DE3304320C1 - Light alloy piston for internal combustion engines, especially those operated using heavy oil - Google Patents

Light alloy piston for internal combustion engines, especially those operated using heavy oil

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DE3304320C1
DE3304320C1 DE19833304320 DE3304320A DE3304320C1 DE 3304320 C1 DE3304320 C1 DE 3304320C1 DE 19833304320 DE19833304320 DE 19833304320 DE 3304320 A DE3304320 A DE 3304320A DE 3304320 C1 DE3304320 C1 DE 3304320C1
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DE19833304320
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Jordan Dipl.-Ing. 8900 Augsburg Gentscheff
Horst Dipl.-Ing. 8901 Königsbrunn Lindner
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MAN B&W Diesel GmbH
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MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J1/00—Pistons; Trunk pistons; Plungers
    • F16J1/02—Bearing surfaces

Abstract

In the case of such a piston a running surface coating is provided only in the area of the piston top land. The running surface coating does not extend over the entire circumferential surface of the piston top land, but leaves partial areas of this free. The running surface coating is preferably formed by a plurality of strips running around the piston top land and spaced at intervals from one another.

Description

In bevorzugter Form ist der Laufflächenüberzug durch mehrere voneinander beabstandete, am Feuersteg 2 umlaufende Streifen 3 gebildet. Zwischen jedem der Streifen 3 bleibt ein mit 4 bezeichneter Teilbereich der Feuerstegmantelfläche frei von Laufflächenüberzugsmaterial. Es können - wie in Fig. 1 gezeigt -zwei solche umlaufende Streifen 3 am Feuersteg 2 vorgesehen sein, wobei der obere unmittelbar an den Kolbenboden 5 und der untere an die Oberkante 6 der obersten Kolbenringnut 7 angrenzt. Beim Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 2 sind drei der genannten Streifen 3 und beim Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 3 vier Streifen 3 am Umfang des Feuersteges 2 angebracht. Die Streifen 3 besitzen vorzugsweise eine über ihren gesamten Umfang gleichbleibende Breite. Sie können, wie in den Fig 1 und 3 gezeigt, untereinander eine gleiche Breite oder, wie in F ig. 2 gezeigt, untereinander eine unterschiedliche Breite aufweisen, wobei die Breite der Streifen 3 vorzugsweise vom Kolbenboden 5 aus zum unteren Ende des Feuersteges 2 hin zunimmt. In a preferred form, the tread coating is made up of several of one another spaced strips 3 running around the top land 2. Between each of the Strip 3, a portion of the top land jacket surface designated by 4 remains free of tread coating material. There can - as shown in Fig. 1 - two such circumferential strips 3 may be provided on the top land 2, the upper one directly to the piston crown 5 and the lower to the upper edge 6 of the uppermost piston ring groove 7 adjoins. In the embodiment according to FIG. 2 are three of the strips mentioned 3 and in the embodiment according to FIG. 3 four stripes 3 on the circumference of the top land 2 attached. The strips 3 preferably have one over their entire scope constant width. You can, as shown in FIGS. 1 and 3, with one another the same width or, as in Fig. 2, a different one from the other Have width, the width of the strips 3 preferably from the piston crown 5 from the lower end of the top land 2 increases.

Wie in F i g. 3 dargestellt, müssen auch nicht notwendigerweise alle Streifen 3 ununterbrochen am Umfang des Feuersteges ausgebildet sein; es kann sich als zweckmäßig erweisen, wenn zumindest der bzw. die dem unteren Ende des Feuersteges 2 näheren Streifen 3 ein- oder mehrmals unterbrochen, mithin in Teilstücke unterteilt sind. Die Unterbrechungen sind mit 8 bezeichnet. As in Fig. 3 does not necessarily have to be all Strip 3 be continuously formed on the circumference of the top land; it can Prove to be useful if at least the lower end of the top land 2 closer strips 3 interrupted one or more times, therefore divided into sections are. The interruptions are denoted by 8.

Der Laufflächenüberzug wird am vorgefertigten, einstückig durch Gießen hergestellten und außen vorbearbeiteten Leichtmetallkolben 1 mit einer beispiejsweise wie in einer der Fig. 1. 2 oder 3 dargestellten oder davon abweichenden Form durch Aufbringen von Material, bestehend beispielsweise aus 65 Gewichtsprozent Chrom-Carbid (Cr3C2), Rest Nickel und Chrom, sowie vorzugsweise nach der Methode des Detonationsverfahrens hergestellt. Die Verwendung dieses Materials und Verfahrens ist für die Realisierung des erfindungsgemäßen Laufflächenüberzuges jedoch nicht bindend; es können auch ein anderes Material und ein anderes Auftragsverfahren, beispielsweise das Plasma-Verfåhren, zur Anwendung kommen. The tread cover is prefabricated, in one piece by casting manufactured and externally pre-machined light metal piston 1 with an example as shown in one of FIGS. 1, 2 or 3 or in a form deviating therefrom Application of material consisting, for example, of 65 percent by weight chromium carbide (Cr3C2), remainder nickel and chromium, and preferably using the detonation method manufactured. The use of this material and process is essential for the realization of the tread coating according to the invention, however, not binding; it can too a different material and a different application method, for example the plasma method, come into use.

Die Dicke der Schicht ist vom Anwendungsfall abhängig. Sie beträgt bei einem Kolbendurchmesser von etwa 300 mm etwa 80 Fm. The thickness of the layer depends on the application. It amounts to with a piston diameter of about 300 mm, about 80 μm.

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Claims (8)

Patentansprüche: 1. Leichtmetallkolben für -- insbesondere schwerölbetriebene - Brennkraftmaschinen mit einem dünnen Laufflächenüberzug aus hochtemperaturbeständigem und verschleißarmem Material im Bereich des Feuersteges, dadurch gekennz e i c h n-e t, daß der Laufflächenüberzug nicht die gesamte Feuerstegmantelfläche überdeckt, sondern Teilbereiche derselben frei läßt.Claims: 1. Light metal pistons for - especially heavy oil operated - Internal combustion engines with a thin tread coating made of high temperature resistant and low-wear material in the area of the top land, thereby marked e i c h n-e t that the tread coating does not cover the entire top land surface, but leaves parts of it free. 2. Leichtmetallkolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Laufflächenüberzug am Feuersteg (2) durch mehrere voneinander beabstandete, umlaufende Streifen (3) gebildet ist. 2. Light metal piston according to claim 1, characterized in that the tread coating on the top land (2) by several spaced apart, circumferential strip (3) is formed. 3. Leichtmetallkolben nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei umlaufende Streifen (3) den Laufflächenüberzug bilden, wobei der obere unmittelbar an den Kolbenboden (5) und der untere an die Oberkante (6) der obersten Kolbenringnut (7) angrenzt; 3. Light metal piston according to claim 2, characterized in that two circumferential strips (3) form the tread coating, the upper one directly to the piston crown (5) and the lower to the top edge (6) of the top piston ring groove (7) adjoins; 4. Leichtmetallkolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Streifen (3) eine über ihren gesamten Umfang gleichbleibende Breite haben.4. Light metal piston according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the strips (3) are constant over their entire circumference Have width. 5. Leichtmetallkolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Streifen (3) untereinander eine unterschiedliche Breite aufweisen. 5. Light metal piston according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the strips (3) have a different width from one another exhibit. 6. Leichtmetallkolben nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Streifen (3) vom Kolbenboden (5) aus zum unteren Ende des Feuersteges (2) hin zunimmt. 6. Light metal piston according to claim 5, characterized in that the width of the strips (3) from the piston crown (5) to the lower end of the top land (2) increases. 7. Leichtmetall kolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der/die dem unteren Ende des Feuersteges (2) näheren Streifen (3) ein- oder mehrmals unterbrochen, mithin in Teilstücke unterteilt sind. 7. Light metal piston according to one of the preceding claims, characterized characterized in that at least the one (s) closer to the lower end of the top land (2) Strip (3) interrupted one or more times, therefore divided into sections. 8. Leichtmetallkolben nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Laufflächenüberzug (3) durch Aufbringen von Material, bestehend aus 65% Cr3C2, Rest Nickel und Chrom, nach der Methode des Detonationsverfahrens hergestellt ist. 8. Light metal piston according to one or more of the preceding Claims, characterized in that the tread coating (3) by application of material consisting of 65% Cr3C2, the remainder nickel and chromium, according to the method of Detonation process is established. Die Erfindung betrifft Leichtmetallkolben für - insbesondere schwerölbetriebene - Brennkraftmaschinen mit einem dünnen Laufflächenüberzug aus hochtemperaturbeständigem und verschleißarmem Material im Bereich des Feuersteges. The invention relates to light metal pistons for - especially heavy oil-operated - Internal combustion engines with a thin tread coating made of high temperature resistant and low-wear material in the area of the top land. Leichtmetallkolben mit Laufflächenüberzügen sind beispielsweise aus dem DE-GM 15 09 586 bekannt. Das Charakteristische aller bislang bekannten Laufflächenüberzüge ist, daß diese sich mindestens über die gesamte Feuerstegmantelfläche in ununterbrochener Weise erstrecken. Leichtmetallkolben mit solchen ununterbrochenen Laufflächenüberzügen haben sich jedoch deshalb für einen Schwerölbetrieb als nicht geeignet erwiesen, weil die Laufflächenüberzüge unter den erschwerten Betriebsbedingungen, denen die Kolben in mit Schweröl betriebenen Motoren ausgesetzt sind, wie wesentlich höheren Brennraumtemperaturen, wesentlich höheren Brennraumdrücken und dem abrasiven Verschleiß durch Verbrennungsrückstände, nicht halten, sondern nach einer gewissen Standzeit reißen und schließlich abplatzen. Besonders nachteilig auf die Haltbarkeit dieser die gesamte Lauffläche, zumindest jedoch die gesamte Feuerstegmantelfläche, überdeckenden Überzüge erweisen sich die überhöhten Drücke, denen die Kolben ausgesetzt sind. Diese extrem hohen Drücke rufen relativ starke Verformungen des Kolbens hervor, so daß die Überzüge ständig wechselnden hohen Biege-, Zug- und Druckspannungen ausgesetzt sind. Dabei wirken sich diese Wechselbeanspruchungen im Überzugsmaterial anders aus, als im Kolbenmaterial; außerdem sind die Spannungs- und Kräfteverläufe nicht über die gesamte Überzugsschicht gleich, denn der besonders gefährdete Bereich liegt naturgemäß nahe dem Kolbenboden, Dies hat wiederum zur Folge, daß durch die Verformung des Kolbens in der Überzugsschicht von oben nach unten unterschiedliche Spannungen und Kräfte wirksam sind, die letztendlich nach einer bestimmten Standzeit zu Materialermüdungen und in der Folge davon zu Rissen in der Überzugsschicht führen. Light metal pistons with running surface coatings are made for example the DE-GM 15 09 586 known. The characteristic of all known tread coatings is that this is at least over the entire top land surface in uninterrupted Way stretch. Light metal pistons with such uninterrupted running surface coatings have therefore proven to be unsuitable for heavy oil operation, because the tread coatings under the difficult operating conditions to which the Pistons in engines powered by heavy fuel oil are exposed to much higher levels Combustion chamber temperatures, significantly higher combustion chamber pressures and abrasive wear due to combustion residues, not hold, but after a certain period of time tear and eventually flake off. Particularly detrimental to the durability of this covering the entire running surface, but at least the entire top land jacket surface The excessive pressures to which the pistons are exposed turn out to be coatings. These extremely high pressures cause relatively strong deformations of the piston, so that the coatings are exposed to constantly changing high bending, tensile and compressive stresses are. These alternating stresses have a different effect in the coating material from than in the piston material; besides, the tension and force curves are not The same over the entire coating layer, because the particularly endangered area is located naturally close to the piston crown, this in turn has the consequence that due to the deformation of the piston in the coating layer from top to bottom different tensions and forces are effective that ultimately lead to material fatigue after a certain service life and consequently lead to cracks in the coating layer. Ausgehend von diesen bekannten Nachteilen ist es daher Aufgabe der Erfindung, einen Leichtmetallkolben im Bereich des Feuersteges mit einem solchen Laufflächenüberzug auszustatten, der auch unter den erschwerten Bedingungen des Schwerölbetriebes nicht zur Rißbildung neigt und insgesamt wesentlich länger als bisherige Überzüge am Kolben hält. Based on these known disadvantages, it is therefore the task of Invention, a light metal piston in the area of the top land with such a Equip tread cover, which even under the difficult conditions of the Heavy oil operation does not tend to crack and overall much longer than previous coatings on the piston. Diese Aufgabe ist bei einem Leichtmetallkolben erfindungsgemäß durch einen Laufflächenüberzug mit den im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Lösung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. According to the invention, this object is achieved in a light metal piston a tread coating with the features specified in the characterizing part of claim 1 solved. Advantageous refinements of this solution are characterized in the subclaims. Durch die spezielle Ausbildung des Laufflächenüberzuges im Bereich des Feuersteges ist der dort in Achsrichtung gegebenen Temperaturverteilung Rechnung getragen, d. h. die unterschiedlichen Temperaturen und damit unterschiedlichen Spannungsverhältnisse im Kolben verteilen sich auf verschiedene Laufflächenüberzugsabschnitte und können sich somit nicht wie bei einem ununterbrochenen Laufflächenüberzug in negativer Weise auswirken.Due to the special design of the tread coating in the area of the top land takes into account the temperature distribution given there in the axial direction worn, d. H. the different temperatures and thus different tension ratios in the piston are distributed over various running surface coating sections and can thus not in a negative way as with an uninterrupted tread coating Way to impact. Nachstehend sind Einzelheiten der Erfindung anhand dreier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Details of the invention are set out below with reference to three in FIG Drawing illustrated embodiments explained in more detail. In den Fig. 1, 2 und 3 ist jeweils ein Leichtmetallkolben im Teilschnitt gezeigt. In FIGS. 1, 2 and 3, a light metal piston is in each case in partial section shown. In der Zeichnung sind mit 1 ein Leichtmetallkolben für - insbesondere schwerölbetriebene - Bren-nkraftmaschinen und mit 2 insgesamt dessen Feuersteg bezeichnet. An diesem Leichtmetallkolben ist nur im Bereich des Feuersteges 2 ein Laufflächenüberzug aus hochtemperaturbeständigem und verschleißarmem Material vorgesehen, welcher Laufflächenüberzug nicht die gesamte Feuerstegmantelfläche überdeckt, sondern Teilbereiche derselben frei läßt. In the drawing, 1 is a light metal piston for - in particular Heavy-oil-powered combustion engines and 2 in total denote the top land. On this light metal piston there is only a tread coating in the area of the top land 2 Made of high-temperature-resistant and wear-resistant material, the tread coating does not cover the entire top land jacket surface, but rather parts of it releases.
DE19833304320 1983-02-09 1983-02-09 Light alloy piston for internal combustion engines, especially those operated using heavy oil Expired DE3304320C1 (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4113773A1 (en) * 1990-07-23 1992-01-30 Alcan Gmbh Piston with reduced free play for internal combustion engine - has specific areas coated with low friction graphite and polymer dispersion and non-coated areas which are set back compared to coated areas

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5998696B2 (en) * 2012-07-19 2016-09-28 マツダ株式会社 Engine combustion chamber insulation structure

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1509586U (en) *
DE1504033U (en) *
DE2046862A1 (en) * 1970-09-23 1972-03-30 Dr.Ing.H.C. F. Porsche Kg, 7000 Stuttgart Surface coating for a piston of internal combustion engines made of a magnesium alloy
DE3036206A1 (en) * 1979-10-15 1981-04-23 United Technologies Corp., 06101 Hartford, Conn. WEAR-RESISTANT COATING, OXIDATION AND CORROSION PROTECTIVE COATING, CORROSION- AND WEAR-RESISTANT COATING ALLOY, ITEM PROVIDED WITH SUCH A COATING AND METHOD FOR PRODUCING SUCH A COATING
DE2550907C3 (en) * 1975-11-13 1981-08-13 Mahle Gmbh, 7000 Stuttgart Metal-sprayed base reinforcement of an aluminum plunger for internal combustion engines
DE3201498A1 (en) * 1982-01-20 1983-07-28 Karl Schmidt Gmbh, 7107 Neckarsulm LIGHT METAL PISTON

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5324568U (en) * 1976-08-10 1978-03-02

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1509586U (en) *
DE1504033U (en) *
DE2046862A1 (en) * 1970-09-23 1972-03-30 Dr.Ing.H.C. F. Porsche Kg, 7000 Stuttgart Surface coating for a piston of internal combustion engines made of a magnesium alloy
DE2550907C3 (en) * 1975-11-13 1981-08-13 Mahle Gmbh, 7000 Stuttgart Metal-sprayed base reinforcement of an aluminum plunger for internal combustion engines
DE3036206A1 (en) * 1979-10-15 1981-04-23 United Technologies Corp., 06101 Hartford, Conn. WEAR-RESISTANT COATING, OXIDATION AND CORROSION PROTECTIVE COATING, CORROSION- AND WEAR-RESISTANT COATING ALLOY, ITEM PROVIDED WITH SUCH A COATING AND METHOD FOR PRODUCING SUCH A COATING
DE3201498A1 (en) * 1982-01-20 1983-07-28 Karl Schmidt Gmbh, 7107 Neckarsulm LIGHT METAL PISTON

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4113773A1 (en) * 1990-07-23 1992-01-30 Alcan Gmbh Piston with reduced free play for internal combustion engine - has specific areas coated with low friction graphite and polymer dispersion and non-coated areas which are set back compared to coated areas

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