AT380311B - Kolben fuer dieselmotoren mit direkter kraftstoffeinspritzung - Google Patents

Description

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   Die Erfindung bezieht sich auf einen Kolben für Dieselmotoren mit direkter Kraftstoffeinspritzung mit einer Brennraummulde, die mit einer Schicht aus hochhitzebeständigem Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit, z. B. Aluminiumtitanat, ausgekleidet ist. 



   Durch Anbringen einer Isolierschicht, also einer Schicht eines Materials mit geringer Wärmeleitfähigkeit, lässt sich der Wärmeverlust während der Verbrennung in der Brennraummulde wesentlich herabsetzen. Damit wird der Wirkungsgrad des Prozesses etwas erhöht, gleichzeitig steigert sich aber auch die Auspufftemperatur und es kann dadurch die Leistung   z. B.   einer Abgasturbine die zur Verdichtung der Ladung zur Verfügung steht, vergrössert werden. Mit der Steigerung der Verbrennungstemperatur werden die Kohlenwasserstoffe besser verbrannt, so dass das Emissionsverhalten des Dieselmotors verbessert wird. 



   Von den zur Verfügung stehenden Materialien für derartige Isolierschichten ist z. B. Aluminiumtitanat zu erwähnen, das die Eigenschaft einer sehr geringen Wärmeleitfähigkeit hat, diese aber in für die praktische Anwendung nachteiliger Weise mit einer verhältnismässig niedrigen Zugfestigkeit verbindet. 



   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Kolben der genannten Art so zu verbessern, dass bei Isolierschichten aus solchen oder ähnlich gearteten Materialien Zugspannungen vermieden werden. 



   Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass zwischen dem oberen Ende der zur Auskleidung der Mulde dienenden Schicht und dem Kolben in an sich bekannter Weise ein im Kolben gehaltener Ring angeordnet ist, und dass dieser Ring, vorzugsweise Stahlring, in den Kolben eingegossen ist und das obere Ende der Schicht zusammenspannt, so dass die Schicht, die stärker erwärmt wird als der Ring, unter Druckspannung steht. 



   Die Anordnung eines im Kolben gehaltenen Ringes am oberen Ende einer zur Auskleidung einer Brennraummulde im Kolben dienenden Schicht ist dabei beispielsweise aus der GB-PS Nr. 1, 527, 791 an sich bekannt. Im Gegensatz zu der Erfindung geht es aber bei der bekannten Ausbildung von Leichtmetall-Kolben lediglich darum, dass der Brennraum mit einer Auskleidung mit grösserer Hitzebeständigkeit als die übrigen Teile des Kolbens versehen wird. Der Ring trägt bei der bekannten Ausbildung an seiner Innenfläche ein Gewinde, in der der hitzebeständige Einsatz eingeschraubt wird, worauf der aus dem gleichen Material wie der Kolben bestehende Ring mit dem eingeschraubten Einsatz zur Ermöglichung einer einfachen Verbindung in die Ausnehmung an der Stirnseite des Kolbens eingeschweisst bzw. eingelötet wird. 



   In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann bei einer Brennraummulde, die eine eingeschnürte Überströmöffnung zum Zylinderraum hin aufweist, die Schicht am oberen Ende einen flanschartigen Rand aufweisen, der ebenso wie der Ring im Kolbenboden eingelassen ist und der Ring diesen flanschartigen Rand umfassen. Dadurch werden insbesondere die zufolge der Einschnürung der Brennraummulde gebildeten hinterschnittenen unteren Bereiche bezüglich Zugspannungen weitgehend entlastet. 



   Vorteilhaft ist der Ring nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung im Querschnitt sich nach unten erweiternd schwalbenschwanzförmig ausgebildet, wobei die innere Fläche des Ringes ebenso wie die Umfangsfläche des flanschartigen Randes als   Zylinderflächen   ausgeführt sind, und die äussere Begrenzungsfläche des Ringes als Kegelfläche ausgebildet sind. 



   Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispiels, welches in der Zeich- 
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 eine   Einschnürung --3-- aufweist.   Die Brennraummulde --2-- ist mit einer Schicht --4-- aus wärmeisolierendem Material,   z. B.   Aluminiumtitanat, ausgekleidet. Am oberen Ende weist diese Schicht - einen flanschartigen Rand auf, welcher von einem Ring --6--, der als eingegossener Stahlring ausgeführt sein kann, umfasst wird. Der Querschnitt dieses Ringes ist nach unten sich erweiternd schwalbenschwanzförmig ausgeführt. Die innere   Fläche --7-- des Ringes --6-- ist   ebenso wie die   Umfangsfläche --8-- des   flanschartigen Randes --5-- nach Zylinderflächen ausgeführt, deren Achsen mit der Kolbenachse --9-- zusammenfallen.

   Die äussere   Begrenzungsfläche --10--   des Ringes --6-- ist als eine Kegelfläche ausgebildet, welche sich nach unten erweitert. Auf diese Weise werden im Betrieb, wo die   Schicht --4-- stärker   erwärmt wird als der Ring --6--, vom 

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 Ring auf den   flansch artigen Rand --5-- der Schicht --4-- zur   Druckkräfte übertragen. 



    PATENTANSPRÜCHE :    
1. Kolben für Dieselmotoren mit direkter Kraftstoffeinspritzung mit einer Brennraummulde, die mit einer Schicht aus hochhitzebeständigem Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit,   z. B.   Aluminiumtitanat, ausgekleidet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem oberen Ende der zur Aus- 
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 dass die Schicht (4), die stärker erwärmt wird als der Ring (6), unter Druckspannung steht.

Claims (1)

1. 2. Kolben nach Anspruch 1, dessen Brennraummulde eine eingeschnürte Überströmöffnung zum Zylinderraum hin aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (4) am oberen Ende einen flanschartigen Rand (5) aufweist, der ebenso wie der Ring (6) im Kolbenboden eingelassen ist und der Ring (6) diesen flanschartigen Rand (5) umfasst.

   3. Kolben nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (6) im Querschnitt sich nach unten erweiternd schwalbenschwanzförmig ausgebildet ist, wobei die innere Fläche (7) des Ringes (6) ebenso wie die Umfangsfläche (8) des flanschartigen Randes (5) als Zylinderflächen ausgeführt sind, und die äussere Begrenzungsfläche (10) des Ringes (6) als Kegelfläche ausgebildet ist.