DE102005010234A1 - Piston cooling for internal combustion engine has oil spraying nozzle which is connected to oil dispenser channel whereby connection between oil dispenser channel and lubricating oil channel is formed for receiving hole of on-off valve - Google Patents

Piston cooling for internal combustion engine has oil spraying nozzle which is connected to oil dispenser channel whereby connection between oil dispenser channel and lubricating oil channel is formed for receiving hole of on-off valve Download PDF

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Abstract

Piston cooling has oil spraying nozzle (9) which is connected to oil dispenser channel (12) and oil dispenser channel is provided in the housing wall (5,6) of crank case (1). The connection between the oil dispenser channel and lubricating oil channel is formed for the receiving hole of on-off valve (14).

Description

Die Erfindung betrifft eine Kolbenkühlung für eine Brennkraftmaschine, bestehend aus einer Ölspritzdüse, die mit einem im Kurbelgehäuse in einer Gehäusewand in Längsrichtung verlaufenden Ölverteilerkanal verbunden ist, der einen Anschluss an einen Schmierölkanal hat, aus dem von einem Schaltventil in Abhängigkeit von Betriebsparametern gesteuert Schmieröl in den Ölverteilerkanal eingespeist wird.The The invention relates to a piston cooling for one Internal combustion engine, consisting of an oil spray nozzle, with a crankcase in a housing wall longitudinal extending oil distribution channel is connected, which has a connection to a lubricating oil passage, from that of a switching valve as a function of operating parameters controlled lubricating oil in the oil distribution channel is fed.

Aus der DE 199 33 363 A1 ist eine gattungsgemäße Kolbenkühlung bekannt, bei der das Schaltventil in der Schmierölversorgungsleitung angeordnet ist. Dies erfordert einen fertigungstechnischen Mehraufwand.From the DE 199 33 363 A1 a generic piston cooling is known in which the switching valve is arranged in the lubricating oil supply line. This requires a production-related overhead.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Kolbenkühlung so zu verbessern, dass durch eine vereinfachte Anordnung des Schaltventils die Kolbenkühlung insgesamt mit einem geringeren Fertigungsaufwand hergestellt werden kann.Of the Invention is based on the object, the generic piston cooling so to improve that by a simplified arrangement of the switching valve the piston cooling can be produced in total with a lower production cost.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmalen gelöst.The Task is inventively by the features specified in the characterizing part of claim 1 solved.

Die Erfindung hat den Vorteil, dass die besondere Herstellung der Verbindung zwischen dem Hauptschmierölkanal und dem Ölverteilerkanal entfallen kann. Hierdurch wird eine Herstellung der Spritzölkühlung mit einem verringerten Fertigungsaufwand erzielt.The Invention has the advantage that the special production of the compound between the main lubricating oil channel and the oil distribution channel can be omitted. As a result, a production of the spray oil cooling with achieved a reduced manufacturing cost.

Durch die Ausgestaltung gemäß Anspruch 2 wird eine kompakte und kostengünstige Anordnung des Schaltventils als auch der Ölkanäle erzielt.By the embodiment according to claim 2 becomes a compact and inexpensive Arrangement of the switching valve and the oil channels achieved.

Gemäß Anspruch 3 ist von Vorteil, dass die Herstellung der Ölkanäle mit einer Werkzeugaufspannung erfolgen kann. Dadurch ist weiterhin von Vorteil, dass die aufwendige Herstellung von schrägen Bohrungen nicht mehr erforderlich ist.According to claim 3 is advantageous in that the production of oil passages with a tool clamping can be done. This is further advantageous that the complex Production of oblique Drilling is no longer required.

Durch die Ausgestaltung der Aufnahmebohrung als Stufenbohrung gemäß Anspruch 4 kann der Übergang zwischen den Bohrungsabschnitten als Ventilsitz für das Schaltventil genutzt werden. Hierdurch kann das Schaltventil in vorteilhafter Weise baulich vereinfacht ausgeführt werden.By the configuration of the receiving bore as a stepped bore according to claim 4, the transition between the bore portions as a valve seat for the switching valve be used. This allows the switching valve in an advantageous Way structurally simplified become.

Die Ausführung des Schaltventils gemäß Anspruch 5 hat den Vorteil, dass sämtliche Funktionsprüfungen getrennt von der Brennkraftmaschine ausgeführt werden können.The execution the switching valve according to claim 5 has the advantage that all functional tests can be performed separately from the internal combustion engine.

In der Zeichnung werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.In The drawing will be two embodiments closer to the invention explained.

Dabei zeigen:there demonstrate:

1 Ein Kurbelgehäuse in einem Querschnitt durch einen Zylinder und der Anordnung einer erfindungsgemäßen Spritzölkühlung; 1 A crankcase in a cross section through a cylinder and the arrangement of a spray oil cooling according to the invention;

2 in einem vergrößertem Ausschnitt die Anordnung des Schaltventils zwischen den Ölkanälen mit der Ausbildung des Ventilsitzes an der Aufnahmebohrung; 2 in an enlarged section, the arrangement of the switching valve between the oil passages with the formation of the valve seat on the receiving bore;

3 in einem vergrößerten Ausschnitt die Anordnung eines Schaltventils mit integriertem Ventilsitz in der Aufnahmebohrung. 3 in an enlarged section, the arrangement of a switching valve with integrated valve seat in the receiving bore.

Von einer Brennkraftmaschine ist in 1 ein Kurbelgehäuse 1 teilweise dargestellt, das mehrer Zylinder 2 aufweist, die nach oben durch eine Auflagefläche 3 begrenzt sind und die sich nach unten bis zu einem Kurbelraum 4 erstrecken. Der Kurbelraum 4 wird längsseits von Gehäusewänden 5 und 6 begrenzt.From an internal combustion engine is in 1 a crankcase 1 partially shown, several cylinders 2 which faces up through a support surface 3 are limited and extending down to a crank room 4 extend. The crank room 4 gets alongside case walls 5 and 6 limited.

In den Zylindern 2 sind Kolben 7 eingesetzt, die an Pleuelstangen 8 angelenkt sind, welche mit einer im Kurbelgehäuse 1 gelagerten und nicht weiter gezeigten Kurbelwelle verbunden sind.In the cylinders 2 are pistons 7 used on connecting rods 8th are articulated, which with a in the crankcase 1 mounted and not shown crankshaft are connected.

Innerhalb des Kurbelraumes 4 sind knapp unterhalb der unteren Kolbenumkehrpunkte in die Zylinder 2 vorragende Ölspritzdüsen 9 angeordnet, von denen aus zur Kolbenkühlung Schmieröl aus dem Schmierölkreis der Brennkraftmaschine gegen die Unterseiten 10 des Kolbenbodens und/oder in einen Kolbenkühlkanal 11 gespritzt wird.Inside the crankcase 4 are just below the lower piston reversal points in the cylinders 2 protruding oil spray nozzles 9 arranged, from which for the piston cooling lubricating oil from the lubricating oil circuit of the internal combustion engine against the undersides 10 the piston head and / or in a piston cooling channel 11 is injected.

Zu diesem Zweck sind die Ölspritzdüsen 9 an einen Ölverteilerkanal 12 angeschlossen, welcher in der Gehäusewand 6 in Längsrichtung des Kurbelgehäuse verlaufend eingebohrt oder gegossen ist. Der Ölverteilerkanal 12 hat eine Verbindung zu einem Schmierölkanal 13 aus dem Schmierölkreis der Brennkraftmaschine, der ebenfalls in der Gehäusewand 6 in Kurbelgehäuselängsrichtung verlaufend angeordnet ist.For this purpose, the oil spray nozzles 9 to an oil distribution channel 12 connected, which in the housing wall 6 in the longitudinal direction of the crankcase running drilled or poured. The oil distribution channel 12 has a connection to a lubricating oil channel 13 from the lubricating oil circuit of the internal combustion engine, which is also in the housing wall 6 is arranged running in the crankcase longitudinal direction.

Damit die Kühlung der Kolben 7 bedarfsgerecht in Abhängigkeit von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine erfolgen kann, wird die Schmierölmenge aus dem Schmierölkanal mittels eines Schaltventils 14 getaktet in den Ölverteilerkanal 12 eingesteuert.Thus the cooling of the pistons 7 can be done according to demand as a function of operating parameters of the internal combustion engine, the amount of lubricating oil from the lubricating oil passage by means of a switching valve 14 timed in the oil distribution channel 12 be controlled.

Das Schaltventil 14 ist von außen an der Gehäusewand 6 befestigt und ist mit einem Steuergehäuseteil 15 in eine Aufnahmebohrung 16 in der Gehäusewand 6 eingesetzt.The switching valve 14 is from the outside on the housing wall 6 attached and is with a control housing part 15 in a receiving hole 16 in the housing wall 6 used.

Gemäß der Erfindung ist nun vorgesehen, dass die Aufnahmebohrung 16 für das Schaltventil 14 gleichzeitig die Verbindung zwischen dem Schmierölkanal 13 und dem Ölverteilerkanal 12 herstellt. Dies wird erreicht, in dem der Schmierölkanal 13 und der Ölverteilerkanal 12 in ihrem gemeinsamen Verlauf innerhalb der Gehäusewand 6 zumindest in einem Wandbereich derart dicht beieinander liegen, dass die quer zu beiden Kanälen gebohrte Aufnahmebohrung 16 in ihrem Verlauf sowohl den Schmierölkanal 13 als auch den Ölverteilerkanal 12 schneidet und damit beide Kanäle miteinander verbindet.According to the invention it is now provided that the receiving bore 16 for the switching valve 14 at the same time the connection between the lubricating oil channel 13 and the oil distribution channel 12 manufactures. This is achieved in which the lubricating oil passage 13 and the oil distribution channel 12 in their common course within the housing wall 6 at least in a wall area are so close to each other that the drilled transversely to both channels receiving bore 16 in their course both the lubricating oil channel 13 as well as the oil distribution channel 12 cuts and connects both channels.

Damit der Schmierölkanal 13 und Ölverteilerkanal 12 gleichzeitig in einem Arbeitsgang hergestellt werden können, sind beide Kanäle parallel zur Kurbelwellenachse verlaufend ausgerichtet. Somit verlaufen beide Kanäle über den Teil der gemeinsamen Erstreckung mit einem gleichbleibenden dichten Abstand voneinander, so dass im Bedarfsfall die Aufnahmebohrung 16 an unterschiedlichen Stellen der Gehäusewand 6 platziert werden kann.So that the lubricating oil channel 13 and oil distribution channel 12 can be produced simultaneously in one operation, both channels are aligned parallel to the crankshaft axis. Thus, both channels extend over the part of the common extension with a constant dense distance from each other, so that, if necessary, the receiving bore 16 at different points of the housing wall 6 can be placed.

Die Abdichtung der Aufnahmebohrung nach außen erfolgt durch einen Dichtring 17, der zwischen Schaltventil 14 und Gehäusewand 6 eingesetzt ist. In einer nicht gezeigten Ausführung erfolgt die Abdichtung durch eine radial wirkende Dichtung.The sealing of the receiving bore to the outside by a sealing ring 17 , which is between switching valve 14 and housing wall 6 is used. In one embodiment, not shown, the seal is effected by a radially acting seal.

Entsprechend den 2 und 3 ist Ölverteilerkanal 12 mit einem kleineren Querschnitt ausgeführt als der Schmierölkanal 13 und unterhalb von diesem mit einem geringen seitlich nach außen gerichteten Versatz in der Gehäusewand 6 angeordnet. Selbstverständlich ist eine andere Anordnung der Kanäle denkbar.According to the 2 and 3 is oil distribution channel 12 designed with a smaller cross-section than the lubricating oil passage 13 and below this with a small laterally outward offset in the housing wall 6 arranged. Of course, another arrangement of the channels is conceivable.

Etwa zwischen Schmierölkanal 13 und Ölverteilerkanal 12 und quer zu diesen verläuft die Aufnahmebohrung 16. Dabei schneidet der Bohrungsabschnitt 18 den Schmierölkanal 13, während der Bohrungsabschnitt 19 den Ölverteilerkanal 12 schneidet und gleichzeitig das Steuerungsgehäuseteil 15 aufnimmt. Der Bohrungsabschnitt 19 weist eine Zentrierung für das Gehäuse auf, in der die Dichtfläche für einen radial wirkenden O-Ring integriert sein kann. Das Steuergehäuseteil 15 umfasst einen Ventilkolben 20, der von einem im weiteren Gehäuseteil des Schaltventils 14 liegenden Elektromagneten angesteuert wird. Denkbar wäre es auch, dass der Ventilkolben 20 hydraulisch oder pneumatisch betätigt wird.For example between lubricating oil channel 13 and oil distribution channel 12 and transverse to these, the receiving bore extends 16 , This cuts the bore section 18 the lubricating oil channel 13 while the bore section 19 the oil distribution channel 12 cuts and at the same time the control housing part 15 receives. The bore section 19 has a centering for the housing, in which the sealing surface can be integrated for a radially acting O-ring. The control housing part 15 includes a valve piston 20 , the one of the further housing part of the switching valve 14 lying electromagnet is driven. It would also be conceivable that the valve piston 20 is operated hydraulically or pneumatically.

Der Ventilkolben 20 arbeitet mit einem Ventilsitz 21 zusammen, der entsprechend dem Ausführungsbeispiel der 2 getrennt vom Schaltventil 14 an der gehäuseseitigen Schulter 22 zwischen den Bohrungsabschnitten 18 und 19 durch beispielsweise Fräsen hergestellt ist.The valve piston 20 works with a valve seat 21 together, according to the embodiment of the 2 separated from the switching valve 14 on the case-side shoulder 22 between the bore sections 18 and 19 is made by milling, for example.

Sofern betriebsbedingt eine Kolbenkühlung erforderlich ist, wird das Schaltventil 14 stromlos gestellt. Dadurch wird der vom Öldruck beaufschlagte Ventilkolben 20 vom Ventilsitz 21 weggedrückt, so dass die Verbindung zwischen dem Schmierölkanal 13 und dem Ölverteilerkanal 12 geöffnet ist (2) und von den Ölspritzdüsen 9 Schmieröl abgespritzt werden kann. Diese Ausführung bietet Vorteile im Falle eines Stromausfalles am Schaltventil 14, bei dem in diesem Falle der Kolben 7 weiterhin gekühlt und ein Schaden vermieden wird.If operationally a piston cooling is required, the switching valve 14 de-energized. This will cause the valve piston to be pressurized by the oil pressure 20 from the valve seat 21 pushed away, leaving the connection between the lubricating oil channel 13 and the oil distribution channel 12 is open ( 2 ) and from the oil spray nozzles 9 Lubricating oil can be sprayed. This version offers advantages in the event of a power failure at the switching valve 14 in which in this case the piston 7 continue to be cooled and damage is avoided.

Im Ausführungsbeispiel der 3 ist das Schaltventil 14 abweichend von der Ausführung aus 2 mit einem eigenen Ventilsitz 23 am Steuergehäuseteil 15 ausgestattet. Dazu weist das Steuergehäuseteil 15 einen zentralen hülsenartigen Fortsatz 24 auf, der den Ventilsitz 23 enthält und der mit einem zylindrischen Abschnitt 25 dichtend im Bohrungsabschnitt 18 eingesetzt ist. Ferner umfasst der Fortsatz 24 noch umfangsseitige Öffnungen 26 für die Durchleitung von Schmieröl.In the embodiment of 3 is the switching valve 14 differing from the execution 2 with its own valve seat 23 at the control housing part 15 fitted. For this purpose, the control housing part 15 a central sleeve-like extension 24 on, the valve seat 23 Contains and with a cylindrical section 25 sealing in the bore section 18 is used. Furthermore, the extension comprises 24 still circumferential openings 26 for the passage of lubricating oil.

In 3 ist das Schaltventil 14 in der geöffneten Stellung dargestellt, wie sie bei einer betriebsbedingten Kolbenküh lung von einem Steuergerät eingestellt wird. Erreicht wird diese Öffnungsstellung durch Ausschalten des Schaltventils 14, wodurch der Ventilkolben 20 durch den anstehenden Öldruck vom Ventilsitz 23 weg in die Öffnungsstellung verschoben wird. Dadurch strömt aus dem Schmierölkanal 13 unter Druck stehendes Schmieröl durch den Fortsatz 24, die Öffnungen 26 in den Bohrungsabschnitt 19 und von dort weiter in den Ölverteilerkanal 12, von dem aus es in die Ölspritzdüsen 9 gelangt und aus denen es als Kühlölstrahl gegen die Unterseite 10 der Kolben 7 gespritzt wird.In 3 is the switching valve 14 shown in the open position, as treatment in an operational Kolbenküh set by a controller. This opening position is achieved by switching off the switching valve 14 , whereby the valve piston 20 by the upcoming oil pressure from the valve seat 23 is moved away in the open position. As a result, flows out of the lubricating oil passage 13 pressurized lubricating oil through the extension 24 , the openings 26 in the bore section 19 and from there into the oil distribution channel 12 from which it is in the oil spray nozzles 9 arrives and from which it as cooling oil jet against the underside 10 The piston 7 is injected.

Durch eine gesteuerte Taktung des Schaltventils 14 kann dabei die Kühlölmenge an den Ölspritzdüsen 9 betriebsparameterabhängig eingestellt werden.By a controlled clocking of the switching valve 14 can the amount of cooling oil on the oil spray nozzles 9 be adjusted operating parameters dependent.

In den Ausführungsbeispielen ist die Anordnung des Schaltventils 14 am Kurbelgehäuse 1 so gewählt, dass die Stirnseite des Ventilkolbens 20 vom Schmieröldruck beaufschlagt ist. Hierdurch wird die Öffnungsbewegung des Ventilkolbens 20 durch den Schmieröldruck unterstützt, so dass der Ventilkolben 20 mit relativ niedrigen Stellkräften bewegt werden kann. Insgesamt hat dies den Vorteil dass das Schaltventil 14 baulich kompakt ausgeführt werden kann.In the embodiments, the arrangement of the switching valve 14 on the crankcase 1 so chosen that the front side of the valve piston 20 is acted upon by the lubricating oil pressure. As a result, the opening movement of the valve piston 20 supported by the lubricating oil pressure, allowing the valve piston 20 can be moved with relatively low actuating forces. Overall, this has the advantage that the switching valve 14 structurally compact can be performed.

Claims (5)

Kolbenkühlung für eine Brennkraftmaschine, bestehend aus mindestens einer Ölspritzdüse (9), die mit einem im Kurbelgehäuse (1) in einer Gehäusewand (5, 6) vorgesehenen Ölverteilerkanal (12) verbunden ist, der einen Anschluss an einen Schmierölkanal (13) hat, aus dem von einem Schaltventil (14) in Abhängigkeit von Betriebsparametern gesteuert Schmieröl in den Ölverteilerkanal (12) eingespeist wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschluss zwischen Ölverteilerkanal (12) und Schmierölkanal (13) als Aufnahmebohrung (16) für das Schaltventil (14) ausgebildet ist.Piston cooling for an internal combustion engine, comprising at least one oil spray nozzle ( 9 ) with one in the crankcase ( 1 ) in a housing wall ( 5 . 6 ) provided oil distribution channel ( 12 ) connected to a lubricating oil channel ( 13 ), from which a switching valve ( 14 ) controlled in accordance with operating parameters lubricating oil in the oil distribution channel ( 12 ), characterized in that the connection between oil distribution channel ( 12 ) and lubricating oil channel ( 13 ) as a receiving bore ( 16 ) for the switching valve ( 14 ) is trained. Kolbenkühlung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmierölkanal (13) und der Ölverteilerkanal (12) gemeinsam in einer Gehäusewand (5 oder 6) angeordnet sind und sich in Längsrichtung des Kurbelgehäuses (1) mit Abstand erstrecken, wobei im Kanalverlauf an einer Stelle der Abstand zwischen Schmierölkanal (13) und Ölverteilerkanal (12) derart bemessen ist, das die quer zum Ölverteilerkanal (12) und dem Schmierölkanal (13) gerichtete Auf nahmebohrung (16) in ihrem Verlauf den Schmierölkanal (13) und den Ölverteilerkanal (12) schneidet.Piston cooling according to claim 1, characterized in that the lubricating oil channel ( 13 ) and the oil distribution channel ( 12 ) together in a housing wall ( 5 or 6 ) are arranged and in the longitudinal direction of the crankcase ( 1 ) extend at a distance, wherein in the passage of the channel at one point the distance between the lubricating oil channel ( 13 ) and oil distribution channel ( 12 ) is dimensioned such that the transverse to the oil distribution channel ( 12 ) and the lubricating oil channel ( 13 ) directed bore ( 16 ) in its course the lubricating oil channel ( 13 ) and the oil distribution channel ( 12 ) cuts. Kolbenkühlung nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der Ölverteilerkanal (12) und der Schmierölkanal (13) parallel zu einander in Längsrichtung des Kurbelgehäuses (1) verlaufend in der Gehäusewand (6) angeordnet sind.Piston cooling according to one of the preceding claims, characterized in that the oil distribution channel ( 12 ) and the lubricating oil channel ( 13 ) parallel to each other in the longitudinal direction of the crankcase ( 1 ) running in the housing wall ( 6 ) are arranged. Kolbenkühlung nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmebohrung (16) als Stufenbohrung ausgebildet ist, und das die zwischen beiden Bohrungsabschnitten (18, 19) liegende Schulter (22) als Ventilsitz (21) für das Schaltventil (14) ausgebildet ist.Piston cooling according to one of the preceding claims, characterized in that the receiving bore ( 16 ) is formed as a stepped bore, and that between the two bore sections ( 18 . 19 ) lying shoulder ( 22 ) as a valve seat ( 21 ) for the switching valve ( 14 ) is trained. Kolbenkühlung nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltventil (14) einen eigenen Ventilsitz (23) aufweist, der innerhalb eines Fortsatzes (24) am Steuergehäuseteil (15) des Schaltventils (14) angeordnet ist.Piston cooling according to one of the preceding claims, characterized in that the switching valve ( 14 ) has its own valve seat ( 23 ), which within an extension ( 24 ) on the control housing part ( 15 ) of the switching valve ( 14 ) is arranged.
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