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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein Kolben für Motoren und insbesondere Brennraummulden für solche Kolben.
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Hintergrund
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Die Verbrennung von Kraftstoff in Verbrennungsmotoren erzeugt in der Regel Stickoxide (NOx) und Stoffpartikel, wie etwa Ruß und Asche. Solche Abgasnebenprodukte sind jedoch allgemein unerwünscht, und es werden ständig Anstrengungen unternommen, um die Pegel dieser Abgasnebenprodukte weiter zu verringern. Die Entwicklung von neuen Wegen, um diese Abgasnebenprodukte zu verringern, umfasst jedoch oft einen Kompromiss zwischen einer akzeptablen Verringerung der Pegel und der Beibehaltung einer effizienten Verbrennung.
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Verschiedene Verbrennungskammerkonstruktionen wurden versucht, um die Erzeugung von NOx und Stoffpartikeln zu verringern, ohne die Effizienz der Verbrennung aufzugeben. Zum Beispiel kann die strukturelle Gestalt der Brennraummulde, die im Allgemeinen in der Verbrennungsfläche eines Kolbens angeordnet ist und einen Abschnitt der Verbrennungskammer definiert, dazu ausgestaltet sein, eine gewünschte Verteilung des Kraftstoffs und der Luft in der Verbrennungskammer zu erzeugen.
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Die veröffentlichte japanische Patentanmeldung
JP2004190573A (die '573-Veröffentlichung) offenbart eine Verbrennungskammer für einen Motor mit einem Hohlraum, der in einer oberen Oberfläche des Kolbens ausgebildet ist. Der Hohlraum umfasst Ausnehmungen, die eine abgestufte Gestalt vorsehen. Die abgestufte Gestalt der Verbrennungskammer zielt darauf ab, das Mischen von Kraftstoff und Luft zu fördern, indem der Kraftstoff auf Ausnehmungen des Hohlraums verteilt wird. Während das Ziel der Verbrennungskammer der '573-Veröffentlichung darin besteht, die Erzeugung von NO
x zu verringern, werden weiter Verbesserungen in der Reduktion von Stoffpartikeln gesucht.
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Zusammenfassung
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Kolben für einen Motor bereitgestellt. Der Kolben kann einen Kolbenkörper mit einer Kolbenkrone umfassen. Die Kolbenkrone kann symmetrisch um eine zentrale Längsachse des Kolbens herum angeordnet sein. Eine Brennraummulde kann in den Kolbenkörper eingelassen sein und in Bezug auf die Kolbenkrone axial nach innen versetzt sein. Die Brennraummulde kann symmetrisch um die zentrale Längsachse herum angeordnet sein. Ein zentraler Muldenscheitel kann axial aus der Brennraummulde herausragen. Der zentrale Muldenscheitel kann symmetrisch um die zentrale Längsachse herum angeordnet sein und kann in Bezug auf die Kolbenkrone axial nach innen versetzt sein. Ein erster Muldenscheitel kann axial aus der Brennraummulde herausragen und symmetrisch um die zentrale Längsachse herum angeordnet sein. Der erste Muldenscheitel kann in Bezug auf die Kolbenkrone radial nach innen versetzt sein. Ein zweiter Muldenscheitel kann axial aus der Brennraummulde herausragen und symmetrisch um die zentrale Längsachse herum angeordnet sein. Der zweite Muldenscheitel kann in Bezug auf den ersten Muldenscheitel radial innen angeordnet sein und sich radial zwischen dem ersten Muldenscheitel und dem zentralen Muldenscheitel befinden. Der zweite Muldenscheitel kann in Bezug auf den zentralen Muldenscheitel radial nach innen versetzt.
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In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der Offenbarung wird ein Motor bereitgestellt. Der Motor kann ein Motorgehäuse mit einem darin angeordneten Zylinder umfassen. Ein Zylinderkopf kann mit dem Motorgehäuse gekoppelt sein. Der Zylinderkopf kann eine dort hindurch angeordnete Kraftstoffeinspritzdüse umfassen. Die Kraftstoffeinspritzdüse kann dazu ausgestaltet sein, Kraftstoff in den Zylinder einzuspritzen. Ein Kolben kann wirkmäßig in dem Zylinder angeordnet sein und kann eine zentrale Längsachse umfassen. Eine Brennraummulde kann in den Kolben eingelassen sein und kann symmetrisch um die zentrale Längsachse herum angeordnet sein. Die Brennraummulde kann einen zentralen Scheitel, der zentral davon herausragt, einen ersten Muldenscheitel und einen zweiten Muldenscheitel umfassen, der radial zwischen dem zentralen Muldenscheitel und dem ersten Muldenscheitel angeordnet ist. Der zweite Muldenscheitel kann in Bezug auf den zentralen Muldenscheitel radial nach innen versetzt sein.
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Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Kolben für einen Motor bereitgestellt. Der Kolben kann einen Kolbenkörper mit einer Kolbenkrone umfassen. Die Kolbenkrone kann symmetrisch um eine zentrale Längsachse des Kolbens herum angeordnet sein. Eine Brennraummulde kann in den Kolbenkörper eingelassen sein und in Bezug auf die Kolbenkrone axial nach innen versetzt sein. Die Brennraummulde kann symmetrisch um die zentrale Längsachse herum angeordnet sein. Ein zentraler Muldenscheitel kann axial aus der Brennraummulde herausragen. Der zentrale Muldenscheitel kann symmetrisch um die zentrale Längsachse herum angeordnet sein und kann in Bezug auf die Kolbenkrone axial nach innen versetzt sein. Der zentrale Muldenscheitel kann eine zentrale Muldenscheiteltiefe umfassen. Ein erster Muldenscheitel kann axial aus der Brennraummulde herausragen und symmetrisch um die zentrale Längsachse herum angeordnet sein. Der erste Muldenscheitel kann einen ersten Muldenscheitelradius und eine erste Muldenscheiteltiefe aufweisen, die größer ist als die zentrale Muldenscheiteltiefe. Ein zweiter Muldenscheitel kann axial aus der Brennraummulde herausragen und symmetrisch um die zentrale Längsachse herum angeordnet sein. Der zweite Muldenscheitel kann einen zweiten Muldenscheitelradius aufweisen, der geringer ist als der erste Muldenscheitelradius, und kann eine zweite Muldenscheiteltiefe aufweisen, die größer ist als die erste Muldenscheiteltiefe.
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Diese und weitere Aspekte und Merkmale der vorliegenden Offenbarung werden durch das Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen deutlicher werden. Aspekte der unterschiedlichen hierin beschriebenen Ausführungsformen können miteinander kombiniert oder durch einander ersetzt werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine perspektivische Ansicht eines beispielhaften Fahrzeugs in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
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2 ist eine teilweise Querschnittsansicht eines Motorgehäuses eines Motors und veranschaulicht einen Kolben, der wirkmäßig in einem Zylinder angeordnet ist, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
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3 ist eine Querschnittsansicht einer Brennraummulde eines Kolbens in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
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4 ist eine Draufsicht eines Kolbens und veranschaulicht eine Brennraummulde desselben in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung; und
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5 ist ein Blockdiagramm und veranschaulicht eine beispielhafte Abfolge von Schritten, die in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung ausgeführt werden können.
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Es wird angemerkt, dass die beigefügten Zeichnungen nur typische Ausführungsformen veranschaulichen und daher nicht als einschränkend in Bezug auf den Umfang der Offenbarung oder der Ansprüche zu verstehen sind. Vielmehr können die Konzepte der vorliegenden Offenbarung in ähnlich effektiven Ausführungsformen angewendet werden. Darüber hinaus sind die Zeichnungen nicht unbedingt maßstabgetreu, wobei das Hauptaugenmerk im Allgemeinen auf der Veranschaulichung der Prinzipien bestimmter Ausführungsformen liegt.
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Detaillierte Beschreibung
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Nunmehr Bezug nehmend auf 1 wird dort ein beispielhaftes Fahrzeug, das in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung konstruiert ist, allgemein durch die Bezugszahl 10 gekennzeichnet. Obwohl das Fahrzeug 10 hier als ein geländegängiger Lastwagen veranschaulicht ist, kann es ein beliebiger Typ von Fahrzeug sein, der in einer weiten Reihe von Industrien eingesetzt wird, etwa, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, Bergbau, Erdbewegung, Landwirtschaft, Ölindustrie, Stromerzeugung und Bau, um nur einige Beispiele zu nennen. Das Fahrzeug 10 umfasst einen Motor 12. Der Motor 12 kann ein beliebiger Typ Verbrennungsmotor sein, etwa, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, ein Dieselmotor, Gasturbinenmotor, Schiffsmotor, Generatoraggregat oder ein anderer in der Technik bekannter Motor.
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Unter Bezugnahme auf 2 umfasst der Motor 12 ein Motorgehäuse 14 oder einen Motorblock. Ein Zylinderkopf 16 ist mit dem Motorgehäuse 14 gekoppelt. Das Motorgehäuse 14 umfasst einen darin angeordneten Zylinder 18. Ein Kolben 20 ist wirkmäßig in dem Zylinder 18 angeordnet, um sich darin hin und her zu bewegen. Der Zylinder 18 kann eine zentrale Zylinderlängsachse 22 aufweisen, die mit einer zentralen Kolbenlängsachse 24 des Kolbens 20 ausgerichtet ist.
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Der Kolben 20 umfasst einen Kolbenkörper 21, der sich zwischen einem ersten axialen Bereich 26 und einem zweiten axialen Bereich 28 des Kolbens 20 erstreckt. Der erste axiale Bereich 26 des Kolbens 20 umfasst eine Brennraummulde 30, die in den Kolbenkörper 21 eingelassen ist. Der erste axiale Bereich 26 und die Brennraummulde 30 des Kolbens 20 sind innerhalb des Zylinders 18 zu dem Zylinderkopf 16 weisend angeordnet. Ferner umfasst der Motor 12 eine Verbrennungskammer 32, die gemeinsam von einem Abschnitt des Zylinders 18, dem Zylinderkopf 16 und der Brennraummulde 30 definiert werden kann. Der Motor 12 umfasst auch eine Kraftstoffeinspritzdüse 34, die durch den Zylinderkopf 16 so angeordnet ist, dass eine Vielzahl von Düsenköpfen 36 der Kraftstoffeinspritzdüse 34 in der Verbrennungskammer 32 angeordnet ist. Die Kraftstoffeinspritzdüse 34 ist dazu ausgestaltet, Kraftstoff über die Vielzahl von Düsenköpfen 36 zu der Brennraummulde 30 hin in die Verbrennungskammer 32 einzuspritzen. In einigen Ausführungsformen ist die Kraftstoffeinspritzdüse 34 symmetrisch um die zentrale Zylinderlängsachse 22 herum angeordnet.
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Unter Bezugnahme auf 3 und 4 ist die Brennraummulde 30 des Kolbens 20 symmetrisch um die zentrale Kolbenlängsachse 24 herum angeordnet. Der Kolbenkörper 21 des Kolbens 20 umfasst eine Kolbenkrone 38, die ebenfalls symmetrisch um die zentrale Kolbenlängsachse 24 herum angeordnet ist. Die Kolbenkrone 38 umfasst einen Außenrand 40, eine innere Lippe 42 und eine Seitenfläche 44, die zwischen dem Außenrand 40 und der inneren Lippe 42 angeordnet ist. Wie in 4 veranschaulicht umfasst der Außenrand 40 einen äußeren Radius 46, der von der zentralen Kolbenlängsachse 24 aus gemessen wird, und die innere Lippe 42 umfasst einen inneren Radius 48, der von der zentralen Kolbenlängsachse 24 aus gemessen wird. Die innere Lippe 42 ist von dem Außenrand 40 so radial nach innen angeordnet, dass der innere Radius 48 der inneren Lippe 42 geringer als der äußere Radius 46 des Außenrandes 40 ist. In einigen Ausführungsformen ist die innere Lippe 42 konvex und umfasst einen Innenlippen-Krümmungsradius 43. In einigen Ausführungsformen liegt der Innenlippen-Krümmungsradius 43 in dem Bereich von ungefähr 0 mm bis 4 mm. In anderen Ausführungsformen beträgt der Innenlippen-Krümmungsradius 43 ungefähr 2,291 mm. In einigen Ausführungsformen liegt der äußere Radius 46 ungefähr in dem Bereich von 84 mm bis 85 mm und der innere Radius 48 liegt ungefähr in dem Bereich von 76 mm bis 79 mm. In einigen anderen Ausführungsformen beträgt der äußere Radius 46 84,072 mm und der innere Radius 48 beträgt 76,538 mm.
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Wie in 3 veranschaulicht umfasst die Brennraummulde 30 eine Vielzahl von Scheiteln 50. In einigen Ausführungsformen umfasst die Vielzahl von Scheiteln 50 einen zentralen Muldenscheitel 52, einen ersten Muldenscheitel 54 und einen zweiten Muldenscheitel 56. Da die Brennraummulde 30 von der Kolbenkrone 38 axial nach innen in den Kolbenkörper 21 des Kolbens 20 eingelassen ist, ist jeder Scheitel der Vielzahl von Scheiteln 50 von der Kolbenkrone 38 aus axial einwärts und axial in dessen Richtung weisend angeordnet. Da die Vielzahl von Scheiteln 50 so unterhalb der Kolbenkrone 38 angeordnet ist, umfasst der zentrale Muldenscheitel 52 eine zentrale Muldenscheiteltiefe 58, die axial in Bezug auf die axiale Position der Seitenfläche 44 der Kolbenkrone 38 gemessen wird. In einigen Ausführungsformen liegt die zentrale Muldenscheiteltiefe 58 in dem Bereich von 4 mm bis 6 mm. In einigen anderen Ausführungsformen beträgt die zentrale Muldenscheiteltiefe 5,5 mm.
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In ähnlicher Weise umfasst der erste Muldenscheitel 54 eine erste Muldenscheiteltiefe 60, die axial in Bezug auf die axiale Position der Seitenfläche 44 der Kolbenkrone 38 gemessen wird, und der zweite Muldenscheitel 56 eine zweite Muldenscheiteltiefe 62, die axial in Bezug auf die axiale Position der Seitenfläche 44 der Kolbenkrone 38 gemessen wird. In einigen Ausführungsformen liegt die erste Muldenscheiteltiefe 60 ungefähr in dem Bereich von 8 mm bis 9 mm. In anderen Ausführungsformen beträgt die erste Muldenscheiteltiefe 60 8,7 mm. In einigen Ausführungsformen liegt die zweite Muldenscheiteltiefe 62 in dem Bereich von 15 mm bis 19 mm. In anderen Ausführungsformen beträgt die zweite Muldenscheiteltiefe 62 18,766 mm. Darüber hinaus ist, wie in 4 veranschaulicht, der erste Muldenscheitel 54 symmetrisch um die zentrale Kolbenlängsachse 24 herum angeordnet und umfasst einen ersten Muldenscheitelradius 64, der von der zentralen Kolbenlängsachse 24 gemessen wird. In einigen Ausführungsformen liegt der erste Muldenscheitelradius 64 ungefähr in dem Bereich von 63 mm bis 67 mm. In anderen Ausführungsformen beträgt der erste Muldenscheitelradius 64 63,156 mm. Der zweite Muldenscheitel 56 ist ebenfalls symmetrisch um die zentrale Kolbenlängsachse 24 herum angeordnet und umfasst einen zweiten Muldenscheitelradius 66, der von der zentralen Kolbenlängsachse 24 gemessen wird. In einigen Ausführungsformen liegt der zweite Muldenscheitelradius 66 in dem ungefähren Bereich von 40 mm bis 46 mm. In anderen Ausführungsformen beträgt der zweite Muldenscheitelradius 66 40,461 mm.
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Erneut bezugnehmend auf 3 ist der zentrale Muldenscheitel 52 in seiner Gestalt im Wesentlichen konisch und ragt aus der Brennraummulde 30 in einer axialen Richtung zu der Kolbenkrone 38 hin nach außen hervor. Der zentrale Muldenscheitel 52 umfasst auch einen zentralen Muldenscheitel-Krümmungsradius 68. In einigen Ausführungsformen liegt der Krümmungsradius 68 des zentralen Scheitels in dem Bereich von ungefähr 0 mm bis 20 mm. In einigen Ausführungsformen beträgt der Krümmungsradius 68 des zentralen Scheitels ungefähr 16 mm. Der zentrale Muldenscheitel 52 umfasst auch einen zentralen Scheitelwinkel 70. In einigen Ausführungsformen liegt der zentrale Scheitelwinkel 70 in dem Bereich von ungefähr 100° bis 140°. In anderen Ausführungsformen beträgt der zentrale Scheitelwinkel 70 120°.
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Noch immer bezugnehmend auf 3 ist der erste Muldenscheitel 54 im Wesentlichen konvex und ragt ebenfalls aus der Brennraummulde 30 in einer axialen Richtung zu der Kolbenkrone 38 hin hervor. Der erste Muldenscheitel 54 umfasst einen ersten Muldenscheitel-Krümmungsradius 72. In einigen Ausführungsformen liegt der Krümmungsradius 72 des ersten Muldenscheitels in dem Bereich von ungefähr 0 mm bis 4 mm. In anderen Ausführungsformen beträgt der Krümmungsradius 72 des ersten Muldenscheitels 72 1,3 mm. Der zweite Muldenscheitel 56 ist im Wesentlichen konvex und ragt ebenfalls aus der Brennraummulde 30 in einer axialen Richtung zu der Kolbenkrone 38 hin hervor. Der zweite Muldenscheitel 56 umfasst einen zweiten Muldenscheitel-Krümmungsradius 74. In einigen Ausführungsformen liegt der Krümmungsradius 74 des zweiten Muldenscheitels in dem Bereich von ungefähr 0 mm bis 4 mm. In anderen Ausführungsformen beträgt der Krümmungsradius 74 des zweiten Muldenscheitels 74 1,3 mm.
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Darüber hinaus umfasst die Brennraummulde 30 eine Vielzahl von Vertiefungen 76. In einigen Ausführungsformen umfasst die Vielzahl von Vertiefungen 76 eine erste Vertiefung 78, eine zweite Vertiefung 80 und eine dritte Vertiefung 82. Die erste Vertiefung 78 ist im Wesentlichen konkav und umfasst einen ersten Vertiefungs-Krümmungsradius 84. In einigen Ausführungsformen liegt der Krümmungsradius 84 der ersten Vertiefung in dem Bereich von ungefähr 9 mm bis 11 mm. In anderen Ausführungsformen beträgt der Krümmungsradius der ersten Vertiefung 10,163 mm. Die erste Vertiefung 78 ist in den Kolbenkörper 21 des Kolbens 20 eingelassen und bildet einen Übergang von der inneren Lippe 42 zu dem ersten Muldenscheitel 54. Die zweite Vertiefung 80 ist ebenfalls im Wesentlichen konkav und umfasst einen zweiten Vertiefungs-Krümmungsradius 86. In einigen Ausführungsformen liegt der Krümmungsradius 86 der zweiten Vertiefung in dem Bereich von ungefähr 15 mm bis 17 mm. In anderen Ausführungsformen beträgt der Krümmungsradius 86 der zweiten Vertiefung 16 mm. Die zweite Vertiefung 80 ist in den Kolbenkörper 21 des Kolbens 20 eingelassen und bildet einen Übergang von dem ersten Muldenscheitel 54 zu dem zweiten Muldenscheitel 56. Die dritte Vertiefung 82 ist ebenfalls im Wesentlichen konkav und umfasst einen dritten Vertiefungs-Krümmungsradius 88. In einigen Ausführungsformen liegt der Krümmungsradius 88 der dritten Vertiefung in dem Bereich von ungefähr 15 mm bis 17 mm. In anderen Ausführungsformen beträgt der Krümmungsradius 88 der dritten Vertiefung 16 mm. Die dritte Vertiefung 82 ist in den Kolbenkörper 21 des Kolbens 20 eingelassen und bildet einen Übergang von dem zweiten Muldenscheitel 56 zu dem zentralen Muldenscheitel 52.
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Die erste Vertiefung 78 umfasst eine Tiefe 90 der ersten Vertiefung, die axial in Bezug auf die axiale Position der Seitenfläche 44 der Kolbenkrone 38 gemessen wird. In einigen Ausführungsformen liegt der Tiefe 90 der ersten Vertiefung in dem Bereich von ungefähr 8 mm bis 9 mm. In anderen Ausführungsformen beträgt die Tiefe der ersten Vertiefung 90 8,821 mm. Die zweite Vertiefung 80 umfasst eine Tiefe 92 der zweiten Vertiefung, die axial in Bezug auf die axiale Position der Seitenfläche 44 der Kolbenkrone 38 gemessen wird. In einigen Ausführungsformen liegt der Tiefe 92 der zweiten Vertiefung in dem Bereich von ungefähr 16 mm bis 20 mm. In anderen Ausführungsformen beträgt die Tiefe der zweiten Vertiefung 92 16,021 mm. Die dritte Vertiefung 82 umfasst eine Tiefe 94 der dritten Vertiefung, die axial in Bezug auf die axiale Position der Seitenfläche 44 der Kolbenkrone 38 gemessen wird. In einigen Ausführungsformen liegt der Tiefe 94 der dritten Vertiefung in dem Bereich von ungefähr 19 mm bis 21 mm. In anderen Ausführungsformen beträgt die Tiefe der dritten Vertiefung 94 8,821 mm.
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In einigen Ausführungsformen ist, wie beispielhaft in 3 und 4 veranschaulicht, der erste Muldenscheitelradius 64 geringer als der innere Radius 48 und der zweite Muldenscheitelradius 66 geringer als der erste Muldenscheitelradius 64, so dass der erste Muldenscheitel 54 in Bezug auf die innere Lippe 42 der Kolbenkrone 38 zu dem zentralen Muldenscheitel 52 hin radial nach innen versetzt ist (z. B. die innere Lippe 42 in Bezug auf den ersten Muldenscheitel 54 radial nach außen versetzt ist), und der zweite Muldenscheitel 56 ist in Bezug auf den ersten Muldenscheitel 54 zu dem zentralen Muldenscheitel 52 hin radial nach innen versetzt, so dass der zweite Muldenscheitel 56 radial zwischen dem ersten Muldenscheitel 54 und dem zentralen Muldenscheitel 52 angeordnet ist. In solchen Ausführungsformen ist die erste Muldenscheiteltiefe 60 größer als die zentrale Muldenscheiteltiefe 58 und die zweite Muldenscheiteltiefe 62 größer als die erste Muldenscheiteltiefe 60 (und größer als die zentrale Muldenscheiteltiefe 58), so dass der erste Muldenscheitel 54 in Bezug auf den zentralen Muldenscheitel 52 von der axialen Stellung der inneren Lippe 42 der Kolbenkrone 38 weg axial nach innen versetzt ist, und der zweite Muldenscheitel 56 in Bezug auf den ersten Muldenscheitel 54 von der axialen Stellung der inneren Lippe 42 der Kolbenkrone 38 weg axial nach innen versetzt ist. Außerdem ist in solchen Ausführungsformen die Tiefe 90 der ersten Vertiefung geringer als die Tiefe 92 der zweiten Vertiefung, die geringer als die Tiefe 94 der dritten Vertiefung ist, so dass die zweite Vertiefung 80 in Bezug auf die erste Vertiefung 78 axial nach innen versetzt ist und die dritte Vertiefung 82 in Bezug auf die zweite Vertiefung 80 axial nach innen versetzt ist.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
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Im Allgemeinen kann die vorliegende Offenbarung Anwendung bei Kolben finden, die in Motoren für eine beliebige Anzahl industrieller Szenarien eingesetzt werden, etwa, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, Schiffsantriebe, Erdbewegung, Bauwirtschaft und Landwirtschaft. Als ein nicht einschränkendes Beispiel kann der Motor 12 ein Dieselmotor sein. Durch den Einsatz der hierin offenbarten Systeme und Verfahren schafft die Brennraummulde 30 des Kolbens 20 eine Verbrennungskammer 32, die Stoffpartikel und Ruß verringern kann, wenn der Motor 12 unter Teilllast arbeitet, und auch, wenn der Motor 12 unter Volllast arbeitet. Darüber hinaus kann die Brennraummulde 30 der vorliegenden Offenbarung niedrige Rauchgasemissionen optimieren und die Temperatur des Zylinderkopfs 16 verringern.
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Im Betrieb des Motors 12 kann zum Beispiel die Vielzahl von Scheiteln 50 der Brennraummulde 30 die Turbulenz der Luft, die in der Verbrennungskammer 32 gegen Ende des Verdichtungshubs des Kolbens 20 verdichtet wird, erhöhen. Als Ergebnis der erhöhten Turbulenz der Luft kann verglichen mit anderen Konstruktionen eine effizientere Verbrennung des Kraftstoffs, der in die Verbrennungskammer 32 über die Vielzahl von Düsenköpfen 36 der Kraftstoffeinspritzdüse 34 eingespritzt wird, erfolgen, so dass weniger Stoffpartikel und Ruß erzeugt werden, insbesondere während des Teilllastbetriebs des Motors 12.
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Darüber hinaus kann in einigen Ausführungsformen die Brennraummulde 30 des Kolbens 20 zum Einsatz mit nachgefertigten Motoren geeignet sein. 5 veranschaulicht ein Blockdiagramm 500 einer beispielhaften Abfolge von Schritten, die durchgeführt werden können, um einen nachgefertigten Motor mit einem Kolben, der eine Brennraummulde umfasst, nachzurüsten. Wie bei Block 510 veranschaulicht wird der Sprühnebelwinkel der Kraftstoffeinspritzdüse 34 des nachgefertigten Motors bestimmt. Ist der Sprühnebelwinkel bestimmt, werden die Dimensionen der Brennraummulde 30 auf der Grundlage des Sprühnebelwinkels bestimmt, wie bei Block 512 veranschaulicht. Wie bei Block 514 veranschaulicht, ist die Brennraummulde 30 so in dem Kolben 20 vorgesehen, dass sie umfasst: einen zentralen Muldenscheitel 52, der axial aus der Brennraummulde 30 herausragt und eine zentrale Muldenscheiteltiefe 58 umfasst, einen ersten Muldenscheitel 54, der axial aus der Brennraummulde 30 herausragt und einen ersten Muldenscheitelradius 64 und eine erste Muldenscheiteltiefe 60 umfasst, die größer ist als die zentrale Muldenscheiteltiefe 58; und einen zweiten Muldenscheitel 56, der axial aus der Brennraummulde 30 herausragt und einen zweiten Muldenscheitelradius 66, der geringer ist als der erste Muldenscheitelradius 64, und eine zweite Muldenscheiteltiefe 62, die größer ist als die erste Muldenscheiteltiefe 60, umfasst. Wie bei Block 516 veranschaulicht, wird der Kolben des nachgefertigten Motors gegen den Kolben 20 mit der Brennraummulde 30 ausgetauscht.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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