内燃机，尤其往复活塞式内燃机制造技术

本发明专利技术涉及一种内燃机，尤其往复活塞式内燃机，其带有至少一个具有气缸工作面的气缸，其中，气缸工作面构造用于与气缸相关联的活塞(11)的引导。根据本发明专利技术，气缸工作面仅仅部分地通过曲轴箱(3)的或固定在曲轴箱(3)处的气缸衬套(5)的气缸壁(7)形成，其中，气缸工作面在气缸轴向(x)上观察的中心区域(13)处通过气缸壁(7)形成，其中，气缸壁(7)在向上联接到中心区域(13)处的气缸工作面的上区域(15)处和/或在向下联接到中心区域(13)处的气缸工作面的下区域(22)处具有尤其在气缸周向上伸延的、环绕的凹入部(17,23)，单件式的或多件式的环形的滑动元件(19,25)分别被插入到凹入部(17,23)中，该滑动元件(19,25)的径向地在内部的滑动元件壁(21,37)构造气缸工作面的一部分。

Internal combustion engine, especially reciprocating piston type internal combustion engine

The invention relates to an internal combustion engine, especially a reciprocating piston internal combustion engine, which has at least one cylinder with a cylinder working face, wherein the cylinder working face is used for guiding the piston (11) associated with the cylinder. According to the invention, the cylinder surface is only partially through the crankcase (3) or fixed on the crankcase (3) of the cylinder liner (5) of the cylinder wall (7), among them, the cylinder working surface in the axial direction of the cylinder (x) center area (13) through the observation of the cylinder wall (7), among them, the cylinder wall (7) in the central region (13) is connected to the cylinder working surface on the region (15) and / or in connection to the central region (down 13) cylinder working face at the region (22) has especially in the circumferential direction of the cylinder extension and around the recessed part (17,23), a sliding element annular one-piece or multi piece of (19,25) were inserted into the recessed portion (17,23), the sliding element (19,25) radial sliding element in internal wall (21,37) part of the working surface of the cylinder structure.

【技术实现步骤摘要】
内燃机，尤其往复活塞式内燃机
本专利技术涉及一种根据专利权利要求1的前序部分所述的内燃机，尤其往复活塞式内燃机(Hubkolben-Brennkraftmaschine)；一种根据专利权利要求14的前序部分所述的气缸衬套组(Zylinderlaufbuchsen-Set)；以及一种根据专利权利要求15所述的带有内燃机的车辆，尤其商用车。
技术介绍
内燃机，尤其往复活塞式内燃机，通常具有至少一个气缸，该至少一个气缸具有气缸工作面(Zylinderlaufbahn)作为用于与气缸相关联的活塞的引导。为了减小在形成气缸工作面的气缸壁和相关联的活塞或活塞的活塞环之间的摩擦，已知的是，使活塞环设有减小摩擦的覆层。在此，该覆层例如能够通过PVD层(PVD：物理气相沉积)或PA-CVD层(等离子辅助化学气相沉积)，尤其通过DLC层(DLC：类金刚石碳膜)形成。通过减小在气缸壁和相关联的活塞或活塞环之间的摩擦，显著降低了内燃机的燃料消耗和排放以及彼此摩擦的组件的磨损。此外也已知的是，形成气缸工作面的气缸壁尤其在气缸工作面的混合摩擦区域处设有减小摩擦的覆层，以减小在气缸壁和相关联的活塞之间的摩擦。这种类型的覆层例如能够通过热的喷镀层(Spritzschicht)或同样通过DLC层尤其结合激光毛化(Lasertexturen)形成。然而气缸工作面或形成气缸工作面的气缸壁的施覆经常是困难的，因为尤其由于气缸的直径/高度比，气缸壁通常仅仅可困难地接近。因此经常也不能利用期望的施覆质量施加覆层。
技术实现思路
因此本专利技术的任务是，提供一种内燃机尤其往复活塞式内燃机，在其中，以加工技术上简单的方式减小在气缸工作面和相关联的活塞或活塞的活塞环之间的摩擦。该任务通过独立权利要求所述的特征解决。在从属权利要求中公开了优选的改进方案。根据权利要求1，提出一种内燃机尤其往复活塞式内燃机，其带有至少一个具有气缸工作面的气缸，其中，气缸工作面构造用于与气缸相关联的活塞的引导。根据本专利技术，气缸工作面仅仅部分地通过曲轴箱的或固定在曲轴箱处的气缸衬套的气缸壁形成，其中，气缸工作面在在气缸轴向上观察的中心区域处通过曲轴箱侧的或气缸衬套侧的气缸壁形成，其中，曲轴箱侧的或气缸衬套侧的气缸壁在向上联接到中心区域处的气缸工作面的上区域处和/或在向下联接到中心区域处的气缸工作面的下区域处具有尤其在气缸周向上伸延的、环绕的凹入部，单件式的或多件式的环形的滑动元件被插入到该凹入部中，该滑动元件的径向地在内部的滑动元件壁形成气缸工作面的一部分。以该方式，能够在加工技术上简单地减小在气缸和活塞/活塞环之间的摩擦，因为现在曲轴箱侧的或气缸衬套侧的气缸壁在气缸工作面的上区域和/或下区域处不必再设有减小摩擦的覆层，以减小在气缸和活塞/活塞环之间的摩擦。代替上述内容，现在简单地在气缸工作面的上区域处和/或在下区域处(尤其在上死点和下死点处)，将带有优化的滑动特性的滑动元件插入到曲轴箱侧的或气缸衬套侧的气缸壁的凹入部中。在此，能够以加工技术上尤其简单并且有效的方式，在滑动元件插入到相应的凹入部之前如期望的那样优化相应的滑动元件的滑动特性。例如，能够在滑动元件插入到凹入部之前在加工技术上简单地使该滑动元件设有减小摩擦的表面覆层。由此，与施覆曲轴箱侧的或气缸衬套侧的气缸壁相比，显著减小了过程复杂性和成本。在根据本专利技术的内燃机的一种优选的设计方案中，如此布置气缸工作面的中心区域，即使得在内燃机的运行期间，在该中心区域处基本上构造在气缸壁和相关联的活塞之间的流体动力的滑动轴承(Gleitlager)。由此，在气缸工作面的中心区域中存在低损失的流体摩擦。另外优选的是，如此布置气缸工作面的上区域和/或下区域，即使得在内燃机的运行期间，在所述气缸工作面的上区域和/或下区域处，在相应的滑动元件和相关联的活塞之间混合摩擦(尤其混合摩擦和静摩擦(Haftreibung))占优势。这样，能够借助于相应的滑动元件特别有效地减小在气缸工作面和相关联的活塞之间的摩擦。优选地，在此设置成，在内燃机的运行期间，在气缸工作面的上区域和/或下区域处，在相应的滑动元件和相关联的活塞之间的摩擦系数处于0.01至0.06的范围中，以便能够以特别有效的方式使内燃机运行。优选地，气缸工作面的上区域通过气缸工作面的上端部区域形成。同样优选地，气缸工作面的下区域通过气缸工作面的下端部区域形成。另外优选的是，如此布置气缸工作面的上区域，即使得相关联的活塞的外滑动壁至少在活塞的上死点(OT)处与滑动元件接触。由此，能够以特别有效的方式减小气缸工作面的摩擦和磨损。优选地在此设置成，活塞的外滑动壁至少在OT之前10°曲轴角至OT之后15°曲轴角的内燃机的曲轴角范围中与滑动元件接触。在此，概念“活塞”在上文中和在下文中都可明确地以广义的方式理解，并且应当不仅包括活塞，而且包括与活塞相关联的活塞环。备选地和/或附加地，也能够如此布置气缸工作面的下区域，即使得相关联的活塞的外滑动面至少在活塞的下死点(UT)处与滑动元件接触。在此，优选地设置成，活塞的外滑动壁至少在UT之前10°曲轴角至UT之后15°曲轴角的内燃机曲轴角范围中与滑动元件接触。在一种优选的具体的设计方案中，气缸工作面的长度或高度比环形的滑动元件的高度大多倍。在这种类型的高度差的情况下，设置根据本专利技术的滑动元件是特别有效的。尤其优选地，气缸工作面的长度或高度在此是环形的滑动元件的高度的至少四倍。另外优选的是，相应的滑动元件的材料和气缸壁的材料具有基本上相同的热膨胀系数。由此，可靠地防止了，在曲轴箱侧的或气缸衬套侧的气缸壁和相应的滑动元件之间以温度决定的方式形成棱边或跳跃部(Sprung)，从而在气缸壁和相应的滑动元件之间基本上平坦的过渡始终占优势。优选地，在此设置成，滑动元件的材料和气缸壁的材料基本上构造成相同的。在一种优选的具体的设计方案中，滑动元件的材料和气缸壁的材料在此由钢、由铸铁或由铝制成。另外优选的是，环形的滑动元件在内侧利用滑动层施覆，以进一步减小内燃机的摩擦和磨损。优选地，在此设置成，滑动层通过DLC层和/或APS层(APS：大气等离子喷射)形成。APS层在此例如能够构造成金属的、金属陶瓷的或全陶瓷的。优选地，在滑动层和尤其通过铝形成的环形的滑动元件的基础材料之间设置有支撑层或稳定层。借助于这种类型的支撑层，可靠地克服所谓的蛋壳效应(Eierschaleneffekt)，也就是说克服通过例如铝基础材料的塑性变形引起的层破碎。优选地，在此设置成，支撑层通过化学的镍层形成。另外优选的是，相应的滑动元件的径向地在内部的滑动元件壁具有比曲轴箱侧的或气缸衬套侧的气缸壁的形成气缸工作面的壁区域更小的表面粗糙度。这样，有效地减小了内燃机的摩擦和磨损并且同时也简化了内燃机的制造，因为通常仅仅可困难地接近的曲轴箱或气缸衬套的气缸壁设有比可简单地加工的滑动元件更小的表面粗糙度。优选地，相应的滑动元件与曲轴箱或气缸衬套面型地贴靠连接，以便能够简单地并且可靠地固定滑动元件。另外优选的是，滑动元件形状配合地和/或材料配合地(尤其借助于粘接连接或焊接连接)与曲轴箱或气缸衬套连接，以便可靠地将滑动元件固定在曲轴箱或气缸衬套处。优选地，相应的滑动元件通过热接合(thermischesFüge本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内燃机，尤其往复活塞式内燃机，其带有至少一个具有气缸工作面的气缸，其中，所述气缸工作面构造用于与气缸相关联的活塞(11)的引导，其特征在于，所述气缸工作面仅仅部分地通过曲轴箱(3)的或固定在所述曲轴箱(3)处的气缸衬套(5)的气缸壁(7)形成，其中，所述气缸工作面在在气缸轴向(x)上观察的中心区域(13)处通过所述气缸壁(7)形成，其中，所述气缸壁(7)在向上联接到所述中心区域(13)处的气缸工作面的上区域(15)处和/或在向下联接到所述中心区域(13)处的气缸工作面的下区域(22)处具有尤其在气缸周向上伸延的、环绕的凹入部(17,23)，单件式的或多件式的环形的滑动元件(19,25)被插入到该凹入部(17,23)中，该滑动元件(19,25)的径向地在内部的滑动元件壁(21,37)构造所述气缸工作面的一部分。

【技术特征摘要】
2016.06.23 DE 102016007727.11.一种内燃机，尤其往复活塞式内燃机，其带有至少一个具有气缸工作面的气缸，其中，所述气缸工作面构造用于与气缸相关联的活塞(11)的引导，其特征在于，所述气缸工作面仅仅部分地通过曲轴箱(3)的或固定在所述曲轴箱(3)处的气缸衬套(5)的气缸壁(7)形成，其中，所述气缸工作面在在气缸轴向(x)上观察的中心区域(13)处通过所述气缸壁(7)形成，其中，所述气缸壁(7)在向上联接到所述中心区域(13)处的气缸工作面的上区域(15)处和/或在向下联接到所述中心区域(13)处的气缸工作面的下区域(22)处具有尤其在气缸周向上伸延的、环绕的凹入部(17,23)，单件式的或多件式的环形的滑动元件(19,25)被插入到该凹入部(17,23)中，该滑动元件(19,25)的径向地在内部的滑动元件壁(21,37)构造所述气缸工作面的一部分。2.根据权利要求1所述的内燃机，其特征在于，如此布置所述气缸工作面的中心区域(13)，即使得在所述内燃机(1)的运行期间，在该中心区域(13)处基本上构造有在所述气缸壁(7)和所述相关联的活塞(11)之间的流体动力的滑动轴承。3.根据权利要求1或2所述的内燃机，其特征在于，如此布置所述气缸工作面的上区域和/或下区域(15,22)，即使得在所述内燃机(1)的运行期间，在所述气缸工作面的上区域和/或下区域(15,22)处，在相应的滑动元件(19,25)和相关联的活塞(11)之间混合摩擦占优势，其中优选地设置成，在所述内燃机(1)的运行期间，在所述气缸工作面的上区域和/或下区域(15,22)处，在所述相应的滑动元件(19,25)和相关联的活塞(11)之间的摩擦系数处于0.01至0.06的范围中。4.根据前述权利要求中任一项所述的内燃机，其特征在于，所述气缸工作面的上区域(15)构造所述气缸工作面的上端部区域，和/或，所述气缸工作面的下区域(22)构造所述气缸工作面的下端部区域。5.根据前述权利要求中任一项所述的内燃机，其特征在于，如此布置所述气缸工作面的上区域(15)，即使得所述相关联的活塞(11)的外滑动壁至少在所述活塞(11)的上死点(OT)处与所述滑动元件(19)接触，其中优选地设置成，所述活塞(11)的外滑动壁至少在OT之前10°曲轴角至OT之后15°曲轴角的内燃机的曲轴角范围中与所述滑动元件(19)接触。6.根据前述权利要求中任一项所述的内燃机，其特征在于，如此布置所述气缸工作面的下区域(22)，即使得所述相关联的活塞(11)的外滑动壁至少在所述活塞(11)的下死点(UT)处与所述滑动元件(25)接触，其中优选地设置成，所述活塞(11)的外滑动壁至少在UT之前10°曲轴角至UT之后15°曲轴角的内...

【专利技术属性】
技术研发人员：P沙夫，S施密特，
申请(专利权)人：曼卡车和巴士股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE