DE102022132594A1 - Cylinder liner, method for producing a cylinder liner and internal combustion engine with such a cylinder liner - Google Patents
Cylinder liner, method for producing a cylinder liner and internal combustion engine with such a cylinder liner Download PDFInfo
- Publication number
- DE102022132594A1 DE102022132594A1 DE102022132594.6A DE102022132594A DE102022132594A1 DE 102022132594 A1 DE102022132594 A1 DE 102022132594A1 DE 102022132594 A DE102022132594 A DE 102022132594A DE 102022132594 A1 DE102022132594 A1 DE 102022132594A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- cylinder liner
- insulation layer
- thermal insulation
- fiber
- blank
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims description 18
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 6
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims abstract description 95
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 37
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 13
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 17
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims description 17
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 14
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 claims description 13
- 239000012783 reinforcing fiber Substances 0.000 claims description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims description 7
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims description 7
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 claims description 6
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims description 6
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims description 6
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 6
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 6
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 claims description 6
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 claims description 6
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 4
- 239000004760 aramid Substances 0.000 claims description 4
- 229920006231 aramid fiber Polymers 0.000 claims description 4
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims description 4
- 229920001973 fluoroelastomer Polymers 0.000 claims description 4
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 4
- 229920002449 FKM Polymers 0.000 claims description 3
- 229920002430 Fibre-reinforced plastic Polymers 0.000 claims description 3
- 229920006169 Perfluoroelastomer Polymers 0.000 claims description 3
- 239000011151 fibre-reinforced plastic Substances 0.000 claims description 3
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 claims description 3
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 claims description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 14
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 12
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 6
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 4
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 4
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- 229910052729 chemical element Inorganic materials 0.000 description 2
- BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N (2r,3r,4s,5r)-2-[6-[[2-(3,5-dimethoxyphenyl)-2-(2-methylphenyl)ethyl]amino]purin-9-yl]-5-(hydroxymethyl)oxolane-3,4-diol Chemical compound COC1=CC(OC)=CC(C(CNC=2C=3N=CN(C=3N=CN=2)[C@H]2[C@@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)C=2C(=CC=CC=2)C)=C1 BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N 0.000 description 1
- 239000002390 adhesive tape Substances 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000012720 thermal barrier coating Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft eine Zylinderlaufbuchse (3), die an einer Umfangswandung (5) bereichsweise eine Wärmedämmschicht (9) aufweist, wobei die Wärmedämmschicht (9) ein Dämmschichtmaterial auf Kohlenstoffbasis aufweist.The invention relates to a cylinder liner (3) which has a thermal insulation layer (9) in regions on a peripheral wall (5), wherein the thermal insulation layer (9) comprises a carbon-based insulation layer material.
Description
Die Erfindung betrifft eine Zylinderlaufbuchse, ein Verfahren zum Herstellen einer Zylinderlaufbuchse und eine Brennkraftmaschine mit einer solchen Zylinderlaufbuchse.The invention relates to a cylinder liner, a method for producing a cylinder liner and an internal combustion engine with such a cylinder liner.
Eine Zylinderlaufbuchse einer Brennkraftmaschine wird in für sich genommen bekannter Weise im Bereich einer äußeren Umfangsfläche mit Kühlmittel, insbesondere Kühlwasser beaufschlagt. Dabei zeigt sich, dass unabhängig vom Betriebspunkt der Brennkraftmaschine eine Reduktion des Wärmeabfluss aus der Zylinderlaufbuchse, beispielsweise durch Anhebung der Kühlmitteltemperatur, zu einem verringerten Reibmitteldruck der Brennkraftmaschine führt, wodurch der Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine steigt. Es ist daher vorgeschlagen worden, die äußere Umfangsfläche einer Zylinderlaufbuchse bereichsweise mit einer Wärmedämmschicht zu versehen. Beispielsweise geht aus
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Zylinderlaufbuchse, ein Verfahren zum Herstellen einer Zylinderlaufbuchse und eine Brennkraftmaschine mit einer solchen Zylinderlaufbuchse zu schaffen, wobei die genannten Nachteile zumindest reduziert sind, vorzugsweise nicht auftreten.The invention is therefore based on the object of creating a cylinder liner, a method for producing a cylinder liner and an internal combustion engine with such a cylinder liner, wherein the disadvantages mentioned are at least reduced, preferably not occurring.
Die Aufgabe wird gelöst, indem die vorliegende technische Lehre bereitgestellt wird, insbesondere die Lehre der unabhängigen Ansprüche sowie der in den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung offenbarten bevorzugten Ausführungsformen.The object is achieved by providing the present technical teaching, in particular the teaching of the independent claims as well as the preferred embodiments disclosed in the dependent claims and the description.
Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem eine Zylinderlaufbuchse geschaffen wird, die an einer Umfangswandung bereichsweise eine Wärmedämmschicht aufweist. Die Wärmedämmschicht weist ein Dämmschichtmaterial auf Kohlenstoffbasis auf. Auf diese Weise kann vorteilhaft insbesondere eine zugleich hochwirksam thermisch isolierende und kostengünstige Wärmedämmschicht bereitgestellt werden, die zudem kostengünstig und einfach auf einen Zylinderlaufbuchsen-Rohling aufgebracht werden kann, um die Zylinderlaufbuchse zu erhalten.The object is achieved in particular by creating a cylinder liner which has a thermal insulation layer in some areas on a peripheral wall. The thermal insulation layer has a carbon-based insulation layer material. In this way, it is advantageous to provide a thermal insulation layer which is both highly effective and inexpensive and which can also be applied inexpensively and easily to a cylinder liner blank in order to obtain the cylinder liner.
In einer Ausführungsform besteht die Wärmedämmschicht aus dem Dämmschichtmaterial auf Kohlenstoffbasis.In one embodiment, the thermal insulation layer consists of the carbon-based insulation layer material.
Insbesondere ist das Dämmschichtmaterial ein Material auf Kohlenwasserstoffbasis oder auf Basis von Kohlenwasserstoffderivaten oder Kohlenwasserstoffverbindungen mit weiteren chemischen Elementen.In particular, the insulation layer material is a material based on hydrocarbons or on hydrocarbon derivatives or hydrocarbon compounds with other chemical elements.
Die Wärmedämmschicht ist insbesondere an einer äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse angeordnet.The thermal insulation layer is arranged in particular on an outer peripheral surface of the cylinder liner.
Eine Wärmedämmschicht der hier angesprochenen Art wird auch als thermische Barriereschicht oder englisch thermal barrier coating bezeichnet.A thermal insulation layer of the type mentioned here is also called a thermal barrier layer or thermal barrier coating.
Insbesondere ist die Wärmedämmschicht als eine Beschichtung der Zylinderlaufbuchse im Bereich der Umfangswandung, insbesondere im Bereich der äußeren Umfangsfläche, ausgebildet.In particular, the thermal insulation layer is designed as a coating of the cylinder liner in the region of the peripheral wall, in particular in the region of the outer peripheral surface.
Insbesondere ist die Wärmedämmschicht in einem Kühlbereich der äußeren Umfangsfläche angeordnet, wobei der Kühlbereich im Betrieb einer die Zylinderlaufbuchse aufweisenden Brennkraftmaschine bestimmungsgemäß mit Kühlmittel beaufschlagt ist. Der Kühlbereich erstreckt sich insbesondere in Längsrichtung der Zylinderlaufbuchse zwischen einem ersten, in einem Kopfbereich der Zylinderlaufbuchse angeordneten Dichtbereich und einem zweiten, in einem Fußbereich der Zylinderlaufbuchse angeordneten Dichtbereich. Insbesondere ist die Wärmedämmschicht in einem dem Fußbereich zugewandten unteren Bereich des Kühlbereichs angeordnet, wobei sie sich insbesondere ausgehend von dem zweiten Dichtbereich über eine Länge von 2/3 bis 5/6 des Kühlbereichs in Richtung des ersten Dichtbereichs erstreckt; entsprechend ist ein dem Kopfbereich zugewandter oberer Bereich des Kühlbereichs, der sich ausgehend von dem ersten Dichtbereich über eine Länge von 1/6 bis 1/3 des Kühlbereichs in Richtung des zweiten Dichtbereichs erstreckt, frei von der Wärmedämmschicht. Der obere Bereich ist dabei insbesondere einem oberen Totpunkt eines in der Zylinderlaufbuchse verlagerbar angeordneten Kolbens zugeordnet, sodass vorteilhaft im Bereich der größten Wärmeentwicklung während des Betriebs der Brennkraftmaschine eine effektive Kühlung gewährleistet ist, während in den weniger exponierten Bereichen die Wärmedämmschicht angeordnet ist, um den Wärmeabfluss aus der Zylinderlaufbuchse zu reduzieren und somit vorteilhaft den Reibmitteldruck der Brennkraftmaschine zu senken.In particular, the thermal insulation layer is arranged in a cooling region of the outer circumferential surface, wherein the cooling region is supplied with coolant as intended during operation of an internal combustion engine having the cylinder liner. The cooling region extends in particular in the longitudinal direction of the cylinder liner between a first sealing region arranged in a head region of the cylinder liner and a second sealing region arranged in a foot region of the cylinder liner. In particular, the thermal insulation layer is arranged in a lower region of the cooling region facing the foot region, wherein it extends in particular from the second sealing region over a length of 2/3 to 5/6 of the cooling region in the direction of the first sealing region; accordingly, an upper region of the cooling region facing the head region, which extends from the first sealing region over a length of 1/6 to 1/3 of the cooling region in the direction of the second sealing region, is free of the thermal insulation layer. The upper region is in particular assigned to a top dead center of a piston arranged displaceably in the cylinder liner, so that effective cooling is advantageously ensured in the area of greatest heat development during operation of the internal combustion engine, while the thermal insulation layer is arranged in the less exposed areas in order to reduce the heat flow from the cylinder liner and thus advantageously reduce the friction mean pressure of the internal combustion engine.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Dämmschichtmaterial ein organischer Kunststoff ist, insbesondere ein Kunststoff auf Kohlenwasserstoffbasis oder auf Basis von Kohlenwasserstoffderivaten oder Kohlenwasserstoffverbindungen mit weiteren chemischen Elementen. Insbesondere auf diese Weise kann eine kostengünstige und auch kostengünstig herstellbare Wärmedämmschicht bereitgestellt werden.According to a further development of the invention, it is provided that the insulating layer material is an organic plastic, in particular a plastic based on hydrocarbons or on hydrocarbon derivatives or hydrocarbon compounds with other chemical elements. In particular, in this way, a cost-effective A cheap and cost-effective thermal insulation layer can be provided.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Dämmschichtmaterial ein Polymer oder Copolymer aufweist. Alternativ besteht das Dämmschichtmaterial aus einem Polymer oder Copolymer. Diese Materialen haben sich für den hier beschriebenen Zweck als besonders geeignet herausgestellt.According to a further development of the invention, the insulating layer material comprises a polymer or copolymer. Alternatively, the insulating layer material consists of a polymer or copolymer. These materials have proven to be particularly suitable for the purpose described here.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Dämmschichtmaterial Verstärkungsfasern aufweist. Insbesondere ist das Dämmschichtmaterial als faserverstärkter Kunststoff, insbesondere als faserverstärkter organischer Kunststoff, ausgebildet. Auf diese Weise kann vorteilhaft eine besonders stabile, insbesondere auch mechanisch stabile Wärmedämmschicht bereitgestellt werden.According to a further development of the invention, it is provided that the insulation layer material has reinforcing fibers. In particular, the insulation layer material is designed as a fiber-reinforced plastic, in particular as a fiber-reinforced organic plastic. In this way, a particularly stable, in particular also mechanically stable thermal insulation layer can advantageously be provided.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Verstärkungsfasern wenigstens eine Faserart umfassen, die ausgewählt ist aus einer Gruppe, bestehend aus: Glasfasern, Kohlefasern - oder anders bezeichnet Kohlenstofffasern - und Aramidfasern. Die hier genannten Faserarten haben sich vorteilhaft für die Wärmedämmschicht als besonders geeignet erwiesen. Dabei ist es möglich, dass die Verstärkungsfasern der Wärmedämmschicht insgesamt genau eine Faserart aufweisen, also insbesondere bezüglich ihres Materials identisch sind. Es ist aber auch möglich, dass die Wärmedämmschicht verschiedene Verstärkungsfasern aus verschiedenen Fasermaterialien oder Faserarten aufweist.According to a further development of the invention, it is provided that the reinforcing fibers comprise at least one type of fiber that is selected from a group consisting of: glass fibers, carbon fibers - or otherwise referred to as carbon fibers - and aramid fibers. The fiber types mentioned here have proven to be particularly suitable for the thermal insulation layer. It is possible for the reinforcing fibers of the thermal insulation layer to have exactly one type of fiber in total, i.e. to be identical in particular with regard to their material. However, it is also possible for the thermal insulation layer to have different reinforcing fibers made of different fiber materials or fiber types.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Dämmschichtmaterial ausgewählt ist aus einer Gruppe, bestehend aus: Polytetrafluorethylen (PTFE), Polyvinylidenfluorid (PVDF), Fluorkautschuk oder FKM-Kautschuk, Perfluorkautschuk oder FFKM-Kautschuk, und faserverstärktem Epoxidharz. Diese Materialien haben sich als besonders geeignet für eine zugleich effektive und kostengünstige Wärmedämmung erwiesen.According to a further development of the invention, it is provided that the insulation layer material is selected from a group consisting of: polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), fluororubber or FKM rubber, perfluororubber or FFKM rubber, and fiber-reinforced epoxy resin. These materials have proven to be particularly suitable for both effective and cost-effective thermal insulation.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Stärke der Wärmedämmschicht von 0,03 mm bis 0,07 mm, insbesondere von 0,04 mm bis 0,06 mm, insbesondere bis 0,05 mm, insbesondere 0,04 mm oder 0,05 mm oder 0,06 mm, beträgt. Unter einer Stärke der Wärmedämmschicht wird hier insbesondere eine - insbesondere senkrecht zu einer Umfangsfläche der Wärmedämmschicht damit zugleich senkrecht zu der äußeren Umfangsfläche der Zylinderlaufbuchse, das heißt radial gemessene - Dicke der Wärmedämmschicht verstanden.According to a further development of the invention, it is provided that a thickness of the thermal insulation layer is from 0.03 mm to 0.07 mm, in particular from 0.04 mm to 0.06 mm, in particular up to 0.05 mm, in particular 0.04 mm or 0.05 mm or 0.06 mm. A thickness of the thermal insulation layer is understood here in particular to mean a thickness of the thermal insulation layer - in particular perpendicular to a peripheral surface of the thermal insulation layer and thus at the same time perpendicular to the outer peripheral surface of the cylinder liner, i.e. measured radially.
Insbesondere beträgt die Stärke der Wärmedämmschicht 0,04 mm oder 0,05 mm, wenn das Dämmschichtmaterial auf Kohlenstoffbasis Polytetrafluorethylen oder Polyvinylidenfluorid ist.In particular, the thickness of the thermal insulation layer is 0.04 mm or 0.05 mm if the carbon-based insulation material is polytetrafluoroethylene or polyvinylidene fluoride.
Insbesondere beträgt die Stärke der Wärmedämmschicht 0,06 mm, wenn das Dämmschichtmaterial auf Kohlenstoffbasis Fluorkautschuk oder Perfluorkautschuk ist.In particular, the thickness of the thermal insulation layer is 0.06 mm if the carbon-based insulation layer material is fluororubber or perfluororubber.
Insbesondere beträgt die Stärke der Wärmedämmschicht 0,05 mm, wenn das Dämmschichtmaterial auf Kohlenstoffbasis faserverstärkter Epoxidharz ist.In particular, the thickness of the thermal insulation layer is 0.05 mm if the insulation layer material is carbon-based fiber-reinforced epoxy resin.
Alternativ oder zusätzlich beträgt eine Wandstärke der Umfangswandung der Zylinderlaufbuchse - insbesondere ohne die Wärmedämmschicht - von 7 mm bis 10 mm, insbesondere von 8 mm bis 9 mm, insbesondere 8,6 mm.Alternatively or additionally, the wall thickness of the peripheral wall of the cylinder liner - in particular without the thermal insulation layer - is from 7 mm to 10 mm, in particular from 8 mm to 9 mm, in particular 8.6 mm.
Die Aufgabe wird auch gelöst, indem ein Verfahren zum Herstellen einer Zylinderlaufbuchse geschaffen wird, wobei ein Zylinderlaufbuchsen-Rohling bereitgestellt wird, wobei auf den Zylinderlaufbuchsen-Rohling eine Wärmedämmschicht aufgebracht wird, die ein Dämmschichtmaterial auf Kohlenstoffbasis aufweist, wobei die Zylinderlaufbuchse erhalten wird. In Zusammenhang mit dem Verfahren ergeben sich insbesondere diejenigen Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit der Zylinderlaufbuchse erläutert wurden.The object is also achieved by creating a method for producing a cylinder liner, wherein a cylinder liner blank is provided, wherein a thermal insulation layer comprising a carbon-based insulation layer material is applied to the cylinder liner blank, whereby the cylinder liner is obtained. In connection with the method, in particular those advantages arise which have already been explained in connection with the cylinder liner.
Insbesondere wird im Rahmen des Verfahrens eine erfindungsgemäße Zylinderlaufbuchse oder eine Zylinderlaufbuchse nach einer oder mehreren der zuvor beschriebenen Ausführungsformen hergestellt und erhalten.In particular, within the scope of the method, a cylinder liner according to the invention or a cylinder liner according to one or more of the previously described embodiments is produced and obtained.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Wärmedämmschicht auf den Zylinderlaufbuchsen-Rohling aufgebracht wird, indem ein das Dämmschichtmaterial für die Wärmedämmschicht aufweisender - oder aus dem Dämmschichtmaterial bestehender - Schrumpfschlauch auf den Zylinderlaufbuchsen-Rohling aufgezogen und - insbesondere durch Erhitzen - auf den Zylinderlaufbuchsen-Rohling aufgeschrumpft wird. Dies stellt eine zugleich einfache und besonders stabile Möglichkeit dar, die Wärmedämmschicht aufzubringen.According to a further development of the invention, the thermal insulation layer is applied to the cylinder liner blank by pulling a shrink tube containing the insulation layer material for the thermal insulation layer - or consisting of the insulation layer material - onto the cylinder liner blank and shrinking it onto the cylinder liner blank - in particular by heating. This represents a simple and particularly stable way of applying the thermal insulation layer.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Wärmedämmschicht auf den Zylinderlaufbuchsen-Rohling aufgebracht wird, indem ein die Wärmedämmschicht bildender Schlauch über den Zylinderlaufbuchsen-Rohling gezogen wird. Insbesondere wird der Schlauch nicht auf den Zylinderlaufbuchsen-Rohling aufgeschrumpft, sondern lediglich übergezogen. Dies stellt eine besonders einfache und damit kostengünstige Möglichkeit dar, die Wärmedämmschicht aufzubringen.According to a further development of the invention, the thermal insulation layer is applied to the cylinder liner blank by pulling a hose forming the thermal insulation layer over the cylinder liner blank. In particular, the hose is not shrunk onto the cylinder liner blank, but is simply pulled over it. This is a particularly simple and therefore cost-effective Possibility to apply the thermal insulation layer.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Wärmedämmschicht auf den Zylinderlaufbuchsen-Rohling aufgebracht wird, indem ein Fasermaterial, insbesondere in Form einer Fasermatte, auf den Zylinderlaufbuchsen-Rohling aufgebracht wird, wobei das Fasermaterial mit einem Kunststoff, insbesondere einem Epoxidharz, beaufschlagt wird, und wobei der Kunststoff ausgehärtet wird. Auf diese Weise kann eine besonders stabile Wärmedämmschicht geschaffen werden.According to a further development of the invention, the thermal insulation layer is applied to the cylinder liner blank by applying a fiber material, in particular in the form of a fiber mat, to the cylinder liner blank, the fiber material being coated with a plastic, in particular an epoxy resin, and the plastic being cured. In this way, a particularly stable thermal insulation layer can be created.
Insbesondere wird zuerst das Fasermaterial auf den Zylinderlaufbuchsen-Rohling aufgebracht; danach wird das Fasermaterial mit dem Kunststoff beaufschlagt, und anschließend hieran wird der Kunststoff ausgehärtet.In particular, the fiber material is first applied to the cylinder liner blank; then the fiber material is exposed to the plastic, and the plastic is then cured.
Insbesondere wird als das Fasermaterial eine Fasermatte auf den Zylinderlaufbuchsen-Rohling aufgebracht. Insbesondere kann eine solche Fasermatte ähnlich einem Klebeband oder Armierungsgewebe, oder als gewobener Strumpf - insbesondere im Fall von Aramidfasern -, auf den Zylinderlaufbuchsen-Rohling aufgebracht werden.In particular, a fiber mat is applied to the cylinder liner blank as the fiber material. In particular, such a fiber mat can be applied to the cylinder liner blank in a similar way to an adhesive tape or reinforcing fabric, or as a woven stocking - especially in the case of aramid fibers.
Insbesondere wird das Fasermaterial, insbesondere die Fasermatte, mit dem Kunststoff imprägniert oder infiltriert, bevor der Kunststoff ausgehärtet wird. Alternativ oder zusätzlich wird der Kunststoff mittels einer Lackierpistole aufgetragen oder aufgestrichen.In particular, the fiber material, especially the fiber mat, is impregnated or infiltrated with the plastic before the plastic is cured. Alternatively or additionally, the plastic is applied or painted on using a paint gun.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Zylinderlaufbuchse nach dem Aufbringen der Wärmedämmschicht im Bereich einer inneren Umfangsfläche gehont wird. Insbesondere kann so eine Maßhaltigkeit der Zylinderlaufbuchse im Bereich ihrer inneren Umfangsfläche - und damit insbesondere einer Kolbenlauffläche für einen in der Zylinderlaufbuchse bestimmungsgemäß angeordneten Kolben einer Brennkraftmaschine - gewährleistet werden. Vorteilhaft reduziert sich durch das Honen der Reibmitteldruck der die Zylinderlaufbuchse aufweisenden Brennkraftmaschine zusätzlich. Somit ergibt sich nicht zuletzt ein Synergieeffekt zwischen dem Aufbringen der Wärmedämmschicht einerseits und dem Honen andererseits.According to a further development of the invention, the cylinder liner is honed in the area of an inner circumferential surface after the thermal insulation layer has been applied. In particular, this ensures dimensional accuracy of the cylinder liner in the area of its inner circumferential surface - and thus in particular of a piston running surface for a piston of an internal combustion engine that is arranged in the cylinder liner as intended. Honing also advantageously reduces the friction mean pressure of the internal combustion engine that has the cylinder liner. This ultimately results in a synergistic effect between the application of the thermal insulation layer on the one hand and the honing on the other.
Insbesondere wird die Zylinderlaufbuchse nach dem Aufbringen der Wärmedämmschicht im Bereich der inneren Umfangsfläche auf ein vorbestimmtes Innenmaß gehont. Insbesondere wird die Zylinderlaufbuchse nach dem Aufbringen der Wärmedämmschicht im Bereich der inneren Umfangsfläche fertiggehont.In particular, after the thermal insulation layer has been applied, the cylinder liner is honed to a predetermined internal dimension in the area of the inner circumferential surface. In particular, after the thermal insulation layer has been applied, the cylinder liner is finish-honed in the area of the inner circumferential surface.
Insbesondere ist es möglich, dass die Zylinderlaufbuchse durch das Aufbringen des Dämmschichtmaterials der Wärmedämmschicht zumindest geringfügig verformt wird, insbesondere beim Aufschrumpfen des Schrumpfschlauchs, beim Überziehen des Schlauchs, oder auch beim Aufbringen des Fasermaterials und/oder beim Aushärten des Kunststoffs. Vorteilhaft kann dann im Anschluss an das Aufbringen der Wärmedämmschicht die zumindest geringfügig verformte Zylinderlaufbuchse auf Maß fertiggehont werden.In particular, it is possible that the cylinder liner is at least slightly deformed by the application of the insulating layer material of the thermal insulation layer, in particular when shrinking on the shrink tube, when pulling over the tube, or when applying the fiber material and/or when hardening the plastic. Advantageously, the at least slightly deformed cylinder liner can then be honed to size after the thermal insulation layer has been applied.
Die Aufgabe wird schließlich auch gelöst, indem eine Brennkraftmaschine geschaffen wird, die eine erfindungsgemäße Zylinderlaufbuchse oder eine Zylinderlaufbuchse nach einer oder mehreren der zuvor beschriebenen Ausführungsformen aufweist. Alternativ oder zusätzlich weist die Brennkraftmaschine eine Zylinderlaufbuchse auf, die hergestellt ist in einem erfindungsgemäßen Verfahren oder einem Verfahren nach einer oder mehreren der zuvor beschriebenen Ausführungsformen.The object is finally also achieved by creating an internal combustion engine which has a cylinder liner according to the invention or a cylinder liner according to one or more of the previously described embodiments. Alternatively or additionally, the internal combustion engine has a cylinder liner which is produced using a method according to the invention or a method according to one or more of the previously described embodiments.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt die einzige
- Figur eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Brennkraftmaschine mit einem Ausführungsbeispiel einer Zylinderlaufbuchse.
- Figure is a schematic representation of an embodiment of an internal combustion engine with an embodiment of a cylinder liner.
Die einzige Fig. zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Brennkraftmaschine 1 mit einem Ausführungsbeispiel einer Zylinderlaufbuchse 3.The only figure shows a schematic representation of an embodiment of an
Die Zylinderlaufbuchse 3 weist an einer Umfangswandung 5, insbesondere einer äußeren Umfangsfläche 7, bereichsweise eine Wärmedämmschicht 9 auf. Die Wärmedämmschicht 9 weist ein Dämmschichtmaterial auf Kohlenstoffbasis auf oder besteht aus einem solchen Dämmschichtmaterial.The
Insbesondere ist die Wärmedämmschicht 9 in einem im Betrieb der Brennkraftmaschine 1 bestimmungsgemäß mit Kühlmittel beaufschlagten Kühlbereich 11 der äußeren Umfangsfläche 7 angeordnet. Der Kühlbereich 11 erstreckt sich dabei in Längsrichtung der Zylinderlaufbuchse 3 zwischen einem ersten, in einem Kopfbereich 13 der Zylinderlaufbuchse 3 angeordneten Dichtbereich 15 und einem zweiten, in einem Fußbereich 17 der Zylinderlaufbuchse 3 angeordneten Dichtbereich 19. Die Wärmedämmschicht 9 ist insbesondere in einem unteren Bereich 11.1 des Kühlbereichs 11 angeordnet, wobei sie sich insbesondere ausgehend von dem zweiten Dichtbereich 19 über eine Länge von 2/3 bis 5/6 des Kühlbereichs 11 in Richtung des ersten Dichtbereichs 15 erstreckt. Entsprechend ist ein oberer Bereich 11.2 des Kühlbereichs 11, der sich ausgehend von dem ersten Dichtbereich 15 über eine Länge von 1/6 bis 1/3 des Kühlbereichs 11 in Richtung des zweiten Dichtbereichs 19 erstreckt, frei von der Wärmedämmschicht 9.In particular, the thermal insulation layer 9 is arranged in a
Insbesondere ist das Dämmschichtmaterial ein organischer Kunststoff. Vorzugsweise weist das Dämmschichtmaterial ein Polymer oder Copolymer auf oder besteht aus einem Polymer oder Copolymer. Alternativ oder zusätzlich ist vorgesehen, dass das Dämmschichtmaterial Verstärkungsfasern aufweist. Insbesondere ist das Dämmschichtmaterial als faserverstärkter Kunststoff ausgebildet. Die Verstärkungsfasern umfassen vorzugsweise wenigstens eine Faserart, die ausgewählt ist aus einer Gruppe, bestehend aus: Glasfasern, Kohlefasern, und Aramidfasern. Es ist möglich, dass die Verstärkungsfasern insgesamt genau eine Faserart aufweisen, also insbesondere bezüglich ihres Materials identisch sind. Es ist aber auch möglich, dass das Dämmschichtmaterial verschiedene Verstärkungsfasern aus verschiedenen Fasermaterialien oder Faserarten aufweist.In particular, the insulation layer material is an organic plastic. The insulation layer material preferably comprises a polymer or copolymer or consists of a polymer or copolymer. Alternatively or additionally, the insulation layer material comprises reinforcing fibers. In particular, the insulation layer material is designed as a fiber-reinforced plastic. The reinforcing fibers preferably comprise at least one type of fiber selected from a group consisting of: glass fibers, carbon fibers, and aramid fibers. It is possible for the reinforcing fibers to comprise exactly one type of fiber, i.e. to be identical in particular with regard to their material. However, it is also possible for the insulation layer material to comprise various reinforcing fibers made of different fiber materials or types of fiber.
Bevorzugt ist das Dämmschichtmaterial ausgewählt ist aus einer Gruppe, bestehend aus: Polytetrafluorethylen (PTFE), Polyvinylidenfluorid (PVDF), Fluorkautschuk oder FKM-Kautschuk, Perfluorkautschuk oder FFKM-Kautschuk, und faserverstärktem Epoxidharz. Insbesondere ist vorgesehen, dass eine Stärke der Wärmedämmschicht 9 von 0,03 mm bis 0,07 mm, insbesondere von 0,04 mm bis 0,06 mm, insbesondere bis 0,05 mm, insbesondere 0,04 mm oder 0,05 mm oder 0,06 mm, beträgt. Vorzugsweise beträgt eine Wandstärke der Umfangswandung 5 der Zylinderlaufbuchse 3 - insbesondere ohne die Wärmedämmschicht 9 - von 7 mm bis 10 mm, insbesondere von 8 mm bis 9 mm, insbesondere 8,6 mm.Preferably, the insulation layer material is selected from a group consisting of: polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), fluororubber or FKM rubber, perfluororubber or FFKM rubber, and fiber-reinforced epoxy resin. In particular, it is provided that a thickness of the thermal insulation layer 9 is from 0.03 mm to 0.07 mm, in particular from 0.04 mm to 0.06 mm, in particular up to 0.05 mm, in particular 0.04 mm or 0.05 mm or 0.06 mm. Preferably, a wall thickness of the
Die Zylinderlaufbuchse 3 wird vorzugsweise hergestellt, indem ein Zylinderlaufbuchsen-Rohling 21 bereitgestellt wird, wobei auf den Zylinderlaufbuchsen-Rohling 21 die Wärmedämmschicht 9 aufgebracht wird.The
Insbesondere wird die Wärmedämmschicht 9 auf den Zylinderlaufbuchsen-Rohling 21 aufgebracht, indem ein das Dämmschichtmaterial für die Wärmedämmschicht 9 aufweisender oder aus dem Dämmschichtmaterial bestehender Schrumpfschlauch auf den Zylinderlaufbuchsen-Rohling 21 aufgezogen und anschließend auf den Zylinderlaufbuchsen-Rohling 21 aufgeschrumpft wird. Alternativ wird die Wärmedämmschicht 9 auf den Zylinderlaufbuchsen-Rohling 21 aufgebracht, indem ein die Wärmedämmschicht 9 bildender Schlauch über den Zylinderlaufbuchsen-Rohling 21 gezogen wird. Insbesondere wird der Schlauch nicht auf den Zylinderlaufbuchsen-Rohling 21 aufgeschrumpft, sondern lediglich übergezogen. Alternativ wird die Wärmedämmschicht 9 auf den Zylinderlaufbuchsen-Rohling 21 aufgebracht, indem ein Fasermaterial, insbesondere in Form einer Fasermatte, auf den Zylinderlaufbuchsen-Rohling 21 aufgebracht wird, wobei das Fasermaterial mit einem Kunststoff, insbesondere einem Epoxidharz, beaufschlagt wird, und wobei der Kunststoff ausgehärtet wird.In particular, the thermal insulation layer 9 is applied to the cylinder liner blank 21 by pulling a shrink tube that has the insulation layer material for the thermal insulation layer 9 or consists of the insulation layer material onto the cylinder liner blank 21 and then shrinking it onto the cylinder liner blank 21. Alternatively, the thermal insulation layer 9 is applied to the cylinder liner blank 21 by pulling a tube that forms the thermal insulation layer 9 over the cylinder liner blank 21. In particular, the tube is not shrunk onto the cylinder liner blank 21, but is simply pulled over it. Alternatively, the thermal insulation layer 9 is applied to the cylinder liner blank 21 by applying a fiber material, in particular in the form of a fiber mat, to the cylinder liner blank 21, wherein the fiber material is coated with a plastic, in particular an epoxy resin, and wherein the plastic is cured.
Vorzugsweise wird die Zylinderlaufbuchse 3 nach dem Aufbringen der Wärmedämmschicht 9 im Bereich einer inneren Umfangsfläche 23 gehont, insbesondere auf Maß fertiggehont.Preferably, after the application of the thermal insulation layer 9, the
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA accepts no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- US 20130055993 A1 [0002]US 20130055993 A1 [0002]
Claims (13)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102022132594.6A DE102022132594A1 (en) | 2022-12-07 | 2022-12-07 | Cylinder liner, method for producing a cylinder liner and internal combustion engine with such a cylinder liner |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102022132594.6A DE102022132594A1 (en) | 2022-12-07 | 2022-12-07 | Cylinder liner, method for producing a cylinder liner and internal combustion engine with such a cylinder liner |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE102022132594A1 true DE102022132594A1 (en) | 2024-06-13 |
Family
ID=91186272
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE102022132594.6A Pending DE102022132594A1 (en) | 2022-12-07 | 2022-12-07 | Cylinder liner, method for producing a cylinder liner and internal combustion engine with such a cylinder liner |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE102022132594A1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7191770B1 (en) | 2005-06-07 | 2007-03-20 | Brunswick Corporation | Insulated cylinder liner for a marine engine |
| US20130055993A1 (en) | 2011-09-07 | 2013-03-07 | Troy Clayton Kantola | Cylinder liner with a thermal barrier coating |
| CN207634191U (en) | 2017-11-30 | 2018-07-20 | 任兴波 | A kind of novel automobile cylinder sleeve |
| DE102018132130A1 (en) | 2017-12-14 | 2019-06-19 | Ford Global Technologies, Llc | Cylinder liner for an internal combustion engine and training method therefor |
-
2022
- 2022-12-07 DE DE102022132594.6A patent/DE102022132594A1/en active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7191770B1 (en) | 2005-06-07 | 2007-03-20 | Brunswick Corporation | Insulated cylinder liner for a marine engine |
| US20130055993A1 (en) | 2011-09-07 | 2013-03-07 | Troy Clayton Kantola | Cylinder liner with a thermal barrier coating |
| CN207634191U (en) | 2017-11-30 | 2018-07-20 | 任兴波 | A kind of novel automobile cylinder sleeve |
| DE102018132130A1 (en) | 2017-12-14 | 2019-06-19 | Ford Global Technologies, Llc | Cylinder liner for an internal combustion engine and training method therefor |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE4480109C2 (en) | Mfg. hard roll used in calendar roll for paper making | |
| DE19625749C2 (en) | Process for producing a seamless printing form for rotary letterpress printing | |
| DE69018947T2 (en) | Fiber-reinforced plastic pipe for screwed pipe couplings. | |
| WO2009083318A1 (en) | Method for producing a profile from composite fiber material | |
| DE3504377A1 (en) | PROFILE BODY CONSTRUCTION AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME | |
| DE102018126507A1 (en) | High-pressure tank and production method for a high-pressure tank | |
| DE2459524A1 (en) | POLYTETRAFLUORAETHYLENE LIP SEAL | |
| EP0837270A2 (en) | Radial lip seal with PTFE seal lips, its production device and method | |
| CH649612A5 (en) | PIPE WITH FLANGE. | |
| DE102020103415A1 (en) | High pressure gas tank and manufacturing process for a high pressure gas tank | |
| WO2017071852A2 (en) | Core system, use of the core system in the production of a fiber composite component and method for producing a fiber composite component | |
| EP0667931B1 (en) | Piston-cylinder unit and process for making it | |
| DE2934319C2 (en) | Process for the production of a so-called wet cylinder liner for liquid-cooled engines | |
| DE102022132594A1 (en) | Cylinder liner, method for producing a cylinder liner and internal combustion engine with such a cylinder liner | |
| DE60021614T2 (en) | RUBBER BRAKE HOSE WITH VERY LOW EXTENSION AND ASSOCIATED METHOD OF MANUFACTURE | |
| EP3142843A1 (en) | Method for producing a damper tube from a composite fiber material for a vibration damper | |
| DE102018123980A1 (en) | Process for producing a sleeve for a hydraulic clamping bush and a hydromechanically clampable bush | |
| WO2013083842A1 (en) | Hollow-bodied component and method for the production thereof | |
| DE102016206517A1 (en) | Method for producing a multilayer plastic component | |
| EP0195121A1 (en) | Method for coating tubes and conduits | |
| AT521781B1 (en) | Engine compartment insulation element | |
| EP1013979B1 (en) | Hose, for example for supply of air | |
| DE69119330T2 (en) | PRESS SEAT ROLLER WITH LIQUID SEAL | |
| DE4435856C1 (en) | Compound pipe structure with inner fibre cpd. and outer metal pipes | |
| DE2819017A1 (en) | PROCESS FOR INJECTING A METALLIC BODY, IN PARTICULAR A HOLLOW BODY, INTO A PLASTIC BODY |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R012 | Request for examination validly filed | ||
| R016 | Response to examination communication |