BRPI0414041B1

BRPI0414041B1 - Pistão para um motor de combustão interna

Info

Publication number: BRPI0414041B1
Application number: BRPI0414041-9A
Authority: BR
Inventors: Rainer Scharp
Original assignee: Mahle Gmbh
Priority date: 2003-09-02
Filing date: 2004-09-01
Publication date: 2019-04-24
Also published as: CN1842647A; EP1664514A1; EP1664514B1; KR20070020170A; JP4383451B2; US20060243131A1; KR101189365B1; CN1842647B; WO2005024217A1; US7308850B2; JP2007504397A; DE10340291A1; BRPI0414041A

Abstract

"êmbolo para um motor de combustão interna". a invenção refere-se a um êmbolo de alumínio (1) para um motor de combustão interna tendo um elemento anular (4), o qual é feito de ni-resist, é colocado na área de borda radialmente externa da cabeça do êmbolo (3), e que, juntamente com o corpo de base (2), forma um canal de refrigeração anular (22). o elemento anular (4) é fixado ao corpo de base (2) do êmbolo (1) via uma conexão roscada.

Description

A invenção refere-se a um pistão para um motor de combustão interna de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1.

Um pistão de alumínio para um motor de combustão interna com urn elemento anular de material resistente de Ni disposto na região externa da cabeça de pistão, que forma o reforço para a ranhura de um anel de compressão, é conhecido do documento japonês JP 06002613. Para fixar com segurança o elemento anular no corpo de base de alumínio, é necessá10 rio fixâ-lo no corpo de base por meio do processo de soldagem por fricção. Neste caso é desvantajoso que o processe» de fixação seja relativamente í caro.

I ¹1 O objetivo da presente invenção é evitar essa desvantagem do ( estado da técnica. Este objetivo é alcançado com as características apresen15 fadas na parte caracterizante da reivindicação principal. Configurações convenientes da invenção são objeto das reivindicações dependentes.

Deste modo tem-se a vantagem de que um pistão de alumínio pode ser provido de maneira rápida, simples e segura com um reforço de ranhura anular mecanicamente suportável.

Um exemplo de realização da invenção é descrito a seguir com referência aos desenhos.

- A figura 1 mostra um pistão para um motor de combustão interna com um elemento anular de material resistente de Ni de acordo com a invenção em vista de corte de duas metades, que mostra dois cortes longi25 tudinais do pistão defasados em 90-, e

- A figura 2 mostra uma representação ampliada d»? corte através da região de borda da cabeça do pistão com o elemento anular de material resistente de Ni.

A figura 1 representa urn pistão 1 para um motor de combustão 30 interna em uma vista de «sorte de duas metades, sendo a rnetade esquerda um corte do pistão 1 ao longo de um eixo longitudinal 5 de uma cavidade de cubo 6, e a metade direita sendo» um corte do pistão 1 defasado em 90^δ.

O pistão 1 consiste em um corpo cie base 2 essencialmente cilíndrico, que apresenta uma cabeça de pistão 3, em cuja região de borda radiaímeníe externa está disposto um elemento anular 4, pelo qual é formada a parte radiaímeníe externa da cabeça de pistão 3. Na região centrai da cabeça de pistão 3 está formada uma câmara de combustão 7. Além disso, o corpo de base 2 apresenta, de seu lado inferior oposto à cabeça de pistão 3, cubos de pino 8 para as cavidades de cubo 6 e elementos de eixo 9 que unem os cubos de pino 8 entre si, O elemento anular 4 apresenta, em sua superfície lateral 10 radialmente externa, uma ranhura 11 para um anel de compressão não representado na figura e forma, com seu lado frontal inferior 12, a parte radialmente externa do flanco ranhurado superior de uma segunda ranhura anular 13, Abaixo da segunda ranhura anular 13, a superfície lateral 14 radialmente externa do corpo de base 2 apresenta uma ranhura de anel Íubríficador 15.

Radiaímeníe por dentro, na região do elemento anular 4 do lado da cabeça do pistão, está formado um colar 16, que apresenta, no seu lado inferior oposto à cabeça de pistão 3, uma superfície anular 1? que, no presente exemplo de realização, fica paralela à cabeça de pistão 3, mas que em seção transversal pode ficar também oblíqua em relação à cabeça de pistão

3, de modo que a superfície anular 17 apresenta uma forma cônica. Na região radialmente externa da cabeça de pistão 3 está formado um rebaixo 18 escalonado no corte, o qual apresenta uma forma complementar ao colar 16 de modo que o colar 16 se encaixa no rebaixo 18 e ainda pode-se formar entre a superfície anular 17 e o rebaixo 18 um elemento de vedação anular

19, configurado como mola de disco.

Abaixo da superfície anular 17, o elemento anular 4 apresenta, em seu lado interno, um rebaixo 20, que, com um rebaixo 21 feito no lado externo do corpo de base 2 próximo à cabeça de pistão 3 forma um canal de refrigeração anular 22. Através de um canal de óleo 24 que une o lado inter30 no do pistão 23 ao canal de refrigeração 22, óleo de refrigeração é desviado do canal de refrigeração 22, o qual é conduzido ao canal de refrigeração 22 através de outro canal de circulação de óleo não representado na figura,

Neste caso, o elemento de vedação 19 tem a função de vedar o pistão 1 contra gases de combustão.

Para fixação do elemento anular 4 no corpo cie base 2 há uma rosca interna 25 disposta do lado interno do elemento anular 4 próxima ao lado frontal inferior 12, a qual se encaixa em uma rosca externa 26 provida na superfície iaterai 14 próxima a segunda ranhura anular 13. Para proporcionar a união roscada entre o corpo cie base 2 e o elemento anular 4, composta de rosca interna 25 e rosca externa 26, uma firmeza suficiente para o funcionamento cio motor, o elemento anular 4 apresenta urna superfície de apoio anular 27 disposta entre a rosca interna 25 e o rebaixo 20 e paralela ao corpo cie pistão 3, a qual, ao se aparafusar o elemento anular 4 sobre o corpo de base 2, encosta em uma superfície de apoio 23 igualmente paralela à cabeça de pistão 3, anular e disposta entre o rebaixo 21 e a rosca externa 26 do corpo de base 2.

Uma melhoria da firmeza da união roscada resuita de uma região de parede afinada 29 do elemento anular, disposta entre a rosca interna 25 e a superfície de apoie» 27 do elemento anular 4 em direção axial, a qual não apresenta rosca interna e sofre uma torção quando do aparafusamento cio elemento anular rio corpo de base 2. Assim é exercida uma tensão me20 cânica sobre a união roscada, que melhora consideravelmente sua firmeza.

Devido à sua configuração em forma de mola de disco, o elemento de vedação 19 é deformado quando do aparafusamento do elemento anular 4 no corpo »:le base 2, pelo que ele e prè-tensionado e exerce uma força sobre as duas partes de pistão 2, 4. Dai resulta uma outra melhoria da firmeza da união roscada.

Além disso, a superfície lateral do corpo de base 2 entre o coiar 16 e o canal de refrigeração 22 apresenta um ressalto 30 orientado raclialmeníe para fora, o qual forma o rebaixo 13 do lado da cabeça do pistão e, em seu lado oposto à cabeça de pistão 3, limita o canal de refrigeração 22.

O ressalto 30 apresenta uma espessura de parede tão pequena, que é deformado quando do aparafusamento do elemento anular 4 no corpo de base 2 e, assim, contribui adictonalrnerite para segurança contra soltura da união roscada.

O corpo do base 2 é fabricado de alumínio, que é configurado na forma desejada através de forjadura. O elemento anular 4 é fabricado de material resistente de Ui utilizando-se um processo de fundição. O material resistente de Ni é urn ferro fundido austenítico com 12% a 20% de níquel, que contém ainda os componentes de liga manganês,cobre e cromo. Material resistente de Ni é bastante adequado para reforço de ranhura anular de pistão.

Na figura 2 está representado um corte ampliado através da região de borda do pistão 1 do lado da cabeça de pistão, o qual mostra o corpo de base 2 com o elemento anular 4 aparafusado. Pode-se observar bem o rebaixo 21 formado na região de borda da cabeça de pistão 3, o qual é coberto pelo elemento anular 4 cie NiResit para formação do canal de refrigeração 22, sendo que o elemento anular 4 é aparafusado na rosca externa 26 do corpo de oasie 2 através da iosca interna 25.

Listagem de referência

- pistão

2- corpo de base

3- cabeça de pistão

4- elemento anular

5- eixo longitudinal

6- cavidade de cubo / - camaia de comoustac·

S- cubo de pino

9- elemento de eixo

10- superfície lateral

11- ranhura

12- lado frontal inferior do elemento anular 4

13- segunda ranhura anular

14- superfície lateral

15- ranhura de anel lubrificador

16- colar

17- superfície anular

18- rebaixo

19- elemento de vedação

20- rebaixo

21- rebaixo

22- canal de refrigeração

23- lado interno do pistão

24- canal de óleo

25- rosca interna

26- rosca externa

27- superfície de apoio

28- superfície de apoio

29- região de parede afinada

30- ressalto

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Êmbolo (1) para um motor de combustão interna:

- com um corpo de base (2) de alumínio essencialmente cilíndrico, uma face frontal do qual forma uma cabeça de cilindro (3);

5 - com bossas de pino (8) dispostas do lado do corpo de base (2) oposto à cabeça de êmbolo (3), com cavidades de bossa (6);

- com elementos de eixo (9) que unem as bossas de pino (8) entre si;

- com um elemento anular (4) de NiResist disposto na região de 10 borda radialmente externa da cabeça de êmbolo (3), o qual, com o corpo de base (2), forma um canal de refrigeração anular (22) e está fixado ao corpo de base (2) através de uma união roscada, que consiste em uma rosca interna (25) que fica entre o canal de refrigeração (22) e o lado frontal inferior (12) do elemento anular (4), disposta em seu lado radialmente interno, e

15 uma rosca externa (26) disposta na superfície lateral (14) do corpo de base (2) abaixo do canal de refrigeração (22) e que se encaixa com aquela,

-sendo que o elemento anular (4) está conformado em dois estágios no corte,

- sendo que o primeiro estágio do lado da cabeça de êmbolo (3) 20 está formado pelo fato de que, na região do elemento anular (4) do lado da cabeça de êmbolo, está formado um colar (16) escalonado no corte, orientado radialmente para dentro, ao qual se une o canal de refrigeração (22) do lado da bossa de pino, e

- sendo que o segundo estágio é formado pelo fato de que o 25 elemento anular (4) apresenta, entre o canal de refrigeração (22) e a rosca interna (25), uma superfície de apoio (27) paralela ao canal de refrigeração (22), anular apontando radialmente para fora a partir do canal de refrigeração (22), a qual, quando do aparafusamento do elemento anular (4) no corpo de base (2), encosta em uma superfície de apoio (28) que está formada no

30 corpo de base (2) entre canal de refrigeração (22) e rosca externa (26) do lado da cabeça de êmbolo,

- sendo que entre a superfície de apoio (27) e a rosca interna

Petição 870180140928, de 15/10/2018, pág. 4/9 (25), há uma região de parede (29) disposta axialmente, afinada de tal modo que, que quando do aparafusamento do elemento anular (4) no corpo de base (20) é girável em sentido axial, caracterizado pelo fato de que o colar (16) apresenta, em seu 5 lado inferior oposto à cabeça de êmbolo (3), uma superfície anular (17) que fica paralela à cabeça de êmbolo (3); de que, na região radialmente externa da cabeça de êmbolo (3), está formado um rebaixo escalonado no corte, o qual apresenta uma forma essencialmente complementar ao colar (16); e de que, entre a superfície anular (17) e o rebaixo (18), está disposto um ele10 mento de vedação (19) anular, conformado como mola de disco, o qual é deformável quando do aparafusamento do elemento anular (4) no corpo de base (2).
2. Êmbolo (1) para um motor de combustão interna de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o corpo de base (2) é

15 fabricado por forjadura.
3. Êmbolo (1) para um motor de combustão interna de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o elemento anular (40 é fabricado por um processo de fundição.
4. Êmbolo (1) para um motor de combustão interna de acordo com 20 qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o elemento anular (4) apresenta, em sua superfície lateral radialmente externa, uma ranhura (110 para um anel de compressão; e que o lado frontal inferior (120 do elemento anular (4) forma pelo menos a parte radialmente externa do flanco anular superior de uma ranhura anular (13) formada no corpo de base

25 (2).
5. Êmbolo (1) para um motor de combustão interna de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o corpo de base (2) apresenta um ressalto (30) orientado radialmente para fora, anular e elástico, o qual forma um rebaixo (18) do lado da cabeça

30 de êmbolo que forma o limite do canal de refrigeração (22) do lado da cabeça de êmbolo que é deformável quando do aparafusamento do elemento anular (4) no corpo de base (2).