DE294092T1 - Waermeisolierter brennkraftmaschinenaufbau. - Google Patents
Waermeisolierter brennkraftmaschinenaufbau.Info
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Claims (30)
1. Wärmeisolierende Motorstruktur, welche aufweist:
einen in einer Zylinderbüchse hin und her bewegbaren
Kolben, der eine ebene, den Verbrennungsgasen auszusetzende Fläche aufweist;
einen Zylinderbüchsen-Oberteil aus Keramikmaterial, der über der Zylinderbüchse angeordnet ist;
einen unteren Zylinderkopf-Wandteil, der mit dem Zylinderbüchsen-Oberteil
fest verbunden ist und einen hochgezogenen äußeren Umfangsteil und einen abgesenkten
Mittelteil aufweist;
einen Zylinderkopf mit einem röhrenförmigen Teil, welcher
den fest verbundenen Zylinderbüchsen-Oberteil und den unteren Zylinderkopf-Wandteil aufnimmt,
wobei der untere Zylinderkopf-Wandteil mit dem Zylinderbüchsen-Oberteil
zusammenwirkt, um einen Verbrennungsraum zu bilden;
eine Kraftstoff-Einspritzdüse, die im wesentlichen mittig zum unteren Zylinderkopf-Wandteil angeordnet
ist und radial nach außen gerichtete Einspritzöffnungen aufweist;
Einlaß- und Auslaßventilsitze, die in einer geneigten Fläche des unteren Zylinderkopf-Wandteils ausgebildet
sind, wobei die geneigten Flächen sich vom Mittelteil des unteren Zylinderkopf-Wandteils radial nach oben
• a · &igr;
0284002
zum äußeren Umfangsteil desselben erstrecken; und den Einlaß- und Auslaßventilsitzen jeweils zugeordnete
Einlaß- und Auslaßventile.
2. Wärmeisolierende Motorstruktur nach Anspruch 1, wobei
der Zylinderbüchsen-Oberteil einen
röhrenförmigen Teil mit im wesentlichen quadratischem
Querschnitt und einen im wesentlichen zylindrischen unteren Teil enthält, wobei der Verbrennungsraum einen
im wesentlichen quadratischen Teil aufweist, der durch den röhrenförmigen oberen Teil des Zylinderbüchsen-Oberteils
gebildet ist.
3. Wärmeisolierende Motorstruktur nach Anspruch 2, wobei
der röhrenförmige Oberteil mit
im wesentlichen quadratischem Querschnitt kleiner ist als der Innendurchmesser des zylindrischen unteren
Teils.
4. Wärmeisolierende Motorstruktur nach Anspruch 2, wobei
der röhrenförmige Oberteil abgerundete Ecken aufweist.
5. Wärmeisolierende Motorstruktur nach Anspruch 1, wobei
die Kraftstoff-Einspritzdüse einen
Kraftstoff radial nach außen durch die Einspritzöffnungen
in den Verbrennungsraum einspritzt.
6. Wärmeisolierende Motorstruktur nach Anspruch 1, wobei
der untere Zylinderkopf-Wandteil
und der Zylinderbüchsen-Oberteil einen einstückigen dünnwandigen Aufbau aus Keramikmaterial aufweisen.
7. Wärmeisolierende Motorstruktur nach Anspruch 1, wobei
der untere Zylinderkopf-Wandteil und der Zylinderbüchsen-Oberteil einen einstückigen
Aufbau aus Siliziumnitrid aufweisen.
8. Wärmeisölierende Motorstruktur nach Anspruch 1, wobei
der untere Zylinderkopf-Wandteil
und der Zylinderbüchsen-Oberteil einen einstückigen Aufbau aus Siliziumkarbid aufweisen.
9. Wärmeisolxerende Motorstruktur nach Anspruch 1, wobei
eine wärmeisolierende Schicht zwischen dem unteren Zylinderkopf-Wandteil und dem Zylinder
sowie zwischen einer äußeren Umfangsflache des Zylinderbüchsen-Oberteils und einer inneren Umfangsfläche
des Zylinderkopfs angeordnet ist.
10. Wärmeisolierende Motorstruktur nach Anspruch 9, wobei
die wärmeisolxerende Schicht ein
wärmeisolierendes Material enthält, das aus Kaliumtitanat oder dergleichen hergestellt ist.
11. Wärmeisolxerende Motorstruktur nach Anspruch 1, wobei
die Einlaß- und Auslaßventile in einer allgemein umgekehrten V-Stellung angeordnet sind.
12. Wärmeisolxerende Motorstruktur nach Anspruch 11, wobei
der Zylinderkopf derselben mit
einer Einlaßöffnung versehen ist, welche schräg und radial nach innen zum Einlaßventilsitz verläuft.
13. Wärmeisolxerende Motorstruktur nach Anspruch 12, wobei
die durch die Einlaßöffnung in den
Verbrennungsraum bei jedem Ansaughub des Motor eintretende Ansaugluft einen Primärstrom aufweist, der im
wesentlichen senkrecht und mittig zum Verbrennungsraum verläuft.
14. Wärmeisolierende Motorstruktur nach Anspruch 2, wobei
die Sprühstöße des in den Verbrennungsraum eingespritzten Kraftstoffs und die Ansaugluft
einen Wirbel' bilden, und daß der röhrenförmige Oberteil mit im wesentlichen quadratischem Querschnitt Seiten
aufweist, welche zur Erzeugung der Verwirbelung beitragen, wodurch der Kraftstroff und die Luft sofort und
gleichmäßig vermischt werden.
15. Wärmeisolierende Motorstruktur nach Anspruch 1, wobei
der Kolben einen Kolbenmantel mit
einer oberen Abschlußfläche, einen Kolbendeckelteil mit einem Befestigungsteil, mit welchem der Kolbendeckelteil
an der oberen Abschlußwand befestigt ist, einen Ring aus Keramikmaterial, welcher gegen eine obere
Fläche des Kolbenmantels gepreßt und daran befestigt ist, einen dünnwandigen Teil, welcher die ebene Fläche
bildet und an einem Außenumfang fest mit dem genannten Ring verbunden ist, wobei der Kolbendeckelteil eine
untere Fläche aufweist, die mit einer unteren Fläche des dünnwandigen Teils und mit einem Teil einer inneren
Umfangsflache des genannten Rings zusammenwirkt, um einen Hohlraum zu bilden, sowie ein in diesen Hohlraum
eingebrachtes und denselben ausfüllendes wärmeisolierendes Material umfaßt.
16. Wärmeisolierende Motorstruktur nach Anspruch 15, wobei
der dünnwandige Teil die ebene,
den Verbrennungsgasen auszusetzende Fläche bildet und aus einem Keramikmaterial mit möglichst dünner Wanddicke
hergestellt ist.
17. Wärmeisolierende Motorstruktur nach Anspruch 15, wobei
der Außenumfang des dünnwandigen
Teils mit einem oberen Teil des Rings durch chemisches Aufdampfen eines Keramikmaterials verbunden ist.
18. Wärmeisolierende Motorstruktur nach Anspruch 15, wobei
der Kolbendeckel eine ebene Oberfläche aufweist.
19. Wärmeisolierende Motorstruktur nach Anspruch 15, wobei
das wärmeisolierende Material als
struktureller Bestandteil wirkt, der einen auf den dünnwandigen Teil wirkenden Druck aufnimmt.
20. Wärmeisolierende Motorstruktur nach Anspruch 15, wobei
der dünnwandige Teil und der Ring aus Siliziumnitrid hergestellt sind.
21. Wärmeisolierende Motorstruktur nach Anspruch 15, wobei
der dünnwandige Teil und der Ring aus Siliziumkarbid hergestellt sind.
22. Wärmeisolierende Motorstruktur nach Anspruch 15, wobei
die innere Umfangsflache des Rings
mit einer Abstufung ausgebildet ist, in welche der Kolbendeckel mit seinem Außenumfang eingreift, und
daß der Kolbendeckelteil am Kolbenmantel befestigt ist, wodurch ein unteres Ende des Rings gegen eine
obere Abschlußfläche des Kolbenmantels gepreßt wird.
23. Wärmeisolierende Motorstruktur nach Anspruch 22, wobei
ein Dichtungsring zwischen das
untere Ende des Rings und die obere Abschlußfläche des Kolbenmantels eingelegt ist.
24. Wärmeisolierende Motorstruktur nach Anspruch 15, wobei
der Befestigungsteil des Kolbendeckelteils eine Befestigungsnabe ist, welche im wesentlichen
mittig zum Kolbendeckelteil ausgebildet ist, und daß die Befestigungsnabe in das mittlere im Kolbenmantel
ausgebildete Befestigungsloch eingepaßt ist.
• ♦ *
O ? 9 4 O 9 2
25. Wärmeisolierende Motorstruktur nach Anspruch 24, wobei
der Kolbendeckelteil und der Kolbenmantel durch einen Metallring aneinander befestigt
sind, welcher in Ringnuten, welche jeweils an einer äußeren Umfangsflache der Befestigungsnabe und an einer
inneren Umfangsflache des mittleren Befestigungslochs
ausgebildet sind, eingepreßt ist und dieselben miteinander verbindet.
26. Wärmeisolierende Motorstruktur nach Anspruch 24, wobei
ein sich an die Befestigungsnabe
anschließender Teil des Kolbendeckelteils und ein sich an das mittlere Befestigungsloch anschließender Teil
des Kolbenmantels mit einem dazwischengelegten stoßdämpfenden Teil aneinander gepreßt sind, wobei der
stoßdämpfende Teil auch eine wärmeisolierende Wirkung ausübt.
27. Wärmeisolierende Motorstruktur nach Anspruch 15, wobei
der Kolbendeckelteil eine untere
Fläche aufweist, welche mit einer oberen Fläche der oberen Abschlußwand des Kolbenmantels und einer inneren
Umfangsflache des Rings zusammenwirkt, um eine wärmeisolierende
Luftkammer zu bilden.
28. Wärmeisolierende Motorstruktur nach Anspruch 15, wobei
der Kolbendeckel aus einem Material
hergestellt ist, welches im wesentlichen den gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten wie ein Keramikmaterial
aus Zermet oder Metallmaterial, eine hohe Festigkeit
und einen hohen Elastizitätsmodul aufweist.
29. Wärmeisolierende Motorstruktur nach Anspruch 15, wobei
das wärmeisolierende Material ein
hitzebeständiges Material mit hoher Porosität wie Kaliumtitanat-Whisker,
Zirkonerde-Faser usw. ist.
30. Wärmeisolierende Motorstruktur nach Anspruch 15, wobei
der Kolbenmantel eine äußere Umfangs-
fläche aufweist, in der eine Kolbenring-Nut ausgebildet ist, und die mit einer Kolbenbolzen-Bohrung versehen ist,
welche diametral zum Kolbenmantel verläuft.
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