DE3932563A1 - Light alloy piston for IC engine - incorporates gudgeon pin bushes expanded by rolling - Google Patents
Light alloy piston for IC engine - incorporates gudgeon pin bushes expanded by rollingInfo
- Publication number
- DE3932563A1 DE3932563A1 DE3932563A DE3932563A DE3932563A1 DE 3932563 A1 DE3932563 A1 DE 3932563A1 DE 3932563 A DE3932563 A DE 3932563A DE 3932563 A DE3932563 A DE 3932563A DE 3932563 A1 DE3932563 A1 DE 3932563A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- pin
- piston
- bearing bushes
- light metal
- bosses
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 229910001234 light alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 6
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 title claims description 4
- 241001125877 Gobio gobio Species 0.000 title 1
- 241001397809 Hakea leucoptera Species 0.000 title 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 16
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 11
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 5
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 5
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims description 4
- 230000004323 axial length Effects 0.000 claims description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 2
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 claims 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims 1
- 241001125879 Gobio Species 0.000 abstract 2
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 9
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 4
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000007373 indentation Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000005482 strain hardening Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- F02F3/0015—Multi-part pistons
- F02F3/003—Multi-part pistons the parts being connected by casting, brazing, welding or clamping
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
- F02B23/02—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
- F02B23/06—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
- F02B23/0672—Omega-piston bowl, i.e. the combustion space having a central projection pointing towards the cylinder head and the surrounding wall being inclined towards the cylinder center axis
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
- F02B23/02—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
- F02B23/06—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
- F02B23/0603—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston at least part of the interior volume or the wall of the combustion space being made of material different from the surrounding piston part, e.g. combustion space formed within a ceramic part fixed to a metal piston head
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
- F05C2251/00—Material properties
- F05C2251/04—Thermal properties
- F05C2251/042—Expansivity
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Leichtmetallkolben für Verbrennungskraftmaschinen, vorzugsweise mit im Kolbenschaft integrierten Bolzennaben mit Block- oder Trapezabstützung, insbesondere für Dieselmotoren, mit in den Bohrungen der Bolzennaben eingesetzten, aus ermüdungsfestem metallischem Werkstoff mit Gleiteigenschaften bestehenden Bolzenlagerbuchsen, auf die der Kolbenwerkstoff aufgeschrumpft ist.The invention relates to a light metal piston for Internal combustion engines, preferably with a piston skirt integrated pin hubs with block or trapezoidal support, especially for diesel engines, with in the holes of the Bolt hubs used, made of fatigue-proof metallic Material with existing sliding properties Pin bearing bushes on which the piston material has shrunk.
Da die auf Kolben für Verbrennungskraftmaschinen einwirkenden Kräfte über die Bolzennaben geleitet werden, zählen diese zu den am höchsten beanspruchten Partien des Kolbens. Selbst bei einer auf hohe Belastungen ausgerichteten Bolzenlagerung, z. B. Pleuelbreite 35%, Bolzendurchmesser 42%, maximal mögliche Bolzenlänge 82% des Kolbendurchmessers, mit einer Lagerfläche (Durchmesser × Auflagelänge) von etwa 22% der Kolbenbodenfläche führt ein maximaler Verbrennungsdruck von 150 bis 170 bar zu einer spezifischen Flächenbelastung in den Bolzennaben von 680 bis 770 bar. Dies liegt über der Grenze von etwa 650 bar, für die gegossene Leichtmetallkolben mit konventioneller Konstruktion der Bolzennaben unter Voraussetzung ausreichender Dehnlänge von über 20% des Kolbendurchmessers sicher ausgelegt werden können. Höhere Belastungen des Kolbens durch Verbrennungsdruck und Wärmespannungen erfordern daher eine besonders sorgfältige konstruktive Gestaltung der Bolzennaben, um deren Belastungen, hervorgerufen durch Biegung und Abplattung des Kolbenbolzens, und der dadurch entstehenden Gefahr von Nabenspaltrissen begegnen zu können. Eine gleichmäßige Verteilung der örtlichen Flächenpressungen zwischen dem Kolbenbolzen und den Bolzennaben kann durch konische oder ballige Aufweitung des pleuelseitigen Teils der Bohrung der Bolzennaben oder durch eine ovale Bohrung in den Bolzennaben, deren große Halbachse senkrecht zur Kolbenachse verläuft, oder durch einen sogenannten Formkolbenbolzen, bei dem der Außendurchmesser im Bereich der Innenkante der Bohrungen in den Bolzennaben einen geringfügigen Einzug aufweist, erreicht werden. Eine Reduzierung der Zugspannungen in Umfangsrichtung der Bolzennaben ist durch seitliche Aussparungen, sogenannte Öltaschen, der Bohrungen der Bolzennaben möglich.Because that on pistons for internal combustion engines forces acting on the pin hubs, these are among the most stressed parts of the Piston. Even with high loads aligned pin bearing, e.g. B. connecting rod width 35%, Pin diameter 42%, maximum possible pin length 82% of the piston diameter, with a bearing surface (diameter × Contact length) of about 22% of the piston crown area maximum combustion pressure of 150 to 170 bar to one specific surface load in the pin hubs from 680 to 770 bar. This is above the limit of around 650 bar for the cast light alloy pistons with conventional Construction of the pin hubs on condition sufficient stretching length of over 20% of the piston diameter can be interpreted safely. Higher loads on the Piston due to combustion pressure and thermal stresses therefore require a particularly careful constructive Design of the pin hubs, their loads, caused by bending and flattening of the Piston pin, and the resulting danger of To be able to meet hub gaps. An even one Distribution of local surface pressures between the Piston pin and the pin boss can be tapered or crowned widening of the connecting rod part of the bore of the Pin hubs or through an oval hole in the Pin hubs, the large semi-axis perpendicular to the piston axis runs, or by a so-called piston pin, at which the outer diameter in the area of the inner edge of the Holes in the pin hubs a slight indentation has to be achieved. A reduction in Tension in the circumferential direction of the pin boss is through lateral recesses, so-called oil pockets, of the holes the pin hubs possible.
In diesem Zusammenhang spielen auch in die Bolzennaben mit Übermaß eingesetzten Bolzenlagerbuchsen eine Rolle, die aus ermüdungsfestem Gleitlagerwerkstoff, dessen Ausdehnungskoeffizient nahe bei dem Ausdehnungskoeffizienten des Kolbenwerkstoffs liegt, wie z.B. die Legierungsgruppen CuAl10Ni, CuAl10Fe, CuSn8, AlZn5PbCuMg, AlSn6Cu, AlSn6Si4Cu, AlCu3Sn2Mg und AlSn20Cu, bestehen, und auf die der Kolbenwerkstoff aufgeschrumpft ist. Da die auf die Bolzenlagerbuchsen wirkenden Schrumpfspannungen im Motorbetrieb teilweise wieder abgebaut und die von den Bolzenlagerbuchsen aufgenommenen Belastungen auf den Kolbenwerkstoff übertragen werden, kommt es zu einer plastischen Verformung des Kolbenwerkstoffs, wodurch sich im oberen Scheitelbereich ein Spalt zwischen den Bolzenlagerbuchsen und den Bolzennaben, insbesondere im Bereich des pleuelseitigen Abschnitts der Bohrungen der Bolzennaben, bilden kann. Als Folge davon entstehen an den Bolzenlagerbuchsen Biegemomente, die zum Lockern oder Verschieben oder zum Umfangsriß der Bolzenlagerbuchsen führen können.In this context, also play in the pin hubs Excessively used pin bearing bushes play a role that Fatigue-proof plain bearing material, the Expansion coefficient close to the expansion coefficient of the piston material, e.g. the alloy groups CuAl10Ni, CuAl10Fe, CuSn8, AlZn5PbCuMg, AlSn6Cu, AlSn6Si4Cu, AlCu3Sn2Mg and AlSn20Cu, exist, and on which Piston material is shrunk. Since the on the Bolt bearing bushes acting shrinkage stresses in the Engine operation partially dismantled and that of the Bolt bearing bushings absorbed loads on the Piston material are transferred, there is a plastic deformation of the piston material, resulting in upper vertex a gap between the Bolt bearing bushings and the pin bosses, especially in Area of the connecting rod section of the bores of the Pin hubs, can form. As a result of this arise at the Bolt bearing bushes bending moments, which to loosen or Move or to the circumferential crack of the pin bearing bushes being able to lead.
Es ist zwar versucht worden (DE 30 05 082 A), diesem Nachteil dadurch abzuhelfen, daß die Bolzenlagerbuchsen am Außenumfang mit einer chemisch oder galvanisch abgeschiedenen Eisenschicht überzogen und unter Bildung einer intermetallischen Zwischenschicht an der Berührungsfläche zwischen der Eisenschicht und dem Kolbenwerkstoff eingegossen sind.It has been tried (DE 30 05 082 A), this Remedy the disadvantage that the pin bearing bushes on External circumference with a chemical or galvanic deposited layer of iron covered and forming an intermetallic intermediate layer on the Contact area between the iron layer and the Piston material are cast in.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine spaltbildungssichere Verbindung zwischen dem auf die Bolzenlagerbuchsen aufgeschrumpften Kolbenwerkstoff und den Bolzenlagerbuchsen zu schaffen.It is the object of the present invention, a gap-proof connection between the on the Bolt bearing bushes shrunk on the piston material and the To create bolt bearing bushes.
Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, daß die Bolzenlagerbuchsen mechanisch, vorzugsweise durch Glattwalzen mit gleichzeitiger Dehnung aufgeweitet sind, wodurch eine deutlich festere Schrumpfverbindung zwischen den Bolzenlagerbuchsen und den Bolzennaben gegeben ist.This object is achieved in that the pin bearing bushes mechanically, preferably by smooth rolling simultaneous stretch are expanded, creating a significantly stronger shrink connection between the Bolt bearing bushes and the pin hubs is given.
Die Bolzenlagerbuchsen können auch durch Abtragen mit gleichzeitiger Kaltverformung aufgeweitet sein.The pin bearing bushes can also be removed by simultaneous cold working.
Die Bolzenlagerbuchsen können über ihre ganze Länge oder nur über einen Teil ihrer Länge aufgeweitet sein, wobei die Aufweitung nach einem weiteren Erfindungsmerkmal 30 bis 500 µm, vorzugsweise 50 bis 250 µm, beträgt.The pin bearing bushes can be over their entire length or only be widened over part of its length, the Expansion according to another feature of the invention 30 to 500 microns, preferably 50 to 250 microns.
Die Aufweitung kann im Rahmen der Ausgestaltung der Erfindung eine konische oder ballige, an der Innenkante der Bohrungen der Bolzenlagerbuchsen beginnende Form aufweisen.The expansion can take place within the scope of the Invention a conical or spherical, on the inner edge of the Bores of the pin bearing bushes have a starting shape.
Die erfindungsgemäße Ausbildung der Bolzennaben ermöglicht die Anordnung von Bolzenlagerbuchsen nur in solchen Bereichen der Bolzennaben, in denen die größte Beanspruchung erfolgt, insbesondere im pleuelseitigen Abschnitt der Bolzenlagerbuchsen.The inventive design of the pin boss allows the arrangement of pin bearing bushes only in such Areas of the pin hubs where the greatest stress takes place, especially in the connecting rod side section of the Pin bearing bushes.
Die Erfindung erlaubt in vorteilhafter Weise auch den Einsatz von Bolzenlagerbuchsen mit unterschiedlicher axialer Länge im oberen und unteren Scheitelbereich der Bolzennaben.The invention advantageously also allows Use of bearing bushings with different axial Length in the upper and lower crown area of the pin hubs.
Die Veränderung der Spannungsverteilung in den Kontaktflächen der Bolzennaben hat allerdings auch Rückwirkungen auf die Spannungen an anderer Stelle des Kolbens. So kommt es insbesondere zum Spannungsanstieg an den unter Verbrennungsdruck maximal belasteten Stellen des Randes des Innen-Verbrennungsraums sowohl in Druck-Gegendruckrichtung als auch etwa in gleichem Ausmaß in Bolzenachsrichtung. Diesen Nachteil kann man dadurch beseitigen, daß bei dem Leichtmetallkolben erfindungsgemäß in den Bereichen zwischen der Ringnut für den obersten Verdichtungsring und dem oberen Scheitel der Bohrungen in den Bolzennaben eine vom Mantel des Kolbenschafts zur Kolbeninnenseite verlaufende, sich beidseitig der die Kolbenachse und die Bolzenachsrichtung einschließenden Ebene erstreckende Entlastungskerbe, vorzugsweise als Sackloch ausgebildet, vorgesehen ist. Ein solches Sackloch bewirkt eine Umlenkung des durch die Beanspruchung der Bolzennaben entstehenden Kraftflusses in die Breite, d. h. in die Bereiche links und rechts vom Sackloch, was wiederum zu geringeren mechanischen Spannungen am Rand des Innen-Verbrennungsraums und zu einem Spannungsausgleich im Bereich der Ringnuten führt, da die Abstützbreite des Kolbens über den Bolzennaben vergleichsweise größer ist. Daraus folgt, daß im Fall sehr hoher Beanspruchung des Kolbens bei gleichzeitig hoher Beanspruchung des Randes des Innen-Verbrennungsraumes die erreichbare Steigerung der spezifischen Flächenbelastbarkeit der Bolzennaben durch die eingeschrumpften Bolzenlagerbuchsen nicht eingeschränkt ist.The change in the voltage distribution in the However, there are also contact surfaces of the pin bosses Effects on tensions elsewhere in the Piston. This leads to an increase in voltage in particular the maximum stressed places of the combustion pressure Edge of the interior combustion chamber both in Pressure counterpressure direction as well as about the same extent in Pin axis direction. You can overcome this disadvantage eliminate that according to the invention in the light metal piston in the areas between the ring groove for the top one Compression ring and the top vertex of the holes one of the pin bosses from the jacket of the piston skirt Piston inside, on both sides of the Piston axis and the plane including the pin axis direction extending relief notch, preferably as a blind hole trained, is provided. Such a blind hole causes a deflection of the stress caused by the pin hubs emerging power flow in width, d. H. in the Areas left and right of the blind hole, which in turn too lower mechanical stresses at the edge of the Internal combustion chamber and for voltage equalization in the Area of the ring grooves leads because the support width of the Piston over the pin hubs is comparatively larger. It follows that in the case of very high loads on the Piston with high stress on the edge of the Internal combustion chamber the achievable increase in specific surface load capacity of the pin hubs by the shrink-fitted pin bearing bushes is not restricted.
Bei einem Leichtmetallkolben für Dieselmotoren mit im Kolbenboden angeordnetem, durch einen eingegossenen Faserformkörper am Rand verstärktem Innen-Verbrennungsraum, mit im Kolbenschaft integrierten Bolzennaben mit Block- oder Trapezabstützung, mit in den Bereichen zwischen der Nut für den obersten Verdichtungsring und dem oberen Scheitel der Bohrungen in den Bolzennaben angebrachter, vom Mantel des Kolbenschafts zur Kolbeninnenseite verlaufender, sich beidseitig der die Kolbenachse und die Bolzenachsrichtung einschließenden Ebene erstreckender Entlastungskerbe, kann es ausreichend sein, wenn in die Bohrungen der Bolzennaben Bolzenlagerbuchsen aus ermüdungsfestem metallischem Werkstoff mit Gleiteigenschaften eingesetzt sind.In a light alloy piston for diesel engines with in Piston plate arranged by a cast Fibrous molded body reinforced internal combustion chamber at the edge, with bolt hubs integrated in the piston skirt with block or Trapezoidal support, with in the areas between the groove for the top compression ring and the top vertex of the Drilled holes in the pin bosses, from the jacket of the Piston shaft extending to the inside of the piston the piston axis and the pin axis direction on both sides including relief notch extending plane it will be sufficient if in the holes of the pin hubs Stud bushings made of fatigue-proof metallic Material with sliding properties are used.
Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielhaft dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert. Es zeigen:The invention is exemplary in the drawings shown and will be explained in more detail below. Show it:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines Leichtmetallkolbens für Dieselmotoren in Bolzenachsrichtung. Fig. 1 is a side view of a light metal piston for diesel engines in the axis of the bolt.
Fig. 2 einen Schnitt durch den Leichtmetallkolben gemäß Fig. 1 entlang der die Bolzenachsrichtung und die Kolbenachse einschließenden Ebene. Fig. 2 shows a section along the Bolzenachsrichtung and the piston axis by confining the light metal piston according to Fig. 1 level.
Fig. 3 eine Seitenansicht eines Leichtmetallkolbens gemäß Fig. 1 mit zwischen der Nut für den Ölabstreifring und dem oberen Scheitel der Bohrungen in den Bolzennaben angebrachtem Sackloch. Fig. 3 is a side view of a light metal piston according to Fig. 1, between the groove of the oil ring and the upper apex of the bores in the pin bosses attached blind hole.
Fig. 4 einen Schnitt durch den Leichtmetallkolben gemäß Fig. 3 entlang der die Bolzenachsrichtung und die Kolbenachse einschließenden Ebene. Fig. 4 shows a section along the Bolzenachsrichtung and the piston axis by confining the light metal piston according to Fig. 3 level.
Der aus einem Kolbenwerkstoff der Legierungsgruppe AlSi12CuNiMg gießgepreßte Kolben (1) besitzt einen Kolbenboden (2) mit Innen-Verbrennungsraum (3), der radial durch einen hohlzylinderförmigen, einen Teil des Kolbenbodens (2) bildenden und sich bis hinter die Ringpartie (4) ausdehnenden Faserformkörper (5) aus Al2O3-Fasern begrenzt ist. Die oberste Nut (6) für den Verdichtungsring ist in einen aus einem austenitischen Sondergußeisen bestehenden Ringträger (7) eingestochen. In die im Kolbenschaft (8) integrierten Bolzennaben (19) mit Blockabstützung ist jeweils eine Bolzenlagerbuchse (11, 12) aus einem Gleitlagerwerkstoff der Legierungsgruppe CuAl10Fe mit einem E-Modul von 125 000 N/mm2 mit einem Übermaß von +0,064 µm eingeschrumpft. Die Bolzenlagerbuchsen (11, 12) sind zur Erhöhung der Schrumpfspannungen auf ihrer ganzen Länge mechanisch durch Rollieren aufgeweitet, wodurch das Übermaß zwischen der Bohrung in den Bolzennaben (9, 10) und dem Außendurchmesser der Bolzenlagerbuchsen (11, 12) auf +0,091 µm erhöht wird. Die im Bereich der Mitte des oberen und des seitlichen Scheitels der Bolzenlagerbuchsen (11, 12) gemessenen Schrumpfspannungen betrugen vor der Aufweitung in Umfangsrichtung -174 N/mm2 bzw. -185 N/mm2 und in Bolzenachsrichtung -72 N/mm2 bzw. -74 N/mm2. Durch das Rollieren der Bolzenlagerbuchsen (11, 12) konnten die Schrumpfspannungen in Umfangsrichtung auf -207 N/mm2 bzw. -211 N/mm2 und in Bolzenachsrichtung auf -99 N/mm2 bzw. -89 N/mm2 erhöht werden.The piston ( 1 ), which is cast-pressed from a piston material of the AlSi12CuNiMg alloy group, has a piston crown ( 2 ) with an internal combustion chamber ( 3 ), which extends radially through a hollow cylinder, which forms part of the piston crown ( 2 ) and extends to behind the ring section ( 4 ) Fibrous molded body ( 5 ) made of Al 2 O 3 fibers is limited. The uppermost groove ( 6 ) for the compression ring is inserted into a ring carrier ( 7 ) consisting of an austenitic special cast iron. A bolt bearing bush ( 11 , 12 ) made of a plain bearing material of the alloy group CuAl10Fe with an elastic modulus of 125,000 N / mm 2 with an oversize of +0.064 µm is shrunk into each of the pin hubs ( 19 ) with block support integrated in the piston skirt ( 8 ). The bolt bearing bushes ( 11 , 12 ) are mechanically widened over their entire length to increase the shrinkage stresses, which increases the excess between the bore in the pin bosses ( 9 , 10 ) and the outside diameter of the bolt bearing bushes ( 11 , 12 ) to +0.091 µm becomes. The shrinkage stresses measured in the area of the center of the top and the side vertex of the pin bearing bushes ( 11 , 12 ) were - 174 N / mm 2 or -185 N / mm 2 in the circumferential direction and - 72 N / mm 2 or in the pin axis direction . -74 N / mm 2 . By rolling the pin bearing bushes ( 11 , 12 ), the shrinkage stresses in the circumferential direction could be increased to -207 N / mm 2 or -211 N / mm 2 and in the pin axis direction to -99 N / mm 2 or -89 N / mm 2 .
Gemäß Fig. 3 und 4 ist in Ergänzung der Fig. 1 und 2 im Bereich zwischen der Nut (13) für den Ölabstreifring und dem oberen Scheitel der Bohrungen in den Bolzennaben (9, 10) ein radial sich vom Mantel des Kolbenschafts (8) nach innen erstreckendes, im Querschnitt langlochartiges Sackloch (14, 15) vorgesehen, das sich bis etwa zur Mitte der Auflagelänge des Kolbenbolzens in den Bolzennaben (9, 10) symmetrisch zu der die Kolbenachse und die Bolzenachsrichtung einschließenden Ebene und senkrecht zu der die Kolbenachse und die Richtung senkrecht zur Bolzenachsrichtung einschließenden Ebene erstreckt.According to Fig. 3 and 4, in addition to the Fig. 1 and 2 in the region between the groove (13) for the oil scraper ring and the upper apex of the bores in the pin bosses (9, 10) radially from the shell of the piston skirt (8) Inwardly extending, oblong hole-like blind hole ( 14 , 15 ) is provided, which extends approximately to the middle of the bearing length of the piston pin in the pin bosses ( 9 , 10 ) symmetrically to the plane including the piston axis and the pin axis direction and perpendicular to the piston axis and the direction extends perpendicular to the plane including the bolt axis direction.
Die Meßergebnisse der Schrumpfspannungen an Leichtmetallkolben mit in den Bolzennaben eingeschrumpften Bolzenlagerbuchsen zeigen eindeutig, daß eine spaltbildungsfreie Verbindung zwischen den Bolzennaben des Leichtmetallkolbens und den in den Bolzennaben eingeschrumpften Bolzenlagerbuchsen grundsätzlich möglich ist, wenn die Bolzenlagerbuchsen erfindungsgemäß mechanisch aufgeweitet sind.The measurement results of the shrinkage stresses Light alloy pistons with shrink fit in the pin hubs Pin bearing bushes clearly show that a gap-free connection between the pin bosses of the Alloy pistons and in the pin hubs shrink-fitted pin bearing bushes are generally possible is when the pin bearing bushes are mechanical according to the invention are expanded.
Claims (11)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3932563A DE3932563A1 (en) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | Light alloy piston for IC engine - incorporates gudgeon pin bushes expanded by rolling |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3932563A DE3932563A1 (en) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | Light alloy piston for IC engine - incorporates gudgeon pin bushes expanded by rolling |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3932563A1 true DE3932563A1 (en) | 1991-04-11 |
Family
ID=6390492
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE3932563A Withdrawn DE3932563A1 (en) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | Light alloy piston for IC engine - incorporates gudgeon pin bushes expanded by rolling |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3932563A1 (en) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4141279A1 (en) * | 1991-12-14 | 1993-06-17 | Mahle Gmbh | Light metal piston with special hub bores, for IC engine - has gudgeon pin with section projecting from hub bore, section deviating less form cylindrical surface than opposite section on other part |
| DE4327772A1 (en) * | 1993-08-18 | 1995-02-23 | Mahle Gmbh | Light alloy pistons for highly loaded internal combustion engines |
| US5511521A (en) * | 1993-11-26 | 1996-04-30 | Mahle Gmbh | Light-alloy piston with a combustion bowl |
| DE19837596C1 (en) * | 1998-08-19 | 2000-01-05 | Ks Kolbenschmidt Gmbh | Light-metal piston for internal combustion engine |
| DE10146079A1 (en) * | 2001-09-19 | 2003-04-03 | Mahle Gmbh | Method of manufacturing a piston or piston crown for an internal combustion engine |
| FR2849899A1 (en) | 2003-01-14 | 2004-07-16 | Renault Sa | PISTON COMPRISING AN ALUMINUM ALLOY INSERT AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF |
| DE4441450B4 (en) * | 1994-11-22 | 2006-03-09 | Ks Kolbenschmidt Gmbh | Light metal pistons for internal combustion engines |
| WO2014001523A3 (en) * | 2012-06-29 | 2014-03-20 | Robert Bosch Gmbh | Piston for an internal combustion engine |
-
1989
- 1989-09-29 DE DE3932563A patent/DE3932563A1/en not_active Withdrawn
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4141279A1 (en) * | 1991-12-14 | 1993-06-17 | Mahle Gmbh | Light metal piston with special hub bores, for IC engine - has gudgeon pin with section projecting from hub bore, section deviating less form cylindrical surface than opposite section on other part |
| DE4141279C2 (en) * | 1991-12-14 | 2002-11-07 | Mahle Gmbh | Light alloy pistons for internal combustion engines with specially shaped hub bores |
| DE4141279C5 (en) * | 1991-12-14 | 2006-07-27 | Mahle Gmbh | Light metal pistons for internal combustion engines with specially shaped hub bores |
| DE4327772A1 (en) * | 1993-08-18 | 1995-02-23 | Mahle Gmbh | Light alloy pistons for highly loaded internal combustion engines |
| US5511521A (en) * | 1993-11-26 | 1996-04-30 | Mahle Gmbh | Light-alloy piston with a combustion bowl |
| DE4441450B4 (en) * | 1994-11-22 | 2006-03-09 | Ks Kolbenschmidt Gmbh | Light metal pistons for internal combustion engines |
| DE19837596C1 (en) * | 1998-08-19 | 2000-01-05 | Ks Kolbenschmidt Gmbh | Light-metal piston for internal combustion engine |
| US6345599B1 (en) | 1998-08-19 | 2002-02-12 | Ks Kolbenschmidt Gmbh | Piston for internal combustion engines |
| DE10146079A1 (en) * | 2001-09-19 | 2003-04-03 | Mahle Gmbh | Method of manufacturing a piston or piston crown for an internal combustion engine |
| FR2849899A1 (en) | 2003-01-14 | 2004-07-16 | Renault Sa | PISTON COMPRISING AN ALUMINUM ALLOY INSERT AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF |
| WO2014001523A3 (en) * | 2012-06-29 | 2014-03-20 | Robert Bosch Gmbh | Piston for an internal combustion engine |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0779954B1 (en) | Light-metal piston for highly stressed internal combustion engines | |
| EP0714485B1 (en) | Light metal piston for highly stressed internal combustion engines | |
| EP0270139B1 (en) | Light-weight piston for internal-combustion engines | |
| EP0387931B2 (en) | Light metal piston for internal-combustion engines | |
| DE3331300C2 (en) | ||
| DE102004008097A1 (en) | Piston pin bearing for pistons of an internal combustion engine | |
| DE3932563A1 (en) | Light alloy piston for IC engine - incorporates gudgeon pin bushes expanded by rolling | |
| DE69506386T2 (en) | AXLE FOR TWO-PIECE PISTON | |
| DE4441450B4 (en) | Light metal pistons for internal combustion engines | |
| DE10130253B4 (en) | Plain bearings, in particular a connecting rod for reciprocating internal combustion engines | |
| DE3722437A1 (en) | PISTON PISTON ASSEMBLY | |
| DE3603038C2 (en) | ||
| AT409657B (en) | SINDERED CONNECTING ROD FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE | |
| DE3840841A1 (en) | Light alloy piston for internal combustion engines | |
| DE2607624A1 (en) | Light metal short piston for IC engine - has bushes pressed into piston hub bore and gap between hub and bush at inside of hub | |
| DE4133586A1 (en) | Connecting rod for IC engine piston - has resilient segments at ends of little end bore to avoid local overloading | |
| DE3326467A1 (en) | Piston and connecting rod arrangement | |
| EP2094997B1 (en) | Piston for an internal combustion engine | |
| DE3822031A1 (en) | Light alloy piston for internal combustion engines | |
| DE3733910C2 (en) | ||
| DE3005082A1 (en) | LIGHT METAL PISTON | |
| DE3625059A1 (en) | PISTON FOR PISTON MACHINES | |
| DE19544418C1 (en) | Piston-connecting rod connection | |
| DE19855368C1 (en) | Piston for internal combustion engine, particularly diesel engine, has gudgeon pin located in two holes connected to connecting rod and trough formed above each gudgeon pin hole in upper inner walls of piston inner space | |
| AT517578B1 (en) | PISTON OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8130 | Withdrawal |