DE2729230A1 - Brennkraftmaschine - Google Patents
BrennkraftmaschineInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B77/00—Component parts, details or accessories, not otherwise provided for
- F02B77/11—Thermal or acoustic insulation
-
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- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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- F02B77/02—Surface coverings of combustion-gas-swept parts
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/24—Cylinder heads
- F02F2001/249—Cylinder heads with flame plate, e.g. insert in the cylinder head used as a thermal insulation between cylinder head and combustion chamber
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
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- F05C2225/02—Rubber
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Description
- Brennkraftmaschine
- Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine, dio für ihre von den Brenngasen beaufschlagten Bereiche zumindest teilweise mit vorgeformten wärmedämmenden Abdeckungen versehen ist, welche eine geschlossene Oberfläche aufweisen und aus einem Material geringer Wärmeeindringzahl bestehen.
- Brennkraftmaschinen der vorgeschilderten Ausführung sind aus der Literatur vielfach bekannt, wobei als wärmedämmondes Material häufig keramische Stoffe vorgesehen sind.
- Soids keramischen Stoffe sind in der Regel durch ein sprödes Bruchverhalten, breite Streuung ihrer Festigkeitswerte sowie eine sehr unterschiedliche Wärmedehnung zu dem für Gehäuse bzw. Kolben der Brennkraftmaschine verwendeten Material gekennzeichnet. Hieraus resultieren für die Praxis erhebliche Schwierigkeiten, da die unterschiedliche Vär edehnung in Verbindung mit dem spröden Bruchverhalten insbesondere bei der breiten Streuung der Festigkeitswerte eine starre Verbindung praktisch ausschließt , so daß ein hoher konstruktiver Aufwand notwendig wird.
- Durch die Erfindung soll für Maschinen der eingangs genannten Art ein Weg aufgezeigt werden, wie die Verbindung derartig wärmedämmender, insbesondere keramischer Materialien konstruktiv und herstellungstechnisch vereinfacht werden kann.
- Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die wärmedämmende Abdeckung über einen nachgiebig verformbaren Haftstoff gehalten wird. Die Verwendung eines derartigen Haftstoffes ermöglicht bei der notwendigen Abstützung der Abdeckung eine Verankerung derselben, die die unterschiedlichen Wärmedehnungen aufnimmt, so daß auf die Keramik einerseits nur geringe Spannungen uebertragen werden und andererseits auf die Abdeckung wirkende Druck- und Zugbeanspruchungen großflächig aufgenommen werden.
- Als Haftstoffe können im Rahmen der Erfindung sowohl gummielastische Haftstoffe wie auch plastische Haftstoff Verwendung finden. Als gusmielastische Haftstoffe kommen insbesondere eine Vielzahl der bekannten Elastomere, wie bevorzugt beispielsweise Silikonkautschukkleber in Frage. Als plastisehe Haftstoffe können im Rahmen der Erfindung bevorzugt thermoplastische Polymere, wie insbesondere Ein- oder Zweikomponentenkleber auf Epoxidharzbasis Verwendung finden.
- Bei der erfindungsgemäßen Konstruktion ist der verwendete Haftstoff durch die Ausführung der Abdeckung mit einer geschlossenen Oberfläche gegen die Beaufschlagung durch Brenngase geschützt, ebenso wie gegen übermäßige Temperaturbelastungen. Ein Eindringen von Brenngasen in die Haftstoffschicht in Randsonen wird durch die Anordnung von Randdichzungen vermieden, wobei diese Randdichtungen durch eingesetzte Dichtelemente, bzw. entsprechende konstruktive Gestaltung der Randzenen gebildet sein können.
- Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Zylinder einer Brennkraftmaschine gemäß der Erfindung, bei der die von den Brenngasen beaufschlagten Bereiche im wesentlichen mit einer wärmedämmenden Abdeckung versehen sind, u n d Fig. 2 bis 5 in schematisierten Schnittdarstellungen Ausschnitte aus gemäß der Erfindung ausgestalteten Kolben, anhand derer verschiedene Ausgestaltungen der Randabdichtung der Klebezonen veranschaulicht sind.
- In den Figuren ist mit 1 der Zylinder bezeichnet, dessen die Zylinderbohrung 2 aufnehmender Block 3 nach oben durch den Zylinderkopf 4 abgeschlossen ist, dem die Gaswechselkanäle und Gaswechselsteuerelernente zugeordnet sind, von denen hier nur der Auslaßkanal 5 und das Auslaßventil G gezeigt sind.
- In der Zylinderbohrung 2 ist in üblicher Weise über eine Pleuelstange 7 hin und her beweglich geführt der Kolben 8 angeordnet, der zusammen mit Wandbereichen der Zylinderbohrung 2 und des Zylinderkopfes 4 den volumenveränderlichen Brennraum 9 begrenzt.
- Die genannten, den Brennraum 9 umgrenzenden Dereiche, die während des Arbeitsprozesses von den Brenngasen beaufschlagt sind, sind im Rahmen der erfindungsgemäßen Lösung ebenso wie der Boden to des Kolbens, die dem Brennraum 9 zugewandte Unterseite 11 des Ventiltellers sowie die Wandung 12 des Auslaßkanales 5 mit einer wärmedämmenden Abdeckung versehen, die mit 13 bezeichnet ist. Als Abdeckung dienen dabei vorgeformte Elemente aus einem wärmedämmenden Material, das bei geringer Wärmeeindringzahl eine geschlossene Oberfläche aufeist. Es werden also bei der erfindungsgemäßen Lösung die isolierenden Wandbereiche durch vorgeformte, formfeste Abdeckelem-nte verdeckt. Diese Elemente werden im Rahmen der Erfindung über einen nachgiebig verformbaren Haftstoff gehalten, der zwischen der Abdeckung und den über diese abzudeckenden Flächen, insbesondere Wandfläche der Maschine vorgesehen wird. Die Haftstoffschicht ist in den Figuren allgemein mit 14 bezeichnet. Als Haftstoffe kommen dabei sowohl solche gummielastischer Art, also Haftstoffe auf Elastomer-Basis wie beispielsweise Silikonkautschukkleber in Frage. Ferner kommen auch solche in Frage, die zumindest bei Betriebstemperatur, also bei jenen Temperaturen, die in der Haftstoffschicht im Betrieb erreicht werden, plastisch sind, darunter aber gegebenenfalls elastisch.
- Haftstoff mit diesen Charakteristiken sind beispielsweise thermoplastische Polymere, so insbesondere Epoxidharze.
- Die Haftstoffe der vorgenannten Art, die insbesondere flächig aufgebracht sind, müssen einerseits die auf die Abdeckung wirkenden Druckkräfte übertragen können und andererseits gegebenenfalls massebedingt wirksam werdende Zugkräfte, wie sie an der dem Kolben zugeordneten Abdeckung auftreten können, aufnehmen können. Insbesondere dann, wenn die Haftstoffe druckbelastet sind, wenn also die Brenngase unter Druck stehen, besteht dabei auch die GO-fahr, daß diese in die Haftstoffschicht eindringen und so die als Isolierung wirkende Abdeckung unterlaufen, bzw.
- auch die Haftstoffschicht zerstören.
- gemäß der Erfindung Um dem zu begegnen, können/die Randzonen der jeweiligen Abdeckung gegenüber dem jeweiligen Trägerteil, also beispielsweise dem Kolben, im bbergang zwischen Abdeckung und Kolben abgedichtet sein. Ausführungsbeispiele für solche Abdichtungen zeigen die Fig. 2 bis 5.
- In Fig. 2 ist dabei, auf einen Kolben 8 bezogen, der Spalt 15 zwischen Kolben 8 und Abdeckung 13, der die Haftstoffschicht 14 aufnimmt, radial nach auLlen durch einen Dichtring 1 geschlossen, der entlang dem Kolbenumfang verläuft und der radial nach außen die Haftstoffschicht 14 begrenzt.
- Diese muß dabei nicht vollfläciiig den Raum zwischen dem Kolben 8 und der Abdeckung 13 ausfüllen, sondern kann in z. B.
- auf die Kolbenachse zentrierten Segmenten, Ringen od. dgl.
- angeordnet sein, so daß klebstofffreie Zonen entstehen, die gegebenenfalls über eine Bohrung od. dgl. mit der Rückseite des Kolbens verbunden sein können, um einen Druckaufbau zwischen Abdeckung 13 und Kolben 8 in jedem Fall auszuschließen. Die einzelnen Klebstoffflächen können dabei, in hier nicht näher dargestellter Weise, z. B. durch eingelegte Blechrippen oder dem Kolben und/oder der Abdeckung zugeordnete Erhebungen voneinander abgegrenzt sein, die derart ausgebildet sind, daß die angesprochene Abführung der Gase gewährleistet ist und ein Druckaufbau zwischen Abdeckung 13 und Kolben 8 verhindert ist.
- Wihrend bei der Ausführungsform gemäß Fig. .3 ein im Querschnitt geschlossener, rechteckiger Dichtring vorgoschetl ist, ist bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 ein im Querschnitt U-förmigor, radial nach außen offener Dichtring 17 vorgesehen, dor bevorzugt mit einer gewissen Vorspreizung in den Spalt 15 eingesetzt ist, so daf3 sich eine gute Anlage an Kolben 8 und Abdeckung 13 ergibt. Im Sinne dieser Spreizwirkung wirken auch eventuelle, radial außen auf don Dichtring 17 wirkende Gasdrücke.
- Fig.
- Bei der Ausführungsform gemäß Fig.4 findet als Dichbrillg 18 ein Wellprofil mit im Querschnitt dor Mäanderform angonaherter Grundstruktur Verwendung, durch das mehrere Dichtgrenzen zwischen der Abdeckung 13 und dem Kolben 8 aufgebaut werden. Die Dichtwirkung ist bei den besagten Dichtringen zumindest ohne wesentliche axiale Versparnlung jedenfalls dann gewährleistet, wenn der Kolben während Kompression, Zündung und Expansion stirnseitig von don Vorbrennungsgasen beaufschlagt ist, so daß die Abdeckung bei der gegebenen Nachgiebigkeit der Haftstoffschicht 14 näher an den Kolben 8 herangedrückt wird, und somit eine Verspannung des Dichtringes zwischen der Abdeckung 13 und dem Kolben 8 eintritt.
- Von diesem Effekt wird bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5 allein Gebrauch gemacht, wenn der Kolben 8' mit einem längs seines Umfanges verlaufenden, aufragenden Ringsteg 19 versehen ist, der in einen stufenförmig abgesetzten Ringbund 20 der wärmedämmenden Abdeckung 13' eingreift, so daß diese über den Ringsteg 19 zentriert ist. Dadurch, daß die Höhe des Ringstegs 19 größer als die Tiefe des Ringbundes 20 ausgeführt ist, ergibt sich innerhalb des Ringsteges 19 zwischen dem Kolben 8' und der Abdeckung 13', entsprechend dem Spalt 15 in den Ausführungsformen gemäß Fig. 2 bis 4 ein zylindrischer Raum 21, in dem in vorgeschilderter Weise die Haftstoffschicht 14 vorgesehen ist. Wird der Kolben hier über die Gasdruckkräfte bei Kompression, Verbrennung und Expansion beaufschlagt, so kommt die Abdeckung 13' im Bereich des Ringsteges 19 zumindest in annähernd gasdichte Anlage am Kolben 8', so daß die Haftstoffschicht gegen eindringende Gase geschützt ist.
- L e e r s e i t e
Claims (6)
- Ansprüche 1./Brennkraftmaschine, die für ihre von den Brenngasen beaufschlagten Bereiche zumindest teilweise mit vor geformten wäriedämmenden Abdeckungen versehen ist, welche eine geschlossene Oberfläche aufweisen und aus einem Material geringer Wärmeeindringzahl bestehen, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Abdeckung (13) über einen nachgiebig verformbaren Haftstoff (14) gehalten ist.
- 2. Br-nnkraftmaschine nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Haftstoff (14) gummielastisch ist.
- 3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, d a d u r c h e e -k e n n z e i c h n e t , daß als Haftstoff ein Silikonkautschukkleber vorgesehen ist.
- 4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Ilaftstoff (14) bei B*-triebstemperatur plastisch ist.
- 5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 4, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß als Haftstoff ein thermoplastisches Polymer vorgesehen ist.
- 6. Brennkraftmaschine nach Anspruch 5, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß als Haftstoff ein Epoxidharz vorgesehen ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19772729230 DE2729230A1 (de) | 1977-06-29 | 1977-06-29 | Brennkraftmaschine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19772729230 DE2729230A1 (de) | 1977-06-29 | 1977-06-29 | Brennkraftmaschine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2729230A1 true DE2729230A1 (de) | 1979-01-11 |
Family
ID=6012615
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19772729230 Withdrawn DE2729230A1 (de) | 1977-06-29 | 1977-06-29 | Brennkraftmaschine |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE2729230A1 (de) |
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- 1977-06-29 DE DE19772729230 patent/DE2729230A1/de not_active Withdrawn
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Legal Events
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8130 | Withdrawal |