DE3928577C2 - - Google Patents
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- DE3928577C2 DE3928577C2 DE3928577A DE3928577A DE3928577C2 DE 3928577 C2 DE3928577 C2 DE 3928577C2 DE 3928577 A DE3928577 A DE 3928577A DE 3928577 A DE3928577 A DE 3928577A DE 3928577 C2 DE3928577 C2 DE 3928577C2
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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
- F02F3/00—Pistons
- F02F3/16—Pistons having cooling means
- F02F3/20—Pistons having cooling means the means being a fluid flowing through or along piston
- F02F3/22—Pistons having cooling means the means being a fluid flowing through or along piston the fluid being liquid
-
- 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
- F02F3/00—Pistons
-
- 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
- F16J1/08—Constructional features providing for lubrication
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
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- Fluid Mechanics (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
- Lubrication Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Kolben für eine
Brennkraftmaschine, insbesondere für einen Fahrzeugmotor.
Insbesondere richtet sich die Erfindung auf einen Kolben für
eine Brennkraftmaschine mit einer Einspritzdüse, welche nahe dem
unteren Totpunkt des Kolbens in den Zylinder der
Brennkraftmaschine gerichtet ist.
Ein solcher Kolben für eine Brennkraftmaschine mit einer
Einspritzdüse ist in der DE 36 39 806 A1 beschrieben. Der dort
beschriebene Kolben hat in einem Teil seines Mantels einen
Ausschnitt für die Aufnahme einer Einspritzdüse bei Annäherung
des Kolbens an den unteren Totpunkt. Eine derartige Ausbildung
ermöglicht die Bewegung des Kolbens abwärts über die
Einbaustelle der Einspritzdüse hinaus im unteren Totpunkt des
Kolbens. Dadurch kann die Bauhöhe des Zylinderblocks verringert
werden.
Durch die Ausbildung des Ausschnitts im Mantel des Kolbens
entsteht jedoch andererseits ein kritischer Bereich, in welchem
die Ermüdungsfestigkeit des Kolbens verringert ist. Zur
Vermeidung von Spannungskonzentrationen kann der Ausschnitt
eines bekannten Kolbens (DE-GM 17 68 071) zwar mit verstärkten
Rändern ausgebildet sein, es ist jedoch gleichwohl schwierig,
Spannungskonzentrationen bei der Hin- und Herbewegung des
Kolbens gänzlich auszuschließen. Dies kommt insbesondere daher,
daß während der Bewegungen des Kolbens über die Pleuelstange
lotrecht zur Achse des Kolbenhubs ausgerichtete Querkräfte auf
den Kolben ausgeübt werden. Die aus diesen Querkräften
resultierenden Spannungen können sich im Bereich des Ausschnitts
konzentrieren und dort zur Rißbildung führen.
Ein Ziel der Erfindung ist daher die Schaffung eines Kolbens
der eingangs genannten Art, welcher im Bereich des genannten
Ausschnitts eine verringerte Rißneigung besitzt.
Zur Erreichung dieses und anderer Ziele hat der erfindungs
gemäße Kolben in dem Bereich, in welchem ein Ausschnitt
für die Aufnahme einer Einspritzdüse ausge
bildet ist, einen gegenüber den übrigen Bereichen des
Kolbens verringerten Außendurchmesser. Aufgrund dieses
verringerten Durchmessers ergibt sich ein Spalt zwischen
der Innenwandfläche eines Zylinders der Maschine und der
Außenfläche des betreffenden Bereichs des Kolbens. Bei den
Hubbewegungen des Kolbens treten daher in dem den kleineren
Durchmesser aufweisenden Bereich des Kolbens, in welchem
der Ausschnitt für die Aufnahme der Einspritz
düse ausgebildet ist, keine durch Querkräfte hervorgeru
fenen Spannungen mehr auf.
Die den Spalt definierende Ausbildung hat die Form eines
einen verringerten Durchmesser aufweisenden Abschnitts, in
welchem der Ausschnitt für die Aufnahme der
Einspritzdüse ausgebildet ist. Der Umfangsrandbereich des
Ausschnitts für die Aufnahme der Einspritzdüse
hat eine größere Wandstärke als andere Bereiche. Der
Ausschnitt für die Aufnahme der Einspritzdüse
ist durch einen zügig ausgerundeten Umfangsrand begrenzt.
Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:.
Fig. 1 eine Seitenansicht eines Kolbens in einer bevor
zugten Ausführungsform der Erfindung und
Fig. 2 eine vergrößerte Schnittansicht eines Teils der
bevorzugten Ausführungsform des Kolbens.
Ein in Fig. 1 insgesamt mit 10 bezeichneter Kolbenkörper
hat einen Kolbenboden 2, in dessen Bereich mehrere Kolben
ringnuten 3 ausgebildet sind, und an welchen sich ein
Kolbenmantel 4 anschließt. Ein den Kolbenkörper 10 durch
setzendes Kolbenbolzenauge 5 dient der Aufnahme eines
(nicht gezeigten) Kolbenbolzens für die Lagerung einer
den Kolben mit einer (nicht gezeigten) Kurbelwelle
verbindenden (nicht gezeigten) Pleuelstange.
In der dargestellten Ausführungsform ist der Kolben 10
insbesondere für die Verwendung in einer Brennkraftmaschine
bestimmt, welche eine Einspritzdüse 13 zum
Einspritzen von Öl für die Kühlung und
Schmierung des Kolbens aufweist. Die Einspritzdüse 13 ist
an einer Stelle angeordnet, welche bei der Hubbewegung
des Kolbens auf den unteren Totpunkt zu von einem Teil des
Kolbenmantels 4 bestrichen wird. Deshalb ist im Kolben
mantel 4 des Kolbens 10 ein Ausschnitt 11 für die Aufnahme
der Einspritzdüse 13 im Bereich der unteren
Totpunktstellung ausgebildet.
Zur Erzielung einer erhöhten Spannungs- und Ermüdungs
festigkeit ist der Ausschnitt 11 von einem verstärkten
Bereich 4B umgeben. In der insbesondere in Fig. 2 gezeigten
Ausführungsform weist der den Ausschnitt 11 umgebende
Randbereich 4B eine größere Wandstärke auf als die anderen
Wandbereiche. Die Verstärkung des Randbereichs 4B verleiht
diesem eine erhöhte Festigkeit gegenüber auf den Kolben
wirkenden Belastungen und verhindert eine Konzentration
von Spannungen, welche anderenfalls zur Rißbildung führen
könnte. Möglich ist auch die Verwendung einer Verstärkung,
welche aus einem anderen Werkstoff gefertigt ist als
der übrige Kolben. Eine derartige Verstärkung sowie das
dafür verwendete Material beschreibt z. B. das DE-GM 17 68 071,
auf welches hier insoweit
bezug genommen wird.
Wie man insbesondere in Fig. 2 erkennt, hat der Bereich
des Kolbenmantels 4, in welchem der Ausschnitt 11 ausge
bildet ist, einen Durchmesser Rs, welcher kleiner ist als
der Durchmesser R der übrigen Bereiche. Dadurch entsteht
ein Spalt 11A zwischen der äußeren Umfangsfläche 4A des
betreffenden Bereichs des Kolbenmantels 4 und der Innen
wandfläche 12 des Zylinders. Der Spalt 11A verhindert, daß
zur Achse des Kolbenhubs lotrechte Querkräfte unmittelbar
auf den Bereich einwirken, in welchem der Ausschnitt 11
ausgebildet ist. Diese Querkräfte werden stattdessen über
die gesamte Oberfläche des Kolbens verteilt, so daß es
im Bereich des Ausschnitts 11 nicht zu einer Konzentration
von Spannungen kommen kann.
Zur Verringerung des Durchmessers in dem betreffenden
Bereich des Kolbenmantels 4 kann der Kolben spanend
bearbeitet werden. Es ist jedoch auch möglich, den einen
verringerten Durchmesser aufweisenden Bereich durch die
Verwendung einer entsprechend ausgebildeten Gußform bereits
beim Guß des Kolbens herzustellen.
Claims (3)
1. Kolben für eine Brennkraftmaschine mit einer Einspritzdüse
für Kühlöl, mit einem Kolbenmantel (4), in welchem ein
Ausschnitt (11) für die Aufnahme der Einspritzdüse (13) in einer
Hubstellung des Kolbens nahe dem unteren Totpunkt ausgebildet
ist,
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Bereich des
Kolbenmantels, welcher den Ausschnitt für die Einspritzdüse
umgibt, und der inneren Zylinderwandfläche (12) der Maschine
einen Spalt (11A) ausgebildet ist, welcher eine direkte
Berührung des genannten Bereichs des Kolbenmantels mit der
Innenwandfläche des Zylinders verhindert, und daß der
Umfangsrandbereich (4B) des Ausschnitts (11) eine größere
Wandstärke aufweist als andere Bereiche des Kolbenmantels.
2. Kolben nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die den Spalt (11A) definierende
Ausbildung durch einen verringerten Durchmesser (Rs) des
Kolbenmantels im Bereich des Ausschnitts gebildet wird.
3. Kolben nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Ausschnitt (11) für die
Einspritzdüse (13) durch einen ausgerundeten Umfangsrand
begrenzt ist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP1988114463U JPH0736110Y2 (ja) | 1988-08-31 | 1988-08-31 | 内燃機関用ピストン |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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Family
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Family Applications (1)
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JP (1) | JPH0736110Y2 (de) |
DE (1) | DE3928577A1 (de) |
GB (1) | GB2222658B (de) |
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US6862976B2 (en) | 2001-10-23 | 2005-03-08 | Federal-Mogul World Wide, Inc. | Monobloc piston |
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1989
- 1989-08-23 US US07/397,522 patent/US5067393A/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-08-29 DE DE3928577A patent/DE3928577A1/de active Granted
- 1989-08-31 GB GB8919648A patent/GB2222658B/en not_active Expired - Lifetime
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DE3928577A1 (de) | 1990-03-08 |
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