DE2211690C3 - Light metal pistons for internal combustion engines - Google Patents
Light metal pistons for internal combustion enginesInfo
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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
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Description
Die Erfindung betrifft einen Leichtmetallkolben für Brennkraftmaschinen mit einem in der Kolbenkrone eingegossenen, aus einem Eisenwerkstoff bestehenden, einteiligen Bewehrungselement, das aus einem in der Ringpartie, vorzugsweise im Bereich der kolbenbodenseitigen Ringnut angeordneten Ringträger und einem mit diesem durch mehrere speichenartige Arme verbundenen, im Kolbenboden angebrachten Einsatz besteht.The invention relates to a light metal piston for internal combustion engines with one in the piston crown cast, made of a ferrous material, one-piece reinforcement element, which consists of one in the Ring belt, preferably arranged in the area of the ring groove on the piston bottom side, and a ring carrier with this insert attached to the piston crown and connected by several spoke-like arms consists.
Im allgemeinen ist die Laufdauer von Leichtmetallkolben größer als die der Kolbenringe und Zylinderlaufbahn. Es gibt jedoch Brennkraftmaschinen, die entweder ihrer Auslegung nach, z. B. hochbeanspruchte Dieselmotoren, oder des Arbeitsortes wegen, z. B. bei rauhen Betriebsverhältnissen, einen besonders hohen Verschleiß der Ringnuten, insbesondere der kolbenbodenseitigen Ringnut, mit Bruchgefahr der Kolbenringe befürchten lassen oder zeigen.In general, the service life of light alloy pistons larger than that of the piston rings and cylinder liner. However, there are internal combustion engines that do either according to their interpretation, z. B. highly stressed diesel engines, or because of the place of work, z. B. with rough Operating conditions, a particularly high wear of the annular grooves, in particular the piston crown side Ring groove, with the risk of breakage of the piston rings, fear or show.
Für Anwendungsfälle, die einen besonders starken Verschleißangriff der Ringnut erwarten lassen, kann im Leichtmetallkolben ein Ringträger vorgesehen werden.For applications in which a particularly strong attack of wear on the ring groove can be expected, im Light metal pistons a ring carrier are provided.
Um An- und Ausschmelzungen am Kolbenboden bei örtlicher Überhitzung, z. B. unter Vorkammern von Dieselmotoren oder Zündkerzen von Ottomotoren, sowie Warmrisse und Brüche im Kolbenboden infolge der Wechselbeanspruchung bei erhöhterTemperatur zu vermeiden, ist es bekannt, im Kolbenboden in einem mehr oder weniger großen Bereich je nach dem Maß der Temperaturbelastung aus einem Eisenwerkstoff bestehende Einsätze einzupressen, einzugießen oder such einzuschrauben.To prevent fused and melted areas on the piston crown in the event of local overheating, e.g. B. under antechambers of Diesel engines or spark plugs of gasoline engines, as well as hot cracks and breaks in the piston crown as a result To avoid the alternating stress at elevated temperatures, it is known in the piston crown in one more or less large area depending on the extent of the temperature load from an iron material Press in, cast in or screw in existing inserts.
Die Kombination eines Ringträgers mit einem im Kolbenboden angeordneten Bodenstück ist aus demThe combination of a ring carrier with a bottom piece arranged in the piston head is from the
s DE-GM 18 90 021 bekannt. Hierin ist ein Leichtmetallkolben für Brennkraftmaschinen mit einem eingegossenen Schwermetalleinsatz beschrieben, der aus einem Ringträger und einem mit diesem durch speichenartige Arme verbundenen,-in den Kolbenboden eingebettetens DE-GM 18 90 021 known. Inside is a light alloy piston for internal combustion engines with a cast heavy metal insert, which consists of a Ring carrier and one connected to it by spoke-like arms, embedded in the piston crown
ίο Teil besteht. Der Schwermetalleinsatz ist zur vermeintlichen Vermeidung von Verbrennungsgas- und/oder öldurchtritten im Bereich des Kolbenbodens und der Ringpartie mit Hinterschneidungen oder Labyrinthen versehen. Derartige Maßnahmen sind jedoch unbefriedige-.id, da durch die vergleichsweise schlechte Abdichtung gegenüber den Verbrennungsgasen eine erhöhte thermische Beanspruchung des Kolbenwerkstoffs erfolgt ίο part consists. The use of heavy metals is supposed to be Avoidance of combustion gas and / or oil passages in the area of the piston crown and the Provide ring belt with undercuts or labyrinths. However, such measures are unsatisfactory. because of the comparatively poor sealing against the combustion gases an increased thermal stress on the piston material takes place
Um den Durchtritt von Verbrennungsgasen und/oderTo the passage of combustion gases and / or
Öl zu vermeiden, ist bei einem Leichtmetallkolben mit in der Koibenkrone eingegossenen, aus einem Eisenwerkstoff bestehenden, einteiligen Bewehrungselement, das aus einem in der Ringpartie angeordneten Ringträger und einem mit diesem durch mehrere speichenartige Arme verbundenen, im Kolbenboden angebrachten Einsatz besteht, der Ringträger erfindungsgemäß in an sich bekannter Weise mit einer intermetallischen Zwischenschicht der Zusammensetzung FexAl, mit dem Leichtmetallkolbenkörper verbunden, wobei sich diese Zwischenschicht bis etwa zur halben Länge der speichenartigen Arme erstreckt.To avoid oil is in a light metal piston with cast in the Koibenkronen, consisting of an iron material, one-piece reinforcement element, which consists of a ring carrier arranged in the ring belt and an insert connected to this by several spoke-like arms attached to the piston crown, the ring carrier according to the invention in in a manner known per se with an intermetallic intermediate layer of the composition Fe x Al, connected to the light metal piston body, this intermediate layer extending up to about half the length of the spoke-like arms.
Auf diese Weise wird der Durchtritt von Verbrennungsgasen vom Kolbenboden her oder Öl vom Bereich der Ringpartie her vollständig verhindertIn this way, the passage of combustion gases from the piston crown or oil from the area the ring belt completely prevented
Da der im Kolbenboden angebrachte Einsatzteil nicht mehr vom Kolbenwerkstoff kraftschlüssig umfaßt ist, darf dieser Teil nicht über eine intermetallische Zwischenschicht mit dem Leichtmetallkolbenkörper verbunden werden, da sonst die Gefahr einer Überhitzung des Leichtmetalls bei bleibender Deformation gegeben istSince the insert part attached to the piston crown is no longer frictionally enclosed by the piston material, this part must not have an intermetallic intermediate layer with the light metal piston body otherwise there is a risk of the light metal overheating if it is permanently deformed given is
In der Zeichnung ist die Erfindung beispielhaft dargestellt und wird im folgenden näher erläutert:
In der Koibenkrone 1 eines Leichtmetallkörpers 2 ist ein aus einem austenitischen Sondergußeisen bestehendes,
einteiliges Bewehrungselement eingegossen. Das Bewehrungselement besteht aus einem im Bereich der
kolbenbodenseitigen Ringnut 3 angeordneten Ringträger 4 und einem mit diesem durch mehrere speichenartige
Arme 7 verbundenen, im Kolbenboden 5 angebrachten Einsätze.The invention is shown by way of example in the drawing and is explained in more detail below:
A one-piece reinforcement element consisting of an austenitic special cast iron is cast in the Koibenkrone 1 of a light metal body 2. The reinforcement element consists of a ring carrier 4 arranged in the area of the ring groove 3 on the piston crown side and an inserts attached to the piston crown 5 connected to it by several spoke-like arms 7.
Claims (1)
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Legal Events
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