DE10324576A1 - Brennkraftmaschine - Google Patents

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Werner Huhn
Jürgen Dipl.-Ing. Schwarz
Jan Dipl.-Ing. Stotz
Wolf Dipl.-Ing. Zimmermann
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DaimlerChrysler AG
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    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
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    • C23C4/16—Wires; Tubes
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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine aufgeladene Brennkraftmaschine, deren tribologisch beanspruchte Laufbahn des Verbrennungsraumes mit einer Metall-Keramik-Beschichtung versehen und deren Kurbelwellenlager durch einen Lagerrahmen unterstützt ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einem Ladeluftverdichter und mindestens einem aufladbaren Verbrennungsraum, wobei der Verbrennungsraum zumindest teilweise durch tribologisch beanspruchte Gleitflächen begrenzt ist.
  • Es sind bereits aufgeladene Brennkraftmaschinen allgemein bekannt. Dabei sind bei der Verwendung von Aluminium als Grundwerkstoff für die Motorenblöcke bzw. Zylinderköpfe neben dem Einsatz von Zylinderlaufbuchsen aus Grauguss auch alternative Zylinderlaufflächen bekannt, insbesondere für Dieselmotoren.
  • Aus der DE 100 36 264 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung einer Oberflächenschicht mit intermetallischen Phasen auf Trägerelementen bekannt. Besonders geeignet als Trägerelemente sind Bauteile, die im Antriebsstrang und Fahrwerk eines Kraftfahrzeuges eingesetzt werden und hohen tribologischen Belastungen ausgesetzt sind. Hierzu zählen u. a. Zylinderkurbelgehäuse, Zylinderköpfe, Kolben, Getriebegehäuse und Synchronringe.
    •
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennkraftmaschine derart auszubilden und anzuordnen, dass eine optimale Aufladung gewährleistet ist.
  • Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass zumindest die Gleitfläche des Verbrennungsraumes mit einer Metall-Keramik-Beschichtung versehen ist. Hierdurch wird erreicht, dass gerade aufgrund der durch die Aufladung steigenden Belastung der Motoren die Verschleißfestigkeit der Laufbahn des Verbrennungsraumes gewährleistet ist. Mit der Verschleißfestigkeit wird ein nachteiliges Kolbenspiel verhindert, sodass der Ladungswirkungsgrad steigt.
  • Hierzu ist es vorteilhaft, dass dem Verbrennungsraum mehrere Zylinder und mindestens eine ein Kurbelwellenlager aufweisende Kurbelwelle zugeordnet sind, wobei das Kurbelwellenlager durch einen Lagerrahmen unterstützt ist. Die mit der Aufladung anwachsende Lagerhaltekraft wird durch die Verwendung eines Lagerrahmens, insbesondere in Verbindung mit einer verschleißfesten Laufbahn des Verbrennungsraumes, gewährleistet.
  • Eine zusätzliche Möglichkeit ist gemäß einer Weiterbildung, dass der Zylinder eine Zylinderinnenseite und einen Kolben aufweist, wobei die Zylinderinnenseite und die Kolbenlauffläche mit der Metall-Keramik-Beschichtung versehen ist. Gerade bei Verwendung von Kolbenbrennkraftmaschinen gewährleistet der Einsatz der Metall-Keramik-Beschichtung mit Rücksicht auf ein nachteiliges, durch Verschleiß bedingtes Kolbenspiel eine optimale Aufladung.
  • Vorteilhaft ist es hierzu auch, dass die Metall-Keramik-Beschichtung durch Auftragen einer Keramik MeKX und eines Metalls MeS und gleichzeitiges und/oder nachträgliches Erhitzen gebildet ist, wobei MeK ein in der Keramik chemisch gebundenes Metall, X ein Nichtmetall aus der Gruppe Sauerstoff, Kohlenstoff, Bor und/oder Stickstoff und MeS ein in der aufgebrachten Schicht in elementarer Form oder als Legierungsbestandteil enthaltenes Metall ist.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist schließlich vorgesehen, dass MeS Aluminium ist.
  • Von besonderer Bedeutung ist für die vorliegende Erfindung, dass in der aufgebrachten Schicht eine oxidische Keramik MeSX wie Titanoxid, Siliziumoxid und/oder ein Mischoxid wie Spinelle, Silikate oder Ilmenit enthalten ist.
  • Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ausbildung und Anordnung ist es von Vorteil, dass MeK ein Übergangsmetall, ein Halbmetall wie Silizium und/oder Titan ist.
    •

Claims (8)

  1. Brennkraftmaschine mit einem Ladeluftverdichter und mindestens einem aufladbaren Verbrennungsraum, wobei der Verbrennungsraum zumindest teilweise durch tribologisch beanspruchte Gleitflächen begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Gleitfläche des Verbrennungsraumes mit einer Metall-Keramik-Beschichtung versehen ist.
  2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Verbrennungsraum mehrere Zylinder und mindestens eine ein Kurbelwellenlager aufweisende Kurbelwelle zugeordnet sind, wobei das Kurbelwellenlager durch einen Lagerrahmen unterstützt ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder eine Zylinderinnenseite aufweist, wobei die Zylinderinnenseite mit der Metall-Keramik-Beschichtung versehen ist.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder einen Kolben mit einer Lauffläche aufweist und die Lauffläche mit der Metall-Keramik-Beschichtung versehen ist.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Metall-Keramik-Beschichtung durch Auftragen einer Keramik MeKX und eines Metalls MeS und gleichzeitiges und/oder nachträgliches Erhitzen gebildet ist, wobei MeK ein in der Keramik chemisch gebundenes Metall, X ein Nichtmetall aus der Gruppe Sauerstoff, Kohlenstoff, Bor und/oder Stickstoff und MeS ein in der aufgebrachten Schicht in elementarer Form oder als Legierungsbestandteil enthaltenes Metall ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass MeS Aluminium ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der aufgebrachten Schicht eine oxidische Keramik MeSX wie Titanoxid, Siliziumoxid und/oder ein Mischoxid wie Spinelle, Silikate oder Ilmenit ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass MeK ein Übergangsmetall, ein Halbmetall wie Silizium und/oder Titan ist.
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