DE2613059A1 - Kolben fuer verbrennungsmotoren - Google Patents

Kolben fuer verbrennungsmotoren

Info

Publication number
DE2613059A1
DE2613059A1 DE19762613059 DE2613059A DE2613059A1 DE 2613059 A1 DE2613059 A1 DE 2613059A1 DE 19762613059 DE19762613059 DE 19762613059 DE 2613059 A DE2613059 A DE 2613059A DE 2613059 A1 DE2613059 A1 DE 2613059A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
piston
side wall
cavities
parts
increased thickness
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
Application number
DE19762613059
Other languages
English (en)
Inventor
Shugo Tanaka
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kioritz Corp
Original Assignee
Kioritz Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP14222975A external-priority patent/JPS5266126A/ja
Priority claimed from JP753676A external-priority patent/JPS5292034A/ja
Application filed by Kioritz Corp filed Critical Kioritz Corp
Publication of DE2613059A1 publication Critical patent/DE2613059A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F3/00Pistons 
    • F02F3/16Pistons  having cooling means
    • F02F3/18Pistons  having cooling means the means being a liquid or solid coolant, e.g. sodium, in a closed chamber in piston
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00Liquid cooling
    • F01P3/22Liquid cooling characterised by evaporation and condensation of coolant in closed cycles; characterised by the coolant reaching higher temperatures than normal atmospheric boiling-point
    • F01P2003/2278Heat pipes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F2200/00Manufacturing
    • F02F2200/04Forging of engine parts
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05CINDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2201/00Metals
    • F05C2201/02Light metals
    • F05C2201/021Aluminium

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. Curt Wallach
Dipl.-Ing. Günther Koch
3 Dipl.-Phys. Dr.Tino Haibach
Dipl.-Ing. Rainer Feldkamp
D-8000 München 2 · Kaufingerstraße 8 · Telefon (0 89) 24 02 75 · Telex 5 29 513 wakai d
Datum:
Unser Zeichen:
456 _
Kioritz Corporation
Tokio / Japan
Kolben für Verbrennungsmotoren
Die Erfindung bezieht sich auf einen Kolben für Verbrennungsmotoren, die sich hin- und herbewegende Kolben aufweisen.
Es ist allgemein bekannt, daß eine Überhitzung der Kolben eines Verbrennungsmotors die Betriebseigenschaften des Motors schwerwiegend beeinträchtigt. Bisher wurden jedoch keine befriedigenden Lösungen für dieses Überhitzungsproblem vorgeschlagen.
Die Kolben von mit hohen Drehzahlen zur Erzielung einer hohen Leistung betriebenen Verbrennungsmotoren neigen zu einer Überhitzung am Kolbenkopf bzw. Kolbenboden während des Betriebs, wodurch ein Fressen des Kolbenringes und das Auslecken von Gasen mit hoher Temperatur hervorgerufen wird, was zu einem Verbrennen und Anschmelzen des Kolbens führt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kolben für Verbrennungsmotoren zu schaffen, der Einrichtungen zur Abfuhr der Wärme, die sich im Kolbenkopf während des Betriebes
7 0 9 8 7 .5 / ·: Ρ 7
des Motors aufbaut, in den unteren Teil des Kolbens aufweist, um die Wärme zu verteilen und die Warmeabgabefläche des Kolbens zu vergrößern, so daß keine örtliche Überhitzung und Beschädigung des Kolbens auftritt.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Erfindungsgemäß wird ein Kolben für einen Verbrennungsmotor geschaffen, der einen einzelnen oder eine Anzahl von hohlen Räumen auf jeder Seite des Kolbenbolzens aufweist, in die ein Material mit niedrigem spezifischem Gewicht und hoher thermischer Leitfähigkeit abgedichtet eingebracht ist. Diese Hohlräume können eine geeignete Größe aufweisen und an geeigneten Stellen in der Seitenwand des Kolbens in der Nähe der äußeren Oberfläche angeordnet sein, die in Gleitberührung mit dem Zylinder kommt, wobei die Größen und Stellen dieser Hohlräume unter Berücksichtigung der Temperaturverteilung in dem Kolben während des Motorbetriebs, unter Berücksichtigung der Motordrehzahl, der mechanischen Größe des Kolbens und der Notwendigkeit zur Verringerung des Gewichtes des Kolbens ausgewählt werden. Das Material, das in jedem Hohlraum in ausreichender Menge abgedichtet angeordnet ist, kann ein erstarrtes Natriummetall, das bei einer Temperatur, die der Kolben während des Motorbetriebes erreicht, in den flüssigen Zustand gebracht wird, oder das unter dem Handelsnamen Preston (Warenzeichen eines Frostschutzmittels auf Ä'thylenglykolbasis. hervertriebene Material gestellt von der Union Carbide and Carbon Corp., USAjfoder ein anderes öl sein.
Ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß ein Metall im erstarrten oder flüssigen Zustand als Medium zur schnellen Weiterleitung, Verteilung und zum
709823/05 9
26130S9
Verbrauch von Hitze verwendet wird, so daß der Kolben durch zweckmäßige und einfache Mittel auf einer niedrigen Temperatur gehaltenwerden kann. Der erfindungsgemäße Kolben benötigt keine speziellen Eirr ichtungen zu seiner Kühlung, die bei Kolben bekannter Art vorgesehen ist, und der Kolben ist besonders bei Zweitaktmotoren mit Kurbelwellenkammer-Kompression brauchbar, die keine wirksame Einrichtungen zur Kühlung des Kolbens aufweisen. Die Verwendung des erfindungsgemäßen Kolbens verhindert Motorschwierigkeiten und verbessert die Betriebseigenschaften von Motoren.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen noch näher erläutert.
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine vertikale Schnittansicht einer Ausführungsform eines Kolbens eines Verbrennungsmotors, bei dem entweder ein erstarrtes verfestigtes Medium oder ein flüssiges Medium verwendet werden kann;
Fig. 2 eine vertikale Schnittansicht einer abgeänderten Ausführungsform des Kolbens nach Fig. 1, bei dem ein einziger Hohlraum vorgesehen ist und bei dem lediglich ein flüssiges Medium verwendet wird;
Fig. 3 eine vertikale Schnittansicht einer weiteren
Ausführungsform des Kolbens nach Fig. 1, bei dem lediglich ein erstarrtes Medium verwendet wird;
Fig. 4 und 5 Unteransichten der Kolben nach den Figg. 1
bis 3.
709823/0 5 97
Der in den Zeichnungen dargestellte Kolben 1 weist einen Kolbenbolzen 2 auf, der sich in Radialrichtung durch den Mittelteil des Kolbens erstreckt und eine Kolbenstange 3 schwingend beweglich aufnimmt. Der Kolben ist auf der inneren Oberfläche einer Seitenwand 4, deren äußere Oberfläche in Gleitberührung mit der inneren Oberfläche eines Zylinders kommt, mit eine vergrößerte Dicke aufweisenden Teilen 5 ausgebildet, die auf gegenüberliegenden Seiten des Kolbenbolzens an diametral gegenüberliegenden Stellen derart angeordnet sind, daß sie während der Schwingungsbewegung der Kolbenstange J mit dieser nicht in Berührung kommen. Die eine vergrößerte Dicke aufweisenden Teile 5 weisen jeweils eine Vielzahl von Hohlräumen 6 auf, die in diesen Teilen durch maschinelle Bearbeitung ausgebildet sind, wobei sich die Hohlräume 6 in Richtung auf den Kolbenkopf oder Kolbenboden des Kolbens 1 erstrecken, so daß ihre oberen Enden in der Nähe des Kolbenbodens angeordnet sind. Die Hohlräume 6 weisen jeweils eine öffnung 7 auf, die durch einen Deckel 8 verschlossen werden kann, der durch Einschrauben oder durch Verschweißen an seinem Platz gehalten wird. Die oberen Teile der Hohlräume 6 sind durch einen maschinellen Bearbeitungsvorgang ausgebildet, doch kann der erfindungsgemäße Kolben derart konstruiert werden, daß die oberen Teile der Hohlräume 6 jeweils in einen einzigen Raum durch Gießen oder Schmieden oder durch maschinelles Bearbeiten ausgebildet sind.
Eine vorgegebene Menge von Natriummetall 10 wird in ieden Hohlraum 6 eingebracht. Die Hohlräume werden dann durch die Deckel 8 verschlossen, die eingeschraubt oderjan ihrem Platz durch Schweißen befestigt werden, so daß das Natriummetall in den Hohlräumen abgeschlossen ist.
Natriummetall· schmilzt in den flüssigen Zustand bei einer Temperatur von 980C. Die physikalischen Eigenschaften von Natriummetall sind derart, daß die Siedepunkttemperatur bei 88O0C liegt, während das spezifische Gewicht 0,9 beträgt
709823/0 5 97
■'■»
(100° "bis 3000C). Das Natriummetall wird daher durch die beim Betrieb des Kolbens 1 erzeugte Wärme zum Schmelzen gebracht. Es bestehen keine großen Unterschiede in der Wärmeleitfähigkeit und dem spezifischen Gewicht zwischen Natriummetall, das eine hohe Siedepunkttemperatur aufweist, und den Aluminiumlegierungen, aus denen der Kolben 1 besteht. Daher kann das Natriummetall im flüssigen Zustand als Medium zur Überführung der am Kolbenboden des Kolbens 1 auf Grund der Hochgeschwindigkeits-Hin- und Herbewegung erzeugten Wärme auf den unteren Teil des Kolbens-verwendet werden. Hierdurch wird eine örtliche Überhitzung des Kolbens 1 verhindert und es wird die wärmeabgebende Fläche des Kolbens 1 vergrößert, so daß die Kühlung des Kolbens gefördert wird.
Allgemein wird angenommen, daß die Temperatur des Kolbenbodens des Kolbens 1 3000C erreicht, wenn der Kolben unter normalen Bedingungen arbeitet, wobei die Temperatur im Bereich der Kolbenschürze des Kolbens 1 ungefähr 100° erreicht. Daher wird die in jedem Hohlraum abgedichtet angeordnete Natriummetallfüllung vollständig geschmolzen und in flüssigem Zustand gehalten. Weiterhin wird, weil sich der Kolben während des Motorbetriebs dauernd hin- und herbewegt, das flüssige Natriummetall dauernd aufgerührt und umgewälzt, so daß es Wärme absorbiert, wenn es in Berührung mit der Innenwand jedes Hohlraumes in der Nähe des Kolbenbodens gebracht wird, der eine hohe Temperatur aufweist, und daß es Wärme überträgt und abführt, wenn es in Berührung mit der Innenwand jedes Hohlraumes gebracht wird, die in der Nähe der Kolbenschürze angeordnet ist. Dieser Zyklus wird wiederholt und das flüssige Natriummetall führt dauernd den Vorgang der physikalischen Überführung und Abgabe von Wärme durch. Auf diese Weise wird Wärme sehr schnell von dem Kolbenboden zur Kolbenschürze überführt, so daß sich der Vorteil einer schnellen Kühlung des eine hohe Temperatur aufweisenden Kolbenbodens des Kolbens ergibt. Auf diese Weise wird eine örtliche Überhitzung des Kolbens vermieden und die verschiedenen Teile des Kolbens 1 können eine gleichförmige Temperatur aufweisen.
709873/0*97
Der Kolben 1 besteht aus einer Aluminiumlegierung. Aluminium und Natrium bilden in dem oben erwähnten Temperaturbereich, auf dem sich der Kolben und das Natriummetall während des Betriebs befinden, keine Legierung. Daher wird die in jedem Hohlraum 6 in dem Kolben 1 abgedichtet angeordnete Natriummetallfüllung metallurgisch durch das Material des Kolbens 1 nicht beeinflußt. Dies ist ein wesentliches Merkmal, das sich aus der vorliegenden Erfindung ergibt. Um einen Schutz gegen eine Legierung des flüssigen Natriummetalls mit dem Material des Kolbens 1 zu verhindern, kann eine Auskleidung aus Eisen oder ähnlichem durch Plattierung auf die innere Wandoberfläche jedes Hohlraumes 6 aufgebracht werden, ohne daß der Rahmen der Erfindung verlassen wird.
Fig. 3 zeigt in einem Vertikalschnitt eine weitere Ausführungsform eines Kolbens, bei dem Metall in festem Zustand direkt in jeden Hohlraum 6 eingebracht oder in diesen in flüssigem Zustand eingegossen wird, wobei keine Abdeckung für die öffnung jedes Hohlraumes vorgesehen ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das in erstarrtem Zustand befindliche Metall aus einer Gruppe ausgewählt, die aus Silber, Kupfer und reinem Aluminium besteht, wobei diese Materialien eine höhere thermische Leitfähigkeit aufweisen, als das Material, aus dem der Kolben hergestellt ist. Aus praktischen Gründen können die Hohlräume, die durch maschinelle Bearbeitung gem. Fig. 1 ausgebildet wurden, dazu verwendet werden, ein Metall in festem Zustand einzubringen. Um jedoch die Verringerung der Temperatur des Kolbenbodens des Kolbens 1 zu fördern, können die oberen Teile der Hohlräume 6a in dem Kolben 1 am Kolbenboden so ausgebildet sein, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist. Wenn ein Metall in festem Zustand als Medium zur Wärmeabfuhr verwendet wird, wird dies unter Berücksichtigung der Tatsache durchgeführt, daß das Metall in erstarrtem Zustand eine höhere thermische Leitfähigkeit aufweist, als das Material des Kolbens 1, oder auf Grund der Tatsache, daß das erstarrte Metall einen ähnlichen Ausdehnungskoeffizienten wie der Kolben 1 selbst auf-
709823/0 5 97
weist. Es ist gut bekannt, daß reines Aluminium, das in dem Ausführungsbeispiel nach Pig. 5 verwendet wird, ein hohes spezifisches Gewicht und eine hohe thermische Leitfähigkeit aufweist, und daß der Kolben 1 eine niedrige thermische Leitfähigkeit aufweist, weil er aus einer wärmebeständigen Legierung hoher Festigkeit besteht. Es ist daher verständlich, daß die Verwendung von reinem Aluminium als Medium zur Abführung der Wärme, die in dem Kolbenboden erzeugt wird, wirtschaftlich und technisch annehmbar ist.
In dem Ausführungsbeispiel nach Pig. 3 weist der Kolben 1 einen Kolbenbolzen 2 auf, der sich radial durch den Mittelteil des Kolbens erstreckt und eine Kolbenstange 3 schwingend beweglich aufnimmt. Der Kolben 1 ist auf der inneren Oberfläche der Seitenwand 4, deren äußere Oberfläche in Gleitberührung mit der inneren Oberfläche eines Zylinders gebracht wird, mit eine vergrößerte Dicke aufweisende Teilen 5 ausgebildet, die auf gegenüberliegenden Seiten des Kolbenbolzens 2 an diametral gegenüberliegenden Stellen angeordnet sind. Die eine vergrößerte Dicke aufweisenden Teile 5 weisen jeweils einen oder eine Anzahl von Hohlräumen 6 auf, die sich in Richtung auf das obere Ende des Kolbens 1 erstrecken und eine Stelle erreichen, die unter dem Kolbenboden liegt. Die Hohlräume 6 mit komplizierter Form können mit Hilfe eines Gips-Gießverfahrens hergestellt werden, bei dem ein wasserlösliches Gips zur Herstellung von Kernen mit hoher Abmessungsgenauigkeit verwendet wird. In den Fällen, in denen diese Technik verwendet wird, wird geschmolzenes reines Aluminium in die Hohlräume eingegossen und verfestigt, so daß das erstarrte Metall mit den Wänden der Hohlräume fest verbunden ist. und in dem Kolben eingebettet ist. Bei einem derartigen AusfUhrungsbeispiel müssen die öffnungen 7 der Hohlräume nicht mit Verschlüssen verschlossen werden.
Zweckmäßigerweise können aus reinem Aluminium bestehende Stangen 10 mit Preßsitz in die Hohlräume 6 gemäß Fig. 1 ein-
709823/0597
2613053
gebracht und hierin eingebettet werden. Die Verwendung von reinem Aluminium in festem Zustand, das als Wärmeleitmedium dient und derart in der Seitenwand des Kolbens eingebettet ist, daß es sich von dem oberen eine hohe Temperatur aufweisenden Teil des Kolbens zum unteren Teil des Kolbens erstreckt, ermöglicht die schnelle Ableitung von Wärme von dem oberen Teil des Kolbens zum unteren Teil des Kolbens über dieses Warmeleitmed ium. Die Wärme wird vom Kolben zum Zylinder überführt, um von diesem verteilt und verbraucht zu werden. Auf diese Weise ist es möglich, die in dem Kolbenboden des Kolbens entstehende Wärme durch das Warmeleitmedium schneller zu verteilen, als es über das Material des Kolbens verteilt werden könnte, so daß der Kolben schneller gekühlt wird, als dies der Fall sein würde, wenn kein Wärmeleitmedium in dem Kolben vorgesehen wäre.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eine vorgegebene Menge von Natriummetall 10 in flüssigem Zustand in jeden der Hohlräume eingegossen oder in flüssigem Zustand in diese Hohlräume eingebracht, so daß die in den Hohlräumen abgedichtet angeordnete Flüssigkeit als Medium zur Wärmeüberführung durch Konvektion (Konvektionsströme) zur Kühlung des Kolbenbodens verwendet werden kann. Wie es in Fig. 4 gezeigt ist, weist der Kolben gemäß Fig. 1 einen Kolbenbolzen 2 auf, der sich in Radialrichtung durch den Mittelteil erstreckt und eine Kolbenstange 3 schwingend beweglich lagert. Der Kolben 1 ist auf seiner inneren Oberfläche einer Seitenwand 4, deren äußere Oberfläche in Gleitberührung mit der inneren Oberfläche eines Zylinders gebracht wird, mit eine vergrößerte Dicke aufweisenden Teilen 5 versehen, die auf gegenüberliegenden Seiten des Kolbenbolzens 2 diametral entgegengesetzt zueinander angeordnet sind. In den eine vergrößerte Dicke aufweisenden Teilen 5 ist jeweils eine Anzahl von Hohlräumen 6 durch maschinelle Bearbeitung ausgebildet, wobei sich die Hohlräume 6 in Richtung auf den Kolbenboden des Kolbens 1 erstrecken., so daß ihre oberen Enden in der Nähe des Kolbens des Kolbens 1 angeordnet sind. Die Hohlräume
70 9823/0597 #/"
AA
weisen jeweils eine öffnung 7 auf, die durch einen Deckel 8 verschlossen werden kann, der eingeschraubt ist oder der verschweißt wird. Diese Konstruktion ergibt sieh bei maschineller bzw. spanabhebender Bearbeitung. Es ist jedoch verständlich, daß die Hohlräume 6', 6a' auf beiden Seiten des Kolbenbolzens als einzelne Hohlräume im Gießverfahren ausgebildet werden können (siehe Fig. 5).
Im allgemeinen befindet sich der Kolben eines Zweitaktmotors mit kompakter Größe während des Normalbetriebs in einer sog. Spezialform, so daß der Kolben durch die bei der Verbrennung des Luft-Treibstoffgemisches normalerweise erzeugte Wärme ausgedehntwird und in geeigneter Weise diese Wärme zur inneren Oberfläche eines Zylinders überführt, während er in Gleitberührung mit diesem gehalten wird. Dies stellt eine geeignete Kühlung des Kolbens sicher. Wenn jedoch die gewünschte Ausgangsleistung des Motors sehr hoch ist, oder die Temperatur des Kolbens auf einen übermäßig hohen Wert ansteigt, beispielsweise auf Grund eines Anstiegs der Verbrennungstemperatür des Treibstoff-Luftgemisches, so verliert der Kolben seine spezielle Form und es ergibt sich eine unnormale thermische Ausdehnungsverformung. Hierdurch kann der Kolbenring den Kolben nicht mehr mit festem Sitz umfassen, so daß Verbrennungsgase mit hoher Temperatur an dem Kolben vorbeilecken können. Daher ist es unmöglich, den Kolben in gutem Gleitkontakt mit dem Zylinder zu halten, wodurch sich ein Wärmestau am Kolbenboden bildet, weil der normale Kolbenkühlvorgang nicht mehr gegeben ist und es unmöglich ist, Wärme von dem Kolben abzuführen.
Ein Zweitaktmotor mit Kurbelkammerkompression der vorstehend beschriebenen Art weist keine Maßnahmen zur Kühlung des Kolbens auf. Daher wird bei einem derartigen Motor der Kolben, wenn er in den oben erwähnten Zustand gebracht wird, auf einer hohen Temperatur gehalten. Wenn der Kolben über längere Zeit auf hohen Temperaturen gehalten wird, führt dies zu einer Verringerung der von dem Motor erzeugten Leistung und es tritt
709823/0 r; 97
ein Anbrennen oder Anfressen des Kolbens auf.
Die Anwendung der vorliegenden Erfindung auf einen Zweitaktmotor der beschriebenen Art ermöglicht die wirksame Kühlung des Kolbens, weil der erfindungsgemäße Kolben ausreichend durch Übertragung und Verteilung von Wärme· auf Grund der vorstehend beschriebenen Merkmale gekühlt werden kann.
Mit dem beschriebenen Kolben wurden Experimente durchgeführt, um festzustellen, ob es möglich ist, diesen Kolben praktisch zu verwenden. Wenn ein Kolben über längere Zeit auf hohen Temperaturen gehalten wird, bilden sich allgemein Kohlenstoffniederschläge auf der oberen Oberfläche des Kolbenbodens auf Grund der Verbrennung und die Oberfläche wird hierdurch aufgerauht. Weiterhin wird eine intensive Färbung des Ölfilms auf der inneren Oberfläche der Wand des Kolbens und ein Vorbe!strömen der Verbrennungsgase an dem Kolbenring vorbei sowie eine Färbung hiervon hervorgerufen. Die Ergebnisse der Experimente zeigen jedoch, daß im Fall der Verwendung eines erfindungsgemäßen Kolbens keine Kohlenstoffniederschläge auf der oberen Oberfläche des Kolbenbodens auftraten und daß die Färbung des Ölfilms auf der inneren Oberfläche der Seitenwand des Kolbens sehr gering war, selbst wenn der Kolben über sehr lange Zeit auf hohen Temperaturen gehalten wurde, was anzeigt, daß die Temperatur des Kolbens deutlich verringert wurde.
Eine Untersuchung des erfindungsgemäßen Kolbens, der den Versuchen unterworfen wurde, zeigt, daß die Temperaturverteilung in dem Kolben in allen seinen Teilen gleichförmig ist. Die Ergebnisse der Versuche zeigen, daß die Verwendung des beschriebenen Kolbens einen fortgesetzten Betrieb unter sicheren Bedingungen und Aufrechterhaltung der entwickelten Leistung des Motors auf einem konstruktiven Wert gehalten wurde, und zwar auf Grund der verbesserten Eigenschaften des Kolbens.
709823/0597
Die vorliegende Erfindung ist nicht nur auf Zweitakt-Verbrennungsmotoren anwendbar, sondern auch auf weitere Verbrennungsmotoren. Wenn der beschriebene Kolben in anderen Motoren als vom Zweitakt-Typ verwendet wird, kann die Notwendigkeit einer Kühlvorrichtung von komplizierter Konstruktion, die bei bisher bekannten Motoren erforderlich war, entfallen. Zusammenfassend ist daher festzustellen, daß der beschriebene Kolben die Durchführung einer Kühlung des Kolbens durch einfache und zweckmäßige Einrichtungen ermöglicht, was stark zu einer Vergrößerung der Motorleistung beiträgt und einen sicheren und einwandfreien Betrieb des Motors sicherstellt.
Patentansprüche;
70 9823/0 597
Leerseite

Claims (4)

  1. Patentansprüche
    L1 Kolben für Verbrennungsmotoren mit hin-und herbeweglichen Kolben, dadurch gekennzeichne t , daß ein Material (10, 10S) mit niedrigem spezifischem Gewicht und hoher thermischer Leitfähigkeit im Inneren einer Kolben-Seitenwand (4) angeordnet ist, deren äußere Oberfläche in Gleiteingriff mit einem Zylinder steht.
  2. 2. Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren einer Kolben-Seitenwand (4), deren äußere Oberfläche in gleitender Berührung mit einem Zylinder steht, Hohlräume (6, 6a, 6", 6a') ausgebildet sind, und daß Natriummetall in vorgegebener Menge in jedem Hohlraum abgedichtet angeordnet ist, wobei die Hohlräume nach dem Einbringen des Natriummetalls abgeschlossen werden.
  3. J>. Kolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichne t, daß die Kolben-Seitenwand (4) eine vergrößerte Dicke aufweisende Teile (5) auf beiden Seiten des Kolbenbolzens (2) aufweist, daß in den eine vergrößerte Dicke aufweisenden Teilen (5) der Kolben-Seitenwand (4) Hohlräume (6, 6a, 6', 6a') ausgebildet sind, die entlang der Kolben-Seitenwand (4) angeordnet sind und sich von gegenüberliegenden inneren unteren Teilen der Seitenwand (4) zum Kolbenboden erstrecken und daß ein Metall in erstarrtem Zustand in jeden Hohlraum eingebracht ist.
  4. 4. Kolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichne t, daß eine vergrößerte Dicke aufweisende Teile (5) einer Kolben-Seitenwand (4) auf gegenüberliegenden Seiten des Kolbenbolzens (2) angeordnet sind, daß in den eine vergrößerte Dicke aufweisenden Teilen (5) Hohlräume(6, 6a) ausgebildet sind, die entlang der Seiten-
    709823/0597
    viand angeordnet sind, um gegenüberliegende innere untere Teile der Seitenwand in Verbindung mit dem Kolbenboden zu halten, und daß ein Metall in erstarrtem Zustand in jeden Hohlraum eingeführt ist.
    Kolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine vergrößerte Dicke aufweisende Teile (5) einer Kolben-Seitenwand (4) auf gegenüberliegenden Seiten des Kolbenbolzens (2) angeordnet sind, daß in den eine vergrößerte Dicke aufweisenden Teilen (5) der Kolben-Seitenwand (4) Hohlräume (6, 6a) ausgebildet sind, die entlang der Seitenwand angeordnet sind, um gegenüberliegende innere untere Teile der Seitenwand mit dem Kolbenboden zu halten, und daß ein flüssiges Material in jedem Hohlraum abgedichtet angeordnet ist, wobei die Hohlräume nach der Einführung des flüssigen Metalls verschlossen sind.
    703823/05"9V
DE19762613059 1975-12-01 1976-03-26 Kolben fuer verbrennungsmotoren Pending DE2613059A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14222975A JPS5266126A (en) 1975-12-01 1975-12-01 Piston for engine
JP753676A JPS5292034A (en) 1976-01-28 1976-01-28 Piston for engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2613059A1 true DE2613059A1 (de) 1977-06-08

Family

ID=26341852

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19762613059 Pending DE2613059A1 (de) 1975-12-01 1976-03-26 Kolben fuer verbrennungsmotoren

Country Status (3)

Country Link
DE (1) DE2613059A1 (de)
FR (1) FR2333962A1 (de)
IT (1) IT1057365B (de)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004038946A1 (de) * 2004-08-11 2006-02-23 Mahle International Gmbh Kühlkanalkolben für einen Verbrennungsmotor mit Wärmerohren
AT511503A1 (de) * 2011-06-07 2012-12-15 Mahle Koenig Kommanditgesellschaft Gmbh & Co Kg Kolben
DE102011113800A1 (de) * 2011-09-20 2013-03-21 Mahle International Gmbh Kolben für einen Verbrennungsmotor und Verfahren zu seiner Herstellung
DE102012008945A1 (de) * 2012-05-05 2013-11-07 Mahle International Gmbh Kolben für einen Verbrennungsmotor
DE102012009030A1 (de) * 2012-05-05 2013-11-07 Mahle International Gmbh Anordnung aus einem Kolben und einem Kurbelgehäuse für einen Verbrennungsmotor
DE102012017218A1 (de) * 2012-08-31 2014-03-20 Mahle International Gmbh Kolben für einen Verbrennungsmotor
DE102012017217A1 (de) * 2012-08-31 2014-05-15 Mahle International Gmbh Kolben für einen Verbrennungsmotor
DE102012022906A1 (de) * 2012-11-23 2014-05-28 Mahle International Gmbh Kolben für einen Verbrennungsmotor
DE102013002895A1 (de) 2013-02-20 2014-08-21 Daimler Ag Kolben für eine Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine
US8839749B2 (en) 2011-06-07 2014-09-23 Mahle Koenig Kommanditgesellschaft Gmbh & Co. Kg Piston having a hollow cooling space defined in a mantle wall
US8899208B2 (en) 2010-12-18 2014-12-02 Mahle International Gmbh Internal combustion engine piston having axially extending cooling bores
US10753310B2 (en) 2012-02-10 2020-08-25 Tenneco Inc. Piston with enhanced cooling gallery

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3205173A1 (de) * 1982-02-13 1983-08-25 Karl Schmidt Gmbh, 7107 Neckarsulm Kolben fuer mit schweroel betriebene brennkraftmaschinen
US6904876B1 (en) * 2004-06-28 2005-06-14 Ford Global Technologies, Llc Sodium cooled pistons for a free piston engine
US10202936B2 (en) * 2015-04-09 2019-02-12 Tenneco Inc. Zero oil cooled (ZOC) piston incorporating heat pipe technology
MX2018002866A (es) * 2015-09-11 2018-06-18 Ks Kolbenschmidt Gmbh Refrigeracion de un piston mediante tubitos rellenos de sodio.

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004038946A1 (de) * 2004-08-11 2006-02-23 Mahle International Gmbh Kühlkanalkolben für einen Verbrennungsmotor mit Wärmerohren
US8899208B2 (en) 2010-12-18 2014-12-02 Mahle International Gmbh Internal combustion engine piston having axially extending cooling bores
US8839749B2 (en) 2011-06-07 2014-09-23 Mahle Koenig Kommanditgesellschaft Gmbh & Co. Kg Piston having a hollow cooling space defined in a mantle wall
AT511503A1 (de) * 2011-06-07 2012-12-15 Mahle Koenig Kommanditgesellschaft Gmbh & Co Kg Kolben
AT511503B1 (de) * 2011-06-07 2013-06-15 Mahle Koenig Kommanditgesellschaft Gmbh & Co Kg Kolben
DE102011113800A1 (de) * 2011-09-20 2013-03-21 Mahle International Gmbh Kolben für einen Verbrennungsmotor und Verfahren zu seiner Herstellung
US10731599B2 (en) 2011-09-20 2020-08-04 Mahle International Gmbh Piston for an internal combustion engine and method for producing same
CN107842439A (zh) * 2011-09-20 2018-03-27 马勒国际公司 内燃机活塞及其制造方法
US10753310B2 (en) 2012-02-10 2020-08-25 Tenneco Inc. Piston with enhanced cooling gallery
US9494106B2 (en) 2012-05-05 2016-11-15 Mahle International Gmbh Piston for an internal combustion engine
DE102012009030A1 (de) * 2012-05-05 2013-11-07 Mahle International Gmbh Anordnung aus einem Kolben und einem Kurbelgehäuse für einen Verbrennungsmotor
DE102012008945A1 (de) * 2012-05-05 2013-11-07 Mahle International Gmbh Kolben für einen Verbrennungsmotor
DE102012017217A1 (de) * 2012-08-31 2014-05-15 Mahle International Gmbh Kolben für einen Verbrennungsmotor
US9765728B2 (en) 2012-08-31 2017-09-19 Mahle International Gmbh Piston for an internal combustion engine
DE102012017218A1 (de) * 2012-08-31 2014-03-20 Mahle International Gmbh Kolben für einen Verbrennungsmotor
DE102012022906A1 (de) * 2012-11-23 2014-05-28 Mahle International Gmbh Kolben für einen Verbrennungsmotor
DE102013002895A1 (de) 2013-02-20 2014-08-21 Daimler Ag Kolben für eine Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine
DE102013002895B4 (de) 2013-02-20 2022-05-19 Mercedes-Benz Group AG Kolben für eine Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine

Also Published As

Publication number Publication date
IT1057365B (it) 1982-03-10
FR2333962A1 (fr) 1977-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2613059A1 (de) Kolben fuer verbrennungsmotoren
DE2825870A1 (de) Verbrennungsmotor
DE3322424A1 (de) Kolben und verfahren zum giessen eines kolbens
DE2657551B2 (de) Vorrichtung zur Herstellung von GuB mit gerichtetem Gefüge
DE3116475C2 (de) Kolben für eine Brennkraftmaschine
DE3300924A1 (de) Vorrichtung zur kuehlung von zylinderstegen
DE4438703C2 (de) Leichtmetallkolben mit Kühlkanal für Verbrennungsmotoren
DE4138091A1 (de) Rohrfoermiger wassergekuehlter mantel fuer oefen
DE3314543C2 (de)
DE29823552U1 (de) Kolben für Brennkraftmaschinen
DE640080C (de) Giessform zum Herstellen von Ingots
DE2242947A1 (de) Einrichtung zur kuehlung von thermisch hochbeanspruchten stellen an verbrennungskraftmaschinen
DE1265924B (de) Stranggiesskokille
DE552697C (de) Brennkraftzylinder mit Laengsrippen
DE3528526A1 (de) Hubkolbenbrennkraftmaschine
DE2415796C2 (de) Luftgekühlte Hubkolbenbrennkraftmaschine
DE1935827A1 (de) Kolben fuer Rotationskolbenmaschinen
DE2247783C3 (de) Druckgießverfahren zum Herstellen von Gußstücken mit einem maßhaltigen Hohlraum
DE1948588A1 (de) Zuendkerze
DE3741838A1 (de) Zylinderblock fuer eine wassergekuehlte hubkolben-brennkraftmaschine
AT108603B (de) Kolben für einfach- oder doppelt-wirkende Verbrennungskraftmaschinen.
DE731979C (de) Elektrische Heizvorrichtung mit eingegossenem Rohrheizkoerper
DE20116677U1 (de) Gießkammer zum Druckgießen von Metallen
DE647505C (de) Kolben mit einem Kopf aus einem Werkstoff verhaeltnismaessig hoher Waermeausdehnung
DE2940814C2 (de) Wassergekühlte Hubkolben-Brennkraftmaschine

Legal Events

Date Code Title Description
OHW Rejection