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HINTERGRUND
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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Anmeldung betrifft ein Herstellverfahren für einen Zylinderkopf, und noch genauer, ein Herstellverfahren für einen Zylinderkopf mit einer Fläche an der eine Wärmeschutzfolie bzw. Wärmeschutzfilm (Wärmeisolierungsfilm) ausgebildet wird.
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Stand der Technik
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Eine Brennkammer einer Maschine ist im Allgemeinen definiert als ein von einer länglichen Fläche (Boa-Fläche) eines Zylinderblocks, von einer obenliegenden Fläche eines im Inneren der länglichen Fläche liegenden Kolbens, von einer untenliegenden Fläche eines Zylinderkopfs, von einer untenliegenden Fläche eines Schirmteils eines Einlassventils, das an einem Einlassanschluss angeordnet ist, der in dem Zylinderkopf ausgebildet ist, und von einer untenliegenden Fläche eines Schirmteils eines Auslassventils, das an einem Auslassanschluss angeordnet ist, der in dem Zylinderkopf ausgebildet ist, umgebender Raum. In einer solchen Brennkammer kann ein Wärmeschutzfilm an der oberen Fläche des Kolbens und ähnlichem ausgebildet sein, welche Wände der Brennkammer ausbilden, um einen Wärmeverlust in einer Maschine zu reduzieren.
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Beispielsweise offenbart die
JP 2012 - 159 059 A eine Technik, bei der ein Anodenoxidationsfilm (genauer ein Alunit-Film) als ein Wärmeschutzfilm an einer untenliegenden Fläche eines Zylinderkopfs ausgebildet ist, der Wände einer Brennkammer vom Fremdzündungstyp bildet. Die oben genannte
JP 2012 - 159 059 A offenbart auch, das die untenliegende Fläche Löcher aufweist, die einem Einlassanschluss, einem Auslassanschluss und einer Zündkerze entsprechen, welche während der anodischen Oxidationsbehandlung der untenliegenden Fläche vorzugsweise maskiert sind.
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Die
JP 2002 - 054 442 A offenbart eine Technik, bei der Wärmeschutzschichten, die aus Materialien, wie Keramik, Edelstahl, Titan oder ähnlichem ausgebildet sind, an einem Abschnitt einer untenliegenden Fläche eines Zylinderkopfs in der Nähe eines Einlassventils und einer Unterseite eines Schirmabschnitts des Einlassventils ausgebildet sind, welche beide Wände einer Brennkammer vom Fremdzündungstyp ausbilden. Die
JP 2002 - 054 442 A offenbart auch, dass die Wärmeschutzschicht des Zylinderkopfs durch Gießen des Zylinderkopfs und anschließendes thermisches Sprühen bzw. Spritzen auf die untenliegende Fläche des Zylinderkopfs ausgebildet wird.
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Weiterer Stand der Technik, der sich mit Beschichtungsverfahren befasst, findet sich in der
JP H10 -220 277 A , der
CA 2 126 538 A1 sowie der
US 10 138 840 B2 .
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KURZFASSUNG
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Obwohl die
JP 2002 - 054 442 A dies nicht erwähnt, ist es, um einen Wärmeschutzfilm durch thermisches Sprühen bzw. Spritzen zu bilden, notwendig, einen Nicht-Film-Bildungsbereich innerhalb einer Wandfläche einer Maschinenbrennkammer zu maskieren. Eine solche Maskierung wird allgemein bei einem Filmbildungsverfahren verwendet, das durch thermisches Sprühen und Kältesprühen dargestellt wird, bei welchem Filmmaterialpartikel auf eine Filmbildungsfläche geblasen werden.
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Die Maskierung des Nicht-Film-Bildungsbereichs wird im Allgemeinen beispielsweise durchgeführt, um ein geeignetes Maskierungselement an einem Zylinderkopf zu befestigen. Falls ein Maskierungselement verwendet wird, bei dem ein Maskierungsabschnitt zum Maskieren einer Anpassungsfläche eines Zylinderkopfs mit einem Zylinderbock (nachfolgend auch als die „Anpassungsfläche mit dem Zylinderblock“ bezeichnet) mit einem Maskierungsabschnitt zum Maskieren des Nicht-Film-Bildungsbereichs kombiniert wird, ist es hilfreich eine Befestigungs- und Abnehmarbeit des Maskierungselements zu vereinfachen, wodurch die Rentabilität des Zylinderkopfs verbessert wird.
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Jedoch wurde eine Gesamtfläche bzw. ein Gesamtbereich der Wandfläche in Verbindung mit einer heutzutage stattfindenden Verkleinerung der Maschine verringert. Da ein Bereich, der zwischen Öffnungen von zwei benachbarten Anschlüssen liegt, ursprünglich eng ist, ist innerhalb der Wandfläche besonders der enge Bereich von der Verkleinerung der Maschine betroffen. Selbst wenn ein Wärmeschutzfilm auf dem engen Bereich durch Verwenden des oben genannten Maskierungselements ausgebildet wird, besteht aus diesem Grund das Risiko, dass der Wärmeschutzfilm auf dem engen Bereich zusammen mit dem Maskierungselement während eines Abnehmens bzw. Lösen desselben abgenommen bzw. abgelöst wird.
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Im Hinblick auf zumindest eines der oben beschriebenen Probleme ist es eine Aufgabe der vorliegenden Anmeldung, ein Auftreten eines Ablösens eines Wärmeschutzfilms während eines Abnehmens eines Maskierungselements zu verhindern, das verwendet wird, um den Wärmeschutzfilm durch Aufsprühen von Filmmaterialpartikeln zu bilden, und nach der Bildung des Wärmeschutzfilms abgenommen wird.
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Die vorliegende Anmeldung schafft ein Herstellverfahren für einen Zylinderkopf, das einen Vorbereitungsschritt, einen Befestigungsschritt, einen Filmbildungsschritt und einen Abnehmschritt aufweist. Der Vorbereitungsschritt ist ein Schritt zum Vorbereiten eines Zylinderkopfmaterials, das in der gleichen Ebene eine Anpassungsfläche mit einem Zylinderblock und eine Wandfläche einer Maschinenbrennkammer aufweist, wobei die Wandfläche zumindest drei Anschlusslöcher bzw. Anschlussbohrungen aufweist, die einen Einlassanschluss und einen Auslassanschluss enthalten. Der Befestigungsschritt ist ein Schritt zum Befestigen des Zylinderkopfmaterials an einem Maskierungselement, das einen Nicht-Film-Bildungsbereich der Wandfläche und die Anpassungsfläche mit dem Zylinderblock maskiert. Der Filmbildungsschritt ist ein Schritt um, nach dem Befestigen des Maskierungselements, Filmmaterialpartikel auf die Anpassungsfläche mit dem Zylinderblock zu injizieren bzw. spritzen, um einen Wärmeschutzfilm zu bilden. Der Abnehmschritt ist ein Schritt zum Abnehmen des Maskierungselements von dem Zylinderkopfmaterial nach dem Bilden der Wärmeschutzfilm.
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Das Maskierungselement weist einen Anpassungsflächenmaskierungsabschnitt, Anschlusslochmaskierungsabschnitte bzw. Anschlussöffnungsmaskierungsabschnitte und einen Zwischenöffnungsmaskierungsabschnitt auf. Der Anpassungsflächenmaskierungsabschnitt maskiert die Anpassungsfläche mit dem Zylinderblock. Die Anschlusslochmaskierungsabschnitte sind direkt mit den Anpassungsflächenmaskierungsabschnitt verbunden und maskieren Öffnungen der Anschlusslöcher. Der Zwischenöffnungsmaskierungsabschnitt maskiert zumindest einen engen Bereich, welcher ein Bereich ist, der zwischen Öffnungen von zwei benachbarten Anschlusslöchern liegt und auch der kürzeste Abstandsbereich zwischen Öffnungsrändern der benachbarten Anschlusslöcher ist, und ist direkt mit beiden Anschlusslöchermaskierungsabschnitten verbunden, welche jeweils die Öffnungen der benachbarten Anschlusslöcher maskieren.
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In der vorliegenden Anmeldung können die Filmmaterialpartikel in dem Filmbildungsschritt auf dem gesamten Bereich der Wandfläche mit dem Zylinderblock in einer Richtung entgegen der Anpassungsfläche mit dem Zylinderblock aufgesprüht bzw. aufgespritzt werden.
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In der vorliegenden Anmeldung kann der Zwischenöffnungsmaskierungsabschnitt auch eine Öffnung des Teilelochs bzw. der Teilebohrung maskieren, wenn die Wandfläche zudem ein Teileloch enthält, das ein Loch zum Aufnehmen eines maschinenbetreffenden Teils ist. In diesem Fall kann der Zwischenöffnungsmaskierungsabschnitt einen Bereich maskieren, der die Öffnung des Teilelochs und einen von dem zumindest einen engen Bereich enthält, welcher am nächsten an der Öffnung des Teilelochs ist.
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In der vorliegenden Anmeldung kann, wenn der zumindest eine enge Bereich eine Mehrzahl von engen Bereichen aufweist, die in zwei Gruppen in Abhängigkeit mit dem kürzesten Abstand zwischen Öffnungsrändern der benachbarten Anschlusslöcher aufgeteilt werden, der Zwischenöffnungsmaskierungsabschnitt zumindest einen Bereich maskiert, der in eine Kurzabstandsgruppe eingeteilt wird.
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In der vorliegenden Anmeldung kann der Zwischenöffnungsmaskierungsabschnitt auch zumindest einen Bereich innerhalb des zumindest einen engen Bereichs maskieren, wobei der zumindest eine Bereich ein zwischenliegender Bereich zwischen den Öffnungen der benachbarten Einlassanschlüsse ist, wenn die Wandfläche zumindest zwei benachbarte Einlassanschlüsse enthält.
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In der vorliegenden Anmeldung kann der Zwischenöffnungsmaskierungsabschnitt auch zumindest einen Bereich innerhalb des zumindest einen engen Bereichs maskieren, wobei der zumindest eine Bereich ein zwischenliegender Bereich zwischen den Öffnungen der benachbarten Auslassanschlüsse ist, wenn die Wandfläche zumindest zwei benachbarte Auslassanschlüsse enthält.
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In der vorliegenden Anmeldung kann der Zwischenöffnungsmaskierungsabschnitt auch zumindest alle des zumindest einen engen Bereichs maskieren.
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Gemäß der vorliegenden Anmeldung kann der zumindest eine enge Bereich durch den Zwischenöffnungsmaskierungsabschnitt maskiert sein. D.h., die Filmbildung an dem zumindest einen engen Bereich, an dem das Ablösen des Wärmeschutzfilms häufig stattfindet, kann durch den Zwischenöffnungsmaskierungsabschnitt vermieden werden. Daher verhindert die vorliegende Anmeldung ein Auftreten des Ablösens des Wärmeschutzfilms während eines Abnehmens des Maskierungselements und daher kann ein qualitativ hochwertiger Wärmeschutzfilm erreicht werden.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Darstellung zum Beschreiben eines Ablaufs eines Herstellverfahrens eines Zylinderkopfs einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung;
- 2 ist eine schematische Darstellung zum Darstellen eines Bereichs, nach einem Verarbeiten eines Schritts S2 aus 1, welchem eine Wandfläche einer Brennkammer innerhalb einer Fläche eines Gusserzeugnisses bzw. Urformerzeugnisses eines Zylinderkopfs entspricht;
- 3 ist eine Darstellung zum Beschreiben eines Schritts S5 aus 1;
- 4 ist eine Darstellung zum Beschreiben eines Schritts aus S5 aus 1;
- 5 ist eine Darstellung zum Darstellen eines Teils eines Maskierungselements, das an dem Gusserzeugnis des Zylinderkopfs befestigt ist;
- 6 ist eine Darstellung zum Beschreiben eines Schritts S6 aus 1;
- 7 ist eine Darstellung zum Beschreiben eines Schritts S7 aus 1;
- 8 ist eine Darstellung zum Beschreiben eines alternativen Maskierungselements, das in dem Schritt S5 aus 1 verwendet wird;
- 9 ist eine schematische Darstellung zum Darstellen eines Bereichs, nach einem Verarbeiten eines Schritts S2 aus 1, dem eine Wandfläche einer Brennkammer innerhalb einer Fläche eines Gusserzeugnisses eines Zylinderkopfs entspricht; und
- 10 ist eine Darstellung zum Beschreiben eines Teils des Maskierungselements in einem Zustand, in dem es an dem Gusserzeugnis des Zylinderkopfs befestigt bzw. angebracht ist.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung werden nachfolgend mit Bezug auf die Figuren beschrieben. Es soll angemerkt werden, dass Elemente, welche sich in den jeweiligen Zeichnungen entsprechen, durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind und eine wiederholende Beschreibung dieser ausgelassen wird. Zudem ist die vorliegende Anmeldung nicht auf die nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt.
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Erste Ausführungsform
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Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung wird mit Bezug auf die 1 bis 8 beschrieben.
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[Herstellverfahren für einen Zylinderkopf]
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1 ist eine Darstellung zum Beschreiben eines Ablaufs eines Herstellverfahrens eines Zylinderkopfs (genauer einem Zylinderkopf für eine Kompression bzw. Verdichtung einer Selbstzündungsmaschine bzw. Selbstzündungsmotor) einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung. In dieser Ausführungsform wird zuerst ein Gießen eines Zylinderkopfs ausgeführt (Schritt S1). In dem Schritt S1 wird eine Mehrzahl von Kernen, um einen Innenraum eines Zylinderkopfs, wie etwa einen Einlassanschluss, an dem ein Einlassventil angebracht wird, einen Auslassanschluss, an dem ein Auslassventil angebracht wird, und einem Wassermantel bzw. Kühlmittelmantel, zu bilden, an vordefinierten Positionen einer Mehrzahl von Gussformen installiert, um einen Außenform des Zylinderkopfs zu bilden. Dann wird ein Grundmaterial (bspw. eine Aluminiumlegierung) des Zylinderkopfs in die Gussform zum Schmelzen gegossen. Dann wird ein Gusserzeugnis (nachfolgend vereinfacht als „Zylinderkopfmaterial“ bezeichnet) aus der Gussform entfernt, während die Kerne zum Entfernen zerstört werden.
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Dem Schritt S1 nachfolgend wird ein Verarbeiten des Zylinderkopfmaterials ausgeführt (Schritt S2). In dem Schritt S2 wird genauer ein Loch bzw. eine Bohrung zum Aufnehmens eines Injektors (nachfolgend als ein „Injektorloch“ bezeichnet), Löcher bzw. Bohrungen zum Installieren des Zylinderkopfs in einem Zylinderblock (nachfolgend als „Bolzenlöcher“ bezeichnet) und Ventilführungen zum Aufnehmen der Einlassventile und der Auslassventile mit einem Bohrer ausgebildet.
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2 ist eine schematische Darstellung zum Darstellen eines Bereichs, nach dem Verarbeiten des Schritts S2, dem eine Wandfläche einer Brennkammer innerhalb der Fläche des Zylinderkopfmaterials entspricht. Wie in 2 dargestellt ist das Injektorloch 20 an dem zentralen Teil des Zylinderkopfmaterials 10 (noch genauer, dem zentralen Teil einer Wandfläche 10a der Fläche des Zylinderkopfmaterials 10) ausgebildet. Die Einlassanschlüsse 12 und 14 und die Auslassanschlüsse 16 und 18 sind derart ausgebildet, um dieses Injektorloch 20 zu umgeben. Die Bolzenlöcher sind an der Anpassungsfläche mit dem Zylinderblock ausgebildet, der außerhalb der Wandfläche 10a, wie in 2 dargestellt ist, angeordnet ist.
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Dem Schritt S2 folgend wird ein Waschen des verarbeiteten Zylinderkopfmaterials ausgeführt (Schritt S3). Dieser Schritt wird aus dem Grund ausgeführt, dass, wenn das Zylinderkopfmaterial fremde Partikel enthält, wie etwa Sand der Kerne, der durch das Zerstören in Schritt S1 aufgetreten ist, und Schneidabfall, der durch das Verarbeiten in dem Schritt S2 aufgetreten ist, sich die Qualität eines Endprodukts, bspw. einer Maschine verringert. Ein anderer Grund für Schritt S3 ist es, einen Einfluss auf eine Filmbildung in dem Schritt S6, der unten beschrieben wird, zu vermeiden. In dem Schritt S3 werden genauer Waschmittel in den Einlassanschluss 12, das Injektorloch 20 und ähnliche, die in 2 dargestellt sind, eingespritzt, wodurch fremde Partikel hieraus entfernt werden.
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Dem Schritt S3 folgend wird ein Aufrauen eines vordefinierten Bereichs der Fläche des Zylinderkopfmaterials (Substratfläche) ausgeführt (bspw. Wasserstrahl, Sandstrahl, Lasermaterialbearbeitung und ähnliches) (Schritt S4). Dieser Schritt wird aus dem Grund ausgeführt, dass, wenn die Rauigkeit des vordefinierten Bereichs absichtlich verschlechtert wird, sich eine Haftkraft des Wärmeschutzfilms, die hierauf ausgebildet wird, aufgrund eines Ankereffekts verbessert. Hier ist der vordefinierte Bereich mit einem Filmbildungsbereich, insbesondere des ganzen Bereichs der Wandfläche 10a, wie in 2 dargestellt, vergleichbar. Es sei angemerkt, dass, falls der Filmbildungsbereich ein Teil der Wandfläche 10a ist (bspw. ein Teil der Fläche um das Einspritzloch 20), kann der vordefinierte Bereich reduziert werden.
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Dem Schritt S4 nachfolgend, wird ein Befestigen des Maskierungselements ausgeführt (Schritt S5). Dieser Schritt S5 wird mit Bezug auf 3 bis 5 beschrieben. Es sei angemerkt, dass das Zylinderkopfmaterial und das Maskierungselement in 3 zur leichteren Erklärung vereinfacht sind. Wie in 3 dargestellt, wird ein plattenähnliches Maskierungselement 30 an dem Zylinderkopfmaterial 10 in diesem Schritt S5 angebracht. 4 ist eine Darstellung zum Darstellen des Zylinderkopfmaterials 10, an dem das Maskierungselement 30 befestigt ist. Eine Mehrzahl von Steckstiften bzw. Druckstiften 32 sind Positionierstifte, die in die Bolzenlöcher über das Maskierungselement 30 eingefügt werden. Durch die Positionierstifte wird das Maskierungselement 30 an einer vordefinierten Position innerhalb der Fläche des Zylinderkopfmaterials 10 positioniert (noch genauer, der Anpassungsfläche mit dem Zylinderblock 10b, die in 3 dargestellt ist) und das Maskierungselement 30 wird auf die Fläche des Zylinderkopfmaterials 10 gedrückt.
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5 ist eine Darstellung zum Darstellen eines Teils des Maskierungselements, das an dem Gusserzeugnis des Zylinderkopfs befestigt ist. Diese Figur beschreibt eine Quadratfläche von vier der Druckstifte 32, die in 4 dargestellt sind. Wie in 5 dargestellt, weist das Maskierungselement 30 einen Maskierungsabschnitt 30a zum Maskieren der Anpassungsfläche mit dem Zylinderblock, Maskierungsabschnitte 30b, 30c, 30d, und 30e zum Maskieren von Öffnungen der Einlassanschlüsse und der Auslassanschlüsse, und einen Maskierungsabschnitt 30f auf, um einen Bereich zu maskieren, der zwischen den Öffnungen der Auslassanschlüsse 16 und 18, die in 2 dargestellt sind, liegt.
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Der Maskierungsabschnitt 30a ist direkt mit den Maskierungsabschnitten 30b, 30c, 30d und 30e ohne irgendwelche Schritte verbunden und der Maskierungsabschnitt 30f ist direkt mit sowohl den Maskierungsabschnitten 30d und 30e ohne einen Schritt verbunden. Wenn zwei Maskierungsabschnitte miteinander ohne Maskierungsabschnitte verbunden werden, bedeutet das, dass der eine Maskierungsabschnitt „direkt mit dem anderen Maskierungsabschnitt verbunden ist“. Der Maskierungsabschnitt 30a ist beispielsweise mit dem Maskierungsabschnitt 30f über den Maskierungsabschnitt 30d oder 30e verbunden, aber es trifft nicht zu, dass der Maskierungsabschnitt 30a direkt mit dem Maskierungsabschnitt 30f verbunden ist. Es sei angemerkt, dass das Injektorloch 20 in 5 offen liegt, wo ein exklusives Maskierungselement, das unabhängig von dem Maskierungselement 30 ist, vor dem unten beschriebenen Schritt S6 eingefügt wird.
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Der Maskierungsabschnitt 30f, der in 5 dargestellt ist, maskiert einen Bereich, der einen engen Bereich A1 enthält, der in 2 dargestellt ist, dessen Weite bzw. Breite, die durch einen Abstand DEX1-EX2 zwischen Öffnungsrändern der Auslassanschlüsse 16 und 18 definiert ist, der kürzeste ist. Es ist zu bevorzugen, dass der Maskierungsabschnitt 30f einen notwendigen kleinen Bereich maskiert, der zumindest den engen Bereich A1 enthält, da sich eine Wärmeschutzleistung einer Brennkammer einer Maschine verringert, wenn der Maskierungsabschnitt 30f eine große Fläche maskiert und der Filmbildungsbereich klein wird.
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Dem Schritt S5 folgend, wird eine Filmbildung des Wärmeschutzfilms ausgeführt (Schritt S6). Dieser Schritt S6 wird mit Bezug auf 6 beschrieben. Es sei angemerkt, dass das Zylinderkopfmaterial und das Maskierungselement in 6 zur leichteren Beschreibung vereinfacht sind. Wie in 6 dargestellt ist, werden Filmmaterialpartikel 36 (bspw. Chrom-Nickel-Stahl basierende Keramikpartikel, Zirconiapartikel und ähnliche) auf einem Träger (bspw. Plamastrahl, Kompressionsluft, Brenngas, Inertgas und ähnliches) von einer Düse 34 in diesem Schritt S6 injiziert bzw. eingespritzt. Während der Injektion bzw. Einspritzung von der Düse 34 wird die Düse 34 in einer Längsrichtung des Zylinderkopfmaterials 10 hin und her bewegt, während eine Spitze der Düse 34 vertikal zu der Fläche des Maskierungselement 30 (noch genauer, der Anpassungsfläche mit dem Zylinderblock 10b) bleibt. Auf diese Weise wird ein Wärmeschutzfilm mit einer gewünschten Dicke in Abhängigkeit von Wärmeeigenschaften (bspw. 50 bis 200 µm) an der Wandfläche 10a ausgebildet. Die Spitze der Düse 34 muss jedoch nicht genau vertikal zu der Fläche des Maskierungselements 30 sein und kann sich in einem bestimmten Maß neigen. In diesem Fall ist es wünschenswert eine Einspritzrichtung bzw. Injektionsrichtung der Filmmaterialpartikel 36 vertikal zu dem Filmbildungsbereich zu halten.
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Dem Schritt S6 folgend wird eine Befestigung des Maskierungselements 30 ausgeführt (Schritt S7). Dieser Schritt S7 wird mit Bezug auf 7 beschrieben. Es sei angemerkt, dass das Zylinderkopfmaterial und das Maskierungselement in 7 zur leichteren Beschreibung vereinfacht sind. Wie in 7 dargestellt ist, wird das Maskierungselement 30 von dem Zylinderkopfmaterial 10 abgenommen bzw. gelöst, auf dem ein Wärmeschutzfilm 30 ausgebildet ist. Es sei angemerkt, dass, vor dem Abnehmen, die Druckstifte 32, die in 4 dargestellt sind, von den Bolzenlöchern entfernt werden. Auch wird das oben genannte exklusive Maskierungselement von dem Injektorloch vor oder nach dem Abnehmen des Maskierungselements 30 abgenommen bzw. gelöst.
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Die Fläche des engen Bereichs A1 , die in 2 dargestellt ist, ist kleiner als die Fläche des anderen Bereichs innerhalb der Wandfläche 10a. Und daher, falls ein Wärmeschutzfilm an dem engen Bereich A1 ausgebildet ist, weist der Film hieran eine geringere Haltekraft auf. Daher kann der Wärmeschutzfilm an dem engen Bereich A1 leicht während eines Abnehmens des Maskierungselements in dem Schritt S7 oder während der Endverarbeitung in Schritt S8, der unten diskutiert wird, abgelöst werden. Diesbezüglich wird, gemäß des Maskierungselements 30, das mit 5 beschrieben wird, der enge Bereich A1 durch den Maskierungsabschnitt 30f maskiert. D.h., eine Filmbildung an dem engen Bereich A1 , an dem das Ablösen des Wärmeschutzfilms häufig auftritt, kann vermieden werden. Daher kann ein Auftreten des Ablösens des Wärmeschutzfilms und daher eine qualitativ hochwertige Wärmeschutzfilms erhalten werden.
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In dem Maskierungselement 30 sind auch die Maskierungsabschnitte 30a bis 30f zu einem einzigen Maskierungselement verbunden, wodurch die Befestigung in dem Schritt S4 und das Abnehmen in Schritt S6 vereinfacht werden kann. Verglichen mit einem Fall, in dem der Maskierungsabschnitt 30f von den Maskierungsabschnitten 30a bis 30e getrennt ist, ermöglicht es das vereinheitlichte einzelne Maskierungselement, dass viele Probleme beim Abnehmen der anheftenden Filmmaterialpartikel vermieden werden. Diese Vorteile können helfen, eine Wiederverwendung des Maskierungselements 30 zu fördern und auch eine Rentabilität des Zylinderkopfs zu verbessern.
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Zurückkommend auf 1, wird eine Endverarbeitung der Fläche des Wärmeschutzfilms nach dem Schritt S7 ausgeführt (Schritt S8). In diesem Schritt S8 wird beispielsweise ein Glätten der Filmfläche und eine Anpassung der Filmdicke durch ein Schneiden mit Fräsern und ähnlichem oder einem Planschleifen mit einem Schleifstein ausgeführt. Parallel zu diesem Prozess wird ein Verarbeiten von unverarbeiteten Abschnitten, wie den Einlassanschlüssen, die nicht bei dem Verarbeiten von Schritt S2 bearbeitet wurden, und eine Flächenbildung zum Setzen bzw. für Sitze der Schirmabschnitte, wie etwa Schirmabschnitten der Einlassventile, ausgeführt.
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Dem Schritt S8 nachfolgend, wird ein Endwaschen des Zylinderkopfmaterials ausgeführt (Schritt S9). In dem Schritt S8, werden genauer Waschmittel in den Einlassanschluss 12, das Injektorloch 20, den Filmbildungsbereich und ähnliches, die in 2 dargestellt sind, eingespritzt, wodurch fremde Partikel, wie etwa Schneidespäne, die bei der Endverarbeitung und dem in Schritt S8 beschriebenen Verarbeiten erzeugt werden, hiervon entfernt.
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Nach dem Schritt S9 wird eine Inspektion bzw. Überprüfung des Zylinderkopfmaterials ausgeführt (Schritt S10). In dem Schritt S10 werden beispielsweise Inspektionen des Wärmeschutzfilms und die Formen der Einlassanschlüsse und der Auslassanschlüsse ausgeführt. Nach dem Schritt S10 kann der Zylinderkopf, der den Wärmeschutzfilm an der Wandfläche 10a, die in 2 dargestellt ist, aufweist, hergestellt werden.
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Es sei angemerkt, dass in der ersten Ausführungsform, die oben beschrieben ist, die Einlassanschlüsse 12 und 14 und die Auslassanschlüsse 16 und 18, die in 2 dargestellt sind, den „Anschlusslöchern“ der vorliegenden Anmeldung entsprechen. Der Maskierungsabschnitt 30a, der in 2 dargestellt ist, entspricht dem „Anpassungsflächenmaskierungsabschnitt“ der vorliegenden Anmeldung. Die Maskierungsabschnitte 30b bis 30e, die in 2 dargestellt sind, entsprechen den „Anschlusslochmaskierungsabschnitten“ der vorliegenden Anmeldung. Der Maskierungsabschnitt 30f, der in 2 dargestellt ist, entspricht dem „Zwischenöffnungsmaskierungsabschnitt“ der vorliegenden Anmeldung.
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Weiter entsprechen die Schritte von dem Schritt S1 bis zu dem Schritt S4, die in 1 dargestellt sind, dem „Vorbereitungsschritt“ der vorliegenden Anmeldung. Dem Schritt S5, der in 1 dargestellt ist, entspricht der „Befestigungsschritt“ der vorliegenden Anmeldung. Der Schritt S6, der in 1 dargestellt ist, entspricht dem „Filmbildungsschritt“ der vorliegenden Anmeldung. Dem Schritt S7, der in 1 dargestellt ist, entspricht dem „Abnehmschritt“ der vorliegenden Anmeldung.
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[Andere Herstellverfahren für einen Zylinderkopf]
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In der ersten oben genannten Ausführungsform wird der Bereich, der den engsten Bereich A1 enthält, beschrieben, dessen Weite der kürzeste Abstand DEX1-EX2 zwischen Öffnungsrändern der Auslassanschlüsse 16 und 18 ist. Wie in 2 dargestellt, enthält die Wandfläche 10a jedoch Bereiche, die zwischen Öffnungen der Einlassanschlüsse 12 und 14, zwischen Öffnungen des Einlassanschlusses 12 und des Auslassanschlusses 16 und zwischen Öffnungen der Einlassanschlüsse 14 und der Auslassanschlüsse 18 liegen, ebenso wie den Bereich, der zwischen den Öffnungen der Auslassanschlüsse 16 und 18 liegt. Daher kann ein in 5 gezeigtes Maskierungselement 40 in dem Schritt S5 verwendet werden.
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8 ist eine Darstellung zum Darstellen eines Teils eines alternativen Maskierungselements, das an dem Gusserzeugnis des Zylinderkopfs befestigt wird. Ein Maskierungselement 40, das in 8 dargestellt ist, ist derart konfiguriert, um alle Bereiche zu maskieren, die zwischen Öffnungen von zwei benachbarten Anschlüssen liegen. Genauer weist das Maskierungselement 40 zusätzlich zu den Maskierungsabschnitten 30a bis 30f, die in 5 beschrieben sind, einen Maskierungsabschnitt 30g, um einen Bereich zu maskieren, der zwischen den Öffnungen der Einlassanschlüsse 12 und 14, wie in 2 dargestellt ist, liegt, einen Maskierungsabschnitt 30h, um einen Bereich zu maskieren, der zwischen den Öffnungen des Einlassanschlusses 12 und des Auslassanschlusses 16 liegt, und einen Maskierungsabschnitt 30i auf, um einen Bereich zu maskieren, der zwischen den Öffnungen des Einlassanschlusses 14 und dem Auslassanschluss 18 liegt.
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Die Maskierungsabschnitte 30g bis 30i weisen die gleiche Grundstruktur auf, wie der Maskierungsabschnitt 30f. D.h. der Maskierungsabschnitt 30g ist direkt mit sowohl dem Maskierungsabschnitt 30b und 30c ohne einen Schritt verbunden. Der Maskierungsabschnitt 30g maskiert einen Bereich, der einen engen Bereich A2 enthält, wie in 2 dargestellt ist, dessen Weite als ein Abstand DIN1-IN2 zwischen Öffnungsrändern der Einlassanschlüsse 12 und 14 der kürzeste ist. Der Maskierungsabschnitt 30h ist direkt mit sowohl dem Maskierungsabschnitt 30b und 30d ohne einen Schritt verbunden. Der Maskierungsabschnitt 30h maskiert einen Bereich, der einen engen Bereich A3 enthält, der in 2 dargestellt ist, dessen Weite durch einen Abstand DIN1-EX1 zwischen Öffnungsrändern des Einlassanschlusses 12 und des Auslassanschlusses 16 der kürzestes ist. Der Maskierungsabschnitt 30i ist direkt mit sowohl dem Maskierungsabschnitt 30c und 30e ohne einen Schritt verbunden. Der Maskierungsabschnitt 30i maskiert einen Bereich, der einen engen Bereich A4 enthält, der in 2 dargestellt ist, dessen Weite, die durch eine Distanz DIN2-EX2 zwischen Öffnungsrändern des Einlassanschlusses 14 und des Auslassanschlusses 18 definiert ist, die kürzeste ist.
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In der oben erwähnten ersten Ausführungsform ist das Maskierungselement beschrieben, um den Nicht-Film-Bildungsbereich der Wandfläche der Brennkammer zu maskieren, an der jeweils zwei Einlassanschlüsse und Auslassanschlüsse ausgebildet sind. Jedoch ist die Anzahl dieser Anschlüsse nicht hierauf beschränkt. Beispielsweise können jeweils drei Einlassanschlüsse und Auslassanschlüsse an der Brennkammer ausgebildet sein. Alternativ können jeweils vier Einlassanschlüsse und Auslassanschlüsse an der Brennkammer ausgebildet sein. Alternativ kann die Anzahl der Einlassanschlüsse von der Anzahl der Auslassanschlüsse verschieden sein, beispielsweise können zwei Einlassanschlüsse und ein Auslassanschluss an der Brennkammer ausgebildet sein. In jedem Fall können die gleichen Effekte wie die der ersten Ausführungsform erreicht werden, wenn ein Maskierungselement zur Anwendung unter einer Berücksichtigung eines engen Bereichs ausgewählt wird, dessen Weite durch einen Abstand zwischen Öffnungsrändern von zwei benachbarten Anschlüssen aus zumindest drei Anschlüssen der kürzeste ist, wodurch ein Ausgleich zwischen dem Bereich des engen Bereichs und einer Wärmeschutzleistung nach Bedarf wiederhergestellt wird, und beurteilt wird, ob ein Maskierungsabschnitt ähnlich dem Maskierungsabschnitt 30f, der mit 5 beschrieben wird, verwendet werden soll.
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Das Maskierungselement zur Anwendung wird beispielsweise wie folgt ausgewählt: Teilen der engen Bereiche A1 bis A4 in zwei Gruppen, die aus einer Langabstandgruppe und einer Kurzabstandgruppe in Abhängigkeit mit dem kürzesten Abstand zwischen Öffnungsrändern von zwei benachbarten Anschlusslöchern aus vier Anschlusslöchern, die in 2 dargestellt sind, bestehen (d.h., dem Abstand DEX1-EX2 , DIN1-IN2 , DIN1-EX1 , DIN1-EX2 ), wobei ermittelt wird, zumindest einen Bereich zu maskieren, der in die Kurzabstandsgruppe eingeteilt ist.
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Zweite Ausführungsform
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Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung wird mit Bezug auf 9 und 10 beschrieben.
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Es sei angemerkt, da ein Ablauf eines Herstellverfahren der zweiten Ausführungsform im Wesentlichen das gleiche wie das der ersten Ausführungsform ist, wird eine Beschreibung des Ablaufs, der sich mit der ersten Ausführungsform überschneidet, weggelassen.
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[Herstellverfahren für einen Zylinderkopf]
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Bei einem Herstellverfahren der zweiten Ausführungsform wird ein Loch zum Aufnehmen eines Zylinderdrucksensors mit integrierter Glühkerze (nachfolgend als „CPS-Loch“ bezeichnet) an einer vordefinierten Position des Zylinderkopfmaterials bei dem Verarbeiten von Schritt S2, wie in 1 beschrieben, ausgebildet. 9 ist eine schematische Darstellung zum Darstellen eines Bereichs, nach dem Verarbeiten aus Schritt S2, an dem die Wandfläche der Brennkammer der Fläche des Gusserzeugnisses des Zylinderkopfs entspricht. Wie in 9 dargestellt ist zusätzlich zu den Einlassanschlüssen 12 und 14 und den Auslassanschlüssen 16 und 18, ein CPS-Loch 22 an dem zentralen Teil einer Fläche eines Zylinderkopfmaterials 50 ausgebildet (noch genauer, dem zentralen Teil einer Wandfläche der Brennkammer).
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In dem Herstellverfahren der zweiten Ausführungsform wird ein Maskierungselement, das einen Maskierungsabschnitt zum Maskierung einer Öffnung des CPS-Lochs aufweist, in dem Schritt S5 verwendet, der in 5 dargestellt ist. 10 ist eine Darstellung zum Beschreiben eines Teils des Maskierungselements in einem Zustand eines Befestigtseins an dem Gusserzeugnis des Zylinderkopfs. Diese Figur beschreibt die Quadratfläche aus vier der Druckstiften 32, die in 4 dargestellt sind. Wie in 10 dargestellt ist, weist das Maskierungselement 60, zusätzlich zu den Maskierungsabschnitten 30a bis 30e, einen Maskierungsabschnitt 30j auf, um eine Öffnung des CPS-Lochs 22, das in 9 dargestellt ist, zu maskieren.
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Der Maskierungsabschnitt 30j weist die gleiche Grundstruktur auf, wie der Maskierungsabschnitt 30g, der mit 8 beschrieben wird. D.h., der Maskierungsabschnitt 30j ist direkt mit sowohl dem Maskierungsabschnitt 30b und 30c ohne einen Schritt verbunden. Der Maskierungsabschnitt 30j maskiert einen Bereich, der den engen Bereich A2 enthält, wie in 2 gezeigt, wobei dessen Weite durch den kürzesten Abstand DIN1-IN2 zwischen Öffnungsrändern der Einlassanschlüsse 12 und 14 definiert ist.
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Der Maskierungsabschnitt 30j, der in 10 dargestellt ist, maskiert sowohl den engen Bereich A2 , der in 9 dargestellt ist, und einen CPS-Bereich A5 , der in 9 dargestellt ist, der ein Bereich ist, der eine Öffnung des CPS-Lochs 22 enthält. Der CPS-Bereich A5 ist der nächste Bereich an dem engen Bereich A2 aus den engen Bereichen A1 bis A4 . Es ist zu bevorzugen, dass der Maskierungsabschnitt 30j einen notwendigen minimalen Bereich maskiert, der zumindest den engen Bereich A2 und den CPS-Bereich A5 enthält, da eine Wärmeschutzleitung einer Brennkammer einer Maschine abnimmt, wenn der Maskierungsabschnitt 30j eine große Fläche maskiert und der Filmbildungsbereich klein wird.
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Die Fläche des engen Bereich A2 oder der CPS-Bereich A5 , der in 9 dargestellt ist, ist kleiner als die Fläche des anderen Bereichs innerhalb der Wandfläche 50a. Falls einen Wärmeschutzfilm an dem engen Bereich A2 oder dem CPS-Bereich A5 ausgebildet wird, weist der Film daher eine geringere Haltekraft daran auf. Daher werden die Wärmeschutzfilme dieser Bereich A2 und A5 leicht während eines Abnehmens des Maskierungselements in dem Schritt S7 oder während der Endverarbeitung in Schritt S8 abgelöst. Gemäß des Maskierungselements 60, das mit 10 beschrieben wird, werden diese Bereiche A2 und A5 durch den Maskierungsabschnitt 30j maskiert. D.h., eine Filmbildung an dem engen Bereich A1 oder dem CPS-Bereich A5 , wo das Ablösen des Wärmeschutzfilms häufig stattfindet, kann vermieden werden. Daher kann ein Auftreten des Ablösens des Wärmeschutzfilms verhindert und daher ein qualitativ hochwertige Wärmeschutzfilm erreicht werden.
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Es sei angemerkt, dass in der zweiten oben genannten Ausführungsform, das CPS-Loch 22, das in 9 dargestellt ist, dem „Teileloch“ der vorliegenden Anmeldung entspricht.
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[Andere Herstellverfahren für einen Zylinderkopf]
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In der zweiten oben genannten Ausführungsform ist der Zylinderdrucksensor mit integrierter Glühkerze in dem Zylinderkopf aufgenommen. Jedoch können eine Glühkerze und ein Zylinderdrucksensor getrennt in dem Zylinderkopf aufgenommen sein. In diesem Fall können ein Loch zum Aufnehmen der Glühkerze und ein Loch zum Aufnehmen des Zylinderdrucksensors getrennt an jedem Bereich ausgebildet sein, der zwischen Öffnungen von zwei benachbarten Löchern aus den Einlassanschlüssen und den Auslassanschlüssen liegt. Daher können die gleichen Effekte wie die der zweiten Ausführungsform erreicht werden, wenn ein Maskierungselement verwendet wird, das einen Maskierungsabschnitt zum Maskieren der Öffnung des Lochs zum Aufnehmen der Glühkerze und einen Maskierungsabschnitt zum Maskieren der Öffnung des Lochs für den Zylinderdrucksensor und zwei Maskierungsabschnitte aufweist, von welchen beide direkt mit den zwei Maskierungsabschnitten verbunden sind, die an beiden Seiten des Lochs zum Aufnehmen der Glühkerze oder des Zylinderdrucksensors, angeordnet sind.
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In der zweiten oben genannten Ausführungsform wird der Zylinderkopf als ein Zylinderkopf für einen Verdichtermotor vom Selbstzündungstyp beschrieben. Jedoch kann der Zylinderkopf ein Zylinderkopf für einen Motor vom Fremdzündungstyp sein. In dem Motor vom Fremdzündungstyp ist eine Zündkerze in dem Zylinderkopf als Ersatz für den Zylinderdrucksensor mit integrierter Glühkerze aufgenommen. Die Zündkerze ist im Allgemeinen an dem zentralen Abschnitt der Wandfläche der Brennkammer aufgenommen (d.h., die Position des Injektorlochs 20, das in 9 dargestellt ist). Wenn jedoch zwei Zündkerzen aufgenommen sind, kann eine der Zündkerzen in einem Loch zwischen den zwei Einlassanschlüssen aufgenommen sein, wie der Zylinderdrucksensor mit integrierter Glühkerze, der oben genannt ist. In diesem Fall kann der gleiche Effekt wie der der zweiten Ausführungsform erreicht werden, falls ein Maskierungselement zum Maskieren der Einlassanschlüsse verwendet wird, das einen Maskierungsabschnitt aufweist, um eine Öffnung des Lochs zum Aufnehmen von einer der Zündkerzen, die direkt mit den Maskierungsabschnitten verbunden ist, zu maskieren.