotor hat einen Hubkolben 1, der längsbeweglich in einer Kolben­ laufbuchse 2 angeordnet ist, wobei seine Längsbewegung mittels einer Kolbenstange 3 auf einen Kreuzkopf 4 über­ tragen wird. An den Kreuzkopf 4 ist ferner eine Pleuel­ stange 5 angelenkt, welche exzentrisch an einer Kurbel­ welle 6 angreift.

Eine separate Abdichtung 7 zwischen Kolbenlaufbuchse 2 und einem Kurbelgehäuse 8 verhindert ein Einmischen mit Brenn­ stoff beladenen Schmieröles in einen Ölvorrat in einer Öl­ wanne 9 des Kurbelgehäuses 8. Das Schmieröl in der Ölwanne 9 behält deshalb im wesentlichen seine Schmiereigenschaften bei und braucht nicht gereinigt zu werden.

Bei der folgenden Beschreibung des in der Fig. 2 darge­ stellten Viertakt-Verbrennungsmotors werden die gleichen Bezugsziffern wie bei der Beschreibung zu Fig. 1 verwendet, soweit die davon betroffenen Bauteile in der beschriebenen Funktion übereinstimmen. Ein Hubkolben 1 in einer Kolben­ laufbuchse 2 ist mittels einer Pleuelstange 5 unmittelbar an einer Kurbelwelle 6 angelenkt. Eine besondere Abdichtung zwischen Kolbenlaufbuchse 2 und einem Kurbelgehäuse 8 ist hier nicht vorgesehen, so daß mit Brennstoff beladenes Schmieröl aus der Kolbenlaufbuchse 2 in ein Kurbelgehäuse 8 gelangen kann, um sich insbesondere in einer Ölwanne 9 mit einem Schmierölvorrat zu vermischen. Bei diesem Stand der Technik ist eine relativ schnelle Verschlechterung der Schmierwirkung des Schmieröls zu besorgen, wobei eine Wiederherstellung der ursprünglichen Schmierwirkung nur über eine energieintensive Regenerierung erreichbar ist.

Die Problematik der Verunreinigung des Schmieröles und deren erfindungsgemäße Lösung sind besser aus der Fig. 3 ersichtlich. Sie zeigt eine Kolbenlaufbuchse 2, die in einen Zylinder 10 eingesetzt ist und einen Hubkolben 3 aufnimmt, der entlang einer Kolbenachse 11 hin- und her­ beweglich ist. Oberhalb des Hubkolbens 1 befindet sich ein Verbrennungsraum 12, wogegen unterhalb des Hubkolbens 1 ein - nicht dargestelltes - Kurbelgehäuse angeordnet ist, und Kolbenringe 13 auf dem Außenmantel des Kolbens 1 zur Abdichtung zwischen Verbrennungsraum 12 und Kurbelgehäuse vorgesehen sind.

Der Kolben befindet sich in der gezeigten Darstellung in der untersten Totpunktlage, wobei eine Druckölschmier­ leitung 14 im Bereich der Kolbenringe mündet. Die Druck­ ölschmierleitung 14 ist durch die Kolbenlaufbuchse 2 ge­ führt und kommunizierend mit einer Druckölversorgungs­ leitung 15 des Zylinders 10 verbunden. Bei seiner Aufwärts­ bewegung nimmt der Hubkolben 1 das zwischen den Kolben­ ringen 13 eingespeiste Schmieröl mit, so daß er reibungs- und verschleißarm gleitet.

Im unteren Bereich des Kolbenmantels des Hubkolbens 1 ist ein Ölabzug 16 angeordnet, der besser anhand der ver­ größerten Ausschnittsdarstellung gemäß Fig. 4 beschrieben werden kann. Der Ölabzug 16 hat eine Eintrittsöffnung, die als ein auf der Innenseite der Kolbenlaufbuchse 2 um die Kolbenachse 11 umlaufender Eintrittskanal 17 in Taschenform ausgebildet ist. Der Eintrittskanal 17 ist in dem gezeigten Längsschnitt zur Kolbenachse 11 geneigt, wobei er, entgegen einer Ölabzugsrichtung 18 gesehen, zum Verbrennungsraum oberhalb des Hubkolbens 1 weist. In den Eintrittskanal 17 münden Ölablaufbohrungen 19, die mit einer herkömmlichen Regenerierungseinrichtung verbunden sein können. Aus der Regenerierungseinrichtung kann das aufgefrischte Schmier­ öl an eine beliebige Stelle des Schmierölkreislaufes zu­ rückgeführt werden, beispielsweise in die Ölwanne.

Die Fig. 5 zeigt eine alternative Ausbildung eines Öl­ abzuges 20, der mehrere, in der Kolbenlaufbuchse 2 münden­ de Abzugsbohrungen 21 hat, die mit einem an der Außenseite der Kolbenlaufbuchse um die Kolbenachse umlaufenden Sam­ melkanal 22 kommunizierend verbunden sind. Aus dem Sammel­ kanal 22 kann das Schmieröl zu einer bekannten Regenerie­ rungsvorrichtung geführt werden.

Claims (5)

1. Verbrennungsmotor mit einem Hubkolben (1), der in einem Zylinder (10) mit Kolbenlaufbuchse (2) auf- und abbeweg­ bar ist und mit Kolbenringen (13) einen Verbrennungs­ raum (11) abdichtet, einer den Hubkolben (1) mit einer drehbeweglichen Kurbelwelle (6) koppelnden Pleuelstange (5), einem aufeinander gleitende Motorenteile schmieren­ den und eine Ölwanne (9) eines Kurbelgehäuses (8) ein­ schließenden Schmierölkreislauf, der einen Ölabzug (16, 20) zum Anschließen einer Schmieröl-Regenerier­ vorrichtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ölabzug (16, 20) mit einer Eintrittsöffnung in der Kolbenlaufbuchse (2) mündet und daß die Eintritts­ öffnung außerhalb des Hubbewegungsbereiches mindestens eines Kolbenringes (13) auf der vom Verbrennungsraum (11) abgewandten Seite des Kolbenringes (13) angeordnet ist.

2. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Eintrittsöffnung des Ölabzuges (16, 20) im Hubbewegungsbereich des Kolbenmantels des Hubkolbens (1) angeordnet ist.

3. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 und 2, da­ durch gekennzeichnet, daß der Ölabzug (20) in der Kol­ benlaufbuchse (2) mündende Abzugsbohrungen (21) hat, die mit einem an der Außenseite der Kolbenlaufbuchse (2) um die Kolbenachse umlaufenden Sammelkanal (22) kommunizierend verbunden sind.

4. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 und 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Eintrittsöffnung des Öl­ abzuges (16) als ein auf der Innenseite der Kolbenlauf­ buchse (2) um die Kolbenachse (11) umlaufender Eintritts­ kanal (17) in Taschenform mit einer nach außen ge­ führten Ablaufbohrung (19) ausgebildet ist.

5. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 3 und 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Abzugsbohrungen (20) bzw. der Eintrittskanal (17) im Längsschnitt zur Kolbenachse (11) geneigt sind, wobei sie, entgegen der Ölabzugs­ richtung (18) gesehen, zum Verbrennungsraum (12) weisen.