BR0314798B1

BR0314798B1 - êmbolo inteiriço com canal de refrigeração para um motor de combustão interna.

Info

Publication number: BR0314798B1
Application number: BRPI0314798-3A
Authority: BR
Inventors: Hans-Juergen K Hnert; Peter Kemnitz
Priority date: 2002-09-25
Filing date: 2003-09-19
Publication date: 2012-10-02
Also published as: BR0314798A; KR20050057589A; WO2004029443A1; DE50311581D1; US6698392B1; CN1685142A; EP1546536A1; JP2006501392A; HK1078916A1; EP1546536B1; CN100368674C; DE10244510A1

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "EMBOLO INTEIRIÇO COM CANAL DE REFRIGERAÇÃO PARA UM MOTOR DE

COMBUSTÃO INTERNA".

A presente invenção refere-se a um êmbolo inteiriço com canal de refrigeração para um motor de combustão interna com uma cabeça de êmbolo forjada de aço, que possui uma cavidade de combustão no fundo do êmbolo, uma parede anelar com parte anelar e um canal de refrigeração fe- chado perimetral na altura da parte anelar, sendo que uma haste de êmbolo é unida com os cubos suspensos na cabeça do êmbolo.

Êmbolos inteiriços com canal de refrigeração do gênero são co- nhecidos, por exemplo, das patentes EP 0 799 373 B1 ou DE 100 13 395 C1. No caso dos êmbolos com canal de refrigeração lá mencionados, um êmbolo bruto é fabricado pelo processo de forjar, um desbaste anelar e o canal de refrigeração aberto para baixo são feitos com a ajuda de uma usinagem com levantamento de aparas, e em seguida, o contorno externo do êmbolo é a- cabado. Na patente EP 0 799 373 B1 a altura axial do desbaste anelar cor- responde a pelo menos a altura axial do canal de refrigeração. Isto se torna necessário, uma vez que para a fabricação do canal de refrigeração aberto para baixo, uma ferramenta de tornear em forma de gancho precisa ser in- troduzida no desbaste e com a ajuda do ajuste axial e radial correspondente o canal de refrigeração precisa ser torneado na sua forma desejada.

A desvantagem desse êmbolo é que através da altura da ferra- menta de tornear em forma de gancho a altura do canal de refrigeração a ser alcançada e com isso a quantidade de calor a ser dissipada do fundo do êmbolo é determinada por causa de espessuras de parede grandes. Para se aumentar a altura do canal de refrigeração ou para reduzir a espessura de parede entre o canal de refrigeração e o fundo do êmbolo, o desbaste para a introdução da ferramenta para tornear precisaria ser aumentado o que pro- duziria, porém, um aumento não desejado da altura de construção do êmbolo.

Por outro lado, diminuiria a estabilidade do êmbolo em virtude da redução da espessura de parede acima mencionada. Assim sendo, esses processos de produção ou construções de êmbolos acima mencionados não são apropriados para aperfeiçoar o êmbolo no que se refere à sua altura de construção e à sua estabilidade para pressões de ignição e temperaturas altas, que reinam em motores Diesel modernos.

Portanto, a presente invenção tem a tarefa de indicar um concei- to de êmbolo melhorado para um êmbolo inteiriço com canal de refrigeração com o qual é garantida uma fabricação barata com uma altura de construção de êmbolo pequena e com o qual se pode enfrentar efetivamente uma de- formação do êmbolo em virtude da ação de pressões de gás e temperaturas altas.

A tarefa é solucionada especialmente pelo fato de que um canal de refrigeração formado na cabeça do êmbolo possui furos distribuídos so- bre sua circunferência, voltados para o fundo do êmbolo, com distâncias tais entre si que o material de êmbolo existente entre os furos forma nervuras de suporte para o fundo do êmbolo.

No caso de um êmbolo produzido dessa maneira, pelo menos uma parte do canal de refrigeração pode ser formada mais próximo em dire- ção ao fundo do êmbolo ou da cavidade de combustão e possui assim mes- mo uma excelente estabilidade de forma com uma altura construtiva baixa do êmbolo. Além disso, através da disposição das nervuras de suporte acon- tece um tipo de formação de câmara no canal de refrigeração, isto é, a cria- ção de espaços shaker com o que se obtém um prolongamento do tempo de permanência do óleo de refrigeração, e, por conseguinte, uma dissipação de calor melhor nas áreas do êmbolo a serem refrigerados. Devido a um núme- ro maior de furos nas áreas do canal de refrigeração, onde os raios de igni- ção caiem no fundo do êmbolo, o efeito de refrigeração pode ser melhorado ainda mais.

Aperfeiçoamentos vantajosos são objetos das sub-reivindica- ções.

Em seguida, a presente invenção é explicada detalhadamente com a ajuda de um exemplo de execução. Ele mostra:

A figura 1 mostra um êmbolo de acordo com a presente inven- ção em seção transversal, cortado em sentido do pino. A figura 2 mostra um êmbolo de acordo com a presente inven- ção em vista de baixo, cortado ao longo da linha Il de acordo com a figura 1.

A figura 3 mostra um êmbolo de acordo com a presente inven- ção em seção transversal, cortado transversalmente em relação à direção do pino do êmbolo.

A figura 4 mostra um êmbolo de acordo com a presente inven- ção, cortado ao longo da linha IV - IV da figura 1.

A figura 5 mostra um êmbolo de acordo com a presente inven- ção em vista em perspectiva.

A figura 6 mostra um êmbolo de acordo com a presente inven- ção, cortado ao longo da linha IV - IV da figura 1, em um outro exemplo de execução.

O êmbolo inteiriço com canal de refrigeração de acordo com a presente invenção consiste em uma cabeça de êmbolo 1 forjada de aço ou de uma liga de Al forjável com uma cavidade de combustão 3 no seu fundo do êmbolo 2, uma parede anelar4 com parte anelar 11, um canal de refrige- ração 7 fechado perimetral na altura da parte anelar 11, sendo que uma has- te do êmbolo 9 é unida a cubos 12 suspensos na cabeça do êmbolo 1. A produção do êmbolo acontece de acordo com a patente EP 0 799 373 B1, sendo que antes do fechamento do canal de refrigeração 7 com uma cober- tura do canal de refrigeração 13, de acordo com a presente invenção são previstos furos 14 no canal de refrigeração 7 que são distribuídos simetrica- mente na circunferência e são dispostos em direção ao fundo do êmbolo 2, isto é, paralelamente ao eixo longitudinal do êmbolo Κ. A profundidade hB dos furos 14 é de no máximo um quarto da altura total H do canal de refrige- ração 7, de modo que é garantida uma circulação desimpedida do óleo de refrigeração. Através dessa construção são criados espaços shaker para o óleo de refrigeração que aumentam o efeito da refrigeração.

A entrada de óleo 5 e a saída de óleo 10 estão dispostas, uma em posição oposta da outra, em uma cobertura do canal de refrigeração 13 que consiste em um elemento de mola dividido em duas partes. A cobertura do canal de refrigeração 13 fornece o fechamento do canal de refrigeração 7 na sua extremidade aberta voltada para a haste do êmbolo 9.

Conforme mostram as figuras 3 e 4, as áreas de material entre os furos 14 formam nervuras de suporte 8, cuja largura é determinada pela distância dos furos 14. Os furos 14 no canal de refrigeração 7 são de tal mo- do distanciados entre si no lado da circunferência que este corresponde a pelo menos a metade do diâmetro dos furos 14, sendo que todos os diâme- tros dos furos são idênticos. É lógico que o técnico decide se usará também diâmetros diferentes, sendo que então a distância deverá corresponder à metade do maior diâmetro de furo para evitar uma deformação do êmbolo durante o funcionamento do motor.

Os furos 14 e com isto as nervuras de suporte 8, conforme mos- tra a figura 4, estão distribuídos de modo radialmente simétrico ao longo da circunferência do canal de refrigeração 7. Em um outro exemplo de execu- ção (não mostrado), o número dos furos 14 e, por conseguinte, a distribuição das nervuras de suporte 8 podem ser realizados de tal modo que em sentido de pressão - contrapressão D ou GD é disposto um número maior de nervu- ras de suporte 8 do que em sentido transversal a isto, isto é, haverá uma distribuição não simétrica no lado da circunferência no canal de refrigeração 7. Assim sendo, a distribuição dos furos 14 e com isto, das nervuras de su- porte 8 no canal de refrigeração 7 pode ser de tal modo que dentro de um quadrante é prevista uma distribuição simétrica (figura 4) ou não simétrica ou parcialmente simétrica (figura 6), ou a distribuição depende da distribuição de temperatura local no fundo do êmbolo, quando o canal de refrigeração 7 é caracterizado pelos quadrantes I a IV formados pelos eixos principais do êmbolo Kh. Através de um número de furos aumentado nas áreas do canal de refrigeração 7, onde os raios de combustão do combustível queimado se chocam contra o fundo do êmbolo 2, pode ser elevado mais ainda o efeito de refrigeração. Assim sendo, em caso de carga, também podem ser enfrenta- das de maneira melhor as cargas de tensão do êmbolo que surgem. Os furos 14 podem ser furos redondos que são mostrados nas figuras 4 e 6, ou furos oblongos (não mostrados) que com seu lado comprido são alinhados em direção a partir do centro do êmbolo para radialmente fora em direção à parede do êmbolo. Com estes respectivos exemplos de execu- ção da disposição dos furos consegue-se que estes possuem distâncias di- ferentes e que aumenta o material executado como nervuras de suporte 8. O que é decisivo para a distância dos furos é o fato de que esta distância de eixo de furo para eixo de furo corresponde no lado da circunferência pelo menos à metade do maior diâmetro de furo utilizado.

Para influenciar mais ainda a dissipação do calor da cavidade de combustão 3, as pontas dos furos 14 podem ser redondas ou, conforme mostra a figura 1, angulares.

Os eixos dos furos 14 podem estar dispostos, de acordo com a figura 1, paralelamente ao eixo longitudinal do êmbolo K e/ou em combina- ção, com um ângulo agudo relativamente a estes, sendo que os furos de preferência apontam em direção do fundo do êmbolo 2 ou da cavidade de combustão 3.

LISTA DE REFERÊNCIAS

1 Cabeça do êmbolo 2 Fundo do êmbolo 3 Cavidade de combustão 4 Parede anelar 5 Entrada do óleo de refrigeração 7 Canal de refrigeração 8 Nervuras de suporte 9 Haste do êmbolo 10 Saída de óleo de refrigeração 11 Parte anelar 12 Cubos 13 Cobertura do canal de refrigeração 14 Furos K Eixo longitudinal do êmbolo Kh Eixos principais do êmbolo H Altura do canal de refrigeração hB Profundidade dos furos 14

Claims

1. Embolo inteiriço com canal de refrigeração para um motor de combustão interna com uma cabeça de êmbolo (1) forjado de aço que com- preende uma cavidade de combustão (3) no fundo do êmbolo (2), uma pare- de anelar (4) com parte anelar (11) e um canal de refrigeração (7) fechado perimetral na altura da parte anelar (11), sendo que uma haste de êmbolo (9) é unida com os cubos (12) suspensos na cabeça do êmbolo (1), e que no canal de refrigeração (7) possui furos (14) voltados para o pino do êmbolo, caracterizado pelo fato de que os furos (14) no lado da circunferência no ca- nal de refrigeração (7) estão dispostos exclusivamente em áreas, onde raios de combustão se chocam com o fundo do êmbolo, sendo que estes são de tal modo alinhados em relação ao eixo do êmbolo que os furos abraçam um ângulo agudo com o eixo do êmbolo, e que os furos estão dispostos com tais distâncias um do outro que o material do êmbolo existente entre os furos (14) forma nervuras de suporte (8) para o fundo do êmbolo (2).

2. Êmbolo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a distância entre si dos furos (14) na circunferência do canal de refrigeração (7) é de pelo menos a metade do diâmetro do furo (14).

3. Êmbolo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que os furos (14) possuem diâmetros idênticos.

4. Êmbolo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os furos (14) possuem uma profundidade (hB) que é de no má- ximo um quarto da altura total (H) do canal de refrigeração (7).

5. Êmbolo de acordo com a reivindicação 1 a 4, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma parte dos eixos dos furos (14) vai parale- lamente ao eixo longitudinal do êmbolo (K).

6. Êmbolo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os eixos dos furos (14) abraçam um ângulo agudo com o eixo longitudinal do êmbolo (K).