JP2014152782A - 内燃エンジンおよび内燃エンジンのシリンダーライナー用のシールドデバイス - Google Patents

Abstract

【課題】新規なタイプの内燃エンジンを提供する。
【解決手段】シリンダークランクケース（１０）を備えた内燃エンジンであって、シリンダークランクケース（１０）のクランクチャンバー（１１）内には、クランクシャフトが回転可能に設けられており、当該クランクシャフトは、コネクティングロッドを介して、シリンダーライナー（１２）内に設けられたシリンダーピストンに対して連結されており、各シリンダーライナー（１２）にはシールドデバイス（１３）が割り当てられており、このシールドデバイス（１３）の助けによって、クランクチャンバー（１１）を起点とするシリンダーライナー（１２）内へのオイルの流入が規定の方式で調整可能である内燃エンジン。
【選択図】図１

Description

本発明は、請求項１のプレアンブルに記載の内燃エンジンに関する。本発明はさらに、内燃エンジンのシリンダーライナー用のシールドデバイスに関する。

特許文献１から、内燃エンジンが知られており、これはシリンダークランクケースを備える。シリンダークランクケース内には、クランクシャフトが回転可能に搭載される。さらに、シリンダーピストンがシリンダークランクケース内に動作可能に搭載され、これは、コネクティングロッドを介してクランクシャフトに対して連結される。内燃エンジンのシリンダーのシリンダーピストンはシリンダーライナー内で案内される。特許文献１によれば、内燃エンジンのクランクケースを、潤滑のためにシリンダーのピストンに供給されるオイルに対してシールドするために、シリンダークランクケースの少なくとも一つの壁においてクランクシャフト上に回転デバイスが配置されている。従来技術によれば、クランクシャフトは、シリンダーの領域において必要とされるオイルから相応に隔離されている。

独国特許出願公開第10 2006 029 084号明細書

上記に鑑みて、本発明の目的は、新規なタイプの内燃エンジンおよび新規なタイプの、内燃エンジンのシリンダーライナー用のシールドデバイスを提供することである。

上記の目的は、請求項１に記載の内燃エンジンによって達成される。本発明によれば、各シリンダーライナーにはシールドデバイスが割り当てられ、その助けによって、クランクチャンバーを起点とするシリンダーライナー内へのオイルの流入が規定の方式で調整できる。

本発明に基づく内燃エンジンにおいては、シールドデバイスの助けによって、クランクチャンバー（その中にはクランクシャフトが搭載される）を起点とするシリンダーライナー内へのオイルの流入を規定の方式で調整することができるが、このシールドデバイスは内燃エンジンのシリンダーライナーに対して割り当てられる。これによって、ピストンの領域において摩擦を低減することが、そしてシリンダーライナーの領域においてかつシリンダーピストンのピストンリングの領域においてコーティングを省略することが可能となる。さらに、内燃エンジンの粒子状エミッションを低減することができる。なぜなら、シリンダーの燃焼チャンバー内への潤滑オイルの流入を規定された方式で調整できるからである。内燃エンジンの排気再処理デバイスは、より簡単に、かつ、よりコスト効率よく具現化できる。

本発明の第１の有利なさらなる展開によれば、各シリンダーライナーには、それ自身のワンピースシールドデバイスが割り当てられ、このデバイスは、クランクチャンバーに面する各シリンダーライナーの端部において、各シリンダーライナーあるいはシリンダークランクケースに対して結合される。特に、各シリンダーライナーにワンピースシールドデバイスが割り当てられる場合、シールドデバイスは、特にシンプルかつスペース節約的な様式で内燃エンジンに組み込むことができる。そうした形態は、Ｖ設計の内燃エンジンだけでなく、インライン設計の内燃エンジンにも採用可能である。

本発明の第２の代替的な有利なさらなる展開によれば、各シリンダーライナーには、それ自身のマルチピースシールドデバイスが割り当てられ、これは、クランクケースに面するそれぞれのシリンダーライナーの端部において、それぞれのシリンダーライナーあるいはシリンダークランクケースに対して結合される。本発明のこのさらなる展開はまた、Ｖ設計の内燃エンジンにおいて、およびインライン設計の内燃エンジンにおいて採用可能であり、この場合、このさらなる展開は、内燃エンジン内へのシールドデバイスの設置スペース節約的な一体化を可能とする。

本発明の第３の、同様の代替的なさらなる展開によれば、二つ以上の隣接シリンダーライナーにはそれぞれ、共通のシールドデバイスが割り当てられ、これは、クランクチャンバーに面する、それぞれのシリンダーライナーの端部において、各シリンダーライナーあるいはシリンダークランクケースに対して結合される。本発明のこのさらなる展開は、特にＶ設計の内燃エンジンに適しており、この場合、互いにＶアングルでオフセットしている二つの隣接するシリンダーライナーには、それぞれ共通のシールドデバイスが割り当てられる。

好ましくは、それぞれのシリンダーライナーを起点とするクランクチャンバー内へのオイルの流入は、各シールドデバイスを用いて、すなわち少なくとも一つのピストン潤滑オイル通過リセスおよび適切ならば少なくとも一つのピストン冷却オイル通過リセスによって、規定された様式で付加的に調整できる。したがって、各シールドデバイスは、それぞれのライナーの領域に少なくとも一つのピストン潤滑オイル通過リセスを備え、これを経て、それぞれのシリンダーライナーを起点とするピストン潤滑オイルはクランクチャンバーに到達する。それぞれのコネクティングロッド通過リセスの寸法に依存して、各シールドデバイスはさらに、それぞれのライナーの領域に少なくとも一つのピストン冷却オイル通過リセスを備えることができ、これを経て、各シリンダーライナーを起点とするピストン冷却オイルはクランクチャンバーに到達する。さらに、シールドデバイスのこの有利な形態によって、クランクチャンバーの、したがってクランクシャフトの方向へのピストン潤滑オイルおよびピストン冷却オイルの規定された流入が可能である。

本発明に基づく内燃エンジンのシリンダーライナー用のシールドデバイスは請求項１０において規定される。

本発明の好ましいさらなる展開は従属請求項および以下の説明からもたらされる。本発明の例示的な実施形態について、それに限定されることなく、図面を用いて詳しく説明する。

二つのシリンダーライナーの領域における本発明に基づく内燃エンジンならびに本発明に基づくライナーのための二つの別な様式で設計されたシールドデバイスの概略斜視図である。 下から見た図１の詳細図である。 ライナーのための別なシールドデバイスを示す図２の詳細図である。 ライナーのためのさらに別なシールドデバイスを示す図２の詳細図である。

本発明は内燃エンジンに、そしてそうした内燃エンジンのシリンダーライナーのシールドデバイスに関する。内燃エンジンは、ディーゼル内燃エンジン、あるいはガス内燃エンジン、あるいはディーゼル・ガス内燃エンジン、特に重油で運転される船舶用ディーゼルエンジンであってもよい。

図１は、本発明に基づく内燃エンジンのシリンダークランクケース１０の斜視図である。このシリンダークランクケース１０はクランクチャンバー１１を画定し、その中には、図示していない内燃エンジンのクランクケースが回転可能に搭載される。

シリンダークランクケース１０は、さらに、図示していない内燃エンジンのシリンダーピストンのためのシリンダーライナー１２を収容し、ここで、図示していないシリンダーピストンは、図示していないコネクティングロッドによって、図示していないクランクシャフトに連結される。

本発明に関して、各シリンダーライナー１０にはシールドデバイス１３が割り当てられ、その助けによって、クランクチャンバー１１を起点とするシリンダーライナー１２内へのオイルの流入を規定された方式で調整することが可能である。

図１および図２（これは二つの隣接するライナー１２の領域におけるＶ設計の内燃エンジンの細部を示している）の例示的な実施形態では、別体のシールドデバイス１３はそれぞれ二つの図示するライナー１２に対して割り当てられており、ここで、二つのシールドデバイス１３は別な様式で具現化されている。

図１および図２において、ワンピースシールドデバイスが左側ライナー１２に対して割り当てられており、これは、クランクチャンバー１１に面するライナー１２の端部１４において、各シリンダーライナー１２に対して結合されている。図１および図２に示す右側ライナー１２は、対照的に、マルチピース、すなわちツーピースシールドデバイス１３が割り当てられており、ここで、このシールドデバイス１３の両方の部品は、クランクチャンバー１１に面するライナー１２の端部１４において、シリンダーライナー１２に結合されている。

図１および図２のワンピースシールドデバイス１３（これは、図１および図２に示す左側ライナー１２の領域に設置される）は、図１および図２に示す右側ライナー１２に対して割り当てられたツーピースシールドデバイス１３よりも、少ない労力で組み付けることができる。だが、図１および図２に示す両方のシールドデバイス１３は、僅かな設置スペース要求しか伴わずに、内燃エンジンに一体化することができる。

図１および図２によれば、両方のシールドデバイス１３はコネクティングロッド通過リセス１５を形成し、これを経て、各コネクティングロッド（これは、各シリンダーライナー１２内でガイドされた各シリンダーピストンをクランクシャフトに連結する）が突出できる。

本発明の有利なさらなる展開によれば、各シールドデバイス１３はさらに、少なくとも一つのピストン潤滑オイル通過リセス１６を備え、これを経て、各シリンダーライナー１２を起点とするピストン潤滑オイルはピストンスペース１１に到達できる。したがって、図１および図２は、コネクティングロッド通過リセス１５の両側において、複数のそうしたピストン潤滑オイル通過リセス１６が各場合に形成されることを示しており、これは、クランクチャンバー１１内への、各シリンダーライナー１２を起点とするピストン潤滑オイルの規定された移送のために機能する。

図２から明らかであるように、異なる様式で具現化されたシールドデバイス１３各々は、コネクティングロッドの通過のための寸法ｄを備えたコネクティングロッド通過リセス１５と、ピストン潤滑オイル通過リセス１６とを有する。図１および図２に示す右側のマルチピースシールドデバイス１３において、ピストン冷却オイル通過リセス１７がピストン潤滑オイル通過リセス１６に加えて形成されており、これを介して、それぞれのシリンダーライナー１２を起点とするピストン冷却オイルがクランクチャンバー１１に到達できる。そうしたピストン冷却オイル通過リセス１７は、明らかに、図１および図２に示す左側のワンピースシールドデバイス１３にも形成可能であり、この場合、そうしたピストン冷却オイル通過リセス１７の存在あるいは欠如および／またはその輪郭は、特に、コネクティングロッド通過リセス１５の寸法ｄに依存する。特に、図３に示すように、コネクティングロッド通過リセス１５が比較的大きな寸法ｄを有する場合、別体のピストン冷却オイル通過リセス１７は省略できる。というのは、それぞれのシリンダーライナー１２を起点とするピストン冷却オイルは、続いて、コネクティングロッド通過リセス１５を経て、クランクチャンバー１１に到達できるからである。特に、対照的に、図１および図２に示すように、コネクティングロッド通過リセス１５の寸法ｄがより小さい場合、別体のピストンオイル冷却オイル通過リセス１７が好ましくは存在し、これは、好ましくは、冷却されるシリンダーピストンの対応する冷却オイルガイドの直ぐ下方に配置される。

ピストン冷却オイル通過リセス１７およびピストン潤滑オイル通過リセス１６によって、シリンダーライナー１２を起点とするクランピングチャンバー１１内へのオイルの流入は、規定された方式で調整可能である。

図２および図３の例示的な実施形態では、各シリンダー１２には、ワンピースシールドデバイス１２あるいはマルチピースシールドデバイス１３であっても、別個のシールドデバイス１３がそれぞれ割り当てられている。そうした形態は、特に、Ｖ設計の内燃エンジンにおいて、あるいはＲ設計の内燃エンジンにおいて採用される。

これとは対照的に、図４は、特にＶ設計の内燃エンジンにおいて採用された形態を示しており、図４によれば、互いにＶアングルで傾斜させられて配置された二つの隣接するシリンダーライナー１２には共通のシールドデバイス１３が割り当てられており、これは、各シリンダーライナー１２に関して、それぞれのコネクティングロッドの通過用のコネクティングロッド通過リセス１５を画定する。このシールドデバイス１５はまた、図４にしたがって、すなわちクランクチャンバー１１に面するそれぞれのライナー１１の端部１４の領域において、それぞれのライナー１２に対して結合されている。図４のこのシールドデバイス１３はまた、ピストン冷却オイル通過リセス１７および／またはピストン潤滑オイル通過リセス１６を備えることができる。

シールド１３は金属素材から、あるいはまたプラスチックから製造可能である。

クランクチャンバー１１に面する上記シリンダーライナー１２の端部の領域においてシリンダーライナー１２に対してシールドデバイス１３を取り付けるのが好ましい。なぜなら、クランクチャンバー１１の領域での内燃エンジンにおけるシールドデバイス１３の特にスペース節約的な一体化が、これによって可能となるからである。だが、これとは対照的に、シリンダークランクケース１０に対して各シールドデバイス１３を取り付けることも可能である。

シールドデバイス１３は、各シリンダーピストンが、シリンダーライナー１２内でのその上下動の間に、シリンダーライナー１２から部分的に突出できるように、幾何学的に輪郭取りすることができる。

したがって、本発明によれば、シールドデバイス１３の助けによって規定された方式でクランクチャンバー１１を起点としてシリンダーライナー１２の領域に到達できるオイルの量を調整することが初めて提案される。ピストン潤滑オイル通過リセス１６およびもし存在する場合にはピストン冷却オイル通過リセス１７によって、それぞれのシリンダーライナー１２を起点としてクランクチャンバー１１内に流入させられるオイルの量が、規定された方式で調整可能である。

本発明によれば、シリンダーライナー１２の、したがってシリンダーライナー１２内でガイドされるシリンダーピストンの領域において、常時、理想的な潤滑を調整することができる。摩擦の増大はこうして抑止することができる。シリンダーライナー１２の領域における、そしてシリンダーピストンのピストンリングの領域におけるコーティングを省略することも可能である。

内燃エンジン内での燃料の燃焼中に粒子状エミッションを低減でき、この結果、より簡単で、より小型で、かつよりコスト効率の良い排気再処理器を内燃エンジンにおいて利用できる。シリンダーライナーの領域へのオイル流入の規定された調整によって、シリンダーの燃焼チャンバー内へのオイルの流入を最小限に抑えることができる。結果として、これは、内燃エンジンの粒子状エミッションの低減をもたらす。

１０ シリンダークランクケース
１１ クランクチャンバー
１２ ライナー
１３ シールド
１４ 端部
１５ コネクティングロッド通過リセス
１６ ピストン潤滑オイル通過リセス
１７ ピストン冷却オイル通過リセス

Claims (11)

1. シリンダークランクケース（１０）を備えた内燃エンジンであって、前記シリンダークランクケース（１０）のクランクチャンバー（１１）内には、クランクシャフトが回転可能に設けられており、前記クランクシャフトは、コネクティングロッドを介して、シリンダーライナー（１２）内に設けられたシリンダーピストンに対して連結されており、各シリンダーライナー（１２）にはシールドデバイス（１３）が割り当てられており、このシールドデバイス（１３）の助けによって、前記クランクチャンバー（１１）を起点とする前記シリンダーライナー（１２）内へのオイルの流入が規定の方式で調整可能であることを特徴とする内燃エンジン。
2. 各シリンダーライナー（１２）には、別体の、ワンピースシールドデバイス（１３）が割り当てられており、このデバイス（１３）は、前記クランクケース（１１）に面する前記各シリンダーライナー（１２）の端部（１４）において、前記各シリンダーライナー（１２）あるいは前記シリンダークランクケース（１０）に対して結合されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃エンジン。
3. 各シリンダーライナー（１２）には、別体の、マルチピースシールドデバイス（１３）が割り当てられており、このデバイス（１３）は、前記クランクチャンバー（１１）に面する前記各シリンダーライナー（１２）の端部（１４）において、前記各シリンダーライナー（１２）あるいは前記シリンダークランクケース（１０）に対して結合されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃エンジン。
4. 二つの隣接するシリンダーライナー（１２）それぞれに、共通のシールドデバイス（１３）が割り当てられており、このデバイス（１３）は、前記クランクチャンバー（１１）に面する前記各シリンダーライナー（１２）の端部（１４）において、前記各シリンダーライナーあるいは前記シリンダークランクケースに対して結合されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃エンジン。
5. 各シールドデバイス（１３）によって、前記各シリンダーライナー（１２）を起点とする前記クランクチャンバー（１１）内へのオイルの流入が、規定の様式でさらに調整可能であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の内燃エンジン。
6. 各シールドデバイス（１３）は、前記各シリンダーライナー（１２）の領域において、コネクティングロッド通過リセス（１５）を画定することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の内燃エンジン。
7. 前記それぞれのシリンダーライナーの領域における各シリンダーデバイス（１３）は、前記それぞれの一つのコネクティングロッド通過リセス（１５）の寸法に依存して、少なくとも一つのピストン冷却オイル通過リセス（１７）を画定し、それを経て、前記それぞれのシリンダーライナー（１２）を起点とするピストン冷却オイルが前記クランクチャンバー（１１）に到達することを特徴とする請求項６に記載の内燃エンジン。
8. 各シールドデバイス（１３）は、前記それぞれのライナー（１２）の領域において、少なくとも一つのピストン潤滑オイル通過リセス（１６）を画定し、それを経て、前記それぞれのシリンダーライナー（１２）を起点とするピストン潤滑オイルが前記クランクチャンバー（１１）に到達することを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の内燃エンジン。
9. 各シールドデバイス（１３）は、前記シールドデバイス（１３）が、前記それぞれのシリンダーライナー（１２）からの前記それぞれのシリンダーピストンの少なくとも部分的な突出を可能とする様式で幾何学的に輪郭取りされていることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の内燃エンジン。
10. 内燃エンジンのシリンダーライナー用のシールドデバイスであって、このシールドデバイスによって、前記クランクチャンバー（１１）を起点とする前記シリンダーライナー（１２）内へのオイルの流入は規定の方式で調整可能であることを特徴とするシールドデバイス。
11. 請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の特徴によって特徴付けられた請求項１０に記載のシールドデバイス。