PL167660B1 - Cylinder lining sleeve fora water-colled internal combustion engine - Google Patents

Abstract

A cylinder liner (1, 1') for a water-cooled combustion engine has a plurality of cooling channels designed as elongated blind bores (8, 8') extending upwards from a coolant supply chamber (6; 6') and communicating with a coolant outlet chamber (7; 7'). A guide member (21; 38) is mounted within the channel. The guide member prevents the water flow from contacting and thus cooling a section (32; 40) of the channel surface facing towards the combustion chamber so that the temperature gradient over the liner decreases which leads to a lower cooling effect.

Description

Wynalazek dotyczy tulei cylindrowej do silnika spalinowego chłodzonego wodą, w szczególności do dwusuwowego silnika Diesla, posiadającego cylindryczną wewnętrzną powierzchnię ograniczającą komorę spalania silnika i tworzącą powierzchnię prowadzącą dla pracującego tłoka, współosiowo osadzonego w tulei, przy czym tłok w swym górnym zwrotnym punkcie sąsiaduje z górnym końcem przekroju tulei, który to górny koniec przekroju tuleiThe invention relates to a cylinder liner for a water-cooled internal combustion engine, in particular for a two-stroke diesel engine, having a cylindrical inner surface delimiting the combustion chamber of the engine and forming a guide surface for a working piston coaxially seated in the barrel, the piston at its upper turning point adjoining the upper end. the section of the sleeve, which is the top end of the section of the sleeve

167 660 zawiera pewną liczbę wydłużonych kanałów chłodzących, rozmieszczonych wzdłuż obwodu tulei i połączonych z komorą dopływu chłodziwa i komorą odpływu chłodziwa, przy czym każdy wydłużony w górę kanał chłodzący posiada ślepy koniec oraz człon prowadzący, wzdłużnie zamontowany w kanale i dzielący strumień wody w kanale na strumień płynący w kierunku ślepego końca kanału oraz na strumień wypływający w kierunku przeciwnym do ślepego końca kanału.167,660 includes a plurality of elongated cooling channels extending along the circumference of the sleeve and connected to a coolant supply chamber and a coolant drain chamber, each upwardly extending cooling channel having a blind end and a guide member longitudinally mounted in the channel and dividing the water flow in the channel into the channel. the stream flowing towards the dead end of the channel and the stream flowing away from the dead end of the channel.

W tego typu tulei cylindrowej, znanej z opisu patentowego RFN nr 2 149 400, najwyższy punkt kanału chłodzącego przy wysoce obciążonej szczytowej części tulei może być usytuowany blisko cylindrycznej wewnętrznej powierzchni, ponieważ ciągnący się do góry kanał ze ślepym końcem nie powoduje powstawania zbyt dużych koncentracji naprężeń. Takie ślepe kanały zapewniają dobre chłodzenie najwyżej obciążonych termicznie i mechanicznie górnych części tulei.In this type of cylinder liner, known from German Patent Specification No. 2,149,400, the highest point of the cooling channel at the highly loaded top of the sleeve can be located close to the cylindrical inner surface, since the hollow-end channel extending upwards does not create too high stress concentrations. . Such blind channels ensure good cooling of the top thermally and mechanically stressed upper parts of the sleeve.

Gdy paliwo omawianego silnika jest zasiarczone, co między innymi przypadkami, dotyczy Diesli pracujących na paliwach ciężkich, temperatura wewnętrznej cylindrycznej powierzchni musi być kontrolowana w stosunkowo wąskim przedziale, który jest ograniczany od dołu w celu zabezpieczenia przed gromadzeniem się kwasu siarkowego na wewnętrznej powierzchni, od góry zaś ze względu na chęć uniknięcia uszkodzeń struktury materiału tulei przez wysoką temperaturę. Doświadczenie pokazuje, że można uniknąć dużego stężenia kwasu siarkowego, będącego powodem intenstywnej korozji tak wewnętrznej powierzchni tulei, jak i tłoka, jeśli temperatura wewnętrznej powierzchni tulei zawiera się w przedziale od 200 do 230°C w obszarze graniczącym z górnym pierścieniem tłoka, w czasie gdy tłok jest w swym górnym zwrotnym punkcie.When the fuel of the engine in question is sulphated, which, inter alia, applies to heavy-fuel diesels, the temperature of the inner cylindrical surface must be controlled within a relatively narrow range, which is limited at the bottom to prevent the build-up of sulfuric acid on the inner surface, from above and in order to avoid damage to the structure of the sleeve material by high temperature. Experience shows that high concentrations of sulfuric acid can be avoided, which causes intensive corrosion of both the inner surface of the sleeve and the piston, if the temperature of the inner surface of the sleeve is between 200 and 230 ° C in the area adjacent to the upper piston ring, while the piston is at its upper turning point.

Jeżeli tuleja cylindrowa jest wykonana na przykład z żeliwa, to najwyższa dopuszczalna temperatura powierzchni wynosi około 350°C, ponieważ wyższe temperatury, często występujące, mogą spowodować trwałe odkształcenie materiału żeliwnego i w wyniku tego, powstawanie pęknięć.If the cylinder liner is made of cast iron, for example, the maximum surface temperature allowed is around 350 ° C, as the higher temperatures that often occur can cause permanent deformation of the cast iron material and consequently the formation of cracks.

Zapotrzebowanie na chłodzenie, mające na celu kontrolowanie temperatury wewnętrznej powierzchni tulei cylindrowej, zależy od założonej mocy silnika. Powszechnie wiadomo, że silnik może mieć założoną wartość mocy niższą od rzeczywistej przez obniżenie wartości znamionowej po to, by uzyskać lepsze ściśle określone zużycie paliwa. Uzyskuje się to przez utrzymanie maksymalnego ciśnienia w silniku, w wyniku czego dolna granica dozwolonej temperatury pracy wewnętrznej powierzchni tulei nie będzie się zmieniać. Jeżeli chłodzenie w silniku o obniżonych wartościach znamionowych jest podtrzymywane na poziomie takim jak w silniku pracującym z pełną mocą, temperatura wewnętrznej powierzchni obniża się tak znacznie, że może prowadzić to do wspomnianej powyżej niepożądanej kondensacji kwasu siarkowego.The cooling requirement to control the temperature of the inner surface of the cylinder liner depends on the power of the engine. It is well known that an engine may be assumed to be lower than the actual power by derating it to obtain better specific fuel consumption. This is achieved by maintaining the maximum pressure in the engine so that the lower limit of the allowable operating temperature of the inner surface of the sleeve will not change. If cooling in the derated engine is maintained at a level such as that of a full power engine, the internal surface temperature drops so significantly that it can lead to the undesirable condensation of sulfuric acid mentioned above.

Z opisu patentowego USA nr 2 572 392 znana jest tuleja cylindrowa chłodzona przez otaczającą ją komorę chłodzącą. Zewnętrzna strona tulei jest zaopatrzona w izolującą opaskę w celu zapobiegania kondensacji kwasu na wewnętrznej powierzchni tulei graniczącej z izolacją.From US Pat. No. 2,572,392 a cylinder liner cooled by a surrounding cooling chamber is known. The outside of the sleeve is provided with an insulating band to prevent acid condensation on the inside of the sleeve adjacent to the insulation.

Z brytyjskiego opisu nr 2 019 490 znana jest tuleja cylindrowa w której przekrój górnego końca zawiera pewną ilość ciągłych kanałów, do których chłodziwo jest dostarczane w ich dolnym końcu i odbierane przez promieniowo rozciągający się otwór w ich górnym końcu. W celu utrudnienia kondensacji kwasu na wewnętrznej powierzchni tulei, stosowana jest wewnątrz kanału izolująca rurka wykonana z syntetycznego materiału. Promieniowo rozciągające się otwory w szczytowej części kanałów powodują, że tuleja nie nadaje się do pracy przy dużych obciążeniach.British Patent Publication No. 2,019,490 discloses a cylinder liner in which the cross section of the upper end comprises a plurality of continuous channels into which coolant is supplied at their lower end and received through a radially extending bore at their upper end. In order to prevent acid condensation on the inner surface of the sleeve, an insulating tube made of synthetic material is used inside the channel. The radially extending holes in the top of the channels make the sleeve unsuitable for heavy duty applications.

Zadaniem wynalazku jest stworzenie tulei cylindrycznej do silnika spalinowego, umożliwiającego w prosty sposób uniknięcie wspomnianych wad i łatwe dostosowywanie zdolności chłodzenia do różnych wartości znamionowych silnika.The object of the invention is to create a cylinder liner for an internal combustion engine that allows the above-mentioned drawbacks to be avoided in a simple manner and the cooling capacity to be easily adapted to different engine ratings.

Według wynalazku zadanie to zostało rozwiązane za pomocą tulei cylindrowej silnika spalinowego, wspomnianego na wstępie rodzaju, która charakteryzuje się tym, że człon prowadzący poprzecznie do swej długości ma usytuowany element ograniczający pewną część poprzecznego przekroju kanału i utrudniający przepływ wody przez część powierzchni przekroju kanału, od strony komory spalania, przy czym przynajmiej jeden z dwóch strumieni płynących odpowiednio, w kierunku ślepego końca kanału i z powrotem, znajduje się w wymuszonym przezAccording to the invention, this task is solved by a cylinder liner of an internal combustion engine of the initially mentioned type, characterized in that the guide member transversely to its length has an element that delimits a certain part of the cross-section of the channel and prevents the passage of water through a part of the cross-sectional area of the channel, from sides of the combustion chamber, with at least one of the two streams flowing, respectively, towards the blind end of the channel and back, is in the forced

167 660 człon prowadzący kontakcie z segmentem powierzchni poprzecznego przekroju, usytuowanym od strony przeciwnej do komory spalania.167,660, the guide member in contact with a segment of the cross-sectional surface opposite the combustion chamber.

Korzystnym jest gdy człon prowadzący posiada co najmniej dwie promieniowo wystające listwy lub żeberka usytuowane w kierunku wzdłużnym kanału, których swobodna krawędź opiera się na powierzchni kanału, przy czym przestrzeń ograniczona listwami lub żeberkami i wewnętrzną powierzchnią kanału znajduje się od strony komory spalania i posiada przegrodę utrudniającą przepływ wody.It is advantageous if the guide member has at least two radially projecting slats or ribs in the longitudinal direction of the channel, the free edge of which rests on the surface of the channel, the space limited by the slats or ribs and the inner surface of the channel facing the combustion chamber and has a barrier to obstruct. water flow.

W korzystnym innym wykonaniu według wynalazku człon prowadzący posiada trzy żeberka lub listwy wyznaczające, przestrzeń znajdującą się od strony komory spalania i zawierającą przegrodę oraz dwa równoległe przejścia od strony przeciwnej do komory spalania.In a preferred embodiment according to the invention, the guiding member has three defining ribs or strips, a space on the side of the combustion chamber containing a partition and two parallel passages on the side opposite to the combustion chamber.

W innej korzystnej postaci wykonania człon prowadzący jest rurką posiadającą mniejszą średnicę niż kanał, przy czym ma co najmniej dwie promieniowo wystające listwy lub żeberka usytuowane wzdłuż zewnętrznej strony rurki wspierające się o wewnętrzną powierzchnię kanału, połączone kołnierzem zamykającym u wylotu wolną powierzchnię kanału od strony komory spalania.In another preferred embodiment, the guiding member is a tube having a smaller diameter than the conduit, with at least two radially protruding slats or ribs along the outer side of the tube, abutting the inner surface of the conduit, connected by a closure flange at the outlet from the free area of the conduit from the combustion chamber side. .

W korzystnym wykonaniu według wynalazku człon prowadzący jest rurką posiadającą mniejszą średnicę niż kanał pokrytą na części swej zewnętrznej powierzchni, od strony komory spalania, warstwą materiału, rozciągającą się od zewnętrznej strony rurki do wewnętrznej powierzchni kanału a człon prowadzący posiada otwór obejściowy umieszczony blisko komory dopływu chłodziwa, tworzący połączenie dla przepływu wody z komorą odpływową.In a preferred embodiment according to the invention, the guide member is a tube having a smaller diameter than the conduit covered on part of its outer surface, facing the combustion chamber, with a layer of material extending from the outer side of the tube to the inner surface of the conduit, and the guide member has a bypass bore close to the coolant supply chamber. creating a connection for the flow of water to the drainage chamber.

W związku z tym, że człon prowadzący przeszkadza strumieniowi wody przy przepływie przez kanał i, w następstwie tego, ochładzaniu przekroju powierzchni kanału od strony komory spalania, ciepło napływając od wewnętrznej powierzchni tulei musi przebyć dłuższą drogę w tulei po to, by dotrzeć do chłodziwa. Większa odległość daje efekt w postaci zmniejszonego gradientu temperatury i zarazem wyższej temperatury na wewnętrznej powierzchni tulei przy niezmienionej temperaturze chłodziwa i wydajności silnika. Patrząc z drugiej strony, jeden i ten sam cylinder może być stosowany przy różnych wartościach znamionowych (charakterystykach mocy) silnika dzięki zastosowaniu tylko odpowiednich członów prowadzących, przegradzających przekrój kanałów chłodzących, w zależności od aktualnej mocy silnika. Oprócz tego, że takie rozwiązanie daje korzyść wynikającą z ujednolicenia produkcji tulei, ponieważ zależnie od konkretnego rozmiaru silnika, wystarczy produkować tylko jeden typ tulei, a różnorodność typów nie zależy od założonej dla tego silnika wartości mocy znamionowej. Poważną zaletą jest też fakt, że istniejącemu silnikowi można nadać nową wartość znamionową bez konieczności wymiany tulei cylindrowych, wymieniając tylko człony prowadzące.Since the guide member obstructs the water flow from flowing through the conduit and, consequently, cooling the section of the conduit surface facing the combustion chamber, heat from the inner surface of the sleeve has to travel a long way in the sleeve to reach the coolant. The greater distance results in a reduced temperature gradient and a higher temperature on the inner surface of the sleeve with the same coolant temperature and engine performance. On the other hand, one and the same cylinder can be used at different engine ratings (power characteristics) due to the use of only suitable guide members dividing the cross-section of the cooling channels, depending on the actual power of the engine. In addition to the fact that such a solution offers the advantage of standardizing the production of the bushings, because depending on the specific size of the motor, it is enough to produce only one type of bushing, and the variety of types does not depend on the rated power value for this motor. Another major advantage is that an existing engine can be re-rated without having to replace the cylinder liners, only replacing the guide members.

W szczególnie prostym wariancie człon prowadzący posiada co najmniej dwie promieniowo wystające listwy lub żeberka rozciągające się w kierunku wzdłużnym kanału. Ponieważ swobodne krawędzie żeberek lub nóg opierają się na powierzchni kanału, zapewniają one usytuowanie członu prowadzącego w kanale i jednocześnie człon prowadzący jest podpierany na dużej części swej długości, co jest szczególnie ważne w wielkich silnikach, w których stosunek długości do średnicy kanałów chłodzących i, tym samym, członów prowadzących może mieć typową wartość 25. Efekt chłodzący może być regulowany wedle żądania dzięki temu, że żeberka lub listwy zamykają między sobą pewien mniejszy lub większy kąt, odgradzając przez to większy lub mniejszy przekrój powierzchni kanału od chłodziwa.In a particularly simple variant, the guide member has at least two radially projecting slats or ribs extending in the longitudinal direction of the channel. Since the free edges of the ribs or legs rest on the surface of the channel, they ensure the positioning of the guide member in the channel and at the same time the guide member is supported over a large part of its length, which is especially important in large motors where the ratio of length to diameter of the cooling channels and, therefore, thus, the guide members may have a typical value of 25. The cooling effect may be adjusted as desired by the ribs or slats closing a certain greater or lesser angle between them, thereby separating the greater or lesser cross-section of the channel surface from the coolant.

W odmianie, w której człon prowadzący posiada trzy żeberka wyznaczające z jednej stron, przestrzeń zwróconą w kierunku komory spalania i zawierającą przegrodę oraz z drugiej strony, dwa równoległe przejścia od strony przeciwnej do komory spalania, chłodziwo może wpływać poprzez jedno z nich i powracać przez drugie.In a variant where the guide member has three ribs defining, on one side, a space facing the combustion chamber and containing the baffle and, on the other hand, two parallel passages on the side opposite to the combustion chamber, the coolant may enter through one of them and return through the other. .

W korzystnej odmianie, stabilny i skuteczny efekt chłodzący na całej długości kanału jest uzyskiwany przez to, że człon prowadzący jest rurką o średnicy mniejszej od średnicy kanału, oraz przez to, że przynajmniej dwa promieniowo wystające żeberka lub listwy usytuowane są po zewnętrznej stronie rurki. Pomiędzy zewnętrzną stroną rurki i powierzchnią kanału znajduje się pierścieniowa przestrzeń i, w czasie gdy chłodziwo przepływa przez przekrój tej przestrzeni, przepływ ten przyjmuje postać strumienia o przekroju błonki, zwiększając przez to współczynnik przenoszenia ciepła od 200 do 400% w odniesieniu do przepływu chłodziwa w tradycyjnychIn a preferred embodiment, a stable and effective cooling effect over the entire length of the channel is achieved in that the guide member is a tube with a diameter smaller than that of the channel, and in that at least two radially protruding ribs or slats are located on the outside of the tube. There is an annular space between the outside of the tube and the surface of the channel, and as the coolant flows through the cross-section of this space, this flow takes the form of a film-section stream, thereby increasing the heat transfer coefficient from 200 to 400% with respect to the flow of coolant in traditional

167 660 kanałach chłodzących, ponieważ taki strumień utrudnia lokalne wrzenia na powierzchni kanałów chłodzących, które mogłyby spowodować znaczny spadek lokalnego przenoszenia ciepła.Since such a stream obstructs local boiling on the surface of the cooling channels, which would cause a significant decrease in local heat transfer.

Wynalazek jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku na którym fig. 1 przedstawia przekrój poprzeczny przez cylinder silnika z tuleją cylindrową, fig. 2 - górny koniec przestrzeni tulei cylindrowej z fig. 1; fig. 3 - przekrój poprzeczny przez znane wykonanie z dwoma kanałami chłodzącymi; fig. 4 - przekrój poprzeczny przez dwa kanały chłodzące według wynalazku; fig. 5 - przekrój przez drugie wykonanie według wynalazku; fig. 6 - przekrój poprzeczny przez kanał chłodzący w tulei cylindrowej z fig. 5a, fig. 7 przedstawia rzut perspektywiczny trzeciego wykonania członu prowadzącego.The invention is illustrated by an embodiment in which Fig. 1 shows a cross section through an engine cylinder with a cylinder liner, Fig. 2 - the upper end of the cylinder liner space of Fig. 1; Fig. 3 is a cross-section through a known embodiment with two cooling channels; Fig. 4 is a cross section through two cooling channels according to the invention; Fig. 5 is a section through a second embodiment according to the invention; Fig. 6 is a cross section through the cooling channel in the cylinder liner of Fig. 5a, Fig. 7 is a perspective view of a third embodiment of the guide member.

Na figurze 1 przedstawiony jest górny koniec przekroju tulei cylindrowej 1 w dużym, wolno obrotowym silniku Diesla, gdzie tłok 2 jest pokazany w pozycji jego górnego zwrotnego punktu. Tuleja cylindrowa 1jest dociśnięta przez głowicę 3 do korpusu cylindra 4. Pierścieniowa osłona wodna 5 otacza górny koniec przekroju i wyznacza razem z promieniową zewnętrzną stroną tulei pierścieniową dolną komorę dopływu chłodziwa 6 oraz pierścieniową górną komorę odpływu chłodziwa 7, zaprojektowaną jako okrężny rowek w zewnętrznej stronie tulei. Pewna liczba kanałów chłodzących 8 w tulei tworzy połączenie przepływu pomiędzy wspomnianymi dwiema komorami.1 shows the upper end of the cross section of a cylinder liner 1 in a large, slow-running diesel engine, where the piston 2 is shown at its top turning point. The cylinder liner 1 is pressed by the head 3 against the cylinder body 4. An annular water guard 5 surrounds the upper end of the section and defines together with the radial outer side of the annular sleeve a lower coolant supply chamber 6 and an annular upper coolant outlet chamber 7, designed as a circular groove in the outer side of the sleeve . A number of cooling channels 8 in the sleeve create a flow connection between said two chambers.

W czasie pracy silnika, chłodziwo z komory chłodzącej, która otacza dolny koniec przekroju tulei, przepływa poprzez wywiercony kanał łączący 10 i przez rurę łączącą 11 do dolnej komory 6 i rozpływa się dookoła tulei, w następstwie czego woda, poprzez kanał 8, wpływa do górnej komory 7. Z komory 7, chłodziwo przechodzi poprzez rurę łączącą 14, wywiercony kanał 15, komorę rozdzielającą 16 i kanały chłodzące 17 w pokrywie silnika i dalej, do komory chłodzącej 18 w gnieździe zaworu, z którego następnie chłodziwo jest odbierane.When the engine is running, the coolant from the cooling chamber that surrounds the lower end of the sleeve cross-section flows through the drilled connecting channel 10 and through the connecting pipe 11 into the lower chamber 6 and flows around the sleeve, whereby the water, through the channel 8, flows into the upper chambers 7. From chamber 7, coolant passes through connecting pipe 14, drilled channel 15, separation chamber 16 and cooling channels 17 in the engine cover and further into cooling chamber 18 at valve seat, from which coolant is then removed.

Zgodnie z fig. 2, tuleja zawiera większą ilość prostych, wydłużonych kanałów chłodzących 8 równomiernie rozłożonych wzdłuż obwodu. W rzeczywistości kołowo-cylindryczne kanały 8 są ukośne względem podłużnej osi tulei i rozciągają się do góry w kierunku górnej krawędzi elementu 28 stanowiącego wewnętrzną stronę tulei. Ślepy koniec 25 kanału może być półkolisty w celu zmniejszenia koncentracji naprężeń.Referring to Fig. 2, the sleeve comprises a plurality of straight, elongated cooling channels 8 evenly distributed along the circumference. In fact, circular-cylindrical channels 8 are oblique to the longitudinal axis of the sleeve and extend upwards towards the upper edge of the element 28 constituting the inner side of the sleeve. The blind end of the channel may be semicircular in order to reduce the stress concentration.

Z zewnętrznej strony tulei, kanały chłodzące 8 są wwiercone aż do górnego końca przekroju. Do wewnątrz wymienionego wyżej kanału wprowadzona jest doprowadzająca wodę rurka 21 o mniejszej średnicy niż średnica kanału. Dla większej przejrzystości rurka została pokazana jedynie w jednym z kanałów. Wystający kołnierz 22 na dolnym końcu rurki opiera się o próg w wystającym kołnierzu 23 oddzielającym od siebie komory 6 i 7. Tulejka gwintowana 24 podpiera i uszczelnia rurkę na tym progu, przez co wymusza przepływ chłodziwa z komory 6 najpierw przez rurkę, aż do jej końca i przeniknięcia chłodziwa do kanału. W rzeczywistości, górny koniec rurki kończy się niedaleko ślepego końca 25 kanału, chłodziwo styka się ze ślepym końcem jako skoncentrowany strumień, w następstwie czego woda spływa do przestrzeni o pierścieniowym przekroju, pomiędzy zewnętrzną stroną rurki i powierzchnią kanału, znajdującą się od strony powierzchni wewnętrznej tulei. Woda spływa z pierścieniowej przestrzeni do komory 7.On the outer side of the sleeve, cooling channels 8 are drilled down to the upper end of the cross section. A water supply tube 21 having a smaller diameter than the diameter of the channel is inserted inside the above-mentioned channel. For the sake of clarity, the tube is only shown in one of the channels. The protruding flange 22 at the lower end of the tube abuts a shoulder in the protruding flange 23 separating the chambers 6 and 7. A threaded bushing 24 supports and seals the tubing at this shoulder, thereby forcing coolant to flow from the chamber 6 first through the tube to its end. and the penetration of the coolant into the channel. In fact, the upper end of the tube ends near the dead end of the channel, the coolant contacts the blind end as a concentrated stream, whereby the water flows into the annular section space between the outside of the tube and the surface of the channel facing the inner surface of the sleeve. . Water flows from the annular space into chamber 7.

Strzałki A na fig. 3 pokazują w jaki sposób ciepło, w pewnym znanym wariancie kanału chłodzącego, przepływa w czasie pracy silnika z wewnętrznej powierzchni tulei do pierścieniowej przestrzeni, otaczającej tuleję. Okazuje się, że ciepło ma stosunkowo krótką drogę do przebycia, dlatego też tworzy duży gradient temperatury, co wymusza silne chłodzenie. Jeśli pożądany jest mniejszy efekt chłodzący kanałów chłodzących w jednej i tej samej tulei cylindrowej, kanały chłodzące mogą być wtedy zaopatrzone w człon prowadzący, zgodny z wynalazkiem.The arrows A in Fig. 3 show how heat, in one known variant of the cooling channel, flows during engine operation from the inner surface of the sleeve to the annular space surrounding the sleeve. It turns out that heat has a relatively short path and therefore creates a large temperature gradient, forcing strong cooling. If a lower cooling effect of the cooling channels in one and the same cylinder liner is desired, the cooling channels can then be provided with a guide member according to the invention.

Przekrój poprzeczny przez tego typu człon prowadzący w kształcie rurki 21 jest pokazany na fig. 4. Rurka posiada dwie promieniowo wystające listwy lub żeberka 30 rozciągające się w kierunku wzdłużnym rurki i posiadające taką wysokość, że ich swobodna krawędź, która może być gładko zaokrąglona w celu zmniejszania spiętrzenia naprężeń, dokładnie opiera się na powierzchni kanału i rozdziela pierścieniową przestrzeń otaczającą rurkę na dwa segmenty z których segment 32 od strony wewnętrznej powierzchni tulei (zaznaczonej na czarno) jest zaopatrzony w przynajmniej jeden człon stanowiący przegrodę zaprojektowany jako poziomo usytuowany kołnierz rozciągający się wokół rurki od pierwszego do drugiego żeberka 30, skutkiem czego zabezpiecza segment 32 przed dopływem wody. Chłodziwo spływa w dół wA cross-section through this type of tube-shaped guide member 21 is shown in Fig. 4. The tube has two radially protruding slats or ribs 30 extending in the longitudinal direction of the tube and having such a height that a free edge thereof, which can be smoothly rounded for the purpose of reducing the stress concentration, precisely rests on the surface of the channel and divides the annular space surrounding the tube into two segments, of which the segment 32 on the inner surface of the sleeve (marked in black) is provided with at least one baffle member designed as a horizontally located flange extending around the tube first to second rib 30, thereby preventing the segment 32 from entering water. Coolant drains down w

167 660 kierunku komory 7 przez drugi segment 33 pierścieniowej przestrzeni i w ten sposób realizuje chłodzenie tulei. W rzeczywistości ciepło jest odprowadzane faktycznie tylko przez segment 33, ciepło to musi przebywać większą odległość, tak jak to pokazuje strzałka B, co, jak wyjaśniono powyżej, daje w rezultacie mniejsze chłodzenie. Zamiast zaopatrywania rurki w żeberka 30, rurka może być pokryta w segment 32 warstwą materiału 34 umieszczonego na zewnętrznej stronie rurki i wypełniającego całą wolną powierzchnię kanału, powodując zablokowanie przejścia przez segment 32. Ten wariant członu prowadzącego jest przedstawiony w bardziej szczegółowy sposób na fig. 7. Warstwa materiału może być wykonana z policzterofluoroetylenu (PFTE), który jest samosmarujący podczas wciskania rurki do kanału. Warstwa materiału jest przyklejona do rurki i/lub może być zamocowana przez ustalający kołek 37 włożony we wspólny otwór w osłonie i w rurce. Osłona pokrywa jedynie część długości rurki i, patrząc od góry, koniec rurki może być bez osłony, na długości od jednej do dwóch średnic rurki. Ponadto uzyskanie zmniejszenia chłodzenia nie jest głównym problemem rozwiązywanym przez wynalazek, który jest ukierunkowany na to, by osłona dokładnie oddziaływała na wewnętrzną stronę otworu.167,660 towards the chamber 7 through the second segment 33 of the annular space and thereby cooling the sleeve. In fact, heat is actually only dissipated through the segment 33, the heat must travel a greater distance, as shown by arrow B, which, as explained above, results in less cooling. Instead of providing the tube with ribs 30, the tube may be covered in the segment 32 with a layer of material 34 placed on the outside of the tube and filling the entire free surface of the channel, causing the passage through the segment 32 to be blocked. This variant of the guide member is shown in more detail in Fig. 7. The layer of material can be made of polytetrafluoroethylene (PFTE) which is self-lubricating as the tube is forced into the channel. The layer of material is adhered to the tube and / or may be secured by a retaining pin 37 inserted into a common hole in the sheath and the tube. The sheath covers only a portion of the length of the tube and, viewed from the top, the end of the tube may be unshielded over one to two tube diameters. Moreover, the achievement of a cooling reduction is not the main problem solved by the invention, which is directed to the cover acting accurately on the inside of the opening.

Figury 5 i 6 przedstawiają dalszy wariant zgodny z wynalazkiem, w którym komora odpływu chłodziwa 7’ jest umiejscowiona ponad wystającym kołnierzem 35 na zewnętrznej stronie tulei, oraz w której, poprzeczny otwór 36 tworzy połączenie pomiędzy kanałem chłodzącym 8’ i komorą 7’. Człon prowadzący 38 jest złożony z trzech promieniowo wystających żeber lub listew 39, które rozciągają się w kierunku wzdłużnym kanału i rozdzielają przekrój poprzeczny kanału na trzy segmenty, z których segment 40, od strony wewnętrznej powierzchni tulei, przynajmniej przy wierzchołku człona prowadzącego i, ewentualnie przy jego spodzie, jest zablokowany przez przegrodę, mającą kształt poziomo usytuowanej płytki 41. Drugi segment 42 jest otwarty tak przy swym wierzchołku, jak i przy spodzie, tak więc chłodziwo może przepływać od komory 6’ w stronę ślepego końca kanału, poprzez wspomniany segment przekroju a ponieważ trzeci segment przekroju 43 jest od spodu zamknięty przez poziomo usytuowaną płytkę 44, więc tworzy on powrotne przejście dla strumienia, połączone poprzez poprzeczny otwór 36 z komorą 7’Figures 5 and 6 show a further variant according to the invention, in which the outlet coolant chamber 7 'is positioned above the protruding flange 35 on the outer side of the sleeve, and in which the transverse opening 36 forms the connection between the cooling channel 8' and the chamber 7 '. The guide member 38 is composed of three radially protruding ribs or slats 39 which extend in the longitudinal direction of the channel and divide the channel's cross-section into three segments, the segment 40 of which, on the inner surface of the sleeve, at least at the top of the guide member and possibly at its underside is blocked by a partition having the shape of a horizontally oriented plate 41. The second segment 42 is open both at its top and at its bottom, so that coolant can flow from the chamber 6 'towards the dead end of the channel through said sectional segment a since the third sectional segment 43 is closed on the underside by a horizontally oriented plate 44, it forms a return flow passage connected via a transverse opening 36 to the chamber 7 '

Człony prowadzące 21, 38 mogą mieć otwór obejściowy 45 łączący komorę 6 z komorą 7. W wariancie przedstawionym na fig. 1 i 2, otwór obejściowy w rurce 21 jest na poziomie komory 7, podczas gdy w wariancie z fig. 5 sąsiaduje z poprzecznym otworem 36. Otwór obejściowy przepuszcza część chłodziwa, na przykład dwie trzecie wody, prosto do komory 7, przez co zastosowanie członu prowadzącego zgodne z wynalazkiem nie zmienia ilości chłodziwa przepływającego przez korpus cylindra.The guide members 21, 38 may have a bypass opening 45 connecting chamber 6 to chamber 7. In the embodiment shown in Figs. 1 and 2, the bypass opening in tube 21 is at the level of chamber 7, while in the embodiment of Fig. 5 it is adjacent to the transverse opening. 36. The bypass port passes a portion of the coolant, for example two-thirds of the water, straight into chamber 7, whereby the use of a guide member in accordance with the invention does not alter the amount of coolant flowing through the cylinder body.

Opisane warianty mogą oczywiście być modyfikowane na wiele sposobów bez wychodzenia poza ramy nakreślone w zastrzeżeniach patentowych. Na przykład, żeberka lub listwy mogą mieć kształt kołowych łuków, a kanał tak jak i rurka mogą mieć nie kołowy przekrój poprzeczny np. owalny. Płytki 41, 44 mogą mieć kołnierze ukształtowane jako kołowe łuki i opierać się na powierzchni kanału, lub płytki te mogą mieć stosunkowo dużą grubość w kierunku wzdłużnym kanału, w wyniku czego mogą opierać się na powierzchni kanału na tak dużej przestrzeni, że nie występują w tulei poważniejsze naprężenia. Człon odgradzający może być również wykonany z odpornego na ciepło, nierozpuszczalnego w wodzie i stosunkowo miękkiego materiału, takiego jak spieniowy plastyk, który w segmentach przekroju 32 lub 41 jest przymocowany do członu prowadzącego.The described variants can of course be modified in many ways without departing from the scope outlined in the claims. For example, the ribs or slats may have the shape of circular arcs and the channel as well as the tube may have a non-circular cross-section, e.g. oval. The plates 41, 44 may have flanges shaped as circular arcs and bear against the surface of the channel, or the plates may have a relatively large thickness in the longitudinal direction of the channel, and as a result may bear against the surface of the channel over such a large space that they are absent from the sleeve. more severe stress. The barrier member can also be made of a heat-resistant, water-insoluble and relatively soft material, such as a foaming plastic, which is attached to the guide member in the section segments 32 or 41.

Claims (6)

Zastrzeżenia patentowePatent claims 1. Tuleja cylindrowa do silnika spalinowego chłodzonego wodą, w szczególności do dwusuwowego silnika Diesla, posiadającego cylindryczną wewnętrzną powierzchnię ograniczającą komorę spalania silnika i tworzącą powierzchnię prowadzącą dla pracującego tłoka, współosiowo osadzonego w tulei, przy czym tłok w swym górnym zwrotnym punkcie sąsiaduje z górnym końcem przekroju tulei, który to górny koniec przekroju tulei zawiera pewną liczbę wydłużonych kanałów chłodzących rozmieszczonych wzdłuż obwodu tulei i połączonych z komorą dopływu chłodziwa i komorą odpływu chłodziwa a każdy wydłużony w górę kanał chłodzący posiada ślepy koniec oraz człon prowadzący wzdłużnie zamontowany w kanale i dzielący strumień wody w kanale na strumień płynący w kierunku ślepego końca kanału oraz na strumień wypływający w kierunku przeciwnym do ślepego końca kanału, znamienna tym, że człon prowadzący (21,38) poprzecznie do swej długości ma usytuowany element (34,41) ograniczający pewną część poprzecznego przekroju-kanału i utrudniający przepływ wody przez część powierzchni przekroju (32,41) kanału, od strony komory spalania, przy czym przynajmniej jeden z dwóch strumieni płynących odpowiednio, w kierunku ślepego końca kanału (8,8') i z powrotem, znajduje się w wymuszonym przez człon prowadzący (21,38) kontakcie z segmentem (33,42,43) powierzchni poprzecznego przekroju, usytuowanym od strony przeciwnej do komory spalania.1. Cylinder liner for a water-cooled internal combustion engine, in particular for a two-stroke diesel engine, having a cylindrical inner surface delimiting the combustion chamber of the engine and forming a guide surface for a working piston coaxially seated in the barrel, the piston at its upper reversal point adjacent to the upper end a section of a sleeve, the upper end of the section of the sleeve including a plurality of elongated cooling channels arranged along the circumference of the sleeve and connected to a coolant supply chamber and a coolant discharge chamber, and each upwardly extending cooling passage has a blind end and a longitudinally guiding member mounted in the channel and sharing the water flow in the channel for the stream flowing towards the dead end of the channel and for the stream flowing away from the dead end of the channel, characterized in that the guide member (21, 38) has an element (34, 41) transversely to its length, delimiting a certain part of the cross-section - channel and obstructing the flow of water through a part of the cross-sectional area (32, 41) of the channel from the combustion chamber side, with at least one of the two streams flowing towards the dead end of the channel (8.8 ') and back, respectively, in the the guide member (21, 38) in contact with a segment (33, 42, 43) of the cross-sectional surface opposite the combustor. 2. Tuleja według zastrz. 1, znamienna tym, że człon prowadzący (21,38) posiada co najmniej dwie promieniowo wystające listwy lub żeberka (30,39) usytuowane w kierunku wzdłużnym kanału, których swobodna krawędź opiera się na powierzchni kanału, przy czym przestrzeń ograniczona listwami lub żeberkami (30,39) i wewnętrzną powierzchnią kanału znajduje się od strony komory spalania i posiada przegrodę (32,41) utrudniającą przepływ wody.2. The sleeve according to claim The guiding member (21, 38) as claimed in claim 1, characterized in that the guide member (21, 38) has at least two radially projecting slats or ribs (30, 39) in the longitudinal direction of the conduit, the free edge of which rests on the surface of the conduit, the space limited by slats or ribs ( 30, 39) and the inner surface of the channel is on the side of the combustion chamber and has a baffle (32, 41) preventing water flow. 3. Tuleja według zastrz. 2, znamienna tym, że człon prowadzący (38) posiada trzy żeberka lub listwy (39) wyznaczające, przestrzeń znajdująca się od strony komory spalania i zawierającą przegrodę (41) oraz dwa równoległe przejścia (42,43) od strony przeciwnej do komory spalania.3. The sleeve according to claim The device of claim 2, characterized in that the guide member (38) has three ribs or slats (39) defining a space on the side of the combustion chamber and containing a partition (41) and two parallel passages (42, 43) on the side opposite to the combustion chamber. 4. Tuleja według zastrz. 2, znamienna tym, że człon prowadzący (21) jest rurką posiadającą mniejszą średnicę niż kanał (8), przy czym ma co najmniej dwie promieniowo wystające listwy lub żeberka (30) usytuowane wzdłuż zewnętrznej strony rurki wspierające się o wewnętrzną powierzchnię kanału, połączone kołnierzem (32) zamykającym u wylotu wolną powierzchnię kanału od strony komory spalania.4. The sleeve according to claim The guide member (21) as claimed in claim 2, characterized in that the guide member (21) is a tube having a smaller diameter than the conduit (8), and having at least two radially projecting slats or ribs (30) along the outer side of the tube abutting the inner surface of the conduit, connected by a collar (32) closing the free surface of the channel at the outlet from the combustion chamber side. 5. Tuleja według zastrz. 1, znamienna tym, że człon prowadzący (21) jest rurką posiadającą mniejszą średnicę niż kanał (8), pokrytą na części swej zewnętrznej powierzchni, od strony komory spalania, warstwą materiału (34), rozciągającą się od zewnętrznej strony rurki do wewnętrznej powierzchni kanału (8).5. The sleeve according to claim The guide member according to claim 1, characterized in that the guide member (21) is a tube having a smaller diameter than the conduit (8), covered on a part of its outer surface facing the combustion chamber with a layer of material (34) extending from the outer side of the tube to the inner surface of the conduit. (8). 6. Tuleja według zastrz. 1, znamienna tym, że człon prowadzący (21) posiada otwór obejściowy umieszczony blisko komory dopływu chłodziwa (6), tworzący połączenie dla przepływu wody z komorą odpływową.6. The sleeve according to claim The method of claim 1, characterized in that the guiding member (21) has a bypass opening located close to the coolant supply chamber (6) to communicate with the drainage chamber for water flow.