BR102017011458A2 - Internal combustion engine piston - Google Patents

Abstract

a presente invenção refere-se a um pistão (1) de um motor de combustão interna (2) que tem um eixo do pistão (3) e uma cabeça do pistão (4), em que é provido um canal de refrigeração fechado (5) com um meio de refrigeração (6) disposto no mesmo. é inventivamente significativo que o eixo do pistão (3) tenha um formato em seção transversal esfericamente redondo.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PISTÃO DE MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA".

[001] A presente invenção refere-se a um pistão de um motor de combustão interna que tem um eixo do pistão e uma cabeça do pistão de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1. A invenção também se refere a um motor de combustão interna que tem pelo menos um tal pistão.

[002] Nos atuais motores diesel turbinados, como resultado dos níveis específicos muito elevados de potência de mais de 60 kW por litro cúbico de capacidade, há frequentemente uma poderosa carga térmica dos pistões do motor de combustão interna e, em particular, uma base do pistão. A base do pistão, neste caso, fica voltada para a câmara de combustão com a sua bacia da câmara de combustão e tem, consequentemente, que suportar a carga térmica mais elevada. A fim de poder operar tal motor de combustão interna ou tal motor diesel em longo prazo, é necessário realizar a refrigeração do pistão que, em particular, reduz a carga térmica do pistão, em particular, na sua cabeça do pistão, e também para impedir o cozimento do óleo que faz a lubrificação do pistão em um cilindro, em particular, em um sulco anular que é adjacente a um patamar superior.

[003] Esse problema é resolvido de acordo com a invenção pelo objeto da reivindicação independente 1. As reivindicações dependentes referem-se às modalidades vantajosas.

[004] A presente invenção é baseada na noção geral de construção de um eixo de um pistão de um motor de combustão interna de uma maneira tal que tem uma face confinante aumentada de encontro a uma parede do cilindro ou um forro do cilindro que é disposto em um cilindro associado, e, desse modo, uma maior transferência de calor e também uma maior refrigeração do pistão podem ser obtidas. O pistão de acordo com a invenção tem neste caso o dito eixo do pistão e uma cabeça do pistão em que é provido um canal de refrigeração fechado com um meio de refrigeração disposto no mesmo. Uma bacia da câmara de combustão também é disposta cabeça do pistão. De acordo com a invenção, o eixo do pistão tem agora um formato em seção transversal esférico e ao mesmo tempo redondo que difere de maneira significativa dos formatos em seção transversal esféricos e ovais conhecidos previamente da técnica anterior, e em que um desvio do arredondamento com respeito a um diâmetro do pistão é menor do que 0,5 por milhar. O termo "esférico", neste caso, se presta a indicar que o pistão é construído ao longo do seu eixo do pistão à maneira de um tambor, o que equivale dizer um diâmetro do pistão na região da cabeça do pistão e na região em uma extremidade inferior do eixo do pistão é menor do que entre as mesmas. O desvio do arredondamento neste exemplo deve sempre ser considerado em um plano transversal em relação ao eixo do pistão. Na altura, portanto, os raios diferem como resultado da convexidade. A construção esférica permite neste caso um deslizamento redondo da parede do eixo no cilindro ou no forro do cilindro durante a mudança do confinamento do pistão. Como resultado da modalidade esfericamente redonda da parede do eixo, de acordo com a invenção, a face que fica em confinamento com o cilindro ou o forro do cilindro aumenta e, consequentemente, também a possibilidade de transferência de calor do pistão ao cilindro. Os testes neste caso já mostraram que, como resultado da modalidade esférica e redonda do eixo do pistão de acordo com a invenção e a transferência de calor consequentemente melhorada, uma redução significativa da temperatura pode ser obtida na cabeça do pistão.

[005] Em um desenvolvimento vantajoso da solução de acordo com a invenção, um revestimento termicamente condutor é disposto em uma face do eixo do pistão. Através de tal revestimento termicamente condutor que tem, por exemplo, uma proporção aumentada de grafite e consequentemente uma maior condutividade térmica, uma transferência de calor adicionalmente melhorada do pistão ao cilindro e consequentemente uma refrigeração melhorada do pistão podem ser obtidas.

[006] Em um desenvolvimento vantajoso da solução de acordo com a invenção, o canal de refrigeração é expandido radialmente para fora na região de uma base do pistão na direção de um patamar superior. O patamar superior estende-se da base do pistão tanto quanto o primeiro sulco anular a fim de receber um anel do pistão. Como resultado da expansão do canal de refrigeração tal como provido de acordo com a invenção em uma direção radial para fora na direção do patamar superior, a temperatura no primeiro sulco anular pode ser reduzida em até 10 K, por meio do que, em particular, o problema da formação de carbono do óleo no dito primeiro sulco anular pode ser impedido, mas pelo menos bastante reduzido. Adicional ou alternativamente, o canal de refrigeração também pode ser expandido na região de uma base do pistão na direção da bacia da câmara de combustão, o que equivale dizer radial para dentro. Desse modo, também é possível obter uma refrigeração melhorada do pistão.

[007] Em um outro desenvolvimento vantajoso da solução de acordo com a invenção, o pistão é construído em duas porções com uma porção superior e uma porção inferior que é conectada à mesma, em particular, soldada à mesma, em que o canal de refrigeração é formado parcialmente na porção superior e parcialmente na porção inferior. Tal pistão de múltiplos componentes permite neste caso a possibilidade de expandir o canal de refrigeração para baixo na direção do eixo por meio de fresagem e/ou perfuração e desse modo provendo uma descarga de calor melhorada do meio de refrigeração que é atirado para frente e para trás no canal de refrigeração fechado durante a operação na direção do eixo do pistão. Se o canal de refrigera- ção, por exemplo, for expandido na direção do eixo do pistão por meio de fresagem, ele tem, em uma parede interna que fica voltada para um lado debaixo do pistão, um formato ondulado que conduz a uma superfície aumentada e consequentemente também a uma transferência de calor melhorada. Além de tala de fresagem oca, que também causa o formato ondulado da base do canal de refrigeração como resultado do processo, podem ser providos furos adicionais que se estendem significativamente mais profundamente para o eixo do pistão e desse modo acarretam uma descarga mais melhorada de calor.

[008] Em um desenvolvimento vantajoso da solução de acordo com a invenção, as nervuras que se projetam do lado de baixo do pistão são dispostas na região do canal de refrigeração em um lado de baixo do pistão. Essas nervuras se estendem de preferência somente sobre a região entre as paredes internas do eixo e a sua conexão a uma base do pistão e têm ao mesmo tempo várias funções: por um lado, como resultado de tais nervuras, a superfície aumenta em pelo menos 1,2 a 2 vezes, por meio do que, transferência de calor ao óleo que é injetado de baixo também é aumentada, e desse modo a descarga de calor e a refrigeração como um todo do pistão podem ser melhoradas. Por outro lado, as nervuras guiam o óleo injetado em torno de um eixo central para o lado oposto. Além disso, com tais pistões, o bocal de injeção para o óleo pode ser posicionado de uma maneira oblíqua, por meio do que, um local de impacto do jato de óleo se move dependendo da posição do pistão entre o centro inoperante superior e o centro inoperante inferior e desse modo acarreta uma refrigeração particularmente uniforme. Como resultado dos canais de refrigeração abertos, isto não pode ser implementado dessa maneira, uma vez que o jato de óleo sempre tem que ser direcionado para um furo de alimentação do canal de refrigeração aberto a fim de poder sempre injetar óleo suficiente no canal de refrigeração.

[009] Vantajosamente, as nervuras são produzidas por meio de estampagem/forja. A produção das nervuras e dos rebaixos que são dispostos entre as mesmas podem ser consequentemente produzidos sem despesas adicionais significativas quando o pistão é produzido, para os quais uma matriz de estampagem ou de forja tem simplesmente que ser adaptado de modo correspondente.

[0010] Em uma outra modalidade vantajosa da solução de acordo com a invenção, as nervuras se estendem substancialmente em uma direção radial com respeito a um eixo do pistão, em que também pode ser adicional ou alternativamente provido para os rebaixos que são descritos acima são dispostos entre as nervuras, e em que um volume das nervuras que se projetam do lado de baixo do pistão corresponda ao volume dos rebaixos que são estampados no lado de baixo do pistão. Uma compensação do volume entre os rebaixos e as nervuras ocorre durante a estampagem ou a forja das nervuras somente localmente por meio de escoamento do material, por meio do que, somente uma carga muito pequena ou então nenhuma carga adicional é produzida para a ferramenta de forja, e a vida útil da ferramenta não é influenciada ou é apenas influenciada de uma maneira insignificantemente negativa.

[0011] Como meio de refrigeração é usado de preferência, por exemplo, sódio e/ou potássio, em que também são consideradas, em particular, as misturas dos mesmos que se tornam líquidas, por exemplo, a -1210, e durante a operação do motor de comb ustão interna são agitadas para a frente e para trás pelo movimento do pistão para trás e para a frente, e desse modo absorvem o calor da base do pistão e descarregam o mesmo no eixo do pistão. Alternativamente, a água também pode ser usada como um meio de refrigeração. A água acarreta a vantagem de ser muito econômica, e uma instalação de enchimento muito menos complexa pode ser usada para ela. Além disso, ela está disponível em toda parte e não acarreta nenhum risco aos seres humanos e ao meio ambiente. O princípio operacional tem uma base similar neste caso a um tubo de aquecimento, com o qual é possível transmitir grandes quantidades de calor. Tal "tubo de aquecimento" usa a entalpia de evaporação e condensação do meio de refrigeração (meio de operação). A água evapora na região superior do canal de refrigeração que fica voltada para a base do pistão e a parede da bacia e se condensa na porção inferior do canal de refrigeração, onde o calor é descarregado, por exemplo, no eixo do pistão. Como resultado das pressões que ficam cada vez mais elevadas à medida que a temperatura do meio de refrigeração se eleva, um elemento de fechamento construído de modo correspondente deve ser usado, por exemplo, um expansor Kõnig, que suporta pressões de até [0012] 35 MPa (350 bar). Além disso, deve ser prestada atenção à quantidade de enchimento, uma vez que a água em comparação com o sódio/potássio é um condutor de calor mais fraco, e a entalpia de evaporação e condensação é o único aspecto importante. Onde possível, a fim de não impedir o transporte do calor através da água, portanto, é vantajoso, se houver substancialmente somente tanta água disponível no canal de refrigeração, que a energia máxima que é introduzida no pistão durante um ciclo de trabalho evapore a maior parte da água presente até a maior extensão possível. Uma quantidade de enchimento tipicamente de 0,01% a 10% do volume do canal de refrigeração já deve, por conseguinte, ser suficiente para transportar o calor dos locais quentes do pistão às regiões mais frias. A função deste método está neste caso conectada com as propriedades físicas da água, de acordo com as quais, durante a transição da fase líquida para a fase de gás, o calor é absorvido e, vice-versa, quando o vapor de água é condensado, o calor é descarregado no meio ambiente. A função é limitada, por conseguinte, em uma direção ascendente a uma tempe- ratura máxima de 374*C (temperatura crítica), uma vez que acima da temperatura crítica não ocorre nenhum salto de fase. Em uma direção descendente, o ponto de fusão da água a CTC tem uma ação limitadora. Foi verificado que, em particular, para os pistões de aço durante a operação do motor, essa faixa de temperatura não é deixada. Tipicamente, temperaturas de 100 a 30010 são observadas. A extensão da expansão do canal de refrigeração sob pressão tem naturalmente que ser levada em consideração durante a configuração, o que pode conduzir a espessuras de parede maiores na região do canal de refrigeração. A pressão varia neste caso tipicamente entre 5 e 10 MPa (50 e 100 bar) a um máximo, dependendo do respectivo conceito do motor. A níveis específicos de potência elevados, foi verificado que, como resultado da adição de sal ou de pós altamente termicamente condutores (por exemplo, à base de cobre, alumínio, carboneto de silício ou metais de baixo ponto de fusão tais como o estanho, um eutético de SnBi, bismuto ou gálio), o poder de fusão da água é aumentado de maneira significativa, e a ebulição da película que ocorre então a partir de uma densidade de fluxo de calor de cerca de 1000 kW/m2 pode ser deslocada para densidades mais elevadas do fluxo de calor.

[0013] Outras características e vantagens importantes da invenção serão apreciadas a partir das reivindicações dependentes, dos desenhos e da descrição associada das figuras com referência aos desenhos.

[0014] Naturalmente, as características que são mencionadas acima e aquelas que serão explicadas a seguir podem ser usadas não somente na combinação estipulada em cada caso, mas também em outras combinações ou sozinhas sem se desviar do âmbito da presente invenção.

[0015] As modalidades preferidas da invenção são ilustradas nos desenhos e explicadas em mais detalhes na descrição a seguir, na qual os numerais de referência idênticos se referem a componentes idênticos ou similares ou funcionalmente idênticos.

[0016] Nos desenhos esquemáticos: [0017] Figura 1 é uma ilustração secionada através de um pistão, de acordo com a invenção, com um plano em seção que é diferente na metade esquerda da imagem e na metade direita da imagem, [0018] Figura 2 é uma ilustração de um formato em seção transversal genericamente esfericamente redondo com vistas diferentes, [0019] Figura 3 é uma ilustração tal como na Figura 1, mas com planos diferentes de seção, [0020] Figura 4 é uma vista de baixo de um pistão de acordo com a invenção com nervuras estampadas.

[0021] De acordo com as figuras 1 e 3, um pistão 1 de acordo com a invenção de um motor de combustão interna 2 que é ilustrado somente de uma maneira altamente esquemática na Figura 3 tem um eixo de pistão 3 e uma cabeça de pistão 4, em que um canal de refrigeração fechado 5 com um meio de refrigeração 6 que é disposto no mesmo é provido na cabeça de pistão 4. Uma bacia da câmara de combustão 7 também é disposta na própria cabeça de pistão 4. De acordo com a invenção, o eixo de pistão 3 tem agora um formato em seção transversal esfericamente redondo (também, tal como na Figura 2), em que um eixo do pistão é indicado com o numeral de referência 8, e em que um desvio de arredondamento com respeito a um diâmetro D do pistão é menor do que 0,5 por milhar. O termo "esférico" se presta a indicar neste exemplo que o pistão 1 é construído ao longo do seu eixo de pistão 8 à maneira de um tambor, o que equivale dizer que um diâmetro D do pistão 1 na região da cabeça de pistão 4 e na região em uma extremidade inferior do eixo de pistão 3 é menor do que entre as mesmas. O desvio de arredondamento deve, neste caso, ser sempre considerado em um plano transversal em relação ao eixo de pistão 8. Na altura H, os raios R diferem, portanto, como resultado do arredondamento, embora sejam idênticos em um plano.

[0022] Se a ilustração do lado esquerdo na Figura 2 for considerada, pode ser visto que o formato esférico com respeito ao eixo de pistão 8 na extremidade superior e em uma extremidade inferior 9 do eixo de pistão 3 tem um diâmetro D menor do que, por exemplo, em uma região central 10 do eixo de pistão 3. Na ilustração do lado direito da Figura 2, por exemplo, o formato em seção transversal esfericamente redondo em comparação com um formato em seção transversal esfericamente oval conhecido na técnica anterior é ilustrado. O formato em seção transversal esfericamente redondo é neste caso indicado com uma linha contínua, ao passo que o formato em seção transversal esfericamente oval, tal como conhecida a partir dos eixos de pistão dos pistões da técnica anterior, é ilustrado com uma linha tracejada. O formato em seção transversal esfericamente redondo do eixo de pistão 3, de acordo com a invenção, é, por conseguinte, distinguido por um formato em seção transversal circular que tem um raio R que é constante a um respectivo nível de altura H.

[0023] Como resultado do formato em seção transversal esfericamente redondo do eixo de pistão 3, de acordo com a invenção, não é possível obter o deslizamento melhorado do eixo de pistão 3 em uma parede 10 do cilindro (de acordo com a Figura 3) ou em um forro 11 do cilindro se tal forro for disposto no cilindro, mas especialmente uma face de confinamento é aumentada, o que equivale dizer que uma face de contato entre o eixo de pistão 3 e a parede 10 do cilindro ou o forro 11 do cilindro, que pode ser disposto no cilindro, por meio do que, uma transferência de calor melhorada pode ser obtida. Com pistões que eram conhecidos previamente da técnica anterior e que têm um formato em seção transversal esfericamente oval, estas ficavam em contato apenas com uma pequena porção da sua face do eixo com uma pare- de do cilindro ou um forro do cilindro, por meio do que, somente uma pequena quantidade de calor pode ser descarregada do pistão ao cilindro e, por conseguinte, uma refrigeração do pistão também reduzida de maneira significativamente possível.

[0024] Se as Figuras 1 e 3 ainda forem consideradas, pode ser visto que o canal de refrigeração 5 é expandido para fora em uma direção radial na região da base de pistão 13, o que equivale dizer, na direção de um patamar superior 14 ou tem tal expansão 15. A temperatura em um primeiro sulco anular 16 pode, desse modo, ser reduzida em até 10 K, por meio do que, o problema da formação de carbono do óleo e em particular, também o cozimento do óleo, que é requerido para a lubrificação do pistão 1 no cilindro, podem ser impedidos, mas pelo menos reduzidos de maneira significativa. Adicional ou alternativamente, tal expansão 15' também pode ser provida radialmente para dentro na direção da bacia de combustão 7.

[0025] Se as Figuras 1 e 3 ainda forem consideradas, pode ser visto que o pistão 1 é construído em múltiplas porções, neste caso em duas porções, com uma porção superior 17 e uma porção inferior 18 que é conectada à mesma, em particular, soldada à mesma, em que o canal de refrigeração 5 é formado parcialmente na porção superior 17 e parcialmente na porção inferior 18. A porção superior 17 e a porção inferior 18 são neste caso conectadas uma à outra ao longo de um plano de união 19, por exemplo, soldadas por fricção ou a laser. A fim de poder expandir o canal de refrigeração 5 em uma direção descendente, também podem ser providos os furos 20 que se estendem tanto quanto um local perto da extremidade inferior 9 do eixo de pistão 3 (tal como na Figura 1) e desse modo acarretam uma descarga melhorada de calor na região do eixo de pistão 3. O canal de refrigeração 5 também pode ser expandido adicional ou alternativamente por meio de fresagem, por exemplo, fresagem oca, por meio do que, em uma base de refrigeração de canal 21, o formato ondulado que é típico nesse local é produzido como resultado do processo. Como resultado de tal formato ondulado na base de refrigeração de canal 21, a superfície pode ser aumentada e desse modo a transferência de calor também pode ser melhorada.

[0026] Adicional ou alternativamente, em um lado de baixo 22 do pistão (tal como nas Figuras 1, 3 e 4) podem ser dispostas as nervuras 25 que se estendem de preferência somente sobre uma região entre as paredes internas do eixo e a sua conexão à base de pistão 13. Essas nervuras 25 têm neste caso, por um lado, a função de aumentar a superfície, pelo menos de 1,2 a 2 vezes, por meio do que, a transferência do calor ao óleo que é injetado de baixo também é aumentada. Por outro lado, as nervuras 25 guiam o óleo injetado em torno do eixo central (eixo do pistão 8) para o lado oposto. Como resultado do posicionamento oblíquo de um bocal da injeção, um movimento de um local de impacto do jato de óleo dependendo da posição do pistão 1 também pode ser obtido de acordo com a seta 24 ilustrada de acordo com a Figura 4, por meio do que, uma refrigeração particularmente uniforme pode ser obtida por meio de movimento contínuo para trás e para a frente do jato de óleo 4 sobre as nervuras 25. O movimento do jato de óleo é neste caso causado pelo movimento ascendente e descendente do pistão 1 entre o centro inoperante superior OT e o centro inoperante inferior UT do mesmo. As nervuras 25 podem neste caso ser de preferência estampadas ou forjadas por meio de estampagem com uma matriz de forja ou de estampagem correspondente durante processo de formação de calor. Neste caso, foi verificado que isso é obtido de uma maneira particularmente boa e simples, contanto que as nervuras 25 sejam construídas de uma maneira arredondada ou sigam um formato sinusoidal.

[0027] De preferência, por exemplo, o sódio e/ou o potássio são usados como um meio de refrigeração 6 no canal de refrigeração 5, em que também são consideradas, em particular, as suas misturas que se tornam líquidas, por exemplo, a -12Ό e dura nte a operação do motor de combustão interna 2 são agitadas para a frente e para trás pelo movimento para trás e para a frente do pistão 1 e, desse modo, absorvem o calor da base de pistão 13 e descarregam o mesmo no eixo de pistão 3. Alternativamente, a água também pode ser usada como um meio de refrigeração 6. A água acarreta a vantagem de ser muito econômica e uma instalação de enchimento muito menos complexa pode ser usada para ela. Além disso, ela está disponível em toda parte e não acarreta nenhum risco aos seres humanos e ao meio ambiente. O princípio operacional é, neste caso, baseado no uso da entalpia de evaporação e condensação do meio de refrigeração 6. A água evapora na região superior do canal de refrigeração 5 que fica voltada para a base de pistão 13 e a bacia de combustão 7 e se condensa na porção inferior do canal de refrigeração 5, onde o calor é descarregado, por exemplo, no eixo de pistão 3. O princípio operacional funciona neste caso de uma maneira similar a um tubo de calor, com o qual grandes quantidades de calor podem ser transferidas. Tal "tubo de calor" usa a entalpia de evaporação e condensação do meio de refrigeração (meio de operação). Quando a água é usada como um meio de refrigeração 6, deve ser prestada atenção à quantidade de enchimento, uma vez que a água em comparação com o sódio/po-tássio é um condutor de calor mais fraco, e a entalpia de evaporação e condensação é o único aspecto importante. Onde possível, a fim de não impedir o transporte de calor através da água, é consequentemente vantajoso se houver substancialmente somente tanta água disponível no canal de refrigeração 5 que a energia máxima que é introduzida no pistão 1 durante um ciclo operacional evapore a maior parte da água presente até a maior extensão possível. Uma quantidade de en- chimento tipicamente de 0,01% a 10% do volume do canal de refrigeração 5 já deve, por conseguinte, ser suficiente para transportar o calor dos locais quentes do pistão 1 para as regiões mais frias. A função desse método é, neste caso, conectada com as propriedades físicas da água, de acordo com as quais, durante a transição da fase líquida para a fase de gás, o calor é absorvido e vice-versa, quando o vapor de água é condensado, o calor é descarregado no meio ambiente. A função é, por conseguinte, limitada em uma direção ascendente até uma temperatura máxima de 37410 (temperatura crítica), uma vez que acima da temperatura crítica não ocorre nenhum salto de fase. Em uma direção descendente, o ponto de fusão da água a 0*0 tem uma ação limitadora. Foi verificado que, em particular, para os pistões de aço durante a operação do motor, essa faixa de temperatura não é deixada. Tipicamente, temperaturas de 100 a 30010 são observadas. A extensão da expansão do canal de refrigeração 5 sob pressão tem naturalmente que ser levada em consideração durante a configuração, o que pode conduzir a espessuras de parede maiores na região do canal de refrigeração 5. A pressão varia neste caso tipicamente entre 5 e 10 MPa (50 e 100 bar), dependendo do respectivo conceito do motor.

[0028] A níveis específicos elevados de potência, também foi verificado que, como resultado da adição de sal ou de pós altamente ter-micamente condutores (por exemplo, à base de cobre, carboneto de silício ou alumínio ou metais de baixo ponto de fusão, tais como o estanho, um eutético de SnBi, bismuto ou gálio), o poder de ebulição da água é aumentado de maneira significativa, e a ebulição da película que então ocorre a partir de uma densidade de fluxo de calor de cerca de 1000 kW/m2 pode ser deslocada para densidades de fluxo de calor mais elevadas.

[0029] Quando a Figura 4 é considerada, pode ser visto que as nervuras 25 se estendem substancialmente em uma direção radial com respeito ao eixo de pistão 8, e que os rebaixos 23 são dispostos entre as nervuras individuais 25, em que um volume das nervuras 25 que se projetam do lado de baixo 22 do pistão corresponde ao volume dos rebaixos 23 estampados no lado de baixo do pistão 22. Durante a estampagem ou a forja das nervuras, um escoamento do material ocorre somente localmente, por meio do que, somente uma carga muito pequena ou nenhuma carga adicional é então produzida para a ferramenta de forja, e a vida útil da ferramenta não é influenciada nem é influenciada apenas insignificantemente negativa. As nervuras 25 ou os rebaixos 23 podem consequentemente ser introduzidos de uma maneira sem custo até a maior extensão.

[0030] Com o pistão 1, de acordo com a invenção, e o seu formato em seção transversal esfericamente redondo, na região do eixo do pistão, uma face de confinamento contra um forro 11 do cilindro ou uma parede 10 do cilindro do motor de combustão interna podem ser aumentadas, por meio do que, uma transferência de calor melhorada e consequentemente uma refrigeração também melhorada do pistão 1 podem ser obtidas, o que é uma grande vantagem, em particular, para os motores diesel altamente turbinados com uma potência específica de mais de 60 kW por litro cúbico de capacidade.

[0031] Além do formato em seção transversal esfericamente redondo do eixo de pistão 3, outras medidas que promovem a refrigeração do pistão 1, tais como, por exemplo, as nervuras 25, os furos 20, as expansões 15, podem ser aplicadas cumulativa ou alternativamente.

REIVINDICAÇÕES

Claims (9)

1. Pistão (1) de um motor de combustão interna (2) que tem um eixo do pistão (3) e uma cabeça de pistão (4), no qual é provido um canal de refrigeração fechado (5) com um meio de refrigeração (6) disposto no mesmo, caracterizado pelo fato de que o eixo do pistão (3) tem um formato em seção transversal esfericamente redondo, em que um desvio de arredondamento com respeito a um diâmetro do pistão (D) é menor do que 0,5 por milhar.

2. Pistão de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o canal de refrigeração (5) na região de uma base do pistão (13) é expandido radialmente para fora na direção de um patamar superior (14).

3. Pistão de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o pistão (1) é construído em duas porções com uma porção superior (17) e uma porção inferior (18) que é conectada à mesma, em particular, soldada à mesma, em que o canal de refrigeração (5) é formado parcialmente na porção superior (17) e parcialmente na porção inferior (18).

4. Pistão de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o canal de refrigeração (5) é expandido na direção do eixo do pistão (3) por meio de fresagem e/ou perfuração (20).

5. Pistão de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que nervuras (25) que se projetam do lado de baixo do pistão (22) são dispostas na região do canal de refrigeração (5) em um lado de baixo do pistão (22).

6. Pistão de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que as nervuras (25) são produzidas por meio de estam-pagem/forja.

7. Pistão de acordo com a reivindicação 5 ou 6, caracterizado pelo fato de que as nervuras (25) se estendem substancialmente em uma direção radial com respeito a um eixo do pistão (8), e/ou rebaixos (23) são dispostos entre as nervuras (25), em que um volume das nervuras (25) que se projetam do lado de baixo do pistão (22) correspondem ao volume dos rebaixos (23) que são estampados no lado de baixo do pistão (22).

8. Pistão de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o pistão (1) é construído como um pistão de aço ou como um pistão fundido de ferro fundido cinzento, e/ou em que o meio de refrigeração (6) tem sódio, potássio ou água.

9. Motor de combustão interna (2), caracterizado pelo fato de que tem um bloco de motor que tem pelo menos um cilindro, no qual é disposto um pistão (1) como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 8.