WO2013060497A2 - Kolben und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

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WO2013060497A2
WO2013060497A2 PCT/EP2012/065208 EP2012065208W WO2013060497A2 WO 2013060497 A2 WO2013060497 A2 WO 2013060497A2 EP 2012065208 W EP2012065208 W EP 2012065208W WO 2013060497 A2 WO2013060497 A2 WO 2013060497A2
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combustion chamber
axis
injection nozzle
combustion engine
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Volker Gniesmer
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Ks Kolbenschmidt Gmbh
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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/182—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by the machine tool function, e.g. thread cutting, cam making, tool direction control
    • G05B19/184—Generation of cam-like surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B5/00—Turning-machines or devices specially adapted for particular work; Accessories specially adapted therefor
    • B23B5/36—Turning-machines or devices specially adapted for particular work; Accessories specially adapted therefor for turning specially-shaped surfaces by making use of relative movement of the tool and work produced by geometrical mechanisms, i.e. forming-lathes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2215/00—Details of workpieces
    • B23B2215/24—Components of internal combustion engines
    • B23B2215/245—Pistons

Definitions

  • the invention relates to a method for machining a piston for an internal combustion engine on a lathe, wherein the piston rotates in the lathe and the at least one region of the piston to be machined is machined by means of at least one tool of the lathe, the tool at least parallel to The axis of rotation of the piston is moved and the machined region is formed with respect to the axis of rotation of the piston as a combustion chamber trough.
  • the invention relates to a piston for an internal combustion engine having a combustion bowl, a ring field adjoining the region of a piston crown of the piston and a bolt bore passing through the piston below the piston crown, wherein a pin bore axis extends centrally through the bolt bore.
  • the invention relates to an injection nozzle for an internal combustion engine, cooperating with a piston having at least two spray orifices for the discharge of a fuel mixture.
  • the invention relates to an internal combustion engine.
  • a diesel internal combustion engine which has two inlet channels, two outlet channels, four valves, an injection nozzle and a piston per cylinder.
  • the injection nozzle is arranged substantially parallel to the axis of the cylinder and substantially centrally to the cross-sectional area of the cylinder.
  • the piston has a combustion bowl with recessed bowl edge and the injection nozzle is formed with an injection angle of 140 ° to 155 °, so that the spray jets of the injection nozzle impinge tangentially on the inside of the bowl rim.
  • the combustion bowl on a centrally symmetric curved trough bottom.
  • the disadvantage is that when operating a piston having a rotationally symmetrical curved trough bottom, an asymmetry in the combustion chamber due to different positions of the intake and exhaust valves and consequent inhomogeneous air flow during combustion occurs in the internal combustion engine.
  • an air-fuel mixture is in each case in the context of the intake and exhaust tract passed into the combustion chamber, which leads by this asymmetry to a different combustion behavior during operation of the piston.
  • the object of the invention is therefore to produce a piston in which the above-mentioned disadvantages are avoided and which is simple and inexpensive to produce.
  • the object is achieved in that the tool is moved parallel to the axis of rotation of the piston so that the machined portion of the piston is formed as a rotationally asymmetric combustion bowl with respect to the axis of rotation of the piston after machining.
  • a further advantage is that, in addition to an asymmetric fuel supply by means of an injection nozzle in combination with the rotationally asymmetric combustion bowl, the combustion behavior can be further improved.
  • the result of a rotationally asymmetric combustion bowl and an optionally additionally asymmetric fuel feed with the aid of an injection nozzle are combustion optimization, fuel saving and emission reduction during operation of the piston in an internal combustion engine.
  • the tool is preferably also moved perpendicular to the axis of rotation of the piston.
  • the axis of rotation of the piston is the axis about which the piston rotates after clamping the piston in the lathe.
  • the axis of rotation of the piston corresponds to the later center arranged in the piston stroke axis of the piston during operation in an internal combustion engine.
  • a tool for example, a turning tool for machining on a lathe can be used.
  • any movement pattern of the tool can be generated in the lathe, since any movement directions of the tool can be executed by adapted parallel and vertical movement of the tool.
  • the movement of the tool preferably depends on the position of the tool with respect to the position of the piston in the lathe and / or the rotational speed of the piston during machining, that is during the turning operation.
  • the peripheral speed of the piston increases with increasing distance to the axis of rotation.
  • the peripheral speed of the piston can be changed at a constant distance from the axis of rotation by means of the rotational speed of the piston in the lathe.
  • the movement of the tool during machining is adapted to the respective position of the piston and to the rotational speed of the piston, so that a rotationally asymmetric combustion bowl can be produced.
  • At least part of a piston surface of a piston crown of the piston is preferably machined to a curved piston surface by means of the tool, the piston surface curved in the circumferential direction of the piston forming the rotationally asymmetric combustion bowl.
  • the curved in the circumferential direction of the piston piston surface thus represents the rotationally asymmetric combustion bowl.
  • the piston as a blank can be easily produced with a flat piston surface. By means of a movement of the tool relative to the position and to the rotational speed of the piston can then be easily and inexpensively produce a circumferentially curved piston surface in the lathe.
  • This curvature of the piston surface may be, for example, a round, elliptical, curved surface or the like.
  • the piston according to the invention has a rotationally asymmetric combustion bowl produced by means of the method according to the invention or one of its preferred embodiments, wherein the combustion chamber recess has at least a maximum and at least a minimum at a constant distance from a stroke axis of the piston in the circumferential direction of the piston Differences in the combustion chamber is possible and the shape of the rotationally asymmetric combustion bowl optimally adapts to the combustion chamber requirements.
  • This development is produced by the fact that the piston is rotated radially at a constant distance from the axis of rotation of the piston, wherein the relative deviation of the piston profile is represented in the circulation. There is thus a development under constant radius in the circumferential direction.
  • the combustion bowl in the middle in the region of the combustion bowl center in particular in the middle in the direction of the injection nozzle, wherein the internal combustion engine comprises at least one injection nozzle, directed combustion bowl center, a rotationally symmetric region, wherein the rotationally symmetric region in the direction Piston outside changes into a rotationally asymmetric area. Due to the smaller circumferential length in the well center of the combustion chamber trough, which is to be found in the central region of the combustion bowl and impinge in the air and fuel as a mixture on the surface of the combustion bowl, rotationally symmetric machining in this area is easier to carry out.
  • the circumferential length is the distance that results in the radial circulation at a constant distance around the axis of rotation.
  • the combustion bowl trough extension may preferably be formed as a balcony and / or collar.
  • a balcony is an extension formed in the form of steps at least in a region of the combustion bowl rim
  • a collar is an extension that expands and / or reduces the combustion bowl in at least a portion of its opening in the form of a partial geometry.
  • the maximum depth of the combustion bowl is in a further advantageous embodiment of the piston in section parallel to the direction of the pin bore axis of the piston smaller or larger than the maximum depth of the combustion bowl in section transversely to the direction of the pin bore axis of the piston.
  • a section across the direction is also used under the term a section perpendicular to the direction.
  • the piston preferably a cooling channel with contour, for example, a ContureKS cooling channel of KS Kolbenschmidt GmbH from Neckarsulm, has.
  • the cross section of the cooling channel varies with respect to the circumference of the piston.
  • This variable cross-section of the cooling channel with contour is formed by the fact that sliding transitions between two different height cross sections in the running and bolt directions of the piston are formed, which allows an optimal adaptation to the voltage situation of the piston.
  • the shaker effect of the coolant, such as cooling oil and thus the heat transfer in the oscillating movement of the piston in the cylinder of the internal combustion engine is improved by greater heights of the cross-sectional profile, which also means of the shape of the cooling channel with contour a significant decrease in temperature of the piston during operation in one Internal combustion engine takes place.
  • the front of the piston is also known as the front-side and the back of the piston is also known as the rear-side. According to this advantageous embodiment, the trough is then wrong in the front-rear direction.
  • the maximum depth of the combustion bowl is in cross section to the direction of the pin bore axis of the piston in the region of the pressure side or counter-pressure side of the piston and is greater than the corresponding depth of the opposite side in this section transverse to the direction of the pin bore axis of the piston ,
  • Opposite in the same section means that the maximum depth is in the area of the pressure side and is greater than the depth in the area of the counter-pressure side (or vice versa).
  • the maximum depth of the combustion bowl in any section which includes the stroke axis of the piston, in the region of one side of the piston and is greater than the corresponding depth of the opposite side relative to this section.
  • the diameter of the respective injection openings is adapted to the shape of the combustion chamber trough of the piston, wherein the respective diameter of at least two spray openings is different. This makes it possible that by means of the respective injection nozzle, which is also known by the term injector, based on the circumference different flow rates of the fuel can be generated. The outlet diameter is consequently different in this embodiment of the injection nozzle.
  • injection nozzle of the ejection angle of the respective injection port is adjusted based on the shape of the combustion chamber trough.
  • the ejection angle of the spray openings can be the same and different from each other.
  • the ejection angle of the respective injection opening increases with increasing depth of the combustion bowl of the piston.
  • the respective injection openings are arranged around the circumference of the injection nozzle at the same and / or different distance from one another.
  • the ejection angle of the respective injection opening is adjusted with respect to the shape of the combustion bowl of the piston.
  • the ejection angle of the spray openings can be the same and different from each other.
  • the outlet angle is different.
  • the ejection angle of the respective injection opening increases with increasing depth of the combustion bowl of the piston.
  • the diameter of the respective injection openings is adapted to the shape of the combustion bowl of the piston, the respective diameter of at least two injection openings being different.
  • the respective injection openings are arranged around the circumference of the injection nozzle at the same and / or different distance from one another.
  • the internal combustion engine according to the invention comprises the piston according to the invention or one of its preferred embodiments and the inventive or alternative injection nozzle according to the invention or in each case one of its preferred embodiments.
  • the internal combustion engine is a diesel internal combustion engine.
  • FIG. 2 the piston in plan view
  • FIG. 3 shows a development of the piston
  • FIG. 4 shows a piston with collar in side view in section with a rotationally symmetrical and with a rotationally asymmetric region of the combustion bowl
  • 5 shows a piston in section in a side view having a balcony
  • 6 shows the piston in section in another side view having the Baikon
  • Figure 7 an injection nozzle and a piston in section in side view in one
  • Figure 8 an injection nozzle and a piston in section in side view in one
  • Figure 9 the production of a piston on a lathe.
  • FIG. 1 shows a piston 1 for an internal combustion engine which has been finished by means of the method of the invention.
  • the piston 1 has a combustion chamber trough 3, a ring field 4 adjoining the region of a piston crown of the piston 1 and a bolt bore 5 passing through the piston 1 below the piston crown in the region of the piston skirt, a pin bore axis 5a extending centrally through the pin bore 5.
  • the produced piston 1, according to FIG. 1 has a rotationally asymmetric combustion bowl 3. In the area of the ring field 4, three annular grooves 4a, 4b, 4c are each shown for receiving a piston ring (not shown).
  • Figure 2 shows the piston of Figure 1 in plan view from above.
  • the piston 1 consists for example of aluminum, an aluminum alloy, steel and / or the like.
  • Figure 1 and Figure 2 extends through the piston 1 in the middle of a lifting axis 2 of the piston 1.
  • the lifting axis 2 is the axis that passes through the piston 1 when moving in an internal combustion engine.
  • FIG. 1 and FIG. 2 two points x p1 , y p i in the combustion chamber trough 3 are shown in FIG. 1 and FIG. 2, each having a distance R from the lifting axis 2.
  • the combustion bowl 3 Relative to the upper edge of the piston 1 on its piston top side, the combustion bowl 3 has a depth of Xi at the point x p i and a depth yi at the position y p i.
  • FIG. 3 shows the development in the circumferential direction of the piston 1 at a constant distance to the piston axis or lifting axis 2 from the point y p1 to the point x p1 in the piston 1 according to FIG. 1 and FIG.
  • the development is measured by measuring the course of the combustion chamber trough 3 with the constant radius R from the point y p by means of a radial circulation to the point x p i.
  • the settlement has a minimum at the point y p and the point x p i, that is, after a revolution around the path ⁇ ⁇ R, the processing is at a maximum.
  • this asymmetry of the combustion chamber trough 3 is an approximation of the local differences in the combustion chamber of the internal combustion engine possible.
  • the shape of the rotationally asymmetric combustion chamber trough 3 adapts optimally to the combustion chamber requirements of the internal combustion engine.
  • FIG. 4 shows a further embodiment of a piston 1 for an internal combustion engine which is finished by means of the method of the invention. Identical components are given the same reference numerals and new components with new reference numerals.
  • the piston 1 has a ring field 4 with three annular grooves 4a, 4b, 4c, a combustion chamber trough 3 and a pin bore 5.
  • the pin bore 5 extends completely through the piston 1, wherein according to Figure 4 through the pin bore 5 centrally a pin bore axis 5a extends.
  • FIG. 4 also shows the lifting axis 2 of the piston 1.
  • the combustion chamber trough 3 has a rotationally asymmetrical region and a rotationally symmetric region relative to the axis of rotation of the piston 1 after machining.
  • the rotationally asymmetric region of the combustion chamber trough 3 is denoted by the reference numbers b1 and b2 and the rotationally symmetric region is designated by the reference numeral a.
  • the combustion chamber trough 3 in the middle of the rotationally symmetric region a which changes in each case in the direction of the piston outside in the rotationally asymmetric region b1, b2.
  • the combustion bowl 3 in the exemplary embodiment on a combustion bowl extension is designed as a collar 6a, by means of which the surface of the combustion bowl 3 is widened and, in the exemplary embodiment, runs completely around the combustion chamber recess 3 on the piston top side.
  • Figure 5 and Figure 6 show a further embodiment of a finished by means of the method of the invention produced piston 1.
  • the same components are given the same reference numerals and new components are provided with new reference numerals.
  • the piston 1 has a rotationally asymmetric combustion bowl 3, a bolt bore 5 and a ring field 4.
  • the piston 1 has three annular grooves 4a, 4b, 4c.
  • the piston 1 has a cooling channel 9 which completely revolves radially around the lifting axis 2 of the piston 1.
  • a pin bore 5 extends centrally through the piston 1, wherein a pin bore axis 5a extends centrally through the pin bore 5.
  • the lifting axis 2 is the axis of the piston 1, which shows its direction of movement during operation in an internal combustion engine.
  • the balcony 6b is at its piston top radially around the circumference of the piston 1 completely circumferential.
  • the combustion bowl 3 has a different depth in the direction of the lifting axis 2 at the points x p2 and y p2 .
  • the piston 1 has a depth of x 2
  • the piston 1 has a depth of y 2 relative to the edge of the piston top side.
  • the maximum depth y2 of the combustion chamber trough 3 at the location y P 2 in the section parallel to the direction of the pin bore axis 5a of the piston 1 is smaller than the maximum depth x 2 of the combustion chamber trough 3 at the position x p2 in the cross section transverse to the direction Bolt bore axis 5a of the piston 1.
  • This variant with a cooling channel 9 with contour is shown in Figures 5 and 6.
  • the maximum depth y 2 of the combustion chamber trough 3 at the point y P 2 in section parallel to the direction of the pin bore axis 5a of the piston 1 is greater than the maximum depth x 2 of the combustion chamber trough 3 at the point x p2 in section transverse to the direction of the pin bore axis 5a.
  • Such a piston 1 has a small piston height, whereby through the depths ⁇ 2, y2 of the combustion chamber trough 3 it comes to a better accommodation of the cooling channel 9 above the pin bore 5 and their hubs.
  • This piston 1 in the alternative variant is not shown in Figures 5 and 6.
  • FIG. 7 shows a simplified section of a diesel internal combustion engine.
  • the same components have the same reference numerals and new components are provided with new reference numerals.
  • the diesel internal combustion engine has, according to FIG. 7, a piston 1 which has been finished by means of the method of the invention, and furthermore an injection nozzle 7.
  • the injection nozzle 7 cooperates with the piston 1 as part of the combustion process in the internal combustion engine.
  • the piston 1 according to FIG. 7 has a ring field 4, comprising three annular grooves 4a, 4b, 4c, and a combustion bowl 3.
  • the piston 1 is formed according to Figure 7 from the piston top side seen at the point y P 3 recessed formed by the distance in the form of the depth V3 relative to the edge of the piston top and at the point x p3 formed recessed around the distance in the form of the depth x 3 relative to the edge of the piston top, so that an asymmetric combustion bowl 3 is formed.
  • the asymmetric Brennraummulde 3 of the piston 1 has been hergesteift means of a tool in the form of at least one turning tool on a lathe (not shown).
  • the injection nozzle 7 has at least two spray openings s1, s2 for the exit of a fuel mixture, for example diesel fuel.
  • a fuel mixture for example diesel fuel.
  • the diameter d1, d2 of the respective injection openings s1, s2 is adapted to the shape of the combustion bowl 3 of the piston 1, the diameter d1, d2 of the injection openings s1, s2 being different according to FIG.
  • the two injection ports s1, s2 are arranged in the exemplary embodiment around the circumference of the injection nozzle 7 with the same distance from each other.
  • the ejection angle of the respective spray opening s1, s2 is adjusted in the embodiment of the recess 3 based on the shape of the combustion chamber.
  • the diameter d1 of one injection opening s1 of the injection nozzle 7 is formed differently with respect to the other diameter d2 of the injection opening s2 of the injection nozzle 7, whereby an approximation of the local differences in the combustion chamber of the internal combustion engine is possible and it leads to an optimization of the combustion , comes to a fuel saving and emission reduction during the operation of the diesel internal combustion engine.
  • injection nozzle 7 By means of the design of the injection nozzle 7 according to FIG. 7, fuel in the form of diesel fuel is supplied asymmetrically to the combustion chamber trough 3 during operation of the internal combustion engine.
  • injection nozzle 7 By means of the injection nozzle 7, it is possible that, in addition to the combustion bowl 3, a further optimization of the combustion, an even greater fuel economy and a further emission reduction during operation of the diesel internal combustion engine.
  • FIG. 8 shows a further alternative variant of an internal combustion engine, preferably a diesel internal combustion engine.
  • the internal combustion engine has a piston 1 which is finished by means of the method of the invention and comprises a ring field 4 comprising three annular grooves 4a, 4b, 4c and an asymmetrical combustion bowl 3.
  • the course of the combustion chamber trough 3 has a plurality of relative minima and maxima.
  • FIG. 8 shows a variant of the combustion chamber trough 3 with a solid line and a further, alternative variant of the combustion chamber trough 3 with an additional pronounced recess relative to the edge of the piston top side, this depression being illustrated by dashed lines.
  • the combustion bowl 3 shown with a solid line has at the point x 4 a depression of depth X with respect to the edge of the piston crown and in the other variant the combustion bowl 3 shown with a partially dashed line has the position x p4 - A depression of the depth x 4 - based on the edge of the piston crown.
  • the combustion bowl 3 in both embodiments has a further central depression eccentrically offset relative to the stroke axis 2 at the location x p5 .
  • This optional recess has the piston 1 in the embodiment in addition.
  • the internal combustion engine has an injection nozzle 7 for an internal combustion engine with two injection openings s1, s2 for the exit of a fuel mixture, preferably a diesel fuel, according to FIG.
  • the injection nozzle 7 cooperates with the piston 1 in the internal combustion engine.
  • the diameter d1, d2 of the two spray openings s1, s2 is different.
  • the diameter d1, d2 of the respective injection openings s1, s2 is adapted to the shape of the respective combustion chamber trough 3 of the piston 1.
  • the ejection angle ⁇ x, ß of the respective injection opening s1, s2 increases with increasing depth X4, x 4 - the combustion chamber trough 3 of the piston 1 to.
  • the two injection ports s1, s2 are arranged in the exemplary embodiment around the circumference of the injection nozzle 7 at different distances from one another.
  • the combustion bowl 3 and the injection nozzle 7 are designed specifically for optimized combustion in the internal combustion engine.
  • the two spray openings s1, s2 in the exemplary embodiment are each inclined by the ejection angle ⁇ .
  • the two injection openings s1, s2 are each inclined by the ejection angle .beta.
  • the ejection angle .beta the ejection angle a.
  • the diameter d1 in this variant is approximately perpendicular to the piston surface and injected according to Figure 8 in the slightly eccentric offset central depression.
  • the piston 1 shown in Figures 1, 2, 4 to 8 is manufactured by means of a machining on a lathe by means of the method of the invention.
  • the lathe is not shown in Figures 1, 2, 4 to 8.
  • FIG. 9 a piston 1 for an internal combustion engine which has been finished by means of the method of the invention and which has been machined and manufactured on a lathe, not shown in FIG. 9, is shown in FIG. 9 shown.
  • the dimensions of the unprocessed piston 1 are indicated by dashed lines in Figure 9.
  • the same components are provided with the same reference numerals and new components are provided with new reference numerals.
  • the piston 1 rotates about an axis of rotation which corresponds to the stroke axis 2 of the finished piston 1.
  • the area of the piston 1 to be machined is machined.
  • the tool 8 is moved at least parallel to the axis of rotation of the piston 1 in the context of processing and manufacturing.
  • the tool 8 in the exemplary embodiment is alternatively or additionally moved during a revolution of the piston 1 also perpendicular to the axis of rotation of the piston 1.
  • the unprocessed piston 1 has to be processed as the blank according to Figure 9 in the embodiment of the piston top, that is in the region of the piston head of the piston 1, preferably an approximately planar piston surface.
  • At least a part of the roughly planar piston surface on the piston top side of the piston 1, ie on the combustion chamber side of the piston 1, is machined to a curved piston surface by means of the tool 8, wherein the piston surface curved in the circumferential direction of the piston 1 surrounds the combustion bowl 3 according to FIG forms.
  • the tool 8 is theticiansbeispie! to the axis of rotation of the piston 1 is moved so that the machined region of the piston 1 according to Figure 9 as a rotationally asymmetric combustion bowl 3 relative to the axis of rotation of the piston 1 is formed after machining, wherein a machined region of the combustion chamber trough 3 is also rotationally symmetrical.
  • the tool 8 is moved in the manner parallel and perpendicular to the axis of rotation of the piston 1, that the machined area in the combustion chamber trough 3 of the piston 1 according to Figures 9 in addition to the rotationally asymmetric region b1, b2 also a rotationally symmetric region a relative to the Having axis of rotation of the piston 1 after machining.
  • the peripheral speed of the piston 1 in the lathe increases.
  • the peripheral speed of the piston 1 in the lathe can be increased or decreased at a certain point of the piston by means of the rotational speed.
  • the movement of the tool 8 must be adapted to the position of the piston 1 and to the rotational speed of the piston 1 in the lathe.
  • the movement of the tool 8 depends on the position of the tool 8 relative to the position of the piston 1 in the lathe and of the rotational speed of the piston 1 during the turning operation.
  • the movement of the tool 8 is realized in the embodiment control technology by means of the lathe.

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Abstract

Zur spanenden Bearbeitung von einem Kolben (1) für eine Brennkraftmaschine auf einer Drehmaschine, wobei der Kolben (1) in der Drehmaschine rotiert und der zumindest eine zu bearbeitende Bereich des Kolbens (1) mit Hilfe zumindest eines Werkzeugs (8) der Drehmaschine bearbeitet wird, wobei das Werkzeug (8) zumindest parallel zur Drehachse des Kolbens (1) bewegt wird und der bearbeitete Bereich bezogen auf die Drehachse des Kolbens (1) als Brennraummulde (3) ausgebildet ist, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Werkzeug (8) parallel zur Drehachse des Kolbens (1) so bewegt wird, dass der bearbeitete Bereich des Kolbens (1) als rotationsasymmetrische Brennraummulde (3) bezog auf die Drehachse des Kolbens (1) nach der Bearbeitung ausgebildet ist. Ferner betrifft die Erfindung einen Kolben (1), eine Einspritzdüse (7) und eine Brennkraftmaschine, vorzugsweise eine Diesel-Brennkraftmaschine.

Description

B E S C H R E I B U N G
Kolben und Verfahren zu seiner Herstellung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur spanenden Bearbeitung von einem Kolben für eine Brennkraftmaschine auf einer Drehmaschine, wobei der Kolben in der Drehmaschine rotiert und der zumindest eine zu bearbeitende Bereich des Kolbens mit Hilfe zumindest eines Werkzeugs der Drehmaschine bearbeitet wird, wobei das Werkzeug zumindest parallel zur Drehachse des Kolbens bewegt wird und der bearbeitete Bereich bezogen auf die Drehachse des Kolbens als Brennraummulde ausgebildet ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Kolben für eine Brennkraftmaschine aufweisend eine Brennraummulde, ein sich an den Bereich eines Kolbenbodens des Kolbens anschließendes Ringfeld und eine durch den Kolben unterhalb des Kolbenbodens durchgehende Bolzenbohrung, wobei durch die Bolzenbohrung mittig eine Bolzenbohrungsachse verläuft. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Einspritzdüse für eine Brennkraftmaschine, zusammenwirkend mit einem Kolben, aufweisend zumindest zwei Spritzöffnungen zum Austritt von einem Kraftstoff ge misch. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Brennkraftmaschine.
Aus der DE 196 21 635 B4 ist eine Diesel-Brennkraftmaschine bekannt, die zwei Einlasskanäle, zwei Auslasskanäle, vier Ventile, eine Einspritzdüse und einen Kolben pro Zylinder aufweist. Die Einspritzdüse ist dabei zur Achse des Zylinders im Wesentlichen parallel sowie zur Querschnittsfläche des Zylinders im Wesentlichen mittig angeordnet. Des Weiteren weist der Kolben eine Brennraummulde mit eingezogenen Muldenrand auf und die Einspritzdüse ist mit einem Einspritzwinkel von 140 ° bis 155 ° ausgebildet, so dass die Sprühstrahlen der Einspritzdüse an der Innenseite des Muldenrandes tangential auftreffen. Gemäß der DE 196 21 635 B4 weist die Brennraummulde einen zentralsymmetrisch gewölbten Muldenboden auf. Nachteilig ist, dass es beim Betrieb eines Kolbens, der einen rotationssymmetrisch gewölbten Muldenboden aufweist, zu einer Asymmetrie im Brennraum aufgrund unterschiedlicher Positionen der Ein- und Auslassventile und dadurch bedingter inhomogener Luftführung während der Verbrennung in der Brennkraftmaschine kommt. Durch die Ein- und Auslassventile wird jeweils im Rahmen des Ansaug- und Abgastraktes ein Luft-Kraftstoff-Gemisch in den Brennraum geleitet, das durch diese Asymmetrie zu einem unterschiedlichen Brennverhalten während des Betriebes des Kolbens führt.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Kolben herzustellen, bei dem die oben genannten Nachteile vermieden werden und der einfach und kostengünstig herstellbar ist.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Werkzeug parallel zur Drehachse des Kolbens so bewegt wird, dass der bearbeitete Bereich des Kolbens als rotationsasymmetrische Brennraummulde bezogen auf die Drehachse des Kolbens nach der Bearbeitung ausgebildet ist.
Vorteilhaft ist, dass es mittels einer rotationsasymmetrischen Brenn raummulde zu einer Angleichung der lokalen Unterschiede im Brennraum, und damit im Brennverhalten, durch diese angepasste Geometrie kommt, so dass es zu einem gleichmäßigeren Brennverhalten des Luft-Kraftstoff-Gemisches während des Betriebs des Kolbens kommt. Vorteilhaft ist weiterhin, dass ergänzend mitteis einer asymmetrischen Kraftstoffzuführung mittels einer Einspritzdüse in Kombination mit der rotationsasymmetrischen Brennraummulde das Brennverhalten weiter verbessert werden kann. Folge einer rotationsasymmetrischen Brennraummulde und einer gegebenenfalls ergänzend asymmetrischen Kraftstoffzuführung mit Hilfe einer Einspritzdüse sind eine Verbrennungsoptimierung, eine Kraftstoffeinsparung und eine Emissionsreduzierung während des Betriebs des Kolbens in einer Brennkraftmaschine.
Das Werkzeug wird bevorzugt auch senkrecht zur Drehachse des Kolbens bewegt. Die Drehachse des Kolbens ist dabei die Achse, um die der Kolben nach Einspannung des Kolbens in die Drehmaschine rotiert. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung entspricht die Drehachse des Kolbens der späteren mittig im Kolben angeordneten Hubachse des Kolbens während des Betriebs in einer Brennkraftmaschine. Als Werkzeug ist beispielsweise ein Drehmeißel zur spanenden Bearbeitung auf einer Drehmaschine verwendbar. Mittels einer parallelen und gleichzeitigen senkrechten Bewegung des Werkzeugs zur Drehachse lassen sich beliebige Bewegungsmuster des Werkzeugs in der Drehmaschine erzeugen, da durch angepasste parallele und senkrechte Bewegung des Werkzeugs beliebige Bewegungsrichtungen des Werkzeugs ausführbar sind.
Die Bewegung des Werkzeugs hängt bevorzugt von der Position des Werkzeugs bezogen auf die Position des Kolbens in der Drehmaschine und / oder von der Drehzahl des Kolbens während der Bearbeitung, das heißt während der Drehbearbeitung, ab. Bei einer Rotation des Kolbens in der Drehmaschine nimmt die Umfangsgeschwindigkeit des Kolbens mit zunehmendem Abstand zur Drehachse zu. Alternativ oder ergänzend lässt sich die Umfangsgeschwindigkeit des Kolbens bei konstantem Abstand zur Drehachse mittels der Drehzahl des Kolbens in der Drehmaschine verändern. Zur Herstellung einer rotationsasymmetrischen Brennraummulde wird die Bewegung des Werkzeugs während der Bearbeitung auf die jeweilige Position des Kolbens und auf die Drehzahl des Kolbens angepasst, so dass eine rotationsasymmetrische Brennraummulde herstellbar ist.
Zumindest ein Teil einer Kolbenoberfläche eines Kolbenbodens des Kolbens, das heißt ein Teil der Brennraumseite des Kolbens, wird bevorzugt mittels des Werkzeugs zu einer gewölbten Kolbenoberfläche bearbeitet, wobei die in Umfangsrichtung des Kolbens gewölbte Kolbenoberfläche die rotationsasymmetrische Brennraummulde bildet. Die in Umfangsrichtung des Kolbens gewölbte Kolbenoberfläche stellt somit die rotationsasymmetrische Brennraummulde dar. Der Kolben als Rohteil lässt sich einfach mit einer planen Kolbenoberfläche herstellen. Mittels einer Bewegung des Werkzeugs bezogen auf die Position und auf die Drehzahl des Kolbens lässt sich dann einfach und kostengünstig eine in Umfangsrichtung gewölbte Kolbenoberfläche in der Drehmaschine herstellen. Diese Wölbung der Kolbenoberfläche kann beispielsweise eine runde, ellipsenförmige, gebogene Oberfläche oder dergleichen sein.
Es lässt sich also feststellen, dass übliche und somit nach dem Stand der Technik bekannte Drehbearbeitungen eine Bewegung des Werkzeugs in radialer Kolbenrichtung, das heißt senkrecht zur Drehachse des Kolbens, und in Richtung parallel zur Drehachse des Kolbens haben. Gemäß der Erfindung wird das Werkzeug neben diesen vorhergehend beschriebenen Bewegungsmöglichkeiten ergänzend während einer Kolbenumdrehung gesteuert in Richtung parallel zur Drehachse ausgelenkt, so dass es zur Erzeugung von Höhenunterschieden auf einer Umfangslänge des Kolbens kommt. Es wird folglich der normalen Drehbewegung eine gesteuerte Bewegung des Werkzeugs in Kolbenvertikalachsrichtung überlagert, welche dafür sorgt, dass positionsrichtige Höhenunterschiede während einer Kolbenumdrehung realisiert werden.
Der erfindungsgemäße Kolben weist eine mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens oder einer deren bevorzugten Ausgestaltungen hergestellte rotationsasymmetrische Brennraummulde auf, wobei die Brennraummulde bei Abwicklung in Umfangsrichtung des Kolbens unter konstantem Abstand zu einer Hubachse des Kolbens zumindest ein Maximum und zumindest ein Minimum aufweist, wodurch eine Angleichung der lokalen Unterschiede im Brennraum möglich ist und sich die Form der rotationsasymmetrischen Brennraummulde optimal an die Brennraumerfordernisse anpasst. Diese Abwicklung wird dadurch erzeugt, dass mit konstantem Abstand zur Drehachse des Kolbens der Kolben radial umlaufen wird, wobei die relative Abweichung des Kolbenverlaufs bei dem Umlauf dargestellt wird. Es liegt somit eine Abwicklung unter konstantem Radius in Umfangsrichtung vor.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des Kolbens weist die Brennraummulde in der Mitte im Bereich des Brennraummuldenzentrums, insbesondere in der Mitte im Bereich des in Richtung Einspritzdüse, wobei die Brennkraftmaschine zumindest eine Einspritzdüse aufweist, gerichteten Brennraummuldenzentrums, einen rotationssymmetrischen Bereich auf, wobei der rotationssymmetrische Bereich in Richtung Kolbenaußenseite in einen rotationsasymmetrischen Bereich wechselt. Durch die kleinere Umfangslänge im Muldenzentrum der Brennraummulde, das im mittleren Bereich der Brennraummulde vorzufinden ist und in dem Luft und Kraftstoff als Gemisch auf die Oberfläche der Brennraummulde auftreffen, ist eine rotationssymmetrische Bearbeitung in diesem Bereich einfacher durchführbar. Die Umfangslänge ist die Strecke, die sich beim radialen Umlauf mit konstantem Abstand um die Drehachse ergibt. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Kolbens weist die Brennraummulde eine Brennraummuldenerweiterung auf. Die Brennraummuldenerweiterung kann vorzugsweise als ein Balkon und / oder Kragen ausgebildet sein. Ein Balkon ist eine Erweiterung, die in Form von Stufen zumindest in einem Bereich des Brennraummuldenrandes ausgebildet ist, und ein Kragen ist eine Erweiterung, die die Brennraummulde in zumindest einem Bereich ihrer Öffnung in Form einer Teilgeometrie erweitert und/oder verringert.
Die maximale Tiefe der Brennraummulde ist in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Kolbens im Schnitt parallel zur Richtung der Bolzenbohrungsachse des Kolbens kleiner oder größer als die maximale Tiefe der Brennraummulde im Schnitt quer zur Richtung der Bolzenbohrungsachse des Kolbens. Ein Schnitt quer zur Richtung wird auch unter dem Begriff ein Schnitt senkrecht zur Richtung verwendet.
Ist die maximale Tiefe der Brennraummulde im Schnitt parallel zur Richtung der Bolzenbohrungsachse des Kolbens, das heißt von Richtung Druckseite in Richtung Gegendruckseite gesehen (oder umgekehrt), kleiner als die maximale Tiefe der Brennraummulde im Schnitt quer zur Bolzenbohrungsachsrichtung des Kolbens, das heißt in Richtung der Bolzenbohrungsachse gesehen, dann ist es möglich, dass der Kolben bevorzugt einen Kühlkanal mit Kontur, beispielsweise einen ContureKS- Kühlkanal der KS Kolbenschmidt GmbH aus Neckarsulm, aufweist.
Bei einem Kühlkanal mit Kontur variiert bezogen auf den Umfang des Kolbens der Querschnitt des Kühlkanals. Dieser variable Querschnitt beim Kühlkanal mit Kontur wird dadurch gebildet, dass gleitende Übergänge zwischen zwei unterschiedlich hohen Querschnitten in Lauf- und Bolzenrichtung des Kolbens gebildet werden, was eine optimale Anpassung an die Spannungssituation des Kolbens erlaubt. Ferner wird auch die Shakerwirkung des Kühlmittels, beispielsweise Kühlöl, und damit der Wärmetransport bei der oszillierenden Bewegung des Kolbens im Zylinder der Brennkraftmaschine durch größere Höhen des Querschnittsprofil verbessert, wodurch auch mittels der Form des Kühlkanals mit Kontur eine deutliche Temperaturabsenkung des Kolbens im Betrieb in einer Brennkraftmaschine erfolgt. Ist die maximale Tiefe der Brennraummulde im Schnitt parallel zur Richtung der Bolzenbohrungsachse des Kolbens größer als die maximale Tiefe der Brennraummulde im Schnitt quer zur Richtung der Bolzenbohrungsachse des Kolbens, dann lässt sich aufgrund der kleineren Kolbenhöhe der Kühlkanal oberhalb der Bolzennabe, durch die mittig die Bolzenbohrungsachse verläuft und in die der Kolbenbolzen eingesetzt wird, besser unterbringen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Kolbens liegt die die maximale Tiefe der Brennraummulde im Schnitt parallel zur Richtung der Bolzenbohrungsachse des Kolbens im Bereich der Vorderseite oder Rückseite des Kolbens und ist größer als die entsprechende Tiefe der gegenüberliegenden Seite in diesem Schnitt parallel zur Richtung der Bolzenbohrungsachse des Kolbens. Gegenüberliegend im selben Schnitt bedeutet, dass die maximale Tiefe im Bereich der Vorderseite liegt und größer als die Tiefe im Bereich der Rückseite ist (oder umgekehrt). Die Vorderseite des Kolbens ist auch unter dem Begriff Front-Seite und die Rückseite des Kolbens ist auch unter dem Begriff Rear-Seite bekannt. Gemäß dieser vorteilhaften Ausgestaltung ist die Mulde dann in Front-Rear-Richtung schief. in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Kolbens liegt die maximale Tiefe der Brennraummulde im Schnitt quer zur Richtung der Bolzenbohrungsachse des Kolbens im Bereich der Druckseite oder Gegendruckseite des Kolbens und ist größer als die entsprechende Tiefe der gegenüberliegenden Seite in diesem Schnitt quer zur Richtung der Bolzenbohrungsachse des Kolbens. Gegenüberliegend im selben Schnitt bedeutet, dass die maximale Tiefe im Bereich der Druckseite liegt und größer als die Tiefe im Bereich der Gegendruckseite ist (oder umgekehrt). Es ist somit möglich, dass die maximale Tiefe der Brennraummulde im Schnitt in Druckseiten- /Gegendruckseiten-Richtung zwischen Druckseite und Gegendruckseite variiert. In diesem Fall nimmt die Tiefe in einer umfangsseitigen Abwicklung stetig zu oder ab. Es bildet sich eine Brennraummulde aus, die in Druckseiten-Gegendruckseiten- Richtung schief ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Kolbens liegt die maximale Tiefe der Brennraummulde in einem beliebigen Schnitt, welcher die Hubachse des Kolbens beinhaltet, im Bereich einer Seite des Kolben und ist größer als die entsprechende Tiefe der gegenüberliegenden Seite bezogen auf diesen Schnitt. Bei einer erfindungsgemäßen Einspritzdüse, die mit dem erfindungsgemäßen Kolben oder einer seiner bevorzugten Ausgestaltungen zusammenwirkt, ist der Durchmesser der jeweiligen Spritzöffnungen an die Form der Brennraummulde des Kolbens angepasst, wobei der jeweilige Durchmesser von zumindest zwei Spritzöffnungen unterschiedlich ist. Dadurch ist möglich, dass mittels der jeweiligen Einspritzdüse, die auch unter dem Begriff Injektor bekannt ist, bezogen auf deren Umfang unterschiedliche Durchflussmengen des Kraftstoffs erzeugt werden können. Der Austrittsdurchmesser ist bei dieser Ausgestaltung der Einspritzdüse folglich verschieden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Einspritzdüse ist der Ausspritzwinkel der jeweiligen Spritzöffnung bezogen auf die Form der Brennraummulde angepasst. Die Ausspritzwinkel der Spritzöffnungen können dabei gleich und unterschiedlich zueinander sein.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Einspritzdüse nimmt der Ausspritzwinkel der jeweiligen Spritzöffnung mit zunehmender Tiefe der Brennraummulde des Kolbens zu.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Einspritzdüse sind die jeweiligen Spritzöffnungen um den Umfang der Einspritzdüse mit gleichem und/oder unterschiedlichem Abstand zueinander angeordnet.
Bei einer alternativen erfindungsgemäßen Einspritzdüse, die mit dem erfindungsgemäßen Kolben oder einer seiner bevorzugten Ausgestaltungen zusammenwirkt, ist der Ausspritzwinkel der jeweiligen Spritzöffnung bezogen auf die Form der Brennraummulde des Kolbens angepasst. Die Ausspritzwinkel der Spritzöffnungen können dabei gleich und unterschiedlich zueinander sein. Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der alternativen erfindungsgemäßen Einspritzdüse ist der Austrittswinkel verschieden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der alternativen Einspritzdüse nimmt der Ausspritzwinkel der jeweiligen Spritzöffnung mit zunehmender Tiefe der Brennraummulde des Kolbens zu. In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der alternativen Einspritzdüse ist der Durchmesser der jeweiligen Spritzöffnungen an die Form der Brennraummulde des Kolbens angepasst, wobei der jeweilige Durchmesser von zumindest zwei Spritzöffnungen unterschiedlich ist. in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der alternativen Einspritzdüse sind die jeweiligen Spritzöffnungen um den Umfang der Einspritzdüse mit gleichem und/oder unterschiedlichem Abstand zueinander angeordnet.
Die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine weist den erfindungsgemäßen Kolben oder einen seiner bevorzugten Ausgestaltungen und die erfindungsgemäße oder alternative erfindungsgemäße Einspritzdüse oder jeweils eine ihrer bevorzugten Ausgestaltungen auf.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Brennkraftmaschine ist die Brennkraftmaschine eine Diesel-Brennkraftmaschine.
In den Figuren sind bevorzugte Ausgestaltungen gemäß der Erfindung dargestellt Es zeigen
Figur 1 : einen Ausschnitt eines Kolbens einer Brennkraftmaschine in Seitenansicht im Schnitt,
Figur 2: den Kolben in Draufsicht,
Figur 3: eine Abwicklung des Kolbens,
Figur 4: einen Kolben mit Kragen in Seitenansicht im Schnitt mit einem rotationssymmetrischen und mit einem rotationsasymmetrischen Bereich der Brennraummulde,
Figur 5: einen Kolben im Schnitt in Seitenansicht aufweisend einen Balkon, Figur 6: den Kolben im Schnitt in einer anderen Seitenansicht aufweisend den Baikon,
Figur 7: eine Einspritzdüse und einen Kolben im Schnitt in Seitenansicht in einer
B re n n kraftmasch i ne ,
Figur 8: eine Einspritzdüse und einen Kolben im Schnitt in Seitenansicht in einer
Brennkraftmaschine und
Figur 9: die Herstellung eines Kolbens auf einer Drehmaschine.
Figur 1 zeigt einen mittels des Verfahrens der Erfindung fertig hergestellten Kolben 1 für eine Brennkraftmaschine. Der Kolben 1 weist eine Brennraummulde 3, ein sich an den Bereich eines Kolbenbodens des Kolbens 1 anschließendes Ringfeld 4 und eine durch den Kolben 1 unterhalb des Kolbenbodens im Bereich des Kolbenschaftes durchgehende Bolzenbohrung 5 auf, wobei durch die Bolzenbohrung 5 mittig eine Bolzenbohrungsachse 5a verläuft. Der hergestellte Kolben 1 weist gemäß Figur 1 eine rotationsasymmetrische Brennraummulde 3 auf. Im Bereich des Ringfeldes 4 sind drei Ringnuten 4a, 4b, 4c jeweils zur Aufnahme eines (nicht dargestellten) Kolbenringes dargestellt. Figur 2 zeigt den Kolben gemäß Figur 1 in Draufsicht von oben. Der Kolben 1 besteht dabei beispielsweise aus Aluminium, einer Aluminiumlegierung, Stahl und/oder dergleichen.
Gemäß Figur 1 und Figur 2 verläuft durch den Kolben 1 mittig eine Hubachse 2 des Kolbens 1. Die Hubachse 2 ist dabei die Achse, die der Kolben 1 bei Bewegung in einer Brenn kraftmasch ine durchläuft.
Des Weiteren sind in Figur 1 und Figur 2 zwei Stellen xp1, ypi in der Brennraummulde 3 dargestellt, die jeweils einen Abstand R von der Hubachse 2 aufweisen. Bezogen auf die Oberkante des Kolbens 1 an seiner Kolbenoberseite weist die Brennraummulde 3 an der Stelle xpi eine Tiefe von Xi auf und an der Stelle ypi eine Tiefe von yi auf. Figur 3 zeigt die Abwicklung in Umfangsrichtung des Kolbens 1 unter konstantem Abstand zur Kolbenachse beziehungsweise Hubachse 2 von der Stelle yp1 zu der Stelle xp1 in dem Kolben 1 gemäß Figur 1 und Figur 2.
Dabei ist gemäß Figur 3 nur die Abwicklung bezogen auf eine Hälfte des Kolbens 1 , das heißt ein Umlauf um 180 ° um die Strecke π · R, grafisch dargestellt.
Gemäß Figur 1 und Figur 2 wird die Abwicklung dadurch gemessen, dass mit dem konstanten Radius R von der Stelle yp mittels einem radialen Umlauf zu der Stelle xpi der Verlauf der Brennraummulde 3 gemessen wird. Dabei wird bei dem radialen Umlauf der Abstand der Oberfläche der Brennraummulde 3 zu der Oberkante des Kolbens 1 , das heißt somit die Tiefe, gemessen.
Gemäß Figur 3 ist erkennbar, dass an der Stelle yp die Abwicklung ein Minimum aufweist und an der Stelle xpi , d.h. nach einem Umlauf um die Strecke π · R, die Abwicklung ein Maximum aufweist. Mittels dieser Asymmetrie der Brennraummulde 3 ist eine Angleichung der lokalen Unterschiede im Brennraum der Brennkraftmaschine möglich. Mittels des Minimums und des Maximums in der Brennraummulde 3 passt sich die Form der rotationsasymmetrischen Brennraummulde 3 optimal an die Brennraumerfordernisse der Brennkraftmaschine an.
Figur 4 zeigt eine weitere Ausgestaltung eines mittels des Verfahrens der Erfindung fertig hergestellten Kolbens 1 für eine Brennkraftmaschine. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugsziffern und neue Bauteile mit neuen Bezugsziffern versehen.
Gemäß Figur 4 weist der Kolben 1 ein Ringfeld 4 mit drei Ringnuten 4a, 4b, 4c, eine Brennraummulde 3 und eine Bolzenbohrung 5 auf. Die Bolzenbohrung 5 verläuft dabei vollständig durch den Kolben 1 , wobei gemäß Figur 4 durch die Bolzenbohrung 5 mittig eine Bolzenbohrungsachse 5a verläuft. In der Figur 4 ist des Weiteren die Hubachse 2 des Kolbens 1 dargestellt.
Gemäß Figur 4 weist die Brennraummulde 3 einen rotationsasymmetrischen Bereich und einen rotationssyrnmetrischen Bereich bezogen auf die Drehachse des Kolbens 1 nach der Bearbeitung auf. Der rotationsasymmetrische Bereich der Brennraummulde 3 ist mit den Bezugsziffern b1 und b2 bezeichnet und der rotationssymmetrische Bereich ist mit der Bezugsziffer a bezeichnet. Gemäß Figur 4 weist die Brennraummulde 3 in der Mitte den rotationssymmetrischen Bereich a auf, der jeweils in Richtung Kolbenaußenseite hin in den rotationsasymmetrischen Bereich b1 , b2 wechselt.
Des Weiteren weist die Brennraummulde 3 im Ausführungsbeispiel eine Brennraummuldenerweiterung auf. Gemäß Figur 4 ist die Brennraummu Idenerweiterung als Kragen 6a ausgebildet, mittels dem die Oberfläche der Brennraummulde 3 erweitert wird und der im Ausführungsbeispiel an der Kolbenoberseite radial um die Brennraummulde 3 herum vollständig umläuft.
Figur 5 und Figur 6 zeigen eine weitere Ausgestaltung eines mittels des Verfahrens der Erfindung fertig hergestellten Kolbens 1. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugsziffern und neue Bauteile sind mit neuen Bezugsziffern versehen.
Der Kolben 1 weist gemäß der Figur 5 und 6 eine rotationsasymmetrische Brennraummulde 3, eine Bolzenbohrung 5 und ein Ringfeld 4 auf. In dem Bereich des Ringfeldes 4 weist der Kolben 1 drei Ringnuten 4a, 4b, 4c auf. Des Weiteren weist der Kolben 1 einen radial um die Hubachse 2 des Kolbens 1 vollständig umlaufenden Kühlkanal 9 auf. Gemäß Figur 6 verläuft eine Bolzenbohrung 5 mittig durch den Kolben 1 hindurch, wobei durch die Bolzenbohrung 5 mittig eine Bolzenbohrungsachse 5a verläuft. Senkrecht zur Bolzenbohrungsachse 5a verläuft linear eine Hubachse 2. Die Hubachse 2 ist die Achse des Kolbens 1 , die seine Bewegungsrichtung bei dem Betrieb in einer Brennkraftmaschine zeigt. Ferner weist der Kolben 1 gemäß Figur 5 und Figur 6 einen Balkon 6b auf, mittels dem die Brennraummulde 3 erweitert wird. Der Balkon 6b ist dabei an dessen Kolbenoberseite radial um den Umfang des Kolbens 1 herum vollständig umlaufend.
Gemäß den Figuren 5 und 6 weist die Brennraummulde 3 an den Stellen xp2 und yp2 jeweils eine unterschiedliche Tiefe in Richtung Hubachse 2 auf. An der Stelle xp2 weist der Kolben 1 eine Tiefe von x2 auf und an der Stelle yp2 weist der Kolben 1 eine Tiefe von y2 bezogen auf die Kante der Kolbenoberseite auf.
Im Folgenden werden zwei Varianten des Kolbens 1 beispielhaft beschrieben: In der ersten Variante ist die maximale Tiefe y2 der Brennraummulde 3 an der Steile yP2 im Schnitt parallel zur Richtung der Bolzenbohrungsachse 5a des Kolbens 1 kleiner als die maximale Tiefe x2 der Brennraummulde 3 an der Stelle xp2 im Schnitt quer zur Richtung der Bolzenbohrungsachse 5a des Kolbens 1. Ein solcher Kolben 1 ist beispielsweise für einen Kühikanai 9 mit Kontur, beispielweise einen ContureKS- Kühlkanal, verwendbar. Diese Variante mit einem Kühlkanal 9 mit Kontur ist in den Figuren 5 und 6 dargestellt.
In einer weiteren, alternativen Variante ist die maximale Tiefe y2 der Brenn raummulde 3 an der Stelle yP2 im Schnitt parallel zur Richtung der Bolzenbohrungsachse 5a des Kolbens 1 größer als die maximale Tiefe x2 der Brennraummulde 3 an der Stelle xp2 im Schnitt quer zur Richtung der Bolzenbohrungsachse 5a. Ein solcher Kolben 1 weist eine kleine Kolbenhöhe auf, wobei durch die Tiefen Χ2, y2 der Brennraummulde 3 es zu einer besseren Unterbringung des Kühlkanals 9 oberhalb der Bolzenbohrung 5 und deren Naben kommt. Dieser Kolben 1 in der alternativen Variante ist nicht in den Figuren 5 und 6 dargestellt.
In Figur 7 ist ein vereinfacht dargestellter Ausschnitt aus einer Diesel- Brennkraftmaschine dargestellt. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugsziffern und neue Bauteile sind mit neuen Bezugsziffern versehen.
Die Diesel-Brennkraftmaschine weist gemäß Figur 7 einen mittels des Verfahrens der Erfindung fertig hergestellten Kolben 1 und des Weiteren eine Einspritzdüse 7 auf. Die Einspritzdüse 7 wirkt im Rahmen des Verbrennungsprozesses in der Brennkraftmaschine mit dem Kolben 1 zusammen.
Der Kolben 1 gemäß Figur 7 weist ein Ringfeld 4, aufweisend drei Ringnuten 4a, 4b, 4c, und eine Brennraummulde 3 auf. Mittig durch den Kolben 1 verläuft die Hubachse 2. Der Kolben 1 ist gemäß Figur 7 von der Kolbenoberseite her gesehen an der Stelle yP3 um die Strecke in Form der Tiefe V3 bezogen auf die Kante der Kolbenoberseite vertieft ausgebildet und an der Stelle xp3 um die Strecke in Form der Tiefe x3 vertieft bezogen auf die Kante der Kolbenoberseite ausgebildet, so dass sich eine asymmetrische Brennraummulde 3 ausbildet. Die asymmetrische Brenn raummulde 3 des Kolbens 1 ist dabei mittels eines Werkzeugs in Form zumindest eines Drehmeißels auf einer Drehmaschine hergesteift worden (nicht dargestellt).
Die Einspritzdüse 7 weist zumindest zwei Spritzöffnungen s1 , s2 zum Austritt von einem Kraftstoffgemisch, beispielsweise Dieselkraftstoff, auf. Gemäß Figur 7 ist der Durchmesser d1 , d2 der jeweiligen Spritzöffnungen s1 , s2 an die Form der Brennraummulde 3 des Kolbens 1 angepasst, wobei der Durchmesser d1 , d2 der Spritzöffnungen s1 , s2 gemäß Figur 7 unterschiedlich ist. Die beiden Spritzöffnungen s1 , s2 sind im Ausführungsbeispiel um den Umfang der Einspritzdüse 7 mit gleichem Abstand zueinander angeordnet. Der Ausspritzwinkel der jeweiligen Spritzöffnung s1 , s2 ist im Ausführungsbeispiel bezogen auf die Form der Brenn raummulde 3 angepasst.
Aufgrund der Asymmetrie der Brennraummulde 3 ist der Durchmesser d1 der einen Spritzöffnung s1 der Einspritzdüse 7 gegenüber dem anderen Durchmesser d2 der Spritzöffnung s2 der Einspritzdüse 7 unterschiedlich ausgebildet, wodurch eine Angleichung der lokalen Unterschiede im Brennraum der Brennkraftmaschine möglich ist und es zu einer Optimierung der Verbrennung, zu einer Kraftstoffeinsparung und zu einer Emissionsreduzierung während des Betriebes der Diesel-Brennkraftmaschine kommt.
Mittels der Gestaltung der Einspritzdüse 7 gemäß Figur 7 wird asymmetrisch Kraftstoff in Form von Diesel-Kraftstoff der Brennraummulde 3 beim Betrieb der Brennkraftmaschine zugeführt. Mittels der Einspritzdüse 7 ist es möglich, dass es ergänzend zu der Brennraummulde 3 zu einer weiteren Optimierung der Verbrennung, zu einer noch größeren Kraftstoffeinsparung und zu einer weiteren Emissionsreduzierung während des Betriebes der Diesel-Brennkraftmaschine kommt.
In Figur 8 ist eine weitere, alternative Variante einer Brennkraftmaschine, vorzugsweise einer Diesel-Brennkraftmaschine, dargestellt. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugsziffern versehen und neue Bauteile sind mit neuen Bezugsziffern versehen. Gemäß Figur 8 weist die Brennkraftmaschine einen mittels des Verfahrens der Erfindung fertig hergestellten Kolben 1 auf, der ein Ringfeld 4, aufweisend drei Ringnuten 4a, 4b, 4c, und eine asymmetrische Brennraummulde 3 aufweist. Gemäß Figur 8 weist der Verlauf der Brennraummulde 3 mehrere relative Minima und Maxima auf. In Figur 8 ist eine Variante der Brennraummulde 3 mit durchgezogener Linie und eine weitere, alternative Variante der Brennraummulde 3 mit einer zusätzlichen ausgeprägten Vertiefung bezogen auf die Kante der Kolbenoberseite dargestellt, wobei diese Vertiefung gestrichelt dargestellt ist.
In der einen Variante weist die mit einer durchgezogenen Linie dargestellte Brennraummulde 3 an der Stelle x 4 eine Vertiefung von der Tiefe X bezogen auf die Kante des Kolbenbodens auf und in der anderen Variante weist die mit teilweise gestrichelter Linie dargestellte Brennraummulde 3 an der Stelle xp4- eine Vertiefung von der Tiefe x4- bezogen auf die Kante des Kolbenbodens auf.
Gemäß Figur 8 weist die Brennraummulde 3 im Ausführungsbeispiel in beiden Varianten eine bezogen auf die Hubachse 2 exzentrisch versetzte weitere mittige Vertiefung an der Stelle xp5 auf. Diese optionale Vertiefung weist der Kolben 1 im Ausführungsbeispiel ergänzend auf.
Des Weiteren weist die Brennkraftmaschine eine Einspritzdüse 7 für eine Brennkraftmaschine mit zwei Spritzöffnungen s1 , s2 zum Austritt von einem Kraftstoffgemisch, vorzugsweise ein Dieselkraftstoff, gemäß Figur 8 auf. Die Einspritzdüse 7 wirkt mit dem Kolben 1 in der Brennkraftmaschine zusammen. Im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 8 ist der Durchmesser d1 , d2 der beiden Spritzöffnungen s1 , s2 unterschiedlich. Dabei ist der Durchmesser d1 , d2 der jeweiligen Spritzöffnungen s1 , s2 an die Form der jeweiligen Brennraummulde 3 des Kolbens 1 angepasst.
Ferner ist der Ausspritzwinkel α, ß der jeweiligen Spritzöffnung s1 , s2 bezogen auf die Form der jeweiligen Brennraummulde 3 des Kolbens 1 angepasst.
Der Ausspritzwinkel <x, ß der jeweiligen Spritzöffnung s1, s2 nimmt mit zunehmender Tiefe X4, x4- der Brennraummulde 3 des Kolbens 1 zu. Die beiden Spritzöffnungen s1 , s2 sind im Ausführungsbeispiel um den Umfang der Einspritzdüse 7 mit unterschiedlichem Abstand zueinander angeordnet.
Die Brennraummulde 3 und die Einspritzdüse 7 sind dabei speziell für eine optimierte Verbrennung in der Brennkraftmaschine gestaltet.
Bei der ersten Variante der Brennraummulde 3, das heißt die Variante, bei der die Brennraummulde 3 eine maximale Tiefe um die Tiefe X4 aufweist, sind die beiden Spritzöffnungen s1 , s2 im Ausführungsbeispiei jeweils um den Ausspritzwinkel α geneigt.
Bei der anderen in Figur 8 dargestellten Variante der Brennraummulde 3, bei der die Brennraummulde eine maximale Tiefe um die Tiefe Χ4· aufweist, sind die beiden Spritzöffnungen s1 , s2 jeweils um den Ausspritzwinkel ß geneigt, wobei gemäß Figur 8 der Ausspritzwinkel ß größer ist als der Ausspritzwinkel a. Der Durchmesser d1 liegt bei dieser Variante annähernd senkrecht zur Kolbenoberfläche und spritzt gemäß Figur 8 in die etwas exzentrisch versetzte mittige Vertiefung.
Beim Betrieb des Kolbens 1 und der Einspritzdüse 7 gemäß Figur 8 in der Brennkraftmaschine wird Kraftstoff aus den beiden Spritzöffnungen s1 , s2 der Einspritzdüse 7 in Richtung Brennraummulde 3 gespritzt. Durch die Gestaltung der Einspritzdüse 7 wird dabei der Kraftstoff asymmetrisch ausgespritzt. Ferner wird durch die Gestaltung der asymmetrischen Brennraummulde 3 das Kraftstoffgemisch und des Weiteren das in den Brennraum eingeführte Luftgemisch so in der Brennraummulde 3 für eine Verbrennung verteilt, dass es zu einer optimalen Verbrennung, zu einer größtmöglichen Kraftstoffeinsparung und zu einer sehr guten Emissionsreduzierung während des Betriebes der Brennkraftmaschine kommt.
Der in den Figuren 1 , 2, 4 bis 8 dargestellte Kolben 1 ist mittels einer spanenden Bearbeitung auf einer Drehmaschine mittels des Verfahrens der Erfindung hergestellt. Die Drehmaschine ist in den Figuren 1 , 2, 4 bis 8 nicht dargestellt.
Beispielhaft ist nachfolgend ein mittels des Verfahrens der Erfindung fertig hergestellter Kolben 1 für eine Brennkraftmaschine, der auf einer nicht in Figur 9 dargestellten Drehmaschine spanend bearbeitet und hergestellt worden ist, in Figur 9 dargestellt. Die Abmessungen des unbearbeiteten Kolbens 1 sind mit gestrichelten Linien in Figur 9 angedeutet. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugsziffern versehen und neue Bauteile sind mit neuen Bezugsziffern versehen.
Im Folgenden wird beispielhaft die spanende Bearbeitung und Herstellung eines solchen Kolbens 1 , der im fertig hergestellten Zustand gemäß Figur 9 eine rotationsasymmetrische Brennraummulde 3 mit Kragen 6a in dem Bereich der Kolbenoberseite, ein Ringfeld 4 mit drei Ringnuten 4a, 4b, 4c, eine Bolzenbohrung 5 mit zugehöriger Bolzenbohrungsachse 5a und einen Kühlkanal 9 aufweist, mittels des Verfahrens der Erfindung auf einer Drehmaschine beschrieben. Der Kolben 1 weist gemäß Figur 9 ferner eine Hubachse 2 auf.
Im Rahmen der Herstellung rotiert der unbearbeitete, gestrichelt dargestellte Kolben 1 in der Drehmaschine. Im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 9 rotiert dabei der Kolben 1 um eine Drehachse, die der Hubachse 2 des fertig hergestellten Kolbens 1 entspricht.
Mit Hilfe zumindest eines Werkzeugs 8 der Drehmaschine, im Ausführungsbeispiel zumindest ein Drehmeißel, wird der zu bearbeitende Bereich des Kolbens 1 bearbeitet. Das Werkzeug 8 wird im Rahmen der Bearbeitung und Herstellung zumindest parallel zur Drehachse des Kolbens 1 bewegt. Zusätzlich zur parallelen Bewegung des Werkzeugs 8 wird das Werkzeug 8 im Ausführungsbeispiel alternativ oder ergänzend während einer Umdrehung des Kolbens 1 auch senkrecht zur Drehachse des Kolbens 1 bewegt. Der unbearbeitete Kolben 1 weist dabei als zu bearbeitendes Rohteil gemäß Figur 9 im Ausführungsbeispiel an der Kolbenoberseite, das heißt im Bereich des Kolbenbodens des Kolbens 1 , vorzugsweise eine etwa plane Kolbenoberfläche auf. Zumindest ein Teil der etwa planen Kolbenoberfläche an der Kolbenoberseite des Kolben 1 , das heißt an der Brennraumseite des Kolbens 1 , wird mittels des Werkzeugs 8 zu einer gewölbten Kolbenoberfläche bearbeitet wird, wobei die in Umfangsrichtung des Kolbens 1 gewölbte Kolbenoberfläche die Brennraummulde 3 gemäß Figur 9 bildet.
Das Werkzeug 8 wird dazu im Ausführungsbeispie! zur Drehachse des Kolbens 1 so bewegt, dass der bearbeitete Bereich des Kolbens 1 gemäß Figur 9 als rotationsasymmetrische Brennraummulde 3 bezogen auf die Drehachse des Kolbens 1 nach der Bearbeitung ausgebildet ist, wobei ein bearbeiteter Bereich der Brennraummulde 3 auch rotationssymmetrisch ausgebildet ist. Im Ausführungsbeispiel wird das Werkzeug 8 dazu in der Art parallel und senkrecht zur Drehachse des Kolbens 1 bewegt, dass der bearbeitete Bereich im Bereich der Brennraummulde 3 des Kolbens 1 gemäß Figuren 9 neben dem rotationsasymmetrischen Bereich b1 , b2 auch einen rotationssymmetrischen Bereich a bezogen auf die Drehachse des Kolbens 1 nach der Bearbeitung aufweist.
Mit zunehmendem Abstand von der Drehachse erhöht sich die Umfangsgeschwindigkeit des Kolbens 1 in der Drehmaschine. Alternativ oder ergänzend lässt sich die Umfangsgeschwindigkeit des Kolbens 1 in der Drehmaschine an einer bestimmten Stelle des Kolbens mit Hilfe der Drehzahl erhöhen oder verringern.
Zur Herstellung einer rotationsasymmetrischen Brennraummulde 3 gemäß Figur 9 muss die Bewegung des Werkzeugs 8 auf die Position des Kolbens 1 und auf die Drehzahl des Kolbens 1 in der Drehmaschine angepasst werden.
Dazu hängt im Ausführungsbeispiel die Bewegung des Werkzeugs 8 von der Position des Werkzeugs 8 bezogen auf die Position des Kolbens 1 in der Drehmaschine und von der Drehzahl des Kolbens 1 während der Drehbearbeitung ab. Die Bewegung des Werkzeugs 8 wird dabei im Ausführungsbeispiel steuerungstechnisch mittels der Drehmaschine realisiert.
Nach der vollständigen spanenden Bearbeitung des Kolbens 1 im Kolben bodenbe reich mittels des Werkzeugs 8 auf der Drehmaschine ist die Brennraummulde 3 gemäß Figur 9 ausgebildet.
Des Weiteren ist es möglich im Rahmen der spanenden Bearbeitung des Kolbens 1 auch die Ringnuten 4a, 4b, 4c und die Oberflächen des Kolbens 1 mit auf der Drehmaschine zu bearbeiten. Ferner ist es möglich, dass im Rahmen der Herstellung des Kolbens 1 auf der Drehmaschine der Kragen 6a des Kolbens 1 während des spanenden Drehprozesses mit in den Kolben 1 eingearbeitet wird. Der mittels des zumindest einen Werkzeugs 8 auf der Drehmaschine hergestellte Kolben 1 ist in Figur 9 als Ausschnitt beispielhaft dargestellt.
Bezugszeichenliste
1 Kolben
2 Hubachse (des Kolbens 1 )
3 Brennraummulde
4 Ringfeld
5 Bolzenbohrung
5a Bolzenbohrungsachse
6a Kragen
6b Balkon
7 Einspritzdüse
8 Werkzeug
9 Kühlkanal
xp Stelle (der Brennraummulde 3 mit der Tiefe Xi)
yp Stelle (der Brennraummulde 3 mit der Tiefe yi)
xP2 Stelle (der Brenn raummulde 3 mit der Tiefe x2)
yp2 Stelle (der Brenn raummulde 3 mit der Tiefe y2)
xP3 Stelle (der Brennraummulde 3 mit der Tiefe x3)
yp3 Stelle (der Brennraummulde 3 mit der Tiefe y3)
Xp4 Stelle (der Brennraummulde 3 mit der Tiefe x4)
xp4- Stelle (der Brennraummulde 3 mit der Tiefe x4 )
xp5 Stelle (der Brennraummulde 3)
Xt , X2, Χ3, 4, - Tiefe (als Strecke)
yi, y2, y3 Tiefe (als Strecke)
a Rotationssymmetrischer Bereich (der Brennraummulde 3) b1 , b2 Rotationsasymmetrischer Bereich (der Brennraummulde 3) s1 , s2 Spritzöffnung
d1 , d2 Durchmesser
a, ß Winkel
R Radius

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1.
Verfahren zur spanenden Bearbeitung von einem Kolben (1) für eine Brennkraftmaschine auf einer Drehmaschine, wobei der Kolben (1 ) in der Drehmaschine rotiert und der zumindest eine zu bearbeitende Bereich des Kolbens (1) mit Hilfe zumindest eines Werkzeugs (8) der Drehmaschine bearbeitet wird, wobei das Werkzeug (8) zumindest parallel zur Drehachse des Kolbens (1 ) bewegt wird und der bearbeitete Bereich bezogen auf die Drehachse des Kolbens (1) als Brennraummulde (3) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (8) parallel zur Drehachse des Kolbens (1) so bewegt wird, dass der bearbeitete Bereich des Kolbens (1 ) als rotationsasymmetrische Brennraummulde (3) bezog auf die Drehachse des Kolbens (1) nach der Bearbeitung ausgebildet ist.
2.
Verfahren gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (8) senkrecht zur Drehachse des Kolbens (1) bewegt wird.
3.
Verfahren gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung des Werkzeugs (8) von der Position des Werkzeugs (8) bezogen auf die Position des Kolbens (1 ) in der Drehmaschine und/oder von der Drehzahl des Kolbens (1 ) während der Bearbeitung abhängt.
4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil einer Kolbenoberfläche eines Kolbenbodens des Kolbens (1) mittels des Werkzeugs (8) zu einer gewölbten Kolbenoberfläche bearbeitet wird, wobei die in Umfangsrichtung des Kolbens (1) gewölbte Kolbenoberfläche die rotationsasymmetrische Brennraummulde (3) bildet.
5.
Kolben (1) für eine Brennkraftmaschine aufweisend eine Brennraummulde (3), ein sich an den Bereich eines Kolbenbodens des Kolbens (1) anschließendes Ringfeld (4) und eine durch den Kolben (1) unterhalb des Kolbenbodens durchgehende Bolzenbohrung (5), wobei durch die Bolzenbohrung (5) mittig eine Bolzenbohrungsachse (5a) verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (1) eine mittels des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 hergestellte rotationsasymmetrische Brennraummulde (3) aufweist, wobei die Brennraummulde (3) bei Abwicklung in Umfangsrichtung des Kolbens (1) unter konstantem Abstand zu einer Hubachse (2) des Kolbens (1) zumindest ein Maximum und zumindest ein Minimum aufweist, wodurch eine Angleichung der lokalen Unterschiede im Brennraum möglich ist und sich die Form der rotationsasymmetrischen Brennraummulde (3) optimal an die Brennraumerfordernisse anpasst.
6.
Kolben (1) gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennraummulde (3) in der Mitte im Bereich des Brennraummuldenzentrums, insbesondere in der Mitte im Bereich des in Richtung Einspritzdüse, wobei die Brennkraftmaschine zumindest eine Einspritzdüse aufweist, gerichteten Brennraummuldenzentrums, einen rotationssymmetrischen Bereich (a) aufweist, wobei der rotationssymmetrische Bereich (a) in Richtung Kolben au ßenseite in einen rotattonsasymmetrischen Bereich (b1, b2) wechselt.
7.
Kolben (1) gemäß Anspruch 5 oder Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Brenn raummulde (3) eine Brennraummuldenerweiterung, vorzugsweise einen Kragen (6a) und/oder Balkon (6b), aufweist.
8. Kolben (1) gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Tiefe (y2) der Brennraummulde (3) im Schnitt parallel zur Richtung der Bolzenbohrungsachse (5a) des Kolbens (1) kleiner oder größer als die maximale Tiefe (x2) der Brennraummulde (3) im Schnitt quer zur Richtung der Bolzenbohrungsachse (5a) des Kolbens (1) ist,
9.
Kolben (1) gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Tiefe (y2) der Brennraummulde (3) im Schnitt parallel zur Richtung der Bolzenbohrungsachse (5a) des Kolbens (1) im Bereich der Vorderseite oder Rückseite des Kolbens (1) liegt und größer als die entsprechende Tiefe der gegenüberliegenden Seite in diesem Schnitt parallel zur Richtung der Bolzenbohrungsachse (5a) des Kolbens (1) ist.
10.
Kolben (1) gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Tiefe (X2) der Brennraummulde (3) im Schnitt quer zur Richtung der Botzenbohrungsachse (5a) des Kolbens (1) im Bereich der Druckseite oder Gegendruckseite des Kolbens (1) liegt und größer als die entsprechende Tiefe der gegenüberliegenden Seite in diesem Schnitt quer zur Richtung der Bolzenbohrungsachse (5a) des Kolbens (1) ist.
11.
Kolben (1) gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Tiefe der Brenn raummulde (3) in einem beliebigen Schnitt, welcher die Hubachse (2) des Kolbens (1) beinhaltet, im Bereich einer Seite des Kolben (1) liegt und größer als die entsprechende Tiefe der gegenüberliegenden Seite bezogen auf diesen Schnitt ist
12.
Einspritzdüse (7) für eine Brennkraftmaschine, zusammenwirkend mit einem Kolben (1) gemäß einem der Ansprüche 5 bis 11 , aufweisend zumindest zwei Spritzöffnungen (s1 , s2) zum Austritt von einem Kraftstoffgemisch, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser (d1 , d2) der jeweiligen Spritzöffnungen (s1 , s2) an die Form der Brennraummulde (3) des Kolbens (1) angepasst ist, wobei der jeweilige Durchmesser (d1 , d2) von zumindest zwei Spritzöffnungen (s1 , s2) unterschiedlich ist.
13.
Einspritzdüse (7) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausspritzwinkel (a, ß) der jeweiligen Spritzöffnung (s1 , s2) bezogen auf die Form der Brennraummulde (3) angepasst ist.
14.
Einspritzdüse (7) gemäß Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausspritzwinkel ( , ß) der jeweiligen Spritzöffnung (s1 , s2) mit zunehmender Tiefe (X4, X4 ) der Brennraummulde (3) des Kolbens (1) zunimmt.
15.
Einspritzdüse (7) gemäß einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweiligen Spritzöffnungen (s1 , s2) um den Umfang der Einspritzdüse (7) mit gleichem und/oder unterschiedlichem Abstand zueinander angeordnet sind.
16.
Einspritzdüse (7) für eine Brennkraftmaschine, zusammenwirkend mit einem Kolben (1) gemäß einem der Ansprüche 5 bis 11 , aufweisend zumindest zwei Spritzöffnungen (s1 , s2) zum Austritt von einem Kraftstoffgemisch, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausspritzwinkel ( , ß) der jeweiligen Spritzöffnung (s1 , s2) bezogen auf die Form der Brennraummulde (3) des Kolbens (1) angepasst ist.
17.
Einspritzdüse (7) gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausspritzwinkel (a, ß) der jeweiligen Spritzöffnung (s1 , s2) mit zunehmender Tiefe (X4, X4-) der Brennraummulde (3) des Kolbens (1) zunimmt.
18. Einspritzdüse (7) gemäß Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser (d1 , d2) der jeweiligen Spritzöffnungen (s1, s2) an die Form der Brenn raummulde (3) des Kolbens (1) angepasst ist, wobei der jeweilige Durchmesser (d1 , d2) von zumindest zwei Spritzöffnungen (s1 , s2) unterschiedlich ist.
19.
Einspritzdüse (7) gemäß einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweiligen Spritzöffnungen (s1 , s2) um den Umfang der Einspritzdüse (7) mit gleichem und/oder unterschiedlichem Abstand zueinander angeordnet sind.
20.
Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine einen Kolben (1) gemäß einem der Ansprüche 5 bis 11 und eine Einspritzdüse (7) gemäß einem der Ansprüche 12 bis 19 aufweist.
21.
Brennkraftmaschine nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine eine Diesel-Brennkraftmaschine ist.
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