NO163875B

NO163875B - BUILT STAMP FOR A COMBUSTION ENGINE.

Info

Publication number: NO163875B
Application number: NO861249A
Authority: NO
Inventors: Jordan Gentscheff
Original assignee: Man B & W Diesel Gmbh
Priority date: 1985-03-30
Filing date: 1986-03-26
Publication date: 1990-04-23
Also published as: NO163875C; FI80764B; DE3511836C1; NO861249L; FR2579673B1; FI861181A; NL8600773A; FI861181A0; NL192690C; FI80764C; NL192690B; FR2579673A1

Description

Oppfinnelsen angår et bygd stempel for en forbrenningsmotor omfattende en stempeloverdel og en med denne via strekkskruer forbundet stempelunderdel, med enkeltkjenne-tegn som angitt i innledningen i krav 1. The invention relates to a built piston for an internal combustion engine comprising a piston upper part and a piston lower part connected to this via tension screws, with single distinguishing marks as indicated in the introduction in claim 1.

Et slikt bygd stempel er kjent fra DE-PS 3 303 984. Et slikt stempel er for tydeliggjøring av dets ulemper frem-stilt på fig. 1 og 2. Der består det bygde stempel 1 for en forbrenningsmotor av en stempeloverdel 2 og en med denne forbundet stempelunderdel 3 via ikke fremstilte strekkskruer. Stempelbunnen har henvisningstall 4, stempeloverdelens22 yttervegg har henvisningstall 5, og stempelunderdelens 3 yttervegg har henvisningstall 6. Videre er det på dette stempel 1 et stempelringsett bestående av flere stempelringer 7, 8, 9, 10, av hvilke i det minste en, nemlig stempelringen 10 er innsatt i en ringnot 11 i stempelunderdelen 6 og de andre i ringnotene 12, 13, 14 i stempeloverdelen 2. Stempeloverdelen 2 er med underkanten 15 av yttervegg 5 støttet på overkanten 16 av stempelunderdelens 3 yttervegg 6. Foran disse anleggsplanene for de to stempeldeler som står lodd-rett på stempellengdeaksen er det anordnet en radialt omløp-ende ringspalt 17, som er gitt gjennom en underskjæring i underkanten 15 av stempeloverdelens to yttervegg 5 og en underskjæring av overkanten 16 i stempelunderdelens 3 yttervegg 6. I det kjente tilfelle er ringspalten 17 kjennetegnet ved flanker som er parallelle med hverandre etter fremstil-lingen. Dessuten har den øvre ringflanke 18 for den første ringnot 11 anordnet i stempelunderdelen 3 en avstand med målet X fra den nedre flanke 19 av ringspalten 17. Den øvre flanke av ringspalten har henvisningstall 20. Such a constructed piston is known from DE-PS 3 303 984. Such a piston is shown in fig. to clarify its disadvantages. 1 and 2. There, the built piston 1 for an internal combustion engine consists of a piston upper part 2 and a piston lower part 3 connected to this via non-manufactured tension screws. The piston bottom has the reference number 4, the outer wall of the piston upper part 22 has the reference number 5, and the outer wall of the piston lower part 3 has the reference number 6. Furthermore, on this piston 1 there is a piston ring set consisting of several piston rings 7, 8, 9, 10, of which at least one, namely the piston ring 10 is inserted in a ring groove 11 in the piston lower part 6 and the others in the ring grooves 12, 13, 14 in the piston upper part 2. The piston upper part 2 is with the lower edge 15 of the outer wall 5 supported on the upper edge 16 of the outer wall 6 of the piston lower part 3. In front of these construction plans for the two piston parts which standing perpendicular to the longitudinal axis of the piston, a radially circumferential annular gap 17 is arranged, which is provided through an undercut in the lower edge 15 of the outer wall 5 of the piston upper part 2 and an undercut of the upper edge 16 in the outer wall 6 of the lower piston part 3. In the known case, the annular gap 17 characterized by flanks that are parallel to each other after production. In addition, the upper ring flank 18 for the first ring groove 11 arranged in the piston lower part 3 has a distance with the measure X from the lower flank 19 of the ring gap 17. The upper flank of the ring gap has the reference number 20.

Ved dette kjente bygde stempel fremkommer følgende ulemper under drift. Ringspalten 17 fyller seg under drift med uforbrente, forholdsvis harde forbrenningsrester, den såkalte koks, som på fig. 2 er antydet med den krysskraverte fylling av ringspalten 17. Under forbrenningsmotorens drift virker det en kraft på disse stempelområder som er antydet med en pil 21 på fig. 2. Som følge av koksoppfyllingen av ringspalten 17 blir denne kraft (pil 21) ledet utover frem til kanten av flanken 19. Det fremkommer et moment Pa, som kan føre til sprekker i stempelunderdelen 3, nemlig som følge av strekkspenninger der som opptrukket med henvisningstallet 2 2 og ifølge sammentrykninger der som angitt med henvisningstall 23. With this known built piston, the following disadvantages arise during operation. The annular gap 17 fills up during operation with unburnt, relatively hard combustion residues, the so-called coke, which in fig. 2 is indicated by the cross-collared filling of the annular gap 17. During the operation of the internal combustion engine, a force acts on these piston areas which is indicated by an arrow 21 in fig. 2. As a result of the coke filling of the ring gap 17, this force (arrow 21) is directed outwards to the edge of the flank 19. A moment Pa arises, which can lead to cracks in the lower part of the piston 3, namely as a result of tensile stresses there as drawn up with the reference number 2 2 and according to compressions there as indicated by reference number 23.

Det er overfor dette derfor et formål med oppfinnelsen å forbedre dette kjente stempel med sine innled-ningsvis nevnte kjennetegn på en slik måte at en koksdannelse i de nevnte kritiske frie rom kan unngås og dermed også en sprekkdannelse i disse områder. In view of this, it is therefore an object of the invention to improve this known piston with its initially mentioned characteristics in such a way that a coke formation in the mentioned critical free spaces can be avoided and thus also a crack formation in these areas.

Ifølge oppfinnelsen oppnås ovennevnte formål ved at ringspalten forskynes med et tverrsnitt som er kileforme-liknende og hvis øvre According to the invention, the above-mentioned purpose is achieved by the annular gap being enhanced with a cross-section that is wedge-shaped and whose upper

og/eller nedre flanke er hellende på skrå mot anleggsplanet for stempeloverdelen og stempelunderdelen. and/or the lower flank is inclined at an angle to the contact plane for the piston upper part and the piston lower part.

På grunn av stemplets utforming ifølge oppfinnelsen består da den fordelaktige mulighet å forminske stegets høyde X, dvs. å forskyve den første ringnot i stempelunderdelen så langt frem til ringspalten, at avstanden Xg mellom ytterkanten av ringspaltens nedre flanke og den øvre flanke av den første ringnot i stempelunderdelen kan realiseres mindre enn målet X og med X£ = ca. (1/2 til 1/3) X. Due to the design of the piston according to the invention, the advantageous possibility exists to reduce the height X of the step, i.e. to move the first ring groove in the lower part of the piston so far forward to the ring gap, that the distance Xg between the outer edge of the lower flank of the ring gap and the upper flank of the first ring groove in the piston lower part can be realized smaller than the target X and with X£ = approx. (1/2 to 1/3) X.

På grunn av ringspaltens utforming ifølge oppfinnelsen blir harde forbrenningsrester som kommer inn i den under motordriften hele tiden igjen trykket ut av denne som følge av dens kileformliknende tverrsnitt , Due to the design of the annular gap according to the invention, hard combustion residues that enter it during engine operation are constantly pushed out of it again as a result of its wedge-shaped cross-section,

nemlig ved hjelp av den uunngåelige namely, by means of the inevitable

bevegelse mot hverandre av ringspaltens to flanker, som fremkommer på grunn av deformasjonen av særlig stempeloverdelen ved innvirkning fra tenningstrykket. Fordi de uforbrente forbrenningsrester aldri kan tilsettes ringspalten fullstendig ved konstruksjonen ifølge oppfinnelsen, kan disse rester movement towards each other of the two flanks of the ring gap, which occurs due to the deformation of the piston upper part in particular when affected by the ignition pressure. Because the unburned combustion residues can never be completely added to the annular gap by the construction according to the invention, these residues can

heller aldri utøve en slik kraft på det gjenværende ringsteg i stempelunderdelen mellom ringspalten og den første ringnot, slik at sprekker vil kunne oppstå. En slik sprekkdannelse er altså virksomt unngått ved hjelp av konstruksjonen ifølge oppfinnelsen. Da det følgelig ikke kan opptre noen negative bøyespenninger i steget markert med Xg, forblir også den øvre flanke 18 av den første ringnot 11 i stempelunderdelen 3 for en stor del plan, dvs. det finner ikke sted en forvridning mellom øvre og nedre flanke av ringspalten. nor ever exert such a force on the remaining ring step in the lower part of the piston between the ring gap and the first ring groove, so that cracks could occur. Such crack formation is thus effectively avoided by means of the construction according to the invention. Since no negative bending stresses can consequently occur in the step marked with Xg, the upper flank 18 of the first ring groove 11 in the piston lower part 3 also remains for a large part plane, i.e. no distortion takes place between the upper and lower flanks of the ring gap .

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende i forbindelse med noen utførelseseksempler og under henvisning til tegningene 3 til 5. The invention shall be described in more detail in the following in connection with some design examples and with reference to drawings 3 to 5.

På figurene 3 til 5 har delene i stemplet ifølge oppfinnelsen de samme henvisningstall som på fig. 1 som frem-stiller det kjente stempel, for å muliggjøre en bedre sammen-likning. In figures 3 to 5, the parts in the stamp according to the invention have the same reference numbers as in fig. 1 which produces the known stamp, to enable a better comparison.

I det følgende er derfor bare forklart forskjel-lene mellom kjente stempler og stempler ifølge oppfinnelsen. In the following, therefore, only the differences between known stamps and stamps according to the invention are explained.

På figurene 3, 4 og 5 er det derved tydelig at ringspalten 17 er forsynt med et tverrsnitt som er kileformliknende . Derved er In Figures 3, 4 and 5, it is thus clear that the annular gap 17 is provided with a wedge-like cross-section. Thereby is

i tilfelle med utførelseksemplet ifølge fig. 3 den nedre flanke 19 av ringspalten 17 hellende en vinkel C< på omkring 5 til 30° på skrå mot anleggsplanene 15, 16 av stempeloverdelen 2 mot stempelunderdelen 3. Ved utførelseseksemplet ifølge fig. 4 er den øvre flanke 20 av ringspalten 17 hellende med en vinkel 0< på omkring 5 til 30° på skrå mot anleggsplanene 15, 16 av stempeloverdelen 2 og stempelunderdelen 3. Ved utførelseseksemplet ifølge fig. 5 er såvel den øvre flanke 20 som også den nedre flanke 19 av ringspalten 17 på skrå under en vinkel C* på omtrent 5 til 30° med anleggplanene 15, 16 av stempeloverdelen 2 og stempelunderdelen 3. in the case of the embodiment according to fig. 3 the lower flank 19 of the annular gap 17 inclined at an angle C< of about 5 to 30° obliquely towards the contact planes 15, 16 of the piston upper part 2 towards the piston lower part 3. In the embodiment according to fig. 4, the upper flank 20 of the annular gap 17 is inclined at an angle 0< of about 5 to 30° at an angle to the contact planes 15, 16 of the piston upper part 2 and the piston lower part 3. In the embodiment according to fig. 5, the upper flank 20 as well as the lower flank 19 of the annular gap 17 is inclined at an angle C* of approximately 5 to 30° with the contact planes 15, 16 of the piston upper part 2 and the piston lower part 3.

Som det videre vil være klart av figurene 3 til 5 sammenliknet med fig. 1, er den første ringnot 11 i stempelunderdelen 3 der videre anordnet frem til ringspalten, så langt at avstanden Xg mellom ytterkanten 24 av ringspaltens 17 nedre flanke 19 og den første ringnots 11 øvre flanke 18 As will further be clear from figures 3 to 5 compared with fig. 1, the first annular groove 11 in the piston lower part 3 is further arranged up to the annular gap, so far that the distance Xg between the outer edge 24 of the lower flank 19 of the annular gap 17 and the upper flank 18 of the first annular groove 11

i stempelunderdelen 3 er mindre enn stegets mål X ved kjente stempler og utgjør omtrent (1/2 til 1/3) X. in the piston lower part 3 is smaller than the step measurement X in known pistons and amounts to approximately (1/2 to 1/3) X.

Claims

Built piston for an internal combustion engine comprising a piston upper part and a piston lower part connected to this via tension screws, with a piston ring set consisting of several piston rings, of which at least one is inserted in a ring groove in the piston lower part and the others in ring grooves in the piston upper part, the piston upper part being supported with the lower edge of its outer wall on the upper edge of the outer wall of the piston lower part and in front of this installation plane is arranged with a radially circumferential annular gap, which is provided by means of an undercut of the lower edge of the outer wall of the upper piston part and an undercut of the upper edge of the outer wall of the lower piston part, and as the upper ring flank of the first arranged annular groove in the piston lower part has a distance of a measure X from the lower flank of the annular gap, characterized in that the annular gap (17) has a cross-section that is wedge-shaped and whose upper flank (20) and/or lower flank (19) is inclined with an angle a of approximately 5 to 30° at an angle to the construction plans (15, 16) for piston upper part (2) and piston lower part (3) .