KR100411867B1 - Reciprocating piston engine - Google Patents
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Abstract
본 발명은 적어도 하나의 실린더를 갖는 왕복동 피스톤 엔진에 관한 것이며, 상기 실린더의 실린더 라이너(2)에는 오일포켓(8)을 형성하는 적어도 하나의 그루브(9)가 제공되고, 이것은 상기 라이너의 가동면(4) 영역에 위치됨으로써, 상기 가동면(4)은 상기 실린더와 연관된 피스톤(6)과 대면한다. 본 발명의 목적은 특히 작동 모드를 보호하기 위한 것이며, 따라서 상기 실린더 라이너(2)의 수명이 특히 길어진다. 이로 인해, 그루브(9)는 실린더 라이너(2)의 최대 마모 깊이에 해당하는 깊이를 갖는다. 상기 그루브(9)에는 충전부(10)가 위치된다. 상기 그루브(9) 내의 충전부에 사용되는 재료는 상기 실린더 라이너(2)의 기재보다 낮은 내마모성을 갖는다.The present invention relates to a reciprocating piston engine having at least one cylinder, wherein the cylinder liner 2 of the cylinder is provided with at least one groove 9 forming an oil pocket 8, which is the movable surface of the liner. By being located in area (4), the movable surface 4 faces the piston 6 associated with the cylinder. The object of the present invention is in particular for protecting the operating mode, so that the life of the cylinder liner 2 is particularly long. Due to this, the groove 9 has a depth corresponding to the maximum wear depth of the cylinder liner 2. In the groove 9, a charging unit 10 is located. The material used for the filling part in the groove 9 has a lower wear resistance than the substrate of the cylinder liner 2.
Description
기재의 국부적인 질화 또는 경화에 대한 대안으로 상기 유형의 장치가 CH-A 4 93 738에 제안되어 있다. 여기서, 상기 그루브의 충전부를 형성하기 위해 제안된 재료는 동, 감마금속(antifriction metal) 또는 경질 크롬이다. 상기 그루브의 충전부 영역 내에 있는 오일포켓의 형성은 상기 재료로는 만들어지기 어렵다. 따라서, 비교적 작은 용량의 오일포켓만이 가능하다. 상기 제안된 그루브 깊이는 경화 또는 질화에 의해 얻어질 수 있는 침투 깊이의 영역에만 가능하다. 그 결과, 전술한 단점이 더욱 악화된다. 이렇게 비교적 작은 그루브 깊이 때문에, 오일포켓의 형성에 적절한 영역은 비교적 빨리 마모되어 윤활 조건의 열화를 추가로 가져오게 된다. 또한, 상기 공지된 장치에 의하면, 열 부식 등에 의해 실린더 라이닝을 부스러뜨리는 재료의 입자가 충전재로 압축되어 이들의 자유운동을 정지시키는 것이 거의 불가능하다. 그러므로, 실린더 라이닝과 피스톤 사이에서 분쇄되거나 부스러진 재료 입자들은 손상 및 국부적인 과열을 일으켜 열에 의한 부식 및/또는 눌어붙음을 일으킬 위험이 있다. 그러므로, 상기 공지된 장치는 신뢰적인 작동이 불충분하다는 것이 입증되었다.GB-A- 14 73 058에는, 실린더 라이닝에 그루브가 제공되어 오일포켓을 형성하도록 하는 왕복동-피스톤 내연기관이 개시되어 있다. 그러나, 이 경우에 그루브는 충전부를 포함하지 않는다. 그루브의 깊이 및 이로 인해 형성되는 오일포켓의 단면은 실린더 라이닝의 마모가 진행됨에 따라 감소된다. 그 결과, 시간이 흐름에 따라 윤활 조건이 열화된다. 실린더 라이닝을 부스러뜨리는 입자들의 고정은 상기 장치로는 불가능할 뿐 아니라 전술한 단점을 야기할 수도 있다. 그러므로, 공지된 장치는 충분히 신뢰적으로 작동될 수 없는 것으로 확인되었다.An alternative to this type of local nitriding or curing of the substrate is proposed in CH-A 4 93 738. Here, the material proposed for forming the filling part of the groove is copper, antifriction metal or hard chromium. The formation of an oil pocket in the filling region of the groove is difficult to make with the material. Therefore, only a relatively small capacity oil pocket is possible. The proposed groove depth is only possible in the region of penetration depth which can be obtained by hardening or nitriding. As a result, the above disadvantages are further exacerbated. Because of this relatively small groove depth, the area suitable for the formation of the oil pocket wears out relatively quickly resulting in further degradation of lubrication conditions. In addition, according to the above known apparatus, it is almost impossible for particles of a material that crushes the cylinder lining by thermal corrosion or the like to be compressed into the filler to stop their free movement. Therefore, material particles that are crushed or chipped between the cylinder lining and the piston are at risk of causing damage and local overheating resulting in thermal corrosion and / or sticking. Therefore, the above known device proved to be inadequate in reliable operation. GB-A-14 73 058 discloses a reciprocating-piston internal combustion engine in which a groove is provided in the cylinder lining to form an oil pocket. In this case, however, the groove does not comprise a live part. The depth of the groove and the resulting cross section of the oil pocket decrease as the wear of the cylinder lining progresses. As a result, lubrication conditions deteriorate with time. The fixation of the particles that shatter the cylinder lining is not only impossible with the device but can also lead to the drawbacks described above. Therefore, it has been found that known devices cannot be operated sufficiently reliably.
본 발명은 왕복동-피스톤 엔진에 관한 것이며, 구체적으로는 적어도 하나의 실린더를 갖고, 이 실린더의 연관된 피스톤과 대면하는 가동면의 영역에 있는 실린더 라이닝에 적어도 하나의 그루브가 제공되며, 오일포켓(oil pocket)을 형성하기 위해 상기 그루브에는 충전부가 결합되고 상기 그루브의 충전부를 형성하는 재료는 상기 실린더 라이닝의 기재보다 내마모성이 작은 대형 2행정 디젤엔진에 관한 것이다.The present invention relates to a reciprocating-piston engine, in particular having at least one cylinder, provided with at least one groove in the cylinder lining in the region of the movable surface facing the associated piston of the cylinder, the oil pocket Fillings are coupled to the grooves to form pockets and the material forming the fillings of the grooves relates to a large two-stroke diesel engine having less wear resistance than the substrate of the cylinder lining.
도 1은 대형 2행정 디젤엔진의 실린더에 대한 부분단면도.1 is a partial cross-sectional view of a cylinder of a large two-stroke diesel engine.
도 2는 본 발명에 따른 그루브가 제공된 실린더 라이닝의 가동면 일부분에 대한 확대도.2 is an enlarged view of a portion of the movable surface of a cylinder lining provided with grooves according to the invention.
도 3은 상기 그루브의 변형에 대한 단면도.3 is a sectional view of a deformation of the groove.
도 4는 상기 그루브의 또 다른 변형에 대한 단면도.4 is a cross-sectional view of another variant of the groove.
그러므로, 상기 배경에 대하여, 본 발명의 목적은 간단하고 저렴한 수단을 사용하여 전술한 유형의 장치를 장시간 동안 신뢰성이 높은 유형의 장치로 개선하는 것이다.Therefore, in view of the above background, it is an object of the present invention to use a simple and inexpensive means to improve a device of the type described above into a device of high reliability for a long time.
상기 목적은, 그루브의 충전부를 형성하는 재료가 적어도 부분적으로 알루미늄-동 및/또는 적어도 부분적으로 알루미늄 및/또는 적어도 부분적으로 흑연이고, 상기 그루브의 깊이가 적어도 실린더 라이닝의 최대 마모 두께보다 깊은 본 발명에 따라 달성된다.The object is that the material forming the filling of the groove is at least partly aluminum-copper and / or at least partly aluminum and / or at least partly graphite and the depth of the groove is at least deeper than the maximum wear thickness of the cylinder lining. Is achieved according to.
상기 방법에 의해 전술한 공지된 장치의 결점이 해소된다. 상기 그루브의 충전부에 제공되는 재료는 바람직하게 오일포켓이 전체 수명 기간 동안 소망의 단면을 갖도록 하고 이로 인해 전체 수명 기간 동안 실린더 라이닝의 각 연관된 영역에 신뢰적인 윤활작용을 하도록 함으로써, 열에 의한 부식 및 눌어붙음이 신뢰적으로 방지되도록 한다. 하나 또는 복수의 오일포켓을 형성하는 깊이는 마모의 강도와 관계가 있다. 마모가 높을수록 오일포켓은 더욱 깊어져서 더욱 효과적인 윤활작용을 하게 되고, 반대로 마모가 낮을수록 오일포켓은 상대적으로 얕아서 윤활작용이 작다. 따라서, 거의 자가조절식으로 된다. 그러므로, 특정 오일의 소모를 저감할 수도 있다. 또한, 본 발명에 따른 방법의 장점은 불가피한 마모로 인해 실린더 라이닝으로부터 떨어져 나온 소재의 입자가 비교적 부드러운 충전부로 압축되어 상기 방법으로 고정되는 것이다. 그러므로, 상기 소재 입자의 자유운동은 충전부가 제공된 그루브에 의해 정지된다. 본 발명에 따라 충전부가 제공되는 그루브는 따라서 매우 효과적인 정지 그루브의 기능을 갖는다. 따라서, 본 발명에 따른 방법은 예를 들어, 열에 의한 부식 및 눌어붙음을 가속시키는 용화(鎔化) 및/또는 고화(固化)된 실린더로부터 떨어져 나온 소재 입자에 의한 손상 및 장애를 효과적으로 방지한다. 그러므로, 본 발명에 의해 긴 수명이 유리하게 보장된다.This method eliminates the drawbacks of the known device described above. The material provided in the filling part of the grooves preferably ensures that the oil pocket has the desired cross section for the entire lifespan, thereby reliably lubricating each associated area of the cylinder lining for the entire lifespan. Ensure that attachment is reliably prevented. The depth to form one or a plurality of oil pockets is related to the strength of wear. The higher the wear, the deeper the oil pocket is for more effective lubrication. On the contrary, the lower the wear, the smaller the oil pocket is for lubrication. Thus, it is almost self-regulating. Therefore, it is possible to reduce the consumption of certain oils. In addition, an advantage of the method according to the invention is that the particles of the material coming off the cylinder lining due to inevitable wear are compressed into a relatively soft packing and fixed in this way. Therefore, the free movement of the material particles is stopped by the groove provided with the filling part. Grooves provided with live parts according to the invention thus have the function of a very effective stop groove. Thus, the method according to the invention effectively prevents damage and disturbances, for example by material particles falling out of the solidified and / or solidified cylinders, which accelerate the corrosion and crushing by heat. Therefore, long life is advantageously ensured by the present invention.
상기 방법의 바람직한 상세 및 확장은 종속청구항에 기재되어 있다. 그루브를 충전하는 소재는 실린더 라이닝의 기재보다 높은 열팽창을 제공할 수 있다. 이로 인해 달성되는 효과는, 충전부가 과열되는 경우에 기재보다 빨리 팽창하여 피스톤을 안정시킴으로써 소위 눌어붙음을 방지한다. 이러한 장점은 상기 충전부가 바람직하게 건조 윤활성을 갖는 경우에 더욱 향상된다.Preferred details and extensions of the method are described in the dependent claims. The material filling the grooves can provide higher thermal expansion than the substrate of the cylinder lining. The effect achieved thereby is to prevent the so-called seizure by expanding faster than the substrate and stabilizing the piston when the live part is overheated. This advantage is further enhanced when the live part preferably has dry lubricity.
상기 방법을 상세하게 설명하면, 바람직하게 9 - 11%의 Al, 0.5 - 2%의 Fe 및 나머지의 Cu를 포함하는 알루미늄-동이 상기 그루브를 충전하는데 사용될 수 있다. 상기 유형의 소재는 전술한 소망의 성분을 상당한 정도로 함유한다. 그러나 예를 들어, 15 - 25%의 흑연 및 75 - 85%의 알루미늄-동을 바람직하게 포함하는 흑연합금 또한 사용될 수 있다. 상기 소재 또한 소망의 성분을 상당한 정도로 함유한다.In detail the method, aluminum-copper preferably comprising 9-11% Al, 0.5-2% Fe and the balance Cu can be used to fill the grooves. This type of material contains to a considerable extent the desired components described above. However, for example, a graphite alloy preferably containing 15-25% graphite and 75-85% aluminum-copper may also be used. The material also contains the desired components to a significant extent.
적어도 하나의 나선형 그루브가 바람직하게 제공될 수 있다. 이것은 특히 실린더 라이닝의 보다 넓은 영역에 걸쳐서 오일의 양호한 분포 및 특히 양호한 전달이 되도록 하여 신뢰도를 높인다.At least one spiral groove may preferably be provided. This results in good distribution and especially good delivery of oil over a wider area of the cylinder lining, thereby increasing reliability.
상기 방법을 추가로 상세히 설명하면, 상기 충전부는 사용되는 재료의 안정성에 따라 용접된 형태 또는 분사코팅된 형태를 갖는다. 기재에 결함이 없이 신뢰적으로 달라붙어 충전되는 것은 간단한 방법으로 보장된다.In further detail, the method has a welded or spray-coated form depending on the stability of the material used. It is ensured in a simple manner that the substrate is reliably stuck and filled without defects.
상기 방법의 보다 유리한 개선 및 개발된 방법은 종속청구항에 기재되어 있으며, 첨부한 도면을 참조한 실시예를 통해 보다 명백해질 것이다.Further advantageous improvements and developments of the method are described in the dependent claims and will become more apparent from the embodiments with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 왕복동-피스톤 엔진, 구체적으로는 왕복동-피스톤 내연기관에 사용되며, 저속의 대형 2행정 디젤엔진 형태가 바람직하다. 이러한 장치의 구조 및 작동 모드는 공지된 바와 같으므로 본 명세서에서는 설명하지 않는다.The present invention is used in reciprocating-piston engines, in particular reciprocating-piston internal combustion engines, with the preferred form of large two-stroke diesel engines of low speed. The structure and mode of operation of such a device are known and are not described herein.
도 1에 도시한 대형 2행정 디젤엔진의 실린더는 흡기슬롯(1)이 제공된 실린더 라이닝(2)을 포함하고, 그 위에 상세하게 도시되지 않은 배기장치를 포함하는실린더헤드(3)가 장착된다. 실린더 라이닝(2)의 내부는 가동면(4)으로 설계되어, 외주에 피스톤 링(5)이 제공된 왕복동 피스톤(6)과 협동한다. 가동면(4)에는 윤활유 공급라인(7)을 통해 윤활유가 공급된다.The cylinder of the large two-stroke diesel engine shown in FIG. 1 includes a cylinder lining 2 provided with an intake slot 1, and is mounted thereon with a cylinder head 3 including an exhaust device not shown in detail. The interior of the cylinder lining 2 is designed with a movable surface 4 to cooperate with the reciprocating piston 6 provided with a piston ring 5 on the outer periphery. The lubricating oil is supplied to the movable surface 4 via the lubricating oil supply line 7.
윤활유를 양호하게 분포시키기 위해, 특히 경험적으로 윤활유 공급이 불충분한, 예를 들면 가동면(4)의 상부 영역에 윤활유를 양호하게 공급하기 위해, 상기 상부 일부분에는 적절한 오일포켓(8)이 제공되며 이것은 도 1에 간단하게 표시되어 있다.In order to distribute the lubricating oil well, in particular in order to provide good lubricating oil in the upper region of the movable surface 4, for example, in which the lubricating oil supply is insufficiently empirically, an appropriate oil pocket 8 is provided. This is shown simply in FIG.
전술한 목적을 위해, 도 2에 상세히 도시한 바와 같이, 가동면(4)의 일부분에는 적어도 하나의 절개된 그루브(9)가 제공되어, 그 내부에는 관련된 오일포켓(8)이 형성된다. 그루브(9)는 실린더 라이닝의 기재보다 내마모성이 작은 재료로 만들어진 충전부(10)를 포함한다. 상기 실린더 라이닝은 통상 주강으로 만들어진다. 충전부(10)를 형성하는 데에는 알루미늄-동이 사용되는 것이 바람직하다. 실험에 의해 증명된 바와 같이, 상기 알루미늄-동은 오일포켓이 전체 수명 기간 동안 소망의 단면을 갖도록 하고 이로 인해 전체 수명 기간 동안 실린더 라이닝의 각 연관된 영역에 신뢰적인 윤활작용을 하도록 적어도 2 - 20%의 Al, 0.5 - 8%의 Fe 및 나머지의 Cu를 포함한다. 또한, 상기 알루미늄-동은 바람직하게는 오일포켓이 전체 수명 기간 동안 소망의 단면을 갖도록 하고 이로 인해 전체 수명 기간 동안 실린더 라이닝의 각 연관된 영역에 신뢰적인 윤활작용을 하도록 바람직하게 9 - 11%의 Al, 0.5- 2%의 Fe 및 나머지의 Cu를 포함한다. 상기 조성비는 각 경우의 주어진 환경에 맞게 조정된다. Fe의 함유량이 높아지면 재료의 경도가 높아진다. 대형 2행정 디젤엔진의 실린더 라이닝의 경우, 다음과 같은 조성을 갖는 알루미늄-동을 사용함으로써 양호한 결과를 얻었다.For the foregoing purposes, as shown in detail in FIG. 2, at least one cut groove 9 is provided in a part of the movable surface 4, in which an associated oil pocket 8 is formed. The groove 9 comprises a filling 10 made of a material that is less wear resistant than a substrate of a cylinder lining. The cylinder lining is usually made of cast steel. Aluminum-copper is preferably used to form the charging section 10. As evidenced by the experiments, the aluminum-copper has at least 2-20% to ensure that the oil pocket has the desired cross section for the entire lifespan, thereby reliably lubricating each associated area of the cylinder lining for the entire lifespan. Al, 0.5-8% Fe and the remainder Cu. In addition, the aluminum-copper preferably has 9-11% Al to ensure that the oil pocket has the desired cross section for the entire lifespan, thereby reliably lubricating each associated area of the cylinder lining for the entire lifespan. , 0.5-2% of Fe and the remainder Cu. The composition ratio is adjusted to the given environment in each case. The higher the Fe content, the higher the hardness of the material. In the case of the cylinder lining of a large two-stroke diesel engine, good results were obtained by using aluminum-copper having the following composition.
상기 알루미늄-동은 오일포켓이 전체 수명 기간 동안 소망의 단면을 갖도록 하고 이로 인해 전체 수명 기간 동안 실린더 라이닝의 각 연관된 영역에 신뢰적인 윤활작용을 하도록 적어도 2 - 20%의 Al, 0.5 - 8%의 Fe, 0.1 - 8%의 Mn, 0.1 - 2%의 Si, 0.1 - 1%의 Ni, 0.1 - 2%의 C, 각 경우 많아야 5 - 20%의 Sb, Co, Be, Cr, Sn, Cd, Zn, Pb 중 적어도 하나, 그리고 나머지의 Cu를 포함한다.또한, 상기 알루니늄-동은 바람직하게 오일포켓이 전체 수명 기간 동안 소망의 단면을 갖도록 하고 이로 인해 전체 수명 기간 동안 실린더 라이닝의 각 연관된 영역에 신뢰적인 윤활작용을 하도록 바람직하게는 9 - 11%의 Al, 0.5 - 2%의 Fe, 0.1 - 8%의 Mn, 0.1 - 2%의 Si, 0.1 - 1%의 Ni, 0.1 - 2%의 C, 각 경우 많아야 5 - 20%의 Sb, Co, Be, Cr, Sn, Cd, Zn, Pb 중 적어도 하나, 그리고 나머지의 Cu를 포함한다The aluminum-copper has at least 2-20% Al, 0.5-8% to ensure that the oil pocket has the desired cross section for the entire lifespan, thereby reliably lubricating each associated area of the cylinder lining for the entire lifespan. Fe, 0.1-8% Mn, 0.1-2% Si, 0.1-1% Ni, 0.1-2% C, in each case 5-20% Sb, Co, Be, Cr, Sn, Cd, At least one of Zn, Pb, and the rest of Cu. The aluminium-copper preferably also allows the oil pocket to have a desired cross-section for the entire lifespan, thereby allowing each associated lining of the cylinder lining for the entire lifespan. In order to reliably lubricate the area, preferably 9-11% Al, 0.5-2% Fe, 0.1-8% Mn, 0.1-2% Si, 0.1-1% Ni, 0.1-2% C, in each case at least 5-20% of Sb, Co, Be, Cr, Sn, Cd, Zn, Pb, and the remainder Cu
그러나, 상기 그루브(9)의 충전부(10)를 형성하는 재료는 오일포켓이 전체 수명 기간 동안 소망의 단면을 갖도록 하고 이로 인해 전체 수명 기간 동안 실린더 라이닝의 각 연관된 영역에 신뢰적인 윤활작용을 하도록,5 - 60%의 흑연, 및알루미늄, 알루미늄-동, 니켈 및 실리콘 중에서 선택되는 하나 이상의 40 - 95%의 성분을 포함할 수 있다.또한, 상기 그루브(9)의 충전부(10)를 형성하는 재료는 바람직하게 오일포켓이 전체 수명 기간 동안 소망의 단면을 갖도록 하고 이로 인해 전체 수명 기간 동안 실린더 라이닝의 각 연관된 영역에 신뢰적인 윤활작용을 하도록, 바람직하게는15 - 25%의 흑연, 및알루미늄 및 알루미늄-동, 니켈 및 실리콘 중에서 선택되는 하나 이상의 75 - 85%의 성분을 포함할 수 있다.알루미늄-동-흑연 합금을 사용하면 특히 부식 및 눌어붙음에 대한 저항성이 양호해진다. 상기 알루미늄-동의 조성은 전술한 조성에 해당되는 경우일 수 있다.However, the material forming the filling 10 of the groove 9 allows the oil pocket to have the desired cross section for the entire lifespan, thereby reliably lubricating each associated area of the cylinder lining for the whole lifespan, 5 to 60% graphite, and at least one 40 to 95% component selected from aluminum, aluminum-copper, nickel and silicon. Further, the material forming the filling portion 10 of the groove 9 Preferably the oil pocket has the desired cross section for the entire lifespan, thereby reliably lubricating each associated area of the cylinder lining for the entire lifespan, preferably 15-25% graphite, and aluminum and aluminum It may comprise at least 75-85% of the components selected from copper, nickel and silicon. The use of aluminum-copper-graphite alloys is particularly resistant to corrosion and seizure. Is a resistance becomes good. The composition of the aluminum-copper may be the case corresponding to the above-described composition.
충전부(10)는 플라즈마 분사 기술과 같은 레이저 분사 기술 또는 아크 분사 기술에 의해 이루어지는 분사코팅으로서 미리 형성된 그루브(9) 내부에 형성되는 것이 바람직하다. 물론, 그루브(9)의 충전부(10)는 용접코팅으로 이루어질 수도 있다. 9 - 11%의 Al, 1 - 3%의 Fe, 4 - 6%의 Ni, 1 - 2%의 Mn 및 나머지의 Cu를 포함하는 알루미늄-동은 상기 목적에 특히 적절하다.The filling unit 10 is preferably formed in the groove 9 formed in advance as a spray coating made by a laser spraying technique such as a plasma spraying technique or an arc spraying technique. Of course, the filling part 10 of the groove 9 may be made by welding coating. Aluminum-copper comprising 9-11% Al, 1-3% Fe, 4-6% Ni, 1-2% Mn and the rest Cu is particularly suitable for this purpose.
상기 경우에 그루브(9)는 가동면(4)의 높이까지 채워지는 것이 편리하다. 그리고 나서 가동면(4)은 전체가 예를 들어 호닝 가공된다. 충전부(10)를 형성하는 재료는 실린더 라이닝(2)의 기재보다 내마모성이 작기 때문에, 가동 초기에 충전부(10)가 실린더 라이닝(2)보다 빨리 마모된다. 부식된 물질은 윤활유에 의해 씻겨져서, 실린더 라이닝(2)의 수명이 다 할 때까지 오일포켓(8) 내에 유지된다.In this case it is convenient for the groove 9 to be filled up to the height of the movable surface 4. Then, the movable surface 4 is honed entirely, for example. Since the material forming the filling portion 10 is less wear resistant than the base material of the cylinder lining 2, the filling portion 10 wears faster than the cylinder lining 2 at the beginning of operation. The corroded material is washed away by lubricating oil and held in the oil pocket 8 until the end of the life of the cylinder lining 2.
도 2에 d로 표시되는 그루브(9)의 깊이는 적어도 실린더 라이닝(2)의 마모 두께에 해당되며, 약간 더 깊은 것이 바람직하다. 그러나, 상기 깊은 그루브(9)에는 실린더 라이닝(2)의 마모에 따라 마찬가지로 마모되는 충전부(10)가 제공되고단지 약간만 더 빨리 마모되므로, 오일포켓(8)의 단면 형태는 실린더 라이닝(2)의 수명 기간동안 대체로 균일하고, 그루브(9) 자체의 단면과는 상이한 결과를 낳는다.The depth of the groove 9, denoted by d in FIG. 2, corresponds at least to the wear thickness of the cylinder lining 2, preferably slightly deeper. However, since the deep groove 9 is provided with a filling part 10 which likewise wears according to the wear of the cylinder lining 2 and wears only slightly faster, the cross-sectional shape of the oil pocket 8 is the same as that of the cylinder lining 2. It is generally uniform over its lifetime and produces different results than the cross section of the groove 9 itself.
충전부(10)를 형성하기 위한 재료는 열의 영향 하에서 실린더 라이닝의 기재보다 더욱 큰 팽창성을 갖는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 앞에서 제안한 재료는 이러한 특성을 갖는다. 그러므로, 국부적으로 과열되는 경우, 충전부(10)는 실린더 라이닝(2)의 기재보다 크게 팽창하여, 도 2에 도시한 바와 같이, 불연속의 팽창 라인(11)에 의해 피스톤(6)이 안정되는 결과를 가져올 수 있게 된다. 충전부(10)용으로 상기 제안된 재료는 양호한 건식 윤활성을 또한 가지므로, 특히 과열의 경우에 유리하다. 그러나, 상기 충전재에 건식 윤활성이 양호한 추가 재료를 통합 및/또는 내장시킬 수도 있다.It is preferable to use a material for forming the filling section 10 that has greater expandability than the substrate of the cylinder lining under the influence of heat. The previously proposed material has these characteristics. Therefore, when locally overheated, the filling section 10 expands larger than the substrate of the cylinder lining 2, resulting in the piston 6 being stabilized by the discontinuous expansion line 11, as shown in FIG. You will be able to import. The material proposed for the live part 10 also has good dry lubricity, which is particularly advantageous in the case of overheating. However, it is also possible to incorporate and / or incorporate additional materials with good dry lubricity in the filler.
그루브(9)는 하나 또는 그 이상이 제공될 수 있다. 이들은 종래의 경험에 따라, 윤활이 불충분하여 열에 의한 부식 등의 위험이 있는 위치에 적절하게 배치된다. 이 경우는 특히 가동면(4)의 상부 영역이 된다. 도 1에서, 피스톤(6)의 상사점 위치에 있는 제1 및 제2 피스톤 링(5)에 의해 형성되는 가동면(4)의 영역에는 해당되는 오일포켓(8)을 가진 환형의 그루브가 제공된다. 하부 피스톤 링(5) 아래의 영역에는 연관되는 오일포켓(8)을 가진 추가의 그루브가 제공된다. 예시된 예에는 더욱 깊이 배치된 추가의 많은 오일포켓(8)이 도시되어 있다.The groove 9 may be provided with one or more. According to the conventional experience, they are appropriately disposed at a position where there is insufficient lubrication and there is a risk of corrosion due to heat. In this case, in particular, the upper region of the movable surface 4 becomes. In FIG. 1, the region of the movable surface 4 defined by the first and second piston rings 5 in the top dead center position of the piston 6 is provided with an annular groove with a corresponding oil pocket 8. do. The area under the lower piston ring 5 is provided with an additional groove with an associated oil pocket 8. In the illustrated example there are shown many further oil pockets 8 arranged deeper.
오일포켓(8)의 기반을 형성하는 그루브(9)는 환형의 레이디얼 그루브 형태를 갖는다. 그러나, 추가로, 또는 대안적으로, 여기에 연관되는 오일포켓을 가진 하나 또는 복수의 나선형으로 연장되는 그루브(9)가 제공될 수 있다. 이것은 상기 가동면(4)의 한 영역 또는 전체 길이에 걸쳐서 연장될 수 있다.The groove 9 forming the base of the oil pocket 8 has an annular radial groove shape. In addition, or alternatively, however, one or a plurality of spirally extending grooves 9 with oil pockets associated therewith may be provided. It may extend over one area or the entire length of the movable surface 4.
도 2는 나선형으로 연장되는 그루브(9)에 관한 도면이다. 상기 그루브(9)의 리드―P로 표시됨―는 실린더 라이닝의 보다 넓은 영역에 걸쳐서 오일의 양호한 분포 및 양호한 전달을 위하여 가동면(4) 직경 D의 1.5% - 20%가 될 수 있다. 리드 P는 상기 그루브의 전체 길이에 걸쳐서 일정하다. 그러나, 특히 다른 영역보다 더욱 마모되기 쉬운 영역에서 보다 많은 오일포켓을 얻기 위해 리드의 길이를 다양하게 할 수 있다. 전술한 그루브(9)의 깊이는 실린더 라이닝의 보다 넓은 영역에 걸쳐서 오일의 양호한 분포 및 양호한 전달을 위하여 직경 D의 0.1% - 0.4% 사이의 범위가 바람직하다. 또한, 바람직하게 상기 그루브(9)의 초기 폭은 실린더 라이닝의 보다 넓은 영역에 걸쳐서 오일의 양호한 분포 및 양호한 전달을 위하여 상기 가동면(4) 직경의 1% - 2%가 될 수 있다.2 is a view of a groove 9 extending in a helical manner. The lead of the groove 9, denoted by P, may be 1.5% -20% of the diameter D of the movable surface 4 for good distribution and good delivery of oil over a wider area of the cylinder lining. Lead P is constant over the entire length of the groove. However, it is possible to vary the length of the lead to obtain more oil pockets, especially in areas that are more prone to wear than in other areas. The depth of the groove 9 described above is preferably in the range between 0.1% -0.4% of the diameter D for good distribution and good delivery of oil over a wider area of the cylinder lining. Further, the initial width of the groove 9 may preferably be 1% -2% of the diameter of the movable surface 4 for good distribution and good delivery of oil over a wider area of the cylinder lining.
예시된 예에서, 그루브(9)의 초기 폭(w)은 내측으로 좁아지는 단면을 갖는다. 이것은 시간이 지나면서 마모율이 증가하기 때문이다. 도 2에서, 그루브(9)는 상기 그루브의 바닥에 대하여 경사진 플랭크를 가진 대략 U자 형상의 단면을 갖는다. 상기 플랭크의 경사각은 α로 표시되며, 30°- 60°의 범위로 될 수 있다. 상기 그루브 바닥과 그루브 플랭크 사이의 천이부는 반경 화살표로 표시되는 바와 같이 둥글게 가공되는 것이 바람직하다.In the illustrated example, the initial width w of the groove 9 has a cross section narrowing inward. This is because the wear rate increases with time. In FIG. 2, the groove 9 has a substantially U-shaped cross section with a flank inclined with respect to the bottom of the groove. The angle of inclination of the flank is represented by α, and may be in the range of 30 ° -60 °. The transition between the groove bottom and groove flank is preferably rounded as indicated by the radial arrow.
상기 치수 데이터는 도 3 및 도 4에 도시된 추가의 여러 가지 형태에 적용될 수도 있다. 도 3은 오일포켓(8)을 포함하는 연관된 충전부(10)를 가진 V자 형상의 그루브(9)를 도시한다. 도 4에 도시한 그루브(9)는 원호 형상의 단면을 갖는다. 이 경우에도 마찬가지로, 단면이 내측으로 좁아져서 충전부(10)의 폭이 내측으로 감소하고 그 내부에 오일포켓(8)이 형성된다.The dimensional data may be applied to various further forms shown in FIGS. 3 and 4. 3 shows a V-shaped groove 9 with an associated filling part 10 comprising an oil pocket 8. The groove 9 shown in FIG. 4 has an arc shaped cross section. In this case as well, the cross section narrows inward so that the width of the charging section 10 decreases inward and an oil pocket 8 is formed therein.
본 발명은 왕복동-피스톤 엔진, 특히 대형 2행정 디젤엔진에 이용될 수 있다.The invention can be used in reciprocating-piston engines, in particular large two-stroke diesel engines.
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