DE3530875A1 - Brennkraftmaschine mit laufbuchsenzwischenstueck - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einem Zylinderdeckel und mit Kolbenlaufbuchsen mit einem Auf­ lagebund, bei der zwischen dem Auflagebund und dem Zy­ linderdeckel ein die Zylinderwandung oberhalb des Kolben­ ringbereiches bildendes, kühlbares Zwischenstück ange­ ordnet ist.

Eine Brennkraftmaschine dieser Gattung ist aus der DE-34 17 515 bekannt geworden. Mit Hilfe des Zwischen­ stückes, das auch als "Feuerring" bezeichnet wird, weil es den Brennraum zwischen Auflagebund und Zylinderdeckel ringförmig umgreift, soll die schädliche Einwirkung von Verbrennungsdruck und -wärme auf die Kolbenlaufbuchse vermindert werden.

Neben den Problemen, die zu der mechanischen und ther­ mischen Entlastung der Kolbenlaufbuchse zu lösen sind, verbleiben jedoch die Schwierigkeiten, nämlich das Auf­ treten von Riefen in der Zylinderwandung, zu beheben, die durch den Aufbau und die Ablagerung von Ölkoks insbesondere am Kolben entstehen können.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Konstruktion zu schaffen, bei der die Ablagerung von Ölkoks am Kolben in Grenzen gehalten wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsmäßig dadurch gelöst, daß der Innendurchmesser des Zwischenstückes mindestens an einem Teil seines Zylinderwandungsanteiles kleiner ist als der Innendurchmesser der Kolbenlaufbuchse.

Ein derart beschaffenes Zwischenstück kann dann bei jedem Kolbenhub die Koksreste, die sonst außenradial im Laufspiel abgelagert werden, vom Kolben abreiben. Der Kolben wird bei jedem Hub "kalibriert".

Diese Kalibrierwirkung kann in Ausgestaltungen der Erfindung noch dadurch verbessert werden, daß der Innendurchmesser des Zwischenstückes vom Auflagebund der Laufbuchse in Richtung der Längsachse bis zum Zy­ linderdeckel stetig abnimmt und/oder daß der die Zy­ linderwandung bildende Oberflächenteil des Zwischen­ stückes gehärtet ist.

Um die Abstreifwirkung zu steigern und den Ölkoks sicher nach oben in Richtung auf den Brennraum abzustreifen und zu fördern, kann der vom Zwischenstück gebildete Zylinderwandanteil mit einer feilen- oder sägezahn­ artigen Struktur derart versehen sein, daß die Span­ flächen in Richtung Zylinderdeckel weisen.

In der Zeichnung und der Beschreibung ist die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert und schematisch dargestellt.

Es zeigt:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine herkömmliche Zylinderanordnung,

Fig. 2 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Zylinderanordnung,

Fig. 3 einen Schnitt durch eine andere Ausführungs­ form einer erfindungsgemäßen Zylinderanordnung,

Fig. 4 einen Schnitt durch die Wandung einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform.

In Fig. 1 ist eine herkömmliche Zylinderanordnung einer Brennkraftmaschine mit einem Maschinengestell 1, einer Kolbenlaufbuchse 2 mit einem Auflagebund 3 und mit einem Kolben 4 mit Kolbenringen 5 dargestellt.

Demgegenüber zeigt Fig. 2 eine erfindungsgemäße Zylinder­ anordnung mit einem Maschinengestell 6, eine Kolbenlauf­ buchse 7 mit einem Auflagebund 8 und einen Kolben 9 mit Kolbenringen 10. Oberhalb des Bereiches der Kolbenringe 10 ist auf dem Auflagebund 8 ein Zwischenstück 11 mit einem Kühlwasserraum 12 derart angeordnet, daß es den Oberteil des Kolbens 9 ringförmig umgreift und mit seinem Zylinder­ wandanteil 13 einen Teil der Brennraumwand bildet.

Fig. 3 zeigt eine Zylinderanordnung mit einer anderen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Zwischenstückes 14. Bei dieser Zylinderanordnung sind ein Maschinengestell mit 15, eine Kolbenlaufbuchse mit 16 und ein Auflagebund mit 17 sowie ein Kolben mit 18 und ein Zylinderdeckel mit 25 bezeichnet.

Schließlich ist in Fig. 4 noch eine weitere erfindungs­ gemäße Ausführungsform eines Zwischenstückes 19 für den Zylinder einer Brennkraftmaschine dargestellt.

Unter der Wirkung der bei der Verbrennung des Kraft­ stoffes auftretenden hohen Temperaturen und Drücke zeigt eine herkömmliche Zylinderanordnung eine Neigung der Kolbenlaufbuchse und ihres Auflagebundes sich zu ver­ ziehen, was in Fig. 1 übertrieben dargestellt ist. Kolbenlaufbuchse und Auflagebund erweitern sich in ihrem oberen Teil. Der Spalt zwischen Kolben 4 und Auflage­ bund 3 vergrößert sich.

Wenn nun am Kolbenrand 20 Ölkoks abgelagert wird, kann es nicht ausbleiben, wie durch einen Pfeil 21 angedeutet, daß der harte Koks in den erweiterten oberen Laufspalt oberhalb der Kolbenringe 5 gelangt. Durch die Schmirgel­ wirkung des Ölkoks treten Riefen zunächst im oberen Teil der Laufbuchse 2 auf, was durch die Pfeile 22 angedeutet ist. Eine derartige Riefenbildung kann leicht zu größeren Maschinenschäden und damit zu Betriebsstörungen führen.

Um einen Ölkoksansatz 23 in Grenzen zu halten und Be­ triebsstörungen zu vermeiden, ist erfindungsgemäß der Innendurchmesser d der Zwischenstücke 11, 14, 19 mindestens an einem Teil ihres Zylinderwandungsanteiles, z. B. 13, kleiner als der Innendurchmesser D der Kolbenlaufbuchse, z. B. 7 oder 16.

Die Zwischenstücke, die wegen ihres Anteiles am Brenn­ raum auch als "Feuerringe" oder "Flammringe" bezeichnet werden, können durch den gegenüber der Laufbuchse klei­ neren Durchmesser d auf den jeweiligen Kolben eine Kalibrierwirkung ausüben, sodaß ein über das Maß des Durchmessers d hinausgehender Ölkoksansatz bei jedem Kolbenhub wieder abgestreift wird. Die Durchmesserver­ engung durch das Zwischenstück beläuft sich dabei auf Werte in der Größenordnung von 1 pro mille.

Zur Verbesserung der Abstreifwirkung ist in Ausgestaltung der Erfindung weiter vorgesehen, wie in Fig. 3 durch einen Winkel α angedeutet, daß der Innendurchmesser d des Zwischenstückes 14 vom Auflagebund 17 der Laufbuchse 16 in Richtung auf den Zylinderdeckel 25 stetig abnimmt.

Außerdem kann es vorteilhaft sein, den die Zylinderwan­ dung bildenden Oberflächenanteil 13 bzw 24 des Zwischen­ stückes 11 bzw 14 zu härten, wie in den Fig. 2 und 3 durch Kreuze angedeutet.

Noch eine Verbesserung der Abstreifung des Ölkoks und seiner Förderung in Richtung Brennraum wird dadurch erzielt, daß der die Zylinderwand bildende Oberflächen­ anteil des Zwischenstückes 19, siehe Fig. 4, eine Feilen- oder Sägezahnstruktur aufweist.

Claims (4)

1. Brennkraftmaschine mit einem Zylinderdeckel und mit Kolbenlaufbuchsen mit einem Auflagebund, bei der zwischen dem Auflagebund und dem Zylinder­ deckel ein die Zylinderwandung oberhalb des Kolben­ ringbereiches bildendes, kühlbares Zwischenstück angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser (d) des Zwischenstückes (11; 14; 19) mindestens an einem Teil seines Zylinderwandungs­ anteiles kleiner ist als der Innendurchmesser (D) der Kolbenlaufbuchse (7; 16).

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Innendurchmesser des Zwi­ schenstückes (14) vom Auflagebund (17) der Kolben­ laufbuchse (16) in Richtung der Zylinderlängs­ achse bis zum Zylinderdeckel (25) stetig abnimmt.

3. Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der die Zylinder­ wandung bildende Oberflächenteil (13; 24) des Zwischenstückes (11; 14) gehärtet ist.

4. Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der die Zylinderwandung bildende Oberflächen­ teil des Zwischenstückes (19) in der Art eines Kalibrierwerkzeugs mit Spanflächen ausgeführt ist.