活塞式发动机
专利汇可以提供活塞式发动机专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且在 活塞 式 发动机 中至少具有一个汽缸，其汽 缸套 (2)在其与活塞(6)相配的工作面(4)的区域内至少具有一槽形油腔(8)，它通过材料区侧向围成，这些材料区具有比在此以外的汽缸套(2)的基体材料好的 耐磨性 ，可以通过以下方法达到高的工作可靠性，侧向围成各油腔(8)的材料区做成一槽(10)的填充物(11)，其深度至少相当于汽缸套(2)的最大磨损厚度。，下面是活塞式发动机专利的具体信息内容。
1.活塞式发动机，具有至少一个汽缸，其汽缸套(2)在其面对 活塞(6)的工作面(4)上含有一具有比汽缸套(2)的基体材料耐磨 性更好的材料区(9)，以侧向围成至少一个槽形油腔(8)，其特征 在于：用于侧向围成各油腔(8)的材料区(9)做成槽(10)的填充 物(11)，由含有2-20％铝，0.5-10％铁，0.1-8％锰，0.1-2％ 硅，0.1-10％镍，0.1-2％碳和各自最多不超过5-20％的以下组 分：锑、钴、铍、铬、锡、镉、锌、铝中的至少一种的铝青铜组成， 并且其深度至少相当于汽缸套(2)的最大磨损厚度。
2.按权利要求1的活塞式发动机，其特征在于：构成填充物(11) 的铝青铜含有14-17％铝、3-5％铁、1-3％锰、0.1-2％硅、最多 0.3％的碳，其余部分都是铜。
3.按权利要求2的活塞式发动机，其特征在于：填充物(11) 至少部分做成焊接涂覆层。
4.活塞式发动机，具有至少一个汽缸，其汽缸套(2)在其面对 活塞(6)的工作面(4)上含有一具有比汽缸套(2)的基体材料耐磨 性好的材料区(9)，以侧向围成至少一个槽形油腔(8)，其特征在 于：用来侧向围成各油腔(8)的槽(10)的填充物(11)至少部分由 陶瓷材料组成，并具有一至少相当于汽缸套(2)最大磨损厚度的深度 (d)。
5.按权利要求4的活塞式发动机，其特征在于：填充物(11) 由陶瓷金属混合物(金属陶瓷)组成。
6.按权利要求4的活塞式发动机，其特征在于：填充物(11) 含有碳化物和/或氧化物和/或氮化物和/或硼化物和/或硅酸盐加上铜 和/或铝青铜和/或镍和/或铬化镍和/或钼和/或铝石墨和/或镍石墨和 /或铝溴石墨以及有机结合剂。
7.按权利要求6的活塞式发动机，其特征在于：碳化物、氧化 物、氮化物、硼化物、硅酸盐在硬相中占10-60％而在软相中占5- 80％。
8.按权利要求6的活塞式发动机，其特征在于：碳化物、氧化 物、氮化物、硼化物、硅酸盐作为铬化合物存在。
9.按权利要求6的活塞式发动机，其特征在于：填充物(11) 含有20-50％的碳化物和/或氧化物和/或氮化物和/或硼化物和/或硅 酸盐，以及至少还有至少20-40％的铝青铜。
10.按权利要求1的活塞式发动机，其特征在于：填充物(11) 至少部分做成喷涂覆盖层。
11.按权利要求1的活塞式发动机，其特征在于：填充物(11) 至少部分做成烧结材料。
12.按权利要求1的活塞式发动机，其特征在于：槽(10)的深 度(d)大于汽缸套(2)的最大磨损厚度。
13.按权利要求1的活塞式发动机，其特征在于：槽(10)的横 截面向内越来越宽。
14.按权利要求12的活塞式发动机，其特征在于：槽(10)的 深度(d)在工作面(4)直径(D)的0.1％至0.4％之间的范围内。
15.按权利要求1的活塞式发动机，其特征在于：两个配设于围 成各油腔(8)的填充物(11)的槽(10)之间的距离在工作面(4) 直径(D)的1％至2％之间的范围内。
16.按权利要求1的活塞式发动机，其特征在于：槽(10)的宽 度(b)大致相当于槽深(d)。
17.按权利要求1的活塞式发动机，其特征在于：设有至少一个 配置于螺旋形油腔(8)的，各自配备填充物(11)的槽(10)，其中 导程最好为工作面(4)直径(D)的1.5％至20％。
18.按权利要求1的活塞式发动机，其特征在于：至少在汽缸套 (2)的上部区域内设有至少一个配设于油腔(8)的、各自配备填充 物(11)的槽(10)。
19.按权利要求1的活塞式发动机，其特征在于：设有至少一个 配设于在工作面(4)整个导向长度上贯通的油腔(8)的、各自配备 一填充物(11)的槽(10)。
20.按权利要求1的活塞式发动机，其特征在于：它是双冲程大 型柴油发动机。
21.按权利要求4的活塞式发动机，其特征在于：它是双冲程大 型柴油发动机。
22.按权利要求9的活塞式发动机，其特征在于：填充物(11) 含有20-40％的碳化物和/或氧化物和/或氮化物和/或硼化物和/或硅 酸盐，以及至少还有至少60-80％的铝青铜。
本发明涉及一种活塞式发动机，特别是大型双冲程柴油机，具有 至少一个汽缸，其汽缸套在其朝向活塞的工作面区域内含有一具有比 汽缸套的基本材料耐磨性好的做成基体材料的至少一条槽的填充物的 材料区，以侧向限定至少一个槽形油腔。
在CH-A493738中这种类型的结构作为对基体材料局部氮化或淬 硬的另一种选择方案推荐出来。关于那里用作槽填充物的材料推荐采 用青铜·巴氐合金或硬铬。与基体材料的硬度差应该为约50HB。推荐 的槽深至少为0.02mm，因此大致上在氮化或淬硬可以达到的深度范围 内。用这种结构汽缸套不可能达到长的寿命。
因此从这一点出发本发明的目的是，以方便的和费用低廉的措施 这样地改进开头所述这一类型的活塞式发动机，使得可以使汽缸套达 到长的寿命。
这个任务按本发明的第一种解决办法这样来解决，使用来侧向围 成各油腔的槽的填充物由包含2-20％铝，0.5-10％铁，0.1-8％锰， 0.1-2％硅，0.1-10％镍，0.1-2％碳和各自最多不超过5-20％的以 下组分锑、钴、铍、铬、锡、镉、锌、铝中的至少一种，以及其余为 铜的铝青铜组成，并具有至少相当于汽缸套最大磨损厚度的深度。
按本发明的另一种解决办法是，用来侧向围成各油腔的槽的填充 物至少部分由陶瓷材料组成，并具有至少相当于汽缸套最大磨损厚度 的深度。
这种材料具有非常好的耐磨性，并可以有利地堆焊在上面或者用 等离子高速(喷涂)法或激光涂层法涂上，其中也可以方便可靠地填充 比较深的槽，使得达到高的可靠性，从而在汽缸套的整个工作寿命内 可靠地保持希望的效能。
所采取的措施的优良方案和适宜的改进结构在从属权利要求中给 出。侧向围成各油腔的槽的深度适宜于大于汽缸套的最大磨损厚度。 由此确保，槽的填充物直到汽缸套完全磨损为止很好地固定在基体材 料内。因此如果槽的横截面向内越来越大对此可能是有帮助的。
所采用的措施其他的优良造型和适宜的改进结构在其他从属权利 要求中给出，并在借助于图形的以下的举例说明中可以较详细地看 到。
在下面所述的图中表示
图2按图1的结构的设有油腔的区域的局部放大图，和
图3通过按图1的结构的设有填充物的槽的放大剖视图。
本发明应用于活塞式发动机，特别是活塞式内燃发动机中，尤其 以低速双冲程大型柴油机的形式。这种类型的装置的结构和工作原理 是公知的，因此在这里不必再详细地说明。
图1中所示的一双冲程大型柴油发动机的汽缸包含一设有进汽槽 1的汽缸套2，在它上面安装一含有这里未详细画出的排汽装置的汽缸 头3。汽缸套2的内侧做成工作面4，一设有圆周一侧的活塞环5的、 上下运动的活塞6和此工作面共同作用。工作面4通过润滑油输入管 7供给润滑油。
为了达到润滑油的良好分配和特别是在按经验缺少润滑的区域， 例如工作面4的上部区域良好的润滑油供给，在这个区域内设有适当 的、图1中仅仅示意表示的油腔8。构成油腔8的凹陷并非从开头就 存在。但是从开头就采取了措施，这个措施起这样的作用，使得作为 油腔基础的凹陷在运行运程中通过作为汽缸套2基础的基本材料的磨 损自动形成。
油腔8分别通过在它两侧的材料区9侧向限定。在每两个这类材 料区9之间可以形成一油腔8。如由图2和3可见，各侧向限定油腔8 的材料区9做成一各自配设的槽10的填充物11。构成填充物11的材 料具有比汽缸套2的基本材料大的耐磨性，汽缸套通常由铸钢制成。 如图3中所示，在新的状态槽10填充到工作面4同一个平面上，因此 形成一光滑表面，它容易加工，例如可以通过珩磨。首先切出槽10。 然后装入填充物11。接着精加工工作面4。
由于构成填充物11的材料相对于作为汽缸套2基础的基体材料耐 磨性好，在试运行期间基体材料的磨损便已经大于填充物11的磨损， 如图3中用虚线所示。因此由此在两个相邻填充物11之间分别得到所 希望的槽形油腔8。
为了形成填充物11可以合适地采用这样的材料，它完全或至少部 分由陶瓷材料组成，假如陶瓷-金属混合物(金属陶瓷)。这种材料可 以合适地含有碳化物和/或氧化物和/或氮化物和/或硼化物和/或硅酸 盐加上铜和/或铝青铜和/或镍和/或镍铬和/或钼和/或铝石墨和/或镍 石墨和/或铝溴石墨以及有机结合剂，其中碳化物、氧化物、氮化物、 硼化物、硅酸盐最好以10-60％的硬相和5-80％的软相存在，事实证 明，如果其中碳化物、氧化物、氮化物、硼化物、硅酸盐作为铬化物 存在特别有利。其中氧化铬是特别有用的材料，因为它不仅具有高的 稳定性，和允许高的工作温度，而且不腐蚀不氧化。
在上述数据的一种优良方案中填充物(11)可以含有20-50％，尤 其是20-40％碳化物和/或氧化物和/或氮化物和/或硼化物和/或硅酸 盐以及至少还有至少20-40％，尤其是60-80％的铝青铜。优选的方 案可以含有20-40％氧化物混合60-80％铝青铜或30-50％氧化物、氮 化物或碳化物混合至少铝青铜或最好是10-20％钼和20-30％镍或碳 化镍或20-40％铝青铜。这种类型的材料可以用电弧、火焰、等离子 或高速喷射方法涂覆或装在配设的槽10内。
含有份量各为0.1-10％的硅、硼的另一组材料同样可以用上述方 式方法涂覆。这种情况下优选的材料配比是10-18％铬，2-3％铁，2- 4％硅，2-4％硼，0.1-0.5％碳和其余为镍；或者10-18％铬，2-3％ 铁，2-4％硅，2-4％硼，0.1-0.5％碳，6-12％钼，30-40％钴和其余 为镍；或者10-18％铬，2-3％碘，2-4％硅，2-4％硼，0.1-0.5％碳， 6-12％钼，1-6％铜和其余为镍；或者10-18％铬，2-3％碘，2-4％ 硅，2-4％硼，0.1-0.5％碳，6-12％钼，10-20％镍，65-88％碳化钨 和12％钴。这里也可以考虑火焰、感应或激光烧结。
在填充物11做成烧结填充物时也可以采用这样的材料，它含有碳 化物和/或氧化物和/或氮化物和/或硼化物和/或10-60％硬相的和 5-80％软相的硅酸盐，以及2-10％铜，20-30％铝青铜，10-85％镍或 铬化镍，10-30％铬，0.1-5％碳，1-8％铁，2-15％钼或亚硫酸钼或 二硫化钼或氧化钼或二氧化钼或过氧化钼，2-7％铜，10-40％钴，30- 80％碳化钨或88％碳化钨和12％钴。
粉末材料也是适用的。例如可以采用具有0.2-5％碳，20-50％ 铬，1-20％钼，1-20％钒，0.1-4％硅或硼，0.1-5％锰，0.1-5％铁， 0.5-50％碳化物、氧化物、氮化物、硼化物或硅酸盐、亚硫酸钼/二氧 化钼/氧化钼/二硫化钼或过氧化钼的粉末，其中硅和/或硼可以分别为 0.1-5％，其余为镍。在这种情况下一种特别优选的材料由20-30％ 铬，1-10％钼，2-3％碳，2-5％钒，0.2-1％锰，0.2-4％硅或硼组成， 其余为镍。
但是作为另一种选择填充物11也可以做成焊接覆盖层。这里可以 采用这样的材料，它含有2-20％铝，0.5-10％铁，0.1-8％锰，0.1- 2％硅，0.1-10％镍，0.1-2％碳和最多5-20％的组分锑、钴、铍、铬、 锡、镉、锌、铝中的至少一种，其余都是铜。这里一种特别优选的配 比可以含有14-17％铝，3-5％铁，1-3％锰、0.1-2％硅，最多0.3％ 碳，其余都是铜。
图3中用d表示的槽10的深度至少相当于汽缸套4的最大磨损厚 度。深度d适宜于大于最大磨损厚度，使得即使在汽缸套2完全磨损 时也保证填充物11很好地固定在基体材料内。在这种情况下，如果槽 10的横截面向内越来越宽，如图2中用虚线所示横截面形状12所表 示的那样，也是有利的。优选的槽深可以在工作面4直径D的0.1至 0.4％之间的范围内。形成的油腔8的净宽度相当于配设的、分别配有 填充物11的槽10的间距。这一在图2中以W表示的间距最好在工作 面4直径D的1至2％之间的范围内。槽10的净宽度，从而也就是其 相配的填充物11的宽度b适宜于相当于槽深d。由此达到相对于剪切 应力的可靠性。
可以设置一个或多个油腔8。与它相配的，设有填充物11的槽10 适宜于设置在按照迄今为止的经验不充分润滑的危险，因此也是热腐 蚀等等的危险特别大的部位。这种情况首先是在工作面的上部区域。 图1中在由活塞6上死点部位内第一和第二活塞环5限定的工作面区 域内设有为形成油腔8采取的措施。另一个油腔8或除此之外必要的 措施可以设置在最下面一个活塞环以下的区域内。在所示例子中还设 有其他的、设置得更深的油腔8。
油腔8和因此限定它的材料区可以做成环形的。但是此外也可以 附加地或两者取一地设置一个或多个螺旋形分布的油腔8因此还有限 定它的螺旋形的材料区9。它们可以在一个区域内或在工作面4的整 个导向长度上延伸。
在螺旋形分布的油腔8的情况下图1中用p表示的导程大致为工 作面4直径D的1.5至20％。该导程可以在整个长度上是恒定的。但 是也可以设想变导程，以便在特别危险的区域内得到比不太危险的区 域更大的油腔密度。
在所示例子中槽10，因此还有配设于它的填充物11具有矩形或 梯形横截面。为了避免缺口应力其内棱边可以倒圆。
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