DE2911628C2 - Light metal cylinders for internal combustion engines - Google Patents
Light metal cylinders for internal combustion enginesInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- 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
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Description
2,4 bis 2.8% C,
1.8 bis 2,4% Si,
1.0 bis 1.4% Mn,
13.1S bis 17.0% Ni,
x'· bis 7,0% Cu.
1.0 bis 1.6% Cr.2.4 to 2.8% C,
1.8 to 2.4% Si,
1.0 to 1.4% Mn,
13. 1 S to 17.0% Ni,
x 'up to 7.0% Cu.
1.0 to 1.6% Cr.
Rest FeRemainder Fe
Die Erfindung betrifft einen Leichtmetallzylinder entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs.The invention relates to a light metal cylinder according to the preamble of the claim.
LeichtrneiJlzylinder. insbesondere solche für Diselmotoren, neigen im Molorbr "rieb dazu, an ihrem dem Zylinderkopf zugeneigten Ende eine unrunde Zylinderlauffläche zu bekommen. G' meint sind damit im wesentlichen Verwerfungen bzw. Ausbuchtungen in der zylindrischen Lauffläche. Die Zylinder sind über Schrauben zwischen Zylinderkopf und Kurbelgehäuse verspannt. Die erwähnten Ausbuchtungen der Lauffläche treten besonders in dem Bereich zwischen den Schrauben auf und wirken dort in Richtung Durchmesservergrößerung. Die größten Ausbuchtungen finden sich in den am höchsten wärmebelasteten Bereichen des Zylinderumfanges, nämlich in der Nähe des im Zylinderkopf liegenden Verbrennungsgas-Auslaßkanals. Lightweight cylinder. especially those for disel motors, tend in the Molorbr "rubbed on her dem Cylinder head inclined end to get a non-round cylinder surface. G 'means are im significant distortions or bulges in the cylindrical running surface. The cylinders are over Screws tightened between cylinder head and crankcase. The mentioned bulges of the tread occur especially in the area between the screws and act there in the direction of increasing the diameter. The largest bulges are found in the areas of the Cylinder circumference, namely in the vicinity of the combustion gas outlet duct located in the cylinder head.
/ur Abhilft- dieser Probleme könnte man an eine Bewehrung der /ylinderwand in dem deformationsgefährdeten Bereich denken. So könnten /.. B. faßreifenartige Ringe, wie sie aus der DFPS 12 09 804 zur Festigkeitserhöhung der Naben von leichtmetallkolben bekannt sind, herangezogen werden. Eine solche Lösung hat sich jedoch als nicht ausreichend wirksam erwiesen, da bei der Verwendung der üblichen Materialien wie Grauguß oder stahl für diese VerstärkiiMgsringe das Ausdehnungsverhalten von Ring und bewehrtem Zylinder-Leichtmetall derart unterschiedlich ist.daU es aufgrund d« geringeren Ausdehnungskoeffizienten des Verstärkungsmaterials zu einer plastischen Verformung des bewehrten Leichtmetalls unter Betriebswärme kommt./ ur workaround- these problems could be addressed to a Reinforcement of the / ylinderwand in the deformation endangered Think area. So could / .. B. barrel hoop-like rings, as they are from DFPS 12 09 804 for Increased strength of the hubs of light alloy pistons are known. However, such a solution has not been found to be sufficiently effective proven to be when using the usual Materials such as gray cast iron or steel for these reinforcement rings the expansion behavior of the ring and the reinforced cylinder light metal are so different because it is due to the lower coefficient of expansion of the reinforcement material to a plastic deformation of the reinforced light metal Operating heat comes.
Auch die aus der DE-AS" 12 56 946 bekannte Maßnahme, nach der eine wassergekühlte Zylinderbüchse über einen Ring in einem Leichtmetall-Zylinder^ block gelagert ist, kann auf den vorliegenden Fall nicht mit Erfolg übertragen werden. Der Ring ist nach jenem Stand der Technik nämlich iri den Zylinderblock eingeschrumpft und dient lediglich dazu einen Verschleißschutz für die /ylindeniufliigefliiciie in dem Zylinderblock zu bilden.Also known from DE-AS "12 56 946" Measure after a water-cooled cylinder liner is mounted on a ring in a light metal cylinder ^ block, can not in the present case be transferred with success. The ring is after that State of the art namely shrunk into the cylinder block and only serves to protect against wear for the / ylindeniufliigefliiciie in the To form cylinder block.
Auch die aus DE-PS 8 27 27 J bekannten Bewehrungs-Einlagen sind hier nicht ohne weiteres anwendbar. Denn ϊ jene Einlagen dienen dazu, das normale Wärmeausdehnungsverhallcn des Leichtmetall-Zylinders durch Einlagen mit andersartigem Wärmeausdehnungsverhallen als dasjenige des Leichtmetalls zu beeinflussen, und zwar zu reduzieren. Daher wird hierbei als Material fürAlso the reinforcement inserts known from DE-PS 8 27 27 J. are not easily applicable here. Because ϊ those insoles serve to prevent normal thermal expansion of the light metal cylinder through inserts with a different thermal expansion behavior than to influence that of the light metal, and indeed to reduce it. Therefore, this is used as a material for
ι» die Einlagen Eisen oder Stahl in Betracht gezogen. Deri Grund hierfür ist, daß diese Materialien einen solch: niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten im Ver gleich zu Leichtmetall haben, daß damit das Wärmeaus-! dehnungsverhaiten des Leichtmetallzylinders nachι »the inserts iron or steel considered. Deri The reason for this is that these materials have such a low coefficient of thermal expansion compared to have equal to light metal that the heat dissipation! expansion behavior of the light metal cylinder
'■'· drücklich beeinflußt werden kann. Eine solche Wirkungj ist in bezug auf den der Anmeldung zugrundeliegenden1 Gegenstand nicht erwünscht.'■' · can be strongly influenced. Such Wirkungj is undesirable with respect to the underlying registration 1 item.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besieht nämlich darin. Verwerfungen bzw. Ausbüchtungen inThe object on which the invention is based is namely therein. Distortions or bulges in
~n der zylindrischen Lauffläche an dem dem Zylinderkopf zugeneigten Ende zu vermeiden. ~ n the cylindrical running surface at the end inclined towards the cylinder head.
Gelöst wird diese Aufgabe durch sine Ausbildung der als ringförmige Einlagen geformten Bewehrungselemente nach den Merkmalen des kennzeichnenden TeilsThis problem is solved by the design of the reinforcement elements shaped as ring-shaped inserts according to the characteristics of the identifying part
-· des Patentanspruchs.- · the claim.
Durch die erfindungsgemäße Maßnahme wird die Aufgabe in befriedigender Weise gplöst, ohne daß einer der einem ZyFi.ider aus Leichtmetall eigentümlichen Vorteile übermäßig beeinträchtigt wird. Ein wesentli-By the measure according to the invention, the problem is solved in a satisfactory manner, without one which is peculiar to a ZyFi.ider made of light metal Benefits is unduly compromised. An essential
«' eher Vorteil ist die gute Wärmeleitfähigkeit des Leichtmetalls Diese wird gerade in dem Bereich, der an dem Zylinderkopf anliegt, besonders gewünscht. Denn sie soll bei direktem Kontakt zwischen Zylinder und Zylinderkopf, wobei beide aus Leichtmetall sind, zu«'Rather the advantage is the good thermal conductivity of the Light metal This is just in the area that is at the cylinder head is particularly desirable. Because it should be in direct contact between the cylinder and Cylinder head, both of which are made of light metal, too
ss einer verstärkten Wärmeabfuhr aus dem Zylinderkopf über den oberen Bereich des Zylinders führen. Unter diesen Umständen ist es nicht sinnvoll, den formgefährdeten oberen Bereich des Zylinders lokal durch ein formstabileres aber schlechter wärmeleitfähiges Mate rial zu ersetzen.ss increased heat dissipation from the cylinder head over the top of the cylinder. Under these circumstances it does not make sense to use the form-endangered top area of the cylinder locally by a more dimensionally stable but less thermally conductive material rial to replace.
Wesentlich ist auch, daß die /ur Verstärkung dienende Einlage den gewün'.cnten Wärmeduß in dem verstärkten Zylinderbcreich möglichst geringfügig vermindert. Daher soll die Einlage in der /ur ZylinderachseIt is also essential that the reinforcement serving insert the desired heat dissipation in the reinforced cylinder area is reduced as little as possible. Therefore the insert should be in the cylinder axis
4> senkrechten Ebene der Zyhnderwand eine Fläche von 20 bis 40% nicht überschreiten. Außerdem sollte diei Einlage radiale Wanddurchbriiche aufweisen, um denj Wärmefluß in dem Leichtmetall des Zylinders nich negativ /u beeinflussen. Die genannten radiale Wanddurchbrüche in den Einlagen bewirken darüber hinaus noch, daß auch in dem verstärkten Zylindcrbe reich ausreichend Wärme radial nach außen an di Kühlluft der Atmosphäre abgeführt werden kann Von entscheidender Bedeutung tür die Funktion de 4 > the vertical plane of the cylinder wall should not exceed an area of 20 to 40%. In addition, the insert should have radial wall openings so as not to negatively affect the heat flow in the light metal of the cylinder. The above-mentioned radial wall openings in the inserts also ensure that sufficient heat can be dissipated radially outwards to the cooling air of the atmosphere, even in the reinforced cylinder area
ss vorgeschlagenen Einlagen ist allerdings die im Patent anspruch ,ingegebene Werkstoffauswahl in bezug au den Wärmeausdehnungskoeffizienten. Die Verwendun eines üblichen Stahls oder Graugusses würde wegen de wesentlich niedrigeren Wirmeausdehmingskoeffi/ien ten dieser Materialien gegenüber Leichtmetall ■ vornherein scheitern Denn der Leichtmetall/ylinde zeichnet sich gerade dadurch aus, daß er bei Einsatz vo Leichtmetallkolben ein dem Kolben gleiches Aüsdeh; nungsvcrhälten aufweist und damit die Passungss suggested insoles, however, are those in the patent claim, given material selection with regard to the coefficient of thermal expansion. The use a common steel or gray cast iron would because of the much lower Wirmeausdehmingskoeffi / ien ten of these materials compared to light metal ■ fail in the first place Because the light metal / ylinde is characterized precisely by the fact that, when used, it Light metal piston an Aüsdeh identical to the piston; has positive behavior and thus the fit
Kolben-Zylinder während aller BcErtebszustände aririäi herhd gleich bleibt. Bei Verwendung üblichen Stahl oder Graugusses als Einlage wäre dies jedoch nich mehr* der Fall. Der erfindurigsgeinäß vorgeschlagenPiston-cylinder aririäi during all BcErtebsbedingungen herhd remains the same. When using conventional steel or gray cast iron as an insert, this would no longer * be the case. The erfindurigsgeinäß proposed
Werkstoff für die EinIngen bietet dagegen bei ausreichender mechanischer und thermischer Festigkeit ejn dem Leichtmetall nahekommendes Ausdehnung;·· verhallen. Das Leichtmetall kann sich dadurch auch in der Vcrstärkungszone in ausreichendem Maße der Beiricbswärme entsprechend ausdehnen, wobei es bei den maximalen Wärmewerten, bei denen das Leichtmetall bereits zu plastischer Verformung neigt, durch die Einlage noch so weit formstabil gehalten wird, daß es gerade noch nicht zu den eingangs geschilderten Ausbuchturiin in der Zylinderlauffläche kommt.Material for EinIngen, on the other hand, offers sufficient mechanical and thermal strength an expansion that comes close to the light metal; ·· decay. As a result, the light metal can also move into expand the reinforcement zone to a sufficient extent to cope with the heat of the furnace, whereby it is at the maximum heat values at which the light metal already tends to plastic deformation, due to the Insert is still kept dimensionally stable to such an extent that it just does not belong to the ones described above Bulge out in the cylinder surface.
In manchen Fällen kann es ausreichend sein, anstelle einer geschlossenen Ringeinlage lediglich Ringsegmente in den gefährdeten Umfangsbereichen einzulegen.In some cases it may be sufficient to use only ring segments instead of a closed ring insert to be laid in the endangered perimeter areas.
Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigtAn exemplary embodiment is shown in the drawing. It shows
Fig. 1 einen Teilschnitt durch einen luftgekühlten LtMchtmcmll/ylinde, mit geschlossener ringförmiger Einlage nach der Erfindung,1 shows a partial section through an air-cooled LtMchtmcmll / ylinde, with a closed ring-shaped Insert according to the invention,
Fig.2 einen TeiUchniti durch einen I.uiehinieiqll/ylinder mit einer geschlossenen ringförmige Durchbrüche aufweisenden EinlageFig. 2 a TeiUchniti through an I.uiehinieiqll / ylinder with a closed ring-shaped insert having openings
F i g. i die Teilansicht einer ringförmigen Einlage undF i g. i the partial view of an annular insert and
F i g.4 die Teilansicht einer ringförmigen Einlage mit Durchbrachen.F i g.4 the partial view of an annular insert with Breakthrough.
Der Leichtmelall/.ylincler 1 ist aus Aluminium, luftgekühlt und für einen Dieselmotor bestimmt. In an dem nicht dargestellten Zylinderkopf angrenzenden Ende befinden sich die erfindungsgemäßen Verstärkungs-Einlagen 2 (ohne Durchbräche) b/w 3 (mit Durchbrüchen). Diese sind aus der Legierung mit der Zusammensetzung 2.4 bis 2,8 C; 1,8 bis 2,4 Si; 1,0 bis 1,4Mn; 13.5 bis 17,0Ni; 5,0 bis 7.0Cu; 1,0 bis 1.6 Cr; P < 0,1; S < 0,1: Rest Fe.The Leichtmelall / .ylincler 1 is made of aluminum, air-cooled and intended for a diesel engine. In adjacent to the cylinder head, not shown At the end there are reinforcement inserts 2 according to the invention (without openings) b / w 3 (with Breakthroughs). These are made of the alloy with the composition 2.4 to 2.8 C; 1.8 to 2.4 Si; 1.0 to 1.4Mn; 13.5 to 17.0 Ni; 5.0 to 7.0Cu; 1.0 to 1.6 Cr; P <0.1; S <0.1: balance Fe.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (1)
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE19792911628 DE2911628C2 (en) | 1979-03-24 | 1979-03-24 | Light metal cylinders for internal combustion engines |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19792911628 DE2911628C2 (en) | 1979-03-24 | 1979-03-24 | Light metal cylinders for internal combustion engines |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2911628A1 DE2911628A1 (en) | 1980-09-25 |
| DE2911628C2 true DE2911628C2 (en) | 1982-09-09 |
Family
ID=6066315
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19792911628 Expired DE2911628C2 (en) | 1979-03-24 | 1979-03-24 | Light metal cylinders for internal combustion engines |
Country Status (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3907099C1 (en) * | 1989-03-04 | 1989-11-16 | Dr.Ing.H.C. F. Porsche Ag, 7000 Stuttgart, De |
Families Citing this family (1)
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| DE3046776A1 (en) * | 1980-12-12 | 1982-07-15 | Klöckner-Humboldt-Deutz AG, 5000 Köln | ELEMENT FOR GAS-SEAL, UNLOADABLE CONNECTION OF TWO METAL PARTS |
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-
1979
- 1979-03-24 DE DE19792911628 patent/DE2911628C2/en not_active Expired
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| DE3907099C1 (en) * | 1989-03-04 | 1989-11-16 | Dr.Ing.H.C. F. Porsche Ag, 7000 Stuttgart, De |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| DE2911628A1 (en) | 1980-09-25 |
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