DE3104437C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kolben mit einem Feuerring für eine Diesel-Brennkraftmaschine mit Abgasrückführung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiger Kolben, wie er in der US 38 34 719 gezeigt ist, weist einen Feuerring mit einer im wesentli­ chen L-förmigen Querschnittsform auf, der einen sich ent­ lang der Umfangsfläche des Kolbens erstreckenden Vertikal­ abschnitt sowie einen sich radial in Richtung der Mittel­ achse des Kolbens erstreckenden und verjüngenden Stegab­ schnitt umfaßt, der in eine im Kolben ausgebildete umlau­ fende Ringnut eingesetzt ist, deren Querschnitt an die Querschnittsform des Stegabschnitts angepaßt ist. Während des Explosionstaktes der Diesel-Brennkraftmaschine wird der Feuerring aufgrund des Verbrennungsgasdrucks bezüglich des Kolbens radial nach außen gedrückt. Infolge der Auf- und Abwärtsbewegung des Kolbens erfährt der Feuerring ebenfalls eine Auf- und Abwärtsbewegung sowohl relativ zur Zylinderbohrung als auch infolge von Trägheitskräften relativ zum Kolben. Infolge dieser vertikalen Bewegung des Feuerrings relativ zum Kolben während dessen Auf- und Abwärtsbewegung werden bei der Verbrennung entstehende Rückstandsteilchen zwischen den geneigten Flächen der Ringnut und des Feuerrings zerstoßen. Ein derartiger Feuerring weist allerdings den Nachteil auf, daß der mit ihm erzielbare Wirkungsgrad hinsichtlich der Zerkleinerung der Rückstandsteilchen sehr gering ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den gattungsge­ mäßen Feuerring derart weiterzubilden, daß er unter Beibe­ haltung seiner Funktionsfähigkeit eine wirkungsvollere Zerkleinerung der sich bei der Verbrennung ergebenden Rückstandsteilchen bewirkt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.

Durch die erfindungsgemäß radial nach innen gerichtete Vorspannung, die geringer als die vom Verbrennungsdruck auf den Feuerring ausgeübte, radial nach außen gerichtete Belastung ist, unterliegt der Feuerring infolge des Explo­ sionsdrucks einer radial nach außen gerichteten Bewegung und infolge der Vorspannung einer daran anschließenden radial nach innen gerichteten Bewegung, wodurch die Rück­ standsteilchen mit einem sehr hohen Wirkungsgrad zwischen dem Feuerring und der Ringnut zerstoßen bzw. zermahlen werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Feuer­ rings sind Gegenstand der Unteransprüche.

Dabei ist ein Feuerring mit einem L-förmigen Querschnitt auch aus der DE-PS 8 54 285 bekannt, während ein Feuerring mit einem T-förmigen Querschnitt der US 37 04 893 zu entnehmen ist.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Es zeigt

Fig. 1 einen schematischen senkrechten Schnitt durch eine Diesel-Brennkraftma­ schine mit Abgasrückführung;

Fig. 2 eine ausschnittsweise vergrößerte Schnittdarstellung eines Feuerrings gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;

Fig. 3 eine Schnittansicht gemäß III-III in Fig. 1;

Fig. 4 eine Draufsicht auf einen Feuerring;

Fig. 5 eine vergrößerte, ausschnittsweise Ansicht einer Einzelheit in Fig. 4;

Fig. 6 eine ausschnittsweise vergrößerte Schnitt­ darstellung eines Feuerringes gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;

Fig. 7 eine ausschnittsweise vergrößerte Schnitt­ darstellung eines Feuerringes gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel;

Fig. 8 ein Diagramm, das die durch die Erfindung er­ zielten Vorteile hinsichtlich der Verringerung des Dickenantriebs von Feuerringen zeigt;

Fig. 9 ein Diagramm, das die durch die Erfindung er­ zielten Vorteile hinsichtlich der Verringerung des Breitenabriebs von Feuerringen zeigt;

Fig. 10 ein Diagramm, das die durch die Erfindung er­ zielten Vorteile hinsichtlich der Verringerung des Abriebs von Nockenhöckern zeigt;

Fig. 11(A) ein Diagramm, das den Abrieb einer Zylinder­ laufbüchse bei einer herkömmlichen Diesel-Brennkraft­ maschine mit Abgasrückführung zeigt;

Fig. 11(B) ein Diagramm, das den Abrieb einer Zylinder­ laufbüchse bei einer erfindungsgemäßen Diesel-Brenn­ kraftmaschine mit Abgasrückführung zeigt;

Fig. 12 eine ausschnittsweise vergrößerte Schnitt­ darstellung eines Feuerringes gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel;

Fig. 13 eine ausschnittsweise vergrößerte Schnitt­ darstellung eines Feuerringes gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel;

Fig. 14 eine ausschnittsweise vergrößerte Schnitt­ darstellung eines Feuerringes gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel;

Fig. 15 eine ausschnittsweise vergrößerte Schnitt­ darstellung eines Feuerringes gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel;

Fig. 16 eine ausschnittsweise vergrößerte Schnitt­ darstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 17 ein Diagramm, das den Verlauf von Drücken zeigt, die auf in Fig. 16 dargestellte Teile wirken; und

Fig. 18 eine ausschnittsweise Schnittdarstellung ei­ ner weiteren Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 1 zeigt schematisch einen Zy­ linder einer Diesel-Brennkraftmaschine mit Abgasrückführung. Eine Zylinderlaufbüchse 2 ist in eine in einem Motorblock 1 ausgebildete Zylinderbohrung 1 a einge­ paßt. Am Motorblock 1 ist ein Zylinderkopf 3 befestigt. In der Zylinderlaufbüchse 2 sitzt auf- und abbewegbar ein Kol­ ben 5, so daß die Zylinderlaufbüchse 2, der Zylinderkopf 3 und die Oberseite des Kolbens 5 eine Brennkammer 7 begrenzen. Im Zylinderkopf 3 sind ein Einlaßkanal 9, durch den ein Gas bzw. Gasgemisch in die Brennkammer 7 eingeleitet werden kann, sowie ein Auslaßkanal 11 ausgebildet, durch den Abgase aus der Brennkammer 7 abgeleitet werden können. Ferner ist im Zylinderkopf 3 ein Einspritzventil 13 angeordnet, das zum Einspritzen von Kraftstoff in die Brennkammer 7 dient. An der Stelle, an der der Einlaßkanal 9 in die Brennkammer 7 mün­ det, ist ein nicht dargestelltes Einlaßventil angeordnet, und an der Stelle, an der der Auslaßkanal 11 in die Brennkammer 7 mün­ det, ist ein Auslaßventil 15 angeordnet. Das Einlaßventil und das Auslaßventil 15 werden mittels eines nicht dargestellten Ventilantriebssystems synchron zur Bewegung einer nicht darge­ stellten Kurbelwelle der Brennkraftmaschine angetrieben, die über eine Pleuelstange 17 mit dem Kolben 5 verbunden ist. Ein Auspuffkrümmer, der in Verbindung mit dem Auslaßkanal 11 steht, und ein Ansaugkrümmer, der in Verbindung mit dem Ein­ laßkanal 9 steht, sind miteinander durch eine Abgasrückführ­ leitung 19 sowie ein Steuerventil 21 verbunden, das herkömm­ lich ausgebildet ist und zur Steuerung der Abgasrückführung dient, so daß ein Teil des Abgases aus dem Auspuffsystem in das Ansaugsystem zurückgeführt werden kann.

Auf der Außenseite des Kolbens 5 ist eine kreisförmige Ring­ nut 5 a ausgebildet, in der ein vorgespannter Kolbenring 23 sitzt. Zwischen dem Kolben 5 und der Zylinderlaufbüchse 2 be­ steht ein ringförmiger Zwischenraum 25, und auch zwischen der Innenseite des vorgespannten Kolbenringes 23 und dem Boden der Ringnut 5 a besteht ein Zwischenraum 27. Die vorstehend beschriebene Ausbildung stimmt im wesentlichen mit der ent­ sprechenden Ausbildung einer herkömmlichen Diesel-Brennkraft­ maschine mit Abgasrückführung überein. Dabei kann in der Brennkammer 7 er­ zeugtes Abgas, das kleine und kleinste Teilchen enthält, die im wesentlichen aus Schwefel bzw. Schwefelverbindungen be­ stehen, durch den ringförmigen Zwischenraum 25 zwischen dem Kolben 5 und der Zylinderlaufbüchse 2 und dann in den Zwischen­ raum 27 gelangen, der zwischen dem vorgespannten Kolbenring 23 und der Ringnut 5 a ausgebildet ist. Da der vorgespannte Kolben­ ring 23 bei jedem Arbeitsspiel der Diesel-Brennkraftmaschine in sei­ ner Ringnut 5 a in senkrechter Richtung bewegt wird, werden die im Abgas enthaltenen kleinen Teilchen allmählich zu einem weiteren Kolbenring 24 transportiert, der unterhalb des Kolbenrings 23 angeordnet ist. Während dieses Trans­ portvorganges dringen einige kleine Teilchen in den Raum auf der Unterseite des Kolbenringes 23 ein, was dazu führt, daß die Unterseite des Kolbenringes 23 bei einer senkrechten Be­ wegung erheblichem Abrieb unterliegt. Da - wie bereits er­ wähnt wurde - kleine Teilchen im Laufe der Zeit auch zum un­ teren Kolbenring 24 transportiert werden, wird auch der zwei­ te vorgespannte Kolbenring 24 auf ähnliche Weise verschlissen. Ein Ölabstreifring 29, der unterhalb der vorgespannten Kolben­ ringe 23 und 24 angeordnet ist, ist nicht nur den kleinen Teil­ chen sondern auch dem Schmiermittel ausgesetzt, das ihm vom Schmiersystem der Brennkraftmaschine zugeführt wird, so daß der Ölabstreifring bisweilen stärkerem Abrieb als die darüber angeordneten Kolbenringe 23 und 24 ausgesetzt ist.

Kleine Teilchen, die in vorstehend beschriebener Weise all­ mählich zu den Kolbenringen 23 und 24 sowie zum Ölabstreif­ ring 29 transportiert werden, werden schließlich mit dem Schmiermittel der Diesel-Brennkraftmaschine gemischt. Das Schmier­ mittel mit den zugemischten kleinen Teilchen wird vom nicht dargestellten Schmiersystem auch zum Ventilantriebssystem ge­ fördert, so daß auch die im Schmiermittel enthaltenen kleinen Teilchen das Ventilantriebssystem erreichen und demzufolge die das Ventilantriebssystem bildenden Teile wie Nocken, Ven­ tilstößel und Kipphebel starkem Verschleiß unterliegen.

Obwohl einige der kleinen Teilchen, die in den ringförmigen Zwischenraum 25 zwischen der Zylinderlaufbüchse 2 und dem Kolben 5 eindringen, in flachen Nuten 5 b abgefangen werden, die auf der Außenseite des Kolbens 5 ausgebildet sind, wer­ den die übrigen kleinen Teilchen auf der Innenseite der Zy­ linderlaufbüchse 2 und der Außenseite des Kolbens 5 abgela­ gert. Die auf der Außenseite des Kolbens 5 abgelagerten klei­ nen Teilchen führen zu Abrieb an allen miteinander in Be­ rührung stehenden Oberflächen des Kolbens 5 und der Zylinder­ laufbüchse 2 während der Auf- und Abbewegung des Kolbens 5.

Um den durch die im Abgas einer Diesel-Brennkraftma­ schine mit Abgasrückführung enthaltenen kleinen Teilen ver­ ursachten Abrieb bzw. Verschleiß zu vermeiden, ist bei der in Fig. 1 darge­ stellten Ausführungsform an einer Stelle nahe dem Kolbenboden des Kolbens 5 eine Ringnut 5 c ausgebildet, in die ein Feuerring 31 eingesetzt ist, der die Über­ führung bzw. den Transport von in der Brennkammer 7 erzeugten klei­ nen Teilchen zu den Kolbenring-Gleitflächen verhindert.

Gemäß Fig. 2 weist die Ringnut 5 c eine im wesentlichen waagrechte Unterseite 5 d, eine bezüglich der waagerechten Unterseite 5 d leicht ge­ neigte Oberfläche 5 e sowie einen senkrechten Boden 5 f auf, der die Unterseite 5 d mit der Oberseite 5 e verbindet. Die Ringnut 5 c verjüngt sich zur Achse des Kolbens 5 hin und die Länge der Oberseite 5 e der Ringnut 5 c ist gerin­ ger als die Länge der Unterseite 5 d. Der Feuerring 31 hat einen L-förmigen Querschnitt und umfaßt einen sich radial erstreckenden Stegabschnitt 31 a, dessen Querschnittsprofil dem der Ringnut 5 c des Kolbens 5 entspricht, sowie einen Vertikal­ abschnitt 31 b, der vom radial äußeren Ende des Stegab­ schnittes 31 a nach oben verläuft. Der Stegabschnitt 31 a weist eine ebene untere Oberfläche 31 c sowie eine obere Oberfläche 31 d auf, die entsprechend der Oberseite 5 e der Ringnut 5 c geneigt ver­ läuft. Der Stegabschnitt F31 a verjüngt sich zur Mitte des Kolbens 5 hin. Die in Berührung mit der Zylinder­ laufbüchse 2 stehende Fläche des Vertikalabschnittes 31 b ist durch Verchromen oder aufgespritztes Ferrit gehärtet. Eine radiale Dicke t ₁ des Vertikalabschnitts 31 b ist deutlich geringer als ein Zwi­ schenraum t zwischen einer sich an die Oberseite 5 e der Ringnut 5 c vertikal anschließenden Umfangsfläche 5 g und der Zylinderlaufbüchse 2, so daß ein Druckraum gebildet ist, in dem sich der in der Brennkammer 7 aufbauende Druck verteilt und den Feuerring 31 radial nach außen drückt. Der Feuerring 31 ist in die Ringnut 5 c des Kolbens 5 mit geringer radial nach innen gerichteter Vorspannung eingesetzt, die im Bereich zwischen 0 und 7 N liegt. Der Feuerring 31 nimmt somit eine zum Kolben 5 koaxiale Lage aufgrund der Zentrierwirkung der zusammenwirkenden Oberseite 5 e der Ringnut 5 c und der oberen Oberfläche 31 d des Feuerrings 31 ein.

Wenn der Feuerring 31 mit L-förmigem Querschnittspro­ fil nahe dem Kolbenboden des Kolbens 5 eingesetzt ist, wird verhindert, daß im Abgas enthaltene kleine Teil­ chen während des Expansionstaktes der Brennkraftmaschine durchgelassen werden, so daß sie in der Regel nicht zwischen die sich berührenden Oberflächen der Zylinderlaufbüchse 2 und des Kolbens 5 gelangen können. Das Abgas selber kann aller­ dings durch einen zwischen dem Vertikalabschnitt 31 b des Feuer­ ringes 31 und der Innenseite der Zylinderlaufbüchse 2 ausge­ bildeten engen Durchlaß 33 strömen, so daß eine Gasströmung am Ort des vorgespannten Kolbenringes 23 (siehe Fig. 1) statt­ findet, was durch Untersuchungen bestätigt worden ist. Im Gegensatz dazu können jedoch die im Abgas enthalte­ nen kleinen Teilchen den engen Durchlaß 33 nicht durchströmen, obwohl sie in diesen eindringen; vielmehr werden die kleinen Teilchen im Durchlaß 33 abgelagert. Dies hat zur Folge, daß es für nachfolgende kleine Teilchen noch schwieriger ist, den Durchlaß 33 zu durchströmen, so daß die Teilchenmenge, die den vorgespannten Kolbenring 23 erreicht, sehr klein wird. Dies hat zur Folge, daß die durch die Gleitbewegung des vor­ gespannten Kolbenringes 23 verursachte chemische Korrosion der Zylinderlaufbüchse 2 vermindert werden kann. Auf der Oberseite des Feuerringes 31, die der Brennkammer 7 (siehe Fig. 1) zugewandt ist, haftende klei­ ne Teilchen verbrennen zusammen mit dem brennbaren Gemisch in der Brennkammer 7, wenn die Diesel-Brennkraftmaschine in einem Betriebszu­ stand arbeitet, bei dem die Temperatur des brennenden Gases hoch ist. Die Ablagerung kleiner Teilchen auf der Oberseite des Kolbens 5 ist daher minimal.

Wenn im Kolbenboden des Kolbens 5 eine kleeblattförmige Ausnehmung 7 a ausgebildet ist, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist, sollte eine Öffnung 31 f des Feuerringes 31 möglichst weit entfernt von der kleeblattförmigen Ausnehmung 7 a, in der die thermische Belastung am höchsten ist, angeordnet sein, damit dem Durchblasen von brennendem Gas vorgebeugt ist und somit möglichst wenig kleine Teilchen durch die Öffnung 31 f des Feuerringes 31 gelangen können. In diesem Fall kann, wie dies in Fig. 7 gezeigt ist, eine geeignete Ausneh­ mung 5 h in der Unterseite 5 d der Ringnut 5 c ausgebildet sein, in die ein Vorsprung 31 g, der an der unteren Oberfläche 31 c des Feuerringes 31 ausgebildet ist, eingreift, um den Feuerring 31 in bestimmter Stellung in Umfangsrichtung fest­ zulegen. Alternativ ist es möglich, einen nicht dargestell­ ten Vorsprung an der Unterseite 5 d der Ringnut 5 c sowie eine nicht dargestellte Ausnehmung in der unteren Oberfläche 31 c des Feuerringes 31 vorzusehen. Die Anzahl der Vorsprünge und der Ausnehmungen kann eins oder mehr be­ tragen und wird entsprechend den Anforderungen festgelegt.

Statt der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen, bei de­ nen die Öffnung 31 f des Feuerringes 31 an einer bestimmten Stelle festgelegt ist, kann die Öffnung 31 f des Feuerringes 31 derart ausgebildet sein, wie es in den Fig. 4 und 5 gezeigt ist. Die Enden 31 f′ des Stegabschnitts 31 a des Feuerringes 31 sind dabei etwas bezüglich der Enden 31 f′′ des Vertikalabschnittes 31 b versetzt, so daß sich eine kurbelförmige Öffnung 31 f ergibt. Die kurbel­ förmige Öffnung 31 f erschwert das Hindurchtreten von kleine Teilchen.

Bei der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform erstreckt sich der Vertikalabschnitt 31 b des Feuerringes 31 bezüglich des Stegabschnitts 31 a sowohl nach oben als auch nach unten, so daß der Feuerring 31 einen T-förmigen Querschnitt aufweist. Außerdem sind die obere Oberfläche 31 d und die untere Oberfläche 31 c des Feuerringes 31 derart geneigt ausgebildet, daß sich der Stegabschnitt 31 a in Richtung zur Mitte des Kolbens 5 hin verjüngt. Die Ober­ seite 5 e und die Unterseite 5 d der im Kolben 5 ausgebildeten Ringnut 5 c sind entsprechend ausgestaltet. Aufgrund der Berührung zwischen der Ober­ seite 5 c und der oberen Oberfläche 31 d sowie zwischen der Unterseite 5 d und der unteren Ober­ fläche 31 c wird der Feuerring 31 koaxial zum Kolben 5 gehalten. Da bei dieser Ausführungsform außerdem de Vertikalabschnitt 31 b sym­ metrisch bezüglich einer horizontalen Mittelebene ausgebildet is, ist es nicht notwendig, den Feuer­ ring 31 in bestimmter Weise auszurichten, so daß die Handha­ bung des Feuerringes 31 vereinfacht ist.

In den Fig. 8 bis 10 stellen die weißen Säulen den Abrieb dar, der auftritt, wenn der erfin­ dungsgemäße Feuerring nicht benutzt wird, und die schraffierten Säulen stellen den Abrieb dar, der auftritt, wenn der erfindungsgemäße Feuerring benutzt wird. Fig. 8 gibt den Dickenabrieb (T-Maß) der vorgespannten Kolbenringe 23 und 24 und des Ölabstreifringes 29 wieder. Fig. 9 gibt den Breitenabrieb (B-Maß) der vorgespannten Kolbenringe 23 und 24 und des Ölabstreifrin­ ges 29 wieder. Aus den Fig. 8 und 9 ist erkennbar, daß bei Anwendung des erfindungsgemäßen Feuerrings 31 der Abrieb der Kolbenringe 23 und 24 sowie des Ölabstreifringes 29 deutlich verringert ist. Ferner zeigt Fig. 10 den Abrieb der Nockenhöcker des Ventilantriebs­ systems. Auch hier ist erkennbar, daß der Abrieb der Nocken­ höcker stark verringert werden kann.

Die Fig. 11(A) und 11(B) zeigen den Abriebzustand der Oberfläche der Zylinderlaufbüchse 2 nach einem Langzeittest. Fig. 11(A) gibt das Ergebnis eines Tests wieder, bei dem der erfindungsgemäße Feuerring nicht benutzt wurde, wogegen Fig. 11(B) das Ergebnis eines Tests wiedergibt, bei dem der erfindungsgemäße Schutzring benutzt wurde. In den Fig. 11(A) und 11(B) ist mit (a) ein me­ chanischer Abrieb und mit (b) ein auf chemischer Korrosion basieren­ der Abrieb bezeichnet. Aus den Fig. 11(A) und 11(B) ist erkennbar, daß der Abrieb der Zylinderlaufbüchse 2 durch die Erfindung verringert wird.

Zur Verstärkung des Effekts, daß der Feuerring 31 vom Druck der Verbrennungsga­ se nach außen aufgeweitet wird, so daß seine äußere Umfangs­ fläche gegen die Zylinderlaufbüchse 2 gedrückt wird und kleine Teilchen am Durchdringen zu den Kolbenringen 23 und 24 gehindert werden, ist es vorteilhaft, einen ausrei­ chend großen Raum zwischen der senkrechten Umfangsfläche 5 g des Kolbens 5 und einer inneren Oberfläche 31 e des Vertikalabschnitts 31 b des Feuerrings 31 vorzusehen. Bei der Ausführungsform gemäß der Fig. 12 ist die Dicke des Vertikalabschnittes 31 b des Feuer­ ringes 31 verringert, so daß der Druckraum zwischen dem Kolben 5 und dem Feuerring 31 ein vergrößertes Volumen hat.

Wenn jedoch der Vertikalabschnitt 31 b übermäßig dünn ausgebil­ det ist, kann er schmelzen oder brechen, wenn er Verbrennungsgas hoher Temperatur ausgesetzt ist. Bei der in Fig. 13 dargestellten Ausführungsform nimmt die Dicke des Vertikalabschnittes 31 b des Feuerringes 31 nach oben hin allmählich ab, so daß statt der senkrechten inneren Oberfläche 31 e der Ausführungsform gemäß Fig. 12 eine schräge innere Oberfläche 31 e′ vorgesehen ist, die mit einer Senkrechten einen Winkel R einschließt, so daß die Flä­ che des Feuerringes 31, auf die der Druck der Brennkammer 7 ein­ wirkt, ausreichend groß und darüber hinaus die Lebensdauer des Feuerringes 31 hoch ist, weil die Dicke des Vertikalabschnit­ tes 31 b nicht übermäßig verringert ist. Bei der in Fig. 14 dar­ gestellten Ausführungsform ist statt der senkrechten Umfangs­ fläche 5 g des Kolbens 5 der Ausführungsform gemäß Fig. 13 eine Umfangsflä­ che 5 g′ vorgesehen, die entgegengesetzt zur geneigten inneren Oberfläche 31 e′ des Vertikalabschnittes 31 b geneigt ist und einen Winkel R′ mit der Senkrech­ ten einschließt. Aufgrund der geneigten Umfangsfläche 5 g′ und der geneigten inneren Oberfläche 31 e′ ist zwischen diesen ein großer Druckraum vorhanden.

Bei der in Fig. 15 dargestellten Ausführungsform wird ein Feuerring 31 mit einem T-förmigen Querschnitt verwendet, bei dem der obere Abschnitt des Vertikalabschnittes 31 b eine geneigte innere Oberfläche 31 e′ hat, so daß dessen Dicke zu seinem oberen Ende hin allmählich abnimmt.

Wie bereits weiter oben unter Bezugnahme auf Fig. 1 erläu­ tert wurde, tritt eine Gasströmung um den Kolbenring 23 herum auf. Dies heißt mit anderen Worten, daß es sehr schwierig ist, den in der Brennkammer 7 herrschenden Druck Pg mittels des Feuerrin­ ges 31 einzuschließen, so daß eine nur kleine Teilchenmenge durch den engen Durchlaß 33 zum vorgespannten Kolbenring 23 gelan­ gen kann. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 16 ist auf der Außenseite des Kolbens 5 eine Ringnut 35 ausgebildet, die zwischen der Ringnut 5 c, in der der Feuerring 31 sitzt, und der Ringnut 5 a angeordnet ist, in der der vorgespannte Kolbenring 23 sitzt, so daß die Ringnut 35 eine Druckverzöge­ rungskammer bildet. Aufgrund dieser Druckverzögerungskammer erfolgt der Anstieg des Drucks Pc, der auf den vorgespannten Kolbenring 23 wirkt, verzögert, wie es in Fig. 17 darge­ stellt ist. Darin gibt eine ausgezogene Kurve den Verlauf des Drucks Pg in der Brennkammer während des Expansionstaktes wieder. Eine strichpunktierte Kurve gibt den Verlauf des Drucks Pd wieder, der an einer Stelle unmittelbar unterhalb des Feuer­ ringes 31 herrscht. Da der enge Durchlaß 33 eine Drosselwirkung ausübt, erfolgt der Anstieg des Drucks Pd verzögert, wobei sich allerdings der Druck Pd dem Druck Pg nähert. Wenn die Druckverzögerungskammer vorgesehen ist, ist der Druck Pc am vorgespannten Kolbenring 23 deutlich ver­ zögert, wie dies die gestrichelte Kurve in Fig. 17 zeigt, und da die Zeitdauer des Expansionstaktes sehr kurz ist, ist der am vorgespannten Kolbenring 23 wirkende Druck Pc um Δ P niedriger als der in der Brennkammer 7 herrschende Druck. Dies hat zur Folge, daß trotz der Tatsache, daß der Feuerring 31 nicht für vollständige Gasdichtheit sorgt, kleine Teilchen in der Regel nicht am vorgespannten Kolbenring 23 vorbei nach unten gelangen, da der Druck des die kleinen Teilchen enthaltenden Gases gering ist. Der Verschleiß und Abrieb der vorgespannten Kolbenringe 23 und 24 sowie des Ölabstreif­ ringes 29 sind somit deutlich verringert, und die Verschlech­ terung des Schmiermittels ist ebenfalls eingeschränkt.

Das Querschnittsprofil der die Druckverzögerungskammer bil­ denden Ringnut 35 kann auf verschiedene Weise abgewandelt sein. Beispielsweise kann sie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 19 ein dreieckiges Querschnittsprofil haben. Ferner kann die Anmzahl der Ringnuten 35 größer als eins sein.

Claims (7)

1. Kolben für eine Diesel-Brennkraftmaschine mit Abgasrückführung, mit einem dem Kolbenboden benachbart angeordneten Feuerring, der aus einem sich entlang der Umfangsfläche des Kolbens erstreckenden Vertikalabschnitt und einem sich radial erstreckenden Stegabschnitt gebildet ist, wobei dieser sich zur Achse des Kolbens hin verjüngt und in eine entsprechend ausgestaltete Ringnut des Kolbens eingesetzt ist und wobei zwischen dem Vertikalabschnitt und dem Kolbenumfang oberhalb der Ringnut ein Spalt als Druckraum verbleibt, in dem sich der in der Brennkammer aufbauende Druck verteilt und den Feuerring radial nach außen drückt, dadurch gekennzeichnet, daß der Feuerring (31) in die Ringnut (5 c) unter einer radial nach innen gerichteten Vorspannung eingesetzt ist, die geringer als die vom Ver­ brennungsdruck auf den Feuerring (31) ausgeübte, radial nach außen gerichtete Belastung ist.

2. Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Feuerring (31) einen L-förmigen Querschnitt auf­ weist.

3. Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Feuerring (31) einen T-förmigen Querschnitt auf­ weist.

4. Kolben nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Feuerring (31) eine obere (31 d) und eine untere Ober­ fläche (31 c) des Stegabschnitts (31 a) gegenüber einer Horizontalen geneigt sind.

5. Kolben nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenzeichnet, daß bei dem Feuerring (31) eine radial innere Oberfläche (31 e′) des Vertikalabschnitts (31 b) gegenüber einer Vertikalen geneigt ist.

6. Kolben nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine oberhalb der Ringnut (5 c) ange­ ordnete Umfangsfläche (5 g) des Kolbens (5) gegenüber einer Vertikalen geneigt ist.

7. Kolben nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannkraft des Feuerrings (31) etwa 7 N beträgt.