DE102010054831A1 - Design of combustion bowls in pistons for internal combustion engines - Google Patents

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Michael Albert 74821 Janssen
Wolfgang 74831 Mühlbeyer
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kolben (1) für eine Brennkraftmaschine, umfassend einen Kolbenboden (2), in dem eine Brennraummulde (3) integriert ist, die einen Muldenboden (4) umfasst, der über einen Muldenrand (5) mit zugehörigem Muldenrandradius (6) mit dem Kolbenboden (2) verbunden ist. Die Brennraummulde (3) schließt zumindest einen beliebig geometrisch gestalteten Muldenboden (4) ein, der gegenüber dem Muldenrand (5) und/oder dem Muldenrandradius (6) eine übereinstimmende oder abweichende geometrische Form aufweist.The invention relates to a piston (1) for an internal combustion engine, comprising a piston head (2), in which a combustion chamber bowl (3) is integrated, which comprises a bowl bottom (4) which extends over a bowl edge (5) with an associated bowl edge radius (6). is connected to the piston crown (2). The combustion bowl (3) includes at least one bowl bottom (4) of any geometrical design, which has a matching or different geometric shape compared to the bowl edge (5) and / or the bowl edge radius (6).

Description

Die Erfindung betrifft einen Kolben für eine Brennkraftmaschine, umfassend einen Kolbenboden, in dem eine Brennraummulde integriert ist, die einen Muldenboden umfasst, der über einen Muldenrand mit zugehörigem Muldenrandradius mit dem Kolbenboden verbunden ist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Kolbens mit integrierter Brennraummulde.The invention relates to a piston for an internal combustion engine, comprising a piston head, in which a combustion bowl is integrated, which comprises a trough bottom, which is connected via a trough edge with associated Muldenrandradius with the piston head. Furthermore, the invention relates to a method for producing a piston with integrated combustion bowl.

Stand der TechnikState of the art

Die Brennraummulde eines Kolbens ist im Betriebszustand thermisch stark beansprucht. Bislang wurde die Brennraummulde vorwiegend symmetrisch in den Kolbenboden eingebracht, wobei die Wandstärke zu einem Kühlkanal bei einem flüssigkeitsgekühlten Kolben durch eine außermittige Positionierung kompensiert wurde.The combustion bowl of a piston is thermally stressed in the operating state. So far, the combustion chamber trough was introduced predominantly symmetrically in the piston crown, the wall thickness was compensated for a cooling channel in a liquid-cooled piston by an off-center positioning.

Die Gestaltung der Brennraummulde beeinflusst insbesondere für Kolben von Diesel-Brennkraftmaschinen maßgeblich das Betriebs- und Abgasverhalten. Die unterschiedlichen Anforderungen zwischen dem Teillast- und dem Volllastbetrieb einer Brennkraftmaschine erfordern einen Kompromiss bei der Auslegung der Brennraummulde.The design of the combustion bowl influences in particular for pistons of diesel internal combustion engines significantly the operating and exhaust behavior. The different requirements between the part-load and the full-load operation of an internal combustion engine require a compromise in the design of the combustion chamber trough.

Dabei unterliegt insbesondere der Muldenrand der Brennraummulde einem kritischen Beanspruchungszustand, da die beschleunigte Gasströmung den Wärmeübergang in dieser Zone verstärkt. Dadurch steigt die Temperatur des Muldenrandes, die zu einer erhöhten Spannungsbelastung führt, aufgrund einer nicht gleichmäßigen Temperaturverteilung. Für den Muldenrand der Brennraummulde besteht daher eine erhöhte Gefahr einer Rissbildung. Die insbesondere senkrecht zum Brennraum-Muldenrand verlaufenden Ermüdungsrisse werden während des Aufheizvorgangs durch eine plastische Deformation des heißen Randbereichs der Brennraummulde verursacht. Der Muldenrand dehnt sich aufgrund hoher Temperatur aus, während das dahinter liegende Gefüge mit einem geringeren Temperaturniveau eine Werkstoffausdehnung blockiert, mit der Folge einer Plastifizierung. Im Abkühlvorgang des Kolbenbodens zieht sich der Randbereich der Brennraummulde in seine Ausgangsform zurück, wodurch sich im Werkstoffgefüge hohe Zugspannungen einstellen. Ein Überschreiten zulässiger Grenzwerte des Werkstoffs kann die Rissbildung verstärken.In particular, the trough edge of the combustion chamber trough is subject to a critical state of stress, since the accelerated gas flow enhances the heat transfer in this zone. As a result, the temperature of the trough edge, which leads to an increased stress load, increases due to a non-uniform temperature distribution. For the trough edge of the combustion bowl there is therefore an increased risk of cracking. The fatigue cracks extending in particular perpendicularly to the combustion chamber depression edge are caused during the heating process by a plastic deformation of the hot edge region of the combustion chamber recess. The trough edge expands due to high temperature, while the underlying structure with a lower temperature level blocks a material expansion, with the result of plasticization. In the cooling process of the piston crown, the edge region of the combustion chamber trough retreats to its original shape, which sets high tensile stresses in the material structure. Exceeding permissible limits of the material can increase cracking.

Als Maßnahme zur Vermeidung einer Rissbildung ist es bekannt, bei Bedarf durch ein mechanisches Verfahren, insbesondere Fräsen den Radius des Muldenrands zu verändern. Die durch eine mechanische Bearbeitung von Flächen herzustellenden Geometrien an Kolben erstreckten sich bisher auf rotationssymmetrische Maßnahmen wie Drehen und Bohren oder ebene Fräsoperationen. Unabhängig von den eingesetzten mechanischen Maßnahmen erfordern diese ein zusätzliches aufwändiges Entgraten.As a measure to prevent cracking, it is known to change the radius of the trough edge if necessary by a mechanical method, in particular milling. The geometries on pistons to be produced by mechanical machining of surfaces have hitherto extended to rotationally symmetrical measures such as turning and drilling or plane milling operations. Regardless of the mechanical measures used, these require an additional time-consuming deburring.

Eine weitere Maßnahme sieht vor, den Muldenrand der Brennraummulde durch ein gezieltes Umschmelzen zu veredeln. Dieses beispielsweise aus der DE 21 245 595 bekannte Verfahren beruht darauf, dass ein in den Werkstoff eindringender Ladungsträgerstrahl eine kleine, unmittelbar in seinem Bereich liegende Werkstoffmenge aufschmilzt, während die Umgebung der Schmelzzone kalt bleibt und das aufgeschmolzene Material unmittelbar nach dem Entfernen des Ladungsträgers stark abkühlt und sofort wieder erstarrt. Das Umschmelzen verbessert die Oberflächenfestigkeit und die Oberflächenzähigkeit, wobei nachteilig nur eine kleine, unmittelbar im Bereich des Ladungsträgerstrahls befindliche Werkstoffzone beeinflusst wird.Another measure provides to refine the trough edge of the combustion bowl by a targeted remelting. This example, from the DE 21 245 595 Known method is based on the fact that a charge carrier beam penetrating into the material melts a small amount of material lying directly in its area, while the environment of the molten zone remains cold and the molten material cools down immediately after removal of the charge carrier and immediately solidifies again. The remelting improves the surface strength and the surface toughness, disadvantageously affecting only a small material zone located directly in the region of the charge carrier jet.

Aufgabenstellungtask

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für einen Kolben eine Brennraummulde kostengünstig zur Optimierung der Verbrennung zu gestalten, die weiterhin die Spannungsbelastung in dem Kolbenboden reduziert.The invention has for its object to cost for a piston combustion chamber trough to optimize the combustion, which further reduces the stress in the piston crown.

Diese Problemstellung wird durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 9 gelöst.This problem is solved by the features of claims 1 and 9.

Gemäß der ersten Erfindung nach Anspruch 1 ist vorgesehen, dass die Brennraummulde zumindest einen beliebig geometrisch gestalteten Muldenboden einschließt. Vorteilhaft schließt die Erfindung weiterhin eine Brennraummulde ein, bei der sowohl der Muldenboden als auch der Muldenrand beliebig geometrisch gestaltet sind. Außerdem kann erfindungsgemäß der Muldenboden gegenüber dem Muldenrand eine übereinstimmende oder voneinander abweichende geometrische Form aufweisen, wobei vorzugsweise der Muldenrand einen Muldenrandradius einschließt. Mit einer variablen Gestaltung des Muldenbodens und/oder des Muldenrands kann die Brennraummulde gezielt verbrennungstechnisch optimiert ausgelegt werden.According to the first invention according to claim 1 it is provided that the combustion bowl includes at least one arbitrarily geometrically shaped trough bottom. Advantageously, the invention further includes a combustion chamber, in which both the trough bottom and the trough edge are designed arbitrarily geometrically. In addition, according to the invention, the trough bottom opposite the trough edge have a matching or deviating geometric shape, wherein preferably the trough edge includes a trough rim radius. With a variable design of the trough bottom and / or the Muldenrands the combustion chamber trough can be designed optimized combustion optimized.

Im Betriebszustand eines Kolbens mit einer erfindungsgemäß ausgestalteten Brennraummulde stellen sich in thermisch hoch belasteten Zonen, insbesondere im Muldenrand einschließlich des Muldenrandradius vorteilhaft geringere Spannungsbelastungen ein. Gleichzeitig kann durch die erfindungsgemäße Maßnahme eine thermische Ermüdungsfestigkeit des Werkstoffs im Randbereich der Brennraummulde entscheidend verbessert werden.In the operating state of a piston with a combustion chamber trough designed according to the invention, advantageously lower stress loads occur in zones subjected to high thermal stress, in particular in the trough edge including the trough rim radius. At the same time a thermal fatigue strength of the material in the edge region of the combustion bowl can be significantly improved by the inventive measure.

Vorteilhaft kann die kostengünstig realisierbare erfindungsgemäße Maßnahme für Kolben von leistungsgesteigerten Brennkraftmaschinen eingesetzt werden. Bei diesen Kolben ist insbesondere die Brennraummulde einer erhöhten Beanspruchung durch die mechanische Belastung des Gasdrucks und eines erhöhten Temperaturniveaus sowie den Spannungen aus den Temperaturgradienten ausgesetzt. Der erfindungsgemäß gestaltete Kolben hält diesen Beanspruchungen stand und erfüllt weiterhin die gesteigerten Forderungen hinsichtlich der Zuverlässigkeit und der Lebensdauer. Die erfindungsgemäße Ausbildung der Brennerraummulde schafft geometrische Asymmetrien, die eine Ausbildung von akustischen Resonanzfrequenzen stören, was sich vorteilhaft auf die Geräuschentwicklung auswirkt. Mit dem konstruktiven erfindungsgemäßen Konzept kann im Betriebszustand des Kolbens ein Optimum hinsichtlich der Verbrennung erreicht werden. Außerdem stellen sich eine verbesserte Kühlung, eine verringerte Geräuschentwicklung sowie eine Spannungsreduzierung an dem Muldenrand ein.Advantageously, the economically feasible measure according to the invention for pistons of Leistungsgesteigerten internal combustion engines are used. In particular, in these pistons, the combustion bowl is subjected to increased stress from the mechanical stress of the gas pressure and an elevated temperature level as well as the stresses from the temperature gradients. The inventively designed piston can withstand these stresses and continue to meet the increased demands in terms of reliability and service life. The inventive design of the burner cavity creates geometric asymmetries that interfere with the formation of acoustic resonance frequencies, which has an advantageous effect on the noise. With the constructive concept according to the invention, an optimum combustion can be achieved in the operating state of the piston. In addition, set up an improved cooling, reduced noise and a voltage reduction at the trough edge.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen, nachfolgend erläuterten Ansprüche 2 bis 8.Further embodiments of the invention are the subject of the dependent, explained below claims 2 to 8.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung bilden der Muldenboden und /oder der Muldenrand einschließlich des Muldenrandradius eine von einerKreisform abweichende geometrische Form. Eine bevorzugte erste konstruktive Auslegung sieht vor, dass der Kolben eine zentrisch oder exzentrisch in den Kolbenboden eingebrachte Brennraummulde mit einem symmetrisch gestalteten Muldenboden und einem verlaufenden, bevorzugt oval gestalteten Muldenrand einschließlich Muldenrandradius umfasst. Ein weiteres erfindungsgemäßes Konzept sieht ebenfalls eine zentrisch oder exzentrisch in den Kolbenboden eingebrachte Brennraummulde vor, die einen asymmetrischen Muldenboden einschließt und einen Muldenrand, einschließlich Muldenrandradius mit einer gleichbleibenden, insbesondere runden Form. Eine weitere zentrisch oder exzentrisch in den Kolbenboden eingebrachte Brennraummulde gemäß der Erfindung umfasst einen asymmetrischen oder oval gestalteten Muldenboden sowie einen Muldenrand, einschließlich Muldenrandradius mit einer annähernd übereinstimmenden oder verlaufenden, beispielsweise ovalen Formgebung. Je nach Bedarf bietet es sich an, dass der Muldenboden und/oder der Muldenrand einseitig asymmetrisch oder bis zu einer Freiform ausgelegt ist. Außerdem bietet die Erfindung die Möglichkeit, die Brennraummulde mit einem als Freiform beliebig geometrisch gestalteten Muldenboden zu versehen, dem ein Muldenrand mit einer ebenfalls als Freiform oder einer beliebig geometrisch gestalteten Form zugeordnet ist. Vorteilhaft kann das Profil bzw. die Form des Muldenbodens und/oder des Muldenrands frei programmiert werden. Bei Bedarf kann eine annähernde geometrische Profilübereinstimmung zwischen dem Muldenrand und dem Muldenboden geschaffen werden.In a preferred embodiment of the invention, the trough bottom and / or the trough edge including the trough rim radius form a shape deviating from a circular shape geometric shape. A preferred first constructive design provides that the piston comprises a centric or eccentric introduced into the piston crown combustion bowl with a symmetrically shaped trough bottom and a running, preferably oval shaped trough edge including trough rim radius. Another inventive concept also provides a centric or eccentric introduced into the piston crown combustion bowl, which includes an asymmetric trough bottom and a trough edge, including trough rim radius with a consistent, in particular round shape. Another centric or eccentric introduced into the piston crown combustion bowl according to the invention comprises an asymmetrical or oval shaped trough bottom and a trough edge, including trough rim radius with an approximately coincident or extending, for example, oval shape. Depending on requirements, it is advisable that the trough bottom and / or the trough edge is designed asymmetrically on one side or up to a free shape. In addition, the invention offers the possibility of providing the combustion bowl with an arbitrarily geometrically designed free-form trough bottom, which is associated with a trough edge with a likewise free-form or any geometrically shaped shape. Advantageously, the profile or the shape of the trough bottom and / or the trough edge can be freely programmed. If necessary, an approximate geometric profile match between the bowl rim and the tray bottom can be created.

Vorzugsweise ist das erfindungsgemäße Konzept der Brennraummuldengestaltung in Verbindung mit einem flüssigkeitsgekühlten, zumindest einen Kühlkanal einschließenden Kolben einsetzbar. Dabei bietet die Erfindung die Möglichkeit, die Wandstärke zwischen der Brennraummulde und dem Kühlkanal zu optimieren mit dem Ziel, die Kühlung des Kolbens zu verbessern. Zur Erzielung einer effektiven Kolbenkühlung können damit ohne Einschränkung der Kolbenfestigkeit vorteilhaft die Wandstärken zwischen der Brennraummulde und dem Kühlkanal optimiert werden. Das erfindungsgemäße Konzept ist auf Kolben übertragbar, die mittels eines Gieß-, Schmiede- oder Strangpressverfahrens oder einer Kombination davon hergestellt worden sind.Preferably, the inventive concept of Brennraumpuldengestaltung in conjunction with a liquid-cooled, at least one cooling duct enclosing piston can be used. The invention offers the possibility to optimize the wall thickness between the combustion bowl and the cooling channel with the aim to improve the cooling of the piston. To achieve effective piston cooling, the wall thicknesses between the combustion chamber recess and the cooling channel can thus be advantageously optimized without limiting the piston strength. The inventive concept is applicable to pistons made by a casting, forging or extrusion process or a combination thereof.

Die Erfindung nach Anspruch 9 umfasst ein Verfahren zur Herstellung der Brennraummulde, mit dem mittels einer spangebenden, mechanischen Bearbeitung die Brennraummulde in unterschiedlichen geometrisch gestalteten Formen in den Kolbenboden eingebracht werden kann. Bevorzugt wird dazu eine Werkzeugmaschine eingesetzt, mit der in Verbindung mit einem Spezialwerkzeug der Muldenboden und/oder der Muldenrand der Brennraummulde in unterschiedlichen oder übereinstimmenden Formen hergestellt werden kann. Zur Realisierung der geometrischen Form des Muldenbodens, des Muldenrands und/oder des Muldenrandradius wird mit einer Werkzeugmaschine in einer Aufspannung mit dem Spezialwerkzeug an einem definierten Übergangspunkt an der Brennraummulde angesetzt und je nach Bedarf mit dem winkelabhängig verlaufenden Werkzeug beispielsweise die Muldenöffnung oder andere Bereiche der Brennrummulde hergestellt.The invention according to claim 9 comprises a method for producing the combustion bowl, by means of a cutting, mechanical processing, the combustion bowl can be introduced into the piston crown in different geometrically shaped shapes. For this purpose, a machine tool is preferably used with which, in conjunction with a special tool, the trough bottom and / or the trough edge of the combustion chamber trough can be produced in different or matching shapes. To realize the geometric shape of the trough bottom, the trough edge and / or the Muldenrandradius is set with a machine tool in a single clamping with the special tool at a defined transition point on the combustion bowl and as needed with the angle-dependent tool, for example, the trough opening or other areas of the Brennrummulde produced.

Mit dem eingesetzten Verfahren können vorteilhaft beliebig geometrisch gestaltete, insbesondere von einer Kreisform abweichende Formen oder Profile für den Muldenboden sowie den Muldenrand realisiert werden. Dieses Herstellverfahren ermöglicht es eine Brennraummulde einzubringen, deren Muldengeometrie eine optimale Verbrennung gewährleistet in Verbindung mit einem spannungsreduzierten Muldenrand, was sich vorteilhaft auf die Bauteilsicherheit des Kolbens auswirkt. Außerdem ermöglicht das eingesetzte Bearbeitungsverfahren eine flexiblere, kostenoptimierte Fertigung des Kolbens. Ein weiterer Kostenvorteil gegenüber bisher eingesetzten Verfahren zur Kolbenherstellung stellt sich ein, da weder Fräsarbeiten noch damit einhergehende Verschneidungskanten am Muldenrand erforderlich sind.With the method used advantageously any geometrically shaped, in particular deviating from a circular shape or profiles for the trough bottom and the trough edge can be realized. This manufacturing method makes it possible to introduce a combustion chamber trough, whose trough geometry ensures optimal combustion in conjunction with a stress-reduced trough edge, which has an advantageous effect on the component safety of the piston. In addition, the machining process used allows a more flexible, cost-optimized production of the piston. Another cost advantage compared to previously used methods for piston production turns out, since neither milling nor related intersection edges are required at the trough edge.

Als bevorzugte Werkzeugmaschine zur Herstellung der erfindungsgemäßen Gestaltung der Brennraummulde wird eine Innenovaldreheinheit eingesetzt, mit der vorteilhaft in einer Aufspannung die Geometrie des Muldenbodens und des Muldenrands einschließlich des Muldenrandradius mit übereinstimmenden oder voneinander abweichenden geometrischen Ausgestaltungen in den Kolbenboden eingebracht werden kann. Eine erste Ausgestaltung sieht eine zentrisch oder exzentrisch in den Kolbenboden eingebrachte Brennraummulde vor, die einen symmetrisch oder rund ausgebildeten Muldenboden sowie einen verlaufenden, bevorzugt oval gestalteten Muldenrand und Muldenrandradius einschließt. Weiterhin bietet sich eine Ausgestaltung an, die eine zentrisch oder exzentrisch in den Kolbenboden eingebrachte Brennraummulde umfasst, der ein asymmetrischer Muldenboden sowie ein Muldenrand einschließlich Muldenrandradius mit einer gleichbleibenden runden Form zugeordnet ist. Die Erfindung umfasst als weitere Ausgestaltung eine zentrisch oder exzentrisch in den Kolbenboden eingebrachte Brennraummulde mit einem asymmetrischen Muldenboden, dem ein Muldenrand und Muldenrandradius mit einem verlaufenden, bevorzugt oval gestalteten Muldenrand und Muldenrandradius zugeordnet ist. Außerdem kann die Brennraummulde gemäß der Erfindung einen Muldenboden sowie einen Muldenrand mit einer verlaufenden, oval oder als Freiform gestalteten, frei programmierbaren Form einschließen.As a preferred machine tool for producing the design of the combustion bowl according to the invention a Innenovaldreheinheit is used with the advantageous in a clamping the Geometry of the trough bottom and the trough edge including the trough rim radius with matching or divergent geometric configurations can be introduced into the piston head. A first embodiment provides a centric or eccentric introduced into the piston crown combustion bowl, which includes a symmetrical or round-shaped well bottom and a running, preferably oval shaped well edge and Muldenrandradius. Furthermore, an embodiment is suitable, which comprises a centric or eccentric introduced into the piston crown combustion bowl, which is associated with an asymmetrical well bottom and a trough edge including Muldenrandradius with a constant circular shape. The invention comprises as a further embodiment a centric or eccentric introduced into the piston crown combustion bowl with an asymmetric trough bottom, which is associated with a trough edge and Muldenrandradius with a running, preferably oval shaped trough edge and Muldenrandradius. In addition, the combustion bowl according to the invention, a trough bottom and a trough edge with a running, oval or shaped as a freeform, freely programmable form include.

Vorteilhaft ermöglicht die Anwendung der Innenovaldreheinheit eine Ausgestaltung von Brennraummulden mit Muldenböden und/oder Muldenrändern, einschließlich Muldenrandradien in beliebig gestalteten Freiformflächen, Verlaufsformen oder Freiformkonturen mit dreidimensionaler Formgebung sowie mit und ohne Hinterschnitt.Advantageously, the use of Innenovaldreheinheit allows an embodiment of combustion bowls with well bottoms and / or Muldenrändern, including Muldenrandradien in arbitrarily shaped free-form surfaces, shapes or free-form contours with three-dimensional shape and with and without undercut.

Weiterhin können mittels einer frei programmierbaren Werkzeugmaschine mit CNC-Steuerung, insbesondere einer Innenovaldreheinheit mit zugehörigem Schneidwerkzeug beliebige Formen innerhalb der Brennraummulde hergestellt werden. Die Steuerung ermöglicht durch eine entsprechende freie Programmierung das Einbringen von nahezu beliebig geometrisch gestalteten Verlaufsformen, Konturen oder Profilen für den Muldenboden und/oder den Muldenrand, zur Herstellung einer optimal ausgelegten Brennraummulde. Zur Realisierung der erfindungsgemäß ausgeführten Brennraummulde ist vorteilhaft nur eine Aufspannung des Kolbens in der Werkzeugmaschine bzw. der Bearbeitungseinrichtung erforderlich, um beispielsweise das bedarfsgerechte Profil des Muldenbodens und des Muldenrands kostengünstig unter Einhaltung geringster Fertigungstoleranzen herstellen zu können. Im Vergleich zu bisherigen Lösungen stellt sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ein erheblicher Zeit- und Kostenvorteil ein.Furthermore, by means of a freely programmable machine tool with CNC control, in particular a Innenovaldreheinheit with associated cutting tool any shapes can be made within the combustion bowl. The controller allows by appropriate free programming the introduction of almost arbitrarily geometrically shaped courses, contours or profiles for the trough bottom and / or the trough edge, for producing an optimally designed combustion bowl. In order to realize the combustion bowl designed according to the invention, advantageously only one clamping of the piston in the machine tool or the machining device is required in order to be able to inexpensively produce, for example, the profile of the well base and the bowl edge in compliance with the lowest manufacturing tolerances. Compared to previous solutions, a considerable time and cost advantage arises with the method according to the invention.

Die Bearbeitung des Kolbens mit integrierter, erfindungsgemäß ausgebildeter Brennraummulde erfolgt in folgenden Schritten: nach dem Herstellen eines Kolbenrohlings durch ein Urformverfahren wie ein Gieß,- Schmiede- oder Strangpressverfahren, folgt die Bearbeitung des Kolbenrohlings durch mechanische Operationen. Anschließend wird die Brennraummulde bevorzugt in Verbindung mit der Innenovaldreheinheit in den Kolbenboden eingebracht, bevor der Kolben von Kühlschmiermittel und/oder Schmierstoffen sowie anhaftenden Spänen gereinigt wird.The machining of the piston with integrated, inventively designed combustion bowl is carried out in the following steps: after producing a piston blank by a primary molding process such as a casting, - forging or extrusion process, the machining of the piston blank by mechanical operations. Subsequently, the combustion chamber trough is preferably introduced into the piston head in conjunction with the inner turret unit before the piston is cleaned of cooling lubricant and / or lubricants and adhering chips.

Ausführungsbeispieleembodiments

Im Folgenden wird anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung die Erfindung näher erläutert, wobei sich die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt. Es zeigen:In the following, the invention will be explained in more detail by means of preferred embodiments with reference to the drawing, wherein the present invention is not limited to these embodiments. Show it:

1: eine teilweise Seitenansicht und eine teilweise Schnittansicht eines Kolbens mit im Kolbenboden integrierter Brennraummulde; 1 a partial side view and a partial sectional view of a piston with integrated in the piston crown combustion bowl;

2: einen Kolben in einer Draufsicht mit einem ersten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß ausgebildeten Brennraummulde; 2 a piston in a plan view with a first embodiment of a combustion chamber according to the invention formed;

3 den Kolben gemäß 2 mit einem zweiten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß ausgebildeten Brennraummulde; 3 according to the piston 2 with a second embodiment of an inventively designed combustion bowl;

4 den Kolben gemäß 2 mit einem dritten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß ausgebildeten Brennraummulde; 4 according to the piston 2 with a third embodiment of an inventive combustion chamber trough;

5 den Kolben gemäß 2 mit einem vierten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß ausgebildeten Brennraummulde. 5 according to the piston 2 with a fourth embodiment of an inventively designed combustion bowl.

Detaillierte Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings

Die 1 zeigt einen flüssigkeitsgekühlten Kolben 1, bei dem in einem Kolbenboden 2 eine Brennraummulde 3 eingebracht ist. Die zentrisch angeordnete Brennraummulde 3 bildet einen Muldenboden 4, der mittig in Richtung des Kolbenbodens 2 gewölbt ausgeführt ist. Der Muldenboden 4 wird außenseitig von einem gerundeten, insbesondere konvex ausgeführten Muldenrand 5 umschlossen, der eine umlaufende Hinterschneidung 7 bildet. Über einen konkav verlaufenden Abschnitt, einen Muldenrandradius 6 ist der Muldenrand 5 mit dem Kolbenboden 2 verbunden. Zur Kühlung des Kolbens 1 ist bevorzugt ein umlaufender, von einem Kühlmedium beaufschlagter Kühlkanal 8 in dem Kolben 1 integriert. Aufgrund einer relativ geringen Wandstärke zu dem thermisch stark beanspruchten Muldenrand 5 der Brennraummulde 3 kann eine effektive Kolbenkühlung erreicht werden.The 1 shows a liquid-cooled piston 1 in which in a piston bottom 2 a combustion bowl 3 is introduced. The centrically arranged combustion bowl 3 forms a trough bottom 4 , which is centered in the direction of the piston crown 2 is executed curved. The trough bottom 4 is on the outside of a rounded, in particular convex executed Muldenrand 5 enclosed, a circumferential undercut 7 forms. Over a concave section, a trough rim radius 6 is the trough edge 5 with the piston bottom 2 connected. For cooling the piston 1 is preferably a circumferential, acted upon by a cooling medium cooling channel 8th in the piston 1 integrated. Due to a relatively small wall thickness to the thermally heavily stressed bowl edge 5 the combustion chamber trough 3 An effective piston cooling can be achieved.

Der Kolben 1 gemäß 2 umfasst eine zentrisch in dem Kolbenboden 2 eingebrachte Brennraummulde 13 mit einem runden, symmetrisch ausgebildeten Muldenboden 14, dem ein verlaufender, oval gestalteter Muldenrand 15 zugeordnet ist.The piston 1 according to 2 includes a centric in the piston crown 2 introduced Combustion bowl 13 with a round, symmetrical trough bottom 14 , the one running, oval shaped trough edge 15 assigned.

Die 3 zeigt eine Brennraummulde 23 mit einem zentrisch in dem Kolbenboden 2 eingebrachten runden, symmetrisch gestalteten Muldenboden 24 sowie einen exzentrisch, oval ausgebildeten Muldenrand 25.The 3 shows a combustion bowl 23 with a centric in the piston crown 2 introduced round, symmetrically shaped trough bottom 24 and an eccentric, oval trained trough edge 25 ,

Gemäß 4 schließt die Brennraummulde 33 des Kolbens 1 einen oval oder asymmetrisch ausgebildeten Muldenboden 34 ein sowie einen oval ausgestalteten Muldenrand 35.According to 4 closes the combustion bowl 33 of the piston 1 an oval or asymmetrical trough bottom 34 one as well as an oval shaped trough edge 35 ,

In 5 ist in dem Kolbenboden 2 des Kolbens 1 eine als Freiform gestaltete Brennraummulde 43 integriert, die einen unregelmäßig geformten Muldenboden 44 und einen unregelmäßig geformten Muldenrand 45 umfasst.In 5 is in the piston crown 2 of the piston 1 a freeform burner trough 43 integrated, which has an irregularly shaped trough bottom 44 and an irregularly shaped bowl rim 45 includes.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Kolbenpiston
22
Kolbenbodenpiston crown
33
BrennraummuldeCombustion bowl
44
Muldenbodendepression base
55
Muldenrandbowl edge
66
MuldenrandradiusBowl edge radius
77
Hinterschnittundercut
88th
Kühlkanalcooling channel
1313
BrennraummuldeCombustion bowl
1414
Muldenbodendepression base
1515
Muldenrandbowl edge
2323
BrennraummuldeCombustion bowl
2424
Muldenbodendepression base
2525
Muldenrandbowl edge
3333
BrennraummuldeCombustion bowl
3434
Muldenbodendepression base
3535
Muldenrandbowl edge
4343
BrennraummuldeCombustion bowl
4444
Muldenbodendepression base
4545
Muldenrandbowl edge

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 21245595 [0006] DE 21245595 [0006]

Claims (13)

Kolben (1) für eine Brennkraftmaschine, umfassend einen Kolbenboden (2), in dem eine Brennraummulde (3, 13, 23, 33, 43) integriert ist, die einen Muldenboden (4, 14, 24, 34, 44) umfasst, der über einen Muldenrand (5, 15, 25, 35, 45) über einen zugehörigen Muldenrandradius (6, 16, 26, 36, 46) mit dem Kolbenboden (2) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Brennraummulde (13, 23, 33, 43) einen beliebig geometrisch gestalteten Muldenboden (14, 24, 34, 44) einschließt, der gegenüber dem Muldenrand (15, 25, 35, 45) und/oder dem Muldenrandradius (16, 26, 36, 46) eine übereinstimmende oder abweichende geometrische Form aufweist.Piston ( 1 ) for an internal combustion engine, comprising a piston head ( 2 ), in which a combustion bowl ( 3 . 13 . 23 . 33 . 43 ), which is a trough bottom ( 4 . 14 . 24 . 34 . 44 ), which over a Muldenrand ( 5 . 15 . 25 . 35 . 45 ) via an associated bowl rim radius ( 6 . 16 . 26 . 36 . 46 ) with the piston head ( 2 ), characterized in that at least the combustion chamber trough ( 13 . 23 . 33 . 43 ) an arbitrarily geometrically shaped trough bottom ( 14 . 24 . 34 . 44 ), which is opposite the trough edge ( 15 . 25 . 35 . 45 ) and / or the trough rim radius ( 16 . 26 . 36 . 46 ) has a matching or deviating geometric shape. Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Muldenboden (34, 44) und/oder der Muldenrand (35, 45) einschließlich des Muldenrandradius (36, 46) eine von einer Kreisform abweichende geometrische Form aufweist.Piston according to claim 1, characterized in that the well bottom ( 34 . 44 ) and / or the trough edge ( 35 . 45 ) including the trough rim radius ( 36 . 46 ) has a shape deviating from a circular shape geometric shape. Kolben nach Anspruch 1 oder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine zentrisch oder exzentrisch in dem Kolbenboden (2) eingebrachte Brennraummulde (13) einen rund oder symmetrisch ausgebildeten Muldenboden (14) sowie einen verlaufenden, oder oval gestalteten Muldenrand (15) einschließt.Piston according to claim 1 or claim 2, characterized in that a centric or eccentric in the piston head ( 2 ) introduced combustion chamber trough ( 13 ) a round or symmetrical trough bottom ( 14 ) as well as a running, or oval shaped trough edge ( 15 ). Kolben nach Anspruch 1 oder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine zentrisch oder exzentrisch in dem Kolbenboden (1) eingebrachte Brennraummulde (23) einen asymmetrischen Muldenboden (24) umfasst sowie einen Muldenrand (25) mit einer gleichbleibenden, insbesondere runden Form.Piston according to claim 1 or claim 2, characterized in that a centric or eccentric in the piston head ( 1 ) introduced combustion chamber trough ( 23 ) an asymmetrical trough bottom ( 24 ) and a trough edge ( 25 ) with a consistent, especially round shape. Kolben nach Anspruch 1 oder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine zentrisch oder exzentrisch in dem Kolbenboden (2) eingebrachte Brennraummulde (33) einen asymmetrischen oder oval gestalteten Muldenboden (34) umfasst, dem ein Muldenrand (35) mit einer annähernd übereinstimmenden oder verlaufenden Formgebung zugeordnet ist.Piston according to claim 1 or claim 2, characterized in that a centric or eccentric in the piston head ( 2 ) introduced combustion chamber trough ( 33 ) an asymmetrical or oval shaped trough bottom ( 34 ), which has a trough edge ( 35 ) associated with an approximately coincident or running shape. Kolben nach Anspruch 1 oder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine als Freiform oder beliebig geometrisch gestaltete Brennraummulde (43) in dem Kolbenboden (1) eingebracht ist, dem ein Muldenboden (44) und/oder ein Muldenrand (45) mit einer als Freiform oder einer beliebig geometrisch gestalteten Form zugeordnet ist.Piston according to claim 1 or claim 2, characterized in that a free-form or any geometrically designed combustion bowl ( 43 ) in the piston head ( 1 ) is introduced, which a trough bottom ( 44 ) and / or a trough edge ( 45 ) is associated with a free-form or any geometrically shaped form. Kolben nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der flüssigkeitsgekühlte Kolben (1) zumindest einen Kühlkanal (8) beinhaltet.Piston according to at least one of claims 1 to 6, characterized in that the liquid-cooled piston ( 1 ) at least one cooling channel ( 8th ) includes. Kolben nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (1) mittels eines Gieß-, Schmiede- oder Strangpress-Verfahrens aus Stahl oder aus einem Leichtmetall herstellbar ist.Piston according to at least one of claims 1 to 7, characterized in that the piston ( 1 ) can be produced by means of a casting, forging or extrusion process made of steel or a light metal. Verfahren zur Herstellung einer Brennraummulde (13, 23, 33, 43) in einem Kolben (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer spangebenden, mechanischen Bearbeitung die Brennraummulde (13, 23, 33, 43) in den Kolbenboden (2) eingebracht wird, wobei mit einem Spezialwerkzeug einer eingesetzten Werkzeugmaschine der Muldenboden (14, 24, 34, 44) und/oder der Muldenrand (15, 25, 35, 45) der Brennraummulde (13, 23, 33, 43) in unterschiedlichen oder übereinstimmenden, beliebig geometrisch gestalteten Formen realisierbar ist.Method for producing a combustion bowl ( 13 . 23 . 33 . 43 ) in a flask ( 1 ) according to one of claims 1 to 8, characterized in that by means of a cutting, mechanical machining, the combustion chamber trough ( 13 . 23 . 33 . 43 ) in the piston head ( 2 ) is introduced, wherein with a special tool of a machine tool used the trough bottom ( 14 . 24 . 34 . 44 ) and / or the trough edge ( 15 . 25 . 35 . 45 ) of the combustion chamber trough ( 13 . 23 . 33 . 43 ) can be realized in different or matching, any geometrically shaped forms. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur Gestaltung des Muldenbodens (14, 24, 34, 44) und des Muldenrands (15,25, 35, 45) der Brennraummulde (13, 23, 33, 43) eine Innenovaldreheinheit als Werkzeugmaschine eingesetzt ist, wobei mit einer Aufspannung eine übereinstimmende oder voneinander abweichende Geometrie des Muldenbodens (14, 24, 34, 44) und des Muldenrands (15, 25, 35, 45) herstellbar ist.A method according to claim 9, characterized in that for the design of the trough bottom ( 14 . 24 . 34 . 44 ) and the Muldenrands ( 15 . 25 . 35 . 45 ) of the combustion chamber trough ( 13 . 23 . 33 . 43 ) a Innenovaldreheinheit is used as a machine tool, wherein with a clamping a matching or divergent geometry of the trough bottom ( 14 . 24 . 34 . 44 ) and the Muldenrands ( 15 . 25 . 35 . 45 ) can be produced. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Innenovaldreheinheit ein Muldenboden (14, 24, 34, 44) und/oder ein Muldenrand (15, 25, 35, 45) mit einer beliebig geometrisch gestalteten Freiformfläche, Verlaufsform oder Freiformkontur realisierbar ist, wobei die hergestellte Kontur eine dreidimensionale Formgebung mit und ohne einen Hinterschnitt einschließt.A method according to claim 10, characterized in that by means of the inner oval turning unit a trough bottom ( 14 . 24 . 34 . 44 ) and / or a trough edge ( 15 . 25 . 35 . 45 ) can be realized with an arbitrarily geometrically shaped free-form surface, shape or free-form contour, wherein the contour produced includes a three-dimensional shape with and without an undercut. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Innenovaldreheinheit zumindest ein Muldenrand (15, 25, 35, 45) in einer beliebig gestalteten frei programmierbaren Verlaufsform herstellbar ist.A method according to claim 11, characterized in that by means of Innenovaldreheinheit at least one trough edge ( 15 . 25 . 35 . 45 ) in an arbitrarily designed freely programmable waveform can be produced. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitung des Kolbens (1) in folgenden Schritten erfolgt: – Herstellen eines Kolbenrohlings durch ein Urformverfahren wie ein Schmiede- oder Gießprozess oder ein Strangpressverfahren; – Bearbeitung des Kolbenrohlings durch mechanische Operationen; – Einbringen der Brennraummulde (13, 23, 33, 43) in den Kolbenboden (2) in Verbindung mit der Innenovaldreheinheit; – Reinigung des Kolbens von Kühlschmiermittel und/oder Schmierstoffen sowie anhaftenden Spänen.Method according to at least one of claims 9 to 12, characterized in that the machining of the piston ( 1 ) in the following steps: - producing a piston blank by a primary molding process such as a forging or casting process or an extrusion process; - machining of the piston blank by mechanical operations; - introducing the combustion chamber trough ( 13 . 23 . 33 . 43 ) in the piston head ( 2 ) in conjunction with the inner-oval-rotation unit; - Cleaning the piston of cooling lubricants and / or lubricants and adhering chips.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104295398A (en) * 2013-07-18 2015-01-21 电动内燃机公司 Combustion bowl of piston
WO2017016934A1 (en) * 2015-07-30 2017-02-02 Mahle International Gmbh Piston for an internal combustion engine
DE202021103155U1 (en) 2020-06-18 2021-07-28 Innio Jenbacher Gmbh & Co Og Pistons for internal combustion engine and internal combustion engine with such

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102953860A (en) * 2011-08-29 2013-03-06 广西玉柴机器股份有限公司 Piston combustion chamber structure
JP2015113802A (en) * 2013-12-13 2015-06-22 トヨタ自動車株式会社 Control device of compression ignition type internal combustion engine
CN114017194B (en) * 2021-10-27 2023-05-09 东风汽车集团股份有限公司 Ignition compression ignition petrol engine piston and engine

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10046420A1 (en) * 2000-09-20 2002-03-28 Mahle Gmbh Trough edge rounding producing process involves separately machining second trough edge rounding deeper into trough
DE102004003658A1 (en) * 2004-01-24 2005-08-25 Mahle Gmbh Combustion basin in the bottom of a piston for a diesel engine
FR2880923A1 (en) * 2005-01-19 2006-07-21 Renault Sas Combustion chamber for compression ignition internal combustion engine, has piston with cavity, opposite to cylinder head portion, forming piston tulip whose one portion presents lip at its entry and another portion does not present lip
DE102005060547A1 (en) * 2005-12-17 2007-06-28 Mahle International Gmbh Automotive piston for fuel-injected engine has profiled central combustion cavity with rounded edges
DE102006007130A1 (en) * 2006-02-16 2007-08-23 Daimlerchrysler Ag Piston for internal combustion engine has bowl neck provided with greater height in first direction parallel to piston pin axis than height in second direction perpendicular to first direction

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE750848C (en) * 1941-06-26 1945-01-29 Self-igniting, air-compressing internal combustion engine
FR997692A (en) * 1949-10-18 1952-01-09 Engine transformation process, for fuel change
DE856708C (en) * 1950-11-09 1952-11-24 Gueldner Motoren Werke Zweigni Internal combustion engine working with air compression and self-ignition
DE864475C (en) * 1950-12-21 1953-01-26 Erich Dipl-Ing Ledwinka Combustion chamber arranged exclusively in the piston for internal combustion engines working with air compression and self-ignition
DE1178637B (en) * 1957-08-20 1964-09-24 Ustav Pro Vyzkum Motorovych Vo Internal combustion engine with compression self-ignition and direct fuel injection
FR1411601A (en) * 1964-10-16 1965-09-17 Lister & Co Ltd R A Piston for internal combustion engines
DE2124595C3 (en) 1971-05-18 1973-10-31 Mahle, Gmbh, 7000 Stuttgart Process for the production of light metal pistons with a combustion bowl in the piston crown
IT1158942B (en) * 1983-04-11 1987-02-25 Fiat Auto Spa INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH DIRECT FUEL INJECTION
JPS61212624A (en) * 1985-03-18 1986-09-20 Mitsubishi Motors Corp Shaping of combustion chamber of piston for diesel engine
JPS61214907A (en) * 1985-03-18 1986-09-24 Mitsubishi Motors Corp Piston combustion chamber forming method for diesel engine
DE59207958D1 (en) * 1992-11-26 1997-03-06 Avl Verbrennungskraft Messtech Spark-ignited internal combustion engine with a combustion chamber assigned in the piston

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10046420A1 (en) * 2000-09-20 2002-03-28 Mahle Gmbh Trough edge rounding producing process involves separately machining second trough edge rounding deeper into trough
DE102004003658A1 (en) * 2004-01-24 2005-08-25 Mahle Gmbh Combustion basin in the bottom of a piston for a diesel engine
FR2880923A1 (en) * 2005-01-19 2006-07-21 Renault Sas Combustion chamber for compression ignition internal combustion engine, has piston with cavity, opposite to cylinder head portion, forming piston tulip whose one portion presents lip at its entry and another portion does not present lip
DE102005060547A1 (en) * 2005-12-17 2007-06-28 Mahle International Gmbh Automotive piston for fuel-injected engine has profiled central combustion cavity with rounded edges
DE102006007130A1 (en) * 2006-02-16 2007-08-23 Daimlerchrysler Ag Piston for internal combustion engine has bowl neck provided with greater height in first direction parallel to piston pin axis than height in second direction perpendicular to first direction

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104295398A (en) * 2013-07-18 2015-01-21 电动内燃机公司 Combustion bowl of piston
WO2017016934A1 (en) * 2015-07-30 2017-02-02 Mahle International Gmbh Piston for an internal combustion engine
US10487776B2 (en) 2015-07-30 2019-11-26 Mahle International Gmbh Piston for an internal combustion engine
DE202021103155U1 (en) 2020-06-18 2021-07-28 Innio Jenbacher Gmbh & Co Og Pistons for internal combustion engine and internal combustion engine with such
AT17205U1 (en) * 2020-06-18 2021-09-15 Innio Jenbacher Gmbh & Co Og Pistons for internal combustion engine and internal combustion engine with such

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