EP1828555B1

EP1828555B1 - Zweitakt-grossdieselmotor

Info

Publication number: EP1828555B1
Application number: EP05806781A
Authority: EP
Inventors: Harro Andreas Hoeg; Knud Leon Brandt; Jan Gundlach
Original assignee: MAN B&W Diesel AS
Current assignee: MAN B&W Diesel AS
Priority date: 2005-11-10
Filing date: 2005-11-10
Publication date: 2008-07-30
Anticipated expiration: 2025-11-10
Also published as: EP1828555A1; CN101268256B; NO20073258L; WO2007054109A1; HK1121794A1; DE502005004913D1; PL1828555T3; ATE403069T1; CN101268256A; NO338690B1; DK1828555T3; ES2314729T3

Description

Die Erfindung betrifft einen Zweitakt-Großdieselmotor mit wenigstens einem Zylinder, dessen Brennraum eine durch ein mittels einer eine Vorschubeinrichtung und eine Rückstelleinrichtung enthaltenden Betätigungseinrichtung betätigbares Auslassventil steuerbare Auslassöffnung aufweist und auf dessen Zylinderkopf ein Ventilgehäuse aufgesetzt ist, das einen an die Auslassöffnung des Brennraums anschließenden Auslasskanal und eine dessen obere Wandung durchgreifende Führungsbüchse für einen den Auslasskanal durchsetzenden Schaft des Auslassventils enthält, wobei die Rückstelleinrichtung einen am Ventilschaft angebrachten Kolben und einen hiervon begrenzten, mit Druckluft beaufschlagbaren Arbeitsraum aufweist, der gegenüber einem zwischen den einander zugewandten Führungsflächen von Führungsbüchse und Ventilschaft vorhandenen, mit dem Auslasskanal kommunizierenden Ringspalt, dem Öl zuführbar ist, durch eine im Bereich des oberen, auslasskanalfernen Endes des Ringspalts angeordnete, wenigstens einen Dichtring aufweisende Dichteinrichtung abgedichtet ist.
Eine Anordnung dieser Art ist aus der DE 101 61 438 A1 bekannt. Die Beaufschlagung des Ringspalts zwischen den Führungsflächen von Führungsbüchse und Ventilschaft mit Öl ergibt einen zuverlässigen Schutz gegen vom Auslasskanal her in den Ringspalt eindringende Verbrennungsrückstände, die in der Vergangenheit zu einer Korrosion des Ventilschafts und zu einer Zerstörung des Dichtrings der Dichteinrichtung führten. Bei der aus der genannten DE 101 61 438 A1 bekannten Anordnung wird der Ringspalt mittels einer zugeordneten Dosiereinrichtung mit von der dem Auslassventil zugeordneten hydraulischen Betätigungseinrichtung abgezweigtem Öl beaufschlagt. Die bei der bekannten Anordnung vorgesehene Dosiereinrichtung führt zu einer aufwändigen Bauweise mit hohen Gestehungs- und Wartungskosten.
Hiervon ausgehend ist es daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung eingangs erwähnter Art mit einfachen und kostengünstigen Mitteln so zu verbessern, dass die bisher benötigte Dossiereinrichtung entbehrlich ist und dennoch eine zuverlässige Ölversorgung des Ringspalts zwischen Ventilschaft und Führungsbüchse gewährleistet und eine zuverlässige Funktion der als Luftfeder ausgebildeten Rückstelleinrichtung sichergestellt ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass oberhalb des dem Auslasskanal zugewandten Dichtrings der Dichteinrichtung ein mit Öl beaufschlagbares Ölreservoir vorgesehen ist, dessen Ölfüllung an der vom Ringspalt abgewandten Oberseite des genannten Dichtrings ansteht.
Diese Maßnahmen stellen sicher, dass der dem Auslasskanal zugewandte Dichtring der am oberen "kalten" Ende des Ringspalts vorgesehenen Dichteinrichtung von oben permanent mit dem im Ölreservoir vorhandenen Öl überflutet wird. Dieses Öl, das vom Druck im Arbeitsraum der pneumatischen Rückstelleinrichtung und von der Bewegung des Ventilschafts in den Dichtspalt der Dichteinrichtung hineingedrängt und durch diesen hindurchgeführt wird, führt dabei in vorteilhafter Weise nicht nur zu einer gasdichten Abdichtung des Arbeitsraums der Rückstelleinrichtung sowie einer guten Schmierung der Anlageflächen des Dichtrings, sondern gleichzeitig auch zu einer kontrollierten Versorgung des unterhalb des Dichtrings sich befindenden Ringspalts mit Öl. Das oberhalb des Dichtrings vorgesehene Ölreservoir dient dementsprechend auch als Ölquelle zur Versorgung des genannten Ringspalts mit Öl, das ein Eindringen von Verbrennungsrückständen in den Ringspalt zuverlässig verhindern kann. Da das Öl durch den Druck im Arbeitsraum und durch die Bewegung des Ventilschafts transportiert wird, ergibt sich auch eine höchst einfache und wartungsfreie Bauweise. Der Ölverbrauch lässt sich dabei mit Hilfe der Geometrie des Dichtrings innerhalb vorgegebener Grenzen halten, so dass trotz einfacher Bauweise auch eine zuverlässige Dosierung sowie ein geringer Ölverbrauch gewährleistet sind. Die erfindungsgemäßen Maßnahmen ergeben dementsprechend insgesamt eine ausgezeichnete Wirtschaftlichkeit.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Fortbildungen der übergeordneten Maßnahmen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Vorteilhaft wird das Ölreservoir zumindest teilweise mit aus einer dem Auslassventil zugeordneten hydraulischen Vorschubeinrichtung austretendem Lecköl versorgt. Dies ergibt eine besonders einfache und kostengünstige Bauweise.
In der Regel ist dem Auslassventil eine hydraulische Vorschubeinrichtung und eine unterhalb hiervon angeordnete Rückstelleinrichtung zugeordnet, die als Luftfeder ausgebildet ist, die einen am Ventilschaft angebrachten Kolben eines hiervon begrenzten, mit Luft beaufschlagten Arbeitsraum aufweist. Das aus der hydraulischen Betätigungseinrichtung austretende Lecköl kann dabei auf den Kolben der Luftfeder abtropfen und gelangt dann an den umfangsseitigen Führungsflächen des Kolbens vorbei in den Arbeitsraum. Zweckmäßig lässt man dabei das Öl sich einfach im Bereich des Bodens des Arbeitsraums sammeln, wodurch sich das gewünschte Ölreservoir ergibt, wobei zweckmäßig eine von diesem Ölreservoir abgehende Ölrücklaufleitung vorgesehen ist, in der ein Sicherheitsventil zur Entlastung des Arbeitsraums angeordnet ist. Durch Einstellung des Öffnungsdrucks des Sicherheitsventils kann hier ein gewünschter Ölstand im Ölreservoir aufrecht erhalten werden.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterbildung kann dem Sicherheitsventil ein in das Ölreservoir hineinragendes Überlaufrohr vorgeordnet sein, dessen Überlaufkante höher als der mit Öl überflutete Dichtring positioniert ist. Dies erleichtert die Einstellung des Sicherheitsventils, da der Ölstand durch das Überlaufrohr vorgegeben wird, dessen oberer Rand als Überlaufkante fungiert.
Wo das Lecköl nicht ausreichen sollte, kann der Arbeitsraum der Luftfeder einfach über eine externe Ölquelle mit Öl und/oder Ölnebel beaufschlagt werden. Zur Erzeugung von Ölnebel kann einfach der Druckluftversorgung des Arbeitsraums vorgesehen Druckluftleitung eine Ölbeimischeinrichtung zugeordnet sein.
Eine weitere vorteilhafte Maßnahme kann darin bestehen, dass eine die Dichteinrichtung übergreifende Abdeckkappe oberhalb des dem Auslasskanal zugewandten Dichtrings wenigstens eine mit dem Ölreservoir kommunizierende und bis zu ihrer dem Ventilschaft zugeordneten Bohrung führende, radiale Ausnehmung aufweist. Hierdurch lässt sich eine besonders zuverlässige Überflutung des dem Auslasskanal zugewandten Dichtrings der Dichteinrichtung erreichen.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der übergeordneten Maßnahmen kann die oben genannte Abdeckkappe oberhalb des dem Auslasskanal zugewandten Dichtrings eine innere, das Ölreservoir enthaltende Ringnut aufweisen, die über eine Versorgungsleitung mit Öl beaufschlagbar ist. Hierbei ergibt sich eine besonders platzsparende Bauweise mit einem sehr kompakten Ölreservoir, das durch eine vergleichsweise geringe Ölmenge gefüllt werden kann.
Zweckmäßig kann die Ringnut bis zum oberen Rand der Abdeckkappe reichen. Dabei fungiert dieser obere Rand als Überlaufkante, wodurch auf einfache Weise der gewünschte Ölstand im Ölreservoir erreicht wird.
Bei der Verwendung von Lecköl zur Versorgung der Ringnut mit Öl kann die dieser zugeordnete Versorgungsleitung einfach an eine eine im Arbeitsraum ausgebildete Abtropfkante untergreifende Auffangrinne angeschlossen sein. Der Arbeitsraum selbst enthält dabei kein bodenseitiges Ölreservoir, was Gestaltungsfreiheit hinsichtlich der Anordnung des Sicherheitsventils bietet.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der übergeordneten Maßnahmen kann darin bestehen, dass die Dichteinrichtung zwei übereinander angeordnete Dichtringe aufweist und dass der zwischen diesen Dichtringen vorgesehene Ringspaltbereich zur Bildung des Ölreservoirs an eine Versorgungsleitung und eine Entsorgungsleitung angeschlossen ist. Dies ergibt eine besonders kompakte Bauweise. Da das Ölreservoir hier permanent durchströmt wird, ergibt sich dennoch eine zuverlässige Ölversorgung.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Fortbildungen der übergeordneten Maßnahmen sind in den restlichen Unteransprüchen angegeben und aus der nachstehenden Beispielsbeschreibung anhand der Zeichnung näher entnehmbar.
In der nachstehend beschriebenen Zeichnung zeigen:

Figur 1: ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand eines Vertikalschnitts durch den oberen Bereich eines Zylinders mit zugeordneter Auslassventilanordnung eines Zweitakt-Großdieselmotors,
Figur 2: ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand eines den oberen Endbereich der dem Ventilschaft zugeordneten Führungsbüchse enthaltenden Ausschnitts aus einem Vertikalschnitt entsprechend Figur 1,
Figur 3: ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung in Figur 2 entsprechender Darstellung und
Figur 4: einen Radialschnitt durch einen Dichteinrichtung der im oberen Endbereich der Führungsbüchse vorgesehenen Dichteinrichtung.

Hauptanwendungsgebiet der Erfindung sind Zweitakt-Großdieselmotoren wie sie beispielsweise für Schiffsantriebe Verwendung finden. Der Aufbau und die Wirkungsweise derartiger Anordnungen ist an sich bekannt.
Derartige Motoren besitzen in der Regel mehrere, in Reihe nebeneinander angeordnete Zylinder 1. In Figur 1 ist der obere Bereich eines derartigen Zylinders 1 angedeutet. Dieser besteht aus einer in Figur 1 nicht dargestellten Zylinderbüchse und einem auf diese aufgesetzten Zylinderkopf 2. im Zylinder befindet sich ein Brennraum 3, der mit einer oberen, koaxialen Auslassöffnung 4 versehen ist, die mittels eines zugeordneten Auslassventils 5 steuerbar ist.
Das Auslassventil 5 besitzt einen mit einem im Bereich der Auslassöffnung 4 vorgesehen Ventilsitz zusammenwirkenden Ventilteller 6, der am unteren Ende eines spindelförmigen Ventilschafts 7 angebracht ist. An die Auslassöffnung 4 schließt ein Auslasskanal 8 an, der bei vom zugeordneten Sitz abgehobenen Auslassventil gegenüber dem Brennraum 3 offen ist und umgekehrt. Dem Auslassventil 5 ist ein auf den Zylinderkopf 2 aufgesetztes Auslassventilgehäuse 9 zugeordnet, das den Auslasskanal 8 enthält. An das Ventilgehäuse 9 ist ein in den Zylinderkopf 2 eingreifender, den die Auslassöffnung 4 begrenzenden Ventilsitz enthaltender Sitzring 9a angesetzt. Das Ventilgehäuse 9 enthält ferner eine dem Schaft 7 des Auslassventils 5 zugeordnete Führungsbüchse 10. Diese ist koaxial zur Auslassöffnung 4 angeordnet und erstreckt sich vom Durchstoß des Ventilschafts 7 durch den oberen Wandbereich des Auslasskanals 8 bis zum oberen Bereich des Ventilgehäuses 9. Die Führungsbüchse 10 durchgreift den oberen Wandbereich des Auslasskanals 8, so dass der Ringspalt 11 zwischen den einander zugewandten Führungsflächen der Führungsbüchse 10 und des Schafts 7 des Auslassventils 5 vom Auslasskanal 8 her zugänglich ist.
Der Ventilschaft 7 durchgreift die Führungsbüchse 10 und ragt mit seinem die Führungsbüchse 10 überragenden Abschnitt in einen auf dem Ventilgehäuse 9 aufgenommenen Aufbau 12 hinein, der eine dem Auslassventil 5 zugeordnete Betätigungseinrichtung zur Bewerkstelligung der Öffnungs- und Schließbewegung enthält. Die Betätigungseinrichtung enthält eine als Hydraulikaggregat ausgebildete Vorschubeinrichtung und eine als Luftfeder ausgebildete Rückstelleinrichtung. Der Aufbau 12 besitzt ein zweiteiliges Gehäuse, dessen Oberteil 12a das die Vorschubeinrichtung bildende Hydraulikaggregat und dessen Unterteil 12b die die Rückstelleinrichtung bildende Luftfeder enthalten.
Das die Vorschubeinrichtung bildende Hydraulikaggregat enthält einen am oberen Ende des Ventilschafts 7 angebrachten Kolben 13 und einen von diesem begrenzten, im Oberteil 12a angeordneten Druckraum 14, der mittels einer nicht näher dargestellten, zweckmäßig als vom Motor antreibbare Pumpe ausgebildeten Druckquelle taktweise mit einen hohen Druck aufweisendem Hydrauliköl beaufschlagbar ist. Die unterhalb des Hydraulikaggregats vorgesehene, als Rückstelleinrichtung fungierende Luftfeder enthält einen vom Ventilschaft 7 durchgriffenen, an diesem befestigten Kolben 15, der einen von einem an das Unterteil 12b angeformten Kragen 16 umfassten Arbeitsraum 17 begrenzt, der über eine an eine Druckluftquelle angeschlossene Druckluftleitung 18 mit Druckluft beaufschlagbar ist. Zum Abbau von Überdruck im Arbeitsraum 17 ist dieser mit einem Ausgang versehen, dem ein einstellbares Sicherheitsventil 19 zugeordnet ist, das bei einem eingestellten Druck öffnet.
Der den Arbeitsraum 17 begrenzende, als dem Kolben 15 zugeordneter Zylinder fungierende Kragen 16 ragt mit axialem und radialem Spiel in eine zugeordnete, stirnseitige Ausnehmung des Oberteils 12a hinein, wobei sich ein freier Zwischenraum 20 zwischen dem Oberteil 12a und Unterteil 12b ergibt. Das aus dem oberhalb des Zwischenraums 20 sich befindenden Hydraulikaggregat entweichende Lecköl gelangt in den Zwischenraum 20, von dem eine drucklose Rücklaufleitung 21 abgehen kann. Diese schließt zweckmäßig an den Boden des den Kragen 16 umfassenden Bereichs des Zwischenraums 20 an.
Der mit Druckluft beaufschlagbare Arbeitsraum 17 ist gegenüber dem Ringspalt 11 zwischen den einander zugewandten Führungsflächen von Ventilschaft 7 und Führungsbüchse 10 durch eine wenigstens einen Dichtring 22 enthaltende Dichteinrichtung abgedichtet. Die Dichteinrichtung kann als wenigstens einen Dichtring 22 enthaltende Stopfbüchse ausgebildet sein. Bei der Ausführung gemäß Figuren 1 und 2 ist ein Dichtring 22 vorgesehen. Bei der Ausführung gemäß Figur 3 sind übereinander angeordnete Dichtringe 22, 23 vorgesehen.
Da der Ringspalt 11 zwischen den einander zugewandten Führungsflächen von Ventilschaft 7 und Führungsbüchse 10 zum Auslasskanal 8 hin offen ist, besteht die Gefahr, dass Verbrennungsrückstände in den Ringspalt 11 eindringen, die zu einer Beschädigung der Führungsflächen und insbesondere auch des Dichtrings 22 bzw. des unteren, das heißt dem Auslasskanal 8 zugewandten Dichtrings 22 der Dichteinrichtung führen können. Um das zu verhindern, wird der Ringspalt 11 von oben mit Öl beaufschlagt. Dieses kann am unteren Ende des Ringspalts 11 in den Auslasskanal 8 austreten, wo es verbrennen kann.
Zur Beaufschlagung des Ringspalts 11 mit Öl ist oberhalb des Dichtrings 22 der Dichteinrichtung ein mit Öl beaufschlagbares Ölreservoir 24 vorgesehen, dessen an der vom Ringspalt 11 abgewandten Oberseite des genannten Dichtrings 22 anstehende Ölfüllung den genannten Dichtring 22 überflutet und dabei als den Ringspalt 11 von oben mit Öl versorgende und den Dichtring 22 schmierende Ölquelle dient.
Bei der Ausführung gemäß Figur 1 dient in erster Linie das aus dem Druckraum 14 des Hydraulikaggregats entweichende Lecköl zur Speisung des Ölreservoirs 24. Dasselbe gilt auch für Figur 2. Das genannte Lecköl tropft, wie oben schon erwähnt, in den Zwischenraum 20 und gelangt dabei zumindest teilweise auch auf die Oberseite des Kolbens 15 der Luftfederanordnung. Von hier aus gelangt das Lecköl im Bereich der umfangsseitigen Kolbenfläche in den Arbeitsraum 17, wo es sich bodenseitig sammeln und das Ölreservoir 24 bilden kann, wie Figur 1 anschaulich erkennen lässt.
In der Regel gelangt ausreichend viel vom Hydraulikaggregat verlorenes Lecköl in den Druckraum 17, um eine ausreichende Speisung des Ölreservoirs 24 zu gewährleisten. Wo dies nicht der Fall sein sollte, kann selbstverständlich zusätzliches Öl in den Druckraum 17 eingeführt werden. Dies ist in Figur 1 durch eine in den unteren Bereich des Druckraums 17 einmündende Versorgungsleitung 25 angedeutet. Der Versorgungsleitung 25 kann eine externe Ölquelle zugeordnet sein. Es wäre aber auch möglich, das über die Versorgungsleitung 25 zugeführte Öl einfach von dem dem Druckraum 14 des Hydraulikaggregats zugeführten Öl abzuzweigen. Alternativ oder zusätzlich kann der Arbeitsraum 17 auch mit Ölnebel beaufschlagt werden. Hierzu kann der Druckluftleitung 18 eine Öl-Beimischeinrichtung 26 zugeordnet sein. Das von der Druckluft mitgerissene Öl wird in Form eines Ölnebels in den Arbeitsraum 17 eingesprüht. Der Ölnebel schlägt sich an den Wänden nieder und tropft in das Ölreservoir 24 ab.
Wenn der Kolben 15 nach unten bewegt wird, wird die im Arbeitsraum 17 vorhandene, bereits verdichtete Luft weiter verdichtet. Je höher der Ölstand im Reservoir 24 ist, desto stärker wird die Luft verdichtet. Ab einem bestimmten Druck öffnet das Sicherheitsventil 19. Der Ölstand im Ölreservoir 24 kann daher durch entsprechende Einstellung des Sicherheitsventils 19 auf einer gewünschten Höhe gehalten werden. Das Sicherheitsventil 19 kontrolliert, wie oben schon erwähnt, einen vom Ölreservoir 24 zu einer Ölrücklaufleitung 21 führenden Strömungsweg.
Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist dem Sicherheitsventil 19 ein in das Ölreservoir 24 hineinragendes Überlaufrohr 27 zugeordnet, dessen oberes Ende eine Überlaufkante bildet und dementsprechend die Höhe des Ölstands im Ölreservoir 24 vorgibt. Das Sicherheitsventil 19 kann bei dieser Ausführung ohne Rücksicht auf die Höhe des Ölstands im Ölreservoir 24 auf einen festen Druck eingestellt werden, was die Einstellung erleichtert. Dennoch ergibt sich im Ölreservoir 24 ein konstanter Ölstand. Die durch das obere Ende des Überlaufrohrs 27 gebildete Überlaufkante liegt selbstverständlich höher als der Dichtring 22, so dass dieser zuverlässig mit Öl überflutet wird.
Die den Dichtring 22 aufnehmende Führungsbüchse 10 ist mit einem oberen Flansch 10a auf dem Ventilgehäuse 9 abgestützt. Der Dichtring 22 ist in eine nach oben offene Ringnut des Flansches 10a eingesetzt, der durch eine Kappe 28 übergriffen ist. Diese ist in einem unterhalb des Ölspiegels des Ölreservoirs 24 und oberhalb des Dichtrings 22 sich befindenden Bereich mit radialen Durchgangsausnehmungen 29 versehen, die dementsprechend vom Ölreservoir 24 bis zu dem oberhalb des Dichtrings 22 sich befindenden Abschnitt des Ringspalts 11 führen, wodurch eine Überflutung des Dichtrings 22 mit Öl begünstigt wird. Die radialen Ausnehmungen 29 können als Bohrungen oder Ausfräsungen etc. ausgebildet sein.
Bei dem der Figur 2 zugrundeliegenden Ausführungsbeispiel besitzt die vom Ventilschaft 7 durchgriffene Bohrung der oben erwähnten Abdeckkappe 28 gegenüber dem Durchmesser des Ventilschafts 7 radiales Übermaß, so dass sich eine den Ventilschaft 7 umgebende Ringnut 31 ergibt, die ein Ölreservoir 32 aufnehmen kann, das über eine an die Ringnut 31 angeschlossene Versorgungsleitung 33 mit Öl beaufschlagbar ist. Die Versorgungsleitung 33 kann wie die Versorgungsleitung 25 der Ausführung gemäß Figur 1 an eine externe Ölquelle etc. angeschlossen sein. Im dargestellten Beispiel findet wiederum Lecköl, wie schon erwähnt, zur Speisung des Ölreservoirs 32 Verwendung.
Das im Bereich der Führungsflächen des Kolbens 15 in den Arbeitsraum 17 eintretende Lecköl tropft an der Unterkante der dem Kolben 15 zugeordneten zylindrischen Lauffläche ab. Diese Abtropfkante 34 ist hier von einer Auffangrinne 35 unterfasst, von der die Versorgungsleitung 33 abgeht. Die das Ölreservoir 32 enthaltende Ringnut 31 reicht bis zur Oberseite der Abdeckkappe 28, deren Oberseite dementsprechend eine Überlaufkante bildet, durch die ein konstanter Ölstand im Ölreservoir 32 gewährleistet wird. Das überlaufende Öl gelangt in den Bereich des Bodens des Arbeitsraum 17, von wo der durch das Sicherheitsventil 19 beherrschte Strömungsweg abgeht, über den überschüssiges Öl abgeführt werden kann. Das Sicherheitsventil 19 kann hierbei ohne Rücksicht auf den Ölstand im Ölreservoir 32 eingestellt werden, was die Einstellung vereinfacht. Ein dem Sicherheitsventil 19 vorgeordnetes Überlaufrohr wird bei dieser Ausführung nicht benötigt, was vielfach aus Platzgründen vorteilhaft ist.
Bei der Ausführung gemäß Figur 3 sind, wie oben schon erwähnt wurde, zwei mit Abstand übereinander angeordnete Dichtringe 22, 23 vorgesehen. Der von diesen beiden Dichtringen 22, 23 begrenzte Abschnitt des Ringspalts 11 wird zur Bildung eines Ölreservoirs 36 mit Öl beaufschlagt. Im dargestellten Beispiel erfolgt die Ölbeaufschlagung im Durchlaufbetrieb. Der genannte Ringspaltabschnitt ist dementsprechend an eine Versorgungsleitung 37 und eine Entsorgungsleitung 38 angeschlossen. Die Versorgungsleitung 37 kann an eine externe Ölquelle angeschlossen sein. Die Entsorgungsleitung 38 kann in eine drucklose Ölrücklaufleitung münden. Auch bei dieser Ausführung wird der dem Auslasskanal 8 zugewandte Dichtring, hier der untere Dichtring 22, also der untere Dichtring der Dichtringanordung zuverlässig mit Öl überflutet, wodurch der Ringspalt 11 zuverlässig mit Öl versorgt wird. Die Zwangsbeaufschlagung des Ölreservoirs 36 ergibt eine besonders hohe Zuverlässigkeit.
In der Regel verhindert die Beaufschlagung des Ringspalts 11 mit über den Dichtring 22 eintretendem Öl ein zuverlässiges Eindringen von Verbrennungsrückständen in den Ringspalt 11. Zur Unterstützung dieser Wirkung kann der Ringspalt11 zusätzlich mit Druckluft beaufschlagt werden, die zweckmäßig unterhalb des Dichtrings 22 zugeführt wird, wie in Figur 1 durch eine unterhalb des Dichtrings 22 positionierte, zum Ringspalt 11 hinführende Leitung 39 angedeutet ist. Es wäre auch denkbar, über eine derartige Leitung Ölnebel und/oder zusätzliches Öl zuzuführen.
Der Öldurchsatz durch den Ringspalt 11 kann vergleichsweise gering sein und kann bei einem Zweitakt-Großdieselmotor etwa einen Liter pro Tag betragen. Das aus dem Hydraulikaggregat entweichende Lecköl beträgt bei einem derartigen Motor etwa 10 Liter pro Tag und kann daher den Ölverbrauch zur Versorgung des Ringspalts 11 des leicht decken.
Die Ölzufuhr zum Ringspalt 11 erfolgt am Dichtring 22 vorbei und kann durch dessen Geometrie beeinflusst werden. Dabei ist davon auszugehen, dass zwischen dem Dichtring 22 und dem Ventilschaft 7 ein hydrodynamischer Schmierfilm entsteht, dessen Dicke im Wesentlichen von der Geometrie des Dichtrings 22 und anderen fest vorgegebenen Parametern, wie der Relativgeschwindigkeit, abhängt. Ein keilförmiger Einlauf des Spalts zwischen den relativ zueinander bewegten Flächen begünstigt die Ausbildung eines Schmierfilms. Ebenso beeinflusst die Breite der an den Einlauf sich anschließenden Anlagefläche die Dicke des Schmierfilms.
Bei dem der Figur 4 zugrundeliegenden Beispiel besitzt der Dichtring 22 einen zu einer horizontalen Symmetrieebene symmetrischen Querschnitt mit beidseitigem keilförmigem Einlauf 41 und einer breiten Anlagefläche 40. Die Keilform der Einlaufs weist einen vergleichsweise großen Keilwinkel auf. Die Anlagefläche 40 ist breit und reicht über nahezu die ganze Höhe des Dichtrings 22. Mit einer derartigen Geometrie des Dichtrings 22 lässt sich bei einem Zweitakt-Großdieselmotor ein Öldurchsatz oben genannter Größenordnung erreichen.

Claims

Zweitakt-Großdieselmotor in Reihenbauweise mit wenigstens einem Zylinder (1), dessen Brennraum (3) eine durch ein mittels einer eine Vorschubeinrichtung und eine Rückstell-einrichtung enthaltenden Betätigungseinrichtung betätigbares Auslassventil (5) steuerbare Auslassöffnung (4) aufweist und auf dessen Zylinderkopf (2) ein Ventilgehäuse (9) aufgesetzt ist, das einen an die Auslassöffnung (4) des Brennraums (3) anschließenden Auslasskanal (9) und eine dessen obere Wandung durchgreifende Führungsbüchse (10) für einen den Auslasskanal (8) durchsetzenden Schaft (7) des Auslassventils (5) enthält, wobei die Rückstelleinrichtung einen am Ventilschaft (7) angebrachten Kolben (15) und einen hiervon begrenzten, mit Druckluft beaufschlagbaren Arbeitsraum (17) aufweist, der gegenüber einem zwischen den einander zugewandten Führungsflächen von Führungsbüchse (10) und Ventilschaft (7) vorhandenen, mit dem Auslasskanal (8) kommunizierenden Ringspalt (11), dem Öl zuführbar ist, durch eine im Bereich des oberen, auslasskanalfernen Endes de Ringspalts (11) angeordnete, wenigstens einen Dichtring (22) aufweisende Dichteinrichtung abgedichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb des dem Auslasskanal (8)zugewandten Dichtrings (22) der Dichteinrichtung ein mit Öl beaufschlagbares Ölreservoir (24 bzw. 32 bzw. 36) vorgesehen ist, dessen Ölfüllung an der vom Auslasskanal (8) abgewandten Oberseite des dem Auslasskanal zugewandten Dichtrings (22) der am oberen Ende des Ringspalt vorgesehenen Dichteinrichtung ansteht und den genannten Dichtrings (22) zur Versorgung des Ringspalts mit Öl permanent von oben überflutet.
Zweitakt-Großdieselmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslassventil (5) mittels einer an seinem Schaft (7) angreifenden, hydraulischen Vorschubeinrichtung entgegen der Kraft der Rückstelleinrichtung in die Öffnungsstellung bringbar ist und dass das Ölreservoir (24 bzw. 32) zumindest teilweise mit aus der hydraulischen Betätigungseinrichtung austretendem Lecköl versorgbar ist.
Zweitakt-Großdieselmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ölstand im Ölreservoir (24 bzw. 32) durch eine Überlaufkante begrenzt ist.
Zweitakt-Großdieselmotor nach einem der vorhergesehenen Anspruche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstelleinrichtung unterhalb der hydraulischen Betätigungseinrichtung angeordnet ist und dass der dem Kolben (15) gegenüberliegende Bodenbereich des Arbeitsraums (17) der pneumatischen Rückstelleinrichtung das Ölreservoir (24) enthält und über ein Sicherheitsventil (19) entlastbar ist, das in einer vom Ölreservoir (24) abgehenden Ölrücklaufleitung (21) angeordnet ist.
Zweitakt-Großdieselmotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass dem Sicherheitsventil (19) ein in das Ölreservoir (24) hineinragendes Überlaufrohr (27) vorgeordnet ist, dessen eine Überlaufkante bildendes, oberes Ende höher als der mit Öl überflutete Dichtring (22) positioniert ist.
Zweitakt-Großdieselmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitsraum (17) zumindest teilweise über eine zugeordnete Versorgungsleitung (25) von außen mit Öl beaufschlagbar ist.
Zweitakt-Großdieselmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitsraum (17) zumindest teilweise über eine zugeordnete Versorgungsleitung mit einem Ölnebel beaufschlagbar ist.
Zweitakt-Großdieselmotor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitsraum (17) über eine Druckluftleitung (18) mit Druckluft versorgbar ist und dass der Druckluftleitung (18) eine Ölbeimischeinrichtung (26) zugeordnet ist.
Zweitakt-Großdieselmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsbüchse (10) mit einer die Dichteinrichtung übergreifenden Abdeckkappe (28) versehen ist, die oberhalb des mit Öl überfluteten Dichtrings (22) wenigstens eine mit dem Ölreservoir (24) kommunizierende und zu ihrer vom Ventilschaft (7) durchgriffenen Bohrung führende radiale Ausnehmung (29) aufweist.
Zweitakt-Großdieselmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1- 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsbüchse (10) mit einer die Dichteinrichtung übergreifenden Abdeckkappe (28) versehen ist, die oberhalb des mit Öl überfluteten Dichtrings (22) eine innere, das Ölreservoir (32) enthaltende Ringnut (31) aufweist, die über eine Versorgungsleitung (33) mit Öl beaufschlagbar ist.
Zweitakt-Großdieselmotor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstelleinrichtung als unterhalb der hydraulischen Betätigungseinrichtung angeordnete Luftfeder ausgebildet ist, die einen am Ventilschaft (7) angebrachten Kolben (15) und einen hiervon begrenzten, mit Luft beaufschlagbaren Arbeitsraum (17) aufweist, in dem eine Ölabtropfkante (34) ausgebildet ist, die von einer Auffangrinne (35) unterfasst ist, von der die Versorgungsleitung (33) abgeht.
Zweitakt-Großdieselmotor nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringnut (31) bis zum oberen, eine Überlaufkante bildenden Rand der Abdeckkappe (28) reicht.
Zweitakt-Großdieselmotor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichteinrichtung (2) übereinander angeordnete Dichtringe (22, 23) aufweist und dass der zwischen den Dichtringen (22, 23) vorgesehene Ringspaltbereich zur Bildung des Ölreservoirs (36) an eine Versorgungsleitung (37) und eine Entsorgungsleitung (38) angeschlossen ist.
Zweitakt-Großdieselmotor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungsleitung (37) an eine außerhalb des Arbeitsraums (17) sich befindende Ölquelle angeschlossen ist.
Zweitakt-Großdieselmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der dem Auslasskanal (8) zugewandte Dichtring (22) der Dichteinrichtung einen zu einer Horizontalebene symmetrischen Querschnitt mit beidseitigem keilförmigem Einlauf (41) und breiter Berührungsfläche (40) aufweist.
Zweitakt-Großdieselmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der von den einander zugewandten Führungsflächen von Führungsbüchse (10) und Ventilschaft (7) begrenzte Ringspalt (11) unterhalb des dem Auslasskanal (8) zugewandten Dichtrings (22) über eine Versorgungsleitung (39) mit Luft und/oder Ölnebel beaufschlagbar ist.