DK174074B1 - Forbrændingsmotor med en koksskrabningsring i en cylinder - Google Patents
Forbrændingsmotor med en koksskrabningsring i en cylinder Download PDFInfo
- Publication number
- DK174074B1 DK174074B1 DK199500804A DK80495A DK174074B1 DK 174074 B1 DK174074 B1 DK 174074B1 DK 199500804 A DK199500804 A DK 199500804A DK 80495 A DK80495 A DK 80495A DK 174074 B1 DK174074 B1 DK 174074B1
- Authority
- DK
- Denmark
- Prior art keywords
- piston
- cylinder
- ring
- scraping ring
- coke scraping
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/18—Other cylinders
- F02F1/22—Other cylinders characterised by having ports in cylinder wall for scavenging or charging
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B77/00—Component parts, details or accessories, not otherwise provided for
- F02B77/04—Cleaning of, preventing corrosion or erosion in, or preventing unwanted deposits in, combustion engines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/02—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
- F02B2075/022—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
- F02B2075/025—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle two
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F2001/006—Cylinders; Cylinder heads having a ring at the inside of a liner or cylinder for preventing the deposit of carbon oil particles, e.g. oil scrapers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F7/00—Casings, e.g. crankcases
- F02F2007/0097—Casings, e.g. crankcases for large diesel engines
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Description
i DK 174074 B1
Opfindelsen angår en forbrændingsmotor med en koks-skrabningsring i en cylinder og med et i cylinderen længdeforskydeligt stempel med stempelringe, der ved stemplets forskydning glider langs cylinderens hoved-5 sageligt cylindriske inderside og frembringer en tryktætnende adskillelse mellem volumenet under stemplet og det over stemplets øverste stempelring beliggende arbejdskammer, der er afgrænset af den øverste stempel-ring, stemplet, cylinderens inderside og cylinderdæk-10 slet, hvor koksskrabningsringen rager frem fra cylinderens inderside og forløber rundt langs denne i en sådan aksial stilling, at den øverste stempelring befinder sig nær underkanten af koksskrabningsringen, når stemplet står i topdødpunktstillingen.
15 En sådan motor med en koksskrabningsring kendes fra firtaktsmotorer, der i cylinderdækslet har både en indsugnings- og en udstødsventil. Koksskrabningsringen har til formål at skrabe koksaflejringer bort.fra det cylindriske, øverste stempelafsnit, der ligger oven over 20 den øverste stempelring.
Den øverste stempelring danner den nedre afgrænsning af forbrændingskammeret i det ringrum, der ligger mellem det øverste stempelafsnit over stempelringen og cylinderens inderside. En del af forbrændingsprodukterne 25 vil derfor trænge ned i ringrummet og aflejres på ydersiden af det øverste stempelafsnit. Smøreolie fra cylinderens inderside kan også stænke over på denne yderside. De aflejrede olierester og forbrændingsprodukterne udsættes for kraftig varmepåvirkning fra 30 forbrændingen og vil efterhånden som motoren kører blive omdannet til et sammenhængende kgkslag på stempelydersiden. Hvis der ikke anvendes en koksskrabningsring, vil kokslaget vokse i tykkelse, indtil det berører cylinderens inderside.
DK 174074 B1 2
For at undgå skader på cylinderen og stempelringene er det væsentligt, at der mellem disse indbyrdes bevægelige dele opretholdes en passende smøreoliefilm.
Når kokslaget på stemplets periferi er opbygget til den 5 maksimale tykkelse og kommer i berøring med indersiden af cylinderen, vil det gribe forstyrrende ind i den tynde oliefilm og opsuge eller bortskrabe en del af olien, hvilket påvirker smøringsforholdene i negativ retning. I værste fald kan smøringen lokalt blive så 10 forringet, at der opstår skader på stempelringene eller foringen.
Koksskrabningsringen i den kendte firtaktsmotor begrænser tykkelsen af kokslaget, når stemplet bevæges nær sin topdødpunktstilling, og det øverste stempelparti 15 bevæges op og ned forbi koksskrabningsringen, hvis øvre og nedre rundtgående kanter afhøvler den koks, som berører kanterne. Da skrabningsringen rager frem fra cylinderens inderside, hindres kokslaget i at opnå en tykkelse, der medfører kontakt mellem kokslaget og 20 cylinderens inderside.
Som følge af, at den kendte motor med koksskrabningsringen er en firtaktsmotor, og at både indsugnings-og udstødsventilerne i firtaktsmotoren er placeret i cylinderdækslet, er motorens øvrige driftsforhold stort 25 set upåvirket af, om der anvendes en koksskrabningsring.
I firtaktsmotoren foregår skylningen af cylinderen ved et selvstændigt stempelslag mellem hvert arbejdsslag, og lufttilførslen til forbrændingen sker ovenfra ned gennem indsugningsventilen ved det efterfølgende 30 nedadgående sugeslag. Koksskrabningsringen har derfor ingen indflydelse på cylinderens skylning og ladning.
Et mere betydende forhold for de gunstige resultater opnået med koksskrabningsringen i firtaktsmotoren er selve stemplets bevægelser i forhold til cylinderens 35 inderside. Firtaktscyklussen indebærer, at stemplet 3 DK 174074 B1 belastes forskelligt under hver andet opadgående slag, og også ved de nedadgående slag skifter belastningstypen hver anden gang. Dette medfører, at stemplets radielle position nær topdødpunktsst il lingen hele tiden varierer, 5 så koksskrabningsringen skraber koksen af i større dybde end svarende til sin egen indre diameter, hvorved der uden videre er skabt spillerum mellem det koksbelagte øverste stempelparti og koksskrabningsringen. I en længdeskyllet totakts krydshovedmotor er forholdene ikke 10 så ligetil, og forsøg med den fra firtaktsmotoren kendte koksskrabningsring har vist generénde driftsproblemer i form af øget specifikt brændselsforbrug og skader på navnlig den øverste stempelring, hvilket er overraskende, idet koksskrabningsringen netop skulle forventes at 15 forbedre smøringsforholdene for stempelringene.
Opfindelsen har til formål at afhjælpe ovennævnte ulemper og muliggøre en fordelagtig anvendelse af en koksskrabningsring i en totakts krydshovedmotor.
Med henblik herpå er opfindelsen ejendommelig ved, 20 at motoren er en længdeskyl let, totakts krydshovedmotor med skylleluftporte beliggende i et nedre cylinderafsnit, og at koksskrabningsringen i sin cylindriske inderside har flere lækagespor, der i forhold til cylinderens længdeakse forløber skråt fra undersiden til 25 oversiden af koksskrabningsringen.
Det antages, at de konstaterede ulemper ved at anvende den kendte koksskrabningsring i en totaktsmotor kan forklares ved hjælp af følgende mekanismer. I en totakts krydshovedmotor udfører stemplet et kompres-30 sionsslag under hver opadgående bevægelse og et arbejds-slag under hver nedadgående bevægelse. Dette betyder, at stemplet belastes på stort set samme måde, hver gang det passerer op og ned forbi koksskrabningsringen, hvorfor stemplet udfører et ens, gentagende bevægelses-35 mønster nær den øvre dødpunktsstilling. Tendensen til 4 DK 174074 B1 et ens bevægelsesmønster forstærkes af krydshovedet, der styrer stempelstangens nedre ende i en ren translatorisk bevægelse langs cylinderens længdeakse . Koksaflejringerne på stempelperiferien vil følgelig opbygges til en 5 facon, der netop passer ind i koksskrabningsringen, så der kun er lille frigang mellem denne og det øverste stempelafsnit. Når toppen af stemplet passerer koksskrabningsringen i kompressionsslaget, bliver et ringformet hulrum mellem ydersiden af stemplet med 10 kokslaget og indersiden af cylinderen afgrænset aksialt mellem den fremstående koksskrabningsring og den øverste stempelring. Den opadgående stempelbevægelse fremkalder en hastig aksial afkortning af det ringformede hulrum med medfølgende kraftig komprimering af luften heri, 15 hvilket fremkalder en kraftigt forøget belastning på den øverste stempelring.
Lækagesporene i koksskrabningsringens cylindriske inderside mindsker eller fjerner trykopbygningen i det ringformede hulrum, idet luften heri kan undvige gennem 2 0 lækagesporene til den over stempeltoppen beliggende del af arbejdskammeret. Derved undgås, at den øverste stempelring udsættes for forøget belastning som følge af koksskrabningsringens tilstedeværelse. Dette forhold er af særlig betydning ved nutidens store totakts 25 krydshovedmotorer, der udvikles i retning af meget høje effektive kompressionforhold, såsom 1:16 - 1:20, hvilket i sig selv giver store belastninger på stempelringene.
Det skrå forløb af lækagesporene sikrer, at koksen også afskrabes i områderne ud for lækagesporene. De dele 30 af koksbelægningen, som ligger ud for bundåbningerne i lækagesporene, vil ikke træffe koksskrabningsringens underkant, men vil under den fortsatte opadgående stempelbevægelse passere forbi lækagesporenes øvre kanter og her afskrabes til den ønskede dimension. De 35 i sporene afskrabede kokspartikler føres op i rummet 5 DK 174074 B1 over stemplet af lækageluften, som blæser gennem sporene.
Lækagesporene modvirker endvidere et forøget brændselsforbrug. Såfremt der ikke var lækagespor, ville det 5 effektive stempelareal være mindsket under den første del af forbrændingen, hvor stempeltoppen befinder sig ud for eller oven over koksskrabningsringen, idet denne ville hindre trykstigningen i arbejdskammeret i at forplante sig ned til den øverste stempelring, hvor det 10 effektive stempelareal dækker hele cylindertværsnittet. Lækagesporene mindsker eller fjerner trykfaldet over koksskrabningsringen såvel linder kompressionslaget som under arbejdsslaget og det specifikke brændselsforbrug er derfor hovedsageligt upåvirket af, om der anvendes 15 en koksskrabningsring.
Koksskrabningsringen giver en yderligere virkning, der er specielt fordelagtig i de store totakts dieselmotorer med høj cylinderydelse, såsom fra 1500 til 5500 kW, hvor brændslet indsprøjtes i cylinderen ved hjælp 20 af to, tre eller fire brændselsinjektorer, der udsender retningsbestemte skyer af forstøvet brændsel. Afbrændingen af brændslet fremkalder forholdsvis koncentrerede varmepåvirkninger, men da koksskrabningsringen dækker for den øverste stempelring, mens stemplet befinder sig 25 nær sin øverste dødpunktsstilling, hvor den termiske belastning er størst, og kun leder den varme gas ned til stempelringen gennem lækagesporene, fordeles den termiske belastning mere jævnt over den øverste stempelring, og dermed beskyttes også den varmefølsomme 30 smøreoliefilm på cylinderens inderside. Begge dele medvirker til bedre driftsforhold for stempelringspakken og forøger virkningen af at hindre koksen på stemplet i at berøre smøreoliefilmen.
I en udførelsesform udgøres cylinderens hoved-35 sageligt cylindriske inderside af et øvre dækselafsnit 6 DK 174074 B1 og et nedre foringsafsnit, og koksskrabningsringen er beliggende ved toppen af foringsafsnittet. Koksskrab-ningsringen kan være en ring, der er krympet fast i en recess i foringens inderside eller kan alternativt være 5 et fremspringende parti i selve foringens materiale, dvs. en integreret sammenhængende del af foringen. I sidstnævnte tilfælde skal stemplet med stempelstangen være monteret, inden foringen sænkes på plads i motoren ved dennes samling, så stemplet føres nedefra op gennem 10 foringen. I førstnævnte tilfælde giver udførelsesformen en fordelagtig mulighed for eftermontering af en koksskrabningsring på allerede eksisterende motorer.
I en alternativ udførelsesform udgøres cylinderens hovedsageligt cylindriske inderside af et øvre dæksel-15 afsnit og et nedre foringsafsnit, og koksskrabnings-ringen er beliggende ved bunden af dækselafsnittet. Også i dette tilfælde kan koksskrabningsringen være en separat ring indsat i en recess i det øvre dækselafsnit eller være udformet ud i et med dækselafsnittet, ved at 20 det nederste stykke af dækselafsnittet færdigdrejes til mindre indvendig diameter end det ovenliggende afsnit, hvorefter lækagesporene bearbejdes ind i det nederste stykke. Den alternative udførelsesform er navnlig anvendelig ved termisk særligt højt belastede cylindre, 25 hvor cylinderdækslet er fremstillet af mere varmebestan-digt materiale end foringen. Ved at placere koksskrabningsringen i dækselafsnittet kan skillefladen mellem foringen og dækslet rykkes ned til området umiddelbart over positionen for den øverste stempelring i top-30 dødpunktstillingen.
Det foretrækkes, at lækagesporene udgør fra 0,25 til 50 % af det aksialrettede areal af koksskrabningsringen, der rager frem fra cylinderens hovedsageligt cylindriske inderside, fortrinsvis fra 5 til 40 % heraf, 35 og hensigtsmæssigt fra 20 til 30 V heraf. Hvis lækage- 7 DK 174074 B1 sporenes areal bliver mindre end 0,25%, bliver trykfaldene over koksskrabningsringen for store, og ved et lækageareal på mere end 50% opnås ingen yderligere positive virkninger. Grænsen på 5% giver stadig et 5 trykfald, men dog en mærkbar forbedring af driftsforholdene, mens grænsen på 40% normalt er fuldt tilstrækkelig til at hindre trykfald over koksskrabningsringen. Et areal i intervallet fra 20 til 30% udgør et passende kompromis mellem ønsket om at opnå lille eller 10 ingen trykfald og ønsket om at fordele den termiske balastning jævnt.
For længdeskyllede motorer foretrækkes, at skylle-luftportene åbnes af stemplets overside, hvilket betyder, at koksskrabningsringen ikke må rage for langt 15 ud fra cylinderens inderside, idet en for stor bredde af ringrummet mellem kokslaget og cylinderens inderside medfører, at den øverste stempelrings passage af portenes overside ved afslutningen af arbejdsslaget, vil åbne for portene. For cylinderboringer i intervallet fra 20 250 til 1000 mm, foretrækkes følgelig, at koksskrabningsringen rager fra 0,5 til 5 mm frem fra cylinderens inderside. Den nedre værdi på 0,5 mm sikrer fuldstændig af spærring af skylleluf tportene, indtil stempeloversiden har passeret. Ved de største motorer kan koksskrabnings-25 ringen passende rage 2 eller 3 mm frem, mens 1 til 2 mm kan være passende for de mindre motorer. Hvis ringen rager mindre end 0,5 mm frem er det vanskeligere at opnå sikkerhed mod, at koksbelægningen berører smøreoliefilmen på cylinderens inderside.
30 Det foretrækkes, at det over den øverste stempel- ring beliggende øverste stempelafsnit har mindre diameter end det underliggende stempelafsnit med stempelringene, og at koksskrabningsringens indre diameter er fra 2 til 6 mm større end diameteren af det 35 øverste stempelafsnit, hensigtsmæssigt fra 3 til 4 mm 8 DK 174074 B1 større end dette. Med disse diameterforhold kan kokslaget opbygges til en tykkelse på fra 1 til 3 mm, hensigtsmæssigt fra 1,5 til 2 mm, hvilket giver et passende spillerum for stemplets radiale positionering i forhold 5 til koksskrabningsringen uden risiko for, at stempel-periferien berører skrabningsringen.
Det er inden for opfindelsens rammer muligt at lade koksskrabningsringen rage længere frem fra cylinderens inderside end angivet ovenfor samtidig med, at diame-10 teren af det øverste stempelafsnit mindskes tilsvarende, så ringrummet omkring dette stempelafsnit og cylinderens inderside får stor tykkelse. Et sådant design medfører, at skylleluftportene vil åbnes tidligere, nemlig ved passagen af den øverste stempelring ved afslutningen af 15 arbejdsslaget, og timingen af udstødsventilens åbning og de øvrige motorparametre, der afhænger af åbningstidspunktet for skylleluftportene, må så ændres i overensstemmelse med den tidligere tilledning af skylleluft.
20 Antallet af lækagespor i koksskrabningsringen afhænger af det ønskede lækageareal og af den ønskede udjævning af varmebelastningen på den øverste stempel-ring, idet større lækageareal og en jævnere fordeling af varmebelastningen taler for anvendelsen af et større 25 antal lækagespor. Koksskrabningsringen kan hensigtsmæssigt have fra 4 til 30 lækagespor.
Da der er betydelige fordele ved at udjævne varmebelastningen på den øverste stempelring foretrækkes, at koksskrabningsringen har flere end 15 30 lækagespor.
Som alternativ til anbringelsen af lækagesporene i koksskrabningsringens cylindriske inderside, er det også muligt inden for rammerne af opfindelsen, at udforme den indledningsvist nævnte forbrændingsmotor med 35 en koksskrabningsring i en cylinder på den særegne måde, DK 174074 B1 9 at motoren er en længdeskyllet, totakts krydshovedmotor med skylleluftporte beliggende i et nedre cylinderafsnit, og at det over den øverste stempelring beliggende øverste stempelafsnit i sin cylindriske yderside har 5 flere lækagespor, der strækker sig fra toppen af stempelafsnittet ned til området umiddelbart over recessen med den øverste stempelring. I dette tilfælde kan koksskrabningsringens cylindriske inderside udføres som en sammenhængende cirkulærcylindrisk flade* I hver 10 motorcyklus gennemstrømmes lækagesporene af både komprimeret luft og forbrændingsgas, hvilket hindrer koksaflejringer i sporene. Hvis lækagesporene er udført i periferien af det øverste stempelafsnit, kan de med fordel forløbe akseparallelt med cylinderen, så evéntu-15 elle afbrækkede koksstykker ikke umiddelbart fanges i et lækagespor med medfølgende risiko for tilstopning heraf. Lækagesporenes antal og størrelse kan i øvrigt vælges på samme måde som for lækagesporene i koks-skrabningsringen, jf. nedenstående beskrivelse heraf.
20 Eksempler på udførelsesformer for opfindelsen forklares herefter nærmere med henvisning til den stærkt skematiske tegning, hvor fig. 1 viser et forenklet tværsnit gennem en motor med en koksskrabningsring ifølge opfindelsen, 25 fig. 2 i delsnit et forstørret udsnit af området omkring koksskrabningsringen i cylinderen i motoren i fig. Ir fig. 3 et udfoldet sidebillede af en del af koksskrabningsringen, og 30 fig. 4 et ovenfra set billede af et udsnit af koksskrabningsringen.
Motoren illustreret i fig. 1 er en stor totakts, længdeskyllet dieselmotor, der som brændsel kan anvende olie, såsom heavy fuel olie, der ved forbrændingen 35 danner restprodukter, der kan afsættes som koks på 10 DK 174074 B1 overfladerne i motorens arbejdskammer. Motoren kan afhængigt af cylinderstørrelse og -antal udvikle effekter på fra 2000 til eksempelvis 70.000 kW. En sådan motor anvendes traditionelt som hovedmotor i et skib 5 eller som en stationær elkraftproducerende motor. I begge tilfælde er det af betydning, at motoren kan være i drift i meget lang tid uden behov for eftersyn og overhaling af motorkomponenterne. Det er ønskeligt, at motoren kan være i kontinuert drift i mere end 2 år uden 10 overhaling, og dette stiller store krav til bedst mulig driftstilstand for cylinderelementerne.
Motorens stationære dele omfatter en bundramme 1, hvori krumtapakslen 2 er lejret, og et på bundrammen monteret motorstativ 3, der på sin overside bærer et 15 cylinderparti 4. En cylinderforing 5 er spændt ned mod en topplade 6 i cylinderpartiet ved hjælp af dækseltappe 7 og et cylinderdæksel 8. Cylinderforingen har et øvre afsnit med stor vægtykkelse, der via et ringformet mellemstykke 9 hviler på oversiden af toppladen, samt 20 et langstrakt nedre afsnit, der rager ned i cylinderpartiet 4. I sin nedre ende har cylinderforingen en række skylleluftporte 10, hvorigennem skylle- og ladeluft fra en skylleluftreceiver 11 strømmer ind i cylinderen, når stemplet befinder sig nær bunddødpunktstillingen. Et 25 udstødsventilhus 12 med en hydraulisk aktiverbar udstødsventil er placeret centralt i cylinderdækslet.
Når udstødsventilen er åben, kan skylleluft fra skylle-luftportene strømme op gennem cylinderen, samtidig med at forbrændingsgasserne strømmer ud gennem udstødsvent i-30 len og over i en udstødsreceiver 13, hvorfra gassen via en turbolader strømmer over i udstødningsrøret. Motoren er højtryksladet til et ladetryk på eksempelvis 3,5 -4 bar.
En plej Istang 14 forbinder krumtapakslen 2 med et 35 krydshoved 15, der ved hjælp af guideplaner 16 i 11 DK 174074 B1 motorstativet styrer den nedre ende af en stempelstang 17 i en translatorisk bevægelse frem og tilbage langs cylinderens længdeakse. Et stempel 18 er monteret ved toppen af stempelstangen. Som det tydeligst ses af fig.
5 2 bærer stemplet flere, såsom fire, stempelringe 19, 19', der glider langs indersiden af cylinderforingen og frembringer en tryktætnende adskillelse mellem arbejds-kammeret 20 og det under stemplet beliggende volumen, der står i forbindelse med det af skylleluft fyldte 10 hulrum i cylinderpartiet.
Forbrændings - eller arbejdskammeret 20 er afgrænset af indersiden af cylinderdækslet 8, indersiden af cylinderforingen 5, toppen af stemplet 18, den øverste stempelring 19' og periferien af et øverste stempélaf-15 snit 21, der strækker sig op fra den øverste stempel-ring. Det øverste stempelafsnit 21 har mindre diameter end den underliggende del af stemplet, så der mellem ydersiden af det øverste stempelafsnit og indersiden af cylinderen er et ringrum 22, hvori koks vil af lej res på 20 stempelydersiden.
En i cylinderen rundtgående koksskrabningsring 23 rager frem fra indersiden af cylinderen og afskraber koksaflejringerne på ydersiden af det øverste stempel-afsnit 21, så disse aflejringer højst kan nå ud på en 25 diameter svarende til inderdiameteren af koksskrabnings-ringen. Det foretrækkes, at koksskrabningsringen har en sådan placering i cylinderens aksialretning, at den øverste stempelring 19' ligger mindre end en ringhøjde under koksskrabningsringen 23, når stemplet står i sin 30 på tegningen viste topdødpunktsstilling, idet dette sikrer, at kokslaget afskrabes stort set helt ned til den øverste stempelring. Der vil dog stadig opnås en væsentlig koksafskrabende virkning, selv om koksskrabningsringen er placeret noget højere oppe, fx 2 til 3 35 ringhøjder oppe.
12 DK 174074 B1
Det ses af fig. 3 og 4, at koksskrabningsringen i sin inderside har flere lækagespor 24, der skaber gasstrømningsforbindelse mellem den under koksskrabningsringen beliggende del af ringrummet 22 og den 5 resterende øvre del af arbejdskammeret 20. Lækagesporenes gennemstrømningsareal afpasses hensigtsmæssigt således, at trykfaldet over koksafskrabningsringen bliver ubetydeligt. Lækagesporene kan med fordel være jævnt fordelte langs koksafskrabningsringens indre 10 periferi, idet dette giver den mest ensartede varmebe-lastning på den øverste stempelring 19'. Lækagesporenes dybde kan svare til tykkelsen af koksskrabningsringens fremspring i forhold til cylinderens inderside. Dette er især fordelagtigt, hvis skrabningsringen kun fager 15 et lille stykke, såsom 0,5 - 3 mm frem fra indersiden.
Hvis stemplet og skrabningsringen er lavet på en sådan måde, at ringrummet 22 har stor bredde, og skylleluft-portene 10 åbnes ved passagen af den øverste stempel-ring, skal lækagesporenes dybde være mindre end tykkel-20 sen af det indadragende stykke af koksskrabningsringen.
Det foretrækkes, at lækagesporene ikke bliver dybere end fra 3 til 4 mm, idet gasstrømningerne gennem det enkelte spor ved større dybder kan blive så store, at varmebe-lastningerne på den øverste stempelring lokalt bliver 25 for høje. En meget jævn varmefordeling kan opnås med spor, der ikke er dybere end 1,5-2 mm, kombineret med et passende stort antal lækagespor, fx 15 eller flere.
Lækagesporenes bredde vælges ud fra antallet af lækagespor, spordybden og det ønskede samlede gennem-30 strømningsareal, dvs. det aksialvendte samlede tvær-snitsareal af sporenderne. Sporbredder på fra 5 til 30 mm vil i de fleste tilfælde være passende, og en sporbredde på fra 10 til 20 mm foretrækkes for opnåelse af en jævn varmebelastning.
13 DK 174074 B1 Lækagesporene 24 forløber skråt i forhold til cylinderens længdeakse, så den øvre sporende 25 ligger forskudt i omkredsretningen i forhold til den nedre sporende 26. Dette giver den fordel, at kokslaget 5 afskrabes langs hele periferien af det øverste stempel-afsnit 21. Lækagesporenes længdeakser danner i den viste udformning en vinkel på 45° med cylinderens længdeakse.
Det er naturligvis muligt at anvende andre vinkelstørrelser, fx fra 15 til .80°. Vinklen afpasses efter 10 sporbredden, så der ikke fremkommer en overlapning i aksialretningen mellem den øvre og nedre sporende 25 og 26. Det foretrækkes af fremstillingsmæssige grunde, at lækagesporene forløber retliniet mellem den øvre og nedre sporende, men andre udforminger, der skaber 15 strømningsforbindelse mellem den øvre og nedre sporende 25 og 26 vil naturligvis også virke i praksis, såsom et L-formet eller på anden måde ulineært forløb.
Claims (10)
1. Forbrændingsmotor med en koksskrabningsring i en cylinder og med et i cylinderen længdeforskydeligt stempel (18) med stempelringe (19, 19'), der ved 5 stemplets forskydning glider langs cylinderens hovedsageligt cylindriske inderside og frembringer en tryktætnende adskillelse mellem volumenet under stemplet og det over stemplets øverste stempelring beliggende arbejdskammer (20), der er afgrænset af den øverste 10 stempelring (19'), stemplet (18), cylinderens inderside og cylinderdækslet (8), hvor koksskrabningsringen (23) rager frem fra cylinderens inderside og forløber rundt langs denne i en sådan aksial stilling, at den øverste stempelring befinder sig nær underkanten af koksskrab-15 ningsringen, når stemplet står i topdødpunktstillingen, kendetegnet ved, at motoren er en længdeskyllet, totakts krydshovedmotor med skylleluftporte (10) beliggende i et nedre cylinderafsnit, og at koksskrabningsringen (23) i sin cylindriske inderside 20 har flere lækagespor (24) , der i forhold til cylinderens længdeakse forløber skråt fra undersiden til oversiden af koksskrabningsringen.
2. Forbrændingsmotor ifølge krav l, kendetegnet ved, at cylinderens hovedsageligt cylindri- 25 ske inderside udgøres af et øvre dækselafsnit og et nedre foringsafsnit, og at koksskrabningsringen (23) er beliggende ved toppen af foringsafsnittet (5).
3. Forbrændingsmotor ifølge krav l, kendetegnet ved, at cylinderens hovedsageligt cylindri- 30 ske inderside udgøres af et øvre dækselafsnit og et nedre foringsafsnit, og at koksskrabningsringen (23) er beliggende ved bunden af dækselafsnittet.
4. Forbrændingsmotor ifølge krav 2 eller 3, k e n -detegnet ved, at koksskrabningsringen (23) er 35 en integreret sammenhængende del af cyUnderforingen 15 DK 174074 B1 eller af det øvre dækselafsnit, idet den er fremstillet som et fremspringende parti i selve cylinderforingens eller dækselafsnittets materiale.
5. Forbrændingsmotor ifølge et af de foregående 5 krav, kendetegnet ved, at lækagesporene (24) udgør fra 0,25 til 50 % af det aksialrettede areal af koksskrabningsringen (23), der rager frem fra cylinderens hovedsageligt cylindriske inderside, fortrinsvis fra 5 til 40 % heraf, og hensigtsmæssigt fra 20 til 30 10 % heraf.
6. Forbrændingsmotor ifølge et af de foregående krav, kendetegnet ved, at cylinderboringen ligger i intervallet fra 250 til 1000 mm, og at koksskrabningsringen (23) rager fra 0,5 til 5 mm frem fra 15 cylinderens inderside.
7. Forbrændingsmotor ifølge et af de foregående krav, kendetegnet ved, at det over den øverste stempelring (19') beliggende øverste stempelafsnit (21) har mindre diameter end det underliggende 20 stempelafsnit med stempelringene, og at koksskrabnings-ringens (23) indre diameter er fra 2 til 6 mm større end diameteren af det øverste stempelafsnit, hensigtsmæssigt fra 3 til 4 mm større end dette.
8. Forbrændingsmotor ifølge et af de foregående 25 krav, kendetegnet ved, at koksskrabningsringen (23) har fra 4 til 30 lækagespor.
9. Forbrændingsmotor ifølge et af de foregående krav, kendetegnet ved, at koksskrabningsringen (23) har flere end 15 lækagespor.
10. Forbrændingsmotor med en koksskrabningsring i en cylinder og med et i cylinderen længdeforskydeligt stempel (18) med stempelringe (19, 19'), der ved stemplets forskydning glider langs cylinderens hovedsageligt cylindriske inderside og frembringer en 35 tryktætnende adskillelse mellem volumenet under stemplet 16 DK 174074 B1 og det over stemplets øverste stempelring beliggende arbejdskammer (20), der er afgrænset af den øverste stempelring (19')/ stemplet (18), cylinderens inderside og cylinderdækslet (8), hvor koksskrabningsringen (23) 5 rager frem fra cylinderens inderside og forløber rundt langs denne i en sådan aksial stilling, at den øverste stempelring befinder sig nær underkanten af koksskrabningsringen, når stemplet står i topdødpunktstillingen, kendetegnet ved, at motoren er en læng-10 deskyllet, totakts krydshovedmotor med skylleluftporte (10) beliggende i et nedre cylinderafsnit, og at det over den øverste stempelring beliggende øverste stempel-afsnit (21) i sin cylindriske yderside har flere lækagespor, der strækker sig fra toppen af stempélaf-15 snittet ned til området umiddelbart over recessen med den øverste stempelring.
Priority Applications (11)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DK199500804A DK174074B1 (da) | 1995-07-07 | 1995-07-07 | Forbrændingsmotor med en koksskrabningsring i en cylinder |
| ES96922776T ES2127645T3 (es) | 1995-07-07 | 1996-06-28 | Motor de combustion interna que tiene un aro rascador de deposito carbonoso en un cilindro. |
| KR1019970706066A KR100291822B1 (ko) | 1995-07-07 | 1996-06-28 | 실린더에코우크스스크레이핑링을지니는내연기관 |
| CN96193195A CN1080821C (zh) | 1995-07-07 | 1996-06-28 | 一种在汽缸中设有刮炭环的内燃机 |
| PL96322366A PL179372B1 (pl) | 1995-07-07 | 1996-06-28 | Dwusuwowy silnik wodzikowy wewnetrznego spalaniaz pierscieniem zgarniajacym nagar PL PL PL |
| JP50542397A JP3202243B2 (ja) | 1995-07-07 | 1996-06-28 | シリンダ内にコーク掻き取りリングを有する内燃機関 |
| DE69601375T DE69601375T2 (de) | 1995-07-07 | 1996-06-28 | Brennkraftmaschine mit einem koksschabring in einem zylinder |
| PCT/DK1996/000295 WO1997003280A1 (en) | 1995-07-07 | 1996-06-28 | An internal combustion engine having a coke scraping ring in a cylinder |
| EP96922776A EP0837982B1 (en) | 1995-07-07 | 1996-06-28 | An internal combustion engine having a coke scraping ring in a cylinder |
| RU97117450/06A RU2153089C2 (ru) | 1995-07-07 | 1996-06-28 | Двигатель внутреннего сгорания, имеющий нагаросъемное кольцо в цилиндре (варианты) |
| HR0804/95A HRP960326B1 (en) | 1995-07-07 | 1996-07-05 | An internal combustion engine having a coke scraping ring in a cylinder |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DK80495 | 1995-07-07 | ||
| DK199500804A DK174074B1 (da) | 1995-07-07 | 1995-07-07 | Forbrændingsmotor med en koksskrabningsring i en cylinder |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DK80495A DK80495A (da) | 1995-07-07 |
| DK174074B1 true DK174074B1 (da) | 2002-05-21 |
Family
ID=8097766
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DK199500804A DK174074B1 (da) | 1995-07-07 | 1995-07-07 | Forbrændingsmotor med en koksskrabningsring i en cylinder |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0837982B1 (da) |
| JP (1) | JP3202243B2 (da) |
| KR (1) | KR100291822B1 (da) |
| CN (1) | CN1080821C (da) |
| DE (1) | DE69601375T2 (da) |
| DK (1) | DK174074B1 (da) |
| ES (1) | ES2127645T3 (da) |
| HR (1) | HRP960326B1 (da) |
| PL (1) | PL179372B1 (da) |
| RU (1) | RU2153089C2 (da) |
| WO (1) | WO1997003280A1 (da) |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2763362A1 (fr) * | 1997-05-13 | 1998-11-20 | Semt Pielstick | Dispositif de raclage de la tete d'un piston |
| DE59810841D1 (de) * | 1998-02-05 | 2004-04-01 | Ge Jenbacher Gmbh & Co Ohg | Verbrennungsmotor, insbesondere stationärer Gasmotor |
| EP0995890A1 (de) * | 1998-10-20 | 2000-04-26 | Wärtsilä NSD Schweiz AG | Zylinder für eine Brennkraftmaschine |
| KR100533489B1 (ko) * | 2002-05-21 | 2005-12-06 | 맨 비 앤드 더블유 디젤 에이/에스 | 실린더 프레임 및 모듈식 소기공기 리시버 |
| CN100497920C (zh) * | 2003-10-16 | 2009-06-10 | 株式会社理研 | 内燃机和缸套安装环 |
| US7438039B2 (en) * | 2004-02-06 | 2008-10-21 | Electro-Motive Diesel, Inc. | Large-bore, medium-speed diesel engine having piston crown bowl with acute re-entrant angle |
| DE102006060330A1 (de) * | 2006-12-20 | 2008-06-26 | Mahle International Gmbh | Einsatz für eine Zylinderlaufbuchse oder einem Zylinder eines Verbrennungsmotors |
| US8020530B2 (en) * | 2007-06-15 | 2011-09-20 | Federal-Mogul Corporation | Piston and internal combustion engine therewith and method of constructing the piston |
| EP2243940A1 (de) * | 2009-04-06 | 2010-10-27 | Wärtsilä Schweiz AG | Reduziereinrichtung zur Reduzierung eines Gasdrucks auf ein Kolbenringpaket einer Hubkolbenbrennkraftmaschine |
| FI124135B (fi) * | 2010-06-08 | 2014-03-31 | Wärtsilä Finland Oy | Mäntämoottorin sylinteriholkki |
| SE534911C2 (sv) * | 2010-06-16 | 2012-02-14 | Scania Cv Ab | Arrangemang i en förbränningsmotor |
| EP2602453A1 (de) * | 2011-12-07 | 2013-06-12 | Wärtsilä Schweiz AG | Kolben und Zylinderanordnung für eine Hubkolbenbrennkraftmaschine, sowie Verfahren zur Entfernung einer Ablagerung von einem Kolben |
| US9845764B2 (en) | 2015-03-31 | 2017-12-19 | Achates Power, Inc. | Cylinder liner for an opposed-piston engine |
| GB2546313A (en) * | 2016-01-15 | 2017-07-19 | Caterpillar Energy Solutions Gmbh | Turbulators for an internal combustion engine |
| EP3219970A1 (de) * | 2016-03-17 | 2017-09-20 | Winterthur Gas & Diesel AG | Zylinder für einen längsgespülten zweitakt-grossdieselmotor sowie grossdieselmotor |
| MX2019014190A (es) | 2017-06-23 | 2020-01-27 | Kimberly Clark Co | Feston de rodillo accionado directamente que regula la tension. |
| CN107739623A (zh) * | 2017-09-06 | 2018-02-27 | 大连亨利测控仪表工程有限公司 | 一种新型鹅颈管冶金焦化煤气控制装置 |
| CN109869239A (zh) * | 2019-04-15 | 2019-06-11 | 一汽解放汽车有限公司 | 一种发动机活塞 |
| JP2023091625A (ja) * | 2021-12-20 | 2023-06-30 | 株式会社ジャパンエンジンコーポレーション | ピストンおよび舶用内燃機関 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR999612A (fr) * | 1949-05-31 | 1952-02-04 | Maschf Augsburg Nuernberg Ag | Dispositif d'étanchéité pour pistons, en particulier pour moteurs à combustion interne |
| DE800448C (de) * | 1949-06-01 | 1950-11-06 | Maschf Augsburg Nuernberg Ag | Kolbendichtung, insbesondere fuer Brennkraftmaschinen |
| US3476093A (en) * | 1967-10-10 | 1969-11-04 | Eaton Yale & Towne | Hydraulic valve lifter |
| US3489130A (en) | 1968-01-10 | 1970-01-13 | Sealed Power Corp | Piston and cylinder construction |
| US3476099A (en) | 1968-02-26 | 1969-11-04 | Int Harvester Co | Head,gasket,and protector assembly and method |
| CH596479A5 (da) * | 1975-08-26 | 1978-03-15 | Sulzer Ag | |
| DE2752633A1 (de) * | 1977-11-25 | 1979-05-31 | Kloeckner Humboldt Deutz Ag | Zylinder fuer eine hubkolbenbrennkraftmaschine |
| US4474147A (en) | 1981-12-10 | 1984-10-02 | Mack Trucks, Inc. | Combined fire ring and carbon scraping insert |
| DE3543688A1 (de) * | 1985-07-13 | 1987-01-22 | Bernd Hewing | Folienartiges flaechenelement mit halteorganen fuer rohrleitungen zum befestigen auf waermedaemmplatten und verwendung eines derartigen flaechenelementes |
| DE3543668A1 (de) * | 1985-12-11 | 1987-06-19 | Man Nutzfahrzeuge Gmbh | Zylinderlaufbuchse fuer hubkolben-verbrennungsmotoren |
| SU1420215A1 (ru) * | 1986-12-15 | 1988-08-30 | Центральный научно-исследовательский дизельный институт | Поршневое кольцо дл двигател внутреннего сгорани |
| CH672353A5 (en) | 1987-05-14 | 1989-11-15 | Sulzer Ag | Cylinder lining for IC engine - has cylinder wall shoulder, protruding into combustion chamber above top piston ring level |
-
1995
- 1995-07-07 DK DK199500804A patent/DK174074B1/da not_active IP Right Cessation
-
1996
- 1996-06-28 PL PL96322366A patent/PL179372B1/pl unknown
- 1996-06-28 DE DE69601375T patent/DE69601375T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1996-06-28 CN CN96193195A patent/CN1080821C/zh not_active Expired - Lifetime
- 1996-06-28 WO PCT/DK1996/000295 patent/WO1997003280A1/en not_active Ceased
- 1996-06-28 ES ES96922776T patent/ES2127645T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1996-06-28 KR KR1019970706066A patent/KR100291822B1/ko not_active Expired - Lifetime
- 1996-06-28 JP JP50542397A patent/JP3202243B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1996-06-28 RU RU97117450/06A patent/RU2153089C2/ru active
- 1996-06-28 EP EP96922776A patent/EP0837982B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-07-05 HR HR0804/95A patent/HRP960326B1/xx not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| HRP960326B1 (en) | 2000-02-29 |
| KR19980702660A (ko) | 1998-08-05 |
| KR100291822B1 (ko) | 2001-09-17 |
| WO1997003280A1 (en) | 1997-01-30 |
| JPH11509288A (ja) | 1999-08-17 |
| PL322366A1 (en) | 1998-01-19 |
| DE69601375T2 (de) | 1999-07-01 |
| RU2153089C2 (ru) | 2000-07-20 |
| DK80495A (da) | 1995-07-07 |
| DE69601375D1 (de) | 1999-02-25 |
| ES2127645T3 (es) | 1999-04-16 |
| EP0837982A1 (en) | 1998-04-29 |
| EP0837982B1 (en) | 1999-01-13 |
| JP3202243B2 (ja) | 2001-08-27 |
| CN1080821C (zh) | 2002-03-13 |
| PL179372B1 (pl) | 2000-08-31 |
| CN1181122A (zh) | 1998-05-06 |
| HRP960326A2 (en) | 1997-08-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DK174074B1 (da) | Forbrændingsmotor med en koksskrabningsring i en cylinder | |
| CN1083530C (zh) | 柴油式两冲程滑块发动机的活塞 | |
| US4458636A (en) | Method to reduce noise in the operation of port-controlled, two-stroke internal combustion engine, particularly | |
| KR101663345B1 (ko) | 내연 피스톤 엔진 조립체 | |
| US20100050978A1 (en) | Lubrication system for the piston ring and cylinder liner of an internal combustion engine | |
| NZ206528A (en) | Bowl-in-piston combustion chamber for spark ignition,fuel-injected i.c.engine | |
| WO2016041298A1 (zh) | 一种二冲程内燃机 | |
| KR101576967B1 (ko) | 피스톤 링 패키지의 기능 최적화 방법 및 이에 적합한 피스톤 링 패키지 | |
| EP2748442B1 (de) | Verfahren zum betreiben einer hubkolbenbrennkraftmaschine mit interner abgasenergierekuperation sowie hubkolbenbrennkraftmaschine | |
| KR20040091546A (ko) | 소기관 제어 밸브 장치를 구비한 내연 기관 | |
| CA1285837C (en) | Steam purge of a piston/cylinder gap in a diesel engine | |
| RU2226611C2 (ru) | Двухтактный дизельный двигатель внутреннего сгорания | |
| CN112049725B (zh) | 可变压缩比发动机 | |
| NO881708L (no) | Stempelforbrenningsmotor. | |
| RU2206775C1 (ru) | Способ регулирования и работы бензинового двигателя внутреннего сгорания | |
| JPS6165013A (ja) | 2サイクルデイ−ゼル機関 | |
| RU2141045C1 (ru) | Крейцкопфный двигатель внутреннего сгорания | |
| JPS55109743A (en) | Piston cooling apparatus for internal combustion engine | |
| CN100476187C (zh) | 一种自动封闭调节间隙的活塞环 | |
| JP3921317B2 (ja) | ピストン構造 | |
| JPH11182338A (ja) | 筒内噴射式2サイクルエンジン | |
| KR200431488Y1 (ko) | 소기관 제어 밸브 장치를 구비한 내연 기관 | |
| JP3355096B2 (ja) | 2サイクルエンジン | |
| RU2135791C1 (ru) | Двигатель двухтактный внутреннего сгорания | |
| JPH0681657A (ja) | 内燃機関の燃焼室 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| B1 | Patent granted (law 1993) | ||
| PUP | Patent expired |
Expiry date: 20150707 |