DE3133223A1

DE3133223A1 - Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE3133223A1
Application number: DE19813133223
Authority: DE
Inventors: Jay D. 94901 San Rafael Calif. Rynbrandt
Original assignee: Chevron Research and Technology Co; Chevron Research Co
Current assignee: Chevron USA Inc
Priority date: 1980-08-22
Filing date: 1981-08-21
Publication date: 1982-05-06
Also published as: GB2086470A; ES8205941A1; BR8105356A; IT8123581A0; FR2489416B1; ES504877A0; FR2500002A1; FR2489416A1; CA1200166A; IT1168020B; FR2500002B1; GB2086470B; DE3133223C2

Description

MÜLLER-BORA

PATBNTANWllTE BTTROFKAK PATENT ATTOHSBXB

DR. WOLFGANG MÜLLER-BORE (PATENTANWALTVON 1927-1975) DR. PAUL DEUFEL. DIPL.-CH EM. DR. ALFRED SCHÖN, DIPL.-CHEM. WERNER HERTEL. DIPL.-PHYS.

C 3312 - Hl/Degw.

2* Aüb. 1981

Verbrennungsmotor

Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor bzw. eine Maschine mit interner Verbrennung, sowohl für Funkenzündung. (SI) als auch für Kompressionszündung wie bei Dieselmotoren. Insbesondere befaßt sich die Erfindung mit einer Beschichtung der Innenoberflächen von Verbrennungsmotoren, besonders desjenigen Teils der Oberfläche der Verbrennungskammer, der den Verbrennungsgasen ausgesetzt ist, jedoch vom Kolben nicht überstrichen wird, der Einlaßventile, der dem Brennstoff-Luft-Gemisch ausgesetzten Oberfläche des Ansaugrohres und der den Auspuffgasen ausgesetzten Oberfläche des Auspuffkrümmers.

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Es wurde bereits erkannt, daß der thermische Wirkungsgrad eines Verbrennungsmotors verbessert werden kann, indem die genannten Oberflächen der Verbrennungskammer mit einem thermisch isolierenden überzug versehen werden, um Wärmeverluste an das Kühlmittel während der Kompressions-. und Leistungsabgabezyklen zu vermindern (30% bis 40% der gesamten in einer Verbrennungsmaschinfs erzeugten Wärme werden vollständig an das Kühlmittel- abgegeben). In den US-PS'en 4 074 671 und 3 820 523 sind dünne Keramiküberzüge auf der Oberfläche einer Verbrennungskammer beschrieben, die diesen Zweck haben. Gemäß den US-PS'en 3 911 891 und 3 552 370 sind für. denselben Zweck Schichten aus bestimmten Stoffen aufgebracht.

In den US-PS'en 3 066 663 und 3 019 277 ist die Beschichtung bestimmter Oberflächen.der Verbrennungskammer mit.einer Keramikisolierung geeigneter Dicke und thermischer Leitfähigkeit beschrieben, wobei diese Maßnahme den Zweck hat, die Bildung von Oberflächenzündung

.20 und Klopferscheinungen verursachenden Ablagerungen zu vermeiden, wenn ein phosphorhaltiger Kraftstoff oder ein phosphorhaltiges Schmiermittel in einem Motor mit hoher Kompression verwendet wird.

Es wird angenommen, daß die Ablagerung von Substanzen auf den Oberflächen der Verbrennungskammer bei neuen Motoren mit Funkenzündung und bei Betrieb derselben mit bleiiosem Kraftstoff zu einem höheren Oktanzahlbedarf führt, weil das Kompressionsverhältnis erhöht

30. wird und Wärme an die frische Luft-Kraftstoff-Füllung abgegeben wird. In solchen Fällen kann die Erhöhung des Oktanzahlbedarfs bis zu 6 oder mehr Oktanzahlen betragen. Der "Oktanbedarf" ist der minimale Oktanbedarf, der erforderlich ,ist, um wahrnehmbare Klopferscheinungen zu

vermeiden. Wenn verhindert werden kann, daß der Oktanzahlbedarf erhöht wird, so können höhere Kompressionsverhältnisse Anwendung finden, um einen höheren Wirkungsgrad und/oder die Verwendung von bleilosem Kraftstoff mit niedrigerer Oktanzahl zu erreichen.

Ein thermisch isolierender überzug auf der Kolbenoberseite führt ferner dazu, daß die Wärmebelastung des Kolbens vermindert wird. Dadurch wiederum wird die Bildung von Rückständen in der Ringzone vermindert, wodurch das Festkleben der Ringe vermindert wird.

Durch isolierte Ansaugrohre und Einlaßventile wird die Erwärmung der Luft-Kraftstoff-Füllung bei Maschinen mit Funkenzündung vermindert, so daß der Oktanzahlbedarf vermindert wird, während bei Maschinen mit Kompressionszündung die Erwärmung der Ansaugluft vermindert wird, wodurch der volumetrische Wirkungsgrad dieser Maschinen verbessert wird.

Durch isolierten Auspuffkrümmer wird die Wärmemenge erhöht, die für funken-uund kompressionsgezündete Maschinen mit Turbolader verfügbar ist, wobei ferner die Temperatur der Auspuffgase am Katalysator bei Maschinen mit Funkenzündung erhöht wird.

• Eine Beschichtung der Kolbenoberseite und der Oberflächen der Verbrennungskammer mit einer isolierenden Schicht, die eine geringe Wärmekapazität aufweist, vermindert die Dicke der nichtbrennenden kühlen Schicht .in der Nähe dieser Oberflächen und verbessert das Verhalten hinsichtlich der Verflüchtigung von Kohlenwasserstoffen an diesen Oberflächen während der Verbrennung. Durch diese beiden Vorgänge wird die Verbrennung von Kohlenwasserstoffen ver-

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bessert bzw. die Emission von Kohlenwasserstoffen in den Auspuffgasen vermindert.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verbrennungsmotors, der einen erhöhten Wirkungsgrad aufweist und der insbesondere bei Betrieb mit Funkenzündung mit bleifreiem Kraftstoff geringerer Oktanzahl und ohne Klopferscheinungen betrieben werden kann.

Bei dem erfindungsgemäßen Verbrennungsmotor weist wenigstens ein Teil der Oberfläche der Verbrennungskammer eine thermische Leitfähigkeit kombiniert mit einer thermischen Eindringtiefe auf, durch die erreicht wird,·daß die Temperatur auf dieser Oberfläche während des Verbrennungsvorganges höher ist als die Temperatur, bei der Ablagerungen entstehen, wobei dieser Oberflächenteil eine Wärmemenge speichert, die nicht ausreicht, um die Temperatur der angesaugten Luft-Brennstoff-Füllung ' während des Ansaug- und Kompressionstaktes der Maschine wesentlich zu erhöhen.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht eines Teils eines Verbrennungsmotors mit der erfindungsgemäßen Beschichtung; und

Fig. 2 einen schematischen Querschnitt eines erfindungs-• gemäßen Überzugs, wobei diese Ansicht mit einem Raster-Elektronenmikroskop erhalten wird, nachdem die Beschichtung senkrecht zu .ihrer Oberfläche auseinander gebrochen wurde und in einer Richtung parallel zu ihrer Oberfläche betrachtet wird.

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Die Erfindung ist auf jegliche Art von Verbrennungsmotoren anwendbar, insbesondere Motoren mit interner Verbrennung und hin- und herbewegtem Kolben.' Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der eine Beschichtung aus einem Material, das die·gewünschte thermische Leitfähigkeit und Eindringtiefe hat, auf den Oberflächen einer herkömmlichen Verbrennungskammer 1 und des Ansaugrohres 2 eines Viertaktmotors aufgebracht ist. Ein Kolben 3 und ein Einlaßventil 4 sind ungefähr in der Stellung gezeigt, in der der Einlaßtakt des Kolbens beginnt. Das (nicht gezeigte) Brennstoff-Luft-Gemisch gelant durch das Ansaugrohr 2 an dem geöffneten Einlaßventil 4 vorbei in die Verbrennungskammer 1 , um dort durch eine Zündkerze 5 gezündet werden zu können.

Gemäß der Erfindung ist wenigstens ein Teil einer oder mehrerer Oberflächen der Verbrennungskammer, des Einlaßventils, des Auspuffkrümmers und des Ansaugrohres beschichtet mit einem Material, das die gewünschten thermischen Eigenschaften aufweist, z.B. aus einem thermisch stabilen geschlossenzelligen Harzschaum einer Dicke von etwa 0,02 mm bis etwa 1 mm, vorzugsweise 0,04 bis 0,2 mm. Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform sind beschichtet: wenigstens ein Teil der nichtüberstreiften Oberfläche 6, 8 der Verbrennungskammer, insbesondere der nichtüberstreifte Teil.des Zylinderkopfes 6, die Stirnfläche 7 des Einlaßventils, die Kolbenoberseite 8 (d.h. derjenige Teil, der der Verbrennung ausgesetzt ist), sowie wenigstens ein Teil der Oberfläche 9, 10.des Ansaugrohres, insbesondere die Ansaugkammer 9 und der tulpenförmige Teil des Einlaßventils 10, der hier als Teil der-Oberfläche des Ansaugrohres betrachtet wird.

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Fig. 2 zeigt eine besondere Ausfuhrungsform der beschichteten Oberfläche in einem stark vergrößerten Querschnitt. Diese Pig» 2 ist von der Aufnahme eines Raster-Elektronenmikroskops abgeleitet und stellt 5. einen überzug aus einem geschlossenzelligen Harzschaum dar, der senkrecht zu seiner Oberfläche geschnitten wurde und parallel zu dieser Oberfläche betrachtet wird. In Fig. 2 bilden hohle Mikrokügelchen 11 in einer Harzmatrix 12 einen geschlossenzelligen Schaumüberzug 13 auf der Oberfläche 14. Mit 15 ist das Maß 100 Mikron bezeichnet. Die Mikrokügelchen 11 enthalten ein (nicht gezeigtes) Gas, bei dem es sich um Luft handeln kann.

Das erfindungsgemäß verwendete geschlossenzellige Material hat eine niedrige Wärmekapazität. Es kann während des Herstellungsverfahrens einteilig mit der Verbrennungskammeroberflache ausgebildet werden oder als Oberflächenbeschichtung auf die fertigen ■ Verbrennungskammerteile aufgebracht werden, wie in Fig. 1 dargestellt ist.

Die erforderlichen thermischen Eigenschaften hinsichtlich der Leitfähigkeit und der Wärmekapazität können durch mathematische Modelle für thermisch oszillierende Systeme wie die Verbrennungskammeroberfläche des Verbrennungsmotors beschrieben werden.

Die Anforderungen an die für die Erfindung geeigneten · Stoffe lassen sich ausdrücken als thermisches Eindringvermögen und thermische Leitfähigkeit. Eine Verbrennungskammer mit einer Beschichtung, die ein geringes thermisches Eindringvermögen und eine hohe thermische Leitfähigkeit "aufweist;, gibt weniger Wärme an die frische

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Luft-Kraftstoff-Füllung ab als eine herkömmliche Oberfläche mit Ablagerungen aus bleifreiem oder verbleitem Kraftstoff. Ferner hat sie einen geringeren Oktanbedarf als eine Kammer, in der Ablagerungen gebildet sind. Während wenigstens eines Teils des Verbrennungsvorgangs wird die Oberflächentemperatur der Verbrennungskammer hoch genug, um die Bildung von Ablagerungen zu verhindern. Untersuchungen mittels Computermodellen führen zu der Annahme, daß dünne überzüge in Verbrennungskammern oder Oberflächenbereiche derselben mit geschlossenzelligen Hohlräumen, die ein großes Volumen haben, hinsichtlich der wiederabgegebenen Wärme sich ähnlich verhalten wie eine saubere Verbrennungskammer aus Metall, jedoch während der Verbrennung eine ausreichend hohe Oberflächentemperatur erreichen, um die Bildung von Ablagerungen zu verhindern. Die Verminderung der wiederabgegebenen Wärmemenge wird bei Computermodellen beobachtet, wenn das thermische Eindringvermögen reduziert und die Wärme-. leitung erhöht wird. Wenn das thermische Eindringvermögen vermindert und gleichzeitig die thermische Leitfähigkeit erhöht wird, so ist dies günstiger, als wenn die beiden Eigenschaften getrennt verändert werden. Es gibt keine untere Grenze für die günstigen Auswirkungen des thermischen Eindringvermögens. Die obere Grenze für die Nützlichkeit der thermischen Leitfähigkeit ist derjenige Punkt, wo die Oberfläche während der Verbrennung nicht mehr warm genug wird, um die Bildung von Ablagerungen zu verhindern, welche dazu fiihren, daß der durch die Beschichtung erreichte Vorteil hinsichtlich des Oktanbedarfs verloren geht. Diese obere Grenze liegt für höhere Werte des thermischen Eindringvermögens niedriger. Das thermische Eindringvermögen ist definiert als ■·>. V K(JC\ worin K die thermische Leitfähigkeit, ^ die Dichte und C die Wärmekapazität ist. Die thermische Leitfähigkeit

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ist definiert als K/d, worin d die Dicke ist. Die erfindungsgemäß verwendeten geschlossenzelligen Stoffe haben ein thermisches Eindringvermögen von weniger als etwa 600 J/m²"Ksec^ und eine thermische Leitfähigkeit von wenigstens etwa 2000 J/m^2OKsec. Die geeigneten Stoffe haben ein Produkt aus dem thermischen Eindringvermögen und der thermischen Leitfähigkeit von weniger als etwa 3 χ 10 J²/m ⁰K²see . Zusätzlich sollte die Wärmespeicherung der Oberfläche nicht ausreichen, um die Temperatur der angesaugten Luft-Brennstoff-Füllung um mehr als etwa 33° C oberhalb der Temperaturzunähme eines sauberen Motors anzuheben. Bevorzugte Beschichtungsstoffe, z.B. geschlossenzellige Polyimid-Harzschäume, die Ruß und Mikrokügelchen enthalten _r haben ein thermisches Eindringvermögen von etwa 380 J/m^2oKsec und eine thermische Leitfähigkeit von 3000 J/m^2OKsec.

Das Material kann irgendein anorganischer oder organischer ■ Feststoff, oder ein aus diesen abgeleiteter Stoff sein, der ein ausreichend großes.Hohlraumvolumen aufweist, damit die genannten Parameter erfüllt sind. Geeigente organische Stoffe sind Hochtemperatur-Polyimidharze und Harzschäume, die Hohlkügelchen enthalten. Geeignete anorganische Stoffe sind z.B. Oxide, Nitride und Karbide von Si, Ti, Cr, Ta, Nb, Zn und dergleichen, die durch Einarbeitung eines ausreichenden Hohlraumvolumens in Form von Mikrokügelchen, Blähmitteln _r Gasen oder dergleichen modifiziert sind, um die genannten Parameter hinsichtlich der thermischen Leitfähigkeit und des thermischen Eindring- ■ Vermögens aufzuweisen. Die thermischen Eigenschaften eines Schaumes mit einem gegebenen Volumen (NV), das nicht hohl ist, können aus den folgenden Beziehungen abgeschätzt werden:

Kr-K_g * NV/(2 - NV) ^{1 1}S

^C=Cs

worin der Index s die thermischen Eigenschaften des Feststoffes bezeichnet.

Ein gewünschter Wert für NV kann leicht bestimmt werden, indem die Ausdrücke für K,f und C für Schaum in die Formel für das thermische Eindringvermögen eingesetzt werdaiund der Wert von NV abgeglichen wird, bis der gewünschte Wert für das thermische Eindringvermögen erreicht ist. Die Dicke d des Überzugs kann so eingestellt werden, daß die thermische Leitfähigkeit innerhalb der gewünschten Grenzen liegt. Z.B. hat Siliciumnitrit einen Wert K von 18 W/m°K, einen Wert f von 3240 Kg/m³ und einen Wert C von 1060 J/Kg°K. Ein Schaum aus Siliciumnitrit mit NV = 0,08 ergibt einen geschätzten Wert K von 0,75 W/m°K sowie ein geschätztes thermisches Eindringvermögen von 454 J/m² °Ksec Ein 0,2 mm dicker überzug aus diesem Schaum hat eine thermische Leitfähigkeit von 3750 W/m²⁰K.

Die modifizierten anorganischen Gemische können gebildet werden, indem organische oder anorganische Mikrokügelchen mit dem anorganischen Material gemischt werden und das Material im erhitzten Zustand gepreßt bzw. gesintert wird, um einen festen Stoff, zu erhalten, oder durch Anwendung ähnlicher bekannter Verfahren. 30

Die Oberflächenbeschichtung bewirkt in der Verbrennungskammer das Verhindern von Wärmeverlusten, Verhindern des Festsetzens von Rückständen, die eine höhere Wärmekapazität als der überzug aufweisen, und eine Ver-

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besserung der Verbrennung von Kohlenwasserstoffen in deren kühle Zone angrenzend an die Oberfläche der Beschichtung. In dem Ansaugrohr, einschließlich des tulpenförmigen Teils des Einlaßventils, verhindert sie eine übermäßige Erwärmung der Kraftstoff-Luft-Füllung (eine Erwärmung, die stärker ist als die für die Vernebelung erforderlich^). Im Inneren der Verbrennungskammer werden Substanzen, die zu Ablagerungen führen können, durch die hohe Temperatur an der freien Oberfläche des Überzugs während des Leistungszyklus verflüchtigt. Hohe Oberflächentemperaturen der Beschichtung werden erreicht, indem ein Beschichtungsmaterial· ausgewählt wird, das eine geringe Wärmekapazität aufweist.

Die erfindungsgemäße Beschichtung ist anwendbar auf Verbrennungsmotoren mit Funkzündung und Kompressionszündung, z.B. Zwei- oder Viortaktmotoron sowie Rotationskolbenmotoren, .die allgemein als "Wankelmotoren" bezeichnet werden. Die Oberflächen, die in Verbrennungsmotoren beschichtet werden können, sind wenigstens ein Teil der. Oberfläche der Verbrennungskammer, nämlich die nicht überstreifte Oberfläche, die mit den Verbrennungsgasen in Berührung ist und wozu auch die Oberseite des Kolbens gehört, (d.h. der der Verbrennung ausgesetzte Teil), die Ventilfläche und der Zylinderkopf; ferner/oder die Oberfläche des Ansaugrohres bzw. Ansaugkrümmers, nämlich die Oberfläche, welche mit der angesaugten Kraftstoff-Luft-Füllung zwischen dem Vergaser und der Verbrennungskammer in Berührung gelangt, wozu auch das tulpenförmige Einlaßventil gehört. Die Beschichtung wird durch irgendein geeignetes Verfahren aufgebracht, um eine im wesentlichen gleichmäßige Schicht zu bilden, die auf der Oberfläche bzw. einer geeignet vorbereiteten Oberfläche an-

haftet, und zwar mit einer Dicke' von 0,02 mm bis 1 mm, vorzugsweise etwa 0,03 mm bis 0,4 nun für die Flächen, die der Verbrennung ausgesetzt sind. Die thermischen Eigenschaften der Beschichtung sind derart, daß sie dauerhaft ist, eine geringe Wärmekapazität aufweist und ferner für die Maschine ungefährlich ist und eine hohe thermische Stabilität aufweist.

Wenigstens ein Teil einiger der genannten Oberflächen sind mit dem organischen oder anorganischen Harzschaum beschichtet. Vorzugsweise wird ein Teil der Verbrennungskammer beschichtet, insbesondere der Zylinderkopf, der in Berührung mit den Verbrennungsgasen ist. Die Kolben-Oberseite (d.h. die Verbrennungsseite des Kolbens) ist ebenfalls vorzugsweise beschichtet. Die Oberfläche des Ansaugrohres bzw. Ansaugkrümmers, die mit dem angesaugten Brennstoff-Luft-Gemisch zwischen dem Vergaser und der Verbrennungskammer in Berührung ist, kann ebenfalls mit Harzschaum beschichtet werden, vorzugsweise diejenigen Teile dieser Oberfläche, die aufgrund ihrer Nähe an der Verbrennungskammer die höchsten Temperaturen aufweisen, insbesondere der tulpenförmige Teil des Einlaßventils. Die Oberflächen der Verbrennungskammer und/oder des Ansaugrohres sind wenigstens teilweise in der genannten Weise beschichtet, jedoch aus verschiedenen Gründen. Während die Verbrennungskammer beschichtet ist, um eine bessere Annäherung des Motorbetriebs an den adiabatischen Zustand erreichen, d.h. eine Verminderung der Wärmeverluste an das Kühlmittel am Ende des Kompressionshubes und während des Leistungsabgabehubs, und um Ablagerungen zu vermindern, hat die Beschichtung des Ansaugrohres die Aufgabe, eine übermäßige Erwärmung der Brennstoff-Luft-Füllung, die über diejenige hinausgeht, die zur Vernebelung

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des Gemisches erforderlich ist, zu verhindern und die Ablagerung von Rückständen am tulpenförmigen Teil des Einlaßventils zu vermindern. Die Beschichtung des Ansaugrohres ist insbesondere bei Vergasermotoren anwendbar, im Gegensatz zu Motoren mit direkter Kraftstoffeinspritzung.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist wenigstens ein Teil der Oberfläche der: Auslaßöffnung mit dem Harzschaum beschichtet, um die Auspuffgase zu isolieren und auf diese Weise die Abgastemperatur zu erhöhen, was günstig ist bei Verwendung eines Turboladers oder im Hinblick auf die Verminderung der Schadstoffemission mittels eines Katalysators.

Die erfindungsgemäße thermisch stabile Harzschaumbeschichtung ist selbst bei den hohen Arbeitstemperatüren, denen sie bei Verbrennungsmotoren ausgesetzt ist (nämlich etwa 400° C) oxidations- und zersetzungsbeständig. Sie verdankt diese Eigenschaften sowohl den Stoffen, aus denen sie gebildet ist, als auch der Art ihres Aufbaus. Die Beschichtung besteht aus einer großen Anzahl .von Hohlräumen, die in eine Harzmatrix eingebettet sind. Insbesondere nehmen die Hohlräume etwa 40% oder mehr des

'25 Volumens der Beschichtung ein. Die Beschichtung wird zutreffend als "Schaum" bezeichnet, da in ihr eine große Anzahl von Hohlräumen (nämlich gashaltige Zellen) enthalten ist. Die Hohlräume sind im wesentlichen dicht abgeschlossen, da der Schaum geschlossenzellig ist, so daß der Druck im Inneren einer gegebenen geschlossenen Zelle·im Verlauf der Druckzyklen des Motors keinen Schwankungen unterworfen ist. Ein relativ einfaches Verfahren zur Herstellung eines Überzugs aus geschlossenzelligem Schaum gemäß der Erfindung besteht darin, daß

eine große Anzahl von vorgeformten Hohlkügelchen, im folgenden als Mikrokügelchen bezeichnet, in einer Harzmatrix eingebettet wird, was als "syntaktischer Scharm" bezeichnet wird (vgl. Modern Plastics Encyclopedia 1978-79, McGraw-Hill, Seite 145). Die Mikrokügelchen werden in die Harzlösung eingemischt, die später an der Oberfläche zu einer starren Matrix gehärtet wird. Im Handel erhältliche Mikrokügelchen können aus verschiedenen Stoffen gebildet sein; bei den erfindungsgemäßen Beschichtungen werden sowohl anorganische Mikrokügelchen aus Glas, Keramik und Quarz als auch bestimmte Mikrokügelchen aus Plastikmaterial verwendet, und z.B. solche aus Phenol-Formaldehyd-Plastik. Die Mikrokügelchen haben einen mittleren Durchmesser von etwa 0,01 mm bis 0,2 mm und nehmen etwa 40% bis etwa 80% Volumenprozent,vorzugsweise etwa 50% bis etwa 65%»des gehärteten Schaums ein. Mikrokügelchen aus organischem Material haben vorzugsweise einen mittleren Durchmesser von 0,01 mm bis 0,1 mm und nehmen vorzugsweise ein Volumen von etwa 50 bis etwa 70 Volumenprozent des gehärteten Schaums ein. Die Mikrokügelchen aus Plastikmaterial werden nach der Druckbeständigkext sor- ~ tiert .., indem sie mit etwa 2750 Kilopascal in einer Flüssigkeit unter Druck gesetzt werden, mit anschließender Flotation des gewünschten Bruchteils. Anorganische Mikrokügelchen werden verwendet, um die Festigkeit zu erhöhen und zusätzlich das Hohlraumvolumen des geschlossenzelligen Schaums zu vergrößern. Die anorganischen Mikrokügelchen nehmen ein Volumen von etwa 40 - 70% des gehärteten Schaumes ein. Die Mikrokügelchen werden vor der Flotation mit etwa 1200 Kilopascal unter Druck gesetzt.

Das bei der erfindungsgemäßen Beschichtung verwendete Harz-Matrixmaterial ist irgendein Harz, das zu einer

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s.tarren Matrix aushärtet und die oben erwähnten Eigenschaften der Dauerhaftigkeit und thermischen Stabilität aufweist. Harzverbindungen, die Harz, Kohlenstoff und/oder Siliciumoxyd enthalten, werden bevorzugt. Viele solcher Harze sind Hochtemperaturpolymere, die aromatische Ringe enthalten (Advances in Macromolecular Chemistry, Vol. 2, Academic Press, New York, 1970, Seiten 175-236, M.M. . Koton), fluorierte Polymere oder Organosiliconpolymere. Beispiele sind: Polyaromaten, Polyphenylenoxyd, aromatische Polyester, Polyamide, Polyanhydride und Polyharnstoffe mit Schmelzpunkten, die höher sind als 300° C. Vorzugsweise ist das Harz ein wärmehärtendes odar thermoplastisches Polyimid- oder Polyamidharz, z.B. aromatische Polymere, die aushärten, indem sie die Polyamid-Imide bilden, vgl. US-PS 3 190 856, z.B. Trimellitsäure-Anhydrid-Polymere und aromatische Diamine, die in den US-PS'en 4 136 085 und 3 347 808 beschrieben sind. Polyimidharze sind in großem Umfang verfügbar (Modern Plastics Encyclopaedia 1979-80, McGraw-Hill, Seiten 76-78). Wärmehärtende Polyimide zeigen unterhalb ihrer thermischen Zersetzungstemperatur, die bis zu 260° C und höher sein kann, keinen deutlichen Erweichungspunkt. Thermoplastisches Polyimid hat einen Schmelzpunkt von etwa 310-365° C. Polyimide werden im allgemeinen erzeugt durch Reaktion von Anhydriden oder Dianhydriden mit Di(prim.)Aminen (vgl. Polyimides a New Class of Thermally Stable Polymers, Technomic Publ. Co., Stamford, Conn,, 1970, N.A. Adrova et al.), z.B. die Reaktion von

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Worin -X- und -Y- ausgewählt sind aus -C(CF-)_, -0-, -C-, usw,

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Harzmatrix ein Gemisch aus Polyimid und Ruß oder Graphit, das vorzugsweise ferner amorphes abgerauchtes Siliciumdioxyd (fumed silica) enthält. Vorzugsweise wird Ruß mit hoher Dichte und geringem Verhältnis der Oberfläche zum Volumen verwendet. Derartige Zusammensetzungen sind ^von ihrer Struktur her steifer und hitzebeständiger, und zwar infsofern, als sie ihre Form- und Dauerhaftigkeit selbst oberhalb des Erweichungspunktes des Harzes behalten. Ein bevorzugtes Harz-Matrix-Gemisch enthält etwa 30 Gewichtsprozent Polyimidharz, 70-15 Gewichtsprozent Ruß und 0-7 Gewichtsprozent abgerauchtes Siliciumdioxyd, insbesondere etwa 35 - 50 Gewichtsprozent Polyimid, etwa 65 - 50 Gewichtsprozent Ruß und 0 - 4 Gewichtsprozent abgerauchtes Siliciumdioxyd.

Die Schaumbeschichtung kann auf der Metalloberfläche gebildet werden (in bestimmten Fällen können anstelle von Metalloberflächen auch Kunststoffoberflächen vorgesehen sein, wenn der Verbrennungsmotor teilweise aus Plastikteilen aufgebaut ist), indem Polyimid mit einem Lösungsmittel (z.B. 1-Met.hyl-2-Pyrolidon) und gegebenenfalls mit einem Verdünner wie p-Xylol, einem Füllstoff wie Ruß, Graphit und/oder abgerauchtem Siliciumdioxyd und/oder Borpulver sowie Mikrokügelchen vermischt wird. Dieses flüssige Gemisch wird auf der sauberen Oberfläche, die vorgewärmt werden kann, bis zu der gewünschten Dicke

aufgeschichtet oder aufgesprüht. Verdünner und Lösungsmittel werden sorgfältig aus der Beschichtung entfernt, um das Auftreten von Lösungsmittelgradienten In der Beschichtung gering zu halten bzw. zu verhindern. Der überzug wird dann durch Erhitzen von etwa 140⁰C auf etwa 260°-370° C während 8-24 Stunden gehärtet. Die maximal mögliche Härtungstemperatur hängt von der Art der Mikrokügelchen ab, da die Phenol-Mikrokügelchen bei der höchsten Temperatur geschwächt werden. Die Beschichtung erfolgt auf der Oberfläche mit der Dicke, die für Dauerbetrieb in dem Motor angestrebt wird. Die Be-r schichtung muß zwar nicht ablatierend sein, wenn sie zu dick ist, kann sie jedoch bis zu einer günstigeren Dicke im Bereich von etwa 0,04-0,2 mm an der Verbrennung ausgesetzten Oberflächen abgetragen werden.

Es werden nun verschiedene Ausführungsbeispiele im einzelnen erläutert.

Beispiel 1

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Oberfläche der Verbrennungskammer in einem CFR-L-Zylinderkopf (Ein Zylindermotor mit Funkenzündung und 611,3 cm³ Hubraum sowie Kompression 7,0:1) mit einem Gemisch beschichtet, das durch Mischen von 1 Volumenteil Amid-Imid-Polymer vom Typ Amoco AI-10 (ein Kondensationspolymer, das aromatische Imidbrücken enthält und aus Trimellitsäureanhydrid und Diamin gebildet ist), 31Volumenteile N-Methyl-2-pyrrolidon (NMP) und 1 Volumenteil Ruß vom Typ Cabot Sterling MG (medium thermal) in einem Hochgeschwindigkeitsmischer bis zur Herbeiführung einer glatten Konsistenz hergestellt wurde» 3 Trockenvolumina Mikrokügelchen

vom Typ Union Carbide BJO-O930 (Phenolharz) wurden hinzugefügt und eingerührt, bis eine glatte Konsistenz erreicht wurde. Das Gemisch wurde auf die Verbrennungsoberfläche aufgestrichen, mit Heißluft bis zum Härten erhitzt, dann über Nacht bei 60° C getrocknet und bei 200, 230, 260, 290 und 315° C jeweils 2 Stunden gehärtet. Diese Beschichtung zeigte am Ende eines über 65 Stunden dauernden Tests mit der oben genannten Maschine und bei Betrieb mit bleifreiem Benzin (Alkylat) bei 1200 U/min, 0,00533 bar Saugvakuum und 1,5% CO-Emission bei 20° Frühzündung keinerlei Beschädigungserscheinungen.

Beispiel 2

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird eine andere Verbrennungskammer des CFR-L-Zylinderkopfes mit einem Gemisch beschichtet, das zubereitet wird durch Mischen von 24 g Polyimid vom Typ Monsanto Skybond 700, ein bei Wärme reagierendes aromatisches Harz, das thermisch zu einem vernetzten Polyimid gehärtet wird, 24 g Ruß vom Typ Cities Service Columbian. Raven MT (medium thermal), 12 g N-Methy1-2-pyrrolidon und 10 g p-Xylol in einem Hochgeschwindigkeitsmischer. 70 ecm Mikrokügelchen vom Typ Union Carbide BJO-0840 (Phenylharz) wurden zu 62 g des oben genannten Gemisches gemeinsam mit 5 g p-Xylol-Verdünner hinzugefügt. Die Mikrokügelchen wurden hergestellt durch Unterdrucksetzen derselben bei 20,68 bar (300 psi) in Isooctan und Beseitigung des unzerquetschten Bruchteils durch Flotation. Der verdünnte überzug wurde auf den auf 50° C vorerhitzten Zylinderkopf mittels einer Sprühdüse aufgesprüht, über Nacht an der Luft getrocknet, um den größten Teil des Lösungsmittels zu entfernen, dann im Ofen bei 50, 75,

100 und 180° C während jeweils 2 Stunden getrocknet und anschließend während jeweils 2 Stunden bei 200, 220, 240 und 260° C gehärtet. Dieser Überaug zeigte am Ende eines 100 Stunden dauernden Tests mit der oben genannten CFR-Maschine unter den Bedingungen des Beispiels 1 keine Anzeichen von Beschädigung.

Beispiel 3

Die Verbrennungskammer eines CFR-L-Zylinderkopfes wurde beschichtet mit einem Gemisch, das zubereitet wurde durch Vermischen von 25 g eines bei Wärme reagierenden aromatischen Harzsystems vom Typ Monsanto Skybond 700, das zu einem vernetzten Polyimid thermisch aushärten kann, 13g NMP, 15 g Ruß vom Typ Cities Service Columbian Raven MT in Form von Kügelchen, und zwar in einem Hochgeschwindigkeitsmischer bis zum Erreichen einer glatten Konsistenz. 2,6 g Mikrokügelchen vom Typ Union Carbide BJO 0 930, die durch Ausscheiden der schwimmenden Anteile in einer nach unten strömenden Äthanolsäule klassifiziert wurden, wurden zu 41 g des Polyimid-Ruß-Matrixgemisches hinzugefügt. Nach dem Trocknen wurde dieser überzug in der selben Weise wie bei Beispiel 2 gehärtet. Am Ende eines 65 Stunden dauernden Motortests mit der CFR-Maschine bei Betrieb mit bleifreiem Benzin und unter den Testbedingungen von Beispiel 1 zeigte dieser Überzug praktisch keinerlei Veränderung. Es wurde gefunden, daß die mit dem tlberzug versehene Maschine bei 30° Frühzündung nur einen Mehrbedarf von 2,3 Oktan aufweist, im Gegensatz zu 6,3 Oktan bei Betrieb desselben Zylinderkopfes ohne den Überzug.

95% Reinheitsgrad und einer Gradation von 0,3 bis 1,5 μ vom Typ Atomergic Chemetals, sowie 10g korosionsbeständiger Ruß, Typ Nr. 907 (medium thermal) von .Cancarb Limited.¹ Nach dem Mahlen werden 9,7 g unlösliche Glasmikrokugelchen von Emerson and Cumings FTD 20 2 hinzugefügt. Die Mikrokügelchen wurden zuvor sortiert durch Ausüben von 14000 Kilopascal Druck unter Wasser und Auffangen des schwimmenden Bruchteils. Der Zylinderkopf wird vor dem Aufsprühen auf 70° C vorerwärmt. Der besprühte Zylinderkopf wird dann in einem programmierten Ofen ausgehärtet, der in 12 Minuten von 90° C auf 155° C, in 2 Stunden von 155° C auf 200° C und in 13 Stunden von 200° C auf 350° C erhitzt wird. Ein mit dem so beschichteten Zylinderkopf ausgerüsteter Motor lief während 20 Stunden mit Alkylat-Brennstoff bei einem Anlaufdruck von 0,068 bar. Am Ende des Motortests war die Beschichtung praktisch intakt, mit Ausnahme eines kleinen Bereichs zwischen dem Zylinder und den Ventilen, wo'.hohe Gasgeschwindigkeiten auftreten. Zufällig freiliegende Mikrokügelchen zeigten Erscheinungen des thermischen Zusammenbruchs an ihrer freiliegenden Seite. Die mittlere Dicke der Beschichtung bei Testbeginn betrug 84,8 μπι und 77,2 μπι bei Testende.

Beispiel 6

Bei diesem Beispiel wurde derselbe Motor unter denselben Bedingungen wie bei Beispiel 5 verwendet. Die Matrix zum Halten der Mikrokügelchen wurde in einer Kugelmühle folgendermaßen zubereitet: 21,3 g Monsanto Skybond 705, 31,2 g Monsanto Skybond 700, 10,9 g korosionsbeständiger Ruß Nr. 907 medium von Cancarb Limited sowie 21,3 g N-Methyl-2-pyrrolidon. 60 g einer solchen Matrix wurden kombiniert mit 13,8 g keramischen Mikrokügelchen von

Beispiel 4

Eine Verbrennungskammer in einem CFR-L-Zylinderkopf wird durch Aufsprühen mit einem Gemisch beschichtet, das hergestellt wird durch Vermischen von 24 g Monsanto Skybond 70, 24 g Ruß vom Typ Cancarb grade N-907,'24 g eines Gemisches aus 26,5% NMP und 73,5% p-Xylol, und zwar in einem Hochgeschwindigkeitsmischer. 70 ecm ber>. handelter Mikrokügelchen vom Typ Union Carbide BJO-0840 werden zu 64 g des oben genannten Gemisches gemeinsam mit 6 g des erwähnten NMP-p-Xylol-Gemisches hinzugefügt. Die Mikrokügelchen wurden behandelt durch Erhitzen auf 170° C während 2 Stunden bei einem Überdruck von 3330 Pa und mit einer geringen N_-Spülung, mit anschließendem Unterdrucksetzen der Mikrokügelchen bei 27,58 bar (400 psi) in Isooctan, Beseitigen des nicht-zermalmten Bruchteils durch Flotation und Trocknen des rückständigen Isooctans. Das am Ende erhaltene Gemisch wird mittels Luft bis zu einer gehärteten Dicke von 0,127 mm aufgesprüht. Der überzug trocknet dann über Nacht an der Luft und wird dann im Ofen getrocknet und gehärtet bei 50, 80, 120, 150, 180, 200, 220 und 240° C während jeweils 2 Stunden. Nach 100 Stunden Betriebsdauer eines Motors mit bleifreiem Kraftstoff und unter den Testbedingungen des Beispiels 1 war der Überzug unverändert.·

Beispiel 5

Bei diesem Beispiel wird der CFR-L-Zylinderkopf auf ein Kompressionsverhältnis von 9,5 geschliffen, bevor die Beschichtung aufgebracht wird. Das Beschichtungsgemisch wurde in einer Kugelmühle zubereitet: 31 g Monsanto Skybond 700 _r 23 g Monsanto Skybond 705, 21 g N-Me thy1-2-pyrrolidon, 1,2 g amorphes Borpulver mit

Emerson and Cumings vom Typ FA-A, die durchgesiebt wurden, um Mikrokügelchen zu entfernen, die größer sind als einem Sieb der Maschenweite 0,088 mm entspricht (170iger Sieb), mit anschließendem Unterdrucksetzen unter Wasser bei 15000 Kilopascal, um schwächere Kügelchen zu entfernen. Der Überzug wurde in derselben Weise wie bei Beispiel 5 aufgesprüht und gehärtet. Dieser Überzug blieb während des .20 stündigen Tests mit Alkylat-Brennstoff intakt, wobei eine gewisse Beschädigung des Überzugs zwischen den Ventilflächen und der Hündkerze auftrat. Während dieses Motorlaufs änderte sich die mittlere Dicke von 102 μπι bei Testbeginn auf 89 μπι bei Testende. Der verwendete Überzug wurde während weiterer 20 Stunden betrieben,·und zwar mit einem zu Ablagerungen neigenden Gemisch aus unverbleitem Benzin mit 25% einer hinzugefügten schweren FFC-Komponente. Durch den Überzug wurde der Zylinderkopf praktisch von Ablagerungen freigehalten. Etwa die Hälfte der Oberfläche behielt eine weiße Farbe aufgrund des Zinks im Schmieröl. Nur eine geringe Fläche über dem Einlaßventil erschien matt aufgrund von schwachen Ablagerungen. (Die Mikrokügelchen waren darunter, noch deutlich sichtbar.) Normalerweise führt ein solcher Brennstoff zu starken schwarzen Ablagerungen am großton Teil des Zylinderkopfes.

Beispiel 7

Die Zylinderköpfe eines Vierzylindermotors mit obenliegender Nockenwelle und einem Hubraum von 2,3 1 aus der Serienfertigung wurden durch· Besprühen mit einem • Gemisch beschichtet, das hergestellt wurde durch Mischen von 32,4 g Monsanto Skybond 700, 17,5 g Monsanto Skybond 705, 9,5 g Cancarb Nr. 907, ein Erzeugnis der Cancarb Ltd.,

I J

wärmebeständiger Ruß und 22,2 g N-Methyl-2-pyrrolidon_r NMP, wobei die Herstellung in einer Kugelmühle erfolgte; dann wurden 70,4 g dieses Gemisches zu 8/2 g Glasmikrokügelchen vom Typ FTF 15 von Emerson and Cumings hinzugefügt, wobei diese Kügelchen unter Druck in Wasser bei 21000 Kilopascal ausgesucht wurden. Der Zylinderkopf wurde dann gemäß Beispiel 5 gehärtet. Eine solche Maschine wurde dann während 230 Stunden in einen . gemischten Autobahn-Stadtzyklus bei einer mittleren Geschwindigkeit von 46,4 km/h betrieben. Am Ende dieses Tests hatten die beschichteten Zylinderköpfe einen mittleren ORI-Wert von 3,4, im Vergleich zu einem mittleren ORI-Wert 4,6 bei unbeschichteten Bylinderköpfen. Dies bedeutet eine Verminderung von 1,2 Oktanzahlen für die beschichteten Zylinderkopfe.

Zwei Muster der Beschichtung nach diesem-Beispiel hatten eine Wärmeleitfähigkeit von 0,171 bzw. 0/118 J/iti°Ksec, eine Dichte von 9.48 Kg/m³ und eine geschätzte Wärmekapazität von 1130 J/Kg°K. Ihre Werte für fipC¹ sind also 428 bzw. 356 J/m²°Ksec \ Die Dicken dieser Muster betrugen 40 χ 10 m bzw. 50 χ 10 m, was Werte K/d von 4275 bzw. 2360 J/m^2oKsec ergibt. Das Rrodukt aus thermischem Eindringvermögen und thermischer Leitfähigkeit beträgt 1,83 χ 10⁶ bzw. 8,4 χ 10⁵ J²/m⁴⁰K²sec .

Zum Vergleich gilt für eine Verbrennungskammer mit Ablagerungen durch unverbleites Benzin eine thermische Leitfähigkeit von 0,25, eine Dichte von 1520 Kg/ m³ und eine Wärmekapazität von 1670, was zu einem Wert von HKpC von 797 J/m²°Ksec führt. Diese Ablagerung hat eine Dicke von 35 χ 10 m (wenngleich Ablagerungen mit einer Dicke von mehr als 100 χ 10 m üblich sind), so daß der Wert K/d 7143 J/m^2OKsec beträgt.

Claims

Patentansprüche

Verbrennungsmotor mit interner Verbrennung, dessen Verbrennungskammer eine der Verbrennung ausgesetzte Oberfläche aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil dieser Oberfläche ein thermisches Eindringvermögen und kombiniert damit eine Wärmekapazität aufweist, die es gestatten, daß die Temperatur dieser Oberfläche während des Verbrennungsvorganges höher ist als die Temperatur, bei der sich Ablagerungen bilden, und daß diese Oberfläche eine Wärme speichert, die nicht ausreicht, um die Temperatur der ankommenden Luft-Brennstof fr-Füllung während der Ansaug-und Kompress ions takte wesentlich zu erhöhen.
2. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Oberfläche

ein thermisches Eindringvermögen\[K|fC aufweist, das ^M-

kleiner ist als etwa 600 J/m² °Ksec ^^-und eine ther- ; ■

mische Leitfähigkeit K/d von wenigstens etwa 2000 J/m^2OKsec aufweist.
3. Verbrennungsmotor nach Anspruch 2,dadurch gekennzeichnet , daß das Produkt aus dem thermischen Eindringvermögen und der thermischen

Leitfähigkeit kleiner ist als etwa 3 χ 10⁶J²/m⁴°K²secX
4. Verbrennungsmotor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche aus einem thermisch stabilen Harzschaum gebildet ist.
5. Verbrennungsmotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Harzschaum ein ^

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fsynLhkt.j richer Schnuni i
6. Verbrennungsmotor nach Anspruch 5/ dadurch gekennzeichnet , daß der Harzschaum hohle Mikrokügelchen in einer Harzmatrix umfaßt.
7. Verbrennungsmotor nach Anspruch 6> d a· d u r c h gekennzeichnet , daß die Mikrokügelchen anorganische Mikrokügelchen sind.

.
8. Verbrennungsmotor nach Anspruch 7 _r dadurch gekennzeichnet , daß die Mikrokügelchen aus Glas, Quarz oder 'einem Gemisch daraus gebildet sind.
9. Verbrennungsmotor nach Anspruch 8/ dadurch ■gekennzeichnet, daß die Mikrokügelchen

ein Volumen von etwa 40-70% des gehärteten - Schaumes einnehmen. . .
20
10. Verbrennungsmotor nach Anpruch 6, dadurch gekennzeichnet., daß der Harzschaum Plastikmikrokügelchen in einer Harzmatrix umfaßt.
'25 11. Verbrennungsmotor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß die Plastikmikrokügelchen aus Phenol-Formaldehydplastik gebildet sind.
12. Verbrennungsmotor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß die Plastikmikrokügelchen einen mittleren Durchmesser von etwa 0,01 bis" 0,1 mm haben undin donSchaum etwa 50 bis etwa 70 Volumenprozent einnehmen.
13. Verbrennungsmotor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß die Harzmatrix ein Polyimidharz umfaßt.
14. Verbrennungsmotor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß die Harzmatrix ein Gemisch aus Polyimidharz und Kohlenstoff ist.
15. Verbrennungsmotor nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Harzmatrix ein Gemisch aus Polyimidharz, Kohlenstoff, Siliciumoxyd, ZnO, B und Al ist.
16. Verbrennungsmotor nach Anspruch· 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Harz 30-85

Gewichtsprozent Polyimidharz, etwa 70-15 Gewichtsprozent Ruß und etwa 50-80 Volumenprozent - auf den gehärteten Schaum bezogen - hohle Mikrokügelchen umfaßt.
20
17. Verbrennungsmotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Schaum ein isolierender Keramikschaum ist.
18. Verbrennungsmotor nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet , daß der isolierende Keramikschaum ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus den Oxyden, Nitriden und Carbiden von Si, Ti, Cr, Ta, Nb und Zn besteht, wobei dieser Schaum ferner hohle Mikrokügelchen enthält.
19. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 2-18, dadurch .gekennzeichnet, daß die Oberfläche aus einem Material ist, das eine ylelchförmigQ Oborf 1 ücho aufwehst., und dnß· cjfui

Material ein ausreichendes Hohlvolumen im Inneren aufweist, damit das thermische Eindringvermögen \[Kf"c? geringer ist als etwa 600 J/M²⁰Ksec*, die thermische Leitfähigkeit K/d größer ist als etwa 2000 J/m² °Ksec und das Produkt aus der thermischen Leitfähigkeit und dem thermischen Eindringvermögen kleiner ist als etwa 3 χ TO⁶J²/m⁴⁰K²see*.
20. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, 2 oder 4, d a durch gekennzeichnet/ daß die Oberfläche aus einem Überzug gebildet ist, der auf die Innenoberfläche der Verbrennungskammer aufgebracht ist.
21. Verfahren zum Verhindern einer Zunahme des Oktanbedarfs bei einem Verbrennungsmotor mit einer Verbrennungskammer, die den Verbrennungsgasen ausgesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil dieser den Verbrennungsgasen ausgesetzten Oberfläche aus einem Material gebildet wird, das eine thermische Leitfähigkeit und kombiniert damit ein thermisches Eindringvermögen aufweist, die es ermöglichen, daß die Temperatur dieser Oberfläche während des Verbrennungsvorganges höher ist als die Temperatur, bei der sich Ablagerungen bilden, wobei die Oberfläche nicht genügend Wärme speichert, um die Temperatur der ankommenden Luft-Brennstoff-Füllung während . der Ansaug— und Kornpress ions takte wesentlich zu erhöhen.
22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gek.en nzeichnet, daß das Material ein thermisches Ein-

I— 1 -Jf

dringvermögen UK*» C von weniger als etwa 600 J/m^2OKsec

und eine thermische Leitfähigkeit K/d von mehr als etwa 2000 J/m²°Ksec aufweist.
23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch g ekennzeichnet, daß das Produkt aus thermischer Leitfähigkeit und thermischem Eindringvermögen kleiner ist als' etwa 3 χ 10 J²/ m⁴°K²sec .
24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet , daß das Material ein thermisch stabiler Harzschaum ist.
25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaum ein syntaktischer Schaum ist.
26. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet , daß das Material ein *

Keramikmaterial mit gleichförmiger Oberfläche

ist, daß ein Modifiziermittel enthält/ welches ^l

Hohlräume in diesem Keramikmaterial entstehen läßt.
27. Verfahren nach Anspruch 22, d a d u r ci;h g ekennzeichnet, daß die Oberfläche durch Aufsprühen des Materials auf deren Verbrennungskammer gebildet wird.
28. Verfahren nach Anspruch 26,dadurch ge-

kennzeichnet, daß die Oberfläöhe durch Pressen eines anorganischen Oxyds, Nitrits oder. Carbids der Elemente Si, Ti, Cr, Ta, Nb und Ze und von hohlen Mikrokügelchen im heißen Zustand ge- ·

bildet wird.
29. Syntaktischer Schaum zur Beschichtung der Oberflächen einer Verbrennungskammer bei einem
Verbrennungsmotor mit interner Verbrennung, g ekennzeichnet durch eine Harzmatrix
aus etwa 30-60 Gewichtsprozent Pölyimidharz, etwa 70-40 Gewichtsprozent Ruß und 0-7 Gewichtsprozent abgerauchtes* Siliclumoxyd, gemischt mit etwa
68 Volumenprozent - bezogen auf den ausgehärteten Schaum - Phenol-Formaldehyd-Plastikmikrokügelchen mit einem mittleren Durchmesser von etwa 0,03
■ bis 0,08 mm.