Dieselmotor

Abstract

 Der Dieselmotor, mit Zylinderlaufbuchse (21), in welcher sich der Kolben (21) bewegt, weist einen Schieber (24) auf, welcher an das untere Ende der Zylinderlaufbuchse (21) angrenzt, und der mit der Zylinderlaufbuchse (21) ein Schieberventil bildet. Der Schieber (24) bewegt sich mit der Bewegung des Kolbens (20), im Bereich des unteren Totpunktes, von der Zylinderlaufbuchse (21) weg, wobei sich zwischen Zylinderlaufbuchse (21) und Schieber (24) eine ringartige Öffnung, der Spülspalt (210), für das Zuführen von Spülluft zum Kolbenraum (22) bildet. Der Spülspalt (210) schliesst sich wieder, wenn sich der Kolben (20) in Richtung zum oberen Umkehrpunkt hin bewegt. Diese neuartige Konstruktion des Dieselmotors eignet sich besonders für langsamlaufende, langhubige Zweitakt-Grossdieselmotoren mit Längsspülung und Kreuzkopf, wie sie bei Schiffen und für Kraftwerke zur Stromerzeugung verwendet werden. Bei der neuen Konstruktion kann die Stopfbüchsendichtung (12) zum Kurbelgehäuse enffallen, was eine niedrigere Bauweise des Motors ermöglicht.

Beschreibung

[0001] Die vorliegenden Erfindung bezieht sich auf einen Dieselmotor nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1.

[0002] Grosse Zweitakt-Dieselmotoren bisheriger Bauart (siehe dazu Fig. 1), wie sie in Schiffen und Kraftwerken verwendet werden, weisen meist einen Kreuzkopf auf. Zwischen Kurbelwelle und Kreuzkopf ist die sog. Schubstange angeordnet, welche die Kurbelwelle antreibt. Zwischen Kreuzkopf und Kolben ist die sog. Kolbenstange angeordnet, welche die lineare Hin- und Herbewegung des Kolbens auf den Kreuzkopf überträgt.

[0003] Moderne, grosse Zweitakt-Dieselmotoren haben meist eine Längsspülung des Arbeitszylinders. D.h. die Spülluft tritt über Spülschlitze in der Zylinderlaufbuchse in den Zylinderraum ein, sobald der Kolben sich unterhalb dieser Spülschlitze befindet. Die neue, unverbrauchte Spülluft durchströmt die Spülschlitze in der Zylinderlaufbuchse und den Brennraum und drängt die Abgase durch ein oder mehrere Auslassventile im Zylinderdeckel in das Auspuffsystem.

[0004] Wenn sich der Kolben oberhalb der Spülschlitze befindet, könnte die Spülluft ungehindert in den Kurbelgehäuseraum entweichen. Um dies zu verhindern, ist der unterhalb des Kolbens liegende Teil des Kolbenraumes mit einer als Stopfbüchse bezeichneten Dichtung abgedichtet. Die Kolbenstange läuft in dieser Stopfbüchse.

[0005] Bei Motoren mit ölgekühlten Kolben, wird das Kühlöl durch Kanäle in der Kolbenstange zum Kolben hin und wieder weggeführt.

[0006] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es u.a., einen Motor zu schaffen, bei welchem die Spülluft auch beim Fehlen einer Stopfbüchse nicht in den Kurbelgehäuseraum entweichen kann. Erfindungsgemäss weist ein derartiger Motor die Merkmale des Kennzeichnenden Teils des unabhängigen Anspruchs 1 auf. Die abhängigen Ansprüche beziehen sich auf vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.

[0007] Der neue Motor nach der Erfindung kann, beim Weglassen der Stopfbüchse niedriger gebaut werden. Dies ist insbesondere für Schiffsmotoren von Vorteil, wenn der Freiraum über dem Motor, der für Reparatur- und Servicearbeiten notwendig ist, kleiner sein kann. Wenn die Kolbenstange mehrteilig ausgeführt ist, wird der Aus- und Einbau bzw. Austausch der Kolbenstange auch bei niedrigem Freiraum über dem Motor möglich.

[0008] Der Dieselmotor, mit Zylinderlaufbuchse, in welcher sich der Kolben bewegt, weist einen Schieber auf, welcher an das untere Ende der Zylinderlaufbuchse angrenzt, und der gemeinsam mit der Zylinderlaufbuchse ein Schieberventil bildet. Der Antrieb des Schiebers, d.h. die Hin- und Herbewegung, bzw. die Auf- und Abbewegung erfolgt bei einem Dieselmotor nach der Erfindung mit einem separaten Antrieb, was zusätzliche Möglichkeiten für das Verbessern des Wirkungsgrades eröffnet.

[0009] Die variablen Steuerzeiten des Spülschiebers erlauben im Zusammenwirken mit einer variablen Steuerung des Auslassventiles die optimale Anpassung des Motors an die jeweilige Leistungs-/Drehzahlkombination bezüglich Brennstoffverbrauch und/oder Abgasemmissionen.

[0010] Variable Steuerzeiten des Spülschiebers erlauben z.B. die Verlängerung des Nutzhubes auf praktisch die volle theoretische Länge. Das Potential der Brennstoffverbrauchsersparnis dürfte bei Nennleistung bei etwa bei 3-4 g/kWh liegen.

[0011] Die variable Einstellung des Dralls mit einem vorgelagerten Leitapparat der in den Zylinder einfliessenden Spülluft erlaubt die optimale Anpassung des Motors an veränderte Betriebspunkte bezüglich Drehzahl/Leistung was nicht mit der Anpassung im tieferen Leistungsbereich zu verwechseln ist.

[0012] Der Betrieb des stopfbüchsenlosen Motors wird aber auch bezüglich Oelhaushalt und Oelpflege dem eines mittelschnelllaufenden Tauchkolbenmotors entsprechen. Es ist denkbar, dass die Zylinderschmierung nach dem Prinzip des ZA40S-Motors direkt durch den Kolben geschehen kann.

[0013] Die Zylinderlaufflächen kommunizieren auf der Kolbenunterseite nicht mehr mit dem Spülluftraum. Kondensate (Wasser, schweflige Säure) und rückschlagende Abgase benachbarter Zylinder haben keinen Zutritt mehr und können die Zylinderlaufflächen nicht mehr attackieren. Das Kolbenlaufverhalten wird sich demjenigen eines Tauchkolbenmotors angleichen. Als Tauchkolbenmotoren werden Motoren bezeichnet, in denen der Kolben die Abdichtung zwischen Verbrennungsraum und Kurbelraum übernimmt.

[0014] Die Pflege des Schmieröles muss, ähnlich wie bei mittelschnelllaufenden Tauchkolbenmotoren, intensiver erfolgen. Der Schmierölverbrauch dürfte unter Einbezug der Zylinderschmierung etwa gleich bleiben.

[0015] Der Schieber wird mit dem Antrieb, der z.B. hydraulisch sein kann von der Zylinderlaufbuchse weg bewegt, wenn sich der Kolben, im Bereich des unteren Totpunktes befindet. Dabei öffnet sich zwischen Zylinderlaufbuchse und Schieber eine ringartige Öffnung, der Spülspalt, durch welchen sog. Spülluft dem darüber befindlichen Zylinderraum zugeführt wird. Der Spülspalt wird mit dem separaten Antrieb wieder geschlossen, wenn sich der Kolben in Richtung zum oberen Umkehrpunkt hin bewegt.

[0016] Wenn für die Bewegung des Schiebers ein eigener Antrieb vorhanden ist, der von der Bewegung des Kolbens nicht abhängig ist, beispielsweise ein hydraulischer Antrieb (die funktionelle Abhängigkeit der Betätigung des Schiebers besteht selbstverständlich in gewissen Grenzen) wird es z.B. möglich, den Arbeitstakt (Nutzhub) des Motors zu verlängern bis sich der Kolben im Bereich des unteren Totpunktes befindet.

[0017] Bei einem Motor bisheriger Bauart, mit Spülschlitzen im Zylindereinsatz werden diese für die Spülluft auf jeden Fall freigegeben, wenn sich der Kolben im Arbeitstakt nach unten bewegt und die obere Kante des Kolbens die obere Kante der Spülschlitze erreicht und diese freigibt. Dies ist mit einem eigenen Antrieb des Schiebers nicht der Fall. Einerseits kann die Länge des Schiebers in Bewegungsrichtung des Kolbens so gewählt werden, dass sich die obere Kante des Kolbens selbst dann noch im Bereich des Schiebers befindet, wenn dieser am Zylindermantel anliegt und sich der Kolben im Bereich des unteren Totpunktes bewegt. Damit ist es möglich, den Arbeitstakt (Nutzhub) maximal zu verlängern.

[0018] Nach der Erfindung kann der Schieber vom Zylindermantel entfernt werden, wenn sich der Kolben im Bereich des unteren Totpunktes befindet. Die Spülluft kann durch den Schlitz zwischen Schieber und Zylindermantel in den Zylinderraum strömen. Wenn das Auslassventil auch geöffnet wird, wird der Zylinderraum mit Spülluft durchströmt und werden die Verbrennungsgase/Abgase durch das Auslassventil ausgestossen. Da die Funktion des Schiebers und des Auslassventils für den Motor eng miteinander verknüpft sind, kann es konstruktiv vorteilhaft sein, den beispielsweise hydraulischen Antrieb von Schieber und Auslassventil gemeinsam auszulegen. Die Hydraulik für Ventil und Schieber kann aber auch von einander vollständig unabhängig sein und von einer übergeordneten Steuerung betätigt werde.

[0019] Für den Spülschieber kann ein vom Werkstoff der Zylinderlaufbuchse verschiedener Werkstoff gewählt werden, so dass z.B. die zu bewegende Masse verkleinert wird.

[0020] Diese neuartige Konstruktion des Dieselmotors eignet sich besonders für langsamlaufende, langhubige Zweitakt-Grossdieselmotoren mit Längsspülung, wie sie bei Schiffen und für Kraftwerke zur Stromerzeugung verwendet werden. Bei der neuen Konstruktion kann die Stopfbüchsendichtung zum Motorraum entfallen, was eine niedrigere Bauweise des Motors ermöglicht.

[0021] Nachstehend wird die Erfindung anhand der schematischen Zeichnungen, welche die bisherige Konstruktion von Dieselmotoren und Ausführungsformen der Erfindung zeigen, näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1

in einem schematischen Schnitt eine bisherige Konstruktion eines Motors mit Spülschlitzen im unteren Teil der Zylinderlaufbuchse und mit einer Stopfbuchse;

Fig. 2 bis 4

in schematischen Schnitten den Motor mit Spülschieber, wobei an Hand verschiedener Positionen des Kolbens und des Schiebers im Zylinder die Arbeits- und Wirkweise des Motors erklärt wird.

Fig. 5 und 6

in einem schematischen Schnitt den Motor nach der Erfindung, mit einem hydraulischen Antrieb für den Spülschieber.

[0022] Beim Dieselmotor mit Kreuzkopf (nicht gezeigt) von Fig. 1 nach bisheriger konventioneller Bauart läuft der Kolben 10 in einer Zylinderlaufbuchse 11. Im untersten Teil weist die Zylinderlaufbuchse 11 Spülschlitze 110 auf, welche vom Kolben 10 freigegeben werden, wenn er sich im unteren Totpunkt befindet. Die Spülluft fliesst (Pfeil) dann vom Spülraum 110' in den Brennraum. Der unterhalb des Kolbens 10 liegende Teil des Spülraumes 110' ist gegen den Kurbelgehäuseraum, bzw. Motorraum 110" mit der Stopfbüchse 12 abgedichtet. Die Kolbenstange 13, welche zwischen Kolben und Kreuzkopf (nicht gezeigt) angeordnet ist, läuft in der Stopfbüchse 12.

[0023] Der Dieselmotor von Fig. 2 bis 4, mit Kreuzkopf (nicht gezeigt), ist nach der Erfindung konstruiert. Die Zylinderlaufbuchse 21 weist keine Spülschlitze auf am unteren Bereich. Hingegen ist unten, anschliessend an die Zylinderlaufbuchse 21 ein Spülschieber oder Schieber 24 vorhanden, der sich mit der Bewegung des Kolbens 20 nach unten und wieder nach oben bewegt. Dabei öffnet und schliesst sich der Spülspalt 210 zwischen Zylinderlaufbuchse 21 und Schieber 24, durch welchen die Zylinderlaufbuchse, Zylinderraum 22 und der Brennraum mit Spülluft durchströmt wird.

[0024] Zwischen Zylinderlaufbuchse 21 und Schieber 24 können Führungselemente 2124 (nur in Fig. 4 gezeigt) angebracht sein, welche als Führungs- und Halteelemente für die Kolbenringe 205 dienen. Dabei können, wie in Fig. 4 gezeichnet, die Führungselemente 2124 feststehend mit der Zylinderlaufbuchse 21 verbunden sein oder die Führungselemente 2124 am Schieber 24 befestigt sein und mit diesem die Hin- und Herbewegung mitmachen.

[0025] Am Kolben 20 ist ein ringförmiges Kolbenhemd 201 befestigt. Der Kolben 20 mit dem Kolbenhemd 201 ist mit der Kolbenstange 23 verbunden. Über einen Kanal 230 wird Kühlöl in das Innern des Kolbens 20 gepumpt. Die Düsen 202 spritzen das Öl in die Kühlbohrungen 203 im Boden des Kolbens 20. Statt wie bei den Motoren nach bisheriger Bauart, wo der Rücklauf für das Kühlöl z.B. in einem zweiten Kanal der Kolbenstange verläuft, ist es beim neuen Motor nach der Erfindung möglich, das Kühlöl durch Ablaufkanäle 204 direkt für die Schmierung der Zylinderlauffläche zu nutzen und dann in den Motorraum rückzuführen. In der Fig. 2 einerseits und in den Fig. 3 und 4 anderseits sind die Ablaufkanäle 204 verschieden angeordnet.

[0026] An Hand der Fig. 2 bis 4, welche schematisch einen neuen Dieselmotor nach der Erfindung zeigen, wird die Bewegung und die Wirkungsweise des Schiebers 24 erläutert. Der Kolben 20 bewege sich in den Fig. 2 bis 4 nach unten, bzw. in den Fig. 4 bis 2 umgekehrt nach oben.

[0027] Das hier beschriebene Prinzip folgt der Idee, bei Zweitakt-Kreuzkopfmotoren die Abdichtung des Spülluftraumes gegen den Kurbelgehäuseraum anstelle der Kolbenstangenstopfbüchse mit einem beweglichen Schieber 24 vorzunehmen. Im Gegensatz zur bisher bekannten Konstruktionen mit den Spülschlitzen 110 (Fig. 1) am unteren Ende der Zylinderlaufbuchse 11 übernimmt der Spülschieber 24, sozusagen als bewegliche untere Verlängerung der Zylinderlaufbuchse 21, in Verbindung mit der Bewegung des Kolbens 20 die Funktionen der Spülschlitze und der Kolbenstangenstopfbüchse.

[0028] Am unteren Ende der Zylinderlaufbuchse 21 befindet sich der in Längsachse des Zylinders bewegliche Spülschieber 24. Der Schieber 24 wird mit der ringraumförmig ausgebildeten Luftfeder 209 gegen und an das untere Ende der Zylinderlaufbuchse 21 gepresst.

[0029] Bewegt sich der Kolben 20 mit der unteren Steuerkante 206 auf die Gegenkante 241 des Schiebers zu, so beginnt sich der Schieber 24 allmählich mit dem Kolben 20 zu bewegen. Der sich mit dem Kolben 20 bewegende Schieber 24 bewegt sich von der Zylinderlaufbuchse 21 weg nach unten. Zwischen Zylinderlaufbuchse 21 und Schieber 24 öffnet sich ein Ringspalt 210, durch den die Spülluft (Pfeil) vom Spülluftraum 211 in den Zylinderraum 22 bzw. Brennraum einströmen kann. Wenn im Motorstillstand der Schieber 24 infolge Ausfall der Luftfeder 209 nach unten sinkt, kann der Ringpalt durch Führungsstege 2124 überbrückt werden, die das Ausfedern der Kolbenringe 205 im Ringspalt 210 verhindern. Wenn keine Führungsstege 2124 vorhanden sind, ist das Ausfedern der Kolbenringe 205 in den Ringspalt 210 nur möglich, wenn die Luftfeder 209 ausfällt.

[0030] Das Abdichten des Spülluftraumes 211 mit dem Spülluftdruck gegen den Kurbelgehäuseraum, d.h. den Triebwerkraum, mit Luft von atmosphärischem Druck, erfolgt während dem Spülvorgang durch den sich im Bereich des Schiebers 24 befindenden Kolben 20.

[0031] Bewegt sich der Kolben 20 wieder in Richtung zum oberen Totpunkt, so folgt der Schieber 24, der von der Luftfeder 209 angetrieben wird, dem Kolben 20 und schliesst den Spülspalt 210 wieder. Während der Kolben 20 sich in der Zylinderlaufbuchse 21 weiter in Richtung hin zum oberen Totpunkt bewegt, stösst der Schieber 24 verzögert und gedämpft unten an die Zylinderlaufbuchse 21. Der Ringspalt 210 für die Spülluft ist damit wieder geschlossen. Der Spülluftraum 211 bleibt gegen den Kurbelgehäuseraum bzw. den Motorraum ständig getrennt.

[0032] Der Schieber 24 folgt im gezeigten Beispiel, angetrieben von der Luftfeder 209, dem Kolben 20. Der Schieber 24 könnte aber auch mit einer hydraulischen Antriebseinrichtung (auf Fig. 3 nicht gezeigt), angetrieben werden.

[0033] Nachfolgend werden der Beschleunigungs- und Verzögerungsvorgang des vom Kolben angetriebenen Schiebers 24 in Einzelheiten beschrieben. Die Beschleunigung des Schiebers 24 auf die Geschwindigkeit des Kolbens 20 auf erfolgt, während sich das im Dämpfungsraum 207 befindende Schmieröl und eventuell vorhandenen Spülluft, durch die Spalten aus dem Ringraum 207 verdrängt wird.

[0034] Die Verzögerung des Schiebers 24 während dem Schliessvorgang von Kolbengeschwindigkeit auf die zulässige Aufsetzgeschwindigkeit für den Schieber 24 auf die Zylinderlaufbuchse 21 erfolgt mit Hilfe des mit Druckluft gefüllten Dämpfungsraumes 243, nachdem die Kante 242 das Volumen des ringformartigen Dämpfungsraumes 243 geschlossen hat.

[0035] Der Schieber 24 ist so konstruiert, dass die obere und die untere Seite mit Spülluft beaufschlagt sind. Wenn die obere und die untere Seite in Bewegungsrichtung gleiche projizierte Flächen aufweisen, wird der Einfluss der Spülluftdruckes und insbesondere jede Änderung neutralisiert, d.h. sie bleiben ohne Einfluss auf die Bewegung des Schiebers 24. Die Bewegung des Schiebers 24 kann durch ungleich grosse projizierte Flächen, was zu einer resultierenden Kraft auf den Schieber 24, in der einen oder in der entgegengesetzt anderen Richtung führt, auch in einer gewünschten Weise beeinflusst werden.

[0036] Dem Spülspalt 210 mit den vertikalen Führungsstegen kann ein verstellbarer Kranz von Leitblechen vorgelagert sein. Der in den Zylinderraum 22 einströmenden Spülluft kann damit ein dem jeweiligen Betriebszustand angepasster Drall vermittelt werden.

[0037] Über die Kolbenstange 23 wird dem Arbeitskolben 20 vom Kreuzkopf her Schmieröl zugeführt, welches der Kühlung dient. Das kühlende Öl wird nicht mehr in der Kolbenstange 23 zurückgeführt, sondern verlässt den Kolben 20 durch die Kanäle 204.

[0038] Die Zylinderlauffläche wird dadurch intensiv mit Schmieröl benetzt. Dieses fliesst an der Innenwand der Zylinderlaufbuchse 21 und des Schiebers 24 in das Kurbelgehäuse des Motors zurück. Das abfliessende Schmieröl bildet nach dem Vorbeigleiten der Steuerkante 206 des Kolbenstützrings 208 an der Gegenkante 241 des Schiebers 24, zusammen mit der Luft im nun geschlossenen Dämpfungsvolumen 207 unterhalb des Kolbenhemdes 201 ein dämpfendes Gemisch. Das Kolbenhemd 201 dient als Zentrierelement zwischen dem Kolben 20 und dem Kolbenstützring 208 und trägt einen Ölabstreifring.

[0039] Der Wegfall der Kolbenstangenstopfbüchse 12 (Fig. 1) ermöglicht bei Motoren mit einem Hub-Bohrungsverhältnis von etwa 4 : 1 die Reduktion der Bauhöhe des Motors um etwa 30 % der Grösse der Zylinderbohrung, bei sonst unveränderten Abmessungen (relative Schubstangenlänge). Die Länge der Zylinderlaufbuchse 21 kann durch den Wegfall der Spülluftschlitze um etwa 85 % der Zylinderbohrung reduziert werden.

[0040] Die Verbindungsschrauben zwischen der Kolbenstange 23 und dem Kolbenstützring 208 sind vom Kurbelgehäuse her gut zugänglich. Die Verbindung kann für Ueberholungsarbeiten gelöst werden, wodurch sich der Ausbau der Kolbenstange erübrigt. Die Kolbenausbauhöhe verringert sich damit theoretisch um die Länge der Kolbenstange.

[0041] Der Wegfall des innenliegenden Schmieröl-Ablaufrohres vereinfacht zudem die Konstruktion der Kolbenstange 23. Diese kann mit dazwischen liegenden Flanschverbindungen auch mehrteilig gebaut werden.

[0042] Schliesslich ist es ohne weiteres möglich, Zylinderlaufbuchse 21 und Schieber 24 aus verschiedenen Werkstoffen zu fertigen. So kann beispielsweise der Schieber 24 aus einem Werkstoff gefertigt sein, der gegen die im unteren, eher kühlen Teil auftretenden chemisch korrosiven Säuren wie schwefliger Säure besonders resistent ist. Obschon die Zylinderlaufbuchse 21 als separates Bauteil beschrieben ist, könnte die Zylinderlaufbuchse natürlich auch Teil des Motorblocks sein. Wenn im Zusammenhang mit Zylinderlaufbuchse 21 oder Kolben 20 von unten und oben gesprochen wird, soll damit, wie im Motorenbau üblich, der obere Totpunkt des Kolbens 20 als oben liegend und der untere Totpunkt des Kolbens 20 als untenliegend gemeint sein, dies unabhängig von der wirklichen Lage der Zylinder. Die Erfindung ist für Motoren, unabhängig von der Zahl der Zylinder geeignet.

[0043] Im gezeigten Beispiel ist die ringartige Öffnung, der Ringspalt 210 mit ebenen Begrenzungsflächen am Schieber 24 und an der Zylinderlaufbuchse 21 gezeigt. Die Trennfläche zwischen Zylinderlaufbuchse 21 und Schieber 24 könnte aber beispielsweise auch über den Umfang betrachtet wellenförmig, zick-zack-artig verlaufen. Ebenso wäre es denkbar, die Trennfläche, radial betrachtet, beispielsweise treppenartig oder wellig auszubilden.

[0044] Bei dem in Fig. 5 und Fig. 6 gezeigten Motor erfolgt der Antrieb des Spülschiebers 24 mit Hydraulikkolben 25.

[0045] Der Spülschieber 24 wird durch die Luftfeder 26 an die Steuerkante 2421 am unteren Ende der Zylinderlaufbuchse 21 gepresst und schliesst den Spülluftraum 211 gegen den Kurbelgehäuseraum 218 ab, solange der Spülschieber 24 in dieser Position verharrt. Der Spülluftraum 211 bleibt somit gegen das Kurbelgehäuse 218 während des Kompressions-/Expansionshubes geschlossen. Das Verhalten ist demjenigen der klassischen Tauchkolbenmotoren gleichzusetzen.

[0046] Nähert sich der Kolben 20 dem unteren Totpunkt, so beginnt sich im Normalbetrieb der Spülschieber 24, angetrieben durch am Umfang im Steuergehäuse angeordnete Hydraulikkolben 25, zu bewegen. Der Spülschieber 24 löst sich von der Steuerkante 2421 der Zylinderlaufbuchse 21 und öffnet einen Ringspalt 210, durch den die Spülluft vom Spülluftraum 211 her in den Zylinderraum einströmen kann.

[0047] Der Ringspalt 210 kann durch Führungsstege 2124 überbrückt werden, die das Ausfedern der Kolbenringe im Übergang zwischen den Gleitflächen der Zylinderlaufbuchse 21 und dem Spülschieber 24 verhindern, dies auch für den Fall, wenn der Spülschieber 24 im Motorstillstand bei entlasteter Luftfeder 26 absinkt und die Führung des Ringpaketes nicht mehr direkt gewährleisten kann.

[0048] Während des Spülvorganges wird die Abdichtung des Spülluftraumes 211 gegen das Kurbelgehäuse 218 durch das Ringpaket des Kolbens 20 wahrgenommen. Bewegt sich der Kolben 20 wieder in Richtung oberer Totpunkt, so muss der Spülschieber 24 wieder auf die Steuerkante 2421 der Zylinderlaufbuchse 21 auftreffen, sobald der Kolben 20 mit der Oberkante die Steuerkante 2421 überlaufen hat.

[0049] Unterhalb der verstellbaren Leitbleche 212 befindet sich ein ringförmiger Schmutzölsammler 224, der durch vertikale Schächte direkt zum Spüldruckausgleichsgehäuse 8 führt und der Ableitung des sich sammelnden Schmutzöles dient.

[0050] Der Spülschieber 24 wird durch eine hydraulisch gesteuerte Oelsäule mit dem Aktuatorkolben 25, z.B. gleich wie das Auslassventil (nicht gezeichnet), bewegt. Es besteht die Möglichkeit, die Oeffnungszeiten des Spülschiebers 24 variabel zu halten.

[0051] Über die Kolbenstange 23 wird dem Kolben 20 vom Kreuzkopf her Schmieröl zugeführt, welches der Kühlung der Kolbenkrone gleich wie bei konventionellen Motoren dient. Das kühlende Schmieröl wird, im Gegensatz zur konventionellen Bauart, nicht mehr in der Kolbenstange 23 zurückgeführt, sondern verlässt den Arbeitskolben 20 durch den Kolbenstützring 204 und fliesst an der Zylinderlaufbuchse 21, am Spülschieber 24 und am Spüldruckausgleichsgehäuse vorbei in das Kurbelgehäuse zurück. Das Öl dient der Schmierung des Kolbenhemdes 201 und der Kolbenringe. Es konserviert die Zylinderbuchsenlauffläche.

[0052] Der Spülschieber 24 ist auf der oberen Seite durch die Ringfläche der Durchmesser (d₂-d₀) mit dem Spülluftdruck beaufschlagt. Er ist auch auf der unteren Seite durch die gleiche Ringfläche (d₂ - d₀), gebildet durch das Spüldruckausgleichsgehäuse (8), mit dem Spülluftdruck beaufschlagt. Am Spülschieber 24 greifen damit gleiche Kräfte Spülluftdruck in entgegengesetzter Richtung an, die sich gegenseitig aufheben die Dynamik des Spülschiebers 24 wird damit nicht beeinflusst nicht.

[0053] Dem Spülspalt 210 ist ein verstellbarer Kranz von Leitblechen 212 radial vorgelagert. Der in den Zylinder einströmenden Spülluft kann ein dem jeweiligen Betriebspunkt angepasster Drall vermittelt werden.

[0054] Das Kolbenhemd 201 dient als Zentrierung zwischen der Kolbenkrone und dem Kolbenstützring und ist, ähnlich den Viertaktmotoren von konventioneller Bauart, mit einem Oelabstreifring ausgerüstet.

[0055] Der Wegfall der Kolbenstangenstopfbüchse ermöglicht bei Motoren mit einem Hub-Bohrungsverhältnis um 4:1 bei sonst unveränderten Hauptabmessungen die Reduktion der Bauhöhe um etwa 0.35 d₀. Die Länge der Zylinderlaufbuchse 21 kann durch den Wegfall der Spülluftschlitze gegenüber der konventionellen Bauart um etwa 0.85 d₀ verkürzt werden.

[0056] Die Verbindungsschrauben zwischen der Kolbenstange 23 und dem Kolbenstützring 208 werden durch den Wegfall der Kolbenstangenstopfbüchse im Gegensatz zur konventionellen Bauart, vom Kurbelgehäuse her verhältnismässig gut zugänglich. Für Überholungsarbeiten kann die Verbindung vom Kurbelgehäuse 18 her gelöst werden, wodurch sich der Ausbau der Kolbenstange 23 erübrigt. Die Kolbenausbauhöhe verringert sich damit auf das kleinstmögliche Mass. Die Einsparung an Ausbauhöhe entspricht theoretisch der Länge der Kolbenstange (4 bis 5d₀).

[0057] Der Wegfall des innenliegenden Schmieröl-Ablaufrohres vereinfacht die Konstruktion der Kolbenstange 23. Diese kann zur Wahrung der vorteilhaften niedrigen Ausbauhöhe mit einer zwischenliegenden Flanschverbindung zweiteilig ausgeführt werden.

[0058] Der Dieselmotor, insbesondere ein derartiger Zweitakt-Grossdieselmotor, umfasst eine Zylinderlaufbuchse 21, in welcher sich der Kolben 20 hin und her bewegt. Der Schieber 24, welcher an das untere Ende der Zylinderlaufbuchse 21 angrenzt bildet mit der Zylinderlaufbuchse 21 ein Schieberventil, wobei sich der Schieber 24 mit der Bewegung des Kolbens 20, von der Zylinderlaufbuchse (21) weg bewegt und sich dabei, zwischen Zylinderlaufbuchse (21) und Schieber (24) eine ringartige Öffnung (210) für das Zuführen von Spülluft zum Zylinderraum (22) bildet, die sich wieder schliesst, wenn sich der Kolben (20) in Richtung zum oberen Umkehrpunkt hin bewegt.

[0059] Der Schieber 24 kann vom Kolben 20 zur Hin- und Herbewegung angetrieben werden. Zwischen dem Kolben 20 und Schieber 24 ist eine erste Feder- und/oder Dämpfungseinrichtung 206 angeordnet und es sind weitere Feder- und/oder Dämpfungseinrichtungen 207 vorhanden sind, welche die Hin- und Herbewegung des Schiebers 24 in Bewegungsrichtung federnd unterstützten oder hemmen, und/oder dämpfen. Die Feder- und/oder Dämpfungseinrichtungen 206 kann wenigstens teilweise pneumatisch und/oder hydraulisch arbeiten. Mehrere Feder- und/oder Dämpfungseinrichtungen 207 können mit Spülluft des Motors beaufschlagt sein. Der Schieber 24 wird beispielsweise mit Führungsteilen 2124 gegenüber der Zylinderlaufbuchse 21 geführt.

[0060] Die Trennfläche zwischen Schieber 24 und Zylinderlaufbuchse 21 kann ringartig oder wellig ausgebildet sein. Schieber 24 und Zylinderlaufbuchse 21 können aus verschiedenen Werkstoffen gefertigt sein. In der Spülluftzuführung 211 zum Zylinderraum und Verbrennungsraum 22 können Leitschaufeln 212, mit vorzugsweise verstellbaren Leitschaufeln angeordnet sein Bei einem Dieselmotor mit ölgekühlten Kolben 20 können Rücklaufkanälen 204 im Kolben 20 vorgesehen sein, die direkt in den Zylinderraum, bzw. in das Kurbelgehäuse unterhalb des Kolbens 20 führen.

Ansprüche

1. Dieselmotor, insbesondere Zweitakt-Grossdieselmotor, mit Zylinderlaufbuchse (21), in welcher sich der Kolben (20) bewegt, gekennzeichnet durch einen Schieber (24), welcher an das untere Ende der Zylinderlaufbuchse (21) angrenzt, und der mit der Zylinderlaufbuchse (21) ein Schieberventil bildet, und mit einem vom Kolben (20) unabhängigen Antrieb für den Schieber (24) mit welchem der Schieber (24) von der Zylinderlaufbuchse (21) weg und wieder hin bewegt wird wobei sich bei der Wegbewegung, zwischen Zylinderlaufbuchse (21) und Schieber (24) eine ringartige Öffnung (210) für das Zuführen von Spülluft zum Zylinderraum (22) bildet, die sich wieder schliesst, wenn der Schieber (24) sich wieder zur Zylinderlaufbuchse hin bewegt.

2. Dieselmotor nach Anspruch 1, mit einem hydraulischen Antrieb für die Hin- und Herbewegung des Schiebers (24) zur von der Zylinderbuchse (21) weg und wieder zu dieser hin.

3. Dieselmotor nach Anspruch 1 oder 2 mit variabler Steuerung für das Auslassventil, bei welchem die Hin- und Herbewegung des Schiebers in Abhängigkeit von der Lage des Auslassventils oder umgekehrt, das Auslassventil in Abhängigkeit von der Lage des Schiebers betätigt wird.

4. Dieselmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welchem die Bewegung des Schiebers (24) weg von der Zylinderlaufbuchse (21) spätestens im Bereich des unteren Totpunktes des Kolbens beginnt und die Bewegung des Schiebers (24) wieder hin zur Zylinderlaufbuchse (21) abgeschlossen ist, wenn die obere Kante des Kolbens (20), beim Kompressionstakt den unteren Rand der Zylinderlaufbuchse (21) passiert hat.

Zeichnung