DE1002172B

DE1002172B - Cooled light alloy piston

Info

Publication number: DE1002172B
Application number: DEM29110A
Authority: DE
Inventors: Dr Dietrich Von Lassberg
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1955-12-20
Filing date: 1955-12-20
Publication date: 1957-02-07

Description

Gekühlter Leichtmetall-Kolben Die Erfindung betrifft -einen Leichtmeta,11-Kolben mit Kühlschlange im Bereich der Kolbetringe.Cooled light metal piston The invention relates to a light metal 11 piston with cooling coil in the area of the piston rings.

Mit höheren Motordrehzahlen und höherer Aufladung steigen die spezifischen, Wärmebelastungen des Kolbens von Brennkraftmaschinen, so daß man unter Umständen an eine Grenze kommt, über welcher allein die gute Wärrneleitfähigkeit des Leichtmetalls nicht mehr ausreicht, um die in den Kolbenboden eingestrahlte Wärme an das Kühlwasser abzuführen.The specific, Heat loads on the piston of internal combustion engines, so that under certain circumstances comes to a limit above which the good thermal conductivity of the light metal alone is no longer sufficient to transfer the heat radiated into the piston crown to the cooling water to dissipate.

Man hat daher vielfach Kühlschlangen in den Kolben eingegossen, welche voll 01 durchflossen sind. Der Ölzulauf erfolgt dabei durch Boh#rungen in der Treibstange und im Kolbenbolzen, während das Öl frei in den Kurbelraum abläuft. Dabei sind Kühlschlangen im allgerneinen in der Nähe der Ringpartie, arigeordnet, da diese: in erster Linie gekühlt werden soll.For this reason, cooling coils have often been poured into the flask through which the oil flows. The oil is supplied through bores in the drive rod and in the piston pin, while the oil drains freely into the crankcase. Cooling coils are generally arranged in the vicinity of the ring belt, since this: is primarily intended to be cooled.

Kolbenboden und Koll).enkrone sind jedoch bei dieser Art der Kühlung weiterhin den hoben Tempera.-turen ausgesetzt. Um dies zu verhindern, wurde vielfach der Kolben, von unten, d. li. von der Treibstange her ang-espritzt oder nlit nur zum Teil gefüllten Ölräumen versehen, in denen 01 hin- und herplanschte und dadurch eine gewisse Kühlwirkung ausübte. Bei kleineren Kolben reicht im allgemeinen die eine oder andere Kühlart aus. Dies ist jedoch nicht mehr der Fall bei größeren Motoren, wenn sowohl die Ringpartic als auch der Kolbenboden genügend gekühlt werden sollen.With this type of cooling, however, the piston crown and crown are still exposed to the elevated temperatures. In order to prevent this, the piston was often opened from below, i.e. left of the drive rod forth ang-espritzt or nlit only provided partially filled oil chambers in which back 01 and herplanschte and thereby exercising a certain cooling effect. In the case of smaller pistons, one or the other type of cooling is generally sufficient. However, this is no longer the case with larger engines if both the ring part and the piston crown are to be cooled sufficiently.

Gemäß der Erfindung ist eine ausreichende Küh7 lung des Kolbens dadurch zu erreichen, daß das Ende einer in den Kolben eingegossenen Kühlschlanget in einen einseitig vom Kolbenboden begrenzten Hohlra.tini mit einer Ablauföffnung geführt wird. Bei geschmiedeten Kolben, bei denen eine Kühlschlange nicht eingelegt weTden kann und die zur Kühlung eine von oben her eingestochene, ringförmige, Nut aufweisen, weiche durch einen von oben eingelegten Ring geschlossen ist, wird die ringförm)ige Nut durch eine Bohrung mit einem Hoh#lraum verbunden. Vom Hohlraum, der gegen die. Treibstange hin eine kragenförmig ausgebildete Öffnung aufweist, gelangt das Öl in den Kurbelraum. Es ist zweckmäßig, die Bohrung möglichst zentral anzuordnen, damit das aus dem Hohlraum a1-4aufende 01 auf den Treibstangenkopf gelangt und über die Treibstange nach unten abläuft. Durch die hin- und hergehende Bewegung des unteren Treibsta,ngenkopfes wird das Öl von der Treibstange in radialer Richtung abgeschleudert, ohne daß es wieder auf die Schenkel der Kurbelwelle gelangt. Dadurch wird vermieden, daß das 01 wieder hochgeschleudert wird, was unter Umständen zu einer Erhöhung des Ölverbrauchs führen würde.According to the invention, sufficient cooling of the piston can be achieved in that the end of a cooling coil cast into the piston is guided into a hollow ring with a drain opening which is delimited on one side by the piston head. In the case of forged pistons, in which a cooling coil cannot be inserted and which have an annular groove pierced from above for cooling, which is closed by a ring inserted from above, the annular groove is replaced by a bore with a hollow. l space connected. From the cavity that against the. Drive rod has a collar-shaped opening, the oil reaches the crankcase. It is advisable to arrange the bore as centrally as possible so that the 01 running out of the cavity a1-4 reaches the connecting rod head and runs downwards over the connecting rod. As a result of the back and forth movement of the lower drive rod head, the oil is thrown off the drive rod in the radial direction without it reaching the legs of the crankshaft again. This prevents the 01 from being thrown up again, which under certain circumstances would lead to an increase in oil consumption.

Die Ölablaufbohrung von der eingegossenen Kühlschlange bzw. vom ringförmigen Hohlraum bei geschmiedeten Kolben soll möglichst an einer Stelle in den Hohlraum geführt werden, an welcher Materialdruckspannungen herrschen. Ist dies nicht möglich, so soll die Einmündung an eine neutrale Stelle oder an eine Stelle gelegt werden, an der möglichst geringe Zugspannungen herrschen.The oil drain hole from the cast-in cooling coil or from the ring-shaped one The cavity in forged pistons should be in one place in the cavity, if possible can be performed at which material compressive stresses prevail. Is this not possible, the confluence should be placed at a neutral point or at a point, where the tensile stresses are as low as possible.

In der Zeichnung sind Ausfüh.rungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt Rig. 1 einen gegossenen Kolben mit Kühlschlange im Schnitt, Fig.2 einen geschmiedeten Kolben mit ringförmigern Kühlraum.In the drawing Ausfüh.rungsbeispiele the invention are shown. It shows rig. 1 shows a cast piston with a cooling coil in section, FIG. 2 shows a forged piston with an annular cooling chamber.

Der Leichtmetall-Kolben 1 ist in bekannter Weise mit einer Kühlschlange!2 versehen, wobei der Zulauf des Kühlmittels durch die Treibstange!' den Kolbenbolzen und einei,in der Kolbenwand vergesehenen Bohrung erfolgt. Der Ablauf 3 des Kühlöls wird in einen einseitig vom Kolbenboden begrenzten Hohlrauni 4 des Kolbens geführt. Auf der der Treibstange: zugekehrten Seite ist der Hohlraum 4 durch einen Zwischenboden mit einer Öffnung 5 begrenzt, in der vorzugsweise ein kragenförmiger Einsatz 6 angeordnet ist. Durch diese Maßnahme wird in dem Hohlraum eine gewisse Menge Öl gespeichert, die bei der hin-und liergehenden Bewegung des Kolbens gegen den Kolbenboden geschleudert vrird und dadurch eine sehr gute Kühlwirkung ausübt. Der kragenförmige Einsatz 6 ist herausnehmbar angeordnet, um den Hohlraum 4 reinigen zu können. Das überschüssige Öl läuft über den Rand des kragenförmigen Einsatzes 6 und die Treibstange- 7 nach unten und wird von dieser gegen das Kurbelgehäuse abgeschleudert.The light metal piston 1 is provided in a known manner with a cooling coil! 2, the inlet of the coolant through the drive rod! ' the piston pin and a bore provided in the piston wall. The outlet 3 of the cooling oil is guided into a hollow space 4 of the piston that is delimited on one side by the piston crown. On the side facing the drive rod, the cavity 4 is delimited by an intermediate floor with an opening 5 in which a collar-shaped insert 6 is preferably arranged. As a result of this measure, a certain amount of oil is stored in the cavity, which oil is thrown against the piston crown when the piston moves back and forth and thus has a very good cooling effect. The collar-shaped insert 6 is removably arranged in order to be able to clean the cavity 4. The excess oil runs over the edge of the collar-shaped insert 6 and the drive rod 7 downwards and is thrown off by this against the crankcase.

In Fig. 2 ist ein geschmiedeter' Kolben dargestellt, bei dern an Stelle der Kühlschlange, 2 ein Ringraum 8, der durch einen Ring 9 von oben her verschlossen ist, zur Kühlung der Ringpartie des Kolbens vorgesehen ist. Der Hohlraum 4 für die zusätzliche Kühlung des Kolbeenbodens ist dabei in der bereits beschriebenen Weise im Kolben angeordnet und mit dem Ringraum 8 verbunden.In Fig. 2, a forged 'piston is shown in which instead of the cooling coil 2, an annular space 8, which is closed by a ring 9 from above, is provided for cooling the ring belt of the piston. The cavity 4 for the additional cooling of the piston crown is arranged in the piston in the manner already described and is connected to the annular space 8 .

Die Erfindung ist nicht auf die erwähnten Ausführungsbeispiele beschränkt.The invention is not restricted to the exemplary embodiments mentioned.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Light metal piston with cooling coil in the area of the piston rings, characterized in that the end of the cooling coil (2) enters a cavity (4) of the piston which is delimited on one side by the piston crown and provided with an opening (3) (1) is performed.

2. Light metal piston according to claim 1, characterized in that the cavity (4) has a collar-shaped opening (5, 6) towards the drive rod. 3. Light metal piston according to claim 1, characterized in that the mouth of the cooling coil in the cavity (4) is arranged at a point of low material stresses. 4. Light metal piston with closed annular cooling space in the area of the piston rings # characterized in that the annular space (8) is connected to a cavity (4) of the piston delimited on one side by the piston head.