ITRM20000070A1

ITRM20000070A1 - INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH AT LEAST ONE CYLINDER SHIRT INSERTED IN THE BASE.

Info

Publication number: ITRM20000070A1
Application number: IT2000RM000070A
Authority: IT
Inventors: Franz Leutloff; Frank Muller; Jiri Vlach
Original assignee: Daimler Chrysler Ag
Priority date: 1999-02-27
Filing date: 2000-02-14
Publication date: 2001-08-14
Also published as: FR2790285A1; IT1315832B1; DE19908605C2; FR2790285B1; DE19908605A1; ITRM20000070A0

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

a corredo di una domanda di brevetto per invenzione dal titolo: ''MOTORE A COMBUSTIONE INTERNA CON ALMENO UNA CAMICIA DI CILINDRO INSERITA NEL BASAMENTO'' accompanying a patent application for an invention entitled: `` INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH AT LEAST ONE CYLINDER SHIRT INSERTED IN THE BASE ''

Stato della tecnica State of the art

L 'invenzione parte da un motore a combustione interna con almeno una camicia cilindro inserita in un basamento secondo il preambolo della rivendicazione 1. The invention starts from an internal combustion engine with at least one cylinder liner inserted in a crankcase according to the preamble of claim 1.

Dallo stato della tecnica sono noti motori a combustione interna nei cui cilindri del basamento sono inserite camicie relative. In questo caso, camicie di cilindri lambite dall'acqua di raffreddamento (camicie di cilindri "a umido") vengono realizzate con un collare radiale esterno alla loro estremità superiore oppure nella loro zona centrale, però un tale collare può essere previsto anche in camicie relative senza lavaggio diretto (camicie cilindri a " secco " ). Il collare delle note camicie cilindri ha una superficie piana, disposta perpendicolarmente alla direzione assiale, orientata in direzione del basamento. Quando si inseriscono le camicie nei cilindri del basamento, questa superficie del collare viene portata a contatto con un superficie di arresto piana relativa di un appoggio del basamento. Una testa cilindri fissata in testa mediante tiranti a vite oppure mediante viti con testa tiene le camicie nei cilindri e precarica di volta in volta assialmente la superficie del collare di una camicia cilindro contro la superficie di appoggio per collare del basamento. Internal combustion engines are known from the state of the art in whose crankcase cylinders are inserted relative liners. In this case, cylinder liners lapped by the cooling water ("wet" cylinder liners) are made with an external radial collar at their upper end or in their central area, however such a collar can also be provided in relative liners without direct washing ("dry" cylinder liners). The collar of the known cylinder liners has a flat surface, arranged perpendicular to the axial direction, oriented in the direction of the crankcase. When inserting liners into the crankcase cylinders, this collar surface is brought into contact with a flat stop surface relative to a crankcase abutment. A cylinder head fixed at the head by means of screw tie rods or by means of head screws holds the liners in the cylinders and axially preloads the surface of the collar of a cylinder liner from time to time against the bearing surface for the collar of the crankcase.

Durante la lavorazione delle camicie cilindri e del basamento, tolleranze di lavorazione producono però errori di planarita, di gradualità e di angolazione della superficie di appoggio per collare e della superficie del collare. A causa del precarico reciproco, in corrispondenza della superficie di separazione tra la superficie del collare e la superficie di appoggio per il collare si ottiene una distribuzione disuniforme della tensione in direzione periferica con picchi di tensione locali. Conseguentemente, la parete della camicia cilindro si deforma, fra l'altro, in direzione radiale, laddove è misurabile una deformazione radiale anche in piani di livello assiali che sono più distanti dal collare. Per effetto della deformazione sgradita della camicia cilindro, si ottiene una maggiore capacità di attrito e un'abrasione disuniforme della camicia cilindro e dello stantuffo condotto da essa nonché delle fasce elastiche. La deformazione può ridurre, inoltre, l'azione di tenuta e di raschiamento delle fasce elastiche per cui, da un lato, la miscela compressa può passare le fasce elastiche e, dall'altro lato, nella camera di combustione può penetrare olio (cosiddetto "'blow-by ''). In questo modo, la potenza del motore a combustione interna diminuisce e il consumo di olio aumenta . However, during the machining of the cylinder liners and the crankcase, machining tolerances produce errors in planarity, gradualness and angulation of the support surface for the collar and of the surface of the collar. Due to the mutual preload, an uneven voltage distribution in the peripheral direction with local voltage peaks is achieved at the separating surface between the collar surface and the bearing surface for the collar. Consequently, the cylinder liner wall deforms, inter alia, in the radial direction, wherein a radial deformation is measurable even in axial level planes which are further away from the collar. As a result of the unwanted deformation of the cylinder liner, a greater friction capacity and uneven abrasion of the cylinder liner and the piston driven therefrom as well as of the piston rings are obtained. The deformation can also reduce the sealing and scraping action of the piston rings so that, on the one hand, the compressed mixture can pass the piston rings and, on the other hand, oil can penetrate into the combustion chamber (so-called " 'blow-by') In this way, the power of the internal combustion engine decreases and the oil consumption increases.

Al contrario, la presente invenzione si prefigge il compito di realizzare un motore a combustione interna del tipo citato all'inizio, in cui si evita abbondantemente la deformazione delle camicie dei cilindri . On the contrary, the present invention has the aim of realizing an internal combustion engine of the type mentioned at the beginning, in which deformation of the cylinder liners is abundantly avoided.

Secondo l'invenzione, questo compito viene risolto con i particolari citati nella parte caratterizzante della rivendicazione 1. According to the invention, this task is solved with the details mentioned in the characterizing part of claim 1.

Vantaggi dell’invenzione Advantages of the invention

Il motore a combustine interna secondo l'invenzione ha il vantaggio che, a causa dell'incremento mirato della cedevolezza in corrispondenza della superficie del collare e della superficie di appoggio per il collare, i picchi di tensione dovuti alle imperfezioni della lavorazione si riducono principalmente nella zona della superficie di separazione radiale esterna e principalmente ivi si manifestano le deformazioni disuniformi che ne risultano. Al contrario, nelle zone radiali interne più rigide, delle camicie dei cilindri, la cui precisione dimensionale è essenziale per un funzionamento privo di attrito e di usura del motore a combustione interna, non si verifica nessuna deformazione degna di nota. Una tale camicia cilindro poco deformabile consente minori perdite di attrito nei cilindri e quindi una durata di vita più lunga e un minore consumo di carburante da parte del motore a combustione interna. The internal combustion engine according to the invention has the advantage that, due to the targeted increase in compliance at the surface of the collar and the bearing surface for the collar, the voltage peaks due to processing imperfections are mainly reduced in the area of the outer radial separation surface and mainly the resulting non-uniform deformations occur there. On the other hand, in the more rigid internal radial areas of the cylinder liners, whose dimensional accuracy is essential for a friction-free and wear-free operation of the internal combustion engine, no noteworthy deformation occurs. Such a slightly deformable cylinder liner allows lower friction losses in the cylinders and therefore a longer life span and lower fuel consumption by the internal combustion engine.

Con gli accorgimenti indicati nelle rivendicazioni dipendenti sono possibili ulteriori sviluppi vantaggiosi e miglioramenti del motore a combustione interna indicato nella rivendicazione brevettuale 1. With the expedients indicated in the dependent claims, further advantageous developments and improvements of the internal combustion engine indicated in the patent claim 1 are possible.

Un ulteriore sviluppo particolarmente preferito dell 'invenzione prevede che la superficie del collare sia disposta in modo angolato rispetto alla superficie di appoggio per il collare ed è a contatto con essa soltanto in una zona radiale interna o viceversa. Grazie all'andamento angolare si ottiene, da un lato, una minore superficie di contatto cosa che, in caso di precarico costante, provoca una maggiore pressione superficiale nella zona delle superfici di separazione e quindi anche una cedevolezza ivi maggiore. Dall'altro lato, grazie alla smussatura, la superficie di contatto tra la superficie del collare e la superficie di appoggio per il collare viene spostata radialmente verso l'interno, per cui il braccio della leva tra il collare radialmente esterno e le forze assiali che agiscono in testa sulla camicia cilindro diventa più corto. Ciò provoca, a sua volta, un momento flettente più basso sulla camicia cilindro in modo da ridurre la sua tendenza ad ingobbarsi. Lo smusso angolare della superficie del collare e/o della superficie di appoggio per il collare può essere realizzato in modo semplice a rotazione simmetrica, per cui i costi di lavorazione per questo scopo sono bassi. A further particularly preferred development of the invention provides that the surface of the collar is arranged at an angle with respect to the bearing surface for the collar and is in contact with it only in an internal radial region or vice versa. Thanks to the angular course, on the one hand, a smaller contact surface is obtained which, in the event of constant preload, causes a greater surface pressure in the area of the separation surfaces and therefore also greater compliance there. On the other hand, thanks to the chamfer, the contact surface between the collar surface and the bearing surface for the collar is displaced radially inwards, whereby the lever arm between the radially outer collar and the axial forces which acting in the head on the cylinder liner becomes shorter. This in turn causes a lower bending moment on the cylinder liner so as to reduce its tendency to buckle. The angular bevel of the surface of the collar and / or of the bearing surface for the collar can be made in a simple, rotationally symmetrical way, whereby the machining costs for this purpose are low.

Secondo un'altra forma di esecuzione dell'invenzione, tra il collare e l'appoggio relativo è disposto uno spessore con almeno un anello, il quale, per effetto del precarico, è deformabile elasticamente e/o plasticamente in modo che le deformazioni prodotte dal precarico si manifestino principalmente nell'anello. Partendo da ciò, secondo un ulteriore sviluppo, lo spessore è previsto per più cilindri disposti in linea ed è costituito da più anelli deformabili elasticamente e/o plasticamente, allineati l'uno all'altro. In questo modo, lo spessore elastico è strutturato a guisa di guarnizione testata e può essere disposto, ad esempio, come corpo monopezzo con poco dispendio per il montaggio nel basamento. According to another embodiment of the invention, a shim with at least one ring is arranged between the collar and the relative support, which, due to the effect of the preload, is elastically and / or plastically deformable so that the deformations produced by the preload occur mainly in the ring. Starting from this, according to a further development, the thickness is provided for several cylinders arranged in line and consists of several elastically and / or plastically deformable rings, aligned to each other. In this way, the elastic shim is structured in the manner of a cylinder head gasket and can be arranged, for example, as a one-piece body with little effort for assembly in the crankcase.

Secondo un'altra forma di esecuzione dell'invenzione è previsto che la superficie dell'appoggio per il collare e/o la superficie del collare è profilata in direzione assiale, preferibilmente è realizzata a forma d'onda. L'accoppiamento delle superfici prodotto dall'ondulazione può essere calcolato, in questo caso, in modo da ridurre al minimo la deformazione della camicia cilindro. According to another embodiment of the invention, it is provided that the surface of the support for the collar and / or the surface of the collar is profiled in the axial direction, preferably in a wave shape. The coupling of the surfaces produced by the corrugation can be calculated, in this case, in order to minimize the deformation of the cylinder liner.

Disegni Drawings

Esempi di esecuzione dell'invenzione sono rappresentati nei disegni e sono illustrati più dettagliatamente nella descrizione seguente. In essi: Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawings and are illustrated in more detail in the following description. In them:

La figura 1 mostra una vista in sezione prospettica di un basamento con una camicia cilindro, laddove tra la camicia cilindro e il basamento è previsto uno spessore deformabile elasticamente/plasticamente, realizzato a guisa di anelli allineati uno accanto all'altro; Figure 1 shows a perspective sectional view of a base with a cylinder liner, where an elastically / plastically deformable thickness is provided between the cylinder liner and the base, made in the form of rings aligned next to each other;

la figura 2 mostra una sezione trasversale lungo un anello della figura 1, Figure 2 shows a cross section along a ring of Figure 1,

la figura 3 mostra una sezione trasversale lungo un anello della figura 1 in un'altra forma di esecuziola figura mostra una rappresentazione prospettica di una camicia cilindro cori superficie del collare che si estende obliquamente; FIG. 3 shows a cross section along a ring of FIG. 1 in another embodiment; FIG. shows a perspective representation of a cylinder liner with an obliquely extending collar surface;

la figura 5 mostra una sezione trasversale parziale in corrispondenza del particolare Y della figura 4 laddove, diversamente da questa, è rappresentato, inoltre, il basamento; figure 5 shows a partial cross section in correspondence with detail Y of figure 4 where, unlike this, the base is also represented;

la figura 6 mostra una rappresentazione schematica di una simulazione .con metodo di elementi finiti della situazione di montaggio di una camicia cilindro; Figure 6 shows a schematic representation of a simulation by finite element method of the mounting situation of a cylinder liner;

la figura 6a mostra una immagine di deformazione plastica, rappresentata in modo fortemente esagerato, di una camicia cilindro in cui la superficie del collare è perpendicolare alla direzione assiale; Figure 6a shows a plastic deformation image, represented in a highly exaggerated way, of a cylinder liner in which the surface of the collar is perpendicular to the axial direction;

la figura 6b mostra una immagine di deformazione plastica, rappresentata in modo fortemente esagerato, di una camicia cilindro in cui la superficie del collare è smussata con un angolo a = 0,4 gradi; figure 6b shows a plastic deformation image, represented in a strongly exaggerated way, of a cylinder liner in which the surface of the collar is beveled with an angle a = 0.4 degrees;

la figura 6c mostra una immagine di deformazione, rappresentata in modo fortemente esagerato, di una camicia cilindro in cui la superficie del collare è smussata con un angolo a = 0,5 gradi; figure 6c shows a deformation image, represented in a strongly exaggerated way, of a cylinder liner in which the surface of the collar is beveled at an angle a = 0.5 degrees;

la figura 6d mostra una immagine di deformazione, rappresentata in modo fortemente esagerato, di una camicia cilindro in cui la superficie del collare è smussata con un angolo a = 0,6 gradi; Figure 6d shows a deformation image, represented in a highly exaggerated way, of a cylinder liner in which the surface of the collar is beveled at an angle a = 0.6 degrees;

la figura 7 mostra un'altra forma di esecuzione secondo l'invenzione in cui la superficie del collare della camicia cilindro è profilata in direzione assiale ; Figure 7 shows another embodiment according to the invention in which the surface of the collar of the cylinder liner is profiled in the axial direction;

la figura 8 mostra un'altra forma di esecuzione secondo l'invenzione in cui uno spessore realizzato a guisa di anello è profilato in direzione assiale; Figure 8 shows another embodiment according to the invention in which a ring-like shim is profiled in the axial direction;

la figura 9 mostra un'altra forma di esecuzione secondo l'invenzione in cui la superficie del collare della camicia cilindro è profilata in direzione assiale e, inoltre, si estende obliquamente; Figure 9 shows another embodiment according to the invention in which the surface of the collar of the cylinder liner is profiled in the axial direction and, moreover, extends obliquely;

la figura 10 mostra una sezione trasversale parziale in corrispondenza del particolare Y della figura 9, laddove, diversamente da questa, è rappresentato, inoltre, il basamento. Figure 10 shows a partial cross section in correspondence with detail Y of Figure 9, where, unlike this, the base is also represented.

Descrizione degli esempi di esecuzione Description of the examples of execution

Nella figura 1 è rappresentata una camicia cilindro a umido 1 poco prima del suo montaggio in un cilindro 2 di un basamento 4 di un motore a combustione interna. Per il fissaggio assiale nel cilindro 2, la camicia 1 di detto cilindro ha un collare radiale esterno 6 con una superficie anulare 8, orientata verso il basamento 4,. La superficie 8 del collare è disposta, preferibilmente, in un piano perpendicolarmente all'asse mediano della camicia cilindro 1 e, visto in direzione longitudinale della camicia cilindro, sostanzialmente al centro, laddove l'altezza del collare oscilla, preferibilmente, tra 0,5 e 1,5 volte il diametro del foro della camicia cilindro 1. Camicie cilindri 1 con un tale collare 6 centrale vengono indicate anche come "'camicie cilindri midstop" . Il collare centrale 6 separa una parte superiore 10 di diametro maggiore da una parte inferiore 12 di diametro minore della camicia cilindro 1 già nota. I cilindri 2 del basamento 4 sono provvisti di volta in volta di un appoggio per collare 14, il quale presenta una superficie anulare piana 16. Durante il montaggio, la parte inferiore di diametro minore della camicia cilindro 12 viene inserita nel cilindro 2 fino a quando la superficie 8 del collare poggia sulla superficie di appoggio 16. Indi si colloca una testa cilindri non rappresentata sul basamento 4 e la si collega con questo in modo noto mediante tiranti a vite o viti con testa. In questo caso, le camicie 1 vengono tenute nei cilindri 2 mediante la pressione del lato di testa della testata e la superficie 8 del collare di una camicia cilindro 1 viene precaricata di volta in volta assialmente contro la superficie di appoggio 16 del collare del basamento 4. Figure 1 shows a wet cylinder jacket 1 just before its assembly in a cylinder 2 of a crankcase 4 of an internal combustion engine. For axial fixing in the cylinder 2, the liner 1 of said cylinder has an outer radial collar 6 with an annular surface 8, oriented towards the base 4,. The surface 8 of the collar is preferably arranged in a plane perpendicular to the median axis of the cylinder liner 1 and, seen in the longitudinal direction of the cylinder liner, substantially in the center, where the height of the collar preferably oscillates between 0.5 and 1.5 times the diameter of the bore of the cylinder liner 1. Cylinder liners 1 with such a central collar 6 are also referred to as "'midstop cylinder liners". The central collar 6 separates an upper part 10 having a larger diameter from a lower part 12 having a smaller diameter than the already known cylinder liner 1. The cylinders 2 of the crankcase 4 are provided in each case with a support for collar 14, which has a flat annular surface 16. During assembly, the lower part with smaller diameter of the cylinder liner 12 is inserted into the cylinder 2 until the surface 8 of the collar rests on the supporting surface 16. Then a cylinder head, not shown, is placed on the base 4 and connected to it in a known way by means of screw tie rods or head screws. In this case, the liners 1 are held in the cylinders 2 by the pressure of the head side of the cylinder head and the surface 8 of the collar of a cylinder liner 1 is axially preloaded each time against the bearing surface 16 of the collar of the crankcase 4 .

Secondo una forma di esecuzione preferita dell'invenzione, la zona della superficie di separazione tra la superficie 8 del collare e la superficie di appoggio 16 relativo è più cedibile delle zone della camicia cilindro 1 e del basamento 4, attigue alla zona della superficie di separazione, tra la superficie 8 del collare e la superficie di appoggio 16 del collare essendo interposto uno spessore 18 deformabile elasticamente e/o plasticamente sotto forma di più anelli 20 allineati uno accanto all'altro. Un tale anello 20 è costituito, preferibilmente, da un materiale avente una rigidezza minore del materiale della camicia cilindro 1 e del basamento 4. In alternativa o in aggiunta, anche la rigidezza di forma di un tale anello può essere lieve. Ciò fa in modo che le deformazioni che si determinano per effetto del precarico assiale avvengono principalmente negli anelli 20 che, in questo modo, si deformano elasticamente e/o plasticamente. Al contrario, le deformazioni assiali e radiali della camicia cilindro 1 più rigida sono notevolmente minori , per cui detta camicia difficilmente si deforma sotto l'azione del precarico assiale. Affinché questo materiale cedevole degli anelli 20 caricati assialmente possa deviare in direzione radiale, in corrispondenza del collare 6 e dell'appoggio 14 del collare si possono prevedere zone di uscita radiali. According to a preferred embodiment of the invention, the area of the separation surface between the surface 8 of the collar and the relative bearing surface 16 is more yieldable than the areas of the cylinder liner 1 and of the base 4, adjacent to the area of the separation surface. , between the surface 8 of the collar and the supporting surface 16 of the collar an elastically and / or plastically deformable thickness 18 being interposed in the form of several rings 20 aligned one next to the other. Such a ring 20 is preferably made of a material having a lower stiffness than the material of the cylinder liner 1 and of the crankcase 4. Alternatively or in addition, the shape stiffness of such a ring may also be slight. This causes the deformations which are determined by the effect of the axial preload mainly occur in the rings 20 which, in this way, deform elastically and / or plastically. On the contrary, the axial and radial deformations of the more rigid cylinder liner 1 are considerably less, so that said liner hardly deforms under the action of the axial preload. In order for this yielding material of the axially loaded rings 20 to deviate in the radial direction, radial outlet regions can be provided at the collar 6 and the collar abutment 14.

Nella figura 2 è rappresentata una sezione trasversale lungo la linea II-II della figura 1 attraverso un anello 20a secondo una forma di esecuzione preferita. L'anello 20a è realizzato a pezzo unico e presenta una rigidezza di materiale minore del materiale della camicia cilindro 1 oppure del basamento 4. L'anello 20a ha un labbro anulare 22 disposto radialmente al centro e orientato preferibilmente verso la superficie 8 del collare della camicia cilindro 1. Il labbro anulare 22 è applicato per formatura all'anello 20a, laddove sull'altro lato dell'anello è realizzata una scanalatura anulare 24 in modo che il materiale antistante del labbro anulare 22 possa deviare sotto precarico assiale nella scanalatura anulare 24. Grazie al labbro anulare 22 in connessione con la scanalatura anulare 24 realizzata in modo complementare ad esso è possibile ottenere una cedevolezza particolarmente elevata dello spessore 18 che si limita, inoltre, ad una zona strettamente limitata. Figure 2 shows a cross section along the line II-II of Figure 1 through a ring 20a according to a preferred embodiment. The ring 20a is made in a single piece and has a material stiffness lower than the material of the cylinder liner 1 or of the crankcase 4. The ring 20a has an annular lip 22 arranged radially in the center and preferably oriented towards the surface 8 of the collar of the cylinder liner 1. The annular lip 22 is applied by forming to the ring 20a, where an annular groove 24 is formed on the other side of the ring so that the material in front of the annular lip 22 can deviate under axial preload in the annular groove 24 Thanks to the annular lip 22 in connection with the annular groove 24 made complementary thereto, it is possible to obtain a particularly high compliance of the thickness 18 which is also limited to a strictly limited area.

In alternativa, un anello 20b secondo la rappresentazione in sezione trasversale della figura 3 può essere anche bipartito ed essere costituito da un anello di sostegno 26 e da un anello di deformazione 28 più cedevole, supportato dal primo. L'anello di sostegno 26 ha, preferibilmente, un profilo a forma di L, laddove un fianco assiale 30 dell'anello di sostegno 26 della parete della camicia cilindro 1 sta di fronte e un fianco radiale 32 sporge radialmente verso 1 'esterno. L'anello di deformazione 28 è incassato nella semiscanalatura formata dal fianco assiale 30·e radiale 32 e sporge in direzione assiale oltre il fianco assiale 30. Preferibilmente, il materiale dell'anello di deformazione 32 si deforma plasticamente sotto il precarico e può deviare radialmente verso l'esterno. Il fianco assiale 30 funge poi da arresto per la superficie 8 del collare oppure per l'appoggio 16 del collare e può deformarsi elasticamente. Invece di prevedere lo spesso 18 cedevole separatamente dalla camicia cilindro 1, detto spessore potrebbe essere collegato ad accoppiamento geometrico, ad accoppiamento dinamico oppure per via di materiale proprio con la superficie 8 del collare oppure con la superficie di appoggio 16 del collare. Alternatively, a ring 20b according to the cross-sectional representation of Figure 3 can also be bipartite and consist of a support ring 26 and a more compliant deformation ring 28, supported by the first. The support ring 26 preferably has an L-shaped profile, where an axial side 30 of the support ring 26 of the wall of the cylinder liner 1 faces and a radial side 32 projects radially towards the outside. The deformation ring 28 is recessed in the half-groove formed by the axial flank 30 and radial 32 and protrudes in the axial direction beyond the axial flank 30. Preferably, the material of the deformation ring 32 deforms plastically under the preload and can deviate radially outwards. The axial side 30 then acts as a stop for the surface 8 of the collar or for the support 16 of the collar and can be elastically deformed. Instead of providing the flexible thickness 18 separately from the cylinder liner 1, said thickness could be connected with a geometrical coupling, with a dynamic coupling or by means of its own material with the surface 8 of the collar or with the bearing surface 16 of the collar.

Nella figura 4 è rappresentata un'altra forma di esecuzione secondo l'invenzione, in cui il collare 6 òleIla camicia cilindro 1 è leggermente smussato. Secondo la figura 5, la quale, in corrispondenza del particolare Y della figura 4, è rappresentata in sezione longitudinale e in cui, diversamente da questa, è mostrato inoltre l'appoggio 14 del collare del basamento 4, la superficie di appoggio 16 per il collare è pianparallela ad un piano perpendicolarmente all'asse mediano del cilindro 2. Al contrario, la superfici 8 del collare è disposta obliquamente e forma un angolo a rispetto alla superficie di appoggio 16 del collare con cui essa è, quindi, a contatto soltanto in una zona interna radiale. Al contrario, anche la superficie 8 del collare potrebbe essere pianoparallela ad un piano perpendicolarmente all'asse mediano della camicia cilindro 1 e la superficie di appoggio 16 del collare potrebbe essere disposta in un angolo a obliquamente alla superficie 8 del collare. Inoltre, sia la superficie 8 del collare sia la superficie di appoggio 16 per il collare potrebbero essere disposte ciascuna con un'angolazione a rispetto ad un piano perpendicolarmente all'asse mediano della camicia cilindro 1. Grazie all'andamento angolare della superficie 8 del collare e/o della superficie di appoggio 16 dello stesso si ottiene una superficie di contatto minore tra il collare 6 e l'appoggio 14 relativo, cosa che, in caso di uguale precàrico, provoca una maggiore pressione superficiale (forza di precarico/superficie di contatto) e quindi anche una maggiore cedevolezza desiderata in corrispondenza della superficie di separazione. Lo smusso della superficie 8 del collare può essere prodotto mediante lavorazione ad asportazione di truciolo, per cui sul collare 6 è prevista, preferibilmente, una uscita 34 per l'utensile. Secondo un ulteriore sviluppo dell'invenzione, anche un anello 20 di uno spessore 18 secondo la figura 1 potrebbe essere provvisto di un tale smusso angolare. Figure 4 shows another embodiment according to the invention, in which the collar 6 of the cylinder liner 1 is slightly chamfered. According to Figure 5, which, in correspondence with detail Y of Figure 4, is shown in longitudinal section and in which, unlike this, the support 14 of the collar of the base 4 is also shown, the support surface 16 for the collar is plane parallel to a plane perpendicular to the median axis of the cylinder 2. On the contrary, the surface 8 of the collar is arranged obliquely and forms an angle a with respect to the bearing surface 16 of the collar with which it is therefore in contact only in an internal radial zone. On the contrary, the surface 8 of the collar could also be plane parallel to a plane perpendicular to the median axis of the cylinder liner 1 and the bearing surface 16 of the collar could be arranged at an angle a obliquely to the surface 8 of the collar. Furthermore, both the surface 8 of the collar and the supporting surface 16 for the collar could each be arranged at an angle a with respect to a plane perpendicular to the median axis of the cylinder liner 1. Thanks to the angular course of the surface 8 of the collar and / or of the support surface 16 of the same, a smaller contact surface is obtained between the collar 6 and the relative support 14, which, in the case of equal preload, causes a greater surface pressure (preload force / contact surface ) and therefore also a higher compliance desired at the separation surface. The chamfer of the surface 8 of the collar can be produced by machining, whereby an outlet 34 for the tool is preferably provided on the collar 6. According to a further development of the invention, also a ring 20 of a thickness 18 according to Figure 1 could be provided with such an angular chamfer.

La figura 6 mostra una rappresentazione schematica di una simulazione con metodo di elementi finiti (FEM) della situazione di montaggio di una camicia cilindro 1, laddove la rappresentazione corrisponde ad una sezione longitudinale lungo la parete della camicia cilindro 1. Il precarico assiale attraverso la testa cilindri disposta in alto sulla camicia cilindro 1 è simulato da un carico statico per unità di superficie p che agisce sulla superficie frontale anulare della camicia cilindro 1 e l'appoggio 14 del collare è simulato da un appoggio 36. Sotto densità di carico assiale p, la parete relativamente sottile della camicia cilindro 1 tende ad ingobbare, cosa che viene rafforzata dal fatto che tra le linee d'azione delle parti radiali interne del carico per unita di superficie p e l'appoggio radiale esterno del collare (appoggio 36) agisce un braccio di leva per cui alla pressoflessione che agisce sulla parete della camicia cilindro 1 si sovrappone una sollecitazione di flessione supplementare. Questo carico di punta e di flessione provoca la formazione di onde flessionali nella parete della camicia cilindro 1, come si vede con riferimento all'immagine di deformazione rappresentata, per motivi di scala, in modo fortemente esagerato e prodotta da un modello matematico FEM. Il collare 6 del modello matematico FEM secondo la figura 6a è pianparallelo ad un piano perpendicolarmente all'asse mediano della camicia cilindro 1 (a = 0 gradi) in modo che questa corrisponda ad una camicia cilindro dello stato della tecnica. Come risultato del calcolo nell'ambito del modello matematico FEM, all'altezza del collare è stata calcolata una deformazione radiale massima della camicia cilindro 1 pari a 16 μm. Figure 6 shows a schematic representation of a simulation using the finite element method (FEM) of the mounting situation of a cylinder liner 1, where the representation corresponds to a longitudinal section along the cylinder liner wall 1. The axial preload through the head cylinders arranged at the top of the cylinder liner 1 is simulated by a static load per unit area p acting on the annular front surface of the cylinder liner 1 and the collar abutment 14 is simulated by a bearing 36. Under axial load density p, the relatively thin wall of the cylinder liner 1 tends to buckle, which is reinforced by the fact that an arm acts between the lines of action of the internal radial parts of the load per unit of surface area p and the external radial support of the collar (bearing 36) of lever so that the pressure bending acting on the wall of the cylinder liner 1 is superimposed on a bending stress supp lementare. This buckling and buckling load causes the formation of bending waves in the wall of the cylinder liner 1, as can be seen with reference to the deformation image represented, for reasons of scale, in a highly exaggerated way and produced by a FEM mathematical model. The collar 6 of the FEM mathematical model according to Figure 6a is parallel to a plane perpendicular to the median axis of the cylinder liner 1 (a = 0 degrees) so that this corresponds to a cylinder liner of the state of the art. As a result of the calculation in the context of the FEM mathematical model, a maximum radial deformation of the cylinder liner 1 of 16 μm was calculated at the height of the collar.

Al contrario, nella figura 6b è rappresentata una immagine di deformazione di un modello matematico FEM in cui la superficie 8 del collare è inclinata, rispetto ad un piano, per un angolo a = 0,4 gradi perpendicolarmente all'asse medieino della camicia cilindro 1. Come si vede, la deformazione radiale della camicia cilindro 1 è molto più lieve, laddove la deformazione massima calcolata in corrispondenza del collare 6 è soltanto pari a 7 μm . Le immagini di deformazione mostrate nella figura 6c e nella figura 6d si basano su modelli matematici in cui la superficie 8 del collare è smussata per un angolo α = 0,5 gradi (figura 6c) e rispettivamente per un angolo di a =0,6 (figura 6d) laddove, in caso di smusso parti a 0,5 gradi, è stato calcolata una deformazione radiale massima di 6 /un e, in caso di smusso pari a 0,6 gradi, è stata calcolata una deformazione radiale massima di 5 μτα. On the contrary, figure 6b shows a deformation image of a FEM mathematical model in which the surface 8 of the collar is inclined, with respect to a plane, for an angle a = 0.4 degrees perpendicular to the medium axis of the cylinder liner 1 As can be seen, the radial deformation of the cylinder liner 1 is much smaller, whereas the maximum deformation calculated at the collar 6 is only equal to 7 μm. The deformation images shown in Figure 6c and Figure 6d are based on mathematical models in which the surface 8 of the collar is beveled for an angle α = 0.5 degrees (Figure 6c) and respectively for an angle of a = 0.6 (figure 6d) where, in the case of chamfering parts at 0.5 degrees, a maximum radial deformation of 6 / un was calculated and, in the case of chamfering equal to 0.6 degrees, a maximum radial deformation of 5 was calculated μτα.

Come precedentemente esposto, la minore deformazione radiale della camicia cilindro 1 man mano che lo smusso aumenta è da attribuirsi, da un lato, alla minore rigidità di forma della camicia cilindro 1 in corrispondenza della superficie di separazione. Dall'altro lato, grazie allo smusso della superficie 8 del collare si ottiene un prolungamento della zona di contatto tra il collare e l'appoggio relativo radialmente verso l'interno, cosa che si determina in un braccio di leva più corto per la parte radiale interna del carico superficiale assiale che agisce sul lato di testa. Di conseguenza, il momento flettente sulla camicia cilindro 1 e quindi anche la sua deformazione radiale è minore. Preferibilmente, l'angolo di smusso a oscilla in un campo angolare tra 0,4 e 0,6 gradi. In caso di dimensionamento diverso della camicia cilindro, l'angolo a potrebbe oscillare anche in un ambito tra 0,2 e 1,5 gradi. As previously explained, the lower radial deformation of the cylinder liner 1 as the chamfer increases is due, on the one hand, to the lower rigidity of the cylinder liner 1 at the separation surface. On the other hand, thanks to the chamfer of the surface 8 of the collar, an extension of the contact area between the collar and the relative support radially inwards is obtained, which results in a shorter lever arm for the radial part. internal surface axial load acting on the head side. Consequently, the bending moment on the cylinder liner 1 and therefore also its radial deformation is less. Preferably, the bevel angle a fluctuates in an angular range between 0.4 and 0.6 degrees. If the cylinder liner is dimensioned differently, the angle a may also fluctuate within a range of between 0.2 and 1.5 degrees.

Nella figura 7 è mostrata una camicia cilindro 1 in cui la superficie 8 del collare è profilata in direzione assiale e, preferibilmente, è realizzata in modo ondulato, laddove la profilatura è rappresentata in modo fortemente esagerato. Il profilo ondulato sta di fronte alla superficie di appoggio 16 non rappresentata per il collare e, durante il montaggio della camicia cilindro 1, viene bloccato contro detta camicia. La profilatura provoca, a causa della minore superficie di contatto in corrispondenza delle ''creste d'onda una pressione superficiale maggiore (forza di precarico/ superficie di contatto) in modo da ridurre in modo mirato la rigidità di forma del collare 6 nella zona della superficie di separazione. Le deformazioni per effetto del precarico si manifestano poi principalmente nella superficie ondulata 8 del collare, Inoltre oppure in alternativa, anche la superficie di appoggio 16 del collare potrebbe essere profilata in modo ondulato o in modo diverso. Come ulteriore variante, anche uno spessore 18 sotto forma di anello 20c può essere provvisto di una tale profilatura, come indicato nella figura 8. In tal caso, una prima superficie anulare 38, atta ad essere portata a contatto con la superficie 8 del collare è strutturata in modo piatto e la seconda superficie anulare 40, atta ad essere portata in contatto con la superficie di appoggio 16 del collare, è strutturata in modo ondulato o viceversa oppure anche entrambe le superfici anulari 38, 40 sono strutturate in modo ondulato. Figure 7 shows a cylinder liner 1 in which the surface 8 of the collar is profiled in the axial direction and, preferably, is made in a wavy manner, where the profiling is represented in a strongly exaggerated way. The corrugated profile faces the supporting surface 16 not shown for the collar and, during the assembly of the cylinder liner 1, is clamped against said liner. The profiling causes, due to the smaller contact surface at the wave crests, a higher surface pressure (preload force / contact surface) in order to specifically reduce the form rigidity of the collar 6 in the area of the separation surface. The deformations due to the preload effect then occur mainly in the wavy surface 8 of the collar. Furthermore or alternatively, the support surface 16 of the collar could also be shaped in a wavy way or in a different way. As a further variant, also a shim 18 in the form of a ring 20c can be provided with such a profiling, as indicated in Figure 8. In this case, a first annular surface 38, able to be brought into contact with the surface 8 of the collar is structured in a flat way and the second annular surface 40, able to be brought into contact with the bearing surface 16 of the collar, is structured in a corrugated way or vice versa or also both annular surfaces 38, 40 are structured in a corrugated way.

Secondo l'altra forma di esecuzione mostrata nella figura 9, la superficie 8 del collare è profilata in modo ondulato e, inoltre, è smussata radialmente, come mostra la sezione trasversale parziale, rappresentata nella figura 10, in corrispondenza del particolare Y della figura 9. Di conseguenza, la superficie 8 del collare e la superficie di appoggio 16 dello stesso si estendono in modo angolato fra loro, la superficie 8 del collare essendo disposta con un angolo α, rispetto ad un piano, perpendicolarmente all'asse mediano della camicia cilindro 1 ed è in contatto con la superficie di appoggio 16 per il collare soltanto in una zona radiale interna. Inoltre, anche la superficie di appoggio 16 per il collare potrebbe essere profilata e smussata. According to the other embodiment shown in Figure 9, the surface 8 of the collar is shaped in a corrugated manner and, moreover, it is radially chamfered, as shown in the partial cross-section, shown in Figure 10, in correspondence with detail Y of Figure 9 Consequently, the surface 8 of the collar and the supporting surface 16 of the same extend in an angled manner to each other, the surface 8 of the collar being arranged at an angle α, with respect to a plane, perpendicular to the median axis of the cylinder liner. 1 and is in contact with the bearing surface 16 for the collar only in an internal radial region. Furthermore, the support surface 16 for the collar could also be profiled and chamfered.

Riassumendo, secondo l'invenzione, la cedevolezza della zona della superficie di separazione tra la superficie 8 del collare e la superficie di appoggio 16 dello stesso viene aumentata, la resistenza di forma e/o di materiale della superficie 8 del collare e/o della superficie di appoggio 16 dello stesso viene ridotta grazie agli accorgimenti indicati sopra oppure viene previsto uno spessore cedevole 18 tra la superficie 8 del collare e la superficie di appoggio 16 dello stesso. Summarizing, according to the invention, the compliance of the area of the separation surface between the surface 8 of the collar and the supporting surface 16 of the same is increased, the resistance of shape and / or material of the surface 8 of the collar and / or of the the supporting surface 16 of the same is reduced thanks to the measures indicated above or a yielding thickness 18 is provided between the surface 8 of the collar and the supporting surface 16 of the same.

Claims

CLAIMS 1. Internal combustion engine with at least one cylinder liner (1) inserted in a crankcase (4), where a surface (8) of an outer radial collar (6) of the cylinder liner (1) is axially preloaded against a bearing surface (16) of an internal radial support (14) for the collar, characterized by the fact that the structural rigidity of the surface (8) of the collar and / or of the support surface (16) thereof is less than that of the areas adjacent to these .

2 . Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the bearing surface (16) for the collar and / or the surface (8) of the collar is profiled in the axial direction, preferably formed in a corrugated manner.

3. Internal combustion engine according to claim 1 or 2, characterized in that the surface (8) of the collar and the bearing surface (16) for the collar are arranged at an angle to each other in a plane containing the median axis of the jacket cylinder.

4. Internal combustion engine according to claim 3, characterized in that the surface (8) of the collar and the bearing surface (16) for the collar are in contact with each other only in an internal radial region.

5. Internal combustion engine according to claim 3 or 4, characterized in that the angle (a) between the surface (8) of the collar and the bearing surface (16) for the same oscillates, preferably, within an angular range between 0.4 and 0.6 degrees.