NO881708L - Stempelforbrenningsmotor. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en stempelforbrenningsmotor som omfatter en motorblokk med i det minste én sylinder, et sylinderhode som er forsynt med innløps- og eksoskanaler og som lukker sylinderen i den ene ende, og et stempel som er anbragt i sylinderen og som styres for frem- og tilbakegående bevegelse mellom et øvre dødpunkt nær sylinderhodet og et nedre dødpunkt en slaglengde fra dette, hvilket stempel bærer et antall stempelringer som befinner seg i glidende kontakt med innerveggen av sylinderen.

Mellom stempelringene og sylinderveggen må en ubrutt, tynn oljefilm foreligge under funksjonen for å forhindre slitasje. I tilfelle av motorer som har vært i bruk i en lengre periode er det ofte synlig aksialt forløpende slitte områ-der i den del av sylinderveggen som stempelringene beveger seg langs og disse er åpenbart resultatet av mangel på tilstrekkelig olje.

Oppfinnelsen har til formål å tilveiebringe en stempelforbrenningsmotor av den innledningsvis nevnte type, hvor disse slitasjesymptomer ikke oppstår eller kun gjør det i mye mindre grad.

Ifølge oppfinnelsen oppnås dette ved at i det minste et parti av sylinderens innervegg mellom sylinderhodet og nivået for den øverste stempelring ved stempelets øvre dødpunkt har større overflateruhet enn overflaten av den rundtgående vegg av stempelet over den øverste stempelring.

Det antas at den tilsynelatende mangel på smøremiddel på sylinderveggen forårsakes av forurensning av overflaten av stempelets rundtgående vegg over den øverste stempelring og spesielt karbonavsetninger på denne. Denne forurensning oppstår som resultat av ufullstendig forbrenning. Denne forurensning minsker klaringen mellom stempelet og sylinderveggen, slik at når stempelet utvider seg som et resultat av høyere temperaturer, f.eks. full belastning, er det mulig at dette avsatte karbonlag utøver en skrapende effekt mot oljefilmen.

Ved forholdsreglene ifølge oppfinnelsen oppnås det at forurensningene fortrinnsvis avsettes på det ruere parti av sylinderveggen som stempelringene ikke beveger seg langs og ikke på stempelet. Man har funnet at dette trekk i alle tilfeller resulterer i en vesentlig reduksjon av ovennevnte slitasje.

En ytterligere fordel ved forholdsreglene ifølge oppfinnelsen er at det ruere parti av sylinderveggen vil virke som en i og for seg kjent labyrint, slik at gassene møter en ekstra motstand under strømningen mellom det ruere parti av sylinderveggen og stempelets periferi. Resultatet er at såkalt "blow-by" reduseres.

Som et resultat av karbonavsetningene på det ruere parti av sylinderveggen, hvilke avsetninger har en varmeisoler-

ende effekt, vil gassenes varmepåvirkning av sylinderfår-ingen minske. Som et resultat av dette kan forbrenningen skje ved relativt høyere temperaturer, noe som har en positiv effekt på forbrenningen, som i sin tur resulterer i at eksosgassene inneholder færre uforbrente partikler.

Større karbonpartikler som avsettes på den rundtgående vegg av stempelet og på sylinderveggen vil brytes i stykker som et resultat av stempelets bevegelse. De rue flater som skapes på grunn av dette kan ha en skrapende effekt på avsetningene, slik at klaringen mellom sylinderen og stempelet holder seg tilstrekkelig stor.

Den mindre glatte utformning av det øvre parti av sylinderens innervegg som stempelringene ikke kommer i kontakt med, kan dannes på forskjellige måter. Eksempelvis kan dette skje ved etsing, rulettering eller ved å danne spor. Imid-lertid lages det fortrinnsvis fine skruegjenger i nevnte parti av sylinderens innervegg.

Man har funnet at gjenger med en dybde på omtrent 1 mm gir fordelaktige resultater.

Når det parti av sylinderens innervegg som har større overflateruhet i retning av sylinderhodet ender i en avstand fra sylinderhodet, forblir den del av innerveggen av sylinderen nærmest sylinderhodet relativt glatt, slik at gassturbulensen i forbrenningsrommet som er fordelaktig for god forbrenning, ikke hindres.

En ytterligere fordelaktig utvikling av motoren ifølge oppfinnelsen erkarakterisert vedat det parti av innerveggen av sylinderen som har større overflateruhet utgjøres av i det minste en del av innerveggen av en ring som er frigjør-bart anbragt i motorblokken. Ringen er relativt lett å fremstille og utformes med egnet overflateruhet på sin innerflate, slik at de ekstra omkostninger som anvendelse av oppfinnelsen medfører, blir begrenset. Under vedlikeholds-arbeid hvor foringen må^rengjøres, kan ringen lett erstat-tes. Dette arbeid kan således utgjøres raskt, slik at oppfinnelsen i denne henseende ikke øker omkostningene i nevneverdig grad.

En annen fordelaktig utførelse oppnås når det parti av innerveggen av sylinderen som har større overf1ateruhet, har en indre diameter som er forskjellig fra den nominelle sylinderdiameter. På denne måte kan det oppruede parti ikke hindre montering av stempelet i sylinderen og spesielt ikke hindre passering av stempelringene, eller bare gjøre dette i mindre grad. For å oppnå den foretrukne avsetning av karbonpartikler på det ruere parti av sylinderveggen istedenfor på stempelet, er det ikke nødvendig at det ruere parti har samme nominelle diameter som sylinderen.

Oppfinnelsen skal belyses ytterligere i den følgende beskri-velse under henvisning til et utførelseseksempel som er vist på tegningene. Fig. 1 viser et partielt snitt av en stempelforbrenningsmotor ifølge oppfinnelsen. Fig. 2 viser i større målestokk et parti av motoren på fig. 1.

Fig. 3 er et detaljsnitt i likhet med fig. 2 av en motor ifølge oppfinnelsen i en litt modifisert utførelse.

Motoren 1 omfatter en motorblokk hvori det er montert i det minste én sylinderforing 2. Sylinderen 2 er lukket i sin øvre ende av et sylinderhode 3. Sylinderhodet 3 er forsynt med en innløpskanal 4 og en eksoskanal 5, som kan åpnes og lukkes ved hjelp av hhv. en innløpsventil 6 og en eksos-ventil 7. I sylinderhodet 3 er det videre montert en dyse 8 for innsprøytning av brennstoff i sylinderen.

I sylinderen 2 er det montert et stempel 9, som på kjent måte er forbundet med en veivaksel via en stempelstang 10. På grunn av forbindelsen med veivakselen kan stempelet 9 bevege seg frem og tilbake mellom et øvre dødpunkt og et nedre dødpunkt.

Fig. 2 viser stempelet 9 ved det øvre dødpunkt. Stempelet 9, og spesielt stempeltoppen 11, lar det gjenstå et for-brenningsrom 14 i sylinderen. Stempelet 9 er forsynt med et antall stempelringer 12, som kan gli i kontakt med innerveggen 13 av sylinderen. Disse stempelringer 12 sikrer tetning av stempelet 9 i sylinderen 2 og avskrapning av smøreolje slik at det gjenstår en film av minste nødvendige tykkelse på innerveggen 13 av sylinderen.

Slik det spesielt vil fremgå av fig. 2, er et parti 15 av sylinderens 2 innervegg 13 ved sin øvre ende, dvs. på et sted mellom sylinderhodet 3 og nivået for den øverste stempelring 12 ved stempelets 9 øvre dødpunkt, forsynt med fine gjenger. Som et resultat av dette har dette parti av innerveggen 13 større overflateruhet enn overflaten av den rundtgående vegg 17 på stempelet 9 over den øverste stempelring 12 .

Ved motorens 1 bruk dannes det skadelige forurensninger, spesielt som resultat av karbonavsetning. Dette karbon, som dannes under forbrenningsprosessen, trenger også inn i spalten 16 mellom overflaten 17 av stempelet og den motstå-ende del av den rundtgående vegg 13. Siden sylinderveggen ifølge oppfinnelsen har større overflateruhet på dette sted enn stempelveggen 17, vil forurensningene fortrinnsvis hefte til sylinderveggen. Stempelet 9 vil således i stor grad forbli forurensningsfritt.

Slik det vil fremgå av figurene, er partiet 15 av innerveggen av sylinderen 2 med større overflateruhet avsluttet i retning av sylinderhodet 3 i avstand fra sylinderhodet 3. Den del av sylinderveggen som ved stempelets 9 øvre stil-ling danner sidebegrensningen av forbrenningskammeret 14, forblir glatt, slik at gassturbulensen i forbrenningskammeret 15, som er ønskelig for god forbrenning, ikke hindres.

På fig. 3 er tilsvarende deler gitt samme henvisningstal1 som på fig. 2. Som vist på fig. 3, har denne utførelse en

frigjørbar ring 20 montert i toppen av sylinderen. Et parti av innerveggen av denne ring 20 er forsynt med større overflateruhet 21. Partiet 21 har større innerdiameter enn den nominelle sylinderdiameter. Som et resultat av dette er spalten mellom ytterflaten 17 av stempelet og det rue vegg-parti 21 større, slik at under stempelets 9 montering kan stempelringen 12 lettere passere.

Den ru overflate for karbonavsetningene kan også helt eller delvis være plassert på et parti med mindre diameter enn sylinderdiameteren over det parti av sylinderveggen som stempelet beveger seg langs. Da karbonavsetningene fortrinnsvis skjer på den ru overflate, oppnår man at mindre eller ingen karbonavsetning skjer på stempelet.

Claims (6)

1. Stempelforbrenningsmotor omfattende en motorblokk med i det minste én sylinder, et sylinderhode som er forsynt med innlø ps- og eksoskanaler og som lukker sylinderen i dens ene ende, og et stempel som er anbragt i sylinderen og styres for frem- og tilbakegående bevegelse mellom et øvre dødpunkt nær sylinderhodet og et nedre dødpunkt en slaglengde fra dette, hvilket stempel bærer et antall stempelringer som befinner seg i glidende kontakt med innerveggen av sylinderen, karakterisert ved at i det minste et parti av innerveggen av sylinderen mellom sylinderhodet og nivået for den øverste stempelring ved stempelets øvre dødpunkt har større overflateruhet enn overflaten av den rundtgående vegg av stempelet over den øverste stempelring.

2. Stempelforbrenningsmotor ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte parti av sylinderens sylindervegg er forsynt med fine gjenger.

3. Stempelforbrenningsmotor ifølge krav 2, karakterisert ved at gjengene har en dybde av størrelsesorden 1 mm.

4. Stempelforbrenningsmotor ifølge et av de foregå-ende krav, karakterisert ved at partiet av sylinderens innervegg med større overflateruhet ender i retning av sylinderhodet i avstand fra sylinderhodet.

5. Stempelforbrenningsmotor ifølge et av de foregå-ende krav, karakterisert ved at partiet av sylinderens innervegg med større overflateruhet utgjøres av i det minste en del av innerveggen av en ring som er fri-gjørbart montert i motorblokken.

6. Stempelforbrenningsmotor ifølge et av de foregå-ende krav, karakterisert ved at partiet av sylinderens innervegg med større overflateruhet har en innerdiameter som er forskjellig fra sylinderens nominelle diameter.