DE102012022907A1 - Piston for an internal combustion engine and arrangement of a piston and a piston pin - Google Patents
Piston for an internal combustion engine and arrangement of a piston and a piston pin Download PDFInfo
- Publication number
- DE102012022907A1 DE102012022907A1 DE201210022907 DE102012022907A DE102012022907A1 DE 102012022907 A1 DE102012022907 A1 DE 102012022907A1 DE 201210022907 DE201210022907 DE 201210022907 DE 102012022907 A DE102012022907 A DE 102012022907A DE 102012022907 A1 DE102012022907 A1 DE 102012022907A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- piston
- feed
- hub
- feed channel
- channel
- 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- Withdrawn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
Images
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
-
- 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
- F02F3/0015—Multi-part pistons
- F02F3/003—Multi-part pistons the parts being connected by casting, brazing, welding or clamping
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J1/00—Pistons; Trunk pistons; Plungers
- F16J1/09—Pistons; Trunk pistons; Plungers with means for guiding fluids
Abstract
Die vorlieg ende Erfindung betrifft einen Kolben (10, 110, 210) für einen Verbrennungsmotor, mit einem Kolbenkopf (11) und einem Kolbenschaft (21), wobei der Kolbenkopf (11) einen umlaufenden Kühlkanal (16) aufweist, wobei der Kolbenschaft (21) gegenüber dem Kolbenumfang in Richtung der Kolbenmittelachse (M) nach innen versetzte Kolbennaben (22) aufweist, die mit Nabenbohrungen (23) versehen und über Schaftlaufflächen (25, 26) miteinander verbunden sind. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass an zumindest einer Kolbennabe (22) mindestens ein Zuführelement (27, 127, 227) für Kühlmittel vorgesehen ist, welches mindestens einen Zuführkanal (28, 128, 228a, 228b) aufweist, und dass ein erstes Ende des Zuführkanals (29a, 129a, 229a, 234a) zur Nabenbohrung (23) gerichtet ist.The present invention relates to a piston (10, 110, 210) for an internal combustion engine, with a piston head (11) and a piston skirt (21), the piston head (11) having a circumferential cooling channel (16), the piston skirt (21 ) has piston hubs (22) which are offset inwardly in relation to the piston circumference in the direction of the piston center axis (M) and which are provided with pin bores (23) and are connected to one another via shaft contact surfaces (25, 26). According to the invention it is provided that at least one supply element (27, 127, 227) for coolant is provided on at least one piston hub (22) which has at least one supply channel (28, 128, 228a, 228b), and that a first end of the supply channel ( 29a, 129a, 229a, 234a) is directed towards the hub bore (23).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kolben für einen Verbrennungsmotor, mit einem Kolbenkopf und einem Kolbenschaft, wobei der Kolbenkopf einen umlaufenden Kühlkanal aufweist, wobei der Kolbenschaft gegenüber dem Kolbenumfang in Richtung der Kolbenmittelachse nach innen versetzte Kolbennaben aufweist, die mit Nabenbohrungen versehen und über Schaftlaufflächen miteinander verbunden sind. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Anordnung aus einem Kolben und einem Kolbenbolzen mit einer Innenbohrung.The present invention relates to a piston for an internal combustion engine, comprising a piston head and a piston skirt, wherein the piston head has a circumferential cooling channel, wherein the piston skirt opposite to the piston circumference in the direction of the piston central axis inwardly offset piston hubs provided with hub bores and connected to each other via shaft contact surfaces are. The present invention further relates to an arrangement of a piston and a piston pin with an internal bore.
Gattungsgemäße Kolben sind an sich bekannt und werden als „Kastenkolben” bezeichnet. In modernen Verbrennungsmotoren, insbesondere PKW- und NFZ-Dieselmotoren, können vor allem bei Kolben mit vergleichsweise geringer Kompressionshöhe im Motorbetrieb sehr hohe Temperaturen im Bereich der Nabenbohrungen auftreten. Dadurch wird der Kolbenbolzen übermäßig erwärmt und überträgt die Wärme auf das kleine Pleuelauge des Pleuels. Im Extremfall können Temperaturen über 250°C auftreten. Dadurch werden die Lagerflächen der Nabenbohrungen ebenso beeinträchtigt wie die Lagerflächen im kleinen Pleuelauge, da diese in der Regel für derart hohe Temperaturen nicht ausgelegt sind. Ferner werden die Kolbenbolzen häufig mit an sich bekannten DLC-Beschichtungen (diamond-like carbon) zur Verbesserung der Lagerung in den Nabenbohrungen und dem kleinen Pleuelauge versehen. DLC-Beschichtungen sind allerdings nur bis Temperaturen von etwa 200°C wärmebeständig. Die im Bereich des Kolbenbolzens auftretenden hohen Temperaturen von über 250°C führen daher im Motorbetrieb zur Zersetzung der DLC-Beschichtung des Kolbenbolzens.Generic pistons are known per se and are referred to as "box piston". In modern internal combustion engines, in particular passenger car and commercial vehicle diesel engines, very high temperatures can occur in the region of the hub bores, especially in the case of pistons having a comparatively low compression height during engine operation. As a result, the piston pin is excessively heated and transfers the heat to the small connecting rod eye of the connecting rod. In extreme cases, temperatures above 250 ° C can occur. As a result, the bearing surfaces of the hub bores are impaired as well as the bearing surfaces in the small connecting rod eye, since they are usually not designed for such high temperatures. Furthermore, the piston pins are often provided with known DLC coatings (diamond-like carbon) for improving the storage in the hub bores and the small connecting rod eye. However, DLC coatings are heat resistant only to temperatures of about 200 ° C. The occurring in the region of the piston pin high temperatures of about 250 ° C therefore lead to the decomposition of the DLC coating of the piston pin during engine operation.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen gattungsgemäßen Kolben und eine gattungsgemäße Anordnung so weiterzuentwickeln, dass die im Motorbetrieb auftretenden Temperaturen im Bereich der Nabenbohrungen, des Kolbenbolzens und des kleinen Pleuelauges die Lagerflächen bzw. eine DLC-Beschichtung des Kolbenbolzens nicht beeinträchtigen.The object of the present invention is to further develop a generic piston and a generic arrangement so that the temperatures occurring in engine operation in the hub bores, the piston pin and the small connecting rod end does not affect the bearing surfaces or a DLC coating of the piston pin.
Die Lösung besteht darin, dass an zumindest einer Kolbennabe ein Zuführelement für Kühlmittel vorgesehen ist, welches mindestens einen Zuführkanal aufweist, und dass ein erstes Ende des Zuführkanals zur Nabenbohrung gerichtet ist. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung ist das erste Ende des Zuführkanals zur Innenbohrung des Kolbenbolzens gerichtet.The solution consists in that a supply element for coolant is provided on at least one piston hub, which has at least one feed channel, and that a first end of the feed channel is directed to the hub bore. In the arrangement according to the invention, the first end of the feed channel is directed to the inner bore of the piston pin.
Der erfindungsgemäße Kolben bzw. die erfindungsgemäße Anordnung zeichnen sich dadurch aus, dass der Innenbohrung des Kolbenbolzens mittels des erfindungsgemäß vorgesehenen Zuführelements zusätzliches Kühlöl zugeführt wird. Das Kühlöl kann dem Kühlkanal entnommen und/oder von einer an sich bekannten Anspritzdüse des Motors zugeführt werden. Durch die erfindungsgemäße Maßnahme wird die Kühlung des Kolbenbolzens im Motorbetrieb intensiviert, so dass Temperaturen über 200°C im Bereich der Nabenbohrungen, des Kolbenbolzens und des kleinen Pleuelauges vermieden werden.The piston according to the invention or the arrangement according to the invention are characterized in that additional cooling oil is supplied to the inner bore of the piston pin by means of the feed element provided according to the invention. The cooling oil can be removed from the cooling channel and / or supplied by a conventional injection nozzle of the engine. The inventive measure the cooling of the piston pin is intensified during engine operation, so that temperatures above 200 ° C in the hub bores, the piston pin and the small connecting rod eye can be avoided.
Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.Advantageous developments emerge from the subclaims.
Eine erste bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass ein zweites Ende des mindestens einen Zuführkanals des Zuführelements zu einer im Kühlkanal vorgesehenen Kühlmittelauslassöffnung gerichtet ist. Auf diese Weise kann problemlos aus dem Kühlkanal austretendes Kühlmittel aufgefangen und zur Innenbohrung des Kolbenbolzens geleitet werden.A first preferred embodiment provides that a second end of the at least one feed channel of the feed element is directed to a coolant outlet opening provided in the cooling channel. In this way can be easily collected from the cooling passage coolant exiting and directed to the inner bore of the piston pin.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform besteht darin, dass ein zweites Ende des mindestens einen Zuführkanals des Zuführelements zum freien Ende des Kolbenschafts gerichtet ist. Bei dieser Ausführungsform wird ein Strahl oder Teilstrahl des aus der Anspritzdüse austretenden Kühlmittels vom Zuführelement aufgefangen und zur Innenbohrung des Kolbenbolzens geleitet.A further preferred embodiment is that a second end of the at least one feed channel of the feed element is directed to the free end of the piston skirt. In this embodiment, a jet or part of the jet emerging from the injection nozzle coolant is collected by the feed and directed to the inner bore of the piston pin.
Eine bevorzugte Weiterentwicklung dieser Ausführungsform besteht darin, dass das Zuführelement einen weiteren Zuführkanal aufweist, dessen erstes Ende zur Innenbohrung des Kolbenbolzens gerichtet und dessen zweites Ende zu einer im Kühlkanal vorgesehenen Kühlmittelauslassöffnung gerichtet ist. Bei dieser Ausführungsform kann sowohl aus dem Kühlkanal als auch aus der Anspritzdüse austretendes Kühlmittel aufgefangen werden, um die Kühlung des Kolbenbolzens weiter zu verbessern.A preferred further development of this embodiment consists in that the feed element has a further feed channel, the first end of which is directed towards the inner bore of the piston pin and the second end of which is directed to a coolant outlet opening provided in the cooling channel. In this embodiment, both coolant exiting from the cooling channel and from the injection nozzle can be collected in order to further improve the cooling of the piston pin.
Das Zuführelement ist zweckmäßigerweise an die Kolbennabe geschweißt, geklebt, formschlüssig fixiert oder einstückig gegossen oder geschmiedet und kann in Kolbenbolzenachsrichtung oder seitlich dazu versetzt angeordnet sein.The feed element is suitably welded to the piston hub, glued, positively fixed or cast in one piece or forged and can be arranged offset in Kolbenbolzenachsrichtung or laterally thereto.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen in einer schematischen, nicht maßstabsgetreuen Darstellung:Embodiments of the present invention are explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. In a schematic, not to scale representation:
Die
Die
Im Ausführungsbeispiel besteht der erfindungsgemäße Kolben
Erfindungsgemäß ist an einer Kolbennabe
Die
Erfindungsgemäß ist bei diesem Ausführungsbeispiel an einer Kolbennabe
Die
Erfindungsgemäß ist bei diesem Ausführungsbeispiel an einer Kolbennabe
Erfindungsgemäß ist ferner im Zuführelement
Claims (13)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE201210022907 DE102012022907A1 (en) | 2012-11-23 | 2012-11-23 | Piston for an internal combustion engine and arrangement of a piston and a piston pin |
PCT/DE2013/000689 WO2014079407A1 (en) | 2012-11-23 | 2013-11-22 | Piston for an internal combustion engine, and arrangement comprising a piston and a piston pin |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE201210022907 DE102012022907A1 (en) | 2012-11-23 | 2012-11-23 | Piston for an internal combustion engine and arrangement of a piston and a piston pin |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102012022907A1 true DE102012022907A1 (en) | 2014-05-28 |
Family
ID=49882729
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE201210022907 Withdrawn DE102012022907A1 (en) | 2012-11-23 | 2012-11-23 | Piston for an internal combustion engine and arrangement of a piston and a piston pin |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102012022907A1 (en) |
WO (1) | WO2014079407A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015185547A1 (en) * | 2014-06-06 | 2015-12-10 | Federal-Mogul Nürnberg GmbH | Piston and method for the production thereof |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10865734B2 (en) | 2017-12-06 | 2020-12-15 | Ai Alpine Us Bidco Inc | Piston assembly with offset tight land profile |
CN111350601A (en) * | 2020-05-08 | 2020-06-30 | 广西玉柴机器股份有限公司 | Cooling structure of piston head |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2048002A (en) * | 1934-08-29 | 1936-07-21 | Ingersoll Rand Co | Cooling device for pistons |
GB846995A (en) * | 1958-04-18 | 1960-09-07 | Nat Res Dev | Improvements in or relating to trunk piston engines |
DE1259138B (en) * | 1962-11-13 | 1968-01-18 | Goetaverken Ab | Crosshead bolts for internal combustion engines, especially two-stroke internal combustion engines |
DE1526570A1 (en) * | 1965-10-04 | 1970-01-15 | F F S A | piston |
GB1229715A (en) * | 1969-11-14 | 1971-04-28 | ||
DE2434902A1 (en) * | 1973-07-19 | 1975-02-06 | Dampers Sa | PISTON FOR COMBUSTION ENGINE |
DE3722435A1 (en) * | 1986-07-07 | 1988-02-04 | Ngk Spark Plug Co | LUBRICATION DEVICE FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE |
DE10255892A1 (en) * | 2002-11-29 | 2004-06-09 | Mahle Gmbh | Piston for combustion engine has oil trap on outer surfaces of boss close to zenith of gudgeon pin borings |
FR2927666A3 (en) * | 2008-02-15 | 2009-08-21 | Renault Sas | Piston for internal combustion engine, has main lubrication pipe connecting internal zone of coaxial cylindrical passage and cup shaped piston's outer surface that is situated opposite to heat surface with respect to piston body |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2323310A (en) * | 1942-01-28 | 1943-07-06 | Cornelius S Clark | Piston |
US2541919A (en) * | 1948-03-19 | 1951-02-13 | Fairbanks Morse & Co | Piston cooling |
US2788774A (en) * | 1953-11-09 | 1957-04-16 | Napier & Son Ltd | Fluid cooling of reciprocating pistons |
DE1055879B (en) * | 1955-03-23 | 1959-04-23 | Schmidt Gmbh Karl | Oil-cooled pistons for diesel engines in vehicles |
SU1283432A1 (en) * | 1984-10-01 | 1987-01-15 | Горьковский Автомобильный Завод | Cooled piston for internal combustion engine |
-
2012
- 2012-11-23 DE DE201210022907 patent/DE102012022907A1/en not_active Withdrawn
-
2013
- 2013-11-22 WO PCT/DE2013/000689 patent/WO2014079407A1/en active Application Filing
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2048002A (en) * | 1934-08-29 | 1936-07-21 | Ingersoll Rand Co | Cooling device for pistons |
GB846995A (en) * | 1958-04-18 | 1960-09-07 | Nat Res Dev | Improvements in or relating to trunk piston engines |
DE1259138B (en) * | 1962-11-13 | 1968-01-18 | Goetaverken Ab | Crosshead bolts for internal combustion engines, especially two-stroke internal combustion engines |
DE1526570A1 (en) * | 1965-10-04 | 1970-01-15 | F F S A | piston |
GB1229715A (en) * | 1969-11-14 | 1971-04-28 | ||
DE2434902A1 (en) * | 1973-07-19 | 1975-02-06 | Dampers Sa | PISTON FOR COMBUSTION ENGINE |
DE3722435A1 (en) * | 1986-07-07 | 1988-02-04 | Ngk Spark Plug Co | LUBRICATION DEVICE FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE |
DE10255892A1 (en) * | 2002-11-29 | 2004-06-09 | Mahle Gmbh | Piston for combustion engine has oil trap on outer surfaces of boss close to zenith of gudgeon pin borings |
FR2927666A3 (en) * | 2008-02-15 | 2009-08-21 | Renault Sas | Piston for internal combustion engine, has main lubrication pipe connecting internal zone of coaxial cylindrical passage and cup shaped piston's outer surface that is situated opposite to heat surface with respect to piston body |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015185547A1 (en) * | 2014-06-06 | 2015-12-10 | Federal-Mogul Nürnberg GmbH | Piston and method for the production thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2014079407A1 (en) | 2014-05-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102012014193A1 (en) | Piston for an internal combustion engine | |
DE102011013113A1 (en) | Piston for an internal combustion engine and method for its production | |
DE102008055911A1 (en) | Multi-part piston for an internal combustion engine and method for its production | |
DE102008034430A1 (en) | Friction welded steel piston with optimized cooling channel | |
DE102013013962A1 (en) | Assembly of a piston and a Anspritzdüse for an internal combustion engine | |
DE102008043429A1 (en) | Camshaft drive with bearing bushes optimized against axial slipping | |
DE102008055909A1 (en) | Multi-part piston for an internal combustion engine | |
DE102011116332A1 (en) | Piston for an internal combustion engine | |
DE102008055848A1 (en) | Cooling channel piston of an internal combustion engine with a closure element which closes the cooling channel | |
WO2012116688A1 (en) | Piston for an internal combustion engine | |
DE112016005765T5 (en) | Piston for an internal combustion engine | |
DE102011012686A1 (en) | Piston for an internal combustion engine | |
EP1521929A1 (en) | Piston for an internal combustion engine | |
DE102012022907A1 (en) | Piston for an internal combustion engine and arrangement of a piston and a piston pin | |
DE102012207951B4 (en) | Pistons of an internal combustion engine | |
DE102008041165A1 (en) | Injection valve member | |
WO2013004218A1 (en) | Piston for an internal combustion engine | |
DE102009025063A1 (en) | Light metal piston with multiple omega combustion bowl | |
DE102012014188A1 (en) | Piston for an internal combustion engine | |
WO2013170947A1 (en) | Piston of an internal combustion engine | |
DE102021114978A1 (en) | Internal combustion engine with piston cooling device | |
DE102013101068A1 (en) | Einpressbolzen | |
DE102016201628A1 (en) | Piston made of steel or gray cast iron for an internal combustion engine and method for producing a piston by means of steel or gray cast iron | |
DE102015009568A1 (en) | Internal combustion engine and method for operating an internal combustion engine | |
DE102015005542A1 (en) | Piston for a reciprocating internal combustion engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R082 | Change of representative | ||
R163 | Identified publications notified | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |