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  • 法律状态
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    • 专利摘要:
    Ein gegossener Motorkolben hat einen Boden mit einer Verbrennungsoberfläche und einer Bodenunterseite, die Fluiden des Kurbelgehäuses ausgesetzt ist. Aus der Bodenunterseite erstrecken sich mehrere Stifte, um die Oberfläche der Bodenunterseite zu vergrößern. Die Stifte ziehen Wärme aus dem Boden und leiten die Wärme an die Fluide des Kurbelgehäuses ab. Kurbelgehäuseöl kann gegen die Stifte gesprüht, gespritzt oder als Nebel aufgebracht werden, um die Wärmeableitung weiter zu erhöhen.A cast engine piston has a bottom with a combustion surface and a bottom surface exposed to crankcase fluids. From the bottom bottom, several pins extend to increase the surface of the bottom bottom. The pins pull heat out of the bottom and dissipate the heat to the fluids of the crankcase. Crankcase oil can be sprayed, sprayed or misted against the pins to further increase heat dissipation.
    公开号:DE102004025960A1
    申请号:DE200410025960
    申请日:2004-05-27
    公开日:2005-01-20
    发明作者:Rodney K. Washington Elnick；Mark W. Algonac Gillmann；Todd R. Rochester Hills Ridley
    申请人:Motors Liquidation Co；
    IPC主号:F02F3-00
    专利说明:
    [0001] DieseErfindung bezieht sich auf Verbrennungsmotoren und insbesondereauf eine Kolbenkühlung.TheseThis invention relates to internal combustion engines and more particularlyon a piston cooling.
    [0002] EinMotorkolben muss die Wärmeenergie ableiten,die er aus der währendeiner Motorsequenz stattfindenden Umwandlung chemischer Energiein Wärmeenergieund schließlichin mechanische Arbeit absorbiert.OneEngine piston must dissipate the heat energy,he out of the whilea motor sequence taking place conversion of chemical energyin heat energyand finallyabsorbed in mechanical work.
    [0003] Motorkolbensind gewöhnlichaus Eisen- oder Aluminiumlegierungen hergestellt. Ein Kolben hateinen Boden mit einer Oberfläche,die Motorverbrennungstemperaturen ausgesetzt ist. Die Bodenunterseitedes Kolbens ist Kurbelgehäusefluiden ausgesetzt.Vom Rand des Bodens geht ein Kompressions- und Ölabstreifringe tragender Ringgürtel aus.Ein Kolbenhemd mit gekrümmtenSeitenwänden gehtvom Ringgürtelaus, um auf den Kolben ausgeübteabwechselnde Schubkräftezu absorbieren. Zwischen den Kolbenhemdwänden kann sich ein Bolzenansatzzum Aufnehmen eines Kolbenbolzens für eine Verbindung mit einerVerbindungsstange erstrecken.pistonare ordinarymade of iron or aluminum alloys. A piston hasa floor with a surface,the engine combustion temperatures is exposed. The bottom bottomof the piston is exposed to crankcase fluids.From the edge of the floor a ring of compression and oil scraper rings goes out.A piston shirt with curvedSidewalls goesfrom the ring beltout to exerted on the pistonalternating shear forcesto absorb. Between the piston skirt walls may be a pin approachfor receiving a piston pin for connection to aExtend connecting rod.
    [0004] BeimEinsatz in einem Motor absorbiert der Kolbenboden Wärme voneiner Brennkammer des Motors. Von dem Boden absorbierte Wärme wird durchden Kolben zu der Bodenunterseite, dem Ringgürtel und dem Kolbenhemd geleitet.Wärme indem Ringgürtelund dem Kolbenhemd wird durch direkten Kontakt und über dieKolbenringe zum zugeordneten Motorzylinder geleitet. Wärme in derBodenunterseite wird zum Ringgürtel übertragenoder an Luft, Öldämpfe undflüssiges Öl einschließenden Kurbelgehäusefluideabgeleitet, die im Kurbelgehäusedes Motors vorhanden und zum Teil zur Kolbenkühlung vorgesehen sind. DieNotwendigkeit einer hohen Wärmeübertragung,um Kolbentemperaturen unter Kontrolle zu halten, beschränkt dieVerwendung von Kolbenmaterialien mit höherer Festigkeit, die eine geringereFähigkeitder Wärmeübertragungaufweisen.At theUsed in an engine, the piston crown absorbs heat froma combustion chamber of the engine. Heat absorbed by the soil is transmitted throughthe piston is directed to the bottom bottom, the ring belt and the piston skirt.Heat inthe ring beltand the piston skirt is by direct contact and over thePistons led to the associated engine cylinder. Heat in theGround bottom is transferred to the ring beltor in air, oil vapors andliquid oil enclosing crankcase fluidderived in the crankcasethe engine available and are provided in part for piston cooling. TheNeed for high heat transfer,to keep piston temperatures under control limits theUse of higher strength piston materials, the lower oneabilitythe heat transferexhibit.
    [0005] Dievorliegende Erfindung liefert einen Entwurf, um die Kolbenkühlung zuerhöhen.Der Kolben kann aus Stahl oder Aluminiumlegierungen oder anderengeeigneten Materialien hergestellt sein. Der Kolben hat einen Bodenmit einer Oberfläche,die Verbrennungstemperaturen des Motors ausgesetzt ist. Die Bodenunterseitedes Kolbens ist Fluiden des Kurbelgehäuses ausgesetzt. Ein Ringgürtel zumTragen von Kompressions- und Ölabstreifringengeht vom Rand des Bodens aus. Vom Ringgürtel geht ein Kolbenhemd mitgekrümmtenSeitenwändenaus, um auf den Kolben ausgeübteabwechselnde Schubkräftezu absorbieren. Zwischen den Kolbenhemdwänden kann sich ein Bolzenansatzerstrecken, um einen Kolbenbolzen für eine Verbindung mit einerVerbindungsstange aufzunehmen.TheThe present invention provides a design for piston coolingincrease.The piston can be made of steel or aluminum alloys or otherbe made of suitable materials. The piston has a bottomwith a surface,the combustion temperatures of the engine is exposed. The bottom bottomof the piston is exposed to fluids of the crankcase. A ring belt forCarrying compression and oil scraper ringsstarts from the edge of the ground. From the ring belt goes a piston shirtcurvedsidewallsout to exerted on the pistonalternating shear forcesto absorb. Between the piston skirt walls may be a pin approachextend to a piston pin for connection with aInclude connecting rod.
    [0006] Gemäß der Erfindungbefinden sich unterhalb des Bodens an Stellen wie z.B. der Bodenunterseite,dem Ringgürtelund dem Bolzenansatz mehrere Kühlstifte.Die Stifte schaffen eine zusätzliche Oberfläche derBodenunterseite, um eine Kühlung desKolbens zu erhöhen.Die Stifte könnenkonisch sein und währendeines Gusses des Kolbens gebildet oder vorgeformt und während desKolbengussprozesses eingegossen werden.According to the inventionare located below the ground at locations such as e.g. the bottom side,the ring beltand the pin approach a plurality of cooling pins.The pins create an additional surface of theBottom bottom, to provide cooling of theIncrease the piston.The pins canbe conical and whilea cast of the piston formed or preformed and during theCast piston process are poured.
    [0007] BeimEinsatz in einem Motor absorbiert der Kolbenboden Wärme vonder Brennkammer des Motors. Von dem Boden absorbierte Wärme wird über denKolben zu der Bodenunterseite, dem Ringgürtel und dem Kolbenhemd undden Ansätzenfür Verbindungsstangengeleitet. Die Wärmeim Ringgürtelund dem Kolbenhemd wird durch direkten Kontakt und über dieKolbenringe zum zugeordneten Motorzylinder geleitet. Wärme wirdauch überdie Bodenunterseite an die Stifte geleitet. Die Stifte erhöhen die Oberfläche derBodenunterseite, was die Wärmeableitungan die Fluide des Kurbelgehäuseserhöht.Die überdie Stifte übertragenezusätzlicheWärme kann dieTemperatur des Kolbenbodens senken und die Verwendung von Kolbenmaterialienmit höhererFestigkeit ermöglichen,die eine geringere Fähigkeitder Wärmeübertragungaufweisen.At theUsed in an engine, the piston crown absorbs heat fromthe combustion chamber of the engine. Heat absorbed by the soil is transferred via thePistons to the bottom base, ring belt and piston skirt andthe approachesfor connecting rodsdirected. The heatin the ring beltand the piston skirt is by direct contact and over thePistons led to the associated engine cylinder. Heat isalso overthe bottom bottom is led to the pins. The pins increase the surface of theBottom bottom, causing the heat dissipationto the fluids of the crankcaseelevated.The abovetransferred the pinsadditionalHeat can beLower the temperature of the piston crown and the use of piston materialswith higherAllow strengththe lower abilitythe heat transferexhibit.
    [0008] Dievorliegende Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand derZeichnungen beschrieben, in diesen zeigt:TheThe present invention will be described below by way of example with reference to FIGSDrawings described in these shows:
    [0009] 1 eine Bilddarstellung einesbeispielhaften Motorkolbens mit Kühlstiften gemäß der vorliegendenErfindung; 1 an image representation of an exemplary engine piston with cooling pins according to the present invention;
    [0010] 2 eine fragmentarische Querschnittansichtdurch den Kolbenboden; und 2 a fragmentary cross-sectional view through the piston crown; and
    [0011] 3 eine Bilddarstellung eineralternativen Ausführungsformeines Motorkolbens mit Kühlstiften. 3 an image representation of an alternative embodiment of an engine piston with cooling pins.
    [0012] In 1 der Zeichnungen bezeichnetim Einzelnen Ziffer 10 als Ganzes einen Motorkolben, der ausStahl, einer Aluminiumlegierung oder anderen geeigneten Materialienwie z.B. Titan oder Keramik hergestellt ist. Der Kolben umfassteinen Boden 12 mit einer äußeren Bodenfläche 14 undeiner Bodenunterseite 16. Im Einsatz ist die Bodenfläche 14 Motorverbrennungstemperaturenausgesetzt. Die Bodenunterseite 16 ist Fluiden des Kurbelgehäuses ausgesetzt,die Luft, Öldampfund flüssige Öltröpfchen odereinen Sprühnebeleinschließen.In 1 the drawings in detail number 10 as a whole, an engine piston made of steel, an aluminum alloy or other suitable materials such as titanium or ceramic. The piston comprises a bottom 12 with an outer bottom surface 14 and a bottom bottom 16 , In use is the floor area 14 Engine combustion temperatures exposed. The bottom bottom 16 is fluid of the crankcase exposed to air, oil vapor and liquid oil droplets or a spray.
    [0013] EinRinggürtel 18 zumTragen von Kompressions- und Ölabstreifringendes Kolbens erstreckt sich vom Rand des Bodens 12 nachunten. Vom Ringgürtel 18 gehtein Kolbenhemd 20 aus, um Schubkräfte während einer Bewegung des Kolbens 10 zuabsorbieren. Die Bodenunterseite 16 des Kolbens hat einenBolzenansatz 22 zum Aufnehmen eines Kolbenbolzens.A ring belt 18 for carrying compression and Ölabstreifringen the piston extends from the edge of the floor 12 downward. From the ring belt 18 go a piston shirt 20 off to shear forces during a movement of the piston 10 to absorb. The bottom bottom 16 of the piston has a pin boss 22 for picking up a piston pin.
    [0014] Ineiner beispielhaften Ausführungsformder vorliegenden Erfindung erstrecken sich aus der Bodenunterseite 16 desKolbens 10 mehrere Kühlstifte 24,um die Oberflächeder Bodenunterseite 16 zu erhöhen, wie in 1 dargestellt ist. In einer alternativenAusführungsformkönnendie Stifte 24 auch vom Bolzenansatz 22 und demRinggürtel 18 ausnach unten verlaufen, wie in 3 dargestelltist. Die Stifte 24 haben eine nach außen in Richtung auf die Bodenunterseite 16 verjüngte konischeGestalt. Die Stifte 24 können sich in der Länge unterscheiden,um eine Behinderung mit der nicht dargestellten Verbindungsstangezu vermeiden.In an exemplary embodiment of the present invention extend from the bottom bottom 16 of the piston 10 several cooling pins 24 to the surface of the bottom bottom 16 to increase, as in 1 is shown. In an alternative embodiment, the pins 24 also from the bolt shoulder 22 and the ring belt 18 out down, as in 3 is shown. The pencils 24 have one outward towards the bottom bottom 16 tapered conical shape. The pencils 24 may differ in length to avoid obstruction with the connecting rod, not shown.
    [0015] DerKolben 10 kann durch Gießen oder Schmieden geschaffenwerden. Das Material, das genutzt wird, um den Kolben 10 zubilden, ist typischerweise Stahl oder eine Aluminiumlegierung. Die Stifte 24 können während desGießprozessesdes Kolbens 10 vorgeformt oder getrennt geformt und während desKolbengießprozesseseingegossen werden. Die Stiftform kann nach Wunsch variiert werden,wobei ein größerer Umfangan Formen füreingegossene Stifte (z.B. zylindrische) zur Verfügung steht.The piston 10 Can be created by casting or forging. The material that is used to the piston 10 is typically steel or an aluminum alloy. The pencils 24 can during the casting process of the piston 10 preformed or formed separately and poured during the Kolbengießprozesses. The pin shape can be varied as desired, with a greater range of molds for cast-in pins (eg, cylindrical) available.
    [0016] 2 ist ein fragmentarischerQuerschnitt, der eine typische Konfiguration von Kühlstiftenin einer beispielhaften Ausführungsformder vorliegenden Erfindung zeigt. Die Stifte 24 haben einekonische Form mit einem Durchmesser 26 von etwa 1 – 2 mm undeine Länge 28 vonetwa 2 – 5mm. Die Länge 28, derDurchmesser 26 und die Anzahl der Stifte 24 können jenach dem erforderlichen Umfang thermischer Leitfähigkeit variieren. 2 Fig. 12 is a fragmentary cross-sectional view showing a typical configuration of cooling pins in an exemplary embodiment of the present invention. The pencils 24 have a conical shape with a diameter 26 of about 1 - 2 mm and a length 28 from about 2 - 5 mm. The length 28 , the diameter 26 and the number of pens 24 can vary depending on the required amount of thermal conductivity.
    [0017] Während desMotorbetriebs bewegt sich der Kolben 10 in einem Motorzylinderhin und her, wobei in einer zugeordneten Brennkammer Kraftstoffverbrannt wird. Ein gewisser Teil der erzeugten Wärme wirdzur Bodenfläche 14 desKolbens 10 übertragen. DieWärme wirddurch Leitung durch den Boden 14 zu dem Ringgürtel 18,dem Kolbenhemd 20 und den Ansätzen der Verbindungsstangean Fluide des Kurbelgehäuses,Luft, Öldampfund flüssiges Öl, abgeleitet.During engine operation, the piston moves 10 in an engine cylinder back and forth, wherein in an associated combustion chamber fuel is burned. A certain part of the generated heat becomes the bottom surface 14 of the piston 10 transfer. The heat is transmitted through the floor 14 to the ring belt 18 , the piston shirt 20 and the approaches of the connecting rod to fluids of the crankcase, air, oil vapor and liquid oil derived.
    [0018] Während sichder Kolben 10 im Zylinder hin- und herbewegt, berühren dieFluide des Kurbelgehäusesdie die Stifte 24 aufweisende Bodenunterseite 16 desKolbens. Dies ermöglicht,dass Wärmevom Kolben 10 überdie Stifte 24 an die umgebenden Fluide übertragen wird. Die durch dieStifte 24 geschaffene zusätzliche Oberfläche überträgt mehrWärme andie Luft und andere Fluide als die Oberfläche der Bodenunterseite allein.While the piston 10 Moving in the cylinder, the fluids of the crankcase touch the pins 24 having ground base 16 of the piston. This allows heat from the piston 10 over the pins 24 is transferred to the surrounding fluids. The through the pins 24 The additional surface created transfers more heat to the air and other fluids than the bottom surface alone.
    [0019] DerKolben 10 kann ferner gekühlt werden, indem Motoröl auf dieStifte 24 und die Bodenunterseite 16 des Kolbens 10 inForm eines Nebels aufgebracht, gesprüht oder gespritzt wird. Dadas Öldie Bodenunterseite 16 und die Stifte 24 berührt, wird Wärme vonder Bodenunterseite 16 und den Stiften 24 in das Öl übertragen.The piston 10 It can also be cooled by adding engine oil to the pins 24 and the bottom bottom 16 of the piston 10 applied, sprayed or sprayed in the form of a mist. Because the oil is the bottom bottom 16 and the pins 24 touches heat from the bottom of the floor 16 and the pins 24 transferred to the oil.
    [0020] Dieverbesserte Kühlungdurch die Stifte 24 ermöglicht,dass der Kolben 10 aus Legierungsmaterialien höherer Festigkeitmit einer geringeren thermischen Leitfähigkeit hergestellt wird. Diefesteren Materialien gestatten ein Verkürzen der Kompressionshöhe des Kolbensund Erhöhendes Motorhubraums. Die verbesserte Kühlung der Bodenunterseite 16 des Kolbens 10 durchdie Stifte 24 weist mehr Wärme in das Motoröl ab undkann die Klopfgrenze des Motors reduzieren.The improved cooling by the pins 24 allows the piston 10 is made of higher strength alloy materials with a lower thermal conductivity. The stronger materials allow for shortening the compression height of the piston and increasing the engine displacement. The improved cooling of the bottom side 16 of the piston 10 through the pins 24 rejects more heat in the engine oil and can reduce the knock limit of the engine.
    [0021] Obgleichdie Erfindung mit Verweis auf bestimmte bevorzugte Ausführungsformenbeschrieben wurde, sollte es sich verstehen, dass zahlreiche Änderungeninnerhalb des Geistes und Umfangs der beschriebenen erfindungsgemäßen Konzeptevorgenommen werden könnten.Dementsprechend soll die Erfindung nicht auf die offenbarte Ausführungsform beschränkt sein,sondern den vollen Umfang gemäß den folgendenAnsprüchenumfassen. Ein gegossener Motorkolben hat einen Boden mit einer Verbrennungsoberfläche undeiner Bodenunterseite, die Fluiden des Kurbelgehäuses ausgesetzt ist. Aus derBodenunterseite erstrecken sich mehrere Stifte, um die Oberfläche derBodenunterseite zu vergrößern. Die Stifteziehen Wärmeaus dem Boden und leiten die Wärmean die Fluide des Kurbelgehäusesab. Kurbelgehäuseöl kann gegendie Stifte gesprüht,gespritzt oder als Nebel aufgebracht werden, um die Wärmeableitungweiter zu erhöhen.Althoughthe invention with reference to certain preferred embodimentsIt should be understood that many changeswithin the spirit and scope of the inventive concepts describedcould be made.Accordingly, the invention should not be limited to the disclosed embodiment,but the full extent according to the followingclaimsinclude. A cast engine piston has a bottom with a combustion surface anda bottom surface exposed to fluids of the crankcase. From theBottom bottom, several pins extend to the surface of theTo increase ground base. The pencilsdraw heatfrom the ground and divert the heatto the fluids of the crankcasefrom. Crankcase oil can work againstthe pins sprayed,sprayed or applied as a mist to heat dissipationcontinue to increase.
    权利要求:
    Claims (14)
    [1]
    Motorkolben mit einem Boden mit: einer äußeren Bodenfläche, dieMotorverbrennungstemperaturen ausgesetzt ist; einer Bodenunterseite,die Fluiden des Kurbelgehäusesausgesetzt ist; und mehreren, sich aus der Bodenunterseiteerstreckenden Kühlstiftenfür einenKontakt mit Fluiden des Kurbelgehäuses, um beim Kühlen desKolbenbodens zu helfen.Engine piston with a bottom with:an outer floor surface thatEngine combustion temperatures is exposed;a bottom side,the fluids of the crankcaseis exposed; andseveral, out of the bottom bottomextending cooling pinsfor oneContact with fluids of the crankcase to help cool theTo help piston bottom.
    [2]
    Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dassdie Stifte konisch sind.Piston according to claim 1, characterized in thatthe pins are conical.
    [3]
    Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dassdie Stifte vorgeformt und in den Kolben gegossen werden.Piston according to claim 1, characterized in thatthe pins are preformed and poured into the flask.
    [4]
    Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dassdie Stifte mit dem Kolben gegossen werden.Piston according to claim 1, characterized in thatthe pins are to be poured with the piston.
    [5]
    Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dassdie Stifte eine Längevon etwa 2 – 5 mmund einen Durchmesser von etwa 1 – 2 mm aufweisen.Piston according to claim 1, characterized in thatthe pins a lengthfrom about 2 - 5 mmand have a diameter of about 1 - 2 mm.
    [6]
    Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dassder Kolben aus Stahl geschaffen ist.Piston according to claim 1, characterized in thatthe piston is made of steel.
    [7]
    Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dassder Kolben aus einer Aluminiumlegierung geschaffen ist.Piston according to claim 1, characterized in thatthe piston is made of an aluminum alloy.
    [8]
    Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dassder Kolben aus Keramik geschaffen ist.Piston according to claim 1, characterized in thatthe piston is made of ceramic.
    [9]
    Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dassder Kolben aus einer Titanlegierung geschaffen ist.Piston according to claim 1, characterized in thatthe piston is made of a titanium alloy.
    [10]
    Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass der Kolben einen Ringgürtelmit Rillen zum Aufnehmen von Kolbenringen enthält.Piston according to claim 1, characterizedthat the piston has a ring beltwith grooves for receiving piston rings.
    [11]
    Kolben nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,dass Kühlstiftesich auch aus dem Ringgürtelerstrecken.Piston according to claim 10, characterizedthat cooling pinsalso from the ring beltextend.
    [12]
    Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass der Kolben ein Kolbenhemd zum Absorbieren von Schubkräften aufdie Kolben einschließt.Piston according to claim 1, characterizedthat the piston on a piston skirt for absorbing shear forcesincludes the piston.
    [13]
    Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass der Kolben einen Bolzenansatz zum Aufnehmen eines Kolbenbolzensenthält.Piston according to claim 1, characterizedthe piston has a pin boss for receiving a piston pincontains.
    [14]
    Kolben nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,dass Kühlstiftesich auch aus dem Bolzenansatz erstrecken.Piston according to claim 13, characterizedthat cooling pinsalso extend from the pin approach.
    类似技术:
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2005-01-20| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2008-09-11| 8131| Rejection|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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