SE469908B - Förbränningsmotorkomponent med mot förbränningsgaser exponerad yta, vilken är belagd med ett termiskt isolerande material samt sätt att framställa komponenten - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 469 908 2 Användningen av ett dylikt isoleringsskikt har dock sin begränsning p.g.a. att det inte kan maskinbearbetas. På vissa ställen i en motor är toleranserna mellan olika komponenter, t.ex. mellan kolvtopp och topplock i en dieselmotor, snävare än gjuttoleranserna. De förra kan uppgå till bråkdelar av en millimeter medan snävare gjuttoleranser än ca 1,5 mm är svåra att uppnå i praktiken.

Syftet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en förbränningsmotorkomponent av i inledningen angivet slag som inte har ovan angivna begränsning i användningen.

Detta uppnås enligt uppfinningen genom att det isolerande materialet består helt och hållet av ett poröst isolerings- skikt av ett efter pressning med lågt tryck sintrat metall- pulver.

Vid normal framställning av sintrade komponenter utnyttjas så högt presstryck före sintringen, att porositeten inte uppgår till mer än några enstaka procent av volymen. Som regel eftersträvas så låg porositet som möjligt och resterande porositet efter sintringen är då något icke önskvärt. Vid framställning av isoleringsskiktet enligt uppfinningen där- emot utnyttjas lägre presstryck som ger en porositet upp emot ca 25%. Detta ger värmeledningstal vilka ligger mycket nära värmeledningstalen för de keramer, som har utnyttjats för samma ändamål.

Det sintrade isoleringsskiktet kan maskinbearbetas i samma moment som motorkomponenten som utgör bäraren varvid bearbet- ningen inte bara medför att komponenten ges avsedd form och dimensioner utan även att det sintrade skiktets ytporer åtminstone till största delen tätas.

Uppfinningen beskrives närmare under hänvisning till på bifogade ritning visade utföringsexempel, där fig. 1 visar ett snitt genom en del av en kolv och fig. 2 ett snitt genom en del av en gjutform för gjutning av kolven i fig. 1. 10 15 20 25 30 35 3 469 908 Den i fig. 1 visade kolven har en gjuten metallkropp 1.

Metallkroppens övre yta 2 är i det visade utförandet helt plan, såsom är vanligast hos kolvar i bensinmotorer, men den skulle lika gärna kunna vara utformad med den hos kolvar för direktinsprutade dieselmotorer karakteristiska fördjupningen i kolvtoppen.

Hela den övre ytan 2 av kolvkroppen 1 är täckt av ett sintrat ca 5 mm tjockt poröst metallskikt 3, som i en föredragen utföringsform har framställts under lågt presstryck vilket efter sintring ger en porositet av ca 25% vilket ger värme- ledningstal på 3-3,5 W/m.K, att jämföras med värmeledningstal på 2-3 W/m.K för keramiska material för samma ändamål. Det har visat sig att porositeten i sintermaterialet bör uppgå till minst 15% för att de efterssträvade isoleringsegen- skaperna skall uppnås. Övre gränsen för porositeten bestäms av hållfasthetskraven hos ifrågavarande komponent. För komponenter med lägsta krav på hållfasthet, t.ex. avgaskanal, ligger övre gränsen vid ca 50%.

Mellan aluminiumkroppens 1 ytskikt 2 och isoleringsskiktet 3 råder en rent metallisk bindning, vilken uppnås genom att gjuta samman de bägge komponenterna.

I fig. 2 visas en gjutform 5, på vars botten 6 en sintrad skiva 7 som skall bilda isoleringsskiktet 3 placerats. Skivan 7 är framställd med något större tjocklek än det färdiga isoleringsskiktet, t.ex. ca 7 mm vid ett isoleringsskikt på ca 5 mm. Efter'placering av skivan 7 i formen 5 hälls aluminiumsmältan i formen, som när den stelnat bildar ett till skivan metalliskt bundet ämne till en kolv. Kolvämnet maskinbearbetas på samma sätt som ett helt i gjutmetall framställt ämne, varvid bearbetningen av kolvtoppens iso- leringsskikt resulterar i en tätning av dess ytskikt.

Isoleringen enligt uppfinningen har ovan beskrivits med hänvisning till dess användning på en kolv med plan kolvtopp, 469 9os 4 men isoleringen kan givetvis även användas på andra kolvar, t.ex. sådan med en fördjupning i kolvtoppen, samt på ven- tiler, förbränningsrumsväggar, cylinderfoder och avgas- kanaler, m.a.o. på alla motorkomponenter som är utsatta för förbränningsgaser, och inte enbart på de ytor som är direkt utsatta för förbränningsgaserna utan även på andra ytor, som t.ex. ovansidan av en insugningsventil.

Claims (7)

10 15 20 25 30 35 s 469 908 Nya patentkrav

1. Förbränningsmotorkomponent med mot förbränningsgaser exponerad yta, vilken är belagd med ett termiskt isolerande material, k ä n n e t e c k n a d av att det isolerande materialet består helt och hållet av ett poröst isolerings- skikt (3) av ett efter pressning med lågt tryck sintrat metallpulver.

2. Förbränningskomponent enligt krav 1, k ä n n e - t e c k n a d av att isoleringsskiktets (3) porositet uppgår till minst 15%.

3. Förbränningskomponent enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d av att isoleringsskiktets (3) porositet uppgår till ca 25% - 50%.

4. Förbränningsmotorkomponent enligt något av kraven 1-3, k ä n n e t e c k n a d av att det sintrade skiktet (3) har en maskinbearbetad yta.

5. Sätt att isolera en yta på en förbränningskomponent, k ä n n e t e c k n a t av att ett isoleringsskíkt (7) med till ytan som skall isoleras anpassad form framställes genom sintring av ett med lågt tryck pressat metallpulver, som ger ett poröst skikt, att isoleringsskiktet anbringas i kompo- nentens (1) gjutform (5) och att denna fylles med smältan, så att ett isoleringsskíkt bestående helt och hållet av porös sintrad metall erhålles.

6. Sätt enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a t av att isoleringsskiktets (7) tjocklek överdimensioneras och att skiktet maskinbearbetas till fastställda dimensioner efter fastgjutning.

7. Sätt enligt krav 5 eller 6, k ä n n e t e c k n a t av att pressningen och sintringen utföres under ett tryck och med ett pulvermaterial, som ger ca 25% - 50% porositet.