(57)【要約】【課題】特にピストン上死点近くで燃焼室／ピストン下側間のシールを改善する装置を提供する。また、作動時にピストンリング・パッケージに作用するガス圧を低減し、作動状態や関与する構成要素の摩耗状態とは無関係に、ピストン上死点近くでピストンヘッド／アンチポリッシング・リング間の最適シールが常に自動的に達せられるようにする。【解決手段】掻き落とし装置５とピストンヘッド２３とが、停止温度時に、前設定可能な角度αで少なくとも部分的に互いに傾斜するように構成かつ相互配置され、これによって、上死点ＯＴ近くでピストンヘッド２３が掻き落とし装置５と協働するさい、ピストンリング・パッケージ２２に作用するガス圧Ｐの低減が自動的に調整されるようにした。【選択図】図１ｂ
2010242761.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
往復動機関の作動時、ピストン（２）のリング区域（２１）に配置されたピストンリング・パッケージ（２２）に作用するガス圧（Ｐ）を低減する低減装置であって、ピストン（２）が、リング区域（２１）に隣接するピストンヘッド（２３）を含み、該ピストンヘッドが、組み付け状態では往復動機関の燃焼室側に位置し、作動状態ではピストン（２）がシリンダ（４）の縦軸線（Ｌ）に沿って往復動可能に配置されていることにより、ピストンヘッド（２３）が、シリンダ（４）内での運動の上死点（ＯＴ）近くで、シリンダ壁（４１）に設けられた掻き落とし装置（５）と協働して、燃焼残渣（６）を制御しつつ掻き落とし、更に、前記低減装置が切り欠き（１００）形式に構成されており、それによって、低減装置への燃焼残渣（６）の付着が制御される形式のものにおいて、
掻き落とし装置（５）とピストンヘッド（２３）とが、停止温度時に、予め設定可能な角度（α）で少なくとも部分的に互いに傾斜するように構成かつ相互配置されており、これによって、ピストンリング・パッケージ（２２）に作用するガス圧（Ｐ）が、上死点（ＯＴ）近くでピストンヘッド（２３）が掻き落とし装置（５）と協働するさい、自動的に調整可能に低減されることを特徴とする、ガス圧の低減装置。
【請求項２】
前記ピストンヘッド（２３）が燃焼室（３）に向かって先細の形状を有する、請求項１記載の低減装置。
【請求項３】
前記ピストンヘッド（２３）が燃焼室（３）に向かって拡大する形状を有する、請求項１又は請求項２記載の低減装置。
【請求項４】
前記掻き落とし装置（５）が燃焼室（３）へ向かって先細の形状を有する、請求項１から請求項３までのいずれか１項記載の低減装置。
【請求項５】
前記掻き落とし装置（５）が燃焼室（３）に向かって拡大する形状を有する、請求項１から請求項４までのいずれか１項記載の低減装置。
【請求項６】
前記切り欠き（１００）が掻き落とし装置（５）に設けられている、請求項１から請求項５までのいずれか１項記載の低減装置。
【請求項７】
前記切り欠き（１００）がピストンヘッド（２３）に設けられている、請求項１から請求項６までのいずれか１項記載の低減装置。
【請求項８】
前記切り欠き（１００）が、縦軸線を中心として周回する溝（１００）の形式、特に縦軸線（Ｌ）を螺旋状に周回する溝（１００）の形式に構成されている、請求項１から請求項７までのいずれか１項記載の低減装置。
【請求項９】
前記周回する溝（１００）が複数である、請求項１から請求項８までのいずれか１項記載の低減装置。
【請求項１０】
前記掻き落とし装置（５）が、取り外し可能な掻き落としリング（５）としてシリンダ壁（４１）に備えられている、請求項１から請求項９までのいずれか１項記載の低減装置。
【請求項１１】
前記切り欠き（１００）が、取り外し可能なピストンヘッド・リングに設けられている、請求項１から請求項１０までのいずれか１項記載の低減装置。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１までのいずれか１項記載の低減装置（１，１００）を有するピストン。
【請求項１３】
請求項１から請求項１１までのいずれか１項記載の低減装置（１，１００）を有する取り外し可能な掻き落としリング。
【請求項１４】
請求項１３記載の取り外し可能な掻き落としリング（５）を有するシリンダ。
【請求項１５】
請求項１から請求項１１までのいずれか１項記載の低減装置（１，１００）、及び／又は請求項１２記載のピストン、及び／又は請求項１４記載のシリンダを有する往復動機関、特に２サイクル大型ディーゼル機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、往復動機関のピストンリング・パッケージと、ピストンと、取り外し可能な掻き落としリングと、シリンダとに加わるガス圧の低減装置、並びに独立請求項の上位概念部分に記載の往復動機関、特に２サイクル大型ディーゼル機関に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
往復動機関用、例えば２サイクル大型ディーゼル機関用、特にユニフロー掃気式２サイクル大型ディーゼル機関用の、従来技術により公知のピストンは、通例、各ピストンリング溝内に上下に配置された複数ピストンリングから成るパッケージを備えている。通常、公知のピストンリング・パッケージは、少なくとも２個のピストンリングから成るが、大抵は、往復動機関の出力の大きさ又は構造に応じて、又は機関の作動に対する要求及び特殊な作動条件に応じて、３個、４個、更には５個から成っている。複数のピストンリングは、その場合、全く異なる機能を有している。例えば、シリンダ滑り面での潤滑油の分配及び／又は掻き落とし、クランクケースに対する燃焼室のシール、ユニフロー掃気式２サイクル大型ディーゼル機関の場合には、受容室に対するシール等である。
【０００３】
通常、ユニフロー掃気式２サイクル大型ディーゼル機関の場合、受容室に向いたピストン下側に対し燃焼室をシールするための４個又は５個から成るピストンリング・パッケージが使用される。受容室からは、掃気段階の始めに掃気口を通って新気がシリンダ燃焼室内へ流入する。リング・ジョイントに応じて、下側の複数ピストンリングには、多少の差はあれ著しい負荷がかかる。その場合、下側ピストンリング間には、往々にして異なる不安定状態が生じ、それらの不安定状態が、例えば圧力変動を生じさせ、この圧力変動が、またピストンの不安定な動作を引き起こす。これは、類似の又は等しい機能を有するピストンリングが多過ぎるからである。
【０００４】
大型ディーゼル機関は、しばしば、船舶の駆動装置として、又は定置の駆動装置、例えば電気エネルギーを発生させるための大型発電機の駆動装置として使用される。その場合、機関は、かなり長時間にわたって連続稼働をするため、作動の安全性および有効性に対して高い要求が課せられている。したがって、操業者にとっては、保守間隔が長いこと、摩耗が小さいこと、燃料及び作動物質に関して経済的であることが、機関の稼働の中心的基準となる。とりわけ、シリンダ穴が大きい緩速ディーゼル機関のピストンの動作は、保守間隔の長さや有効性に、また潤滑油消費の点で直接に稼働費用に、ひいては経済性に係わる決定的な要因である。このため、機関のシリンダ潤滑の複合的問題が、次第に重要な意味を持つようになっている。そのさい、特に大型ディーゼル機関の場合、シリンダの潤滑は、往復動するピストン内の潤滑装置により行われるか、又はシリンダ壁内に設けられた潤滑油ノズルによって行われる。
【０００５】
内燃機関の作動時に再三問題になる点は、エンジン内の異なる箇所に付着する燃焼残渣である。とりわけ、重油で運転されることが多い２サイクル大型ディーゼル機関の場合には、燃焼残渣が大きな問題となる。なぜなら、使用燃料、つまり重油は、固体、液体、気体、あらゆる種類の燃焼残渣を発生させる多くの物質を含有し、それらの残渣が、特にピストン、ピストンリング溝に付着し、とりわけピストンヘッド又はシリンダにも、特に上死点の近くで付着するからである。
【０００６】
特にピストンヘッドの燃焼残渣を掻き落とすために、例えばバルチラ（Ｗａｅｒｔｓｉｌａｅ）社の２サイクル機関の場合、シリンダライナーの上部にいわゆるアンチポリッシング・リングを備えることが知られている、このリングは、例えば長方形断面を有する薄壁スリーブとして構成され、通常、シリンダ自体の内径より小さい内径を有している。この縮径によって、ピストンヘッドのところで掻き落とし効果が発生する。アンチポリッシング・リングの内径は、その場合、ピストンヘッドの直径、しかもエンジン作動時のピストンヘッドの最大直径によって決められる。したがって、公知のアンチポリッシング・リングの場合、その内径を、ピストンヘッドとリングとの間隙ができるだけ小さくなるように、しかもピストンヘッドがリングと機械的に直接接触しないように設計することが求められる。
【０００７】
アンチポリッシング・リングの構成のさいには、極めて多くの点で妥協せざるを得ないことは明らかである。負荷が低く、ピストンヘッドが冷えている場合には、熱膨張効果が低いため、それだけで遊び、つまりピストンヘッド／リング間隔が、高負荷の場合より大となる。その場合、付加的に考えねばならないのは、一般に、シリンダ内の種々の構成要素、例えばシリンダ滑り面、ピストン、特にピストンリング、ピストンリング溝が、ピストンヘッドも含めて、周方向にも縦方向にも作動時間数に応じて様々に摩耗し、このため一定不変の直径を有さない点である。
したがって、従来技術による公知機関の場合、アンチポリッシング・リングとピストンヘッドとが、あらゆる作動条件下で、また関与する構成要素の全有効寿命にわたって、最適に協働するわけではないことが明らかである。
【０００８】
とりわけ、アンチポリッシング・リングとピストンヘッド双方を上死点近くで協働させて実際にシールしようとする場合、どのような場合でも、双方の間に最適シール効果が保証されるとは限らない。燃焼残渣の掻き落としのほかに、アンチポリッシング・リング／ピストンヘッド対の重要な役割は、圧縮行程時、つまりは燃料点火時にピストン上死点近くでシリンダ燃焼室内に発生する極めて高いガス圧をピストンの下側に対し、ひいては特にピストンヘッド下方のピストンリング・パッケージに対してシールすることである。
【０００９】
したがって、特に保証されねばならないのは、燃焼室内に上死点近くで発生する圧力エネルギーを出来るだけ完全に利用可能にし、利用されないままガス流形態でピストンを擦り抜けてシリンダの下部へ、かつまた受容室内へ流入する部分がないようにすることである。加えて、アンチポリッシング・リング／ピストンヘッド間のシールが不十分な場合には、ピストンを擦り抜けて下方へ流れるガス流によって、燃焼残渣の付着物から個々の粒子が制御不能に剥奪されて、例えばシリンダ下部のシリンダ滑り面に往々にして付着し、それによって、もとよりシリンダ潤滑油が汚染され、最悪の場合には、掻き疵等の損傷を生じる危険が常に存在する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の課題は、したがって、特にピストン上死点近くで燃焼室／ピストン下側間のシールの改善を補助する装置を提供することである。特に、本発明の課題は、作動時にピストンリング・パッケージに作用するガス圧を低減し、しかも、作動状態又は関与する構成要素の摩耗状態とは無関係に、ピストン上死点近くでピストンヘッド／アンチポリッシング・リング間の最適シールが常に自動的に達成されるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この課題を解決する本発明の主題は、独立請求項に記載の特徴を有している。
従属請求項は、本発明の特に好ましい実施例に関係するものである。
【００１２】
本発明は、したがって、往復動機関の作動時に、ピストンリング区域に配置されたピストンリング・パッケージに作用するガス圧の低減装置に関するものである。ピストンは、その場合、ピストンリング区域に隣接するピストンヘッドが含まれ、ピストンヘッドは、組み付け状態では往復動機関の燃焼室側に位置している。ピストンは、作動時、シリンダ長手軸線に沿って往復動するように配置されており、それにより、ピストンのピストンヘッドは、シリンダ内での運動の上死点近くで、シリンダ壁に設けた掻き落とし装置と協働して燃焼残渣の掻き落としを制御する。この場合、ガス圧低減装置は切り欠き形式に構成されており、低減装置への燃焼残渣の付着を制御可能である。本発明による掻き落とし装置とピストンヘッドとは、少なくとも停止温度時に、予め設定可能の角度で少なくとも部分的に互いに傾斜するように構成かつ相互配置され、それにより上死点近くでピストンヘッドが掻き落とし装置と協働するさい、ピストンリング・パッケージに作用するガス圧が自動的に調節可能に低減される。
【００１３】
「停止温度」の概念は、この場合、非作動状態で十分に長い間待機した後にエンジンが示す温度という意味である。したがって、停止温度とは、エンジンが十分に長時間停止して、事実上周囲温度と等しい場合には、事実上周囲温度と理解してよい。周囲温度と区別するには、エンジン又はエンジンの種々の部分の作動温度を知らねばならない。当業者には周知のように、作動温度とは、エンジン又はエンジンの個々の部分が作動状態で示す温度である。
本発明にとって重要な利点は、シリンダ、つまり掻き落とし装置又はガス圧低減装置とピストンヘッドとの間の断面（間隔）が変化する点である。
【００１４】
構成部材、すなわち掻き落とし装置、つまり低減装置とピストンヘッドとは、常温状態では、つまり停止温度時には、互いに平行にならないように構成するのが好ましい。その場合、掻き取り装置、つまり低減装置とピストンヘッドとの対向面は、例えば球形、波形、段階形式のいずれかに構成できる。
ピストンヘッドは、好ましくは、燃焼室方向に向かって先細の円錐形状を有し、掻き落としリングは、変形度に応じて、燃焼室に向かって閉じるか、又はその逆の形状を有している。別の実施例では、言うまでもなく、双方の対向面のうちの一方のみが、好ましくはピストンヘッドが変化する断面を有することができる。
【００１５】
その場合、本発明の特別な利点は、構成要素が作動時に加熱される結果、切り欠き形式、例えば溝形式に付形された面又は付形されていない面が最適形式で対向し、それにより所望のシールが、例えば残渣の付着した切り欠き又は付着していない切り欠きのラビリンスにより実現する点である。
そのさい、燃焼室に向かって閉じる断面、特に縮小する断面により、残渣の付着の無い、より良好なシールが生じる。これは最小断面が燃焼室に最も近くに位置するからである。
燃焼室に向かって開いている断面、特に拡大する断面は、これに対し、煤粒子のより急速な付着を生じさせるが、これは、予想される温度上昇と断面の増大のためである。
【００１６】
縮小する又は拡大する断面は、好ましくは、通常、垂線に対し、またシリンダ長手軸線に対し、約０．２３８°〜０．７°の角度を有している。
特に、本発明により、アンチポリッシング・リングの内径は、複数の周方向溝、又は多少の差はあれ細かいネジ山を備えている。この種の切り欠き又は別の幾何形状に構成された切り欠きの機能は、とりわけ、ラビリンス効果を生じさせ得る点にある。ラビリンス効果は、自体公知のシール効果を有し、したがって、ピストンヘッドに沿ってピストンリング・パッケージへ向かって流れ、更にピストン下の区域へ流れる燃焼ガスの体積流量を少なくとも著しく低減させる。これによって、またピストンリング・パッケージに作用する最大ガス圧が低減される。
【００１７】
加えて、切り欠きにより溝を付けた表面は、アンチポリッシング・リング又はピストンヘッドの区域のいずれかに、又は双方に設けることができ、燃焼残渣の付着を加速できる。燃焼残渣に覆われたピストンヘッド及び／又はアンチポリッシング・リングの表面により、リング内径、つまりはピストンリング外径が縮径され、アンチポリッシング・リングとピストンリングとの間隔、つまり間隙が縮小する。アンチポリッシング・リングとピストンヘッドとの間隔は、したがって、本発明により作動状態では自動的に最適値に調整される。
【００１８】
例えば、出力を高めて、その結果、ピストンヘッド外径が拡径し、つまりはアンチポリッシング・リング内径が縮径する場合、アンチポリッシング・リング及び／又はピストンリングのところの燃焼残渣の比較的軟質の堆積が、双方の相対運動によって掻き落とされ、それにより、アンチポリッシング・リング／ピストンヘッド間の、つまりこれら構成要素の一方又は双方の残渣堆積表面間の最適間隔が自動的に調整される。これによって、往復動機関の作動状態とは無関係に、かつまた関連エンジン構成要素の摩耗状態とは無関係に、アンチポリッシング・リング／ピストンヘッド間の最適間隔が自動的に常に維持され、その結果、また常に最適シール作用も調整され、したがって、ピストンリング・パッケージに対するガス圧の最大可能な低減が調整される。
【００１９】
加えて、アンチポリッシング・リング／ピストンヘッドの間隔が、そのように減少することによって、燃焼室からピストンリング・パッケージを経てピストンを擦り抜ける燃焼ガスの体積流量が著しく低減される。
既述のように、特に好適な実施例では、好ましくはアンチポリッシング・リングである掻き落とし装置には切り欠きが備えられている。その場合、本発明による切り欠きは、掻き落とし装置にではなく、ピストンヘッドに設けることができるが、双方に設けてもよい。
この切り欠きは、実際の要求に応じて種々に形式に構成できる。例えば、複数凹部を有する１つの区画から構成できるが、これらの凹部は、ピストンヘッド又は掻き落とし装置、つまりアンチポリッシング・リングのところに、組織だった手本に従って設けても、偶然的な、好ましくは一様な分配形式に従って設けてもよい。
【００２０】
実際上、特に重要な実施例の場合、切り欠きは、シリンダ縦軸線を中心として周回する溝の形式及び／又はシリンダ縦軸線を中心とする螺旋状の溝形式で構成されている。その場合、言うまでもなく、これらの双方の溝形式は、組み合わせて同一実施例に設けることができる。その場合、言うまでもなく、複数の周回溝を設けるのが好ましい。
特にシリンダに対する保守作業を簡単化し、ひいては補修費用を節約するためには、掻き落とし装置は、取り外し可能な、すなわち交換可能な掻き落としリングとしてシリンダ壁に取り付けられる。
【００２１】
その場合、取り外し可能な掻き落とし装置は、シリンダ縦軸線に対して一定不変の断面を有することができ、言い換えると、アンチポリッシング・リングの断面は長方形が特に好ましい。特別な場合には、しかし、例えばピストンヘッドの幾何形状に合わせて、一定でない、変化する断面を有することもできる。例えば、アンチポリッシング・リングは、ピストンヘッドの断面と対応する断面形、例えば事実上３角形その他の適当な断面形を有していてもよい。
【００２２】
同じように、費用上の理由から、つまりはエンジンに対する保守作業を簡単化するために、切り欠きを、取り外し可能なピストンヘッド・リングに設けることができる。言い換えると、ピストンヘッドに、アンチポリッシング・リングに対応して交換可能なピストンヘッド・リングを取り付け、このリングを、例えばピストンヘッドに溶接するか、大きな機械応力により緊締固定するか、又は別の適当な形式によりピストンヘッドに固定する。そのさいには、特定の場合、ピストン全体を交換する代わりに、ピストンヘッド・リングだけを交換すれば十分であり、それによって、特に補充部品が、ひいては更に費用が節減される。
【００２３】
特に、本発明の切り欠きは、最大深さが０．１ｍｍ〜５ｍｍ、好ましくは０．５ｍｍ〜３ｍｍであり、しかも、例えば溝形切り欠きの場合には、切り欠きの数は、１／ｃｍ〜１５／ｃｍ、特に４／ｃｍ〜１０／ｃｍであり、又は平面的に分配された切り欠きの場合の数は、１／ｃｍ２〜１５／ｃｍ２、特に４／ｃｍ２〜１０／ｃｍ２である。
【００２４】
本発明は、更にピストンと、取り外し可能な掻き落としリングと、本発明のガス圧低減装置を有する取り外し可能なピストンヘッド・リングとに係わり、並びにシリンダと、取り外し可能な掻き落としリング、つまり取り外し可能なピストンヘッド・リングを有するピストンとに係わるものである。
加えて、本発明は、往復動機関に係わり、特に、本明細書に詳説したガス圧低減装置及び／又はピストン及び／又はシリンダを有する２サイクル大型ディーゼル機関に関するものである。
【００２５】
取り外し可能な掻き落としリング、要するにアンチポリッシング・リング、つまり取り外し可能なピストンヘッド・リングを使用できることによる本発明の特別な利点は、とりわけ、従来のエンジン、とりわけ、一部極めて長期の寿命を有する大型ディーゼル機関でも、極めて簡単に本発明により追加装備でき、しかも、エンジンに対して高価な変更を加える必要がない点にある。
以下で、本発明を図面につき詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１ａ】本発明のアンチポリッシング・リングを備えたシリンダ構成を示す図。（実施例１）
【図１ｂ】アンチポリッシング・リングに燃焼残渣が付着した状態での図１ａのシリンダ構成の図。
【図２ａ】ピストンヘッドに螺旋状溝が形成された本発明によるシリンダ構成の図。（実施例２）
【図２ｂ】ピストンヘッドに燃焼残渣が付着した状態での図２ａのシリンダ構成の図。
【図３】取り外し可能なアンチポリッシング・リングと取り外し可能なピストンヘッド・リングとを有する本発明によるシリンダ構成を示す図。（実施例３）
【図４ａ】本発明の別の好適実施例の図。（実施例４）
【図４ｂ】本発明の別の好適実施例の図。（実施例５）
【図４ｃ】本発明の別の好適実施例の図。（実施例６）
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１ａ〜図３には、それぞれ、本発明によるガス圧低減装置を有するシリンダ構成が、略示部分断面図によって示されている。該低減装置は、以下で全体を符号１で示すことにする。
【００２８】
図１ａ〜図３に示したすべての実施例は、本発明の低減装置１，１００は別にして、自体公知の往復動機関を示し、本明細書の場合の特定の例として２サイクル・クロスヘッド大型ディーゼル機関を示す。該機関は、ピストン２が配置されたシリンダ４を備え、ピストン２は、リング区域２１に３個のピストンリングから成るピストンリング・パッケージ２２を備えている。言うまでもなく、パッケージ２２のリング数は３個より多くても少なくてもよい。図では、燃焼室３側のピストンヘッド２３の下方に配置されたピストンリング・パッケージ２２には、作動時、ガス圧Ｐが作用する。このガス圧Ｐは、ピストン２の圧縮行程時、つまり燃焼混合気の点火時に燃焼室３内に発生する。ピストン２は、作動時に公知形式でシリンダ４の縦軸線Ｌに沿って往復動できるように配置され、これによって、ピストンヘッド２３は、運動時、シリンダ壁４１に設けられた燃焼残渣の掻き落とし装置５と上死点ＯＴ近くで協働する。
【００２９】
本発明によれば、従来技術と異なり、切り欠き１００の形式で低減装置１が構成され備えられることによって、低減装置に付着する燃焼残渣を制御することができ、ピストンヘッド２３が上死点ＯＴ近くで掻き落とし装置５と協働することにより、ピストンリング・パッケージ２２に作用するガス圧Ｐが自動的に調整される。この場合、掻き落とし装置５はアンチポリッシング・リング５である。
本発明のこの全般的な原理は、すべての実施例に妥当するものであり、図１ａ〜図３に示すように、異なる実施例に実現されている。
【実施例１】
【００３０】
図１ａでは、本発明による低減装置１が、縦軸線Ｌを中心として螺旋状に周回する溝１００の形式で構成されている。図１ａには、補修後のシリンダ４の最初の稼働前の状態が示されている。したがって、ピストンヘッド２３と、螺旋状溝１００を備えた掻き落とし装置５とのいずれにも燃焼残渣６は付着していない。
【００３１】
図１ｂは、図１ａのシリンダ構成の一定作動時間後の状態を示している。この図から明瞭に分かるように、取り外し可能な掻き落としリング５には、明らかに燃焼残渣６が付着している。この場合、焼残燃渣６は、ピストン２の往復運動時、リング５がピストンヘッド２３と協働することにより上死点ＯＴ近くでピストンヘッド２３に対向するリング表面に形成され、それにより燃焼残渣６の表面が、多少の差はあれピストンヘッド２３の対応表面と形状接続式に協働する。これにより、一方では、掻き落としリング５／ピストンヘッド間に最適シール効果が生じる。他方では、この最適シール効果は、例えば負荷変動及び／又は温度変動に基づくピストンヘッド２３の外径及び／又は掻き落としリング５の内径の変化時にも維持される。掻き落としリング５とピストンヘッド２３との間隔が、例えば時と共に拡大した場合には、より多くの燃焼残渣６が付着することで間隙は再び閉じられる。これに対し、ピストンヘッド２３と掻き落としリング５との間隔が狭まった場合には、掻き落としリング５に付着した比較的軟質の残渣表面に沿ったピストンヘッド２３の掻き落とし運動により、まさに狭まった分の燃焼残渣が削剥され、再び最適間隔に調整される。
【００３２】
その場合、明らかに確認できる点は、図１ａに示したような、低減装置１，１００に未だ燃焼残渣６が未だ付着していない場合でも、ピストンヘッド２３と掻き落としリング５との間のシール作用は、従来技術に比して既に著しく改善される点である。これは、周回溝１００がラビリンス・シールとして作用し、それだけで既にピストンリング・パッケージ２２への圧力が著しく低減されるからである。
【実施例２】
【００３３】
図２ａ及び図２ｂの実施例は、図１ａ及び図１ｂの実施例とは、本発明による低減装置１が、掻き落とし装置５にではなく、ピストンヘッド２３に設けられている点で異なっている。この場合、切り欠き１００は、螺旋状に周回する溝の形式でではなく、多少の差はあれ一様に分配された切り欠き１００の形式に構成され、例えば小さい凹部の形式で、ピストンヘッド２３の表面にわたって分配される。
このため、燃焼残渣６は主としてピストンヘッド２３に付着する。これにより得られるシール効果は、完全に図１ａ及び図１ｂの実施例の場合に類似している。
【実施例３】
【００３４】
図３は、本発明の極めて特殊な実施例を示している。この実施例の場合、掻き落としリング５とピストンヘッド２３との双方に切り欠き１００の形式の本発明による低減装置１，１００が設けられている。この場合、ピストンヘッド２３には、取り外し可能なピストンヘッド・リング７が配置されているため、例えば、ピストンヘッド３の低減装置１，１００が摩耗した場合にも、ピストン２全体を交換する必要はなく、リング７を交換するだけでよい。図３の場合、シリンダ構造物は未だ作動していない。したがって、燃焼残渣も未だ付着していない。作動状態では、燃焼残渣が次第にピストンヘッド２３と掻き落としリング５の双方に付着して、最終的に形状接続式のシールが形成される。
【００３５】
図３の実施例は、特に、燃焼残渣の付着が比較的少ない用途に適している。この場合、ピストンヘッド２３と掻き落としリング５との双方に形成されるラビリンス・シールの作用が２重に特に効果的に発揮されることで、あまり燃焼残渣が付着しなくとも、従来技術に比較してピストンヘッド２３と掻き落としリング５との間のシール効果は、著しく改善される。
【００３６】
図４ａ〜図４ｃには、本発明の特に好適な３実施例が示されている。
既述のように、本発明にとって、利点として重要な点は、シリンダ４、つまり掻き落とし装置５又は低減装置１と、ピストンヘッド２３との間の断面（間隔）が変化する点である。
停止温度でのシリンダを示す図４ａ〜図４ｃから特によく分かるように、構成部材である掻き落とし装置５又は低減装置１とピストンヘッド２３とは、特に冷間状態では互いに平行にならないように構成されている。その場合、掻き落とし装置５又は低減装置１とピストンヘッド２３とは、例えば球形、波形、段状のいずれかの形状に構成できる。
【実施例４】
【００３７】
ピストンヘッド２３は、図４ａの実施例によれば、燃焼室方向へ円錐形に先細にされた形状を有し、掻き落としリング５は、燃焼室に向かって閉じる形状を有しているが、図示されていない別の実施例では、変形傾向に応じて、逆の形状にすることもできる。
【実施例５】
【００３８】
図４ｂに示した別の実施例では、言うまでもなく、２つの対向面の一方のみが変化する断面を有するようにすることができ、その場合には、ピストンヘッド２３の断面を変化させるのが好ましい。
同じく既述のように、本発明の特別な利点は、構成部材が作動中に加熱されることで、切り欠き１００、例えば溝１００の形状に構成可能な付形部１００を有する面又は有さない面が、最適形式で対向し、それによって、燃焼残渣６が付着した又は付着していない切り欠き１００のラビリンス・シールにより所望のシール効果が調節される点である。
【実施例６】
【００３９】
その場合、図４ｃに見られるように、断面（間隔）が燃焼室３へ向かって閉じられ、特に縮小している場合、燃焼残渣６なしでも良好なシールが得られる。なぜなら、最小断面が燃焼室に最も近いところに位置するからである。
これに対し、断面が、燃焼室３に向かって開き、特に拡大している場合は、燃焼残渣６が急速に付着し、この残渣の付着は、予想される温度上昇と断面の拡大に基づく。
図４ａ〜図４ｃに示した縮小する又は拡大する断面は、垂線に対し、つまりシリンダ４の縦軸線に対し約０．２３８°〜０．７°の角度を有するのが好ましい。
以上説明した本発明の実施例は、代表的な例と理解されるべきであり、特に既述の実施例の適宜の組み合わせすべてをも含むものである。
【符号の説明】
【００４０】
１  ガス圧低減装置
２  ピストン
３  燃焼室
４  シリンダ
５  掻き落としリング、掻き落とし装置、アンチポリッシング・リング
６  燃焼残渣
７  ピストンヘッド・リング
２１  リング区域
２２  リング・パッケージ
２３  ピストンヘッド
４１  シリンダ壁
１００  切り欠き、溝、ガス圧低減装置（１，１００）
Ｐ  ガス圧
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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