DE3035789A1

DE3035789A1 - Kolbenbrennkraftmaschine mit einer zylinderschmiervorrichtung

Info

Publication number: DE3035789A1
Application number: DE19803035789
Authority: DE
Inventors: Gosen Joop Wiesendangen Hellingman
Original assignee: Sulzer AG; Gebrueder Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1980-09-17
Filing date: 1980-09-23
Publication date: 1982-03-25
Also published as: DE3035789C2; DK398281A; JPS5783621A

Description

Kolbenbrennkraftmaschine mit einer Zylinderschmiervor-
richtung Die Erfindung betrifft eine Kolbenbrennkraftmaschine mit einer Zylinderschmiervorrichtung, bei der eine Pumpe auf dem Umfang der Zylinderwand verteilte Schmierstellen in zeitlichen Abständen mit abgemessenen Schmierölmengen versorgt.
Fur die Schmierung der Zylinderwände von Kolbenbrennkraftmaschinen sind Schmiervorrichtungen bekannt, bei denen mehrere, in Umfangsrichtung verteilte Schmierstellen durch besondere Schmierleitungen mit einer. das Schmieröl fördernde Schmierpumpe verbunden sind. Bei einer speziellen Art dieser Schmiervorrichtungen (CH-rS 500 373) sind Speicrierräume für das von der Pumpe geförderte Schmieröl und stromabwärts dieser Speicherräume Rückschlagorgane zwischen der Pumpe und den Schmierstellen in der Zylinderwand vor:esehen. Diese Anordnung bewirkt, dass der Schmieröldruck in den zu den Schmierstellen führenden Leitungen auf Werte begrenzt werden kann, die wesentlich unterhalb des höchsten im Zylinder auftretenden Druckes liegen. Weiterhin wird damit erreicht, dass die Abgabe von Schmiermittel automatisch in Zeiträumen der Arbeitszyklen erfolgt, in denen der Druck an den Schmierstellen niedrige Werte aufweist und vor allem keine Gefahr besteht, dass das Schmieröl verbrennt. Bei diesem Schmiersystem ist es notwendig, dass zumindest in den Schmierölleitungen zwischen den Rückschlagorganen und den Schmierstellen keine Luft- oder Gaspolster vorhanden sind, und dass das System vollständig mit Flüssigkeit gefüllt ist, da andernfalls das Schmieröl bei Ueberdrücken im Zylinderraum an den Schmierstellen in de Schmierölleitung hinein zurückgedrängt wird und eine Schmierung nicht mehr in ausreichendem Masse gewährleistet ist.
Un die Verteilung des Schmiermittels auf dem Umfang der Zylinderwand zu verbessern ist - unabhängig von dem vorstehend beschriebenen System - es weiterhin bekannt (aH-PS 616 998) die von der Schmierpumpe zu den Schmierstellen führenden Schmierölleitungen in offene Ringnuten einmünden zu lassen, die in der Zylinderwand in Umfangsrichtung verlaufen; die Ringnuten weisen dabei eine Ueberl-iufkante auf, über die das in Umfangsrichtung verteilte Schmieröl in den Zylinderraum einfliesst.
In der Praxis haben die beiden bekannten Anordnungen nicht in allen Fällen eine ausreichende Schmierung der Zylinderwand ergeben, .weil beispielsweise der nach oben laufende Kolben einen Teil des aus der Schmiernut ausgetretenen Oels, das für die Schmierung der oberhalb der Schmierstellen gelegenen Bereiche der Zylinderwand bestimmt und bemessen ist, in den nicht mit Oel gefüllten Raum des Schmieröl-Verteilsystems rückfliessen lässt. Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht damit darin, die Schmierölverteilung auf der Zylinderwand und damit die Schmierung, vor allem beim Aufwärtshub des Kolbens, zu verbessern, und ein Zurückfliessen bereits in den Zylinderraum ausgetretenen Oels zu verhindern.
Gemäss der.vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass mindestens ein das Schmieröl mindestens annähernd in Umfangsrichtung verteilender, hinter der Zylinderwand-Oberfläche gelegener Verteilraum vorhanden ist, von dessen oberen Scheitelbereich aus einzelne, nach oben gerichtete Schmieröffnungen zu den Schmierstellen in der Zylinderwand führen. Mit Vorteil können die Schmieröffnungen als Kapillaren mit höchsten solchen maximalen Querschnitten ausgebildet sein, dass die apillarkräfte die vollständige Füllung der Schmieröffnungen mit Schmieröl bis zu den Viskositäten gewährleisten, die bei den höchsten Betriebstemperaturen der Maschine auftreten.
KapXlarkräfte und Oberflächenspannung bewirken dabei, dass die Füllung der Schmieröffnungen, die mit Vorteil zur Sicherstellung ausrechender KapiLaokräfte Durchmesser von höchstens 2 mm haben, lstandt St", so dass das für die Schmierung bei einem Hub zur Verfügung gestellte Oel weder durch Ueberdruck im Zylinderraum von den Schmieröffnungen in die Schmierölleitungen zurückgedrückt werden noch nach Abstreifen durch den vorbeistreichenden Kolben wieder in die Schmieröffnungen zurückfliessen kann; auf diese Weise fördert der Kolben die gesamte für. die Schmierung der oberen Bereiche der Zylinderwand bemessene und zur Verfügung gestellte Oelmenge nach oben wodurch eine ausreichende Schmierung bei minimalem Oelverbrauen hergestellt wird.
Als konstruktiv zweckmässig und fabrikatorisch einfach hat es sich erwiesen, wenn der Verteilraum in einer Umfangsringnut in der Zylinderwand besteht, die durch eingesetzte Ringsegmente gegen die Zylinderwand-Oberfläche abgeschlossen ist. Dabei können die Schmieröffnungen mit Vorteil als in den Ringsegmenten gleichmässig verteilte Bohrungen ausgebildet sein, wobei ihre Herstellung erleichtert wird, wenn die Ringsegmente aus Lagermetall, z. B. einer CuSn-Bronze, bestehen. Es ist jedoch auch möglich, die Ringsegmente aus einem Material zu fertigen, das durchgehende offene Poren aufweist.
Eine andere Möglichkeit der konstruktiven Ausbildung kann darin bestehen, dass der Verteilraum durch mindestens einenaussen am Zylindereinsatz verlaufendo Ringkanal gebildet ist,unldassd2e Schmieröffnungen im wesentlichen radial verlaufende Bohrungen in der Zylinderwand sindt iie ihrerseits mit dem Rinkial durch ebenfalls radiale Durchtrittsbohrungen durch den Zylindereinsatz verbunden sind.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von zwei Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1 zeigt schematisch einen Längsschnitt durch den Zylindereinsatz einer nicht weiter dargestellten Kolbenbrennkraftmaschine; Fig. 2 gibt den Schnitt II - II von Fig. 1 wieder; Fig. 3 ist ein Ausschnitt A von Fig. 1 in grösserem Massstab; Fig. 4 zeigt in gleicher Darstellung wie Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel; Fig. 5 ist in grösserem Massstab der Schnitt V - V von Fig. 4, während Fig. 6. nochmals vergrössert, den Ausschnitt B von Fig. 5 wiedergibt.
Von einem Dieselmotor ist in Fig. 1 nur ein Teil eines Zylindermantels 1 und eines Zylindereinsatzes 2 dargestellt, wobei neben Kühlkanälen 3 Spülschlitze 4 angedeutet sind. Oberhalb des Zylindermantels 1 ist der Zylindereinsatz 2 mit einer Zylinderschmiervorrichtung 5 versehen bei dieser handelt es sich - obwohl die Erfindung nicht auf eine derartige Konstruktion beschränkt ist - um das geschilderte System, bei dem mit relativ niedrigem Schmieröldrücken gearbeitet wird,und die Zeitpunkte der Schmierung automatisch durch den Druck im Zylinder gesteuert werden.
Bei dieser Art einer Zylinderschmiervorrichtung führen von einer nicht dargestellten Schmierpumpe aus Schmierölzuführleitungen 6 zu an dem Umfang des Zylindereinsatzes 2 verteilten Akkumulatoren 7, von denen nur einer dargestellt ist; in diesem befinden sich die erwähnten Speicherräume und Rückschlagorgane. In Flussrichtung des Schmieröls schliessen an die Rückschlagorgane Schmierölleitungen 8 an; diese verlaufen zunächst horizontal und gehen an ihren stromabwärtigen Enden in schräg aufwärtsgerichtete Verbindungsbohrungen 9 zu einer im Innern des Zylindereinsatzes 2 verlaufenden Ringnut 10 über. Diese Ringnut 10 ist in Umfangsrichtung durch Füllstücke 11 in mehrere Verteilräume 10' (Fig. 2) unterteilt, zu denen Je zwei Schmierölleitungen 8 bzw. Verbindungsbohrungen 9 führen.
Gegen den Zylinderinnenraum 13 sind die Verteilräume 70' durch Ringsegmente 14, die jeweils im Bereich der FU stücke 11 enden, verschlossen. In diesen Ringsegmenten 14 sind als punktförmige Schmierölquellen zum'Zylinderinnenraum 13 führende Schmieröffnungen 15 weitgehend gl.eich -mässig verteilt; sie bestehen im vorliegenden Beispiel aus Bohrungen von Durchmessern von 1, 6 mm, die'bei jeweils einem Füllstück 11 benachbarten Schmieröffnungen 15' auf 2 mm vergrössert sind. Die Ringsegmente 14, die beispiels- weise in den Zylindereinsatz 2 eingerollt werden, bestehen aus einer CuSn-Bronze, die relativ weich ist, so dass die Herstellung der kapiUarenartigen Bohrungen 15 erleichtert wird.
Um das ganze Schmierölsystem stromabwärts der Rückschlagorgane gasblasenfrei und mit Oel gefüllt zu halten, sind die Verbindungsbphrungen 9 und Schmieröffnungen 15, 15' jeweils im Scheitelbereich der Schmierölleitungen 8 bzw.
der Verteilräume 10' angeordnet und verlaufen darüberhinaus schräg aufwärts, so dass ihre Mündung jeweils auf höherem Niveau angeordnet ist als ihr Ausgangspunkt.
Beim zweiten Ausführungsbeispiel werden die Verteilräume 20' durch einen aussen am Zylindereinsatz 2 verlaufenden Ringkanal 20, der nach aussen durch einen Verschlussring 23 abgeschlossen ist, gebildet. Durch diesen Ringkanal 20 führen die horizontal verlaufenden,von den Akumulatoren 7 ausgegehenden Schmierölleitungen 8 in den Ringkanal 20, der wiederum durch Füllstücke 24 in einzelne Verteilräume 20' unterteilt ist. Die Verbindung von den Verteilräumen 20' zu den Schmieröffnungen 15-bilden in diesem Beispiel radiale, horizontal verlaufende Durchtrittsbohrungen 22 durch den Zylindereinsatz 2, von deren Ende im Scheitelbereich die Schmieröffnungen 15, wiederum schräg'aufwärts, an die Oberfläche der Zylinderwand führen.
Während die SchmieröffnungenlS. auch in diesem Beispiel Durchmesser von 1 - 2 mm haben, betragen diese bei den Schmierölleitungen 8, in beiden Beispielen, und den Durchtrittsbohrungen 22 beispielsweise 6 - 8 mm.
Die Erfindung ist keineswegs auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt;vor allem ist ihre Anwendung nicht auf das beschriebene Schmiersystem mit Rückschlagorganen und Akkumulatoren begrenzt, sondern auch bei Zylinderschmierungen ohne diese Besonderheiten möglich, wenn auch wegen der niedrigen Schmieröldrücke in den geschilderten Fällen mit der Erfindung eine besonders eindrückliche Verbesserung der Schmierwirkung erreicht wird. Weiterhin können beispielsweise die regelmässig verteilten Schmieröffnungen 15 auch durch unregelmässig angeordnete, durchgehend offene Poren in geeigneten Materialien der Ringsegmente gebildet sein.

Claims

Patentansprüche fX 11 Kolbenbrennkraftmaschine mit einer Zylinderschmiervorrichtung, bei der eine Pumpe auf dem Umfang der Zylinderwand verteilte Schmierstellen in zeitlichen Abständen mit abgemessenen Schmierölmengen versorgt, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass mindestens ein das Schmieröl mindestens annähernd in Umfangsrichtung verteilende, hinter der Zylinderwand-Oberflache gelegcxner Verteilraum 00') vorhanden ist, von dessen oberem Scheitelbereich aus einzelne, nach oben gerichtete Schmieröffnungen (15) zu den Schmierstellen in der Zylinderwand führen.
2. Kolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmieröffnungen (15) als Kapillaren mit höchstens solchen maximalen Querschnitt.en ausgebildet sind, dass die Kapillarkräfte die vollstandige Füllung der Schmieröffnungen (15) mit Schmieröl bis zu den Viskositäten gewährleisten, die bei den höchsten Betriebstemperaturen der Maschine auftreten.
3. Kolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Verteilraum (10') in einer Umfangsringnut (10) in der Zylinderwand besteht die durch eingesetzte Ringsegmente (14) gegen die Zylinderwand-Ober fläche abgeschlossen ist.
4. Kolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Ringsegmente (14) aus Lagermetall, z. B. einer CuSn-Bronze, bestehen.
5. Kolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmieröffnungen(15) als in den Ringsegmenten (14) gleichmässig verteilte Bohrungen aus- gebildet sind.
6. Kolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringsegmente (14) aus einem Material gefertigt sind, das durchgehende, offene Poren aufweist.
7. Kolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verteilraum (20!) durch einen aussen am Zylindereinsatz (2) verlaufenden Ringkanal (20) gebildet ist, und dass ferner die Schmieröffnungen (15) im wesentlichen radial verlaufende Bohrungen in der Zyliderwand sind, die ihrerseits mit dem Ringkanal (20) durch ebenfalls radiale Durchtrittsbohrungen (22)durch den Zylindereinsatz (2) verbunden sind.
8. Kolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnitte der Schmieröffnungen (15) höchstens.2 mm betragen.