DE102015004356A1 - Piston crown for internal combustion engines - Google Patents

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Sascha Burkhard
Eike Joachim Sixel
Michael Sturm
Dirk Mooser
Kai Ruschmeyer
Ingo LANGSCHWAGER
Marius WOLFGRAMM
Hendrik Johannes LANGE
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Abstract

Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Kolbenkrone (110) für Brennkraftmaschinen. Die offenbarte Kolbenkrone (110) weist einen eine Mittelachse (112) aufweisenden Kolbenmantel (114), einen den Kolbenmantel (114) begrenzenden Kolbenboden (116), der aus einem Kolbenbodenrand (118) und einer Kolbenbodenmulde (120) gebildet ist und eine im Kolbenboden (116) eingelassene Ventiltascheneinheit (131) mit zumindest zwei Ventiltaschen (132, 134) auf, deren Schnittverlauf in einer zur Mittelachse (112) senkrecht stehenden Ebene bezüglich der Mittelachse (112) jeweils nach außen gekrümmt ist. Die Ventiltascheneinheit (131) umfasst zudem eine Übergangsmantelfläche (137), die die erste Mantelfläche (133) mit der zweiten Mantelfläche (135) verbindet und in einer zur Mittelachse (112) senkrecht stehenden Ebene einen geradlinigen Schnittverlauf aufweist, der in der zur Mittelachse (112) senkrecht stehenden Ebene in den Schnittverlauf der ersten Mantelfläche (133) und in den Schnittverlauf der zweiten Mantelfläche (135) tangential übergeht.The present disclosure relates to a piston crown (110) for internal combustion engines. The disclosed piston crown (110) has a piston skirt (114) having a central axis (112), a piston skirt (116) delimiting the piston skirt (114) and consisting of a piston crown edge (118) and a piston crown (120) and one in the piston crown (116) recessed valve pocket unit (131) with at least two valve pockets (132, 134) whose sectional profile in a plane perpendicular to the central axis (112) plane with respect to the central axis (112) is curved outward in each case. The valve pocket unit (131) additionally comprises a transition lateral surface (137) which connects the first lateral surface (133) to the second lateral surface (135) and has a rectilinear sectional profile in a plane perpendicular to the central axis (112). 112) perpendicular to the section of the first lateral surface (133) and in the sectional profile of the second lateral surface (135) merges tangentially.

Figure DE102015004356A1_0001
Figure DE102015004356A1_0001

Description

Technisches GebietTechnical area

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kolbenkrone und einen Kolben für Brennkraftmaschinen.The present invention relates to a piston crown and a piston for internal combustion engines.

Hintergrundbackground

Kolben für Brennkraftmaschinen können ein Kolbenhemd aufweisen, das mit einer Kolbenkrone und einem Pleuel verbunden ist. Die Kolbenkrone begrenzt zusammen mit einem Zylinder bzw. einer Zylinderlaufbuchse, in der sich der Kolben hin und her bewegt, und dem Zylinderkopf eine Verbrennungskammer.Pistons for internal combustion engines may have a piston skirt which is connected to a piston crown and a connecting rod. The piston crown defines a combustion chamber together with a cylinder or cylinder liner in which the piston reciprocates and the cylinder head.

Die Kolbenkrone weist eine äußere Mantelfläche auf, die nach oben hin von einem Kolbenboden begrenzt wird, der durch einen Kolbenbodenrand und einer Kolbenbodenmulde gebildet wird. Die Kolbenbodenmulde bildet hierbei einen Teil der Verbrennungskammer.The piston crown has an outer circumferential surface, which is bounded at the top by a piston crown, which is formed by a piston bottom edge and a piston crown. The piston bottom recess forms part of the combustion chamber.

Beispielsweise werden bei einem Otto-Gasmotor Kolben mit verschiedenen Kolbenmuldenformen eingesetzt. So sind Kolben mit dachförmigem Kolbenboden bekannt, der für Brennverfahren mit gasgespülter Vorkammer derart gestaltet ist, dass die Fackelstrahlen möglichst spät auf die Brennraumwände treffen. Zudem sind Kolben mit wannenförmigem Kolbenboden bekannt, der so gestaltet ist, dass eine einlassseitig generierte Tumbleströmung erhalten bleibt. Ferner gibt es Kolben mit Omega-Kolbenbodenmulde, bei denen der Kolbenboden für den Dieselbetrieb für optimale Direkteinspritzung ausgelegt ist und aus Kostengründen und der Einfachheit halber unverändert auch beim Gas-Ottomotor eingesetzt wird. Letzteres ungeachtet eines möglicherweise schlechteren Verbrennungsergebnisses. Außerdem sind Kolben mit einer Topf-Kolbenbodenmulden bekannt, bei denen der Kolbenboden derart gestaltet sein kann, dass zwischen Kolbenrand und Zylinderkopf eine Quetschströmung (Squish-Strömung) in radialer Richtung entsteht. Außerdem kann die Drallströmung in der Topf-Kolbenbodenmulde verstärkt werden.For example, used in a gasoline engine piston with different Kolbenmuldenformen. Thus, pistons are known with roof-shaped piston crown, which is designed for combustion processes with gas-rinsed prechamber such that the torch jets meet as late as possible on the combustion chamber walls. In addition, pistons are known with trough-shaped piston bottom, which is designed so that a Tumbleströmung generated on the inlet side is maintained. There are also pistons with omega piston crown, in which the piston crown is designed for diesel operation for optimal direct injection and is used for cost reasons and for simplicity, unchanged in the gas Otto engine. The latter regardless of a possibly worse combustion result. In addition, pistons are known with a pot-piston bottom wells, in which the piston head can be designed such that a squish flow (squish flow) arises in the radial direction between the piston edge and the cylinder head. In addition, the swirl flow can be amplified in the pot-piston bottom tray.

Für Motoren mit Drall-Einlasskanälen und Kammerkerzen sind Kolben mit Topf-Kolbenbodenmulden sehr gut geeignet. Während des Kompressionstaktes wird das Gemisch über dem Kolbenbodenrand (Squish-Rand) des Kolbens in die Topf-Kolbenbodenmulde verdrängt. Während des Expansionstaktes wird das Gemisch wieder aus der Topf-Kolbenbodenmulde gesaugt. Dieser Vorgang führt, insbesondere in der Nähe des oberen Totpunkts zu starken Quetsch-Strömungen.For engines with swirl inlet ducts and chamber candles pistons with pot-piston bottom wells are very well suited. During the compression stroke, the mixture is displaced above the piston bottom edge (squish edge) of the piston into the pot piston bottom recess. During the expansion stroke, the mixture is sucked out of the pot bottom of the piston. This process leads to strong pinch currents, especially near top dead center.

Ergänzend zu der Quetsch-Strömung führt die Topf-Kolbenbodenmulde auch zu einer Beschleunigung der einlassseitig generierten Drallströmung. Aufgrund der Drehimpulserhaltung erhöht sich die Rotationsgeschwindigkeit der Drallströmung, wenn das Gemisch nach innen in die Topf-Kolbenbodenmulde verdrängt wird.In addition to the squish flow, the pot bottom of the pot also leads to an acceleration of the swirl flow generated on the inlet side. Due to the angular momentum conservation, the rotational speed of the swirl flow increases when the mixture is displaced inwardly into the pot bottom of the pot bottom.

Aus der DE 10 2010 018 930 A1 ist ein Kolben für eine Brennkraftmaschine bekannt, der innerhalb des Kolbenbodens vier Ventiltaschen aufweist, die einen Freigang der Aus- und Einlassventile gewährleisten.From the DE 10 2010 018 930 A1 a piston for an internal combustion engine is known, which has four valve pockets within the piston head, which ensure a clearance of the exhaust and intake valves.

Aus der DE 10 2012 103 212 A1 ist ein Kolben einer Brennkraftmaschine bekannt, bei dem die Höhe der Kolbenbodenmulde mit der Tiefe der Ventiltaschen in einem bestimmten Verhältnis zueinander stehen.From the DE 10 2012 103 212 A1 is a piston of an internal combustion engine is known in which the height of the piston crown with the depth of the valve pockets in a certain relationship to each other.

Die vorliegende Offenbarung ist wenigstens teilweise darauf gerichtet, einen oder mehrere Aspekte bekannter Systeme zu verbessern.The present disclosure is directed, at least in part, to improving one or more aspects of known systems.

Zusammenfassung der OffenbarungSummary of the Revelation

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist eine Kolbenkrone für Brennkraftmaschinen offenbart, die mit einem Kolbenhemd zum Bilden eines Kolbens verbindbar ist. Die Kolbenkrone weist einen eine Mittelachse aufweisenden Kolbenmantel, einen den Kolbenmantel begrenzenden Kolbenboden, der aus einem Kolbenbodenrand und einer Kolbenbodenmulde gebildet ist, und eine im Kolbenbodenrand eingelassene und eine erste Ventiltasche und eine zweite Ventiltasche aufweisende Ventiltascheneinheit auf. Die Ventiltascheneinheit umfasst eine der ersten Ventiltasche zugeordnete gekrümmte erste Mantelfläche, deren Schnittverlauf in einer zur Mittelachse senkrecht stehenden Ebene bezüglich der Mittelachse nach außen gekrümmt ist, eine der zweiten Ventiltasche zugeordnete gekrümmte zweite Mantelfläche, deren Schnittverlauf in einer zur Mittelachse senkrecht stehenden Ebene bezüglich der Mittelachse nach außen gekrümmt ist, und eine Übergangsmantelfläche, die die erste Mantelfläche mit der zweiten Mantelfläche verbindet. Die Übergangsmantelfläche weist in einer zur Mittelachse senkrecht stehenden Ebene einen geradlinigen Schnittverlauf auf, der in der zur Mittelachse senkrecht stehenden Ebene in den Schnittverlauf der ersten Mantelfläche und in den Schnittverlauf der zweiten Mantelfläche tangential übergeht.According to one aspect of the present disclosure, a piston crown for internal combustion engines is disclosed, which is connectable to a piston skirt for forming a piston. The piston crown has a piston skirt having a center axis, a piston crown bounding the piston skirt, which is formed by a piston bottom edge and a piston bottom recess, and a valve pocket unit embedded in the piston bottom edge and having a first valve pocket and a second valve pocket. The valve pocket unit comprises a curved first lateral surface assigned to the first valve pocket, whose sectional profile is curved outward in a plane perpendicular to the central axis with respect to the central axis, a curved second lateral surface assigned to the second valve pocket, the sectional profile of which is in a plane perpendicular to the central axis with respect to the central axis is curved outwards, and a transition surface area, which connects the first lateral surface with the second lateral surface. The transitional lateral surface has, in a plane perpendicular to the central axis, a rectilinear cutting profile which merges tangentially in the plane perpendicular to the central axis into the section of the first lateral surface and into the section of the second lateral surface.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Kolben für Brennkraftmaschinen offenbart, der ein Kolbenhemd und eine am Kolbenhemd angebrachte Kolbenkrone gemäß der vorliegenden Offenbarung aufweist.In another aspect, a piston for internal combustion engines is disclosed having a piston skirt and a piston crown attached to the piston crown in accordance with the present disclosure.

Weitere Merkmale und Aspekte dieser Offenbarung werden durch die folgende Beschreibung und die beiliegenden Zeichnungen offensichtlich. Other features and aspects of this disclosure will become apparent from the following description and the accompanying drawings.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

1 zeigt eine Draufsicht auf einen Kolbenboden eines Kolbens für eine Brennkraftmaschine, der eine beispielhaft offenbarte Kolbenkrone aufweist, 1 shows a plan view of a piston crown of a piston for an internal combustion engine, having an exemplified piston crown,

2 zeigt eine Schnittansicht durch den Kolben der 1 entlang der Linie II-II, 2 shows a sectional view through the piston of 1 along the line II-II,

3 zeigt eine weitere Schnittansicht durch einen Kolben, der eine weitere Ausgestaltung der Ventiltaschen aufweist. 3 shows a further sectional view through a piston having a further embodiment of the valve pockets.

Detaillierte BeschreibungDetailed description

Die folgende Beschreibung ist eine detaillierte Beschreibung von beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Die beispielhaften Ausführungsformen, die hierin beschrieben und in den Zeichnungen dargestellt sind, sind dazu bedacht, die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zu lehren, es dem Fachmann zu ermöglichen, diese umzusetzen und die vorliegende Offenbarung in verschiedenen Umgebungen und für verschiedene Anwendungen zu verwenden. Deshalb sind die beispielhaften Ausführungsformen nicht dazu bedacht, und sollten auch nicht dazu angesehen werden, eine beschränkende Beschreibung des Schutzbereichs zu sein. Vielmehr wird der Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung durch die beigefügten Ansprüche definiert.The following description is a detailed description of exemplary embodiments of the present disclosure. The exemplary embodiments described herein and illustrated in the drawings are intended to teach the principles of the present disclosure, to enable those skilled in the art to practice them, and to utilize the present disclosure in various environments and for various applications. Therefore, the exemplary embodiments are not intended and should not be construed to be a limiting description of the scope. Rather, the scope of the present disclosure is defined by the appended claims.

Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung bedeutet eine in einer zu einer Referenzachse senkrecht stehenden Referenzebene bezüglich der Referenzachse nach außen gekrümmte Fläche, dass diese Fläche von der Referenzachse aus betrachtet in der Referenzebene im Wesentlichen konvex ist. Demgegenüber bedeutet im Rahmen der vorliegenden Offenbarung eine in der Referenzebene bezüglich der Referenzachse nach innen gekrümmte Fläche, dass diese Fläche von der Referenzachse aus betrachtet in der Referenzebene im Wesentlichen konkav ist.In the context of the present disclosure, a surface curved outwards with respect to the reference axis in a reference plane perpendicular to a reference axis means that this surface, viewed from the reference axis, is substantially convex in the reference plane. In contrast, in the context of the present disclosure, an inwardly curved surface in the reference plane with respect to the reference axis means that, viewed from the reference axis, this surface is substantially concave in the reference plane.

Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung beschreibt eine Tasche eine in einem Körper geformte Ausnehmung, die eine Mantelfläche und eine an die Mantelfläche anschließende Bodenfläche aufweist. Die Bodenfläche der Tasche kann in jeglicher Form vorgesehen werden. Beispielsweise kann die Bodenfläche teilweise eben, teilweise gekrümmt, gegenüber der Mantelfläche geneigt oder in sonstiger Weise vorgesehen sein.In the context of the present disclosure, a pocket describes a recess formed in a body, which has a lateral surface and a bottom surface adjoining the lateral surface. The bottom surface of the bag can be provided in any form. For example, the bottom surface partially flat, partially curved, inclined relative to the lateral surface or provided in any other way.

Der vorliegenden Offenbarung liegt wenigstens teilweise der Gedanke zugrunde, dass die im Kolbenboden eingelassenen Ventiltaschen derart ineinander übergehen, dass nahezu keinerlei scharfe Kanten an der Kolbenkrone vorhanden sind. Zudem liegt der vorliegenden Offenbarung wenigstens teilweise der Gedanke zugrunde, dass nahezu alle brennraumseitig miteinander verbundenen Flächen der Kolbenkrone durch Verrundungen mit vorbestimmten Radien oder durch Fasen vorgesehen sind, so dass der durch die Kolbenbodenmulde teilweise definierte Brennraum nur geringfügig zerklüftet ist. Der dadurch bereitgestellte Brennraum weist eine Geometrie auf, die die in das Verbrennungsgemisch eingebrachten Turbulenzen verringern und somit ein homogeneres Verbrennungsgemisch innerhalb des Brennraums bereitstellen kann. Dies kann zu geringeren Emissionen und einer höheren Effizienz der Verbrennung führen.The present disclosure is based at least in part on the idea that the valve pockets let into the piston head merge into one another in such a way that almost no sharp edges are present on the piston crown. In addition, the present disclosure is based at least in part on the idea that almost all combustion chamber side interconnected surfaces of the piston crown are provided by rounding with predetermined radii or bevels, so that the partially defined by the piston crown cavity combustion chamber is only slightly rugged. The combustion chamber provided thereby has a geometry that can reduce the turbulences introduced into the combustion mixture and thus provide a more homogeneous combustion mixture within the combustion chamber. This can lead to lower emissions and higher combustion efficiency.

Ferner liegt der vorliegenden Offenbarung der Gedanke zu Grunde dass durch das Bereitstellen von Ventiltaschen, die verbunden und gleichzeitig mit Verrundungen in die Kolbenbodenmulde übergehen, ein Brennraum geschaffen werden kann, in dem eine gleichmäßige Verbrennung stattfinden kann. Zudem kann verhindert werden, dass sich an etwaigen konkaven Bereichen bzw. Kanten lokale Temperaturspitzen (sogenannte Hot-Spots) bilden.Further, the present disclosure is based on the idea that, by providing valve pockets that connect and simultaneously make fillets into the piston crown, a combustion chamber can be created in which uniform combustion can take place. In addition, it can be prevented that local temperature peaks (so-called hot spots) form at any concave areas or edges.

Der beispielhaft in den 1 und 2 dargestellte Kolben 100 weist eine Kolbenkrone 110 und ein Kolbenhemd 140 auf. Die Kolbenkrone 110 ist mittels mindestens einer Schraube 102 mit dem Kolbenhemd 140 lösbar verbunden. Der Kolben 100 ist dazu ausgebildet, von einem Zylinder oder einer Zylinderlaufbuchse einer Brennkraftmaschine geführt zu werden. Die Brennkraftmaschine ist beispielsweise ein Otto-Gasmotor, ein Dieselmotor, ein Zweikraftstoffmotor, der mit Flüssig- als auch mit Gaskraftstoff betrieben werden kann, oder ein Trikraftstoffmotor, der beispielsweise mit Schweröl, Dieselkraftstoff oder Gaskraftstoff betrieben werden kann.The example in the 1 and 2 illustrated piston 100 has a piston crown 110 and a piston shirt 140 on. The piston crown 110 is by means of at least one screw 102 with the piston shirt 140 releasably connected. The piston 100 is adapted to be guided by a cylinder or a cylinder liner of an internal combustion engine. The internal combustion engine is, for example, an Otto gas engine, a diesel engine, a two-fuel engine that can be operated with liquid as well as with gas fuel, or a Trikraftstoffmotor that can be operated, for example, heavy fuel oil, diesel fuel or gas fuel.

Die Kolbenkrone 110 weist einen sich um eine Mittelachse 112 erstreckenden Kolbenmantel 114 und einen den Kolbenmantel 114 nach oben begrenzenden Kolbenboden 116 auf. Der Kolbenboden 116 ist aus einem Kolbenbodenrand 118 sowie einer sich koaxial zur Mittelachse 112 erstreckenden Kolbenbodenmulde 120 gebildet. Die Kolbenbodenmulde 120 weist einen die Kolbenbodenmulde 120 nach unten begrenzenden Kolbenmuldenboden 122 sowie eine an den Kolbenmuldenboden 122 anschließende Kolbenmuldenwand 124 auf.The piston crown 110 has one around a central axis 112 extending piston skirt 114 and a piston skirt 114 upwards limiting piston crown 116 on. The piston bottom 116 is from a piston bottom edge 118 and one coaxial with the central axis 112 extending piston bottom well 120 educated. The piston bottom recess 120 has a the piston crown 120 downwardly delimiting piston bowl bottom 122 and one on the piston bowl bottom 122 subsequent piston bowl wall 124 on.

In der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsform ist der beispielhaft gezeigte Kolben 100 dazu ausgebildet, in einer Brennkraftmaschine verwendet zu werden, die pro Zylinder jeweils zwei Einlasstellerventile 12, 14 (gestrichelt dargestellt) und zwei Auslasstellerventile 16, 18 (gestrichelt dargestellt) aufweist. Somit weist die in den Zeichnungen beispielhaft dargestellte Kolbenkrone 110 eine Ventiltascheneinheit 131 mit insgesamt vier Ventiltaschen 132, 134, 136, 138 auf, die derart im Kolbenbodenrand 118 vorgesehen sind, dass diese den Positionen des jeweils zugeordneten Einlass- bzw. Auslasstellerventils 12, 14, 16, 18 entsprechen. Vorzugsweise ist die Ventiltascheneinheit 131 mit den Ventiltaschen 132, 134, 136, 138 symmetrisch um die Mittelachse 112 angeordnet sind. Gemäß der 1 bilden die vier Ventiltaschen 132, 134, 136, 138 in Draufsicht im Wesentlichen ein Rechteck mit abgerundeten Ecken.In the embodiment illustrated in the drawings, the piston shown by way of example is shown 100 adapted to be used in an internal combustion engine, the two cylinders per cylinder Inlet poppet valves 12 . 14 (shown in dashed lines) and two Ausstellstellerventile 16 . 18 (shown in dashed lines). Thus, the piston crown exemplified in the drawings has 110 a valve pocket unit 131 with a total of four valve pockets 132 . 134 . 136 . 138 on, so in the piston bottom edge 118 are provided that these the positions of the respective associated inlet or Auslasstellerventils 12 . 14 . 16 . 18 correspond. Preferably, the valve pocket unit 131 with the valve pockets 132 . 134 . 136 . 138 symmetrical about the central axis 112 are arranged. According to the 1 form the four valve pockets 132 . 134 . 136 . 138 in plan view, essentially a rectangle with rounded corners.

Es sei jedoch ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die Anzahl der Ventiltaschen der Ventiltascheneinheit nicht auf vier begrenzt ist. Wenn die Brennkraftmaschine beispielsweise pro Zylinder nur ein Einlasstellerventil und nur ein Auslasstellerventil aufweist, sind demzufolge auch nur zwei Ventiltaschen im Kolbenbodenrand vorgesehen.It should be noted, however, that the number of valve pockets of the valve pocket unit is not limited to four. If, for example, the internal combustion engine has only one inlet valve and only one outlet valve per cylinder, then only two valve pockets are provided in the piston bottom edge.

Wie in der 1 gezeigt, ist die Ventiltasche 132 zumindest teilweise kreisbogenförmig und weist eine gekrümmte Mantelfläche 133 mit einem ersten Radius R1 auf, deren Schnittverlauf in einer zur Mittelachse 112 senkrecht stehenden Ebene bezüglich der Mittelachse 112 nach außen gekrümmt ist. Der erste Radius R1 ist zumindest teilweise größer als der Radius des zugeordneten Einlasstellerventils 12, so dass dieses problemlos in der Ventiltasche 132 aufgenommen werden kann, wenn sich der Kolben 100 im oberen Totpunkt befindet.Like in the 1 shown is the valve bag 132 at least partially circular arc-shaped and has a curved lateral surface 133 with a first radius R1, whose section in a direction to the central axis 112 vertical plane with respect to the central axis 112 curved outwards. The first radius R1 is at least partially greater than the radius of the associated inlet valve 12 so that this easily in the valve bag 132 can be included when the piston 100 located at top dead center.

Ferner ist die Ventiltasche 134 zumindest teilweise kreisbogenförmig und weist eine gekrümmte Mantelfläche 135 mit einem zweiten Radius R2 auf, deren Schnittverlauf in einer zur Mittelachse 112 senkrecht stehenden Ebene bezüglich der Mittelachse 112 nach außen gekrümmt ist. Der zweite Radius R2 ist zumindest teilweise größer als der Radius des zugeordneten Einlasstellerventils 14, so dass dieses problemlos in der Ventiltasche 134 aufgenommen werden kann, wenn sich der Kolben 100 im oberen Totpunkt befindet.Furthermore, the valve pocket 134 at least partially circular arc-shaped and has a curved lateral surface 135 with a second radius R2, whose section in a direction to the central axis 112 vertical plane with respect to the central axis 112 curved outwards. The second radius R2 is at least partially greater than the radius of the associated Einlasstellerventils 14 so that this easily in the valve bag 134 can be included when the piston 100 located at top dead center.

In ähnlicher Weise umfassen die Ventiltaschen 136, 138 jeweils gekrümmte Mantelflächen mit vorbestimmten Radien, deren Schnittverlauf in einer zur Mittelachse 112 senkrecht stehenden Ebene bezüglich der Mittelachse 112 jeweils nach außen gekrümmt ist. Die gekrümmten Mantelflächen der Ventiltaschen 136, 138 sind der Einfachheit halber nicht in den Zeichnungen mit einem Bezugszeichen versehen. Die Radien der Ventiltaschen 136, 138 sind zumindest teilweise größer als der jeweilige Radius des zugeordneten Auslasstellerventils 16, 18, so dass diese problemlos in der zugeordneten Ventiltasche 136, 138 aufgenommen werden können, wenn sich der Kolben 100 im oberen Totpunkt befindet.Similarly, the valve pockets include 136 . 138 each curved lateral surfaces with predetermined radii whose sectional shape in one to the central axis 112 vertical plane with respect to the central axis 112 each outwardly curved. The curved lateral surfaces of the valve pockets 136 . 138 are not provided with a reference numeral in the drawings for the sake of simplicity. The radii of the valve pockets 136 . 138 are at least partially larger than the respective radius of the associated Auslasstellerventils 16 . 18 so that these are easily in the associated valve pocket 136 . 138 can be absorbed when the piston 100 located at top dead center.

In der 1 ist gezeigt, dass sämtliche Ventiltaschen 132, 134, 136, 138 in Durchmesserrichtung nicht über den Kolbenbodenrand 118 hinausgehen und somit eine Außenkontur aufweisen, die zumindest teilweise rechtwinklig ist. In weiteren Ausgestaltungen kann es jedoch bevorzugt sein, dass die Ventiltaschen 132, 134, 136, 138 in Durchmesserrichtung über den Kolbenbodenrand 118 hinausgehen und somit eine unstetige Außenkontur aufweisen.In the 1 is shown that all valve pockets 132 . 134 . 136 . 138 in diameter direction not over the piston bottom edge 118 go out and thus have an outer contour that is at least partially rectangular. In further embodiments, however, it may be preferred that the valve pockets 132 . 134 . 136 . 138 in the diameter direction over the piston bottom edge 118 go out and thus have a discontinuous outer contour.

Der in der 1 in Draufsicht gezeigte Verlauf der Ventiltascheneinheit 131 ist im Wesentlichen rechteckig und ist an seinen Ecken durch die Radien R1, R2 der Ventiltaschen 132, 134, 136, 138 abgerundet.The Indian 1 shown in plan view of the valve pocket unit 131 is substantially rectangular and is at its corners by the radii R1, R2 of the valve pockets 132 . 134 . 136 . 138 rounded.

Beispielsweise sind in der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsform die Radien R1, R2 sämtlicher Mantelflächen der Ventiltaschen 132, 134, 136, 138 gleich groß.For example, in the embodiment shown in the drawings, the radii R1, R2 of all lateral surfaces of the valve pockets 132 . 134 . 136 . 138 same size.

Die Ventiltascheneinheit 131 weist ferner eine Übergangsmantelfläche 137 auf, die die Mantelfläche 133 mit der Mantelfläche 135 verbindet und in einer zur Mittelachse 112 senkrecht stehenden Ebene einen geradlinigen Schnittverlauf aufweist. Insbesondere gehen die Schnittverläufe der Mantelfläche 133 und der Mantelfläche 135 in einer zur Mittelachse 112 senkrecht stehenden Ebene jeweils tangential in die Übergangsmantelfläche 137 über. Hierzu kann sich im Kolbenbodenrand 118 eine Übergangstasche befinden, die die Ventiltasche 132 mit der Ventiltasche 134 verbindet und die Übergangsmantelfläche 137 aufweist. In der 1 werden die Mantelfläche 133, die Übergangsmantelfläche 137 und die Mantelfläche 135 grafisch durch Querstriche voneinander unterschieden.The valve pocket unit 131 also has a transition surface 137 on that the lateral surface 133 with the lateral surface 135 connects and in one to the central axis 112 vertical plane has a straight line cutting. In particular, the cutting profiles of the lateral surface go 133 and the lateral surface 135 in one to the central axis 112 perpendicular plane each tangent in the transitional surface area 137 above. This can be in the piston bottom edge 118 a transitional pocket that holds the valve bag 132 with the valve bag 134 connects and the transitional surface area 137 having. In the 1 become the lateral surface 133 , the transitional lateral surface 137 and the lateral surface 135 graphically distinguished from each other by cross strokes.

Durch die tangential zu der ersten Mantelfläche 133 und der zweiten Mantelfläche 135 verlaufenden Übergangsmantelfläche 137 weisen die im Kolbenrand eingelassenen Ventiltaschen 132, 134, 136, 138 keine konkaven Bereiche auf und bilden somit einen Teil der Verbrennungskammer, der nur geringfügig zerklüftet ist.Due to the tangential to the first lateral surface 133 and the second lateral surface 135 extending transition lateral surface 137 have the valve pockets embedded in the piston edge 132 . 134 . 136 . 138 no concave areas and thus form part of the combustion chamber, which is only slightly rugged.

Jede der Ventiltaschen 132, 134, 136, 138 weist eine Tiefe T (siehe 2) auf, wobei in dem in den Zeichnungen dargestellten Beispiel jede Ventiltasche 132, 134, 136, 138 eine identisch Tiefe T hat. Auch die Übergangstasche, die die Übergangsmantelfläche 137 aufweist, kann eine Tiefe haben, die der Tiefe der Ventiltaschen 132, 134 entspricht. In weiteren Ausgestaltungen können z. B. die den Einlasstellerventilen zugeordneten Ventiltaschen eine erste Tiefe aufweisen und die den Auslasstellerventilen zugeordneten Ventiltaschen eine zweite Tiefe aufweisen, die zur ersten Tiefe unterschiedlich ist. In einer solchen Ausgestaltung gleicht die Übergangstasche den Niveauunterschied stufenlos aus.Each of the valve pockets 132 . 134 . 136 . 138 has a depth T (see 2 ), wherein in the example shown in the drawings, each valve pocket 132 . 134 . 136 . 138 has an identical depth T. Also, the transition pocket, the transitional area 137 can have a depth that is the depth of the valve pockets 132 . 134 equivalent. In further embodiments, for. For example, the valve pockets associated with the inlet valve valves have a first depth and the outlet valve valves associated with the valve pockets have a second depth which differs from the first depth. In such an embodiment, the transition pocket smoothly compensates for the difference in level.

Die Tiefen der Ventiltaschen 132, 134, 136, 138 sind jeweils derart ausgewählt, dass ein vorbestimmter Abstand zu dem zugeordneten Einlass- bzw. Auslasstellerventil 12, 14, 16, 18 eingehalten werden kann.The depths of the valve pockets 132 . 134 . 136 . 138 are each selected such that a predetermined distance to the associated intake or Ausstellstellerventil 12 . 14 . 16 . 18 can be complied with.

In der 2 ist ferner gezeigt, dass die brennraumzugewandte, obere Kante der Mantelfläche 133 der Ventiltasche 132 mit einem vierten Radius R4 verrundet ist und die brennraumabgewandte, untere Kante der Mantelfläche 133 der Ventiltasche 132 mit einem fünften Radius R5 verrundet ist. Der vierte Radius R4 und der fünfte Radius R5 weisen jeweils einen Wert auf, die beispielsweise zwischen ungefähr 5 mm und ungefähr 15 mm liegt.In the 2 is further shown that the combustion chamber facing, upper edge of the lateral surface 133 the valve bag 132 is rounded with a fourth radius R4 and the brennraumabgewandte, lower edge of the lateral surface 133 the valve bag 132 is rounded with a fifth radius R5. The fourth radius R4 and the fifth radius R5 each have a value that is, for example, between about 5 mm and about 15 mm.

In ähnlicher Weise können die brennraumzugewandten, oberen und die brennraumabgewandten, unteren Kanten der Mantelflächen der Ventiltaschen 134, 136, 138 ebenfalls mit Radien verrundet sein. Zudem können die brennraumzugewandten, oberen und die brennraumabgewandten, unteren Kanten der Übergangsmantelflächen ebenfalls mit Radien verrundet sein.Similarly, the combustion chamber facing, upper and the combustion chamber facing away, lower edges of the lateral surfaces of the valve pockets 134 . 136 . 138 also be rounded with radii. In addition, the combustion chamber facing, upper and the brennraumabgewandten, lower edges of the transition surfaces can also be rounded with radii.

Anstelle der Radien R4 und R5 können in alternativen Ausgestaltungen sämtliche brennraumzugewandte obere und brennraumabgewandte untere Kanten der Mantelflächen der Ventiltaschen 132, 134, 136, 138 und der Übergangsmantelflächen 137 mit Fasen vorgesehen sein, die dazu beitragen, den durch die Kolbenbodenmulde 120 und den Ventiltaschen 132, 134, 136, 138 gebildeten Teil der Verbrennungskammer der Brennkraftmaschine derart bereitzustellen, dass dieser nur geringfügig zerklüftet ist.Instead of the radii R4 and R5 can in alternative embodiments, all combustion chamber facing upper and brennraumabgewandte lower edges of the lateral surfaces of the valve pockets 132 . 134 . 136 . 138 and the transitional shell surfaces 137 be provided with chamfers, which contribute to the through the piston crown 120 and the valve pockets 132 . 134 . 136 . 138 be provided formed part of the combustion chamber of the internal combustion engine such that it is only slightly rugged.

In der 2 ist ferner gezeigt, dass die brennraumzugewandte, obere und die brennraumabgewandte, untere Kante der Kolbenmuldenwand 124 der Kolbenbodenmulde 120 ebenfalls mit Radien R6 bzw. R7 verrundet sind. Anstelle der Radien R6 und R7 können alternativ Fasen vorgesehen sein.In the 2 is further shown that the combustion chamber facing, upper and the combustion chamber facing away, lower edge of the piston bowl wall 124 the piston bottom recess 120 also rounded with radii R6 or R7. Instead of the radii R6 and R7 chamfers may alternatively be provided.

Die Kolbenbodenmulde 120 weist eine Höhe h auf, die ungefähr 5 mm bis ungefähr 40 mm beträgt. Die Tiefe T der Ventiltaschen 132, 134, 136, 138 beträgt ungefähr 10% bis ungefähr 80% der Höhe h der Kolbenbodenmulde 120. Das Verhältnis der Höhe h der Kolbenbodenmulde 120 zu dem Durchmesser D des Kolbenbodens 116 bzw. des Kolbendurchmessers D beträgt ungefähr 0,03 bis ungefähr 0,2, wobei der Durchmesser D zwischen ungefähr 180 mm bis ungefähr 500 mm liegt. Das Verhältnis des Muldendurchmessers d zum Durchmesser D des Kolbenbodens 116 beträgt ungefähr 0,3 bis ungefähr 0,8.The piston bottom recess 120 has a height h that is about 5 mm to about 40 mm. The depth T of the valve pockets 132 . 134 . 136 . 138 is about 10% to about 80% of the height h of the piston crown 120 , The ratio of the height h of the piston crown 120 to the diameter D of the piston crown 116 or the piston diameter D is about 0.03 to about 0.2, wherein the diameter D is between about 180 mm to about 500 mm. The ratio of the bowl diameter d to the diameter D of the piston crown 116 is about 0.3 to about 0.8.

Der Radius R1 beträgt ungefähr 10% bis 40% des Durchmessers D des Kolbenbodens 116 und der Radius R2 beträgt ungefähr 10% bis ungefähr 40% des Durchmessers D des Kolbenbodens 116.The radius R1 is approximately 10% to 40% of the diameter D of the piston crown 116 and the radius R2 is about 10% to about 40% of the diameter D of the piston crown 116 ,

In einer in der 3 gezeigten weiteren Ausführung können die Ventiltaschen 132, 134, 136, 138 einen Ventiltaschenboden mit einer Flächennormalen aufweisen, wobei die Flächennormale zumindest einer der Ventiltaschen 132, 134, 136, 138 um einen Winkel α geneigt zur Mittelachse 112 angeordnet ist. Der Winkel α kann beispielsweise ungefähr 1° bis ungefähr 25° betragen, wobei die Tiefe T zur Kolbenbodenmulde 120 hin anwächst. Anstelle einer ebenen und bezüglich der Mittelachse 112 geneigten Fläche können die Ventiltaschenböden auch verbindet sein. Die Verrundungen können dabei vorzugsweise derart ausgebildet sein, dass der durch die Ventiltaschen 132, 134, 136, 138 und der Kolbenbodenmulde 120 gebildeten Teil des Brennraums konvex ist. Das heißt, dass die Verrundungen bezüglich der Mittelachse 112 nach außen gekrümmt sind.In one in the 3 shown further embodiment, the valve pockets 132 . 134 . 136 . 138 have a valve pocket bottom with a surface normal, wherein the surface normal of at least one of the valve pockets 132 . 134 . 136 . 138 at an angle α inclined to the central axis 112 is arranged. The angle α may be, for example, about 1 ° to about 25 °, the depth T to the piston crown 120 grows up. Instead of a plane and with respect to the central axis 112 inclined surface, the valve pockets bottoms can also be connected. The fillets can preferably be designed such that the through the valve pockets 132 . 134 . 136 . 138 and the piston bottom tray 120 formed part of the combustion chamber is convex. That is, the fillets with respect to the central axis 112 are curved outwards.

Somit können die Ventiltaschen 132, 134, 136, 138, wie vorstehend schon erläutert, zumindest bereichsweise, also insbesondere im Bereich der Kolbenbodenmuldenwand 124, etwas tiefer ausgebildet werden. Die Ventiltaschenböden können flach, konkav, konvex ausgebildet sein oder eine Mischform der vorstehenden Grundformen aufweisen. Die Flächennormale repräsentiert zumindest eine Zone oder nur einen Punkt auf dem Ventiltaschenboden.Thus, the valve pockets 132 . 134 . 136 . 138 , as already explained above, at least in certain areas, that is to say in particular in the region of the piston bottom cup wall 124 to be trained a little deeper. The valve bag bottoms may be flat, concave, convex or have a hybrid form of the above basic shapes. The surface normal represents at least one zone or only one point on the valve pocket bottom.

In der 2 ist ferner gezeigt, dass die Kolbenkrone 110 zumindest einen Teil eines äußeren Kühlkanals 142 des Kolbens 100 und zumindest einen Teil einer inneren Kühlkammer 144 des Kolbens 100 aufweist, die mit dem äußeren Kühlkanal 142 über Querbohrungen 146 verbunden ist. Der Teil des äußeren Kühlkanals 142 ist zumindest teilweise unterhalb des Kolbenbodenrands 118 und zumindest teilweise unterhalb der Ventiltaschenböden vorgesehen und dazu ausgebildet, den Kolbenbodenrand 118 und die Ventiltaschenböden zumindest teilweise zu kühlen. Die innere Kühlkammer 144 ist unterhalb des Kolbenmuldenbodens 122 angeordnet und dazu ausgebildet, den Kolbenmuldenboden 122 zu kühlen. Der äußere Kühlkanal 142 wird als äußerer Shakerraum bezeichnet und die innere Kühlkammer 144 wird als innerer Shakerraum bezeichnet.In the 2 is further shown that the piston crown 110 at least part of an outer cooling channel 142 of the piston 100 and at least part of an internal cooling chamber 144 of the piston 100 having, with the outer cooling channel 142 over cross holes 146 connected is. The part of the outer cooling channel 142 is at least partially below the piston bottom edge 118 and at least partially provided below the valve pocket bottoms and adapted to the piston bottom edge 118 and at least partially cool the valve pockets bottoms. The inner cooling chamber 144 is below the piston bowl bottom 122 arranged and adapted to the piston bowl bottom 122 to cool. The outer cooling channel 142 is referred to as outer shaker space and the inner cooling chamber 144 is called an inner shaker space.

In weiteren Ausgestaltungen kann der äußere Kühlkanal 142 mit Kühlbohrungen ausgestattet sein, was zu einem Bohrungsgekühlten Kolben führt.In further embodiments, the outer cooling channel 142 be equipped with cooling holes, resulting in a bore-cooled piston.

Gewerbliche AnwendbarkeitIndustrial Applicability

Durch die Bereitstellung der Ventiltaschen 132, 134, 136, 138, die miteinander jeweils mit den Übergangsmantelflächen 137 verbunden sind und deren oberen und unteren Kanten jeweils mit Radien R4, R5 bzw. Fasen vorgesehen sind, wird von der Kolbenkrone 110 ein Teil des Verbrennungsraums dargestellt, der gering zerklüftet ist und nur wenig konkave Bereiche aufweist. Dies kann dazu beitragen, dass das durch die Einlasstellerventile 12, 14 eingelassene Gaskraftstoff-Luftgemisch nur geringfügig in der optimalen Verwirbelung beeinflusst wird und seinen überwiegend laminaren Strömungsanteil beibehält. Dies kann zu einer optimalen und nahezu vollständigen Verbrennung führe, wobei die Emissionen bei einer höheren Effizienz gering gehalten werden könnenBy providing the valve pockets 132 . 134 . 136 . 138 , each with each other with the transitional shell surfaces 137 are connected and whose upper and lower edges are provided with radii R4, R5 and bevels, respectively, is provided by the piston crown 110 a part of the combustion chamber shown, which is slightly rugged and has only a few concave areas. This can help make that through the intake valve valves 12 . 14 admitted gas fuel-air mixture is only slightly influenced in the optimal turbulence and maintains its predominantly laminar flow component. This can result in optimal and near-complete combustion, with emissions kept lower at higher efficiency

Durch die erfindungsgemäße Kolbenkrone 110 kann ein erhöhtes Verdichtungsverhältnis erzielt werden, das beispielsweise einen Wert von bis zu 20. Durch die Bereitstellung der Radien R4 bis R7 bzw. durch entsprechende Fasen können lokale Glühpunkte vermieden und die Gefahr des Klopfens reduziert werden, was zu einer effizienteren und vollständigeren Verbrennung führen kann.By the piston crown according to the invention 110 For example, providing the radii R4 to R7 or corresponding chamfers can avoid localized glow points and reduce the risk of knocking, which can result in more efficient and complete combustion ,

Durch das Vorsehen der Radien R4 bis R7 wird das Gaskraftstoff-Luftgemisch nur geringfügig in der optimalen Verwirbelung beeinflusst und hält seinen überwiegend laminaren Strömungsanteil bei. Dies wiederum kann die Verbrennung weitere optimieren und vervollständigen. Dabei können die Emissionen weiter reduziert und die Effizienz der Verbrennung erhöht werden.By providing the radii R4 to R7, the gas fuel-air mixture is only slightly influenced in the optimum turbulence and maintains its predominantly laminar flow component. This in turn can further optimize and complete the combustion. It can further reduce emissions and increase combustion efficiency.

Obwohl die bevorzugten Ausführungsformen dieser Erfindung hierin beschrieben worden sind, können Verbesserungen und Modifikationen hierin eingearbeitet sein, ohne vom Schutzbereich der folgenden Ansprüche abzuweichen.Although the preferred embodiments of this invention have been described herein, improvements and modifications may be incorporated herein without departing from the scope of the following claims.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102010018930 A1 [0007] DE 102010018930 A1 [0007]
  • DE 102012103212 A1 [0008] DE 102012103212 A1 [0008]

Claims (12)

Kolbenkrone (110) für Brennkraftmaschinen, die mit einem Kolbenhemd (140) zum Bilden eines Kolbens (100) verbindbar ist, wobei die Kolbenkrone (110) aufweist: einen eine Mittelachse (112) aufweisenden Kolbenmantel (114), einen den Kolbenmantel (114) begrenzenden Kolbenboden (116), der aus einem Kolbenbodenrand (118) und einer Kolbenbodenmulde (120) gebildet ist, und eine im Kolbenbodenrand (118) eingelassene und eine erste Ventiltasche (132) und eine zweite Ventiltasche (134) aufweisende Ventiltascheneinheit (131) mit: einer der ersten Ventiltasche (132) zugeordneten gekrümmten ersten Mantelfläche (133), deren Schnittverlauf in einer zur Mittelachse (112) senkrecht stehenden Ebene bezüglich der Mittelachse (112) nach außen gekrümmt ist, einer der zweiten Ventiltasche (134) zugeordneten gekrümmten zweiten Mantelfläche (135), deren Schnittverlauf in einer zur Mittelachse (112) senkrecht stehenden Ebene bezüglich der Mittelachse (112) nach außen gekrümmt ist, und einer Übergangsmantelfläche (137), die die erste Mantelfläche (133) mit der zweiten Mantelfläche (135) verbindet und in einer zur Mittelachse (112) senkrecht stehenden Ebene einen geradlinigen Schnittverlauf aufweist, der in der zur Mittelachse (112) senkrecht stehenden Ebene in den Schnittverlauf der ersten Mantelfläche (133) und in den Schnittverlauf der zweiten Mantelfläche (135) tangential übergeht.Piston crown ( 110 ) for internal combustion engines equipped with a piston skirt ( 140 ) for forming a piston ( 100 ) is connectable, wherein the piston crown ( 110 ) has a central axis ( 112 ) having piston skirt ( 114 ), a piston skirt ( 114 ) limiting piston crown ( 116 ), which consists of a piston bottom edge ( 118 ) and a piston bottom trough ( 120 ) is formed, and one in the piston bottom edge ( 118 ) and a first valve pocket ( 132 ) and a second valve pocket ( 134 ) having valve pocket unit ( 131 ) with: one of the first valve pocket ( 132 ) associated curved first lateral surface ( 133 ) whose section in a direction to the central axis ( 112 ) vertical plane with respect to the central axis ( 112 ) is curved outwards, one of the second valve pocket ( 134 ) associated curved second lateral surface ( 135 ) whose section in a direction to the central axis ( 112 ) vertical plane with respect to the central axis ( 112 ) is curved outwards, and a transition surface ( 137 ), the first lateral surface ( 133 ) with the second lateral surface ( 135 ) and in one to the central axis ( 112 ) vertical plane has a straight line profile, which in the center axis ( 112 ) vertical plane in the section of the first lateral surface ( 133 ) and in the section of the second lateral surface ( 135 ) passes tangentially. Kolbenkrone (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei im Kolbenbodenrand (118) insgesamt vier Ventiltaschen (132, 134, 136, 138) eingelassen sind, die symmetrisch um die Mittelachse (112) angeordnet sind.Piston crown ( 110 ) according to one of the preceding claims, wherein in the piston crown edge ( 118 ) a total of four valve pockets ( 132 . 134 . 136 . 138 ) which are symmetrical about the central axis ( 112 ) are arranged. Kolbenkrone (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ventiltaschen (132, 134, 136, 138) eine Tiefe (T) aufweisen, die gleich der Tiefe (T) im Bereich der Übergangsmantelfläche (137) ist.Piston crown ( 110 ) according to one of the preceding claims, wherein the valve pockets ( 132 . 134 . 136 . 138 ) have a depth (T) which is equal to the depth (T) in the region of the transition surface ( 137 ). Kolbenkrone (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in einer zur Mittelachse (112) senkrecht stehenden Ebene der gekrümmte Schnittverlauf der ersten Mantelfläche (133) zumindest teilweise kreisbogenförmig mit einem ersten Radius (R1) ist und in einer zur Mittelachse (112) senkrecht stehenden Ebene der gekrümmte Schnittverlauf der zweiten Mantelfläche (135) zumindest teilweise kreisbogenförmig mit einem zweiten Radius (R2) ist.Piston crown ( 110 ) according to one of the preceding claims, wherein in a direction to the central axis ( 112 ) vertical plane of the curved section of the first lateral surface ( 133 ) is at least partially circular arc-shaped with a first radius (R1) and in a direction to the central axis ( 112 ) vertical plane of the curved section of the second lateral surface ( 135 ) is at least partially circular arc-shaped with a second radius (R2). Kolbenkrone (110) nach Anspruch 4, wobei der erste Radius (R1) und der zweite Radius (R2) jeweils ungefähr 10% bis 40% des Durchmessers (D) des Kolbenbodens (116) betragen.Piston crown ( 110 ) according to claim 4, wherein the first radius (R1) and the second radius (R2) are each about 10% to 40% of the diameter (D) of the piston head ( 116 ) amount. Kolbenkrone (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Mantelfläche (133), die zweite Mantelfläche (135) und/oder die Übergangsmantelfläche (137) an der brennraumzugewandten Kante einen Verrundung mit einem Radius (R4) aufweist und an der brennraumabgewandten kante eine Verrundung mit einem Radius (R5) aufweist.Piston crown ( 110 ) according to one of the preceding claims, wherein the first lateral surface ( 133 ), the second lateral surface ( 135 ) and / or the transition surface area ( 137 ) has at the combustion chamber facing edge a rounding with a radius (R4) and at the combustion chamber remote edge has a rounding with a radius (R5). Kolbenkrone (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest eine der Ventiltaschen (132, 134, 136, 138) einen Ventiltaschenboden mit einer Flächennormalen aufweist, die um einen Winkel (α) geneigt zur Mittelachse (112) angeordnet ist, wobei die Tiefe (T) der Ventiltaschen (132, 134, 136, 138) zur Kolbenbodenmulde (120) hin anwächst.Piston crown ( 110 ) according to one of the preceding claims, wherein at least one of the valve pockets ( 132 . 134 . 136 . 138 ) has a valve pocket bottom with a surface normal inclined by an angle (α) to the central axis ( 112 ), wherein the depth (T) of the valve pockets ( 132 . 134 . 136 . 138 ) to the piston crown ( 120 ) grows. Kolbenkrone (110) nach Anspruch 7, wobei der Winkel (α) ungefähr 1° bis ungefähr 25° beträgt.Piston crown ( 110 ) according to claim 7, wherein the angle (α) is about 1 ° to about 25 °. Kolbenkrone (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit zumindest einem Teil eines äußeren Kühlkanals (142) des Kolbens (100) und zumindest einem Teil einer inneren Kühlkammer (144) des Kolbens (100), die mit dem äußeren Kühlkanal (142) über Querbohrungen (146) verbunden ist.Piston crown ( 110 ) according to one of the preceding claims, further comprising at least part of an outer cooling channel ( 142 ) of the piston ( 100 ) and at least part of an inner cooling chamber ( 144 ) of the piston ( 100 ) connected to the outer cooling channel ( 142 ) via transverse bores ( 146 ) connected is. Kolbenkrone (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kolbenbodendurchmesser ungefähr 180 mm bis ungefähr 500 mm beträgt.Piston crown ( 110 ) according to one of the preceding claims, wherein the piston bottom diameter is about 180 mm to about 500 mm. Kolben (100) für Brennkraftmaschinen, mit: einem Kolbenhemd (140) und einer am Kolbenhemd (140) angebrachten Kolbenkrone (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Piston ( 100 ) for internal combustion engines, comprising: a piston skirt ( 140 ) and one on the piston shirt ( 140 ) attached piston crown ( 110 ) according to any one of the preceding claims. Kolben nach Anspruch 11, wobei das Kolbenhemd (140) mit der Kolbenkrone (110) mittels zumindest einer Schraube (102) verbunden ist.Piston according to claim 11, wherein the piston skirt ( 140 ) with the piston crown ( 110 ) by means of at least one screw ( 102 ) connected is.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112682163A (en) * 2020-12-22 2021-04-20 中国北方发动机研究所(天津) Layered anti-detonation combustion chamber based on deep valve pit

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3511853C1 (en) * 1985-03-30 1986-08-28 M.A.N.-B & W Diesel GmbH, 8900 Augsburg Oil-cooled, built reciprocating piston of an internal combustion engine
DE4029315A1 (en) * 1990-09-15 1992-03-19 Mahle Gmbh Attachment of piston crown to its skirt - involves bolts engaging tapped holes with slots near holes to prevent cracks in crown
EP0845589A1 (en) * 1996-11-27 1998-06-03 Mtu Motoren- Und Turbinen-Union Friedrichshafen Gmbh Direct injection Diesel engine with combustion chamber in piston
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
JP2007270749A (en) * 2006-03-31 2007-10-18 Toyota Motor Corp Internal combustion engine
DE102010018930A1 (en) 2010-04-30 2011-11-03 Daimler Ag Piston for lifting cylinder machine, has front sided recess corresponding to outer contour of valve disk of valve of lifting cylinder machine, in which valve disk is accommodated
DE102010032442A1 (en) * 2010-07-28 2012-02-02 Audi Ag Self-igniting internal combustion engine with piston recesses with swirl graduation
WO2012125961A1 (en) * 2011-03-17 2012-09-20 Cummins Intellectual Property, Inc. Piston for internal combustion engine
DE102012103212A1 (en) 2012-04-13 2013-10-17 Mwm Gmbh Piston of an internal combustion engine

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3511853C1 (en) * 1985-03-30 1986-08-28 M.A.N.-B & W Diesel GmbH, 8900 Augsburg Oil-cooled, built reciprocating piston of an internal combustion engine
DE4029315A1 (en) * 1990-09-15 1992-03-19 Mahle Gmbh Attachment of piston crown to its skirt - involves bolts engaging tapped holes with slots near holes to prevent cracks in crown
EP0845589A1 (en) * 1996-11-27 1998-06-03 Mtu Motoren- Und Turbinen-Union Friedrichshafen Gmbh Direct injection Diesel engine with combustion chamber in piston
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
JP2007270749A (en) * 2006-03-31 2007-10-18 Toyota Motor Corp Internal combustion engine
DE102010018930A1 (en) 2010-04-30 2011-11-03 Daimler Ag Piston for lifting cylinder machine, has front sided recess corresponding to outer contour of valve disk of valve of lifting cylinder machine, in which valve disk is accommodated
DE102010032442A1 (en) * 2010-07-28 2012-02-02 Audi Ag Self-igniting internal combustion engine with piston recesses with swirl graduation
WO2012125961A1 (en) * 2011-03-17 2012-09-20 Cummins Intellectual Property, Inc. Piston for internal combustion engine
DE102012103212A1 (en) 2012-04-13 2013-10-17 Mwm Gmbh Piston of an internal combustion engine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112682163A (en) * 2020-12-22 2021-04-20 中国北方发动机研究所(天津) Layered anti-detonation combustion chamber based on deep valve pit

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