HRP970228A2 - A cylinder liner for an internal combustion engine - Google Patents

Description

Predloženi izum odnosi se na košuljica cilindra za motor s unutarnjim sagorijevanjem, posebno na dvotaktni motor križne glave, s klipom koji se može kretati u košuljici u uzdužnom smjeru između donjeg krajnjeg položaja, kod kojeg su uzlazi zraka za čišćenje u stijenci košuljice izloženi iznad gornje površine klipa, i gornjeg krajnjeg položaja, gdje se klip nalazi u svom gornjem položaju. Klip je opremljen s nekoliko klipnih prstenova čija vanjska površina kliže po unutarnjoj površini košuljice. Košuljica cilindra ima nekoliko udubljenja u svojoj unutarnjoj površini, koja udubljenja tvore spojeve protoka plina između prostora iznad i ispod klipnog prstena koji se nalazi nasuprot šupljinama.

Košuljica cilindra tog tipa poznata je iz JP-A 62-26346, gdje se, imajući u vidu smanjenje pada tlaka preko gornjeg klipnog prstena i postizanje ujednačenog pada tlaka preko svih klipnih prstenova, propisuje da unutarnja površina košuljice cilindra mora biti opremljena sa dubljenjima. Udubljenja su značajne dubine i imaju produljenje u uzdužnom smjeru košuljice koja je samo malo dulja od visine klipnog prstena. Ta udubljenja djeluju kao male komore napunjene s komprimiranim zrakom tijekom tlačnog takta klipa, koji zrak prolazi u kružni prostor ispod klipnog prstena iza njegovog prolaza i stoga povećava tlak ispod klipnog prstena tako da je pad tlaka preko klipnog prstena manji tijekom nastavljenog podizanja klipa. To se spominje kao prednost te poznate košuljice cilindra, jer punjenje prostora između klipnih prstenova s komprimiranim zrakom za čišćenje djeluje protiv prljanja kružnih utora i unutarnje površine košuljice.

Poznato da klipni prstenovi s ispušnim za prolazak plina iza klipnog prstena daju smanjenje pada tlaka preko prstena i time se smanjuje trošenje prstena. Međutim, takovi ispušni utori uzrokuju mehanička oslabljenja na jako opterećenim klipnim prstenovima i smanjuju vijek trajanja prstenova. Izrada ispušnih utora u klipnim prstenovima povlaži sa sobom, nadalje, nedostatak da su klipni prstenovi izloženi velikom toplinskom utjecaju u materijalu oko utora i u područjima koja se dolje griju ispušnom strujom vrućeg plina iz ispušnog utora u najbližem gornjem klipnom prstenu.

U suvremenim motorima s unutarnjim sagorijevanjem, naročito u dvotaktnim motorima križne glave, tlak sagorijevanja i prosječni stvarni tlak su vrlo visoki, što ima za posljedicu vrlo velike razlike tlaka preko klipnih prstenova, i to može uzrokovati relativno jako trošenje prstenova i košuljica.

Cilj predloženog izuma je dalje poboljšati radne uvjete i vijek trajanja klipnih prstenova i košuljice na način koji ima neznatan negativan utjecaj na učin motora.

S tog stajališta, košuljica cilindra prema izumu naznačena je time da se barem neka od udubljenja nalaze nasuprot najvišeg klipnog prstena kad se klip nalazi u svom krajnjem gornjem položaju, i da se, gledajući u uzdužnom smjeru košuljice, pojedina udubljenja imaju duljinu jednaku barem dvostrukoj visini gornjeg klipnog prstena.

Položaj udubljenja u unutarnjoj površini košuljice, nasuprot gornjem klipnom prstenu kad se klip u svom gornjem krajnjem položaju, znači da velik porast tlaka, nastao početkom izgaranja u komori za izgaranje iznad klipa, rezultira ispušnom strujom plina sagorijevanja kroz udubljenja i ide dolje ispod gornjeg klipnog prstena, ili prstenova, tako da je razlika tlaka preko njega, ili njih, smanjena u istom trenutku ciklusa motora kad je razlika tlaka najveća. To osigurava učinkovito smanjenje trošenja prstena i košuljice.

Kad se klip prikladno pomakne daleko dolje od krajnjeg gornjeg položaja, klipni prstenovi kližu po dijelu košuljice gdje više nema udubljenja i stoga nema struje ispušnog plina. Budući da je tlak iznad klipa uglavnom niži tijekom tog dijela ciklusa motora, tu ne postoje isti problemi istrošenja kao oko gornjeg krajnjeg položaja. U usporedbi s položajem ispušnih utora u klipnim prstenovima, košuljica cilindra prema izumu pruža tako prednost da tlak u komori za sagorijevanje, koji je važan za učin motora, ide dolje ispod klipnih prstenova samo kad se klip nalazi blizu gornjeg krajnjeg položaja gdje se udubljenja nalaze u unutarnjoj površini košuljice nasuprot prstenovima. Druga prednost dobivena je time da je dovođenje topline materijalu oko udubljenja manje, jer plinovi sagorijevanja idu samo kroz udubljenja tijekom relativno malog dijela ciklusa motora.

Izrada udubljenja duljine uglavnom veće od visine gornjeg klipnog prstena uzrokuje da plinovi sagorijevanja idu iza klipnog prstena/prstenova kroz dulji vremenski period, i budući da volumen prostora klipnih prstenova nije pod utjecajem konstrukcije udubljenja, željeno smanjenje razlike tlaka preko klipnih prstenova može se postići s manjim volumenom protoka ispusta plina po vremenskoj jedinici. Stoga se područje ispusta udubljenja može izraditi korisno malim, što nadalje ograničava lokalni utjecaj topline na materijal košuljice oko udubljenja i smanjuje koncentracije naprezanja koje nastaju u tom materijalu.

Stavljanjem udubljenja u unutarnju površinu košuljice, koja djeluju kao ispušni utori, barem gornji klipni prsten može biti izrađen bez takovih ispušnih utora, pa se tako izbjegava smanjenje čvrstoće klipnih prstenova i pojednostavljuje izradu prstenova. Materijal košuljice može izdržati više temperature nego klipni prstenovi, i suprotno klipnim prstenovima, materijal gornjeg dijela košuljice normalno se hladi s rashladnim kanalima koji odvode toplinu dovedenu materijalu.

Stavljanje udubljenja u gornji dio unutarnje površine košuljice pruža nadalje tu prednost da se udubljenja nalaze u površini košuljice gdje se normalno pojavljuje tlačno naprezanja zbog toplinskog naprezanja stvorenog visokom temperature na početku sagorijevanja. To uglavnom smanjuje rizik stvaranja napuklina zbog umora materijala oko udubljenja. Daljnja prednost izuma je to da se košuljica cilindra obično troši uglavnom sporije od klipnih prstenova, i stoga će udubljenja će zadržati ispušno područje željene veličine kroz dulje vrijeme nego kad su ispušni utori napravljeni u vanjskoj površini klipnih prstenova.

U izvedbi kojoj se daje prednost košuljica je opremljena s najmanje tri skupine udubljenja, od kojih su udubljenja prve skupine nasuprot gornjeg klipnog prstena, udubljenja u drugoj skupini su nasuprot drugog klipnog prstena od vrha i pomaknuta su u smjeru oboda košuljice u odnosu na udubljenja vanjskih skupina, i udubljenja treće skupine su nasuprot trećeg klipnog prstena od vrha kad je klip u svom gornjem krajnjem položaju, i udubljenja u drugoj skupini idu preko dijela duljine košuljice u kojoj se udubljenja prve i treće skupine nalaze barem djelomično. Tri skupine udubljenja omogućuju kontrolirano ispuštanje plina sagorijevanja, ne samo gornjeg klipnog prstena, već također dva donja susjedna klipna prstena, i tako kontrolu razlike tlaka preko ta tri klipna prstena. Kao alternativa toj izvedbi, može se, na primjer, izraditi jednostruku skupinu udubljenja takove duljine da se udubljenja protežu iza dva ili tri najviša klipna prstena kad se klip nalazi u svom gornjem krajnjem položaju. Međutim, to ne daje mogućnost pojedinačne kontrole razlike tlaka preko klipnih prstenova. U izvedbi, kojoj se daje prednost, udubljena druge skupine osiguravaju trajno ispuštanje plinova sagorijevanja dolje ispod gornjeg klipnog prstena, jer se oni kreću dolje iza površine s udubljenjima kod spuštanja klipa. Premještanje udubljenja druge skupine prema obodu, u odnosu prema drugim udubljenjima, prisiljava ispušne plinove proticati iza klipnog prstena u smjeru oboda prije nastavljanja protoka, po mogućnosti, dolje ispod donjeg susjednog klipnog prstena. To produljenje staze protoka hladi ispušne plinove i stvara koristan gubitak tlaka u plinu strujom koja dolazi samo iz druge skupine udubljenja. Podjela udubljenja u skupine također daje tu prednost da se ispušteni volumeni smanjuju postupno kad se donje površine klipnih prstenova spuste dolje iza donjih krajeva udubljenja različitih skupina kod odmicanja klipa iz kranjeg gornjeg položaja.

U slijedećoj izvedbi, kojoj se daje prednost, udubljenja treće skupine smještena su u produžetku udubljenja prve skupine s međusobnim razmakom u uzdužnom smjeru udubljenja duljim od visine drugog klipnog prstena od vrha. Kad se klip nalazi blizu gornjeg krajnjeg položaja, drugi klipni prsten odozgo je nasuprot razmaku između udubljenja prve i treće skupine i prekida izravnu vezu protoka od komore za sagorijevanje dolje ispod trećeg klipnog prstena od vrha. Dodatno, s udubljenjima u dvije skupine koje se nalaze u produžetku jedne iza druge dobiju se prednosti kod izrade.

Najmanje na jednom mjestu uzduž košuljice može biti prikladno izraditi najmanje četiri, ponajprije najmanje osam udubljenja raspoređenih po periferiji košuljice, gledajući u smjeru oboda, koja udubljenja pripadaju alternativno drugoj skupini i ili prvoj ili trećoj skupini. Razdioba ukupne površine ispusta na više udubljenja smanjuje područje presjeka pojedinačnih udubljenja i raspoređuje toplinski utjecaj ispušnih plinova na nekoliko mjesta tako da je manje lokalno zagrijavanje. Umetanjem udubljenja koja spadaju u drugu skupinu između udubljenja koja spadaju u prvu skupinu ili u treću skupinu, ovisno o dotičnom uzdužnom položaju košuljice, dobije se k tome korisnu dugačku stazu protoka struje plina kroz sva udubljenja. Ako su zbog naročitih okolnosti korisne kraće ili dulje staze protoka u određenom obodnom području košuljice, mogu se izostaviti udubljenja koja spadaju u drugu skupinu između određenog broja udubljenja u ostalim skupinama, što produljuje stazu protoka, ili se može pustiti određen broj povezanih udubljenja u prvoj i trećoj skupini, što osigurava izravan protok, ali to nije rješenje kojem se daje prednost.

Sa stajališta postizanja najmanjeg mogućeg gubitka tlaka iz komore za sagorijevanje, košuljica se može izraditi tako da nijedno udubljenje ne ide ispod donjeg klipnog prstena kad se klip nalazi u svom gornjem krajnjem položaju. Stoga paket prstena na klipu omogućuje potpuno odsijecanje komore za sagorijevanje prema dolje, a ispušni plin teče dolje samo ispod tri najviša klipna prstena tijekom relativno kratkog perioda kad su oni nasuprot udubljenja.

Smanjenjem razlike tlaka preko klipnog prstena je najpotrebnije za gornji klipni prsten. U jednoj izvedbi udubljenja tvore samo spojeve struje plina iza jednog ili više od tri najviša klipna prstena, dok se klip nalazi između gornjeg krajnjeg položaja od O stupnjeva i položaja klipa koji su između 15 i 20 stupnjeva prije ili nakon gornjeg krajnjeg položaja za gornji klipni prsten, između 10 i 15 stupnjeva za drugi klipni prsten od vrha i između 5 i 8 stupnjeva za treći klipni prsten od vrha. Puni pomak klipa od gornjeg krajnjeg položaja do donjeg krajnjeg položaja stvara kut od O do 180 stupnjeva, i zbog gornjih kutnih intervala izgleda da se udubljenja mogu korisno rasporediti u vrlo visokom dijelu unutarnje površine košuljice cilindra.

Ponajprije, ispušno područje A oblikovano s udubljenjima za struju plina iza gornjeg klipnog prstena ima veličinu od D2/70000 do D2/2000 mm2, gdje D je

unutarnji promjer košuljice u mm, a A je površina u mm2.

Ako ispušna površina postane manja od D2 /70000 mm , razlika tlaka preko klipnog prstena postaje neprikladno velika, što ima za posljedicu veliku brzinu protoka ispušnog plina i zbog toga povećanje toplinskog opterećenja u materijalu oko udubljenja, kao i relativno veliko trošenje prstena i košuljice. Ako ispušna površina postane veća od D2 /2000 mm2, razlika tlaka preko klipnog prstena postaje tako mala da se klipni prsten može vrlo teško tijesno zabrtviti prema unutarnjoj površini košuljice cilindra. To ima za posljedica da je važan dio tlaka izgaranja iznad klipa izložen opasnosti gubitka iza klipnog prstena.

Dobro je poznato, između ostalog i iz publikacije EP-13 0558583, da gornji dio košuljice cilindra može biti opremljen s rashladnim kanalima, čije uzdužne osi idu koso u odnosu na uzdužnu os košuljice. Kad se takova košuljica upotrebljava u svezi s predloženim izumom, uzdužne osi svakog udubljenja ponajprije idu uglavnom paralelno s uzdužnom osi susjednog rashladnog kanala. Taj smjer udubljenje pomaže odvođenju topline dovedene ispušnim plinom tako da se temperature u materijalu oko udubljenja drži prikladno niskom i koliko je god moguće na istoj razini uzduž ulazne duljine udubljenja. U spomenutoj EP patentnoj publikaciji opisano je kako se intenzitet hlađenja pojedinačnog rashladnog kanala može kontrolirati postavljanjem ili uklanjanjem zaslona koji odvaja rashladno sredstvo od dijela rashladnog kanala najbližeg unutarnjoj površini košuljice. Ako udubljenja idu neposredno nasuprot rashladnog kanala, zaslon u rashladnom kanalu se može premjestiti u dio nasuprot udubljenju tako da je ovdje hlađenje jače nego u područjima koja nisu blizu udubljenja.

Kao alternativa ovom načinu povećanog rashladnog učina nasuprot udubljenja, košuljica prema izumu može se nadalje izraditi tako da košuljica cilindra ima nekoliko rashladnih kanala jednoliko raspoređenih po periferiji košuljice, da svako udubljenje ide uglavnom na istoj udaljenosti od dva gornja najbliža jednoliko raspoređena rashladna kanala, i da su nasuprot udubljenjima izrađeni dodatni rashladni kanali u području između jednoliko raspoređenih rashladnih kanala. Dodatni rashladni kanali mogu odvesti količinu topline dovedene materijalu oko udubljenja.

Da se dobije dodatno hlađenje materijala oko najvišeg dijela udubljenja prve skupine, dodatni rashladni kanali nasuprot udubljenjima koja spadaju u prvu skupinu idu ponajprije više gore u stijenku košuljice nego jednoliko raspoređeni rashladni kanali.

Izvedbeni primjeri izuma bit će sada objašnjeni u daljnjim pojedinostima pomoću shematskih crteža od kojih

slika 1 prikazuje dio uzdužnog presjeka s vanjskim obrisom košuljice prema izumu,

slika 2 prikazuje uzdužni presjek u povećanom mjerilu gornjeg dijela košuljice cilindra montiranog u motoru,

slika 3 prikazuje otkriven segment gornjeg dijela košuljice cilindra s udubljenjima u svojoj unutarnjoj površini, pri čemu je klip, koji se nalazi u svom gornjem krajnjem položaju, umetnut na lijevoj strani slike, a uzdužni presjek sa stršećim rashladnim kanalom nalazi se na desnoj strni slike, slika 4 prikazuje povećane segmente područja košuljice oko udubljenja sa slike 3,

slika 5 prikazuje presjek kroz košuljicu cilindra prema izumu, i

slika 6 prikazuje u većem mjerilu segment označen krugom S na slici 5 dijela stijenke oko udubljenja.

Slika 1 prikazuje košuljicu cilindra općenito označenu s l za velik dvotaktni motor križne glave, koji se koristi kao stacionarni motor za rad impulsnog generatora ili kao brodski pogonski motor. Ovisno o veličini motora, mogu se izraditi košuljice cilindra različitih veličina s promjerom tipične veličine od 250 mm do 1000 mm, i odgovarajuće tipične duljine od 1000 mm do 4500 mm. Košuljica se normalno radi od lijevanog željeza i može biti izrađena u jednom dijelu ili od dva ili više dijelova spojenih krajevima. U slučaju košuljice sastavljene od dva ili više dijelova gornji dio može se izraditi također i iz čelika. Motori križne glave spomenutog tipa razvijeni su prema vrlo visokim efektivnim omjerima kompresije, kao što je 1:16 do 1:20, koji nameću teška opterećenja klipnih prstenova.

Na slici polovica košuljice desno od uzdužne osi 2 prikazana je u uzdužnom presjeku. Košuljica se može montirati na poznati način (vidi sliku 2) u motor, koji se vidi samo djelomično, pomoću kružne donje površine 3 smještene na gornjoj ploči 4, u okvir ili blok cilindra motora, nakon čega se klip 5 montira u košuljicu cilindra, a pokrov cilindra 6 nalazi se na vrhu košuljice na svojoj kružnoj, prema gore okrenutoj površini 7 i pritegnut je na gornju ploču pomoću zatika koji nisu prikazani.

Donji dio košuljice cilindra ima kružni niz ulaza 8 zraka za čišćenje. Klip se može kretati u uzdužnom smjeru košuljice između gornjeg krajnjeg položaja, gdje se gornja površina 9 klipa nalazi u kanalu u pokrovu 6 cilindra (vidi sliku 2) u položaju označenim s A na slici l, i donjeg krajnjeg položaja gdje je gornja površina 9 klipa neposredno ispod donjeg kraja ulaza zraka za čišćenje u položaju označenom s B.

Pomoću stapajnice 10, križne glave i spojnice, klip je povezan s koljenčastom osovinom motora na dobro poznati način. Svaki puta kad se koljenčasta osovina okrene za 360°, klip se pomiče od donjeg krajnjeg položaja do gornjeg krajnjeg položaja i opet natrag. Tu je dakle jasna veza između kutnog položaja koljenčaste osovine i položaja klipa u košuljici cilindra. Ako je kutni položaj koji odgovara gornjem krajnjem položaju klipa 0 stupnjeva, klip se spušta prema donjem krajnjem položaju u smjeru slijedećih 180 stupnjeva.

U položaju klipa od 40 stupnjeva ili više ispod gornjeg krajnjeg položaja, unutarnja površina košuljice ima valovitu stazu 11 ulja za podmazivanje koja je došla s uljem za podmazivanje kroz rupice 12 za podmazivanje radne unutarnje površine 13 košuljice.

U gornjem dijelu smještenom između površina 3 i 7, košuljica l cilindra ima velik vanjski promjer, a na vrhu tog dijela brojni uzdužni rashladni kanali 14 izbušeni su u stijenci košuljice od vanjskog udubljenja 15 tako da uzdužna os ravnih rashladnih kanala imaju kosi ili smjer nagnut prema uzdužnoj osi 2 košuljice. U svaki rashladni kanal umetnuta je cijev ili vodeća pločica za vođenje ulaznog rashladnog sredstva od udubljenja 15 prema gornjem kraju kanala, odakle rashladno sredstvo teče dolje i van u komoru 16, odakle rashladno sredstvo ide u pokrov cilindra kroz cijev 17. Treba primijetiti, da su rashladni kanali na slici 2 nacrtani kao da njihove uzdužne osi idu u presječnoj ravnini, iako u stvari oni idu koso u odnosu na nju. Udubljenja 15 opkoljeno je s kružnom pokrovnom pločom 18. Poznato je, da rashladni kanali mogu imati i drugačije oblike, kao što su zakrivljene cijevi izrađene lijevanjem u stijenci košuljice i koje se otvaraju u komoru pri vrhu vanjske površine košuljice.

Slika 2 prikazuje klip 2 u gornjem krajnjem položaju. Klip je opremljen sa četiri klipna prstena od kojih je gornji klipni prsten 19 ponajprije plinotijenog tipa, naime, prorez prstena označen s 20 na slici 5 oblikovan je tako da plin uglavnom ne može teći kroz prorez prstena. To se može postići, na primjer, konstrukcijom prstena s međusobno preklapajućim krajevima prstena, pri čemu jedan kraj prstena ima ravan jezičak koji strši u odgovarajuće udubljenje u drugom dijelu prstena. Jezičac i udubljenje imaju manju radijalnu debljinu nego klipni prsten tako da na unutarnjoj površini prstena dio stijenke pokriva udubljenje i sprečava protjecanje plin kroz njih. Drugi klipni prsten 21 odozgo, treći klipni prsten 22 odozgo i donji klipni prsten 23 su obični prstenovi čiji prorez je oblikovan kao otvor koji ide koso u smjeru oboda od gornje prema donjoj površini prstena. Ponajprije, otvor u trećem klipnom prstenu odozgo ide koso u suprotnom smjeru otvora u drugom klipnom prstenu odozgo i donjem klipnom prstenu. Kao alternativa upotrebi plinotijesnog gornjeg klipnog prstena 19, prsten može biti istog tipa kao i donji susjedni klipni prstenovi 21-32. Vanjske površine prstena koje kližu po unutarnjoj površini 13 košuljice su glatke i mogu biti izrađene bez ispušnih utora. U ovom kontekstu pojam klipnih prstenova znači klipne tlačne prstenove.

Kad se klip nalazi u svom gornjem krajnjem položaju, klipni prstenovi su nasuprot gornjeg dijela unutarnje površine košuljice, koji dio je označen s 24 na slici 1. Slika 3 prikazuje taj dio u povećanom mjerilu. U prikazanoj izvedbi unutarnja površina košuljice opremljena je s prvom skupinom udubljenja 25 koja se nalaze nasuprot i idu iza klipnog prstena 19, i s drugom skupinom udubljenja 26, koja se nalaze nasuprot i idu iza drugog klipnog prstena 21 od vrha, i s trećom skupinom udubljenja 27 koja se nalaze nasuprot i idu iza trećeg klipnog prstena 22 odozgo kad je klip u svom gornjem krajnjem položaju, kako je prikazano. Uzdužni položaji u košuljici, koji odgovaraju sredini klipnih prstenova u gornjem krajnjem položaju, označeni su linijama označenim s 19', 21' , 22' i 23' na slici 4.

U prikazanom primjeru, uzdužne osi udubljenja imaju kosi ili nagnuti smjer u odnosu prema uzdužnoj osi 2 košuljice, slično kao rashladni kanali 14, s posljedicom da udubljenja idu uglavnom paralelno sa susjednim rashladnim kanalima. Također se vidi da nijedno udubljenje ne ide ispod donjeg klipnog prstena 23. Udubljena 27 u trećoj skupini idu paralelno s produžetkom udubljenja 25 prve skupine, ali na međusobnoj udaljenosti 28, koja može biti korisno veća od visine drugog klipnog prstena 21 od vrha, ali i ne mora biti tako. Udubljenja 26 druge skupine su dulja od ostalih udubljenja da se dobije nastavak ispusta plina iza gornjeg klipnog prstena 19 dok se potonji se pomakne dolje prema donjem kraju udubljenja 27. Odsječak na desnoj strani na slici 4 pokazuje primjer mogućnosti da najmanje jedno od udubljenja 27 ide dolje u košuljicu dalje nego ostala udubljenja treće skupine, tako da se struja ispušnog plina kroz udubljenja 27 postupno prekida i otvara.

U gornjem krajnjem položaju vrući plin izgaranja teče od komore za sagorijevanje iznad klipa dolje kroz udubljenja 25 u kružni prostor između klipnih prstenova 19 i 21 smješten između vanjske površine klipa i unutarnje površine 13 košuljice. Zatim plin može teći u smjeru oboda prema udubljenjima 26 i prema dolje u kružni prostor između klipnih prstenova 21 i 22, odakle plin opet može teći u smjeru oboda i preko udubljenja 27 dolazi dolje u kružni prostor između klipnih prstenova 22 i 23. Istovremeno, plin može teći kroz proreze prstenova u klipnim prstenovima 21-32 i možda također kroz prorez prstena gornjeg klipnog prstena 19, ako on nije plinotijesnog tipa. Kod spuštanja klipa, ispušni volumeni će se smanjiti, jer klipni prstenovi prelaze donje krajeve udubljenja 27.

Rashladni kanali 14 su jednoliko raspoređeni po periferiji košuljice, i svako dubljenje 25-27 jednako je udaljeno od dva najbliža rashladna kanala. Nasuprot udubljenjima 26 desno između pripadnih rashladnih kanala 14 izrađen je dodatni rashladni kanal 14' za odvođenje topline dovedene strujom ispušnog plina kroz udubljenje 26. Nasuprot udubljenjima 25 i 27, desno između pripadah rashladnih kanala 14, izrađen je dodatni rashladni kanal 14'' za odvođenje topline dovedene sa strujom ispušnog plina kroz udubljenja 25 i 27. Rashladni kanali 14'' idu gore u stijenku košuljice više nego rashladni kanali 14. Da se izbjegne izradu dodatnih rashladnih kanala, udubljenja 25-27 mogu se smjestiti neposredno nasuprot jednoliko raspoređenih rashladnih kanala 14.

Presjek prikazan na slici 5 načinjen je u klipu neposredno iznad gornjeg klipnog prstena 19 i u košuljici malo niže tako da se u presjeku vide gornji krajevi rashladnih kanala. Zbog jasnoće sam klip je isključen sa slike. Prva skupina ima četiri udubljenja 25 jednoliko raspoređena po periferiji košuljice, a točno između njih nalaze se četiri udubljenja 26 druge skupine. Ispod udubljenja 25 nalaze se četiri udubljenja 27 treće skupine. Jasno je da svaka skupina ima nekoliko, na primjer dva ili više, kao na primjer šest, osam, deset ili dvadeset udubljenja. Broj udubljenja prilagođen je željenoj površini presjeka pojedinačnog udubljenja i željenoj maksimalnoj ispušnoj površini za protok plina iza gornjeg klipnog prstena. Ako gornji klipni prsten nije plinotijesan, površina presjeka ulaza na prorezu prstena smještenom izvan klipa mora biti uključena u željenu maksimalnu površinu ispusta, zbog čega unutarnja površina košuljice može biti izrađena s nekoliko udubljenja.

Na primjer, može se spomenuti da ako košuljica l cilindra prikazana na slici 5 ima unutarnji promjer 600 mm, u slučaju četiri udubljenja može biti prikladno da u svakoj skupini svako udubljenje ima površinu presjeka pribl. 12,5 mm , što se može postići sa širinom udubljenja u smjeru oboda od pribl. 9 mm i dubinom udubljenja u radijalnom smjeru od pribl. 2,5 mm kad udubljenje ima oblik presjeka poželjan sa stajališta naprezanja, kako je prikazan na slici 6, gdje gledano od klipa, dno ima konkavni središnji dio koji ide glatko u dva konveksna dijela koji idu tangencijalno u unutarnju površinu 13 košuljice. Kad se košuljica istroši radom motora, ispušno područje će se smanjiti, jer se unutarnja površina 13 istroši ispod razmaka u udubljenju. Ako ispušna površina dosegne donju granicu, može biti potrebno ponovno izraditi udubljenja novom strojnom obradom košuljice.

Košuljica s udubljenjima prema izumu može se također izraditi na košuljici cilindra gotovoj za upotrebu. U svezi sa zamjenom klipnog prstena, kao što je onaj gornji, udubljenja 25-27 mogu se strojno izraditi u unutarnjoj površini košuljice nasuprot i uzduž sa već postojećim rashladnim kanalima.

Ako nema posebnih razloga zbog hlađenja materijala oko udubljenja, na primjer zbog toga što materijal može biti otporan prema postojećim temperaturama, udubljenja mogu ići paralelno s uzdužnom osi 2 košuljice. Košuljica se također može izraditi samo s jednom ili više od tri skupine udubljenja. Jedno ili više udubljenja mogu biti ispod razine donjeg klipnog prstena kad se klip nalazi u svom gornjem krajnjem položaju, ali nema nikakve koristi od udubljenja koja se nalaze dalje dolje u košuljici ispod staze 11 razdiobe ulja.

Košuljica cilindra prema izumu može se također upotrijebiti i u tipovima motora drugačijim od onih gore opisanih, na primjer u četverotaktnim motorima srednje brzine bez rashladnih kanala unutar stijenke košuljice.

Claims (10)

1. Košuljica (1) cilindra za motor s unutarnjim sagorijevanjem, naročito za velik dvotaktni motor križne glave, s klipom (5) koji se može pomicati u košuljici u uzdužnom smjeru između donjeg krajnjeg položaja, kod kojeg su ulazi (8) zraka za čišćenje u stijenci košuljice cilindra izloženi iznad gornje površine (9) klipa, i donjeg krajnjeg položaja, gdje se klip nalazi u svom gornjem položaju u košuljici cilindra. Klip je opremljen s nekoliko klipnih prstenova (19, 21-23), čija vanjska površina kliže po unutarnjoj površini (13) košuljice. Košuljica cilindra ima nekoliko udubljenja u svojoj unutarnjoj površini, koja tvore spoj protoka plina između prostora iznad i ispod klipnog prstena smještenog nasuprot udubljenjima, naznačena time, da se barem neka udubljenja (25) nalaze nasuprot gornjeg klipnog prstena kad se klip nalazi u svom gornjem krajnjem položaju, i da, gledano u uzdužnom smjeru košuljice, pojedina udubljenja (25-27) imaju duljinu jednaku najmanje dvostrukoj visini gornjeg klipnog prstena (19).

2. Košuljica cilindra prema zahtjevu 1, naznačena time, da košuljica (1) ima najmanje tri skupine udubljenja, od kojih su udubljenja (25) prve skupine nasuprot gornjeg klipnog prstena (19), udubljenja (26) druge skupine su nasuprot drugog klipnog prstena (21) odozgo i pomaknuta su u smjeru oboda košuljice u odnosu na udubljenja (25, 27) ostalih skupina, a udubljenja (27) treće skupine su nasuprot trećeg klipnog prstena (22) odozgo kad je klip u svom gornjem krajnjem položaju, i da udubljenja (26) druge skupine idu preko dijela duljine košuljice u kojem se barem djelomično nalaze udubljenja (25, 27) prve i treće skupine.

3. Košuljica cilindra prema zahtjevu 2, naznačena time, da se udubljenja (27) treće skupine nalaze u produžetku udubljenja (25) prve skupine s međusobnim razmakom (28) u uzdužnom smjeru udubljenja većim od visine drugog klipnog prstena (21) odozgo.

4. Košuljica cilindra prema zahtjevu 2 ili 3, naznačena time, da najmanje u jednom uzdužnom položaju košuljice mogu biti najmanje četiri, ponajprije najmanje osam udubljenja (25, 26; 25, 27) raspoređenih po periferiji košuljice, i da ta udubljenja, gledano u smjeru oboda, pripadaju alternativno drugoj skupini i ili prvoj ili trećoj skupini.

5. Košuljica cilindra prema bilo kojem zahtjevu 1 do 4, naznačena time, da se nijedno udubljenje ne proteže dolje ispod klipnog prstena (23) kad se klip nalazi u svom gornjem krajnjem položaju.

6. Košuljica cilindra prema bilo kojem zahtjevu 1 do 5, naznačena time, da udubljenja (25-27) tvore spojeve struje plina iza jednog ili više od tri najviša klipna prstena (19, 21, 22) dok se klip (5) nalazi između gornjeg krajnjeg položaja od O stupnjeva, i klipnih položaja koji su između 15 i 20 stupnjeva prije ili nakon gornjeg krajnjeg položaja za gornji klipni prsten (19), između 10 i 15 stupnjeva za drugi klipni prsten (21) odozgo i između 5 i 8 stupnjeva za treći klipni prsten (22) odozgo.

7. Košuljica cilindra prema bilo kojem od prethodnih zahtjeva, naznačena time, da je ispušno područje A oblikovano s udubljenjima (25-27) za protok plina iza klipnog prstena (19) veličine u rasponu od D2 /70000 mm2 do D2/2000 mm2, gdje je D unutarnji promjer košuljice u mm, a A je površina u mm2.

8. Košuljica cilindra prema bilo kojem od prethodnih zahtjeva 1 do 7, naznačena time, da je gornji dio košuljice cilindra opremljen s rashladnim kanalima (14, 14', 14'' ), čije uzdužne osi idu koso u odnosu na uzdužu os (2) košuljice, i da uzdužne osi svakog udubljenja (25-27) idu uglavnom paralelno s uzdužnom osi susjednog rashladnog kanala.

9. Košuljica cilindra prema zahtjevu 8, naznačena time, da košuljica cilindra ima nekoliko rashladnih kanala (14) jednoliko raspoređenih po periferiji košuljice, da svako udubljenje (25-27) ide uglavnom na istoj udaljenosti od dva susjedna rashladna kanala od jednoliko raspoređenih rashladnih kanala, i da se nasuprot udubljenjima nalaze dodatni rashladni kanali (14', 14'') u području između jednoliko raspoređenih rashladnih kanala.

10. Košuljica cilindra prema zahtjevu 9, naznačena time, da se dodatni rashladni kanali (14''), nasuprot udubljenjima (25) prve skupine koja se protežu više gore u stijenci košuljice nego jednoliko raspoređeni rashladni kanali (14).