DE2659100C3

DE2659100C3 - Kolben für eine Dieselbrennkraftmaschine mit Wirbelkammer

Info

Publication number: DE2659100C3
Application number: DE2659100A
Authority: DE
Inventors: Manfred Ing.(Grad.) 6238 Hofheim Nonn
Original assignee: Adam Opel GmbH
Current assignee: Adam Opel GmbH
Priority date: 1976-12-27
Filing date: 1976-12-27
Publication date: 1984-02-16
Also published as: GB1593177A; DE2659100B2; DE2659100A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Kolben für eine Dieselbrennkraftmaschine mit Wirbelkammer nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei Kolben mit einem zum sich mit der Achse des Überströmkanals schneidenden Radius symmetrischen Hauptbrennraum mit zwei lappenförmigen Mulden und einem sich außen anschließenden Nutteil (MTZ Motortechnische Zeitschrift 33 (1972), Seite 36) kommt es häufig zu Beschädigungen des Kolbenboden und zum Weichwerden des Kolbenwerkstoffes im Bereich des Überströmkanals. Außerdem werden bei mit derartigen Kolben ausgestatteten Dieselbrennkraftmaschinen gelegentlich starke mechanische Geräusche festgestellt. Als eine der Ursachen für diese Mängel gilt, daß der noch im Kolbenbereich verbleibende Teil der über den Zylinderbereich hinaus versetzten Wirbelkammer bei Beibehaltung eines geringstmöglichen Spaltmaßes mit Verbrennungsrückständen belegt wird, die im Betrieb dazu führen, daß durch erhöhte Wärmeableitung beim Berühren von Kammerboden und Kolbenboden Anschmelzungen im Feuerstegbereich des Kolbens auftreten.

Bei Dieselbrennkraftmaschinen mit einer Vorkammer ist es bereits bekannt, die Vorkammer in den Zylinderraum vorstehen zu lassen, um die Kraftstoffaustrittsöffnungen in den Zylinderraum münden zu lassen (DE-PS 6 39831; MTZ Motortechnische Zeitschrift 34 (1973), Seite 289). Um Platz für die in den Zylinderraum vorstehende Vorkammer zu schaffen, weist der Kolben eine entsprechende Aussparung auf, in die hinein sich die Vorkammer erstreckt

Weiter ist es bereits bekannt (DE-OS 22 34 561), bei einem Kolben für einen Dieselmotor mit Einspritzdüse eine nach innen geneigt verlaufende, ringförmige, koaxial zur Verbrennungskammer des Kolbens angeordnete Ausdrehung vorzusehen, weiche von innen nach außen ansteigt und mit der Horizontalen einen kleinen Winkel

ίο bildet Hierdurch soll eine Ausdehnung des Kolbens insbesondere in den vom Rand einen Abstand aufweisenden Bereichen kompensiert werden, die zu einem Anschlagen des Kolbens an den Zylinderkopf führen könnte. Würde man das Anschlagen einer Wirbelkammer an den Kolben bei einer Wirbelkammer-Dieselbrenr.kraftmaschine durch entsprechende Maßnahmen zu vermeiden suchen, so wäre damit noch nicht das Problem von Anschmelzungen irr. Feuerstegbereich des Kolbens gelöst

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, einen Kolben der eingangs genannten Gattung zu schaffen, durch den nicht nur die bei starker Erhitzung festzustellende mechanische Geräuschbildung weitgehend beseitigt wird, sondern bei dem auch die durch starke Hitze im Verbrennungsraum hervorgerufenen Beschädigungen und das Weichwerden des Kolbenwerkstoffes im Bereich des Überströmkanals sowie Anschmelzungen im Feuerstejbereich des Kolbens unterbunden werden. Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Patentanspruchs 1 vorgesehen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Unteransprüche gekennzeichnet.

Durch die erfindungsgemäße Einsenkung wird nicht nur jede Berührung zwischen Zylinderkopf und Kolbenstirnfläche vermieden, sondern es wird überraschenderweise auch das Weichwerden des Kolbenwerkstoffes insbesondere im Feuerstegbereich wirksam unterbunden, so daß die Kilometerleistung einer mit dem erfindungsgemäßen Kolben ausgestatteten Dieselbrennkraftmaschine mit Wirbelkammer durch eine baulich sehr einfache Maßnahme um ein Vielfaches gesteigert werden kann.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise beschrieben; in dieser zeigt

F i g. 1 eine Draufsicht eines erfindungsgemäßen Kolbens,

F i g. 2 einen Schnitt nach Linie H-II in F i g. 1, wobei zusätzlich noch schematisch ein Teil des Zylinderkopfes und die Wirbelkammer dargestellt sind und

F i g. 3 in vergrößertem Maßstab die durch den Kreis III in F i g. 2 bezeichnete Einzelheit hinsichtlich des Kolbenbodens.

Nach der Zeichnung weist die Stirnfläche (Kolbenboden) 11 eines Dieselmotorkolbens 10 in der einen Hälfte einen Hauptbrennraum 13 mit zwei symmetrisch zum Radius 16 verlaufenden lappenförmigen Mulden 13a, 136 und einem sich außen anschließenden Nutteil 13c auf. Nach F i g. 2 mündet im Bereich des Nutteils 13c der Überströmkanal 15 der Wirbelkammer 19.

Im Bereich des Wirbelkammerbodens 12 weist die Stirnfläche 11 eine gleichmäßig tiefe Einsenkung 14 mit einer kreisförmigen Berandung 17 auf, deren Mittelpunkt 18 auf dem Radius 16 in der Nähe des Randes der Stirnfläche 11 liegt. Die Einsenkung 14 erstreckt sich nach innen nicht ganz bis zum Rand der Mulden 13a, 13/>.

Während die Tiefe der Brennkammer etwa 1,8 mm beträgt, liegt die Tiefe der Einsenkung 14 nur bei etwa

0,2 bis 0,3 mm.

Es versteht sich, daß die Einsenkung 14 nur dort vorliegt, wo nicht bereits ein Teil des Hauptbrennraumes 13 angeordnet ist, wie sich das aus der Zeichnung ergibt Die aus der Zeichnung ersichtlichen Relationen zwischen den einzelnen Maßen sind wesentlich für die Erzielung vorteilhafter Ergebnisse.

Aus F i g. 3 ist ersichtlich, wie der Obergang von der Kolbenstirnfläche zu der Einsenkung 14 erfolgt Während die Kontur 17 als scharfe Kante ausgebildet ist, geht der Boden der Einsenkung 14 stetig in die Stirnfläche 11 über.

Durch die Anordnung der Einrenkung 14 wird eine Berührung zwischen dem Wirbelkammerboden 12 und der Stirnfläche 11 wirksam vermieden, ohne daß das Verdichtungsverhältnis merklich beeinträchtigt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Kolben für eine Dieselbrennkraftmaschine mit Wirbelkammer, in dessen Kolbenboden ein flach ausgebildeter Hauptbrennraum ausgespart ist, in den der von der teilweise im Dichtbereich des Zylinderkopfes liegenden Wirbelkammer ausgehende Oberströmkanal mündet und welcher zum sich mit der Achse des Oberströmkanals schneidenden Radius symmetrisch verläuft sowie zwei lappenförmige Mulden und einen sich außen anschließenden Nutteil aufweist, wobei die Wirbelkammer teilweise den Kolbenboden und den Hauptbrennraum überdeckt, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenboden (11) im Bereich des Oberströmkanals (15) der Wirbelkammer (19) unterhalb des gesamten Wirbelkammerbodens (12) eine ebene Einsenkung (Ϊ4) von wesentlich geringerer Tiefe als der Hauptbrennraum (13) aufweist, deren Kontur (17) um das Maß der Tiefe der Einsenkung (14) den Überdeckungsbereich des Wirbelkammerbodens (12) mit dem Kolben (10) übersteigt und daß die Einsenkung (14) sich von außen nicht weiter nach innen als bis zu den Mulden (13a, 136,) erstreckt

2. Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der Einsenkung (14) V₈ bis Vi₀ und vorzugsweise Vg der mittleren Tiefe des Hauptbrennraumes (13) beträgt.

3. Kolben nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsenkung (14) die gleiche Symmetrieachse (16) wie der Hauptbrennraum (13) aufweist

4. Kolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsenkung (14) 0,2 bis 0,3 mm tief ist