SE459752B - Anordning vid ytorna i foerbraenningsrummet i en foerbraenningsmotor - Google Patents

Description

459 752 Det för uppfinningen väsentliga är således, dels att det under yt- skiktet finns en värmebuffert med en speciell funktion, dels att ytskiktet har egenskapen att under förbränningen kunna 'infánga' den energiríka strålningen och senare, när temperaturen i förbrän- ningsrummet sjunkit under ytskiktets temperatur kunna effektivt emittera strålning till förbränningsrummet. Värmebuffertens spe- ciella funktion bestár i att den snabbt skall ackumulera värme fran ytskiktet när detta tillförs värme från förbränningsrummet, och samtidigt skall den kyla ytskiktet, d.v.s. den måste ha en viss värmekapacitet. En så stor del av det ackumulerade värmet som möjligt skall därefter kunna utnyttjas för att värma ytskiktet sedan förbränningen avslutats. Genom kylningen av ytskiktet under förbränningen motverkas knackning och genom den därpå följande värmningen av ytskiktet och utstrálningen av värme till förbrän- ningsrummet hålls temperaturen i detta uppe under förbrännings- gasernas expansion, så att även en viss förbättring av verknings- graden erhålles. En sådan transient värmebuffert åstadkommas enk- last genom anordnandet av ett cirka 1 mm tjockt skikt av koppar eller silver under ytskiktet.

För att bäst utnyttja materialet i värmebufferten och minska vär- meförlusterna från denna till motorns kylkanaler är lämpligen det underliggande skiktet anordnat på ett värmeisolerande skikt, exem- pelvis ett tunt nickelskikt. uppfinningen är närmare tydliggjord i det följande under hänvis- ning till bifogade ritning som pà fig 1 schematiskt visar en sido- vy av en kolvtopp enligt ett exempel på uppfinningen och pà fig 2 schematiskt visar temperaturkurvor för tvâ punkter i en förbrän- ningsmotor under en förbränningscykel.

Fig 1 visar övre delen av en till en förbränningsmotor hörande kolv 1, som kan vara gjuten av en.lämplig aluminiumlegering i en- lighet med konventionell teknik. Xolvtoppen har i enlighet med uppfinningen försetts med ett c=a 0.25/4m tunt ytskikt 2 av krom- oxid, även benämnt svartkrom, på ett tjockare skikt 3 av koppar.

Kopparskiktet är c:a 1 mm tjockt och är anordnat på ett tunt skikt 4 av nickel, som utgör ett värmeisolerande skikt. 459 752 Pàläggningen av skikten sker lämpligen pà elektrolytisk väg efter sandblästring. Kopparskiktet 3 kan göras nagot tunnare speciellt om det anordnas på ett nickelskikt 4.

Inverkan av anordningen enligt uppfinningen på temperaturförhål- landena i ett förbränningsrum visas i fig 2. En heldragen linje 10 markerar mycket schematiskt hur temperaturen varierar i förbrän- ningsrummet under en förbränningscykel. Temperaturen stiger först sakta under kompressiontakten 10a för att därefter snabbt stiga till ett toppvärde under förbränningen 10b. Därefter sjunker tem- peraturen först snabbt under slutdelen av förbränningen 10b och sedan långsammare under utblásningen 10: och insugningen 10d.

Den streckade kurvan 11 indikerar ytskiktets 2 temperatur och va- rierar i takt med kurvan 10 men har andra amplituder. Det anmärk- ningsvärda med kurvan 11 är att temperaturstegringen under för- bränningen avbryts och temperaturen blir konstant under en stor del av förbränningen och utblàsningen. Vid en konventionell kolv skulle temperaturen följa den punktstreckade linjen. Detta är en följd av att det under ytskiktet 2 belägna skiktet 3 av koppar ackumulerar värme från ytskiktet 2 under förbränningen och kyler detta, och efter förbränningens upphörande avger ackumulerat värme till ytskiktet 2 och värmer detta sa, att temperaturen i förbrän- ningsrummet hålls uppe under förbränningsgasernas expansion, då temperaturen är avtagande, varigenom trycket kommer att hållas uppe och följaktligen vridmomentet bibehàlles på ett bättre sätt än tidigare. En konventionell kolv har nämligen inte nâgra goda emissionsegenskaper vid dessa förhållanden. En följd av att yt- skiktet 2 på detta sätt värmes av det underliggande skiktet efter själva förbränningen är förmodligen förklaringen till att en mar- kant mindre koksbildning har observerats vid jämförande prov med en motor med anordningen enligt uppfinningen och en motor utan denna. 459 752 Även andra material än kromoxid kan användas i ytskiktet 2, exem- pelvis s.k. kan 85 05 302-3 eller helt allmänt sådana metalloxider som använ- des i solfångare som selektiva skikt. vidare kan med fördel även eller alternativt topplock och ventiler behandlas på ovan angivet sätt.

Anordningen enligt uppfinningen är främst avsedd för ottomotorer, men kan även tillämpas på dieselmotorer genom att knackningarna i denna dämpas avsevärt. cermet-material, som beskrivits i svenska patentansö-

Claims (1)

1. 459 752 PATENTKRAV Anordning vid ytorna i förbränningsrummet i en förbrännings- motor, vilka ytor åtminstone partiellt uppvisar ett tunt yt- skikt med egenskaper, som påverkar motorns oktan/cetantals- behov sä, att motorns knackningsbenägenhet begränsas, k ä n n e t e c k n a d att ytskiktet (2) består av ett i och för sig känt material, som har låg reflexionsför- måga och/eller hög absorptionsförmàga för elektromagnetiska vågor med en våglängd upp till åtminstone 7 pm och hög emis- sionsförmâga vid större våglängder, och att det under ett sä- d ä r a v, dant ytskikt är anordnat ett underliggande, betydligt tjockare och en viss värmekapacitet uppvisande skikt (3), som har egenskapen att under förbränningen ackumulera från ytskiktet (2) avgivet värme på sådant sätt, att dels ytskiktets tempera- turhöjning motverkas under förbränningen dels ytskiktet (2) värmes under den efterföljande del av arbetscykeln dä tempera- turen i förbränningsrummet är lägre än ytskiktets temperatur. d ä r - att det underliggande skiktet (3) är anordnat på ett Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d a v, värmeisolerande skikt (4), exempelvis ett tunt nickelskikt. Anordning enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d att ytskiktet (2) består av ett skikt av svartkrom och det underliggande skiktet (3) av ett cirka 1 mm tjockt skikt av koppar eller silver. d ä r a v,