DE102004002817B4

DE102004002817B4 - Zylinderblock mit Zylinderlaufbuchsen

Info

Publication number: DE102004002817B4
Application number: DE200410002817
Authority: DE
Inventors: Paul Breidenbach
Original assignee: Adam Opel GmbH
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2004-01-20
Filing date: 2004-01-20
Publication date: 2006-05-24
Anticipated expiration: 2024-01-21
Also published as: DE102004002817A1

Abstract

Verwendung einer pastösen Masse auf Ölbasis in einem Motorblock mit einer Zylinderlaufbuchse, wobei zwischen Zylinderlaufbuchse und Motorblock die Masse vorgesehen ist, und die Masse Metallpartikel und/oder Kohlenstoffpartikel aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Zylinderblock mit Zylinderlaufbuchsen, wie er beispielsweise bei Verbrennungsmotoren eingesetzt wird.

Solche Zylinderblöcke mit Zylinderlaufbuchsen sind aus der DE 198 32 844 A1 , aus der DE 100 18 730 A1 und aus der DE 100 09 135 A1 bekannt.

Aus der DE 19 55 805 A ist zum Verhindern des Auftretens von Passungsrost ein Zylinder mit trockener Zylinderlaufölbüchse für Kolbenbrennkraf maschinen bekannt, bei dem im oberen, am Zylinderkopf angrenzenden Teil der Zylinderbohrung oder der Zylinderlaufbüchse wenigstens ein senkrecht zur Zylinderachse verlaufender, Öl beaufschlagter Ringkanal angeordnet ist, und dass zwischen der Zylinderlaufölbüchse und der Zylinderbohrung durch Wahl einer entsprechenden Schiebesitzpassung ein einen geringfügigen Öldurchsatz von der Ringnut zum Kurbelraum hin gestattender Passungsspalt vorgesehen ist.

Ferner offenbart die DD 242 237 B1 eine Festschmierstoffkombination aus Grafit, Zinksulfid, Kalziumfluorid. Allerdings wird dort beschrieben, dass diese Kombination zu kostenungünstig sei und nur bei bestimmten Bedingungen einsetzbar ist. Ein Hinweis auf die Verwendung des Festschmierstoffs in Verbrennungsmotoren ist der DD 242 237 B1 nicht zu entnehmen.

Gleiches gilt für die DD 258 919 A3 , aus der ein stabilisierter Hochtemperaturschmierstoff, bestehend aus einer Kombination von Kupferpulver rückstandsfrei verdampfenden Trägerölen und Stabilisatoren in einer definierten Kombination hervorgeht.

Die im Stand der Technik bekannten Verbrennungsmotoren, die Zylinderblöcke mit Zylinderlaufbuchsen aufweisen, haben verschiedene Nachteile. Unter anderem ergeben sich hohe Wärmebelastungen und es kommt häufig zu Schäden im Betrieb.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die vorgenannten Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den jeweiligen abhängigen Patentansprüchen.

Die Erfindung sieht einen Motorblock mit wenigstens einer Aufnahmebohrung für eine Zylinderlaufbuchse vor, wobei zwischen Zylinderlaufbuchse und Motorblock eine pastöse Masse auf Ölbasis vorgesehen ist, die Metallpartikel und/oder Kohlenstoffpartikel aufweist.

Mit einer solchen Masse lassen sich etwaige Spalte zwischen Zylinderlaufbuchse und Motorblock gut ausgleichen, ohne dass sich die pastöse Masse beim Betrieb des Verbrennungsmotors verflüchtigt. Dadurch wird offenbar der Wärmeübergang verbessert, denn mit der Erfindung ausgerüstete Verbrennungsmotoren sind langlebiger als herkömmliche Verbrennungsmotoren.

Die Metallpartikel können Kupferpartikel oder Bleipartikel aufweisen, während die Kohlenstoffpartikel Graphit enthalten können. Besonders vorteilhaft ist es gemäß der Erfindung, eine Hochtemperatur-Schraubenpaste zu verwenden, die beispielsweise unter der Bezeichnung "Klüberpaste" unter den Typen HEL 46–450, unter der Bezeichnung "Wolfrasyn-ULAF", "Unimoly-HTC Metallic", "Wolfracoat C", "Copaslip" und unter anderen Bezeichnungen angeboten wird. Diese pastösen Stoffe können einfach mit einem Pinsel, mit einem Lappen oder mit einem Kunststoffschwamm aufgetragen werden. Dadurch wird eine gute Flächendeckung ermöglicht. Diese Pasten können gut mit allen im Motorenbau verwendeten metallischen Werkstoffen verwendet werden. Selbst wenn sich die Paste im Motorenöl auflöst, erzeugt sie keine Schäden, vielmehr unterstützen die Metallpartikel oder Kohlenstoffpartikel die Schmierung des Motors. Bei der Hochtemperatur-Schraubenpaste "Copaslip" liegen Kupferpartikel und Bleipartikel vor, die eine Matrix ausbilden, die kleine Unregelmäßigkeiten der Oberflächen von Zylinderlaufbuchse und Aufnahmebohrung ausfüllt. Diese Matrix härtet nicht aus, sie bindet nicht ab, sie schmilzt nicht und sie wird nicht durch Vibrationen, durch Wärmedehnungen und durch andere Effekte zerstört. Kupferpartikel glätten dabei die Oberfläche, während die Bleipartikel Poren im Metall auffül len. Es entsteht eine robuste Schutzschicht und eine gute Füllung von Zwischenräumen zwischen Aufnahmebohrung und Zylinderlaufbuchse. Solche Schraubenpasten halten auch über lange Zeiträume einem Einfluss von Temperaturen über 1000°C stand. Verbrennungsmotoren, die erfindungsgemäß ausgerüstet sind, lassen sich besonders einfach montieren und auch nach langem Betrieb wieder einfach demontieren, beispielsweise wenn Wartungsarbeiten an der Zylinderlaufbuchse vorgenommen werden müssen. Es wird darauf zurückgeführt, dass die Hochtemperatur-Schraubenpasten einen Kontakt von Metall zu Metall verhindern, so dass es keine Gefahr von Festfressen und Aufschweißungen auch unter extrem hohem Druck mehr gibt.

Zur Montage eines Motorblocks wird die pastöse Masse auf die Außenseite der Zylinderlaufbuchse oder auf die Innenseite der Aufnahmebohrung aufgetragen. Dann lässt sich die Zylinderlaufbuchse einfach in die Aufnahmebohrung einsetzen, wobei Zwischenräume zwischen Zylinderlaufbuchse und Aufnahmebohrung wenigstens teilweise mit der pastösen Masse gefüllt werden.

Die Erfindung hat sich besonders bei Zylinderblöcken mit „trockenen" Laufbuchsen bewährt. Dort verbessern sich die Laufeigenschaften erheblich. Der Wärmeübergang wird offenbar deutlich verbessert, wobei sogar Verzüge und Verformungen so ausgeglichen werden, dass sogar ein Luftspalt zwischen Buchse und Zylinderblock aufgefüllt wird. Ein teilweise verloren gegangener Presssitz wird ausgeglichen.

Der bessere Wärmeübergang führt zu niedrigeren Zylindertemperaturen, die dann wieder zu verkleinerten Verformungen führen. Die Folge können bessere Motorkennwerte, niedrigere Fressneigung, geringerer Ölverbrauch und ein verhinderter "Blow-by" sein. Dadurch wird eine erhöhte Leistungsdichte möglich.

Zwischen Zylinderblock und Laufbuchse wird erfindungsgemäß ein Fluid eingebracht, das die Wärme gut leitet. Dieses Fluid hat vorteilhaft folgende Eigenschaften: hochtemperaturfest, hochdruckfest, gute Wärmeleitung, geringe Viskositätsänderung über der Temperatur, leicht auftragbar, kostengünstig (im Automobilbau bekannt). Gerade Hochtemperaturschraubenpasten haben diese Eigenschaften. Der Vorteil dieser Pasten ist auch, das keine besondere Abdichtung zum Kurbelraum mehr erforderlich ist, weil der Festschmierstoffanteil an seinem Platz bleibt, obwohl ein Teil des Tragöls wegen der hohen Temperaturen verdampfen kann.

Vorteilhafte Passungen, Geometrien, Spaltweiten und Fügeverfahren können auf einfache Weise in Versuchen ermittelt werden.

Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispiels näher veranschaulicht.
1 zeigt einen Teilausschnitt eines im übrigen hier nicht veranschaulichten Verbrennungsmotors, von dem der Motorblock 1 mit einer Aufnahmebohrung 2 und mit Kühlwasserka-nälen 3, eine in die Aufnahmebohrung 2 eingesetzte Zylinderlaufbuchse 4, ein in die Zylinderlaufbuchse 4 eingesetzter Kolben 5 und ein mit dem Kolben 5 verbundenes Pleuel 6 zu sehen ist. Das Pleuel 6 sitzt auf einem Kurbelzapfen 7 einer in dieser Ansicht nicht gezeigten Kurbelwelle. Weitere Komponenten des Motors sind nicht gezeigt, der Fachmann weiß, dass diese vorzusehen sind.
Im Spalt zwischen der Zylinderlaufbuchse 4 und der Aufnahmebohrung 2 ist eine Hochtemperatur-Schraubenpaste eingebracht, im vorliegenden Fall eine Klüberpaste HEL 46–450.
Zur Montage des Verbrennungsmotors wird die Außenseite der Zylinderlaufbuchse 4 und die Innenseite der Aufnahmebohrung 2 mit der Hochtemperatur-Schraubenpaste bestrichen. Erst dann wird die Zylinderlaufbuchse 4 in die Aufnahmebohrung 2 eingesetzt, bis sie in der in 1 gezeigten Lage zum Liegen kommt.

1: Motorblock
2: Aufnahmebohrung
3: Kühlwasserkanal
4: Zylinderlaufbuchse
5: Kolben
6: Pleuel
7: Kurbelzapfen

Claims

Verwendung einer pastösen Masse auf Ölbasis in einem Motorblock mit einer Zylinderlaufbuchse, wobei zwischen Zylinderlaufbuchse und Motorblock die Masse vorgesehen ist, und die Masse Metallpartikel und/oder Kohlenstoffpartikel aufweist.
Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Metallpartikel aus Kupfer und/oder Blei vorgesehen sind.
Verwendung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die pastöse Masse Hochtemperatur-Schraubenpaste aufweist.
Verfahren zur Montage eines Motorblocks unter Verwendung einer Masse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, das die folgenden Schritte aufweist: – Vorsehen eines Motorblocks mit wenigstens einer Aufnahmebohrung, – Vorsehen einer zu der Aufnahmebohrung passenden Zylinderlaufbuchse, – Auftragen einer pastösen Masse auf Ölbasis, die Metallpartikel und/oder Kohlenstoffpartikel aufweist, auf die Außenseite der Zylinderlaufbuchse und/oder auf die Innenseite der Aufnahmebohrung, – Einbringen der Zylinderlaufbuchse in die Aufnahmebohrung derart, dass Zwischenräume zwischen Zylinderlaufbuchse und Aufnahmebohrung wenigstens teilweise mit der pastösen Masse gefüllt sind.