[发明专利]用于减小往复活塞式内燃机活塞环组上的气压的减压装置

说明书

技术领域

本发明涉及根据独立权利要求的前序部分的、用于减小往复活塞式内燃机(Hubkolbenbrennkraftmaschine)的活塞环组(Kolbenringpaket)上的气压的减压装置(Reduziereinrichtung)、活塞、可拆卸的(demontierbaren)刮除环(Abstreifring)和气缸(Zylinder)、以及往复活塞式内燃机，尤其是二冲程大型柴油发动机。

背景技术

由现有技术可知的用于往复活塞式内燃机(例如二冲程大型柴油发动机)的、尤其地用于纵向扫气的二冲程大型柴油发动机的活塞，一般装备有由多个各在一活塞环槽中地相叠地布置的活塞环组成的组。典型地，视往复活塞式内燃机的大小、功率或结构型式而定或者视要求和特别的运行条件(机器在该运行条件下运行)而定，已知的活塞环组包括至少两个活塞环，然而在大多情况下包括三个、四个或甚至五个活塞环。

在此，活塞环满足完全不同的功能，例如在气缸的工作面上的润滑剂的分配和/或刮除、燃烧室相对于曲轴箱的密封、或者在纵向扫气的二冲程大型柴油发动机的情况中相对于贮气室(Receiverraum)的密封等等。

在纵向扫气的二冲程大型柴油发动机中，包括四个或五个用于燃烧室相对于活塞底侧的密封的活塞环的活塞环组的使用是典型的，该活塞底侧对着贮气室而定向，在扫气阶段开始时新鲜空气通过扫气口(Spuelschlitze)从该贮气室流到气缸的燃烧室中。取决于环状间隙，下面的活塞环强烈程度不同地受载(belastet)。在此，因为存在太多的具有相似的或相同的功能的活塞环，在下面的活塞环之间可能出现各种各样的不稳定性，其例如可能导致压力波动，压力波动在其方面又引起活塞运转中的不稳定性。

大型柴油发动机经常作为用于船的或甚至在固定的运行中的(例如用于驱动用于产生电能的大型发电机)驱动总成而被使用。在此，发动机一般在相当长的时间段上以连续运行的方式运转，这对运行可靠性和可用性提出了高的要求。因此，对于经营者(Betreiber)而言，尤其地长的检修间隔(Wartungsintervalle)，较少的磨损和燃料及生产原料的经济的处理(Umgang)是机器运行的重要的标准。尤其地，这样的大孔径低速运转的柴油发动机的活塞运转特性(Kolbenlaufverhalten)对于检修间隔的长度、可用性且(通过润滑剂消耗而同样直接地)对于运行成本并因此对于经济性而言是的决定性的因素。因此，气缸润滑的复杂问题对发动机而言也越来越重要，其中，尤其在大型柴油发动机中，气缸润滑通过往复运动的活塞中的润滑装置来进行或通过设置在气缸壁(Zylinderwand)中的润滑油喷嘴来实现。

在内燃机的运行中一再造成问题的一个要点是燃烧残余物(Verbrennungsrueckstaende)，其可沉积(ablagern)在发动机中的不同位置处。特别是，在通常利用重油来运行的二冲程大型柴油发动机中，燃烧残余物显示出了巨大的问题，因为所使用的推进燃料(即重油)装载有很多可能导致固态的、液态的和气态的各种类型的燃烧残余物的物质，其尤其地可在活塞处、在活塞环槽处，特别是还可在活塞冠处或在气缸处，优选地还可在上死点附近沉淀(absetzen)。

尤其地，为了刮除活塞冠的燃烧残余物的沉积物，例如在Waertsilae二冲程发动机中如下是已知的，即，在气缸衬里(Zylinderliner)的上部中设置所谓的抗磨环(Antipolishing Ring)。该环可例如实施成带有矩形的截面(Querschnitt)的薄壁的衬套(Buechse)，其通常具有与气缸自身的内直径相比更小的内直径。通过直径变窄，产生了用于刮除活塞冠处的沉积物的刮除效应。在此，抗磨环的内直径取决于活塞冠的直径，更确切地说特定地取决于活塞冠的在发动机运行中的最大的直径。因此，在已知的抗磨环中，目标在于将内直径设计得如此之窄，即，使得活塞冠和抗磨环之间的间隙尽可能地小，但是活塞冠并不在直接的接触中机械地擦过抗磨环。

显然，抗磨环的设计须服从许多妥协。在低的(tiefen)负载和较冷的活塞冠中，缝隙(即在活塞冠和抗磨环之间的间距)单是由于热膨胀效应就已比在高的负载中的要大。在此额外地还需考虑到，通常而言，气缸中的不同的部件，如气缸工作面、活塞、具体来说活塞环、活塞环槽然而还有活塞冠，都依赖于所完成的运行小时的数量而在周向方向和纵向方向上不同地磨损且因此不具有固定地被限定的直径。