DE60121552T2 - Kolbenbuchse - Google Patents

Kolbenbuchse Download PDF

Info

Publication number
DE60121552T2
DE60121552T2 DE60121552T DE60121552T DE60121552T2 DE 60121552 T2 DE60121552 T2 DE 60121552T2 DE 60121552 T DE60121552 T DE 60121552T DE 60121552 T DE60121552 T DE 60121552T DE 60121552 T2 DE60121552 T2 DE 60121552T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
face
positioning surface
piston
internal combustion
combustion engine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE60121552T
Other languages
English (en)
Other versions
DE60121552D1 (de
Inventor
J. Tommy Ann Arbor BEDWELL
Carmo Ann Arbor RIBIERO
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Federal Mogul LLC
Original Assignee
Federal Mogul LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Federal Mogul LLC filed Critical Federal Mogul LLC
Publication of DE60121552D1 publication Critical patent/DE60121552D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE60121552T2 publication Critical patent/DE60121552T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/02Cylinders; Cylinder heads  having cooling means
    • F02F1/10Cylinders; Cylinder heads  having cooling means for liquid cooling
    • F02F1/16Cylinder liners of wet type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
  • Compressor (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)

Description

  • Diese Erfindung betrifft eine Kolbenbuchse für einen hochverdichtenden Verbrennungsmotor, umfassend: ein rohrförmiges Element mit einer oberen Stirnfläche, einer Achse des rohrförmigen Elements und einer unteren Stirnfläche; eine an die obere Stirnfläche angrenzende Radialpositionierungsfläche; eine axial zur unteren Stirnfläche weisende und zwischen der oberen Stirnfläche und der unteren Stirnfläche liegende Axialpositionierungsfläche; eine radial nach außen weisende Kühlmittelkontaktfläche zwischen der Radialpositionierungsfläche und der Axialpositionierungsfläche; einen sich von der Axialpositionierungsfläche zur unteren Stirnfläche erstreckenden Schaft.
  • Eine solche Kolbenbuchse ist aus US-A-4244330 bekannt.
  • ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
  • In hochverdichtenden Verbrennungsmotoren verwendete Kolbenbuchsen waren allgemein mit einem Flansch an ihrem oberen oder Kopfende versehen, der zwischen dem Block und dem Zylinderkopf festgeklemmt wird. Der Schaft dieser Kolbenbuchsen ist aufgrund von thermischer Expansion und Kontraktion schwimmend gelagert. Die Längung und Kontraktion von trockenen Kolbenbuchsen war kein Problem. Allerdings muss die Kühlkapazität bei trockenen Buchsen ein wenig größer sein als bei nassen Buchsen, um eine ausreichende Kühlung zu gewährleisten.
  • In der jüngeren Vergangenheit konstruierte hochverdichtende Verbrennungsmotoren waren im Allgemeinen mit nassen Kolbenbuchsen ausgerüstet, um die Kühlung zu verbessern, die benötigte Kühlmittelmenge für ihre Kühlsysteme zu verringern und dadurch das Fahrzeuggewicht zu verringern.
  • Kolbenbuchsen mit einem oberen Flansch, wie oben beschrieben, die in direktem Kontakt mit Motorkühlmittel stehen, benötigen Dichtungselemente, um eine Dichtung zwischen dem Buchsenschaft und dem Block zu schaffen. Derartige Dichtungen halten aber nicht lange. Der Grund dafür sind Bewegungen zwischen Buchsenschäften und Motorenblöcken infolge von thermischen Veränderungen, Motorvibrationen, Korrosion der Nassseite der Buchsen, Lochfraß, Degradation des Dichtungsmaterials und anderes. Jedes Auslaufen von Kühlmedium mit Frostschutzmittel in ein Motorkurbelgehäuse birgt die Gefahr eines kapitalen Motorschadens. Das Wasser verwandelt sich durch die Wärme im Kurbelgehäuse in Dampf und wird aus dem Kurbelgehäuse ausgestoßen. Das Frostschutzmittel verdampft nicht und verbleibt darum im Motor. Frostschutzmittel verträgt sich nicht mit den Schmiersystemen des Motors und verursacht ein Festfressen von sich bewegenden Teilen. Kolbenbuchsendichtungselemente haben im Allgemeinen eine moderate Ausfallrate während ihrer ersten ungefähr sechstausend Betriebsstunden. Die Dichtungselementausfallrate wird im Allgemeinen jenseits von ungefähr zehntausend Stunden inakzeptabel.
  • Motorenkonstrukteure konstruieren inzwischen Motoren mit nassen Kolbenbuchsen, die jeweils auf dem Block durch einen sich radial erstreckenden Flansch verankert sind, der in der Mitte zwischen dem oberen Ende und dem Kurbelwellen- oder unteren Ende angeordnet ist. Der sich radial erstreckende Flansch hat eine Axialpositionierungsfläche, die in direktem Kontakt mit einer Anschlagfläche am Motorblock steht. Die Buchse ist axial zwischen dem Zylinderkopf und der Anschlagfläche am Motorblock belastet, um ein Austreten von Gasen und Kühlmittel zu verhindern. Infolge dessen wird kein Dichtungselement zwischen der Anschlagfläche am Motorblock und dem sich radial erstreckenden Flansch in der Mitte zwischen den Buchsenenden benötigt. Allerdings kann gewünschtenfalls trotzdem ein geeignetes Dichtungselement verwendet werden.
  • Die axiale Last, die benötigt wird, um eine Dichtung zwischen einer Kolbenbuchse und dem Zylinderkopf und einer Anschlagfläche am Motorblock zu schaffen, ist beträchtlich. Die Dichtung zwischen dem oberen Ende der Buchse und dem Zylinderkopf muss das Durchtreten von verdichteter Luft vor der Verbrennung und von druckbeaufschlagten heißen Gasen nach der Verbrennung verhindern. Bei turbogeladenen Hochleistungs-Dieselmotoren ist der Druck im Brennraum gewaltig. Die Dichtung zwischen der Axialpositionierungsfläche und der Anschlagfläche am Motorblock erfordert im Allgemeinen keine große axiale Last. Jedoch müssen beide Dichtungen eine Abdichtung sowohl bei kaltem Motor als auch bei warmem Motor aufrechterhalten.
  • Die axiale Last auf eine Kolbenbuchse mit einem in der Mitte liegenden Anschlag, die benötigt wird, um unter allen möglichen Betriebsbedingungen Undichtigkeiten zwischen dem oberen Ende einer Buchse und einem Zylinderkopf zu verhindern sowie Undichtigkeiten zwischen einer Axialpositionierungsfläche an dem radialen Flansch und einer Anschlagfläche am Motorblock zu verhindern, ist groß. Eine axiale Last auf die Kolbenbuchse, die ein Austreten von Gas und Kühlmittel unter einer kompletten Bandbreite von Betriebsbedingungen verhindert, verzieht die Innenwände der Kolbenbuchse. Dieses Verziehen der Wände erhöht die Verschleißrate der Buchsenwand, des Kolbens und der Kolbenringe. Das Verziehen erhöht außerdem den Ölverbrauch, das Kolbenringdurchblasen und den Ausstoß von unerwünschten Materialien und führt letztendlich zu Leistungsverlust. Um den Kolbenringverschleiß und alle damit verbundenen Probleme zu minimieren, müssen die Innenwände der Kolbenbuchsen unter normalen Betriebsbedingungen zylindrisch oder fast zylindrisch sein.
  • Es ist eine Lösung für das Problem des Verziehens von Kolbenbuchsen vorgeschlagen worden. Dieser Lösungsvorschlag besteht darin, die Buchsenwände von der Oberkante bis zum mittigen Anschlag dicker zu gestalten. Dickere Buchsenwände erhöhen das Gewicht jeder Buchse und erhöhen somit das Gewicht des Motors. Eine Buchse mit einem größeren Außendurchmesser erfordert eine größere Bohrung im Motorblock. Eine Vergrößerung des Durchmessers der Bohrungen in dem Motorblock erfordert im Allgemeinen eine Verlängerung und eine Verbreiterung des Blocks, um die größeren Bohrungen für die Kolbenbuchsen aufzunehmen und die Kühlmittelkapazität beizubehalten. Eine Vergrößerung des Blocks erhöht natürlich das Gewicht des Blocks und erfordert im Allgemeinen eine Vergrößerung und eine schwerere Konstruktion anderer Motorenkomponenten.
  • KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Die Kolbenbuchse für einen hochverdichtenden Verbrennungsmotor ist ein rohrförmiges Element. Das rohrförmige Element hat eine obere Stirnfläche, die im rechten Winkel zu einer Achse des rohrförmigen Elements verläuft, und eine untere Stirnfläche. Eine Radialpositionierungsfläche grenzt an die obere Stirnfläche an. Eine Axialpositionierungsfläche weist axial zur unteren Stirnfläche und befindet sich zwischen der oberen Stirnfläche und der unteren Stirnfläche. Eine radial nach außen weisende Kühlmittelkontaktfläche befindet sich zwischen der Radialpositionierungsfläche und der Axialpositionierungsfläche. Ein Schaft erstreckt sich von der Axialpositionierungsfläche zur unteren Stirnfläche. Eine profilierte, radial nach innen weisende Fläche erstreckt sich im Wesentlichen von der oberen Stirnfläche zur unteren Stirnfläche. Das Profil wird im Wesentlichen zylindrisch, wenn sich die Kolbenbuchse in einem Motorblock eines hochverdichtenden Verbrennungsmotors befindet und die obere Stirnfläche und die Axialpositionierungsfläche mit einer vorbestimmten Axialkompressionskraft beaufschlagt wird.
  • Die Kolbenbuchse bildet eine Verbindungsstelle zwischen ihrer oberen Stirnfläche und einem Zylinderkopf, die die Verbrennungsprodukte im Brennraum hält. Der Kontakt zwischen der Axialpositionierungsfläche der Kolbenbuchse und dem Motorblock hält das Motorkühlmittel zurück und verhindert ein Eindringen von Kühlmittel in das Kurbelgehäuse ohne Verwendung eines Dichtungselements. Die zylindrische Zylinderwandfläche, die während des normalen Betriebes im Inneren der Buchse gebildet wird, verringert den Kolbenringverschleiß, den Kolbenverschleiß und den Buchsenverschleiß. Die zylindrische Fläche verringert außerdem den Ölverbrauch, das Kolbenringdurchblasen und den Ausstoß von unerwünschten Materialien aus dem Motor.
  • Kolbenbuchsen für Dieselmotoren mit profilierten Zylinderwänden, wie oben beschrieben, können in einen Verbrennungsmotor hineingepresst und ab Werk betriebsbereit geliefert werden. Teure und zeitaufwändige Hon-, Polier- und Schneidoperationen vor Ort entfallen dadurch.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Diese und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden detaillierten Beschreibung und der angehängten Zeichnungen besser verständlich. In den Zeichnungen ist Folgendes zu sehen:
  • 1 ist eine Schnittansicht einer Kolbenbuchse, die in einem Verbrennungsmotor installiert ist.
  • 2 ist eine teilweise geöffnete Schnittansicht einer Buchse nach dem Stand der Technik mit einem oberen Flansch, der die Buchse axial in einem Verbrennungsmotor positioniert.
  • 3 ist eine teilweise geöffnete Schnittansicht einer Buchse nach dem Stand der Technik mit einem mittigen Anschlag, wobei das Innenwandprofil unter Belastung zu gezeigt ist.
  • 4 ist eine teilweise geöffnete Schnittansicht, wobei die Kolbenbuchse in einem Motorblock montiert ist, allerdings ohne axiale Belastung.
  • 5 ist eine teilweise geöffnete Schnittansicht, wobei die Kolbenbuchse in einem Motorblock montiert ist, mit axialer Belastung.
  • 6 ist eine vertikale Schnittansicht der Kolbenbuchse vor der axialen Belastung.
  • 7 ist eine Ansicht ähnlich 6, die die Buchse mit axialer Belastung zeigt.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Die Kolbenbuchse 10 für einen Verbrennungsmotor 12 ist ein rohrförmiges Element mit einer Achse 14. Die Buchse 10 hat eine obere Stirnfläche 16, eine untere Stirnfläche 18, eine radial innere Fläche 20 und eine Außenfläche 22. Die obere Stirnfläche 16 befindet sich in einer Ebene, die rechtwinklig zur Achse 14 liegt. Die untere Stirnfläche 18 befindet sich ebenfalls in einer Ebene, die rechtwinklig zur Achse 14 liegt. Die obere Stirnfläche 16 ist von der Fläche 24 auf dem Zylinderkopf 26 durch ein Dichtungselement 25 getrennt. Normalerweise verläuft die Blockoberseite 28 des Motorblocks 30 im rechten Winkel zur Achse 14 der Kolbenbuchse 10. Es ist zweckmäßig, die obere Stirnfläche 16 der Buchse in einer Ebene verlaufen zu lassen, die parallel zu der Oberseite 28 des Motorblocks 30 liegt. Durch Anordnen der oberen Stirnfläche 16 der Kolbenbuchse 10 in einer Ebene, die im rechten Winkel zu der Achse 14 verläuft, wird eine Kraft, die durch den Zylinderkopf 26 auf die Buchse wirkt, in einer Richtung ausgeübt, die parallel zu der Achse 14 verläuft. Es gibt keine ungleichmäßige Kraft auf die Buchse 10, die quer zu der Achse 14 verläuft und dazu neigen würde, die Buchse zu verbiegen. Die untere Stirnfläche 18 befindet sich mit keinem anderen Objekt und keiner anderen Fläche in direktem Kontakt. Die untere Stirnfläche 18 der Buchse 10 kann innerhalb gewisser Grenzen jede beliebige Form haben.
  • Die Außenfläche 22 der Kolbenbuchse 10 hat eine Radialpositionierungsfläche 32, die an die obere Stirnfläche 16 angrenzt. Diese Positionierungsfläche 32 hat einen Durchmesser, der größer ist als der Durchmesser der Bohrung 34 in dem Verbrennungsmotorblock 30. Eine Presse drückt die Radialpositionierungsfläche 32 in die Bohrung 34, wodurch eine Presspassung entsteht, die ein Austreten von Kühlmittel aus dem Kühlmittelmantel 36 verhindert.
  • Eine Axialpositionierungsfläche 38 an der Kolbenbuchse 10 befindet sich zwischen der oberen Stirnfläche 16 und der unteren Stirnfläche 18 und neben dem unteren Abschnitt des Kühlmittelmantels 36. Wie in der Zeichnung gezeigt, befindet sich die Axialpositionierungsfläche 38 in einer Ebene, die quer zu der Achse 14 verläuft. Eine Motorblockanschlagfläche 40 wird durch die Axialpositionierungsfläche 38 berührt und begrenzt die axiale Bewegung der Kolbenbuchse 10 in Richtung der Kurbelwelle 42. Die Motorblockanschlagfläche 40 befindet sich ebenfalls in einer Ebene, die quer zu der Achse 14 verläuft. Die Bohrung 44 in dem Block 30 gestattet einen Spielraum für die Kolbenbuchse 10, wodurch der Bohrung 34 in dem Block die Aufgabe der radialen Positionierung der Buchse zukommt. Axialer Druck auf die obere Stirnfläche 16 der Buchse 10 drängt die Axialpositionierungsfläche 38 in Eingriff mit der Blockanschlagfläche 40 und bildet eine hermetische Dichtung für das Kühlmittel. Gewünschtenfalls könnte ein mechanisches Dichtungselement wie zum Beispiel ein O-Ring verwendet werden. Allerdings ist ein mechanisches Dichtungselement nicht erforderlich.
  • Die Axialpositionierungsfläche 38 und die Blockanschlagfläche 40 könnten konische Passflächen sein, die die untere Stirnfläche 18 gewünschtenfalls radial fixieren würden. Der Durchmesser der Bohrung 44 könnte auch verkleinert werden, um die untere Stirnfläche 18 gewünschtenfalls radial zu fixieren.
  • Eine Kühlmittelkontaktfläche 46 erstreckt sich von der Radialpositionierungsfläche 32 zu der Axialpositionierungsfläche 38. Kühlmittel in dem Kühlmittelmantel 36 eines Verbrennungsmotors 12 transportiert Wärme von der Kühlmittelkontaktfläche 46 fort. Eine (nicht gezeigte) Wasserpumpe pumpt Kühlmittel durch den Kühlmittelmantel 36 und durch einen Wärmetauscher, wie zum Beispiel einen Kühler. Die Kühlmittelkontaktfläche 46 hat vorzugsweise einen Durchmesser, der kleiner ist als der Durchmesser der Radialpositionierungsfläche 32, so dass Korrosion an der Kühlmittelkontaktfläche nicht den Ausbau einer verschlissenen oder beschädigten Kolbenbuchse 10 verhindert.
  • Ein Schaft 48 erstreckt sich axial von der Axialpositionierungsfläche 38 zur unteren Stirnfläche 18. Die radial äußere Fläche des Schaftes 48 kann in Kontakt mit Gasen und Schmiermittel in dem Kurbelgehäuse des Verbrennungsmotors 12 stehen. Der Außendurchmesser des Schaftes 48 ist kleiner als andere Außenflächen der Kolbenbuchse 10.
  • Der kleinere Durchmesser des Schaftes 48 verringert das Gewicht der Kolbenbuchse 10 und exponiert die Axialpositionierungsfläche 38. Die Belastung auf den Schaft 48 ist wesentlich geringer als die Belastung auf die Buchse 10 oberhalb der Axialpositionierungsfläche 38. Diese geringere Festigkeitsanforderung gestattet einen verringerten Außendurchmesser des Schaftes 48.
  • Das Festspannen des Zylinderkopfes 26 am Motorblock 30 übt eine erhebliche axiale Belastung auf die Kolbenbuchse 10 aus. Die Last auf die obere Stirnfläche 16 der Buchse 10 ist überwiegend eine Kompressionslast. Nahe der oberen Stirnfläche 16 und der Axialpositionierungsfläche 38 kommt es zu einem geringfügigen Verziehen der Innenseite oder der radial inneren Fläche 20 der Kolbenbuchse 10. Dieses Verziehen bewirkt, dass sich die Innenfläche 20 nahe der oberen Stirnfläche 16 radial einwärts bewegt. Die Belastung, die durch die Motorblockanschlagfläche 40 auf die Axialpositionierungsfläche 38 ausgeübt wird, lässt Biegebelastungen auf die Kolbenbuchse 10 einwirken, die die Innenseite 20 verwirft.
  • Die in 3 gezeigte Kolbenbuchse 50 nach dem Stand der Technik hat eine im Wesentlichen zylindrische Fläche 52, bevor ein Zylinderkopf 26 auf dem Motorblock 54 festgespannt wird. Eine Wellenlinie 56 deutet in übertriebener Weise das Verwerfen an, wenn die Kolbenbuchse 50 nach dem Stand der Technik in einem Block 54 festgespannt wird.
  • Die Kolbenringe 60 an einem Kolben 62 sind radial zusammengedrückte Federn, die sich ausdehnen wollen und der Kontur der Innenfläche 20 einer Buchse 10 folgen. Wenn die Innenfläche verworfen ist, wie durch die Wellenlinie 56 in 3 gezeigt, so vollführt ein Kolbenring 60 ein ständiges Ausdehnen und Zusammenziehen. Diese Bewegung verkürzt die Grenznutzungsdauer jedes Rings 60 und verschleißt die Ringnut 64 in dem Kolben 62. Wenn die belastete Kolbenbuchse 10 eine im Wesentlichen zylindrische Innenfläche 20 hat, so verändert sich der Durchmesser der Kolbenringe 60 nur wenig, und der Verschleiß wird minimiert.
  • Die in 6 gezeigte unbelastete Kolbenbuchse 10 wurde maschinell so bearbeitet, dass die Innenfläche 20 im Wesentlichen zylindrisch ist, wenn sie axial belastet wird und mit der erwarteten Betriebstemperatur arbeitet. Das unbelastete Profil erhält man durch Bestimmen der Mengen an Material, das abgetragen oder hinzugefügt werden muss, um das verworfene Profil 56 zu einer geraden Linie zu ändern. Abtragen und Hinzufügen von Material verändert die Festigkeit der Kolbenbuchse 10 an den Stellen, wo Material abgetragen oder hinzugefügt wird. Die Festigkeitsveränderungen erfordern eine Modifizierung des endgültigen unbelasteten Profils der Innenfläche 20 der Kolbenbuchse 10.
  • Die Betriebstemperatur einer Kolbenbuchse verändert sich entlang der Buchse von der oberen Stirnfläche 16 zur unteren Stirnfläche 18. Die Betriebstemperatur verändert sich auch in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur, der Motorbelastung und den Kraftstoffeigenschaften. Das Profil einer Innenfläche 20 der Kolbenbuchse 10 wird auch so modifiziert, wie es der erwarteten Betriebstemperatur der Buchse in einem Verbrennungsmotor 12 entspricht. Die Innenfläche 20 einer Kolbenbuchse 10 in einem Verbrennungsmotor 12, der mit der erwarteten Temperatur und Motorbelastung arbeitet, ist im Wesentlichen zylindrisch, wie in 2 gezeigt. Wenn die Motorbelastung, die Umgebungstemperatur oder sonstige Betriebsbedingungen von den erwarteten Betriebsbedingungen abweichen, so ändert sich die Axiallast auf die Kolbenbuchse 10, und die Innenfläche 20 wird ein wenig verworfen. Allerdings arbeiten große Hochdruckmotoren 12 im Allgemeinen in einem relativ schmalen Temperaturbereich. Die erwarteten Veränderungen beim Profil der Innenfläche 20 sind im Allgemeinen gering.
  • Eine Kolbenbuchse 10, die wie oben beschrieben hergestellt wird, kann in einem Motor 12 montiert werden, und der Motor kann zusammengebaut werden, ohne dass zusätzliches maschinelles Bearbeiten, Honen oder Polieren der Kolbenbuchse erforderlich ist.
  • Die in 2 gezeigte Kolbenbuchse 66 nach dem Stand der Technik hat einen zylindrischen Rand 68. Dieser zylindrische Rand 68 fixiert die Buchse 66 axial im Block 70. Wie oben erläutert, gibt es bei diesem Aufbau im Wesentlichen keine axialen Belastungen auf die Buchse 66. Jedoch expandiert und kontrahiert die Buchse 66 axial bei Temperaturschwankungen. Um ein Auslaufen aus dem Wassermantel zu verhindern und eine axiale Bewegung der Buchse 66 relativ zum Block 70 aufzufangen, ist eine Dichtung 72 vorhanden. Die Dichtung 72 kann die Bewegung zwischen der Buchse 66 und dem Block 70 ausgleichen. Allerdings haben Dichtungen 72 eine begrenzte Nutzungsdauer. Ein Dieselmotor mit einer langen Lebensdauer benötigt ein verbessertes Dichtungssystem, wie oben beschrieben, um ein Austreten von Kühlmittel zu verhindern, zu dem es mit Dichtungen 72 nach einem gewissen Zeitraum kommen kann.
  • Natürlich sind vor dem Hintergrund der obigen Lehren viele Modifikationen und Variationen der vorliegenden Erfindung möglich. Es versteht sich daher, dass die Erfindung innerhalb des Geltungsbereichs der angehängten Ansprüche auch auf andere Weise praktiziert werden kann, als ausdrücklich beschrieben wurde. Die Erfindung wird durch die Ansprüche definiert.

Claims (8)

  1. Kolbenbuchse (10) für einen hochverdichtenden Verbrennungsmotor umfassend: – ein rohrförmiges Element mit einer oberen Stirnfläche (16), einer Achse (14) des rohrförmigen Elements und einer unteren Stirnfläche (18); – eine an die obere Stirnfläche (16) angrenzende Radialpositionierungsfläche (32); – eine axial zur unteren Stirnfläche (18) weisende und zwischen der oberen Stirnfläche (16) und der unteren Stirnfläche (18) liegende Axialpositionierungsfläche (38); – eine radial nach außen weisende Kühlmittelkontaktfläche (46) zwischen der Radialpositionierungsfläche (32) und der Axialpositionierungsfläche (38); – einen sich von der Axialpositionierungsfläche (38) zur unteren Stirnfläche (18) erstreckenden Schaft (48); dadurch gekennzeichnet, dass sich eine profilierte, radial nach innen weisende Fläche (20) im wesentlichen von der oberen Stirnfläche (16) zur unteren Stirnfläche (18) erstreckt, die im wesentlichen zylindrisch wird, wenn die Kolbenbuchse (10) in den hochverdichtenden Verbrennungsmotor eingebaut ist und die obere Stirnfläche (16) und die Axialpositionierungsfläche (38) mit einer vorbestimmten Axialkompressionskraft beaufschlagt wird.
  2. Kolbenbuchse (10) für einen hochverdichtenden Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, wobei ein Außendurchmesser des Schaftes (48) kleiner als ein Außendurchmesser der Axialpositionierungsfläche (38) ist.
  3. Kolbenbuchse (10) für einen hochverdichtenden Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, wobei ein Außendurchmesser der Axialpositionierungsfläche (38) kleiner als ein Durchmesser der Radialpositionierungsfläche (32) ist.
  4. Kolbenbuchse (10) für einen hochverdichtenden Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, wobei ein Außendurchmesser der radial nach außen weisenden Kühlmittelkontaktfläche (46) kleiner als ein Durchmesser der Radialpositionierungsfläche (32) ist.
  5. Kolbenbuchse (10) für einen hochverdichtenden Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, wobei die obere Stirnfläche (16) in einer Ebene liegt, die rechtwinklig zur Achse (14) des rohrförmigen Elements ist.
  6. Kolbenbuchse (10) für einen hochverdichtenden Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, wobei die Radialpositionierungsfläche (32) einen Durchmesser hat, der größer als der Durchmesser einer Bohrung in einem Motorblock ist, die die Kolbenbuchse (10) aufnimmt.
  7. Kolbenbuchse (10) für einen hochverdichtenden Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, wobei die Axialpositionierungsfläche (38) in einer Ebene liegt, die rechtwinklig zur Achse (14) des rohrförmigen Elements verläuft.
  8. Verfahren zur Herstellung der Kolbenbuchse (10) nach Anspruch 1, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: – Festlegung der Entfernung zwischen der oberen Stirnfläche (16) und der Axialpositionierungsfläche (38), um eine erforderliche Axialkraft auf der besagten Kolbenbuchse (10) zur Verfügung zu stellen, um Lecks hinter der oberen Stirnfläche (16) und der Axialpositionierungsfläche (38) während der Benutzung zu vermeiden; und – Ausbildung eines Profils an einer Innenfläche (20) der Kolbenbuchse (10), das im Wesentlichen die Verformung der Innenfläche (20) während der Benutzung bei einem gewählten Betriebszustand korrigiert.
DE60121552T 2000-03-07 2001-03-06 Kolbenbuchse Expired - Fee Related DE60121552T2 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US520111 2000-03-07
US09/520,111 US6357400B1 (en) 2000-03-07 2000-03-07 Piston sleeve
PCT/US2001/007064 WO2001066928A1 (en) 2000-03-07 2001-03-06 Piston sleeve

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE60121552D1 DE60121552D1 (de) 2006-08-31
DE60121552T2 true DE60121552T2 (de) 2007-07-05

Family

ID=24071246

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE60121552T Expired - Fee Related DE60121552T2 (de) 2000-03-07 2001-03-06 Kolbenbuchse

Country Status (8)

Country Link
US (1) US6357400B1 (de)
EP (1) EP1264099B1 (de)
AU (1) AU2001247290A1 (de)
BR (1) BR0109064A (de)
DE (1) DE60121552T2 (de)
ES (1) ES2269372T3 (de)
PL (1) PL357114A1 (de)
WO (1) WO2001066928A1 (de)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6675750B1 (en) * 2002-04-25 2004-01-13 Dana Corporation Cylinder liner
JP4367288B2 (ja) * 2004-08-17 2009-11-18 トヨタ自動車株式会社 エンジンのシリンダブロック
US8443768B2 (en) * 2009-02-17 2013-05-21 Mahle International Gmbh High-flow cylinder liner cooling gallery
US8601995B2 (en) * 2011-08-03 2013-12-10 Cummins Intellectual Property, Inc. Cylinder liner seal arrangement and method of providing the same
US20160252042A1 (en) * 2015-02-27 2016-09-01 Avl Powertrain Engineering, Inc. Cylinder Liner
US9958358B2 (en) * 2016-03-31 2018-05-01 Caterpillar Inc. Control system having seal damage counting
WO2021126943A1 (en) 2019-12-17 2021-06-24 Cummins Inc. Profiled cylinder liner for bore distortion control

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2283424A (en) 1939-03-20 1942-05-19 Thompson Prod Inc Cylinder liner sleeve
US2387971A (en) 1942-01-14 1945-10-30 Aspin Frank Metcalf Cylinder liner and cylinder
US4127058A (en) 1974-08-13 1978-11-28 Mahle Gmbh Liquid-cooled cylinder sleeves
FR2413553A1 (fr) 1978-01-03 1979-07-27 Renault Chemise de moteur a combustion interne
US4244330A (en) 1978-11-13 1981-01-13 Cummins Engine Company, Inc. Engine cylinder liner having a mid stop
US4399783A (en) 1980-04-14 1983-08-23 Deere & Company Interference fit cylinder liner
US4385595A (en) 1980-12-09 1983-05-31 Cummins Engine Company, Inc. Bottom stop cylinder liner and engine assembly
US4562799A (en) 1983-01-17 1986-01-07 Cummins Engine Company, Inc. Monolithic ceramic cylinder liner and method of making same
US4905642A (en) 1984-11-09 1990-03-06 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Siamese-type cylinder block blank and apparatus for casting the same
US4926801A (en) 1987-12-22 1990-05-22 Mack Trucks, Inc. Wet/dry cylinder liner for high output engines
US4986230A (en) 1989-12-27 1991-01-22 Ford Motor Company Method of joining cylinder bore liners to an engine block
US5251579A (en) * 1990-07-20 1993-10-12 Ae Auto Parts Limited Cylinder liners
FR2666628B1 (fr) 1990-09-06 1994-09-16 Melchior Jean Dispositif d'etancheite entre la culasse et le cylindre d'une machine alternative a compression de fluide gazeux.
SE508983C2 (sv) 1992-12-30 1998-11-23 Scania Cv Ab Vått cylinderfoder
US5575251A (en) 1994-01-04 1996-11-19 Caterpillar Inc. Deck plate for an internal combustion engine
SE503873C2 (sv) * 1995-10-13 1996-09-23 Scania Cv Ab Anordning för avtätning av en förbränningsmotors förbränningsrum
US6116198A (en) * 1997-07-21 2000-09-12 Cummins Engine Company, Inc. Replaceable cylinder liner with improved cooling
US5870990A (en) 1997-09-02 1999-02-16 Ford Global Technologies, Inc. Cylinder bore liner for an internal combustion engine
US5979374A (en) * 1998-06-12 1999-11-09 Cummins Engine Company, Inc. Control cooled cylinder liner

Also Published As

Publication number Publication date
EP1264099A4 (de) 2004-07-07
AU2001247290A1 (en) 2001-09-17
EP1264099A1 (de) 2002-12-11
DE60121552D1 (de) 2006-08-31
EP1264099B1 (de) 2006-07-19
BR0109064A (pt) 2002-12-10
WO2001066928A1 (en) 2001-09-13
PL357114A1 (en) 2004-07-12
ES2269372T3 (es) 2007-04-01
US6357400B1 (en) 2002-03-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60109150T2 (de) Radiallager bzw. Quergleitlager
DE3118498A1 (de) Oelgekuehlte zylinderbuechsen-vorrichtung
DE3032253A1 (de) Verbrennungsmotor
DE3518721A1 (de) Oelgekuehlter, mehrteiliger tauchkolben einer brennkraftmaschine
DE3332358A1 (de) Kolben fuer verbrennungsmotoren
DE3233578A1 (de) Mehrzylinderbrennkraftmaschine mit nassen zylinderlaufbuechsen und einzelzylinderkoepfen
DE60121552T2 (de) Kolbenbuchse
DE102009023332A1 (de) Zylinderkurbelgehäuse mit einer eingesetzten Zylinderlaufbuchse
DE3152126A1 (de) Zylinderlaufbuechse fuer den kolben eines verbrennungsmotors
DE60031343T2 (de) Brennkraftmaschine mit rotierender zylinderbüchse
DE102008028052A1 (de) Verfahren zur Stabilisierung eines Kolbenrings und Mittel zur Durchführung dieses Verfahrens
AT521716B1 (de) Ölabstreifring für eine Kolbenstange
DE19955809B4 (de) Kolben eines Verbrennungsmotors
AT523642B1 (de) Brennkraftmaschine mit zweitgeteilter Zylinderbuchse
DE102015217023A1 (de) Zylinderlaufbuchse für eine Brennkraftmaschine, Brennkraftmaschine mit einer solchen Zylinderlaufbuchse und Verfahren zum Herstellen einer Zylinderlaufbuchse für eine Brennkraftmaschine
DE10149127B4 (de) Kompressionskolbenring für die Verwendung in einem Verbrennungsmotor und Dieselmotor
DE102009018981A1 (de) Kolben für eine Hubkolbenmaschine
DE19832844B4 (de) Verbrennungsmotor mit einer auswechselbaren Zylinderlaufbuchse
DE102014010156A1 (de) Anordnung eines Kolbens in einem Zylinder einer Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine sowie Kolben für eine Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine
DE4344653A1 (de) Abstützung einer nassen Zylinderlaufbüchse in einer Hubkolben-Brennkraftmaschine
EP0291867B1 (de) Hubkolbenmaschine
DE10350500A1 (de) Verfahren zur Vergrößerung von Motorzylinderbohrungen
DE4204018A1 (de) Gleitlager
AT519760B1 (de) Brennkraftmaschine
DE10205179A1 (de) Kühlwasserabdichtung zwischen einem Motorblock und einer Zylinderlaufbuchse

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee