WO2013010528A1 - Kolben für einen verbrennungsmotor - Google Patents

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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
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Definitions

  • the present invention relates to a piston for an internal combustion engine with a piston head having a piston crown, a land, a ring and a combustion bowl with a trough bottom, a trough wall and an insert formed from an annular member, which is held by an undercut in the piston head.
  • a generic piston is known from the publications DE-AS 1 032 600 and DE 43 40 267 A1. These pistons have a bowl edge reinforcement, which is formed from an annular component and held by an undercut in the piston head.
  • the object of the present invention is to further develop a generic piston so that the risk of cracking in the piston head in the region of the component forming the trough edge reinforcement is reduced.
  • the solution is that the component has a trough-side inner wall, which runs flush and steadily with the trough bottom.
  • the inventive design of the Muldenrandverstärkung forming member in the piston head reduces the risk of gap formation in the region of the trough bottom, which occurs due to different thermal expansion coefficients of the materials of the piston head and component by alternating temperature stress of the piston during engine operation. Regardless of the materials used and their temperature coefficients, the expansion of the piston head material, the component material or both materials always results in the component always being pressed firmly and flush against the piston head. When cooling the
  • CONFIRMATION COPY Piston is a gap formation in the region of the trough wall or the trough bottom avoided due to the inventive design of the component in this area.
  • the component has an end face and a firing edge-side outer surface, which expire radially outwards to form an acute angle continuously to the piston crown, and that the end face is arranged flush with the piston crown.
  • the trough wall of the combustion trough can be partially or completely formed by the component.
  • the trough-side inner surface merges by means of a rounding in the end face of the component.
  • the trough edge rounding thus formed reduces the risk of cracking in the component in this area at high temperature stress of the trough edge.
  • the component is preferably made of a carbon-based material, such as synthetically produced polygranular carbons or graphites, in particular die-pressed carbons and graphites. This material is both light and temperature change resistant.
  • the piston main body may in particular consist of a light metal alloy based on aluminum. These materials have a particularly high coefficient of thermal expansion, so that the present invention is particularly well suited for these types of pistons. Embodiments of the present invention are explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. In a schematic, not to scale representation:
  • Figure 1 shows a first embodiment of a piston according to the invention in
  • Figure 2 shows another embodiment of a piston according to the invention in an enlarged partial view in section.
  • FIG 1 shows a first particularly preferred embodiment of a piston 10 according to the invention in section.
  • the piston 10 has a one-piece in the embodiment piston body 11, which is made in the embodiment of a light metal alloy based on aluminum.
  • the present invention can of course be implemented with all single or multi-part piston types.
  • the piston main body 11 has a part 12 of a piston crown, a peripheral land 13 and a peripheral ring part 14 with annular grooves for receiving piston rings (not shown). Furthermore, a circumferential cooling channel 15 is provided approximately at the level of the ring section 14.
  • the piston main body 11 also has the bottom 16a of a combustion bowl 16. The piston main body 11 thus forms a large part of the piston head 17 of the piston 10.
  • the piston base body 11 also forms the piston shaft 21 of the piston 10 according to the invention.
  • the piston shaft 21 has hubs 22 and hub bores 23 for receiving a piston pin (not shown) in a manner known per se.
  • annular member 24 is further included in the piston head 17.
  • the component 24 has an end face 25, a firing-side outer surface 26 and a multi-sided inner surface 27.
  • the component 24 is produced in a manner known per se from a carbon-based material, such as synthetically produced polygranular carbons or graphites, in particular perpendicular pressed carbons and Grafite- defined by a grain size of less than 1000 ⁇ ⁇ ⁇ , fatigue strength min. 10 MPa, a thermal conductivity of 10 to 100 W / mK, an E modulus of 10 to 20GPa and a density of 1, 7 to 2.2 g / cm3.
  • a carbon-based material such as synthetically produced polygranular carbons or graphites, in particular perpendicular pressed carbons and Grafite- defined by a grain size of less than 1000 ⁇ ⁇ ⁇ , fatigue strength min. 10 MPa, a thermal conductivity of 10 to 100 W / mK, an E modulus of 10 to 20GPa and a density of 1, 7 to
  • the component 24 is held by means of an undercut 28 in the piston head 17 such that its trough-side inner surface 27 in the embodiment forms the complete trough wall of the combustion recess 16.
  • the trough-side inner surface 27 of the component 24 runs flush and continuously with the trough bottom 16a of the combustion trough 16.
  • the firing-side outer surface 26 and the trough-side inner surface 27 of the component 24 form a tapering peripheral edge 29. With this measure, a gap formation caused by alternating temperature stress in the region of the trough bottom 16a is avoided.
  • the component 24 is arranged in the piston head 17 in such a way that its end face 25 and its firing-side outer surface 26 run out radially to form a tapered peripheral edge 31.
  • the end face 25 is arranged flush with the part 12 of the piston crown formed by the piston main body 11.
  • the end face 25 of the component 24 and the part 12 of the piston crown formed by the piston main body 11 thus form a complete piston head 32 of the piston 10.
  • the trough-side inner surface 27 of the component 24 is in the embodiment by means of a rounding 33 in the end face 25 of the component 24 via.
  • the trough edge rounding thus formed reduces the risk of cracking in the component in this area at high temperature stress of the trough edge.
  • the piston 10 is produced in a manner known per se by pouring the component 24 into the piston head 17.
  • the gravity casting used for this causes that no cohesive connection between the piston head 17 and built-in part 24, but only a positive and non-positive connection is made.
  • FIG. 2 shows a further preferred embodiment of a piston 110 according to the invention in an enlarged detail in section.
  • the piston 110 essentially corresponds to the piston 10 according to FIG. 1. Therefore, matching structural elements are provided with the same reference numerals, and reference is made in this regard to the description relating to FIG.
  • the annular component 124 has a trough-side inner surface 127 which terminates flush and continuous with a trough wall 16b of the combustion trough 16.
  • the firing edge-side outer surface 126 and the trough-side inner surface 127 of the component 124 form a tapered peripheral edge 129.
  • the component 124 thus forms only a part of the trough wall of the combustion trough 16. With this measure, a gap formation caused by alternating temperature stress in the region of the trough wall 16b is avoided ,
  • the piston according to FIG. 2 furthermore has a ring carrier element 134 which is known per se.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kolben (10) für einen Verbrennungsmotor mit einem Kolbenkopf (17), der einen Kolbenboden (12, 32), einen Feuersteg (13), eine Ringpartie (14) und eine Verbrennungsmulde (16) mit einem Muldenboden (16a), einer Muldenwand (16b, 27, 127) sowie einer aus einem ringförmigen Bauteil (24, 124) gebildeten Einsatz aufweist, die mittels eines Hinterschnitts (28) im Kolbenkopf (17) gehalten ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Bauteil (24, 124) eine muldenseitige Innenwand (27, 127) aufweist, die unter Ausbildung eines spitz zulaufenden umlaufenden Rands (29, 129) bündig und stetig mit der Muldenwand (16b) oder dem Muldenboden (16a) ausläuft.

Description

Kolben für einen Verbrennungsmotor
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kolben für einen Verbrennungsmotor mit einem Kolbenkopf, der einen Kolbenboden, einen Feuersteg, eine Ringpartie und eine Verbrennungsmulde mit einem Muldenboden, einer Muldenwand sowie einer aus einem ringförmigen Bauteil gebildeten Einsatz aufweist, die mittels eines Hinterschnitts im Kolbenkopf gehalten ist.
Ein gattungsgemäßer Kolben ist aus den Druckschriften DE-AS 1 032 600 und DE 43 40 267 A1 bekannt. Diese Kolben weisen eine Muldenrandverstärkung auf, die aus einem ringförmigen Bauteil gebildet und mittels eines Hinterschnitts im Kolbenkopf gehalten ist.
Es hat sich jedoch herausgestellt, dass bei Temperaturwechselbeanspruchung des Kolbens im Motorbetrieb hinter dem Bauteil Risse im Werkstoff des Kolbenkopfes auftreten können, die zum vorzeitigen Versagen des Kolbens führen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen gattungsgemäßen Kolben so weiterzuentwickeln, dass die Gefahr der Rissbildung im Kolbenkopf im Bereich des die Muldenrandverstärkung bildenden Bauteils reduziert wird.
Die Lösung besteht darin, dass das Bauteil eine muldenseitige Innenwand aufweist, die bündig und stetig mit dem Muldenboden ausläuft.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des die Muldenrandverstärkung bildenden Bauteils im Kolbenkopf reduziert die Gefahr der Spaltbildung im Bereich des Muldenbodens, die aufgrund unterschiedlicher thermischer Ausdehnungskoeffizienten der Werkstoffe von Kolbenkopf und Bauteil durch Wechseltemperaturbeanspruchung des Kolbens im Motorbetrieb auftritt. Unabhängig von den verwendeten Werkstoffen und ihren Temperaturkoeffizienten führt die Ausdehnung des Kolbenkopfwerkstoffs, des Bauteilwerkstoffs oder beider Werkstoffe immer dazu, dass das Bauteil stets fest und plan gegen den Kolbenkopf gepresst wird. Beim Erkalten des
BESTÄTIGUNGSKOPIE Kolbens wird eine Spaltbildung im Bereich der Muldenwand oder des Muldenbodens aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Bauteils in diesem Bereich vermieden.
Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
In einer besonders bevorzugten Weiterbildung weist das Bauteil eine Stirnfläche und eine feuerstegseitige Außenfläche auf, die radial nach außen unter Ausbildung eines spitzen Winkels stetig zum Kolbenboden auslaufen, und dass die Stirnfläche bündig zum Kolbenboden angeordnet ist. Mit dieser Maßnahme wird zusätzlich eine durch Wechseltemperaturbeanspruchung hervorgerufene Spaltbildung im Bereich des Kolbenbodens vermieden.
Die Muldenwand der Verbrennungsmulde kann, abhängig von den Anforderungen des Einzelfalls, teilweise oder vollständig von dem Bauteil gebildet sein.
Vorzugsweise geht die muldenseitige Innenfläche mittels einer Abrundung in die Stirnfläche des Bauteils über. Die dadurch gebildete Muldenrandverrundung reduziert die Gefahr von Rissbildungen im Bauteil in diesem Bereich bei hoher Temperaturbeanspruchung des Muldenrandes.
Das Bauteil besteht vorzugsweise aus einem auf Kohlenstoff basierenden Werkstoff, wie synthetisch hergestellte polygranulare Kohlenstoffe oder Grafite, insbesondere Gesenk gepresste Kohlenstoffe und Grafite. Dieser Werkstoff ist sowohl leicht als auch temperaturwechselbeständig.
Der Kolbengrundkörper kann insbesondere aus einer Leichtmetalllegierung auf der Basis von Aluminium bestehen. Diese Werkstoffe haben einen besonders hohen Temperaturausdehnungskoeffizienten, so dass die vorliegende Erfindung besonders für diese Kolbentypen gut geeignet ist. Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen in einer schematischen, nicht maßstabsgetreuen Darstellung:
Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kolbens im
Schnitt;
Figur 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kolbens in einer vergrößerten Teildarstellung im Schnitt.
Figur 1 zeigt ein erstes besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kolbens 10 im Schnitt. Der Kolben 10 weist einen im Ausführungsbeispiel einteiligen Kolbengrundkörper 11 auf, der im Ausführungsbeispiel aus einer Leichtmetalllegierung auf der Basis von Aluminium hergestellt ist. Die vorliegende Erfindung kann selbstverständlich mit allen ein- oder mehrteiligen Kolbentypen verwirklicht werden. Der Kolbengrundkörper 11 weist einen Teil 12 eines Kolbenbodens, einen umlaufenden Feuersteg 13 sowie eine umlaufende Ringpartie 14 mit Ringnuten zur Aufnahme von Kolbenringen (nicht dargestellt) auf. Ferner ist etwa in Höhe der Ringpartie 14 ein umlaufender Kühlkanal 15 vorgesehen. Der Kolbengrundkörper 11 weist ferner den Boden 16a einer Verbrennungsmulde 16 auf. Der Kolbengrundkörper 11 bildet somit einen großen Teil des Kolbenkopfes 17 des Kolbens 10.
Der Kolbengrundkörper 11 bildet ferner den Kolbenschaft 21 des erfindungsgemäßen Kolbens 10. Der Kolbenschaft 21 weist in an sich bekannter Weise Naben 22 und Nabenbohrungen 23 zur Aufnahme eines Kolbenbolzens (nicht dargestellt) auf.
Im Kolbenkopf 17 ist ferner ein ringförmiges Bauteil 24 aufgenommen. Das Bauteil 24 weist eine Stirnfläche 25, eine feuerstegseitige Außenfläche 26 sowie eine mul- denseitige Innenfläche 27 auf. Das Bauteil 24 ist im Ausführungsbeispiel in an sich bekannter Weise aus einem auf Kohlenstoff basierenden Werkstoff hergestellt, wie synthetisch hergestellte polygranulare Kohlenstoffe oder Grafite, insbesondere Ge- senk gepresste Kohlenstoffe und Grafite- definiert durch eine Korngröße von kleiner 1000 μηι, einer Dauerfestigkeit von min. 10 MPa, einer Wärmeleitfähigkeit von 10 bis 100 W/mK, einem E-Modul von 10 bis 20GPa und einer Dichte von 1 ,7 bis 2,2 g/cm3.
. Das Bauteil 24 ist mittels eines Hinterschnitts 28 im Kolbenkopf 17 derart gehalten, dass seine muldenseitige Innenfläche 27 im Ausführungsbeispiel die vollständige Muldenwand der Verbrennungsmulde 16 bildet.
Die muldenseitige Innenfläche 27 des Bauteils 24 läuft bündig und stetig mit dem Muldenboden 16a der Verbrennungsmulde 16 aus. Hierbei bilden die feuerstegsei- tige Außenfläche 26 und die muldenseitige Innenfläche 27 des Bauteils 24 einen spitz zulaufenden, umlaufenden Rand 29. Mit dieser Maßnahme wird eine durch Wechseltemperaturbeanspruchung hervorgerufene Spaltbildung im Bereich des Muldenbodens 16a vermieden.
Bei der in Figur 1 gezeigten besonders bevorzugten ersten Ausführungsform des Kolbens 10 ist das Bauteil 24 so im Kolbenkopf 17 angeordnet, dass seine Stirnfläche 25 und seine feuerstegseitige Außenfläche 26 radial nach außen unter Ausbildung eines spitz zulaufenden umlaufenden Rands 31 stetig auslaufen. Hierbei ist die Stirnfläche 25 bündig zum vom Kolbengrundkörper 11 gebildeten Teil 12 des Kolbenbodens angeordnet. Die Stirnfläche 25 des Bauteils 24 und der vom Kolbengrundkörper 11 gebildete Teil 12 des Kolbenbodens bilden somit einen vollständigen Kolbenboden 32 des Kolbens 10.
Die muldenseitige Innenfläche 27 des Bauteils 24 geht im Ausführungsbeispiel mittels einer Abrundung 33 in die Stirnfläche 25 des Bauteils 24 über. Die dadurch gebildete Muldenrandverrundung reduziert die Gefahr von Rissbildungen im Bauteil in diesem Bereich bei hoher Temperaturbeanspruchung des Muldenrandes.
Der Kolben 10 wird in an sich bekannter Weise durch Eingießen des Bauteils 24 in den Kolbenkopf 17 hergestellt. Der dafür verwendete Schwerkraftguss bewirkt, dass keine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Kolbenkopf 17 und Einbauteil 24, sondern nur eine form- und kraftschlüssige Verbindung hergestellt ist.
Figur 2 zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kolbens 110 in einer vergrößerten Detaildarstellung im Schnitt. Der Kolben 110 entspricht im Wesentlichen dem Kolben 10 gemäß Figur 1. Daher sind übereinstimmende Strukturelemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen, und es wird diesbezüglich auf die Beschreibung zu Figur 1 verwiesen.
Der wesentliche Unterschied zwischen dem Kolben 10 gemäß Figur 1 und dem Kolben 110 gemäß Figur 2 besteht darin, dass das ringförmige Bauteil 124 eine muldenseitige Innenfläche 127 aufweist, die bündig und stetig mit einer Muldenwand 16b der Verbrennungsmulde 16 ausläuft. Hierbei bilden die feuerstegseitige Außenfläche 126 und die muldenseitige Innenfläche 127 des Bauteils 124 einen spitz zulaufenden, umlaufenden Rand 129. Das Bauteil 124 bildet somit nur einen Teil der Muldenwand der Verbrennungsmulde 16. Mit dieser Maßnahme wird eine durch Wechseltemperaturbeanspruchung hervorgerufene Spaltbildung im Bereich der Muldenwand16b vermieden.
Der Kolben gemäß Figur 2 weist ferner ein an sich bekanntes Ringträgerelement 134 auf.

Claims

Patentansprüche
1. Kolben (10) für einen Verbrennungsmotor mit einem Kolbenkopf (17), der einen Kolbenboden (12, 32), einen Feuersteg (13), eine Ringpartie (14) und eine Verbrennungsmulde (16) mit einem Muldenboden (16a), einer Muldenwand (16b, 27, 127) sowie einer aus einem ringförmigen Bauteil (24, 124) gebildeten Einsatz aufweist, die mittels eines Hinterschnitts (28) im Kolbenkopf (17) gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (24, 124) eine muldenseitige Innenwand (27, 127) aufweist, die unter Ausbildung eines spitz zulaufenden umlaufenden Rands (29, 129) bündig und stetig mit der Muldenwand (16b) oder dem Muldenboden (16a) ausläuft.
2. Kolben nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (24, 124) eine Stirnfläche (25) und eine feuerstegseitige Außenfläche (26, 126) aufweist, die radial nach außen unter Ausbildung eines spitz zulaufenden umlaufenden Randes (31) stetig zum Kolbenboden (12) auslaufen, und dass die Stirnfläche (25) bündig zum Kolbenboden (12) angeordnet ist.
3. Kolben nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Muldenwand (16b, 27, 127) der Verbrennungsmulde (16) teilweise oder vollständig von dem Bauteil (24, 124) gebildet ist.
4. Kolben nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die muldenseitige Innenfläche (27, 127) mittels einer Abrundung (33) in die Stirnfläche (25) des Bauteils (24, 124) übergeht.
5. Kolben nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (24, 124) aus einem Werkstoff auf der Basis von Gesenk gepresstem Kohlenstoff oder Grafit besteht, definiert durch eine Korngröße von kleiner 1000 [im, einer Dauerfestigkeit von min. 10 MPa, einer Wärmeleitfähigkeit von 10 bis 100 W/mK, einem E-Modul von 10 bis 20GPa und einer Dichte von 1 ,7 bis 2,2 g/cm3.
6. Kolben nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (24) durch Form- und Kraftschluss an den Kolbengrundkörper (11) angebunden ist.
7. Kolben nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbengrundkörper (11) aus einer Leichtmetalllegierung auf der Basis von Aluminium besteht.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USD768207S1 (en) * 2014-07-16 2016-10-04 Federal-Mogul Corporation Piston
CN105484892A (zh) * 2015-12-02 2016-04-13 湖南江滨机器（集团）有限责任公司 一种活塞及发动机及活塞制造方法
US10119493B2 (en) * 2016-02-29 2018-11-06 Achates Power, Inc. Multi-layered piston crown for opposed-piston engines
US10227949B2 (en) 2016-12-23 2019-03-12 Caterpillar Inc. Piston for an internal combustion engine and method for producing said piston
US10648425B2 (en) * 2017-08-23 2020-05-12 Tenneco Inc. Piston with broad ovate gallery

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2473254A (en) * 1945-02-08 1949-06-14 Lister & Co Ltd R A Piston with annular heat dam in the head
DE1032600B (de) 1956-02-23 1958-06-19 Krauss Maffei Ag Brennraum in einer der relativ zueinander bewegten Begrenzungswaende des Verbrennungsraumes der Zylinder von Zweitakt-Dieselbrennkraftmaschinen
DE2136594A1 (de) * 1970-07-30 1972-02-03 Mondial Piston Dott GaIh Ercole & C s p a , Turm (Italien) Kolben mit einem die Mundung des Verbrennungsraumes umgebenden Einsatz stuck aus Metallegierung auf Kupferbasis
FR2237064A1 (de) * 1973-07-13 1975-02-07 Perkins Engines Ltd
JPS63255550A (ja) * 1987-04-14 1988-10-21 Hino Motors Ltd エンジンのピストン
JPH0471770U (de) * 1990-10-31 1992-06-25
DE4340267A1 (de) 1993-11-26 1995-06-01 Mahle Gmbh Leichtmetall-Kolben mit einer Verbrennungsmulde
DE102005061060A1 (de) * 2005-12-21 2007-06-28 Mahle International Gmbh Kolben für einen Verbrennungsmotor und Verfahren zu seiner Herstellung

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2909160A (en) * 1956-12-03 1959-10-20 Gen Motors Corp Piston
GB1277579A (en) * 1968-07-15 1972-06-14 Wellworthy Ltd Pistons
HU164219B (de) * 1970-04-07 1974-01-28
GB1478293A (en) * 1973-07-13 1977-06-29 Perkins Engines Ltd Piston having a re-entrant bowl type combustion chamber for an internal combustion engine
DE2545588A1 (de) 1975-10-11 1977-04-14 Elsbett L Kolben fuer brennkraftmaschinen, insbesondere dieselmotoren
CN85101949A (zh) * 1985-04-01 1987-01-17 Gkn科技有限公司 金属制品的压铸成型方法
BR9204730A (pt) * 1992-12-23 1994-06-28 Metal Leve Sa Embolo com inserto de reforço
GB9605838D0 (en) * 1996-03-20 1996-05-22 Perkins Ltd A method for producing a piston for an internal combustion engine and a piston produced by the method
US5660156A (en) * 1996-05-16 1997-08-26 Zollner Corporation Cast piston having reinforced combustion bowl edge
DE102004003658A1 (de) * 2004-01-24 2005-08-25 Mahle Gmbh Verbrennungsmulde im Boden eines Kolbens für einen Dieselmotor
DE102004043550B4 (de) * 2004-09-09 2012-02-16 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Verschleißfeste Beschichtung, ihre Verwendung und Verfahren zur Herstellung derselben
DE102008031863A1 (de) * 2008-07-05 2010-01-07 Mahle International Gmbh Einlegeteil für einen Kolben eines Verbrennungsmotors sowie mit dem Einlegeteil versehener Kolben oder Kolbenkopf

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2473254A (en) * 1945-02-08 1949-06-14 Lister & Co Ltd R A Piston with annular heat dam in the head
DE1032600B (de) 1956-02-23 1958-06-19 Krauss Maffei Ag Brennraum in einer der relativ zueinander bewegten Begrenzungswaende des Verbrennungsraumes der Zylinder von Zweitakt-Dieselbrennkraftmaschinen
DE2136594A1 (de) * 1970-07-30 1972-02-03 Mondial Piston Dott GaIh Ercole & C s p a , Turm (Italien) Kolben mit einem die Mundung des Verbrennungsraumes umgebenden Einsatz stuck aus Metallegierung auf Kupferbasis
FR2237064A1 (de) * 1973-07-13 1975-02-07 Perkins Engines Ltd
JPS63255550A (ja) * 1987-04-14 1988-10-21 Hino Motors Ltd エンジンのピストン
JPH0471770U (de) * 1990-10-31 1992-06-25
DE4340267A1 (de) 1993-11-26 1995-06-01 Mahle Gmbh Leichtmetall-Kolben mit einer Verbrennungsmulde
DE102005061060A1 (de) * 2005-12-21 2007-06-28 Mahle International Gmbh Kolben für einen Verbrennungsmotor und Verfahren zu seiner Herstellung

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