DE9218455U1 - Zylinderlaufbuchse für eine Brennkraftmaschine - Google Patents
Zylinderlaufbuchse für eine BrennkraftmaschineInfo
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Description
3612 Beschreibung:
Zylinderlaufbuchse für eine Brennkraftmaschine
Zylinderlaufbuchse für eine Brennkraftmaschine
Die Erfindung betrifft eine Zylinderlaufbuchse für eine
Brennkraftmaschine, insbesondere für einen Großdieselmotor.
Die Weiterentwicklung der Brennkraftmaschine, insbesondere
der Großdieselmotoren zu immer höheren spezifischen Leistungen hin, erfordert höhere Belastbarkeit auch der Zylinderbuchsen. Die
Zylinderlaufbuchse unterliegt beim Betrieb der Brennkraftmaschine
insbesondere in ihrem oberen Bereich, dem Zünd- und Explosionsbereich, durch hohen Druck und hohe Temperatur einem hohen
Verschleiß und einer hohen Bruchgefahr.
ZyIinderlaufbüchsen von Brennkraftmaschinen, deren Formgebung durch
Gießen erfolgt, bestehen im allgemeinen aus Gußeisen mit Lamellengraphit. Zum Beispiel sind typische Graugußeisen-Legierungen
für ZyIinderlaufbüchsen der DE-AS 2 146 153 zu entnehmen. Der
Grauguß zeichnet sich durch seine gute Gießbarkeit und einen niedrigen Preis aus. Seine mechanischen und physikalischen
Eigenschaften sind besonders deutlich vom Gefügeaufbau abhängig. Das Gefüge besteht aus metallischer Grundmasse mit lamellenförmigen
Graphiteinlagerungen. Diese unterbrechen den Gefügezusammenhalt umso
weniger, je feiner und kürzer sie sind. Durch Modifizierung in bekannter Weise kann die Graphitausbildung verfeinert werden. Durch
eine entsprechende Keimeinbringung (Impfung) und/oder erhöhte Abkühlungsgeschwindigkeit können feine Lamellen in einem
hochwertigen Gußeisen mit feinstreifigem Perlit erzielt werden. Eine
Zylinderlaufbuchse aus diesem Grauguß, mit Phosphor und/oder Bor
legiert, besitzt an ihrer Oberfläche aufgrund ihres vorteilhaften heterogenen Gefügebaus und der durch Phosphor und/oder Bor-Zusatz
hervorgerufenen netzförmigen Anordnung von sehr hartem Steadit/Zementit, die den Schmierfilm auf der Oberfläche hält, sehr
günstige Gleiteigenschaften, so daß die Kolbenringe des Kolbens in der Zylinderlaufbuchse gut laufen können.
Jedoch ist die Grenzbelastung für eine Zylinderlaufbuchse aus
Gußeisen mit Lamellengraphit als Basislegierung bei den leistungsstärksten Brennkraftmaschinen bereits überschritten.
Deshalb schlägt die nicht vorveröffentlichte ältere deutsche
Anmeldung P 41 09 308.9-24 eine spezifische Konstruktion vor, bei der ein vergleichsweise voluminöser Stahlring, der die Funktion
eines Stützringes hat, an seiner Innenoberfläche mit einer üblichen
Graugußlaufschicht versehen wird und löst somit die Aufgabe, die Bruchfestigkeit einer Zylinderlaufbuchse zu erhöhen, ohne das
Laufverhalten der Kolbenringe auf der Zylinderoberfläche gegenüber
den mit Grauguß mit Lamellengraphit erzielbaren Laufeigenschaften zu
verschlechtern. Diese Zylinderlaufbuchse ist jedoch zu teuer und zu
aufwendig herzustellen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, eine kostengünstige,
in einem Gießvorgang herstellbare Zylinderlaufbuchse für eine
Brennkraftmaschine mit einer höheren Zugfestigkeit und Dehnung, als der des üblicherweise verwendeten Graugußeisens zu schaffen, ohne
das Laufverhalten der Kolbenringe auf der ZyIinderlaufbuchsenoberflache und die Verschleißbeständigkeit
gegenüber den mit Gußeisen mit Lamellengraphit erziel baren Lauf- und
Verschleißeigenschaften zu verschlechtern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Zylinderlaufbuchse aus einem perlitischen Gußeisen mit Kugelgraphit
gegossen ist, wobei Ihr Gefüge ähnlich wie bei heute üblichen, entsprechend legierten Buchsen aus Gußeisen mit Lamellengraphit,
klar eingegrenzte, netzförmig gleichmäßig verteilte Zementit-/Steaditanteile, die einen Flächenanteil zwischen 3 bis 8 %
einnehmen, aufweist.
Die speziellen Eigenschaften des Gefüges sind mittels beigefügter
Legierungselemente erzielt worden. So ist die Ausbildung des Kugelgraphits in bekannter Weise durch Zusatz von Mg oder Mg plus Ce
bewirkt worden. Die Förderung der Zementit-/Steaditausscheidung in der erstarrenden Schmelze auf Kosten des Graphitanteils und ihre
räumliche, klar eingegrenzte, netzförmige Anordnung, sowie ihr
Flächenanteil durch Zusatz von geringen Mengen an Bor und/oder Phosphor und - bei Bedarf - an Vanadium zum perlitischen Gußeisen
mit Kugelgraphit und den Analysegrenzen
3,2 bis 3,9 Gewichts-% Kohlestoff 2,1 bis 2,7 % Silizium
0,1 bis 0,4 % Mangan
weniger als 0,01 % Schwefel
0,025 bis 0,06 % Magnesium
0,5 bis 1,5 % Kupfer
Rest Eisen als Basislegierung
0,1 bis 0,4 % Mangan
weniger als 0,01 % Schwefel
0,025 bis 0,06 % Magnesium
0,5 bis 1,5 % Kupfer
Rest Eisen als Basislegierung
erreicht worden und zwar in folgenden variablen Gewichtsprozentanteilen:
Bor: | 0, | 01 ... | 0, | 03 |
Phosphor: | 0, | 2 ... | 0, | 4 |
Vanadium: | 0, | 1 ... | 0, | 3 |
Durch die kugelige Ausbildung des Graphits wird die Zugfestigkeit und die Schlagfähigkeit des Gefliges der Zylinderlaufbuchse erhöht.
Durch die spezielle räumliche Anordnung der klar eingegrenzten
Zementit-/Steaditanteile im Gefüge weist die Oberfläche der Zylinderlaufbuchse - wie bei entsprechend legiertem Gußeisen mit
Lamellengraphit - ein mikroskopisch feines, netzförmiges Relief
auf, das eine gute Haftung für einen Schmierfilm gewährleistet. Damit ist ein gutes Laufverhalten der Kolbenringe auf der
ZyIinderlaufbuchsenoberflache sichergestellt.
Der Bor-, Phosphor-, Vanadium-Gehalt ist in den oben genannten Grenzen so einzustellen, daß die gewünschten Eigenschaften für das
Gußteil erreicht werden und spezielle Eigenschaften je nach dem speziellen Bedarfsfall optimiert werden. Zum Beispiel steigert
Phosphor die Verschleißfestigkeit, wirkt allerdings auch versprödend, liefert jedoch von den drei Legierungselementen Bor,
Phosphor oder Vanadium die beste netzförmige Verteilung der Zementit-/ Steaditanteile. Bor fördert am besten die
Verschleißfestigkeit des Gefüges, liefert allerdings eine nicht ganz so gute netzförmige Verteilung der Zementit-/Steaditanteile wie
Phosphor, während Vanadium unterstützend für die Zug- und Verschleißfestigkeit wirkt, allerdings kaum netzartige Verteilung
der Zementit-/Steaditanteile bewirkt und somit als zusätzliches Legierungselement ohne Bor und/oder Phosphor wenig tauglich wäre.
Somit ist eine vergleichsweise günstige, in einem Gießvorgang herzustellende Zylinderlaufbuchse angegeben worden, die nicht nur
den an sie gestellten Forderungen in Bezug auf die Zug- und Verschleißfestigkeit genügt, sondern gleichzeitig die zur Erzielung
einer ausreichenden Schmierwirkung erforderliche Oberflächeneigenschaft aufweist.
Claims (2)
1. Zylinderlaufbuchse für eine Brennkraftmaschine, insbesondere für
einen Großdieselmotor, dadurch gekennzeichnet, daß diese aus perlitischem Gußeisen mit Kugelgraphit und den Analysegrenzen
3,2 bis 3,9 Gewichts-% Kohlenstoff
2,1 bis 2,7 % Silizium
0,1 bis 0,4 % Mangan
weniger als 0,01 % Schwefel
0,025 bis 0,06 % Magnesium
0,5 bis 1,5 % Kupfer
Rest Eisen
Rest Eisen
als Basislegierung gegossen ist, wobei der Basislegierung Zusätze von
0,01 bis 0,03 Gewichts-% Bor und/oder 0,2 bis 0,4 % Phosphor
als Legierungselemente beigegeben sind und das Gefüge des Gußeisens neben den kugelförmigen Graphiteinlagerungen auch klar
eingegrenzte, netzförmig gleichmäßig verteilte Zementit-/Steaditanteile, die einen Flächenanteil von 3 bis 8 %
einnehmen, aufweist.
2. Zylinderlaufbuchse für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das Gefüge des Gußeisens zusätzlich einen Zusatz von Vanadium mit 0,1 bis 0,3 Gewichtsprozent als
Legierungselement beinhaltet.
Priority Applications (1)
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DE9218455U DE9218455U1 (de) | 1991-07-27 | 1992-07-17 | Zylinderlaufbuchse für eine Brennkraftmaschine |
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE9218455U1 true DE9218455U1 (de) | 1994-03-03 |
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ID=27202757
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE9218455U Expired - Lifetime DE9218455U1 (de) | 1991-07-27 | 1992-07-17 | Zylinderlaufbuchse für eine Brennkraftmaschine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE9218455U1 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10012918A1 (de) * | 2000-03-16 | 2001-09-20 | Deutz Ag | Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine |
FR2968358A1 (fr) * | 2010-12-02 | 2012-06-08 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Chemise pour bloc moteur |
DE102011002200A1 (de) * | 2011-04-20 | 2012-10-25 | Neue Halberg-Guss Gmbh | Verfahren zur Gewichtsreduzierung bzw. zur Steigerung der mechanischen Belastbarkeit von Bauteilen aus Gusseisenwerkstoffen |
-
1992
- 1992-07-17 DE DE9218455U patent/DE9218455U1/de not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10012918A1 (de) * | 2000-03-16 | 2001-09-20 | Deutz Ag | Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine |
FR2968358A1 (fr) * | 2010-12-02 | 2012-06-08 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Chemise pour bloc moteur |
DE102011002200A1 (de) * | 2011-04-20 | 2012-10-25 | Neue Halberg-Guss Gmbh | Verfahren zur Gewichtsreduzierung bzw. zur Steigerung der mechanischen Belastbarkeit von Bauteilen aus Gusseisenwerkstoffen |
DE102011002200B4 (de) * | 2011-04-20 | 2015-02-12 | Neue Halberg-Guss Gmbh | Verfahren zur Gewichtsreduzierung bzw. zur Steigerung der mechanischen Belastbarkeit von Bauteilen aus Gusseisenwerkstoffen |
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