WO2018184895A1 - Kolben einer brennkraftmaschine - Google Patents

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WO2018184895A1
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piston
cooling channel
cooling
grooves
internal combustion
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Gerald Brenner
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Mahle International Gmbh
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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

Definitions

  • the present invention relates to a piston of an internal combustion engine with a piston skirt and a piston head according to the preamble of
  • Claim 1 The invention also relates to an internal combustion engine with at least one such piston.
  • Internal combustion engine or the diesel engine and in particular a piston crown Internal combustion engine or the diesel engine and in particular a piston crown.
  • the piston head is facing with its combustion chamber trough the combustion chamber in the cylinder of the internal combustion engine and is therefore subject to the highest thermal load.
  • the surface of the cooling channel in a piston of an internal combustion engine with a certain surface roughness form is between 200 ⁇ and 400 ⁇ .
  • the surface of the cooling channel in a piston of an internal combustion engine with a certain surface roughness form is between 200 ⁇ and 400 ⁇ .
  • Salt core which forms the actual cooling channel in the piston during casting of the piston, structured according to in the surface of the cooling channel
  • the present invention is based on the general idea of forcing a turbulent flow on a surface of a cooling channel of a piston which, compared to a laminar flow, permits a significantly improved heat transfer and thus also a significantly improved cooling of the piston.
  • the piston according to the invention has a Piston head with a circumferentially disposed therein cooling channel, wherein a surface of the piston having a surface structure with a
  • Cooling medium can be further improved if the alternating elevations and depressions, which lead to the average surface roughness Rz,
  • Cooling channel the heat can be removed more efficiently.
  • the surface of the cooling channel, the desired structure in any desired manner with known manufacturing and / or processing methods are awarded, for example, by the use of a suitably structured salt core or by a formative
  • the surface structure of the cooling channel is structured such that its curvature or kurtosis Rku, that is how pointed or rounded the Rauspitzen
  • a further advantageous embodiment of the solution according to the invention provides that a suitably designed and dimensioned tool is used to in the cooling channel encircling grooves with a depth between 200 ⁇ and 400 ⁇ at constant intervals and preferably with the
  • machining by means of a cutting or milling
  • the piston is formed of steel and in particular cast or forged. Steel or its surface can be machined with the desired precision, has a
  • the piston is formed in two parts with a piston ring element and an associated, in particular welded, in particular
  • the cooling channel is formed partly in the piston ring member and partly in the piston body.
  • a desired profile can be imparted to the cooling channel as seen in its cross section, thereby achieving improved heat dissipation of the cooling medium that is to and fro in the closed cooling channel during operation in the direction of the piston skirt.
  • the grooves or the elevations and depressions on the surface of the cooling channel only in the region of the cooling channel
  • Burner trough impinge is particularly there an efficient heat dissipation required.
  • the heat transfer enhancing profiling of the surface of the cooling channel is thus specially provided there.
  • Piston ring element take place, which forms the surface of the cooling channel in the connected state. This surface is easily accessible before joining. In addition, this saves time and requires less use of tools compared to a complete machining of the entire surface of the cooling channel.
  • no grooves or the like are formed in a peripheral region of +/- 10 ° relative to a piston axis in the region of a cooling channel inlet bore / cooling channel inlet opening. That means in this area of the surface,
  • the grooves are recessed.
  • the cooling channel inlet bore and the cooling channel outlet bore serve for the circulation of the cooling medium in the cooling channel or in the piston. Due to other flow conditions in the region of the cooling channel inlet bore, it is advantageous for efficient heat transfer if the surface of the cooling channel in this area is smooth or planar and only the other areas of the surface are provided with a corresponding surface structure.
  • a cooling medium a cooling oil / engine oil is preferably used.
  • the present invention is further based on the general idea to provide an internal combustion engine with at least one such piston as described above. This can be achieved by the improved cooling of the piston and an increase in performance of the internal combustion engine.
  • FIGURE 1 shows a sectional view through a piston according to the invention.
  • a piston 1 according to the invention has a
  • a combustion chamber trough 3 is arranged in the piston head 12 itself.
  • a surface 4 of the cooling channel 2 has a direction indicated by serrated lines
  • piston 1 made of steel take place that the surface 4 of the cooling channel 2 is first made smooth, in particular cast, and subsequently, for example, by chip removal or milling the grooves 5 are introduced in the desired configuration in the surface 4 of the cooling channel 2.
  • the cooling medium circulating in the cooling channel 2 is forced or swirled into a turbulent flow at least in the region of the surface 4 which is provided with grooves 5 such that the formation of a laminar lower layer is suppressed, or at least reduced in thickness. becomes.
  • Cooling medium in the orthogonal direction to the surface 4 are transported faster. Therefore, a cooling performance is improved and damage to the piston 1 is avoided.
  • the grooves 5 are structured such that their curvature or kurtosis Rku, that is, how pointed or rounded the throat peaks or the elevations are formed, assumes a dimensionless value of 2 ⁇ R ku ⁇ 3. This improves the cooling again. Furthermore, on the piston head 12 in a conventional manner a
  • the piston 1 is formed in two parts, comprising a piston body 1 1 with the piston head 12 and piston skirt 17 and a piston ring member 18.
  • 1 1 Kolbengrund stresses- contact surfaces 23 a, 23 b are formed on the piston head 12 and the piston body 1, the continuous around the piston 1 are formed circumferentially, and on the piston ring member 18 Kolbenringelement- contact surfaces 24a, 24b, which are formed circumferentially around the piston ring member 18 circumferentially.
  • the respective contact surfaces 23a, 23b, 24a, 24b are formed corresponding to one another in such a way that they can be welded together, for example, by laser welding.
  • the grooves 5 are formed only on the piston ring element 18, specifically on its surface 4 , which faces the cooling channel 2.
  • the largest thermal load is due to the proximity to the combustion bowl 3, the largest thermal load.
  • Cooling channel wall 4a be provided for improved cooling of the piston 1, in particular its ring part with such a surface structure 5a.
  • the surface structure 5a and the grooves 5 need not be formed continuously encircling.
  • the grooves 5 can be omitted or omitted. Due to other flow conditions at the
  • Cooling passage inlet bores here a smooth surface 4 of the cooling channel 2 is desired, for example in a peripheral region about a piston axis 6 of +/- 10 ° to the cooling channel inlet holes.
  • Such a piston 1 is used in an internal combustion engine 7 with at least one cylinder, wherein the piston 1 moves in the cylinder or in a cylinder liner.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kolben (1) einer Brennkraftmaschine (7) mit einem Kolbenschaft (17) und einem Kolbenkopf (12), in welchem ein Kühlkanal (2) mit einem darin angeordneten Kühlmedium vorgesehen ist, wobei an einer Oberfläche (4) des Kühlkanals (2) eine Oberflächenstruktur (5a) mit einer Oberflächenrauheit ausgebildet ist, deren Rautiefe Rz zwischen 200 μm und 400 μm liegt. Erfindungswesentlich ist dabei, dass eine Schiefe RSK der Oberflächenstruktur (5a) einen Wert von -0,5 < RSK < 0,5 annimmt, insbesondere bevorzugt ist dabei ein Wert RSK = 0.

Description

Kolben einer Brennkraftmaschine
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kolben einer Brennkraftmaschine mit einem Kolbenschaft und einem Kolbenkopf gemäß dem Oberbegriff des
Anspruchs 1 . Die Erfindung betrifft außerdem eine Brennkraftmaschine mit zumindest einem solchen Kolben.
Insbesondere bei aufgeladenen Dieselmotoren kommt es oftmals aufgrund der sehr hohen spezifischen Leistungen von über 60 kW je Liter Hubraum zu einer starken thermischen Belastung der Kolben einer damit ausgestatteten
Brennkraftmaschine beziehungsweise des Dieselmotors und insbesondere eines Kolbenbodens. Der Kolbenboden ist dabei mit seiner Brennraummulde dem Brennraum im Zylinder der Brennkraftmaschine zugewandt und unterliegt demzufolge der höchsten thermischen Belastung. Um eine derartige
Brennkraftmaschine beziehungsweise einen derartigen Dieselmotor langfristig betreiben zu können, ist es erforderlich, eine Kühlung des Kolbens vorzunehmen, die insbesondere die thermische Belastung des Kolbens, insbesondere in seinem Kolbenkopf, reduziert.
Hierzu ist es aus der DE 10 2008 028 197 A1 bekannt, die Oberfläche eines Kühlkanals, der im Kolbenkopf umläuft, mit an einer Oberfläche des Kühlkanals umlaufenden Rillen auszustatten. Diese Rillen dienen dort vorrangig zur
Verringerung der Blasenbildung beim Gießprozess zur Herstellung des Kolbens. Durch die Rillen wird das durch den Kühlkanal strömende Kühlmedium aber auch zusätzlich verwirbelt und erhöht somit die Kühlleistung. Wäre die Oberfläche des Kühlkanals im Wesentlichen glatt ausgeführt, so würde sich nahe der Oberfläche eine laminare Unterschicht des Kühlmediums anlegen. Diese Unterschicht verringert oder verhindert sogar einen ausreichenden Wärmetransport durch beispielsweise Kühlmediummoleküle, die sich in orthogonaler Richtung weg von der Oberfläche des Kühlkanals bewegen sollten. Da der Kühlkanal aber gerade zum Abtransport überschüssiger Wärme weg von dessen Oberfläche vorgesehen ist, dienen diese zusätzlichen Rillen beziehungsweise eine Rauigkeit in der Oberfläche zur Verbesserung der Wärmeübertragung. Die zugrundeliegenden Herleitungen dieses Effekts sind beispielsweise in der EP 0 945 201 B1 beschrieben, die die Herstellung von thermisch belasteten Gussteilen mit integrierten Kühlkanälen beschreibt.
Weiterhin ist es aus der DE 10 2014 017 091 A1 bekannt, die Oberfläche des Kühlkanals in einem Kolben einer Brennkraftmaschine mit einer bestimmten Oberflächenrauheit auszubilden, wobei die gemittelte Rautiefe Rz zwischen 200 μιτι und 400 μιτι liegt. Hierzu wird bei der Herstellung die Oberfläche des
Salzkerns, der beim Gießen des Kolbens den eigentlichen Kühlkanal im Kolben bildet, entsprechend strukturiert, um in der Oberfläche des Kühlkanals
abwechselnd Erhöhungen und Vertiefungen oder Rillen auszubilden.
Es ist gewünscht, die thermische Belastbarkeit eines Kolbens einer
Brennkraftmaschine weiter zu verbessern.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des
unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind
Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, an einer Oberfläche eines Kühlkanals eines Kolbens eine nach Möglichkeit turbulente Strömung zu erzwingen, die im Vergleich zu einer laminaren Strömung einen deutlich verbesserten Wärmeübertrag und damit auch eine deutlich verbesserte Kühlung des Kolbens ermöglicht. Der erfindungsgemäße Kolben weist einen Kolbenkopf mit einem darin umlaufend angeordneten Kühlkanal auf, wobei eine Oberfläche des Kolbens mit einer Oberflächenstruktur mit einer
Oberflächenrauheit versehen ist, deren gemittelte Rautiefe Rz zwischen 200 μιτι und 400 μιτι liegt. Zusätzlich hat es sich durch Berechnungen und Versuche gezeigt, dass die Kühlleistung durch ein den Kühlkanal durchströmendes
Kühlmedium weiter verbessert werden kann, wenn die einander abwechselnden Erhöhungen und Vertiefungen, die zur gemittelten Rautiefe Rz führen,
regelmäßig verlaufen beziehungsweise in gleichbleibenden Abständen angeordnet sind, um die laminare Strömung beziehungsweise Unterschicht in gewünschter Weise in eine turbulente Strömung zu zwingen, also zu verwirbeln. Hierzu wird die Homogenität der Rauheit der Oberfläche derart eingestellt, dass die Schiefe RSK, also die Amplitudenverteilung der Erhöhungen und Vertiefungen der Oberfläche (englisch:„skewness"), einen dimensionslosen Wert annimmt von -0,5 < RSK < 0,5. Insbesondere bevorzugt ist dabei ein Wert RSK = 0. Durch die so gebildete turbulente Strömung des Kühlmediums an der Oberfläche des
Kühlkanals kann die Wärme effizienter abtransportiert werden.
Im Rahmen der Erfindung kann der Oberfläche des Kühlkanals die gewünschte Struktur in an sich beliebiger Weise mit bekannten Herstellungs- und/oder Bearbeitungsverfahren verliehen werden, beispielsweise durch die Verwendung eines entsprechend strukturierten Salzkerns oder durch eine prägende
Bearbeitung, bevorzugt jedoch wie im Folgenden beschrieben, beispielsweise durch eine spanende Bearbeitung.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist die Oberflächenstruktur des Kühlkanals derart strukturiert, dass deren Wölbung oder Kurtosis Rku, das heißt wie spitz oder abgerundet die Rauspitzen
beziehungsweise die Erhebungen ausgebildet sind, einen dimensionslosen Wert von 2 < Rku < 3 annimmt. Derartige Werte der Kurtosis erhöhen ebenfalls die turbulente Strömung des Kühlmittels entlang der Oberfläche des Kühlkanals und damit die Wärmeübertragungsfähigkeit und die Kühlung des Kolbens.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung sieht vor, dass ein entsprechend ausgebildetes und dimensioniertes Werkzeug dazu verwendet wird, um im Kühlkanal umlaufende Rillen mit einer Tiefe zwischen 200 μιτι und 400 μιτι in gleichbleibenden Abständen und bevorzugt mit der
gewünschten Spitzheit oder Rundheit auszubilden. Beispielsweise kann eine spanende Bearbeitung mittels eines spanabhebenden oder fräsenden
Werkzeugs erfolgen. Dies erlaubt eine größere Präzision als bei der
Oberflächengestaltung eines Salzkerns.
Auch ist bevorzugt, dass der Kolben aus Stahl ausgebildet und insbesondere gegossen oder geschmiedet ist. Stahl beziehungsweise dessen Oberfläche kann mit der gewünschten Präzision bearbeitet werden, verfügt über eine
ausreichende Stabilität und thermische Leitfähigkeit. Prinzipiell können auch andere Werkstoffe wie Aluminium, Magnesium oder deren Kombinationen verwendet werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist der Kolben zweiteilig ausgebildet mit einem Kolbenringelement und einem damit verbundenen, insbesondere verschweißten, insbesondere
laserverschweißten, Kolbengrundkörper, wobei bevorzugt der Kühlkanal zum Teil in das Kolbenringelement und zum Teil in den Kolbengrundkörper eingeformt ist. Somit kann dem Kühlkanal in dessen Querschnitt gesehen ein gewünschtes Profil verliehen werden, um dadurch eine verbesserte Wärmeabfuhr des im geschlossenen Kühlkanal während des Betriebs hin und her schleudernden Kühlmediums in Richtung des Kolbenschaftes zu erreichen. Zweckmäßig sind die Rillen beziehungsweise die Erhebungen und Vertiefungen auf der Oberfläche des Kühlkanals nur in dem Bereich des Kühlkanals
ausgebildet, der unmittelbar der Brennraummulde des Kolbens zugewandt ist. Da die Brennstrahlen aufgrund der Kraftstoffeinspritzung beziehungsweise die heißen Explosionsgase auf den Kolbenkopf beziehungsweise dessen
Brennraummulde auftreffen ist besonders dort eine effiziente Wärmeabfuhr erforderlich. Die die Wärmeübertragung verbessernde Profilierung der Oberfläche des Kühlkanals ist somit speziell dort vorzusehen.
Besonders bevorzugt erfolgt dies bei einem vorstehend beschriebenen
zweiteiligen Kolben. Somit kann vor dem Verbinden des Kolbenringelements mit dem Kolbengrundkörper die Strukturierung derjenigen Oberfläche des
Kolbenringelements erfolgen, die im verbundenen Zustand die Oberfläche des Kühlkanals bildet. Diese Oberfläche ist vor dem Verbinden leicht zugänglich. Zudem erspart dies Zeit und erfordert weniger Werkzeugeinsatz gegenüber einer vollständigen Bearbeitung der gesamten Oberfläche des Kühlkanals.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung sind in einem Umfangsbereich von +/- 10° bezogen auf eine Kolbenachse im Bereich einer Kühlkanalzulaufbohrung/ Kühlkanalzulauföffnung keine Rillen oder dergleichen ausgebildet. Das heißt in diesem Bereich der Oberfläche,
insbesondere des Kolbenringelements, sind die Rillen ausgespart. Dabei dienen die Kühlkanalzulaufbohrung und Kühlkanalablaufbohrung zur Zirkulation des Kühlmediums im Kühlkanal beziehungsweise im Kolben. Aufgrund anderer Strömungsverhältnisse im Bereich der Kühlkanalzulaufbohrung ist es für eine effiziente Wärmeübertragung vorteilhaft, wenn die Oberfläche des Kühlkanals in diesem Bereich glatt oder eben ausgeführt ist und lediglich die anderen Bereiche der Oberfläche mit einer entsprechenden Oberflächenstruktur ausgestattet sind. Als Kühlmedium wird bevorzugt ein Kühlöl/Motoröl verwendet.
Die vorliegende Erfindung beruht weiter auf dem allgemeinen Gedanken, eine Brennkraftmaschine mit mindestens einem solchen Kolben auszustatten wie er vorstehend beschrieben wurde. Hierdurch kann durch die verbesserte Kühlung des Kolbens auch eine Leistungssteigerung der Brennkraftmaschine erreicht werden.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus der Zeichnung und aus der zugehörigen
Figurenbeschreibung anhand der Zeichnung.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Die einzige Figur 1 zeigt eine Schnittdarstellung durch einen erfindungsgemäßen Kolben.
Entsprechend der Fig. 1 weist ein erfindungsgemäßer Kolben 1 einen
Kolbenschaft 17 sowie einen Kolbenkopf 12 auf, wobei in dem Kolbenkopf 12 ein Kühlkanal 2 zur Zirkulation eines Kühlmediums ausgebildet ist. Im Kolbenkopf 12 selbst ist darüber hinaus eine Brennraummulde 3 angeordnet. Eine Oberfläche 4 des Kühlkanals 2 weist eine durch gezackte Linien angedeutete
Oberflächenstruktur 5a auf. Diese kann in Form von zumindest teilweise umlaufenden Rillen 5 ausgebildet sein. Diese Rillen 5 weisen eine Tiefe zwischen 200 μιτι und 400 μιτι auf, das heißt die gemittelte Rautiefe Rz liegt zwischen 200 μιτι und 400 μιτι.
Erfindungsgemäß sind die Rillen 5 derart ausgebildet und mit gleichbleibenden Abständen angeordnet, dass eine Schiefe RSK einen dimensionslosen Wert von -0,5 < RSK < 0,5 aufweist, besonders von RSK = 0. Dies kann bevorzugt bei Kolben 1 aus Stahl derart erfolgen, dass die Oberfläche 4 des Kühlkanals 2 zunächst glatt hergestellt wird, insbesondere gegossen, und nachfolgend beispielsweise durch Spanabhebung oder Fräsen die Rillen 5 in gewünschter Ausgestaltung in die Oberfläche 4 des Kühlkanals 2 eingebracht werden.
Mittels der Rillen 5 wird das im Kühlkanal 2 zirkulierende Kühlmedium zumindest im Bereich der Oberfläche 4, die mit Rillen 5 ausgestattet ist, derart zu einer turbulenten Strömung gezwungen bzw. verwirbelt, dass die Ausbildung einer laminaren Unterschicht unterdrückt, zumindest aber hinsichtlich ihrer Dicke reduziert, wird. Somit kann aber beispielsweise das an der Oberfläche 4 des Kühlkanals 2 durch die Wärme in der Brennraummulde 3 aufgeheizte
Kühlmedium in orthogonaler Richtung zur Oberfläche 4 schneller abtransportiert werden. Daher ist eine Kühlleistung verbessert und eine Beschädigung des Kolbens 1 wird vermieden.
Bevorzugt sind die Rillen 5 derart strukturiert, dass deren Wölbung oder Kurtosis Rku, das heißt wie spitz oder abgerundet die Rauspitzen beziehungsweise die Erhebungen ausgebildet sind, einen dimensionslosen Wert von 2 < Rku < 3 annimmt. Dies verbessert die Kühlung nochmals. Weiterhin sind an dem Kolbenkopf 12 in an sich bekannter Weise ein
durchgehend umlaufender Feuersteg 13 sowie eine durchgehend umlaufende Ringnut 14 zur Aufnahme von nicht gezeigten Kolbenringen ausgebildet.
Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Kolben 1 zweiteilig ausgebildet, umfassend einen Kolbengrundkörper 1 1 mit Kolbenkopf 12 und Kolbenschaft 17 sowie ein Kolbenringelement 18. Dabei sind am Kolbenkopf 12 beziehungsweise am Kolbengrundkörper 1 1 Kolbengrundkörper- Kontaktflächen 23a, 23b ausgebildet, die durchgehend um den Kolben 1 umlaufend ausgebildet sind, sowie am Kolbenringelement 18 Kolbenringelement- Kontaktflächen 24a, 24b, die durchgehend um das Kolbenringelement 18 umlaufend ausgebildet sind. Es versteht sich, dass die jeweiligen Kontaktflächen 23a, 23b, 24a, 24b derart zueinander korrespondierend ausgebildet sind, dass diese beispielsweise miteinander verschweißt werden können, insbesondere laserverschweißt.
Zur Verbesserung der Wärmeübertragung von der Brennraummulde 3, in der die eigentliche Gasexplosion einer Brennkraftmaschine 7 stattfindet, durch das Material des Kolbens 1 hin zum Kühlmedium, das im Kühlkanal 2 zirkuliert, sind die Rillen 5 lediglich am Kolbenringelement 18 ausgebildet und zwar auf dessen Oberfläche 4, die dem Kühlkanal 2 zugewandt ist. Hier tritt aufgrund der Nähe zur Brennraummulde 3 die größte thermische Belastung auf. Zudem ist das
Einbringen der Rillen 5 in das Kolbenringelement 18 vor dem eigentlichen
Zusammenbau des Kolbens 1 sehr einfach. Selbstverständlich kann auch der übrige Kühlkanal 2, beispielsweise an einer radial außen gelegenen
Kühlkanalwand 4a, zur verbesserten Kühlung des Kolbens 1 , insbesondere dessen Ringpartie mit einer derartigen Oberflächenstruktur 5a versehen sein. Zudem müssen die Oberflächenstruktur 5a bzw. die Rillen 5 nicht durchgehend umlaufend ausgebildet sein. Insbesondere im Bereich von hier nicht abgebildeten Kühlkanalzulaufbohrungen/Kühlkanalöffnungen können die Rillen 5 entfallen oder ausgespart werden. Aufgrund anderer Strömungsverhältnisse an den
Kühlkanalzulaufbohrungen ist hier eine glatte Oberfläche 4 des Kühlkanals 2 gewünscht, beispielsweise in einem Umfangsbereich um eine Kolbenachse 6 von +/- 10° an den Kühlkanalzulaufbohrungen.
Ein derartiger Kolben 1 wird in einer Brennkraftmaschine 7 mit mindestens einem Zylinder eingesetzt, wobei der Kolben 1 sich im Zylinder beziehungsweise in einer Zylinderlaufbuchse bewegt.

Claims

Patentansprüche
1 . Kolben (1 ) einer Brenn kraftmasch ine (7) mit einem Kolbenschaft (17) und einem Kolbenkopf (12), in welchem ein Kühlkanal (2) mit einem darin angeordneten Kühlmedium vorgesehen ist, wobei an einer Oberfläche (4) des Kühlkanals (2) eine Oberflächenstruktur (5a) mit einer
Oberflächenrauheit ausgebildet ist, deren Rautiefe Rz zwischen 200 μιτι und 400 μιτι liegt,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Schiefe RSK der Oberflächenstruktur (5a) einen Wert von -0,5 < RSK < 0,5 aufweist, insbesondere einen Wert RSK = 0.
2. Kolben nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
eine Kurtosis der Oberflächenstruktur (5a) einen Wert von 2 < Rku < 3 aufweist.
3. Kolben nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
die Oberfläche (4) des Kühlkanals (2) zumindest bereichsweise zur
Ausbildung von umlaufenden Rillen (5) spanend bearbeitet ist.
4. Kolben nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Kolben (1 ) aus Stahl ausgebildet ist, insbesondere gegossen, ist.
5. Kolben nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
der Kolben (1 ) zweiteilig ausgebildet ist mit einem Kolbengrundkörper (1 1 ) und einem daran anordenbaren Kolbenringelement (18).
6. Kolben nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Oberfläche (4) des Kühlkanals (2) nur in einem einer Brennmulde (3) zugewandten Teil des Kühlkanals (2) eine Oberflächenstruktur (5a), insbesondere Rillen (5), aufweist.
7. Kolben nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass in einem Umfangsbereich von +/- 10° bezogen auf eine Kolbenachse (6) im Bereich einer Kühlkanalzulaufbohrung keine Rillen (5) oder eine Oberflächenstruktur (5a) ausgebildet ist.
8. Brennkraftmaschine (7) mit zumindest einem Kolben (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
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