Einrichtung zur Kolbenkühlung für Verbrennunskraftmaschinen mittelst Luft. Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Kolbenkühlung für Verbrennungskraftnia- schinen mittelst Luft.
Fünf Ausführungsbeispiele des Erfindungs gegenstandes sind auf der Zeichnung in neun Figuren dargestellt.
Fig. 1 und 2 zeigen das erste Ausführungs beispiel in Längsschnitt und Querschnitt, Fig. 3 und 4 das zweite in Längsschnitt und Querschnitt, Fig. 5-'7 das dritte in Längs schnitt, Draufsicht auf den Kolbenmantel und auf den Kolbenboden; Fig. 8 und 9 sind zwei weitere Ausführungsbeispiele im Längsschnitt.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 und 2 wird ein Luftstrom aus der festen Zuleitung 1 gegen die eine Seite des Bodens 2 des Kolbens 3 geblasen, um dann durch die gleichfalls feste Ableitung 4 wieder aus dem Kolbeninnern zu entweichen, nach dem er am Boden 2 entlang gestrichen ist. Am Kolbenboden 2 sind Rippen 5 angeordnet, die in der Richtung des Luftstromes verlau fen und zu dessen Führung längs des Kol benbodens dienen.
Bei dein zweiten Ausführungsbeispiel ge- mäl Fig. 3 und 4 besitzt der Zylinder d auf der linken Seite einen Einlassschlitz 7 für die Kühlluft und auf der rechten Seite einen Auslassschlitz B. Der Kolben, der in seiner untersten Totpunktstellung gezeichnet ist, be sitzt seitliche Taschen 9 und 10, die während des ganzen Kolbenhubes die Ein- und Aus lassschlitze 7 und 8 überdecken und im Kol ben nach aussen abgeschlossen sind.
Der Kolbenboden 2 ist als abnehmbarer Deckel ausgebildet; zwischen diesem und dem Zwi schenboden 11 des Kolbens ist ein Raum gebildet, der die beiden Lufttaschen 9 und 10 vermittelst der Löcher 12 und 13 ver bindet. Der Kolbenboden 2 ist wieder mit auf der Zeichnung nur zum Teil angedeute ten Rippen 5 versehen.
Die Rippen 5 des Kolbenbodens dienen nicht nur als Kühlrippen, sondern werden bei der Befestigung des Deckels gegen den Zwi schenboden 11 angepresst und übertragen da durch den Druck der Verbrennungsgase auf den Kolbenkörper. Bei dem dritten Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 5-7 sind die Rippen 5 als konzentrische Ringe ausgebildet, damit sich die Wärme spannungen über den ganzen Kolbenboden gleichmässiger verteilen. Die Taschen 9 und 10 erstrecken sich zusammen über den gan zen Umfang des Kolbens 3 und sind durch die Längsrippen 14 voneinander getrennt. 2 ist wieder der eingesetzte Kolbenboden und 11 der Zwischenboden.
Die Taschen 9 und 10 münden oben in 'lange schmale Schlitze 15 und 16, die sich über alle Rippen 5 er strecken, damit die Luft zwischen alle diese Rippen gelangt.
Bei der Ausführungsform gemäss der Fig. 8 dient der Iioiben selber als Pumpenkolben für die Kühlluft. Er saugt beim Hochgehen die Luft durch das Einlassventil 17 in die wagrechte Leitung 18; von der sie durch die beiden Leitungen 1, die beim Heruntergehen des Kolbens in den Kühlringraum 19 ein tauchen, in diesen eintritt, diesen durchströmt, in den am Kolbenboden befindlichen Kühl raum 20 gelangt und aus dem letzteren durch die zentrale Öffnung 21 in dem Kurbelkasten austritt.
Bis zu diesem Stadium ist die Kühl luft ölfrei, und sie kann sieh erst nach dem Austritt aus der Öffnung 21 mit dem im Kurbelkasten befindlichen Öl verunreinigen. Sie wird nun beim Kolbenniedergang durch das Ventil 22 aus dem Kurbelgehäuse heraus gedrückt und kann entölt werden.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 9 wird die Luft durch das in nicht gezeich neter Weise gesteuerte Einlassventil 17 in die Zuleitung 1 gedrückt, und zwar wird das Einlassventil derart gesteuert, dass die Luft in die Zuleitung 1 erst eintreten kann, wenn diese vom Kolben überdeckt ist. Die Luft geht von der rechten Kühltasche 10 in den Bodenkühlraum 20%, von da in die linke Kühl tasche 9 und aus dieser in die Abführungs- leitung 4.
Es ist bekannt, bei grösseren Maschinen und Kolbengeschwindigkeiten die Kolbenküh lung durch zwangsweise zirkulierendes Öl zu bewirken. Diese Kühlung hat entweder den Nachteil, dass das Öl bei Stillstand des Mo- tors nicht mehr zirkuliert und infolgedessen Abscheidungen auf dem Kolbenboden verur sacht, die die Wärmeübertragung erschweren, oder dass besondere Einrichtungen erforderlieb sind, die auch nach dem Abstellen des Motors ein Weiterzirkulieren des Öles ermöglichen.
Gemäss der vorliegenden Erfindung wird wie der zur Kühlung mit Luft zurückgekehrt, wie sie bei kleineren Motoren üblich ist. Da aber die Kühlwirkung der Luft bedeutend geringer ist als die des Öles, werden am Kolbenboden zweckmässig Rippen angeordnet. Nun ist aber dieWä rmeleitfähigkeit von Eisen oder ähnlichen Materialien, aus denen der Kolbenboden bisher meistens hergestellt wurde, so gering, dass von einer bestimmten Länge der Rippen ab eine weitere Vergrösserung derselben keine Vergrösserung der Wärmeab leitung zur Folge hat.
Deshalb besteht der in den Kolbenmantel eingesetzte, mit Kühl rippen versehene Boden vorteilhaft aus einem Metall mit grosser Wärmeleitfähigkeit, z. B. Aluminium, Kupfer oder dergleichen.
Device for piston cooling for internal combustion engines by means of air. The invention relates to a device for piston cooling for internal combustion engines by means of air.
Five embodiments of the subject invention are shown in the drawing in nine figures.
Fig. 1 and 2 show the first embodiment example in longitudinal section and cross section, Fig. 3 and 4 the second in longitudinal section and cross section, Fig. 5- '7 the third in longitudinal section, plan view of the piston skirt and the piston head; FIGS. 8 and 9 are two further exemplary embodiments in longitudinal section.
In the first embodiment according to FIGS. 1 and 2, an air stream is blown from the fixed supply line 1 against one side of the bottom 2 of the piston 3, in order to then escape again through the likewise fixed discharge line 4 from the inside of the piston, after which it is at the bottom 2 is struck along. On the piston head 2 ribs 5 are arranged, which fen in the direction of the air flow and serve to guide it along the Kol benbodens.
In your second exemplary embodiment, as shown in FIGS. 3 and 4, cylinder d has an inlet slot 7 for the cooling air on the left and an outlet slot B on the right. The piston, which is drawn in its lowest dead center position, has side pockets 9 and 10, which cover the inlet and outlet slots 7 and 8 during the entire piston stroke and are completed in the Kol ben to the outside.
The piston head 2 is designed as a removable cover; between this and the inter mediate bottom 11 of the piston, a space is formed which connects the two air pockets 9 and 10 by means of the holes 12 and 13 ver. The piston head 2 is again provided with ribs 5 only partially indicated in the drawing.
The ribs 5 of the piston head not only serve as cooling ribs, but are pressed against the inter mediate bottom 11 when the cover is fastened and are transferred to the piston body by the pressure of the combustion gases. In the third embodiment according to FIGS. 5-7, the ribs 5 are designed as concentric rings so that the thermal stresses are distributed more evenly over the entire piston crown. The pockets 9 and 10 extend together over the whole circumference of the piston 3 and are separated from one another by the longitudinal ribs 14. 2 is again the inserted piston head and 11 the intermediate bottom.
The pockets 9 and 10 open up into 'long narrow slots 15 and 16, which he stretch over all ribs 5 so that the air gets between all these ribs.
In the embodiment according to FIG. 8, the Iioiben itself serves as a pump piston for the cooling air. When it rises, it sucks the air through the inlet valve 17 into the horizontal line 18; from which it enters through the two lines 1, which plunge into the cooling ring space 19 when the piston goes down, flows through it, enters the cooling space 20 located on the piston crown and exits the latter through the central opening 21 in the crankcase .
Up to this stage, the cooling air is free of oil, and it can only contaminate it with the oil in the crankcase after it has emerged from the opening 21. As the piston descends, it is now pressed out of the crankcase by valve 22 and can be de-oiled.
In the embodiment according to FIG. 9, the air is pressed through the inlet valve 17, which is not controlled in a manner, into the supply line 1, namely the inlet valve is controlled in such a way that the air can only enter the supply line 1 when it is covered by the piston is. The air goes from the right cooling pocket 10 into the floor cooling space 20%, from there into the left cooling pocket 9 and from there into the discharge line 4.
It is known that for larger machines and piston speeds, the Kolbenküh treatment by forced circulating oil. This cooling either has the disadvantage that the oil no longer circulates when the engine is at a standstill and as a result causes deposits on the piston crown that make heat transfer more difficult, or that special devices are required to keep the engine circulating even after the engine has been switched off Enable oil.
According to the present invention, as is the case with cooling with air, as is common with smaller motors. But since the cooling effect of the air is significantly less than that of the oil, ribs are expediently arranged on the piston crown. Now, however, the thermal conductivity of iron or similar materials, from which the piston crown has so far mostly been made, is so low that from a certain length of the ribs onwards, further enlargement of the ribs does not increase the heat dissipation.
Therefore, the base used in the piston skirt, provided with cooling ribs, is advantageously made of a metal with high thermal conductivity, e.g. B. aluminum, copper or the like.