DE102004043720A1 - Kolben für einen Verbrennungsmotor sowie Verbrennungsmotor - Google Patents
Kolben für einen Verbrennungsmotor sowie Verbrennungsmotor Download PDFInfo
- Publication number
- DE102004043720A1 DE102004043720A1 DE102004043720A DE102004043720A DE102004043720A1 DE 102004043720 A1 DE102004043720 A1 DE 102004043720A1 DE 102004043720 A DE102004043720 A DE 102004043720A DE 102004043720 A DE102004043720 A DE 102004043720A DE 102004043720 A1 DE102004043720 A1 DE 102004043720A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- piston
- coolant
- opening
- internal combustion
- combustion engine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims abstract description 60
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 57
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 7
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000006735 deficit Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F3/00—Pistons
- F02F3/16—Pistons having cooling means
- F02F3/20—Pistons having cooling means the means being a fluid flowing through or along piston
- F02F3/22—Pistons having cooling means the means being a fluid flowing through or along piston the fluid being liquid
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
Abstract
Ein Kolben für einen Verbrennungsmotor weist einen Kühlkanal mit einer einzigen Zuflussöffnung und zumindest zwei Abflussöffnungen auf, von denen zumindest zwei im Hinblick auf das ausströmende Kühlmittel voneinander getrennt sind. DOLLAR A Ein Verbrennungsmotor weist zumindest einen derartigen Kolben auf.
Description
- Technisches Gebiet
- Die Erfindun
- Die Kolben von Verbrennungsmotoren sind im Betrieb hohen thermischen Belastungen ausgesetzt. Um zu hohe Temperaturen zu vermeiden, können die Kolben durch geeignete Maßnahmen gekühlt werden. Dies erfolgt im Wesentlichen dadurch, dass der jeweilige Kolben von der Seite des Kurbelgehäuses her mit einem Kühlmedium, üblicherweise Öl, beaufschlagt wird. Ein derartiges Kühlmedium ist zumindest über einen gewissen Zeitraum mit dem Kolbenmaterial in Berührung, so dass es Wärme von diesem aufnehmen kann. Dadurch, dass ein Abfließen des in dieser Weise aufgewärmten Kühlmediums gewährleistet wird, und ferner für ein Nachfließen von vergleichsweise kühlem Kühlmedium gesorgt wird, kann die Temperatur des Kolbens in einem sicheren Bereich gehalten werden.
- Aus der
DE 102 18 653 A1 ist ein Kolben bekannt, in dem ein Ringträger mit einem Kühlkanalblech vorgesehen ist, das mehrere Flachstellen aufweisen kann. Die Flachstellen können zur Ausbildung von Zu- und Abflüssen angebohrt werden. Da der ausgebildete Kühlkanal umlaufend ist, sind in dem Fall, dass zwei Abflussöffnungen vorgesehen sind, diese miteinander verbunden. - Dies gilt in gleicher Weise für den Kolben gemäß der
EP 1 063 409 A2 , bei dem zwei symmetrische Zuflussöffnungen vorgesehen sind, von denen jeweils nur eine, je nach der Orientierung beim Einbau des Kolbens, genutzt wird. Die übrige Zuflussöffnung kann als Abflussöffnung genutzt werden, ist jedoch ebenfalls mit der ohnehin vorgesehenen Abflussöffnung verbunden. - Schließlich geht aus der
EP 1 231 374 A2 ein Kolben hervor, der in Bereichen neben den Kolbenbolzennaben verschiedene überkragende Bereiche aufweist. Diese werden von der Seite des Kolbengehäuses her mit Kühlöl beaufschlagt, welches abschnittsweise durch sogenannte Durchgangskanäle strömen kann. - Darstellung der Erfindung
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kolben für einen Verbrennungsmotor sowie einen Verbrennungsmotor zu schaffen, der hinsichtlich der Möglichkeit, für eine zuverlässige Kühlung zu sorgen, verbessert ist.
- Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch den im Anspruch 1 beschriebenen Kolben.
- Demzufolge weist der Kolben einen Kühlkanal mit einer einzigen Zuflussöffnung und zumindest zwei Abflussöffnungen auf. Von den Abflussöffnungen sind zumindest zwei im Hinblick auf das ausströmende Kühlmittel voneinander getrennt. Dies ist so zu verstehen, dass im Bereich der Abflussöffnungen keine Strömungsverbindung zwischen diesen besteht. Vielmehr kann das Kühlmedium, das von der Zuflussöffnung über einen entsprechenden Kanalabschnitt zu einer, von anderen Abflussöffnungen strömungstechnisch getrennten Abflussöffnung strömt, ungehindert aus dieser Abflussöffnung austreten. Es tritt nicht der Fall auf, dass Kühlmedium aus unterschiedlichen Kanalabschnitten durch ein und dieselbe Abflussöffnung ausströmt. Vielmehr weist jeder Kanalabschnitt oder "Teilkanal" zumindest eine "eigene", also nur diesem Kanalabschnitt zugeordnete Abflussöffnung auf. Insbesondere kann im Bereich der Abflussöffnungen eine Verbindung in Form eines vorzugsweise kleinen Durchganges vorgesehen sein. Es ist jedoch nicht vorgesehen, dass durch diesen Durchgang Kühlmittel aus dem einen Kühlkanalabschnitt in den anderen Kühlkanalabschnitt oder zu dessen Abflussöffnung strömt. Vielmehr wird durch geeignete Gestaltung der Wandungen im Bereich der jeweiligen Abflussöffnung das Kühlmittel aus dem jeweiligen Kühlkanalabschnitt zu der jeweiligen, diesem Kühlkanalabschnitt zugeordneten Abflussöffnung gelenkt. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise eine Beeinflussung und Störung des Kühlmittelabflusses in dem jeweils anderen Kühlkanalabschnitt vermieden. Die Zuflussöffnung kann auch als ein Zufluss, ein Zulauf, eine Zulauf-, Zutritts-, Einlauf- oder Eintrittsöffnung bezeichnet werden. Ebenso könnte die Abflussöffnung auch lediglich ein Abfluss oder eine Austrittsöffnung genannt werden.
- Die erfindungsgemäße Maßnahme sorgt für die folgenden Vorteile. Die Kühlwirkung ist unter anderem von der Verweildauer des Kühlmediums in dem Kühlkanal abhängig. Insbesondere kann die gewünschte Kühlwirkung darauf abgestimmt sein, dass das Kühlmedium nach einer bestimmten Verweildauer den Kühlkanal verlässt. Dies kann erfindungsgemäß besonders gut dadurch gewährleistet werden, dass an der Abflussöffnung ein ungehindertes Austreten des Kühlmittelstrahls möglich ist. Im Gegensatz zu einer Situation, in der sich zwei Kühlmittelströme an einer Abflussöffnung vereinigen und gegenseitig beeinflussen, kann bei dem erfindungsgemäßen Kolben ein ungestörter Austritt des Kühlmittelstromes erfolgen. Dies verbessert die Kühlwirkung.
- Insbesondere kann durch den erfindungsgemäßen Kolben auch die Kühlung eines Kolbens verbessert werden, bei dem der Kühlkanal aus zwei ungleich langen Abschnitten besteht. Durch die Auf- und Ab-Bewegung des Kolbens entsteht nämlich in dem Kühlkanal ein gepulster Durchfluss. Somit kann die Druckwelle des kürzeren Kühlkanalabschnitts die Abflussöffnung vor der Druckwelle des längeren Abschnitts erreichen, und das Austreten des Kühlmittelstromes aus dem längeren Abschnitt behindern. In diesem längeren Abschnitt entsteht somit eine längere Verweildauer des Kühlmittels und eine Verschlechterung der Kühlung. Die erfindungsgemäße Maßnahme schafft in einer derartigen Situation eine wirksame Abhilfe und ermöglicht insbesondere eine effiziente Kühlung auch in einem Fall, in dem ein Kühlkanal zwei ungleich lange Abschnitte aufweist. Zusammenfassend werden ein Rückstau oder Verwirbelungen am Austritt der Kühlmittelströme verhindert. Ferner hat sich bei Untersuchungen herausgestellt, dass durch die erfindungsgemäße Maßnahme ein nahezu laminarer Durchfluss des Kühlmittels, insbesondere des Kühlöls erreicht werden kann, was für den Wärmeübergang äußerst günstig ist.
- In diesem Zusammenhang ergibt sich außerdem der Vorteil, dass aufgrund der Möglichkeit, ungleich lange Kanalabschnitte vorzusehen und dennoch für eine effiziente Kühlung zu sorgen, die Zuflussöffnung außermittig angeordnet werden kann. Hierbei kann jedoch eine dahingehend mittige Anordnung der Austrittsöffnungen derart, dass sie sich über den Kolbenbolzen, insbesondere zwischen den Bolzennaben und dem kleinen Pleuelauge befinden, beibehalten werden. Eine derartige Anordnung ist für eine bestmögliche Schmierung der gelenkigen Verbindung zwischen dem Kolbenbolzen und den Bolzennaben bzw. dem Pleuelauge vorteilhaft. Die beiden Austrittsöffnungen können insbesondere und in vorteilhafter Weise links und rechts des Pleuelauges angeordnet sein, um hier für eine vorteilhafte Schmierung zu sorgen. Dieser Vorteil kann insbesondere bei einem Kühlmittelstrahl verwirklicht werden, der weitgehend parallel zur Kolbenachse verläuft. Demgegenüber ist es im Stand der Technik bekannt, einen geneigten Kühlmittelstrahl zu verwenden, der, je nach Position des Kolbens im Rahmen der Auf-Ab-Richtung, in eine von zwei Zufluss- oder Eintrittsöffnungen eintritt. Auch in einem solchen Fall wird der Kühlmittelstrahl in einzelne Kanalabschnitte aufgeteilt. Es kommt jedoch in wesentlich größerem Umfang, bis zu 20%, zu einem ungenutzten "Verspritzen" des Öles an der Teilungsrippe zwischen den beiden Eintrittsöffnungen. Demgegenüber kann der erfindungsgemäß mögliche, weitgehend parallel zur Kolbenachse vorgesehene Kühlmittelstrahl vollständig genutzt werden, da er, unabhängig von der Auf-Ab-Bewegung des Kolbens, immer an der gleichen Stelle auf eine fließgeometrisch optimierte Teilungsrippe auftreffen kann. Damit kann der Kühlmittelstrahl, weitgehend ohne Verluste, in zwei oder mehr Kanalabschnitte aufgeteilt werden, die unterschiedlich lang sein können.
- Es ist ergänzend zu erwähnen, dass eine gegenüber dem Stand der Technik neue und die erfindungsgemäßen Vorteile erzielende Merkmalskombination darin gesehen werden kann, dass ein weitgehend umlaufender Kühlkanal zumindest eine Zuflussöffnung und zumindest zwei Abflussöffnungen aufweist, die im Hinblick auf das ausströmende Kühlmittel voneinander getrennt sind. Durch einen mit diesen Merkmalen versehenen Kolben können ebenfalls Verbesserungen gegenüber dem Stand der Technik erreicht werden. Dies gilt ferner für einen Kolben, dessen Kühlkanal zumindest eine Zuflussöffnung aufweist, an die sich zumindest zwei Kanalabschnitte mit jeweils einer einzigen, nur dem jeweiligen Kanalabschnitt zugeordneten Abflussöffnung anschließen. Diese zuletzt beschriebenen Ausführungsformen sind als Gegenstand der Anmeldung anzusehen und können insbesondere mit sämtlichen vorangehend und nachfolgend genannten Merkmalen kombiniert werden.
- Bevorzugte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kolbens sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.
- Für Strömungsverhältnisse, die im Hinblick auf den Wärmeübergang besonders effizient sind, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, im Bereich der Zuflussöffnung zumindest ein Strömungsteilungselement vorzusehen. Hierbei kann es sich beispielsweise um eine Rippe oder eine Wulst handeln, auf welche der beispielsweise über eine Düse zugeführte Kühlmittelstrom strömt. Das Strömungsteilungselement teilt den Kühlmittelstrom in die jeweiligen Kanalabschnitte auf. Da, wie erwähnt, zumindest zwei Kanalabschnitte ihre jeweils "eigene" Abflussöffnung aufweisen, kann ein ungehindertes Strömen des Kühlmittels gewährleistet werden, und das Nachströmen von Kühlmittel wird nicht behindert. Das Strömungsteilungselement ist bevorzugt fließgeometrisch derart optimiert, dass der Kühlmittelstrom in die zumindest zwei Richtungen weitgehend ohne Verwirbelungsverluste aufgeteilt werden kann. Bevorzugt ist das Strömungsteilungselement an dem Zufluss derart ausgebildet, dass allenfalls sanfte Richtungsänderungen bewirkt, und abrupte Richtungsänderungen vermieden werden. Hierdurch können Strömungsverluste und Verwirbelungen weitgehend ausgeschlossen werden.
- Bei Versuchen hat sich herausgestellt, dass bereits durch die vorangehend beschriebenen Maßnahmen eine besonders verlustarme und im Hinblick auf den Wärmeübergang effiziente Kühlmittelströmung gewährleistet werden kann. Eine weitere Verbesserung kann jedoch durch die bevorzugte Maßnahme erreicht werden, wonach im Bereich zumindest eines Kühlkanalabschnitts zwischen der Zuflussöffnung und der jeweiligen Abflussöffnung ein zumindest weitgehend konstanter Querschnitt vorgesehen ist. Hierdurch können die Strömungsverhältnisse weiter verbessert werden.
- Wie oben erwähnt, ermöglicht die erfindungsgemäße Maßnahme, dass der Kühlkanal ungleich lange Abschnitte aufweist. Es wurde ebenfalls ausgeführt, dass dies im Hinblick auf die Nutzung des zugeführten Kühlmittelstrahles vorteilhaft ist. Dies kann insbesondere durch diejenige bevorzugte Maßnahme erreicht werden, dass die Zuflussöffnung bezüglich Abflussöffnungen asymmetrisch vorgesehen ist. Dies wird deshalb bevorzugt, um einen Kühlmittelstrahl zu ermöglichen, der weitgehend parallel zu der Kolbenachse ist, und am Eintritt mit besonders geringen Verlusten zugeführt werden kann.
- Darüber hinaus wird für den Kühlkanal des erfindungsgemäßen Kolbens bevorzugt, dass dieser insgesamt weitgehend umlaufend ausgebildet ist. Wenngleich denkbar ist, dass durch den erfindungsgemäß gestalteten Kühlkanal lediglich einzelne Bereiche des Kolbens gekühlt werden, wird bevorzugt, zwei weitgehend halbkreisförmige Kühlkanalabschnitte vorzusehen. Dies bedeutet, dass die beiden Abflussöffnungen zueinander benachbart angeordnet sind, jedoch voneinander getrennt sind. Da sich an dieser Stelle bei bestimmten Ausführungsformen keine Fortsetzung der umlaufenden Gestaltung ergibt, wird ein in dieser Weise gestalteter Kühlkanal als weitgehend umlaufend beschrieben.
- Durch besondere Maßnahmen kann der erfindungsgemäße Kolben zusätzlich zu der Verbesserung der Kühlung auch im Hinblick auf die Schmierung der Verbindung zwischen Kolbenbolzen und Kolbenbolzenaugen bzw. Pleuelauge verbessert werden. Dies lässt sich dadurch erreichen, dass zumindest eine Abflussöffnung in Richtung eines Kolbenbolzenauges gerichtet ist. Mit anderen Worten erfolgt an der Abflussöffnung eine bevorzugt sanfte Umlenkung in einer Richtung von dem Kolbenboden weg, oder bei einer gewöhnlichen Ausrichtung des Kolbens "nach unten". Deshalb ist bei dieser bevorzugten Ausführungsform der austretende Kühlmittelstrahl in Richtung des Kolbenbolzens gerichtet und kann hier für eine vorteilhafte Schmierung sorgen. Auch an dieser Stelle kann in vorteilhafter Weise die gewünschte Umlenkung an der Abflussöffnung derart sanft und ohne abrupte Richtungswechsel erfolgen, dass der Austritt des Kühlmittelstromes weitgehend ungehindert und verwirbelungsfrei ist.
- Es wird ferner bevorzugt, zumindest eine Abflussöffnung in einem Bereich zwischen den Kolbenbolzenaugen, wenngleich üblicherweise an den Rand versetzt, vorzusehen. Hierdurch kann im Hinblick auf eine besonders effiziente Schmierung des Kolbenbolzens eine günstige Lenkung des Kühlmittelstrahles auf die zu schmierenden Bereiche erfolgen.
- Bevorzugt wird der erfindungsgemäße Kolben ferner mit einem Kolbenbolzen und einem Pleuel kombiniert. Bei einer derartigen Kombination konnten besonders günstige Schmierungsverhältnisse an dem Kolbenbolzen festgestellt werden, wenn sich zumindest eine Abflussöffnung in einem Bereich zwischen einem Kolbenbolzenauge und dem Pleuelauge, typischerweise jedoch an einem Rand des Kolbens, befindet. Hierdurch kann durch den austretenden Kühlmittelstrom sowohl die Verbindung zwischen Kolbenbolzen und Kolbenbolzenauge als auch die Verbindung zu dem Pleuelauge effizient geschmiert werden.
- Grundsätzlich stellt sich der erfindungsgemäße Kolben als selbständig verkehrsfähig dar. Er entfaltet jedoch seine Vorteile insbesondere in dem Zustand, in dem er in einen Verbrennungsmotor eingebaut wird. Insofern wird als Gegenstand der Anmeldung auch ein Verbrennungsmotor mit zumindest einem derartigen Kolben angesehen.
- Für den in dieser Weise erfindungsgemäß gestalteten Verbrennungsmotor wird es für die effiziente Nutzung eines Kühlmittelstrahles bevorzugt, dass dieser eine Einrichtung zur Erzeugung eines Kühlmittelstrahles aufweist, der weitgehend parallel zu der Kolbenachse verläuft. Durch einen derartigen Kühlmittelstrahl, der in vorteilhafter Weise bei einem erfindungsgemäßen Kolben mit asymmetrisch vorgesehener Zuflussöffnung verwendet werden kann, ergeben sich an der Zuflussöffnung deutlich geringere Verluste als dies für die im Stand der Technik bekannten Anordnungen mit geneigtem Kühlmittelstrahl der Fall ist. Wenngleich es, wie oben erwähnt, vorteilhaft ist, wenn der Kühlmittelstrahl weitgehend parallel zur Kolbenachse verläuft, ist dies nicht unbedingt erforderlich. Vielmehr kann der Kühlmittelstrahl auch in beliebiger Weise schräg oder geneigt zur Kolbenachse verlaufen.
- Kurze Beschreibung der Zeichnungen
- Nachfolgend wird eine beispielhaft in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsform der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
-
1 schematisch den Kühlkanal des erfindungsgemäßen Kolbens und die darin erzeugte Strömung; -
2 die Unterseite eines erfindungsgemäßen Kolbens; -
3 eine Schnittansicht des erfindungsgemäßen Kolbens im Bereich der Zuflussöffnung; und -
4 eine Schnittansicht des erfindungsgemäßen Kolbens im Bereich der Abflussöffnungen. - Ausführliche Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung
-
1 zeigt schematisch den Kühlkanal10 des erfindungsgemäßen Kolbens. Dieser weist im Wesentlichen zwei halbkreisförmige Kühlkanalabschnitte12.1 und12.2 auf. Das Kühlmittel strömt in den Kühlkanal10 durch eine einzige Zuflussöffnung14 , an welcher der Kühlmittelstrom durch ein Strömungsteilungselement16 , bevorzugt in Form einer Rippe oder einer Wulst, in die beiden Teilströme in den Kühlkanalabschnitten12.1 und12.2 aufgeteilt wird. Das Strömungsteilungselement16 ist derart strömungstechnisch optimiert, dass keine abrupten, sondern sanfte Richtungsänderungen erfolgen, und die Strömungsverluste und Verwirbelungen gering bleiben. Der Kühlmittelstrom verlässt den jeweiligen Kühlkanalabschnitt12.1 bzw.12.2 durch eine jeweils eigene, nur dem jeweiligen Kühlkanalabschnitt zugeordnete Abflussöffnung18.1 bzw.18.2. Im Bereich des Übergangs zwischen dem jeweiligen Kühlkanalabschnitt12 und der Abflussöffnung18 sind die für die Umlenkung erforderlichen Wandungen ebenfalls derart harmonisch und strömungsgeometrisch optimiert gestaltet, dass keine abrupten Richtungsänderungen und Verwirbelungen erfolgen. Vielmehr kann der Kühlmittelstrom weitgehend ungehindert aus der jeweiligen Abflussöffnung18 austreten. Insbesondere stören sich die beiden Kühlmittelströme durch die strömungstechnische Trennung am Abfluss nicht gegenseitig. Im Hinblick auf die1 versteht sich, dass die Darstellung stark schematisiert ist, und üblicherweise weder der Zufluss noch der Abfluss "seitlich" zu bzw. von dem Kühlkanal10 erfolgt. Vielmehr ist der Kühlkanal10 in einer Ebene weitgehend senkrecht zu der Kolbenachse ausgebildet. Der Zu- und/oder Abfluss erfolgt weitgehend parallel zu der Kolbenachse, also von der Unterseite des Kolbens her. Dies ist in der schematischen Darstellung von1 nicht zu erkennen, geht jedoch aus2 hervor. -
2 zeigt einen erfindungsgemäßen Kolben20 von der Unterseite her, so dass die eine Zuflussöffnung14 und die beiden Abflussöffnungen18 erkennbar sind. Etwa im Bereich der Mitte der Zuflussöffnung14 befindet sich das Strömungsteilungselement16 , das in Form einer Rippe oder Wulst ausgebildet ist. Durch das Anströmen des Strömungsteilungselements16 mit dem Kühlmittelstrahl wird dieser teilweise in den einen12.1 und den anderen Kühlkanalabschnitt12.2 (vgl.1 ) geleitet. Gemäß2 erstrecken sich diese Abschnitte12 jeweils etwa halbkreisförmig von der Zuflussöffnung14 ausgehend in dem Bereich oberhalb der in2 zu erkennenden Bolzenaugen22 . An der gegenüberliegenden Seite weisen die Kühlkanalabschnitte12 jeweils ihre eigene Abflussöffnung18 auf. Im Bereich der jeweiligen Abflussöffnung18 erfolgt eine Umlenkung "nach unten", also gemäß der Darstellung von2 in Richtung des Betrachters. Im eingebauten Zustand des Kolbens befindet sich in den Kolbenbolzenaugen22 ein Kolbenbolzen, und zwischen den Kolbenbolzenaugen das Pleuelauge. Das in Richtung des Kolbenbolzens umgelenkte Kühlmittel kann in vorteilhafter Weise zur Schmierung der Verbindungen zwischen dem Kolbenbolzen und den Kolbenbolzenaugen bzw. dem Pleuelauge verwendet werden. In diesem Zusammenhang ergibt sich aus2 ferner, dass unter dem "Bereich zwischen den Kolbenbolzenaugen" der in etwa streifenförmige Bereich zwischen der Zuflussöffnung14 und der Abflussöffnung18.2 verstanden wird. In diesem Bereich, insbesondere an einem Rand des Kolbens, befindet sich bei der gezeigten Ausführungsform zumindest die Abflussöffnung18.2 , so dass der hieraus austretende Kühlmittelstrahl zumindest teilweise auf den in die Kolbenbolzenaugen22 eingesetzten, nicht dargestellten Kolbenbolzen gelangt. - In
2 ist ferner zu erkennen, dass die Zuflussöffnung14 bezüglich der Abflussöffnungen18 asymmetrisch vorgesehen ist, und dass folglich der Kühlkanalabschnitt zu der in1 linken Abflussöffnung18.1 kürzer ist als der andere Kühlkanalabschnitt. Durch die strömungstechnisch getrennten Abflussöffnungen kann jedoch eine ungünstige Behinderung des Abströmens aus dem längeren Kühlkanalabschnitt durch eine Druckwelle vermieden werden, die von der Seite des kürzeren Kühlkanalabschnitts als erste eine gemeinsame Abflussöffnung erreichen würde. Die Zuflussöffnung14 kann jedoch auch mittig zwischen den Kolbenbolzenaugen22 angeordnet sein. Ebenso kann sie, anders als in2 dargestellt, weiter in Richtung der Kolbenbolzenaugen22 versetzt vorgesehen sein. -
3 zeigt in einem Radialschnitt des Kolbens10 die beiden Kühlkanalabschnitte12.1 und12.2 . Im Bereich der gemeinsamen Zuflussöffnung14 ist das Strömungsteilungselement16 zu erkennen. Aus3 geht ferner hervor, dass der Querschnitt der Kühlkanalabschnitte12.1 ,12.2 zumindest weitgehend über die Erstreckung des jeweiligen Abschnitts konstant ist, so dass die günstige und weitgehend ungehinderte Strömung des Kühlmittels unterstützt wird. Der Querschnitt bleibt insbesondere ausgehend von der Stelle, an der das Strömungsteilungselement16 zu dem jeweiligen Kühlkanalabschnitt12.1 bzw.12.2 geneigt ausgebildet ist, konstant. Bei der Ausführungsform von3 ist ferner zu erkennen, dass sich die Zuflussöffnung14 außermittig befindet. Dies ergibt sich daraus, dass in der Darstellung von3 der Kolben etwas nach rechts verdreht ist, so dass die Innenfläche des linken Kolbenbolzenauges22 zu erkennen ist. - Demgegenüber geht aus der Schnittdarstellung von
4 hervor, dass es sich um eine Ansicht senkrecht auf eine (gedachte) Kolbenbolzenachse handelt. In4 ist zu erkennen, dass bei dieser Ansicht die beiden Abflussöffnungen18.1 und18.2 symmetrisch zueinander sind, während aus dem Vergleich mit der3 hervorgeht, dass die Zuflussöffnung asymmetrisch vorgesehen ist. In4 ist ferner zu erkennen, dass die beiden Abflussöffnungen18.1 und18.2 zwar durch einen kleinen Durchgang24 miteinander verbunden sind. - Die Umlenkung des jeweiligen Kühlmittelstromes erfolgt jedoch durch geneigte Wandungen
26 derart, dass der Kühlmittelstrom zumindest weitgehend ausschließlich durch lediglich eine, nämlich die dem jeweiligen Kühlkanalabschnitt12.1 bzw.12.2 zugeordnete Abflussöffnung18.1 bzw.18.2 erfolgt, und keine ungünstige, gegenseitige Beeinflussung auftritt. Insgesamt erfolgt durch die harmonische Ausbildung der geneigten und leicht konkaven Wandungen26 eine strömungstechnisch günstige Umlenkung des jeweiligen Kühlmittelstromes nach unten, in den Bereich zwischen den Kolbenbolzenaugen22 , um im eingebauten Zustand für eine günstige Schmierung des Kolbenbolzens zu sorgen. Ferner können, anders als in4 dargestellt, die Wandungen26 mit der unterhalb des gezeigten Durchgangs24 vorgesehenen "Nase"26 verbunden sein. In diesem Fall sind die Abflussöffnungen18.1 und18.2 vollständig voneinander getrennt. Hierdurch kann, ebenso wie dies bereits bei der Ausführungsform von4 der Fall ist, kein Kühlmittel von der einen zu der anderen Seite gelangen, und es tritt keine Beeinträchtigung des Kühlmittelabflusses an der jeweiligen Abflussöffnung18.1 und18.2 auf.
Claims (10)
- Kolben (
20 ) für einen Verbrennungsmotor, welcher Kolben (20 ) einen Kühlkanal (10 ) mit einer einzigen Zuflussöffnung (14 ) und zumindest zwei Abflussöffnungen (18 ) aufweist, von denen zumindest zwei (18.1 ,18.2 ) im Hinblick auf das ausströmende Kühlmittel voneinander getrennt sind. - Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Zuflussöffnung (
14 ) zumindest ein Strömungsteilungselement (16 ) vorgesehen ist. - Kolben nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich zumindest eines Kühlkanalabschnitts (
12.1 ,12.2 ) zwischen der Zuflussöffnung (14 ) und der jeweiligen Abflussöffnung (18.1 ,18.2 ) ein zumindest weitgehend konstanter Querschnitt vorgesehen ist. - Kolben nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuflussöffnung (
14 ) bezüglich der Abflussöffnungen (18 ) asymmetrisch vorgesehen ist. - Kolben nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkanal (
10 ) weitgehend umlaufend ausgebildet ist. - Kolben nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Abflussöffnung (
18 ) in Richtung eines Kolbenbolzens gerichtet ist. - Kolben nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Abflussöffnung (
18 ) in einem Bereich zwischen Kolbenbolzenaugen (22 ) angeordnet ist. - Kolben nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieser mit einem Kolbenbolzen und einem Pleuel kombiniert ist, und zumindest eine Abflussöffnung (
18 ) in einem Bereich zwischen einem Kolbenbolzenauge (22 ) und einem Pleuelauge vorgesehen ist. - Verbrennungsmotor mit zumindest einem Kolben nach einem der vorangehenden Ansprüche.
- Verbrennungsmotor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass dieser eine Einrichtung zur Erzeugung eines Kühlmittelstrahles aufweist, der weitgehend parallel zur Kolbenachse verläuft.
Priority Applications (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102004043720A DE102004043720A1 (de) | 2004-09-09 | 2004-09-09 | Kolben für einen Verbrennungsmotor sowie Verbrennungsmotor |
PCT/EP2005/009420 WO2006027157A1 (de) | 2004-09-09 | 2005-09-01 | Kolben für einen verbrennungsmotor sowie verbrennungsmotor |
AT05784034T ATE465338T1 (de) | 2004-09-09 | 2005-09-01 | Kolben für einen verbrennungsmotor sowie verbrennungsmotor |
EP05784034A EP1799987B1 (de) | 2004-09-09 | 2005-09-01 | Kolben für einen verbrennungsmotor sowie verbrennungsmotor |
US11/575,010 US7748361B2 (en) | 2004-09-09 | 2005-09-01 | Piston for a combustion engine, and combustion engine |
PL05784034T PL1799987T3 (pl) | 2004-09-09 | 2005-09-01 | Tłok do silnika spalinowego oraz silnik spalinowy |
DE502005009468T DE502005009468D1 (de) | 2004-09-09 | 2005-09-01 | Kolben für einen verbrennungsmotor sowie verbrennungsmotor |
ES05784034T ES2341266T3 (es) | 2004-09-09 | 2005-09-01 | Piston para un motor de combustion interna asi como motor de combustion interna. |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102004043720A DE102004043720A1 (de) | 2004-09-09 | 2004-09-09 | Kolben für einen Verbrennungsmotor sowie Verbrennungsmotor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102004043720A1 true DE102004043720A1 (de) | 2006-03-30 |
Family
ID=35149068
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102004043720A Withdrawn DE102004043720A1 (de) | 2004-09-09 | 2004-09-09 | Kolben für einen Verbrennungsmotor sowie Verbrennungsmotor |
DE502005009468T Active DE502005009468D1 (de) | 2004-09-09 | 2005-09-01 | Kolben für einen verbrennungsmotor sowie verbrennungsmotor |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE502005009468T Active DE502005009468D1 (de) | 2004-09-09 | 2005-09-01 | Kolben für einen verbrennungsmotor sowie verbrennungsmotor |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7748361B2 (de) |
EP (1) | EP1799987B1 (de) |
AT (1) | ATE465338T1 (de) |
DE (2) | DE102004043720A1 (de) |
ES (1) | ES2341266T3 (de) |
PL (1) | PL1799987T3 (de) |
WO (1) | WO2006027157A1 (de) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009153237A1 (de) * | 2008-06-20 | 2009-12-23 | Federal-Mogul Nürnberg GmbH | Kolben für einen verbrennungsmotor |
DE102008038324A1 (de) * | 2008-08-19 | 2010-02-25 | Mahle International Gmbh | Kühlkanal eines Kolbens für einen Verbrennungsmotor |
DE102011076455A1 (de) | 2011-05-25 | 2012-11-29 | Mahle International Gmbh | Gießkern zur Bildung eines Kühlkanals in einem Kolben |
DE102015009568A1 (de) * | 2015-07-23 | 2017-01-26 | Audi Ag | Brennkraftmaschine sowie Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine |
EP1930578B1 (de) | 2006-11-28 | 2019-09-25 | KS Kolbenschmidt GmbH | Kühlkanalvarianten für Kolben |
DE102021000200A1 (de) | 2021-01-18 | 2022-07-21 | Mercedes-Benz Group AG | Kolben für eine Verbrennungskraftmaschine |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102006056012A1 (de) * | 2006-11-28 | 2008-05-29 | Ks Kolbenschmidt Gmbh | Variabel gestalteter Kühlkanal für einen Kolben |
KR101417117B1 (ko) * | 2008-10-22 | 2014-08-07 | 두산인프라코어 주식회사 | 피스톤 냉각 장치 |
US20110185889A1 (en) * | 2010-02-03 | 2011-08-04 | Florin Muscas | Piston with central cooling gallery cooling feature |
EP2541004B1 (de) * | 2010-02-23 | 2014-05-14 | Honda Motor Co., Ltd. | Kolbenkühlvorrichtung |
US8347843B1 (en) | 2011-03-25 | 2013-01-08 | Batiz-Vergara Jose A | Piston for internal combustion engine |
US10227948B2 (en) | 2015-12-18 | 2019-03-12 | Mahle International Gmbh | Piston for an internal combustion engine |
USD886155S1 (en) | 2015-12-18 | 2020-06-02 | Mahle International Gmbh | Piston for an internal combustion engine |
JP6715614B2 (ja) * | 2016-02-16 | 2020-07-01 | アート金属工業株式会社 | 内燃機関用ピストン |
GB2578803B (en) * | 2019-04-04 | 2020-12-16 | Cox Powertrain Ltd | Marine outboard motor with piston cooling gallery |
US11326549B2 (en) * | 2020-01-21 | 2022-05-10 | Ford Global Technologies, Llc | 218-0266 volcano-shaped inlet of piston oil-cooling gallery |
CN114251152B (zh) | 2020-09-22 | 2022-12-20 | 马勒汽车技术(中国)有限公司 | 内燃机的销连接副的润滑机构 |
US11248557B1 (en) * | 2020-12-03 | 2022-02-15 | Caterpillar Inc. | Piston having oil gallery drain outlets biased in distribution to anti-thrust side |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5595145A (en) * | 1995-05-31 | 1997-01-21 | Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho | Cooling structure of diesel engine piston |
DE19930630C1 (de) * | 1999-07-02 | 2000-10-26 | Federal Mogul Nuernberg Gmbh | Flüssigkeitsgekühlter Kolben |
DE19935399A1 (de) * | 1999-07-30 | 2001-02-01 | Ks Kolbenschmidt Gmbh | Kolben für einen Verbrennungsmotor |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2865348A (en) * | 1955-03-23 | 1958-12-23 | Schmidt Gmbh Karl | Piston |
FR2238372A5 (de) * | 1973-07-19 | 1975-02-14 | Dampers | |
US4206726A (en) * | 1977-07-18 | 1980-06-10 | Caterpillar Tractor Co. | Double orifice piston cooling nozzle for reciprocating engines |
IT1118774B (it) * | 1979-06-12 | 1986-03-03 | Ass Eng Italia | Perfezionamento relativo aglistantuffi nei motori diesel |
US4428330A (en) * | 1982-09-08 | 1984-01-31 | Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho | Piston for internal combustion engines |
JPS60192860A (ja) | 1984-03-14 | 1985-10-01 | Toyota Motor Corp | 内燃機関用ピストン |
DE19618625C1 (de) | 1996-05-09 | 1997-10-23 | Daimler Benz Ag | Flüssigkeitsgekühlter Kolben für Verbrennungsmotoren |
DE19703001C2 (de) | 1997-01-28 | 1998-12-03 | Alcan Gmbh | Flüssigkeitsgekühlter Kolben |
US6032619A (en) * | 1998-07-16 | 2000-03-07 | Federal-Mogul World Wide, Inc. | Piston having a tube to deliver oil for cooling a crown |
DE19929102A1 (de) | 1999-06-24 | 2000-12-28 | Ks Kolbenschmidt Gmbh | Kolben für einen Verbrennungsmotor |
JP2001182613A (ja) | 1999-12-27 | 2001-07-06 | Micro Techno Kk | 冷却空洞内蔵ピストン |
DE10106435A1 (de) | 2001-02-13 | 2002-08-14 | Bayerische Motoren Werke Ag | Kolben, insbesondere für eine Brennkraftmaschine |
US6532913B1 (en) * | 2001-11-27 | 2003-03-18 | Caterpillar Inc | Piston cooling fin |
DE10218653B4 (de) | 2002-04-26 | 2009-01-29 | Ks Kolbenschmidt Gmbh | Ringträger mit einem Kühlkanalblech, das eine Flachstelle aufweist |
-
2004
- 2004-09-09 DE DE102004043720A patent/DE102004043720A1/de not_active Withdrawn
-
2005
- 2005-09-01 ES ES05784034T patent/ES2341266T3/es active Active
- 2005-09-01 AT AT05784034T patent/ATE465338T1/de not_active IP Right Cessation
- 2005-09-01 EP EP05784034A patent/EP1799987B1/de not_active Not-in-force
- 2005-09-01 WO PCT/EP2005/009420 patent/WO2006027157A1/de active Application Filing
- 2005-09-01 PL PL05784034T patent/PL1799987T3/pl unknown
- 2005-09-01 US US11/575,010 patent/US7748361B2/en active Active
- 2005-09-01 DE DE502005009468T patent/DE502005009468D1/de active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5595145A (en) * | 1995-05-31 | 1997-01-21 | Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho | Cooling structure of diesel engine piston |
DE19930630C1 (de) * | 1999-07-02 | 2000-10-26 | Federal Mogul Nuernberg Gmbh | Flüssigkeitsgekühlter Kolben |
DE19935399A1 (de) * | 1999-07-30 | 2001-02-01 | Ks Kolbenschmidt Gmbh | Kolben für einen Verbrennungsmotor |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1930578B1 (de) | 2006-11-28 | 2019-09-25 | KS Kolbenschmidt GmbH | Kühlkanalvarianten für Kolben |
WO2009153237A1 (de) * | 2008-06-20 | 2009-12-23 | Federal-Mogul Nürnberg GmbH | Kolben für einen verbrennungsmotor |
DE102008038324A1 (de) * | 2008-08-19 | 2010-02-25 | Mahle International Gmbh | Kühlkanal eines Kolbens für einen Verbrennungsmotor |
DE102011076455A1 (de) | 2011-05-25 | 2012-11-29 | Mahle International Gmbh | Gießkern zur Bildung eines Kühlkanals in einem Kolben |
US8733315B2 (en) | 2011-05-25 | 2014-05-27 | Mahle International Gmbh | Casting core for forming a cooling channel in a piston |
DE102015009568A1 (de) * | 2015-07-23 | 2017-01-26 | Audi Ag | Brennkraftmaschine sowie Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine |
DE102015009568B4 (de) * | 2015-07-23 | 2021-02-11 | Audi Ag | Brennkraftmaschine mit einer Steuereinrichtung zur gezielten Ansteuerung einer Kolbenkühldüse oder eines Kolbenkühlkanals sowie Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine |
DE102021000200A1 (de) | 2021-01-18 | 2022-07-21 | Mercedes-Benz Group AG | Kolben für eine Verbrennungskraftmaschine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
PL1799987T3 (pl) | 2010-09-30 |
ATE465338T1 (de) | 2010-05-15 |
US20080289490A1 (en) | 2008-11-27 |
EP1799987B1 (de) | 2010-04-21 |
ES2341266T3 (es) | 2010-06-17 |
DE502005009468D1 (de) | 2010-06-02 |
EP1799987A1 (de) | 2007-06-27 |
US7748361B2 (en) | 2010-07-06 |
WO2006027157A1 (de) | 2006-03-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1799987B1 (de) | Kolben für einen verbrennungsmotor sowie verbrennungsmotor | |
EP1815122B1 (de) | Kolben für einen verbrennungsmotor und kombination eines kolbens mit einer öleinspritzanordnung | |
DE10350394B4 (de) | Zylinderkopf für eine flüssigkeitsgekühlte Mehrzylinder-Brennkraftmaschine | |
EP1510681A1 (de) | Zylinderkopfdichtung | |
WO2007110056A1 (de) | Kolben für einen verbrennungsmotor | |
DE10256178B4 (de) | Wassermantel für einen Zylinderkopf | |
EP3333398B1 (de) | Zylinderkopf | |
EP3379063B1 (de) | Flüssigkeitsgekühlter verbrennungsmotor | |
EP2137382A1 (de) | Statorhitzeschild | |
EP1828558A1 (de) | Kolbenspritzd]se | |
DE20314687U1 (de) | Ölmodul für eine Brennkraftmaschine | |
DE2155344A1 (de) | Integrales turbinenrad mit offenen axialen durchbruechen am aeusseren kranz und kontrollierten kranzrissen | |
EP0819837A1 (de) | Kühlkreislauf einer Brennkraftmaschine | |
DE102010022483B4 (de) | Welle, insbesondere Nockenwelle | |
DE102017105074B4 (de) | Steuerventil für Mittenverriegelung sowie Nockenwellenversteller | |
DE102016113039A1 (de) | Brennkraftmaschine mit einem flüssiggekühlten Zylinderblock | |
DE102012213558A1 (de) | Kolben | |
DE102016214224A1 (de) | Zylinderblock für einen mehrzylindrigen Verbrennungsmotor | |
DE20309181U1 (de) | Mehrteiliger Kolben für eine Kaltkammer-Druckgießmaschine | |
DE102016203012A1 (de) | Brennkammer | |
EP0894966B1 (de) | Kolben für einen Verbrennungsmotor | |
WO2019036738A1 (de) | Zylinderkopf | |
DE102009039217A1 (de) | Kolben für einen Verbrennungsmotor | |
DE102016216360A1 (de) | Zylinderkopf für einen Verbrennungsmotor | |
EP0637680A1 (de) | Flüssigkeitsgekühlte Mehrzylinder-Brennkraftmaschine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20110401 |