EP0935061B1 - Verbrennungsmotor, insbesondere stationärer Gasmotor - Google Patents

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EP0935061B1
EP0935061B1 EP98124381A EP98124381A EP0935061B1 EP 0935061 B1 EP0935061 B1 EP 0935061B1 EP 98124381 A EP98124381 A EP 98124381A EP 98124381 A EP98124381 A EP 98124381A EP 0935061 B1 EP0935061 B1 EP 0935061B1
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cylinder liner
piston
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cylinder
outside
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Werner Ing. Henkel
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Innio Jenbacher GmbH and Co OG
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GE Jenbacher GmbH and Co OHG
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    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/02—Cylinders; Cylinder heads  having cooling means
    • F02F1/10—Cylinders; Cylinder heads  having cooling means for liquid cooling
    • F02F1/16—Cylinder liners of wet type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/02—Cylinders; Cylinder heads  having cooling means
    • F02F1/10—Cylinders; Cylinder heads  having cooling means for liquid cooling
    • F02F1/14—Cylinders with means for directing, guiding or distributing liquid stream
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F2001/006—Cylinders; Cylinder heads  having a ring at the inside of a liner or cylinder for preventing the deposit of carbon oil particles, e.g. oil scrapers

Definitions

  • the invention relates to an internal combustion engine, in particular stationary gas engine, with a piston that runs in a cylinder liner, which inside the crankcase is arranged and which in the region of its upper, the cylinder head adjacent edge having an annular flange for support in the crankcase in the axial direction, with a on the outside of the cylinder liner extending coolant channel and with a the inside of the cylinder liner in the region of its upper edge arranged something over the inner surface of the cylinder liner projecting scraping ring for scraping the Outside of the piston in the area adjacent to the end face of the piston area.
  • An internal combustion engine of this kind is e.g. already known from CH 672 353.
  • the scraping ring of this Internal combustion engine prevents the deposition of combustion residues at the Outside of the piston in the area adjacent to the end face of the piston, which otherwise over time, in particular to impair the function of the piston rings being able to lead.
  • the object of the invention is to provide an internal combustion engine, in which the Operational reliability and service life over the known engines of this type is improved. This succeeds according to the invention having the features of the characterizing part of claim 1.
  • the invention consists in that in the problem according to the invention in first and foremost not a mechanical but a thermal problem. Due to thermal stresses, it can namely in the course of time to a delay or a loosening of the scraping ring come. To counter this, the provided measures according to the invention.
  • a piston 110 which in a Cylinder liner 101 is running.
  • the cylinder liner has in the area of its upper Cylinder head 102 adjacent edge 103 on an annular flange 104.
  • This ring flange 104 serves for the axial support of the cylinder liner on the piston housing 105, which over the cylinder head 102 is acted upon in the axial direction.
  • the cylinder head gasket 106 Between ring flange 104 of Cylinder liner 101 and cylinder head 102 is the cylinder head gasket 106 and in Cylinder head 102 is visible in this sectional view of one of the valves 107.
  • the Centering of the cylinder liner 101 in the crankcase 105 takes place in the area 108 briefly below the annular flange 104. Between crankcase 105 and cylinder liner 101 extends to this area 108, a cooling liquid passage 109th
  • FIG. 2 which also forms part of a longitudinal section through a cylinder of a larger engine, in particular a stationary gas engine, is now the Invention be explained.
  • valves are the (the prior art corresponding) valves in this Fig. Not visible.
  • the piston 10 is running in one Cylinder liner 1, which is disposed within the crankcase 5.
  • this is provided with an annular flange 4, via which it is supported in the axial direction in the crankcase 5 on a flange 11.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor, insbesondere stationärer Gasmotor, mit einem Kolben, der in einer Zylinderbüchse läuft, welche innerhalb des Kurbelgehäuses angeordnet ist und welche im Bereich ihres oberen, dem Zylinderkopf benachbarten Randes einen Ringflansch zur Abstützung im Kurbelgehäuse in axialer Richtung aufweist, mit einem auf der Außenseite der Zylinderbüchse verlaufenden Kühlflüssigkeitskanal und mit einem an der Innenseite der Zylinderbüchse im Bereich ihres oberen Randes angeordneten etwas über die Innenfläche der Zylinderbüchse vorspringenden Schabering zur Abschabung der Außenseite des Kolbens im an die Stirnfläche des Kolbens angrenzenden Bereich.
Ein Verbrennungsmotor dieser Art ist z.B. aus der CH 672 353 bereits bekannt. Der Schabering dieses Verbrennungsmotors verhindert, die Ablagerung von Verbrennungsrückständen an der Außenseite des Kolbens im an die Stirnfläche des Kolbens angrenzenden Bereich, welche anderenfalls im Laufe der Zeit insbesondere zur Beeinträchtigung der Funktion der Kolbenringe führen können.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Verbrennungsmotor bereitzustellen, bei dem die Betriebszuverlässigkeit und Lebensdauer gegenüber den bekannten Motoren dieser Art verbessert wird. Erfindungsgemäß gelingt dies mit den Merkmalen des kennzeichwenden Teils des Anspruchs 1.
Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe würde es für einen Fachmann zunächst naheliegen, den Schabering aus einem möglichst harten Material herzustellen, welches sich somit vom Material der Zylinderbüchse unterscheiden wird. Der Grundgedanke der Erfindung besteht demgegenüber darin, daß es sich beim erfindungsgemäßen Problem in erster Linie nicht um ein mechanisches, sondern um ein thermisches Problem handelt. Durch thermische Spannungen kann es nämlich im Laufe der Zeit zu einem Verzug bzw. zu einer Lockerung des Schaberinges kommen. Um dem entgegenzuwirken, sind die erfindungsgemäßen Maßnahmen vorgesehen.
Obwohl stationäre Gasmotoren standardmäßig entsprechend der nachfolgend beschriebenen Fig. 1 konstruiert sind, sind aus der DE 34 13 971 A1 und der GB 1 478 379 A spezielle Motoren bekannt, bei denen der auf der Außenseite der Zylinderbüchse verlaufende Kühlfüssigkeitskanal ebenfalls bis zum Ringflansch der Zylinderbüchse geführt ist. Da diese Motoren keinen Schabering aufweisen, dient diese Maßnahme hier allerdings nicht zum gleichen Zweck wie bei der Erfindung, nämlich die thermischen Spannungen zwischen Schabering und Zylinderbüchse zu vermindern. Erst durch die Kombination dieses Merkmals mit dem Merkmal, daß der Schabering und die Zylinderbüchse aus dem gleichen Material bestehen, wird ein besonders betriebs- und ausfallsicherer Verbrennungsmotor mit Schabering bereitgestellt.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung erläutert. In dieser zeigen
  • Fig. 1 einen Teil eines Längsschnittes in der Ebene der Ventile eines Zylinders eines stationären Gasmotors des Standes der Technik, und
  • Fig. 2 einen Teils eines Längsschnittes in einer Ebene, in der kein Ventil liegt, eines Zylinders eines erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors.
    • Der in Fig. 1 gezeigte Ausschnitt eines Zylinders des Standes der Technik wie er bei stationären Gasmotoren verwendet wird, weist einen Kolben 110 auf, der in einer Zylinderbüchse 101 läuft. Die Zylinderbüchse weist im Bereich ihres oberen dem Zylinderkopf 102 benachbarten Randes 103 einen Ringflansch 104 auf. Dieser Ringflansch 104 dient zur axialen Abstützung der Zylinderbüchse am Kolbengehäuse 105, welche über den Zylinderkopf 102 in axialer Richtung beaufschlagt ist. Zwischen Ringflansch 104 der Zylinderbüchse 101 und Zylinderkopf 102 liegt die Zylinderkopfdichtung 106 und im Zylinderkopf 102 ist in dieser Schnittdarstellung eines der Ventile 107 sichtbar. Die Zentrierung der Zylinderbüchse 101 im Kurbelgehäuse 105 erfolgt im Bereich 108 kurz unterhalb des Ringflansches 104. Zwischen Kurbelgehäuse 105 und Zylinderbüchse 101 erstreckt sich bis zu diesem Bereich 108 ein Kühlflüssigkeitskanal 109.
    Anhand der Fig. 2, welche ebenfalls einen Teil eines Längsschnittes durch einen Zylinder eines größeren Motors, insbesondere eines stationären Gasmotors, darstellt, soll nun die Erfindung erläutert werden. Da ein Schnitt quer zur Richtung der Verbindungslinie zwischen den im Zylinderkopf 2 angeordneten Ventilen dargestellt ist, sind die (dem Stand der Technik entsprechenden) Ventile in dieser Fig. nicht sichtbar. Wiederum läuft der Kolben 10 in einer Zylinderbüchse 1, welche innerhalb des Kurbelgehäuses 5 angeordnet ist. Im Bereich des oberen Randes 3 der Zylinderbüchse 1 ist diese mit einem Ringflansch 4 versehen, über welchen sie sich in axialer Richtung im Kurbelgehäuse 5 an einem Flansch 11 abstützt. In diese axiale Richtung wird die Zylinderbüchse 1 vom Zylinderkopf 2 beaufschlagt, wobei zwischen Zylinderkopf und Zylinderbüchse die Zylinderkopfdichtung 6 angeordnet ist. Die Zentrierung der Zylinderbüchse 1 im Kurbelgehäuse 5 erfolgt im Gegensatz zu dem in Fig. 1 gezeigten Zylinder des Standes der Technik an der Außenseite 12 des Ringflansches 4, der in einer entsprechenden Ausnehmung im Kurbelgehäuse 5 liegt. Der Kühlflüssigkeitskanal 9 reicht erfindungsgemäß bis zum Ringflansch 4 der Zylinderbüchse 1. Dadurch wird die Kühlung des oberen Bereiches der Zylinderbüchse wesentlich verbessert.
    In diesem oberen Bereich der Zylinderbüchse 1 ist ein an ihrer Innenseite angeordnete Schabering 13 vorgesehen, der etwas über die Innenfläche 14 der Zylinderbüchse 1 vorspringt. Dieser besteht aus dem gleichem Material wie die Zylinderbüchse, da andernfalls zu starke thermische Verspannungen zwischen Schabering 13 und Zylinderbüchse 1 auftreten würden. Damit der Rand der Stirnfläche 15 des Kolbens 10 bei dessen Aufwärtsbewegung nicht frontal auf die Unterkante des Schaberinges 13 aufprallen kann, verjüngt sich der Kolben 10 in seinem Bereich oberhalb der Nut 17, in der der oberste Kolbenring (nicht eingezeichnet) liegt. Durch den Schabering 13 wird eine Anlagerung von Verbrennungsrückständen an der Außenseite 16 des Kolbens 10 im an die Stirnfläche 15 angrenzenden Bereich verhindert. Durch die verbesserte Kühlung des oberen Bereiches der Zylinderbüchse 1, in welchem der Schabering 13 angeordnet ist, werden die thermischen Spannungen verringert und ein sicherer Sitz des Schaberinges 13 in der Zylinderbüchse 1 wird gewährleistet.

    Claims (3)

    1. Verbrennungsmotor, insbesondere stationärer Gasmotor, mit einem Kolben (10), der in einer Zylinderbüchse (1) läuft, welche innerhalb des Kurbelgehäuses (5) angeordnet ist und welche im Bereich ihres oberen, dem Zylinderkopf benachbarten Randes (3) einen Ringflansch (4) zur Abstützung im Kurbelgehäuse (5) in axialer Richtung aufweist, mit einem auf der Außenseite der Zylinderbüchse verlaufenden Kühlflüssigkeitskanal (9) und mit einem an der Innenseite der Zylinderbüchse im Bereich ihres oberen Randes angeordneten etwas über die Innenfläche der Zylinderbüchse (1) vorspringenden, Schabering (13) zur Abschabung der Außenseite des Kolbens (10) im an die Stirnfläche des Kolbens angrenzenden Bereich, wobei der auf der Außenseite der Zylinderbüchse verlaufende Kühlflüssigkeitskanal (9) bis zum Ringflansch (4) geführt ist, dadurch gekennzeichnet daß der vom Ringflansch gesonderte Schabering (13), der in Längsrichtung der Zylinderbüchse (1) eine größere Ausdehnung als der Ringflansch (4) aufweist, und die Zylinderbüchse (1) aus dem gleichen Material bestehen.
    2. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderbüchse (1) an der Außenseite (12) ihres Ringflansches (4) im Kurbelgehäuse (5) zentriert ist.
    3. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Kolben (10) im Bereich oberhalb der Nut (17) für den obersten Kolbenring verjüngt.
    EP98124381A 1998-02-05 1998-12-22 Verbrennungsmotor, insbesondere stationärer Gasmotor Revoked EP0935061B1 (de)

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    EP0935061A2 EP0935061A2 (de) 1999-08-11
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