НАГРУЖЕННАЯ ТЕРМИЧЕСКИ И/ИЛИ МЕХАНИЧЕСКИ СТЕНКА ПРОВОДЯЩЕГО ЖИДКОСТЬ И/ИЛИ ГАЗ КОНСТРУКТИВНОГО ЭЛЕМЕНТА, В ЧАСТНОСТИ ГОЛОВКИ БЛОКА ЦИЛИНДРОВ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

1. Нагруженная термически и/или механически стенка (5) проводящего жидкость и/или газ конструктивного элемента, включающая в себя:
по меньшей мере, одну, находящуюся за счет нагрузки под угрозой трещинообразования область, в которой, будучи обусловлена эксплуатационными причинами, трещина может развиваться от наружной стороны стенки в стенку (5) конструктивного элемента, и
по меньшей мере, один стопор (6) трещин, который в стенке (5) конструктивного элемента расположен в находящейся под угрозой трещинообразования области и/или на пути трещин и предотвращает дальнейшее распространение трещин,
отличающаяся тем, что для предотвращения локально неконтролируемого образования и распространения трещин в находящейся под угрозой трещинообразования области (5; 10) на наружной стороне стенки предусмотрен инициатор (4) трещин, который образует локализованное определенным образом место выхода трещин.
2. Стенка конструктивного элемента по п. 1, отличающаяся тем, что конструктивный элемент является головкой (1) блока цилиндров двигателя внутреннего сгорания, а нагруженная стенка конструктивного элемента является клапанной перегородкой (5) между соседними седлами (3) клапанов, причем предпочтительно предусмотрено, что инициатор (4) трещин проходит с наружной стороны стенки по клапанной перегородке (5) между седлами (3) клапанов.
3. Стенка конструктивного элемента по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что инициатор (4) трещин проходит по всей своей длине непрерывно или в отдельных областях или точечно, и/или он образован посредством ослабления материала при помощи геометрических мер и/или посредством мер, связанных со свойствами материала.
4. Стенка конструктивного элемента по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что инициатор трещин выполнен в виде геометрического заданного места разрыва в форме надреза (4) или посредством изменений в материале, которые получены благодаря, по меньшей мере, одной из последующих мер:
посредством механического удаления режущим способом;
посредством испарения материала, в частности при помощи электронного луча и/или при помощи лазерного луча;
посредством расплавления материала, в частности при помощи электронного луча и/или при помощи лазерного луча и/или при помощи индукционного нагрева;
в виде предварительно отлитого или залитого надреза (4);
посредством залитой детали (11), в частности из металла и/или керамики и/или стекла, причем предпочтительно предусмотрено, что залитая деталь не приварена или при необходимости приварена лишь с одной стороны;
посредством вплавления проволоки с лишь ограниченной свариваемостью и/или пластинки с ограниченной свариваемостью и/или порошка с ограниченной свариваемостью;
в виде концентратора напряжения, возникшего посредством наплавления материала и быстрого охлаждения, причем в материалах чугунных отливок создается структура из ледебурита, в частности посредством самозакаливания благодаря высокой остаточной массе или при помощи закалочных средств; и/или
в виде концентратора напряжения в сочетании с наплавлением материала посредством закаливания и тем самым создания структуры мартенсит и/или бейнит в материалах чугунных отливок.
5. Стенка конструктивного элемента по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что инициатор трещин в виде надреза (4) выдавливается на стальной отливке (GS), чугунной отливке с шаровидным графитом (GJS), чугунной отливке с вермикулярным графитом (GJV) или алюминиевом сплаве или производится режущим способом на стальной отливке (GS), чугунной отливке с шаровидным графитом (GJS), чугунной отливке с вермикулярным графитом (GJV), чугунной отливке с пластинчатым графитом (GJL) или алюминиевом сплаве.
6. Стенка конструктивного элемента по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что стопор (6) трещин выполнен в виде выемки материала или разрыва в стенке (5) конструктивного элемента, в частности производится:
посредством механического удаления материала, в частности в виде проточки (6), и/или
посредством испарения и/или проплавления материала, причем при необходимости предусмотрено, что полое пространство стопора трещин заполняется теплопроводным твердым материалом, в частности медным стержнем или теплопроводным порошком, в частности медным порошком.
7. Стенка конструктивного элемента по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что стопор трещин формируется посредством заливки материала (11), в частности формируется посредством заливки:
несвариваемого материала или материала с лишь ограниченной свариваемостью, и/или
материала, который окружен предотвращающим приваривание разделительным слоем, и/или
керамического материала, и/или
стеклянного материала.
8. Стенка конструктивного элемента по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что надрез (4f) в качестве инициатора трещин удлинен в направлении своей глубины вплоть до стопора (6g) трещин.
9. Стенка конструктивного элемента по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что в стенке конструктивного элемента друг над другом расположены два или более стопора (6e, 6f) трещин, причем предпочтительно предусмотрено, что два или более стопора (6e, 6f) трещин в области клапанной перегородки головки (1) блока цилиндров расположены на различных расстояниях до обращенной к камере сгорания поверхности.
10. Стенка конструктивного элемента по п. 9, отличающаяся тем, что в клапанной перегородке в качестве стенки (5) конструктивного элемента, если смотреть в направлении вертикальной оси, выше опоры (7) кольца седла клапана расположен первый стопор (6e) трещин, а ниже опоры (7) кольца седла клапана и выше водяного пространства (8) расположен второй стопор (6f) трещин, причем в случае, если второй стопор (6f) трещин выполнен в виде проточки, эта проточка газонепроницаемо закрыта.
11. Стенка конструктивного элемента по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что стопор (6) трещин в виде проточки проходит прямолинейно в месте наикратчайшего расстояния между двумя соседними седлами (3) клапанов в клапанной перегородке (5), и/или что стопор (6) трещин по отношению к вертикальному направлению проходит вертикально ниже инициатора трещин, причем инициатор (4) трещин в виде надреза проходит параллельно к стопору трещин или имеет дугообразную форму и/или при необходимости сдвинут к месту наикратчайшего расстояния.
12. Стенка конструктивного элемента по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что на обращенной к охлаждающему каналу головки (1) блока цилиндров стороне стопора трещин предусмотрено охлаждение охлаждающим веществом, в частности благодаря изменению направления охлаждающего вещества.
13. Стенка конструктивного элемента по п. 12, отличающаяся тем, что изменение направления охлаждающего вещества осуществляется в головке (1) блока цилиндров и/или на установочной втулке инжектора.
14. Стенка конструктивного элемента по п. 1, отличающаяся тем, что конструктивный элемент является трубообразным каналом (9) выхлопного газа двигателя внутреннего сгорания, причем предпочтительно предусмотрено то, что в находящейся под угрозой трещинообразования области (10) стенки конструктивного элемента с наружной стороны расположен надрез (4g) в качестве инициатора трещин, а в стенке конструктивного элемента расположен стопор (11) трещин, в частности в виде залитой вставки.
15. Стенка конструктивного элемента по п. 14, отличающаяся тем, что инициатор трещин в виде надреза (4g) изготовлен посредством клинообразной выпуклости на литейном стержне литого канала (9) выхлопного газа, и/или что стопор трещин образован посредством залитого, предпочтительно не приваренного стального листа (11).
16. Способ для изготовления стопора трещин и инициатора трещин в нагруженной термически и/или механически стенке конструктивного элемента по любому из пп. 1-15.
17. Транспортное средство, в частности автомобиль промышленного назначения с нагруженной термически и/или механически стенкой конструктивного элемента, в частности с областью перегородки головки блока цилиндров двигателя внутреннего сгорания по любому из пп. 1-15.