DE102017212547A1

DE102017212547A1 - Reciprocating internal combustion engine

Info

Publication number: DE102017212547A1
Application number: DE102017212547.0A
Authority: DE
Inventors: Stefan Kammerstaetter; Juergen Langthaler
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2017-07-21
Filing date: 2017-07-21
Publication date: 2019-01-24

Abstract

Hubkolben-Brennkraftmaschine mit einer Ölversorgungseinrichtung für eine Kolbenkühlung, mit einem Hauptölkanal der über ein hydraulisches Ventil mit einem Kolbenkühlkanal mit zumindest einer Ölspritzdüse verbindbar ist, wobei ein Öldruck in dem Hauptölkanal auf einen schiebebeweglich in dem hydraulischen Ventil angeordneten Kolben gegen eine Federkraft einer, in einer hydraulischen Kammer angeordneten Feder wirkt und den Kolben bei einem Öldruck größer als die Federkraft in Richtung der Feder verschiebt und der Kolben eine erste Bohrung in einem Ventilgehäuse freigibt, die den Hauptölkanal mit dem Kolbenkühlkanal Öl führend verbindet, wobei ein elektromechanisches Ventil vorgesehen ist, mit dem der Hauptölkanal und die Kammer Öl führend verbindbar ist, wobei Bohrung aufweist, die den Hauptölkanal und den Kolbenkühlkanal Öl führend verbindet, wenn in der Kammer der Öldruck und der Federdruck auf den Kolben wirken.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der der Hubkolben-Brennkraftmaschine und dem zugehörigen Verfahren ist eine lastabhängige Kolbenkühlung möglich, bei gleichzeitig kleiner dimensionierter Ölpumpe.

A reciprocating internal combustion engine with an oil supply device for a piston cooling, with a main oil passage which is connectable via a hydraulic valve with a piston cooling passage with at least one oil spray nozzle, wherein an oil pressure in the main oil passage to a pushably arranged in the hydraulic valve piston against a spring force of, in a Hydraulic chamber arranged spring acts and the piston moves at an oil pressure greater than the spring force in the direction of the spring and the piston releases a first bore in a valve housing which connects the main oil passage with the piston cooling channel oil leading, wherein an electromechanical valve is provided with the the main oil passage and the oil leading chamber is connectable, wherein bore has, which leads the main oil passage and the piston cooling passage oil leading, when acting in the chamber of the oil pressure and the spring pressure on the piston.
The inventive design of the reciprocating internal combustion engine and the associated method, a load-dependent piston cooling is possible, at the same time smaller dimensioned oil pump.

Description

Die Erfindung betrifft eine Hubkolben-Brennkraftmaschine mit einer Kolbenkühlung mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a reciprocating internal combustion engine having a piston cooling with the features of the preamble of patent claim 1.

Zum technischen Umfeld wird beispielsweise auf die Deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2009 006 963 A1 hingewiesen. Aus dieser Offenlegungsschrift ist ein Verbrennungsmotor bekannt mit einer Ölversorgungseinrichtung zum Schmieren eines Zylinders und/oder zum Kühlen eines Kolbens, wobei die Ölversorgungseinrichtung so ausgebildet ist, dass eine Schmierung des Zylinders ständig erfolgt, während die Kühlung des Kolbens zuschaltbar ist, und/oder dass die Schmierung des Zylinders bereits bei einem geringen Öldruck erfolgt, bei welchem noch keine Kühlung des Kolbens stattfindet.For technical environment is for example on the German disclosure DE 10 2009 006 963 A1 pointed. From this publication, an internal combustion engine is known with an oil supply device for lubricating a cylinder and / or for cooling a piston, wherein the oil supply device is designed so that a lubrication of the cylinder is always done while the cooling of the piston is switchable, and / or that the Lubrication of the cylinder already takes place at a low oil pressure at which still no cooling of the piston takes place.

Ein gekühlter Leichtmetallkolben für eine Hubkolben-Brennkraftmaschine ist beispielsweise aus der Deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2012 211 060 A1 bekannt. Aus dieser Offenlegungsschrift ist ein Kolben für eine Hubkolben-Brennkraftmaschine bekannt, mit einem, den Kolben in einen Bereich einer Kolbenringzone, von einem Kolbenboden beabstandeten, radial umlaufenden Kühlkanal mit einem Kühlmitteleinspritzkanal mit einem Einspritzöffnungsquerschnitt zum Einbringen von Kühlmittel in den Kühlkanal und mit einer Kühlmittelauströmöffnung, wobei der Einspritzöffnungsquerschnitt des Kühlmitteleinspritzkanals einspritzseitig eine Querschnittsverkleinerung aufweist.A cooled light metal piston for a reciprocating internal combustion engine, for example, from the German Offenlegungsschrift DE 10 2012 211 060 A1 known. From this publication a piston for a reciprocating internal combustion engine is known, with one, the piston in a region of a piston ring zone, spaced from a piston head, radially encircling cooling passage with a coolant injection channel having an injection opening cross section for introducing coolant into the cooling channel and with a Kühlmittelauströmöffnung, wherein the injection opening area of the coolant injection channel has a reduction in cross section on the injection side.

Weiter ist aus der Deutschen Offenlegungsschrift DE 103 23 734 A1 eine Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern bekannt. Die Brennkraftmaschine weist mehrere, in mindestens einer Zylinderreihe angeordnete Zylinder auf, mit jeweils einem Kolben pro Zylinder und mit einer Ölversorgungseinrichtung, die pro Zylinder wenigstens eine Ölspritzdüse aufweist, über die der zugehörige Kolben mit Öl versorgt werden kann. Pro Zylinder sind wenigstens zwei unabhängig voneinander ansteuerbare Ölspritzdüsen vorgesehen. Den Ölspritzdüsen eines Zylinders ist jeweils ein separater ölkanal zugeordnet, wobei wenigstens zwei Ölkanäle eines Zylinders gesonderten Teilkreisläufen der Ölversorgungseinrichtung zugeordnet sind.Next is from the German patent application DE 103 23 734 A1 an internal combustion engine with multiple cylinders known. The internal combustion engine has a plurality of cylinders arranged in at least one row of cylinders, each having one piston per cylinder and having an oil supply device which has at least one oil spray nozzle per cylinder via which the associated piston can be supplied with oil. Per cylinder at least two independently controllable oil spray nozzles are provided. The oil spray nozzles of a cylinder are each assigned a separate oil channel, wherein at least two oil channels of a cylinder are assigned to separate partial circuits of the oil supply device.

Der Durchfluss einer Ölspritzdüse ist üblicherweise für den Nennleistungspunkt (Nennleistung ist die größte Nutzleistung der Brennkraftmaschine unter Vollastbedingungen) ausgelegt. Auch bei niedrigen Drehzahlen an der Volllast muss der Kolben, insbesondere ein Stahlkolben bereits gekühlt werden. Daher muss die Ölpumpe bereits bei niedrigen Drehzahlen die erforderliche Fördermenge liefern, um den Öldruck einregeln zu können. Die Ölpumpe wird dementsprechend größer als nötig dimensioniert, was einen Bauraum- bzw. CO₂-Nachteil mit sich bringt. Außerdem kommt es in nachteiliger Weise zu einer inhomogenen Temperaturverteilung im Kolben, insbesondere bei der Verwendung eines Stahlkolbens.The flow rate of an oil spray nozzle is usually designed for the rated power point (rated power is the maximum power output of the engine under full load conditions). Even at low speeds at full load, the piston, in particular a steel piston must already be cooled. Therefore, the oil pump must already deliver the required flow rate at low speeds in order to adjust the oil pressure. The oil pump is dimensioned accordingly larger than necessary, which brings a space or CO ₂ disadvantage with it. In addition, it comes disadvantageously to an inhomogeneous temperature distribution in the piston, especially when using a steel piston.

Wie aus dem Stand der Technik, z. B. dem BMW Dieselmotor mit der internen Bezeichnung B57, bekannt ist, erfolgt die Schaltung der Kolbenkühlung über ein zweiteiliges Zentralventil, das aus einem hydraulischen Ventil und einem elektromagnetischen Ventil besteht. Die Schaltung erfolgt allerdings nur Schwarz-Weiß, d. h. dass entweder gar kein Öl in den Kühlölkanal des Kolben gespritzt wird oder aber 100 % des von dem Strömungsquerschnitt der Ölspritzdüse abhängigen Öldurchflusses.As from the prior art, for. B. the BMW diesel engine with the internal name B57, known, the circuit of the piston cooling via a two-part central valve, which consists of a hydraulic valve and an electromagnetic valve. However, the circuit is only black and white, d. H. that either no oil is injected into the cooling oil channel of the piston or 100% of the dependent of the flow cross-section of the oil spray nozzle oil flow.

Beim Einsatz von Stahlkolben wird aufgrund der hohen thermischen Belastung des Kolbens deutlich mehr Kühlölmenge zur Kolbenkühlung benötigt. Zusätzlich hat die Ölpumpe bei einem Betriebspunkt von ca. 1200 1/min (Volllast) ihren Auslegungspunkt. Somit richtet sich die Größe der Ölpumpe automatisch auch nach dem Öldurchfluss in den Kolbenspritzdüsen. Für Stahlkolben würde dies bedeuten, dass bei Beibehaltung der aktuellen, o. g. Systeme, die Ölpumpe deutlich größer ausgelegt werden muss als nötig. Ein Abschalten der Kolbenkühlung ist in diesem Betriebspunkt nicht möglich, da der Kolben ansonsten thermisch zu sehr beansprucht würde. Dies bedeutet, dass bei Verwendung von größeren Ölspritzdüsen für Stahlkolben die Ölpumpe mit einer höheren Antriebsleistung beaufschlagt werden muss und somit das maximal mögliche CO₂ Potenzial (Kraftstoffeinsparung) nicht genutzt werden kann.When using steel pistons, significantly more cooling oil is needed for piston cooling due to the high thermal load of the piston. In addition, the oil pump has its design point at an operating point of approx. 1200 l / min (full load). Thus, the size of the oil pump automatically depends on the oil flow in the piston spray nozzles. For steel pistons, this would mean that while maintaining the current, above-mentioned systems, the oil pump must be designed much larger than necessary. A shutdown of the piston cooling is not possible in this operating point, since the piston would otherwise be thermally stressed too much. This means that when using larger oil spray nozzles for steel pistons, the oil pump must be supplied with a higher drive power and thus the maximum possible CO ₂ potential (fuel economy) can not be used.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, oben genannten Nachteil zu vermeiden.Object of the present invention is to avoid the above drawback.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the features in the characterizing part of patent claim 1.

Die erfindungsgemäße Grundlage der Idee ist es, im normalerweise geschlossenen und dichten hydraulisch schaltenden Teil des hydraulischen Ventils eine Bypassbohrung, nämlich die zweite Bohrung, einzuführen. Der Querschnitt der Bypassbohrung ist hierbei so ausgelegt, dass am Auslegungspunkt der Ölpumpe gerade genug Kühlölmenge am hydraulischen Ventil vorbeiströmt und so eine ausreichende Kolbenkühlung stets gewährleistet ist.The inventive basis of the idea is, in the normally closed and sealed hydraulic switching part of the hydraulic valve, a bypass bore, namely the second bore to introduce. The cross section of the bypass bore is designed so that at the design point of the oil pump just enough amount of cooling oil flows past the hydraulic valve and so a sufficient piston cooling is always guaranteed.

Somit kann in zyklusrelevanten Bereichen die Antriebsleistung der Ölpumpe durch die erfindungsgemäße Schaltstrategie auf ein Minimum reduziert werden. In den Bereichen, in denen mehr Kolbenkühlung benötigt wird (ca. ab mittlerer Last der Brennkraftmaschine), wird das hydraulische Ventil vollständig geöffnet und der volle Ölvolumenstrom wird durch die Ölspritzdüse freigegeben. Die Auslegung der Ölpumpengröße kann somit hinsichtlich der CO₂ Emissionen (Kraftstoffverbrauch) optimiert werden.Thus, in cycle-relevant areas, the drive power of the oil pump can be reduced by the switching strategy according to the invention to a minimum. In areas where more piston cooling is required (approximately from the middle load of the internal combustion engine), the hydraulic valve is fully opened and the full oil flow is through the oil spray nozzle released. The design of the oil pump size can thus be optimized in terms of CO ₂ emissions (fuel consumption).

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.Advantageous developments of the invention are described in the subclaims.

So weist die zweite Bohrung gemäß Patentanspruch 2 einen kleineren Querschnitt auf, als die erste Bohrung.Thus, the second bore according to claim 2 has a smaller cross-section than the first bore.

Mit der Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 3 wird die maximale Kraftstoffersparnis erzielt.With the embodiment according to claim 3, the maximum fuel economy is achieved.

Im Folgenden sind der Stand der Technik anhand von drei Figuren und die Erfindung anhand einer vierten Figur näher erläutert.

1 zeigt ein hydraulisches Schaltbild für eine Kolbenkühlung gemäß dem Stand der Technik.
2 zeigt eine Aufsicht auf ein hydraulisches Ventil und ein elektromechanisches Ventil gemäß dem Stand der Technik.
3 zeigt eine Aufsicht auf eine Ölversorgungseinrichtung für eine Brennkraftmaschine.
4 zeigt einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes hydraulisches Ventil.

The state of the art with reference to three figures and the invention with reference to a fourth figure are explained in more detail below.

1 shows a hydraulic circuit diagram for a piston cooling according to the prior art.
2 shows a plan view of a hydraulic valve and an electromechanical valve according to the prior art.
3 shows a plan view of an oil supply device for an internal combustion engine.
4 shows a section through a hydraulic valve according to the invention.

1 zeigt ein hydraulisches Schaltbild für eine Ölversorgungseinrichtung 1 für eine Kolbenkühlung gemäß dem Stand der Technik. Ein Hauptölkanal 2 beaufschlägt ein hydraulisches Ventil 3 und ein elektromechanisches Ventil 10 mit einem Öldruck. Über einem definierten Öldruck in dem Hauptölkanal 2 öffnet das hydraulische Ventil 3 und versorgt einen Kolbenkühlkanal 4 mit Öl. Ausgehend vom Kolbenkühlkanal 4 wird die geförderte Ölmenge auf zumindest eine Ölspritzdüse 5, im vorliegenden Fall sechs Ölspritzdüsen, wobei die fünf weitern nicht beziffert sind, weitergeleitet und aufgeteilt. Mit diesen Ölspritzdüsen 5 werden nicht dargestellte Kolben einer Hubkolben-Brennkraftmaschine von unten mit Öl angespritzt und gekühlt. 1 shows a hydraulic circuit diagram for an oil supply device 1 for a piston cooling according to the prior art. A main oil channel 2 acts on a hydraulic valve 3 and an electromechanical valve 10 with an oil pressure. Over a defined oil pressure in the main oil channel 2 opens the hydraulic valve 3 and supplies a piston cooling channel 4 with oil. Starting from the piston cooling channel 4 the amount of oil delivered to at least one oil spray nozzle 5 , in the present case, six oil spray nozzles, the five not further quantified, forwarded and split. With these oil spray nozzles 5 Unillustrated pistons of a reciprocating internal combustion engine are molded from below with oil and cooled.

In 1 ist das elektromechanische Ventil 10 in einer Sperrstellung. Wird es durch Bestromung gegen eine Federkraft einer nicht bezifferten Feder in eine Offenstellung geschalten, dann wird Öl, welches aus dem Hauptölkanal 2 kommt, durch das elektromechanische Ventil 10 durch einen gestrichelten Kanal in das Hydraulische Ventil 3 gefördert und wirkt dort auf einen in 4 dargestellten hydraulischen Kolben 7. Dieser verschließt eine in 4 dargestellt erste Bohrung 9 des hydraulischen Ventils 3, sodass der Kolbenkühlkanal 4 nicht mehr mit Öl beaufschlagt wird. Somit gibt es im Stand der Technik nur die Zustände Kolbenkühlung an oder Kolbenkühlung aus.In 1 is the electromechanical valve 10 in a locked position. If it is switched by energizing against a spring force of an unnumbered spring in an open position, then oil, which from the main oil passage 2 comes through the electromechanical valve 10 through a dashed channel in the hydraulic valve 3 promoted and works there on a in 4 illustrated hydraulic piston 7 , This closes a in 4 illustrated first hole 9 of the hydraulic valve 3 so that the piston cooling channel 4 is no longer charged with oil. Thus, in the prior art, only the states of piston cooling or piston cooling exist.

2 zeigt eine Aufsicht auf das hydraulische Ventil 3 und das elektromechanische Ventil 10. Hierbei handelt es sich um bekannte Konstruktionsausführungen. Ersichtlich ist wieder der Hauptölkanal 2, der sowohl das hydraulische Ventil 3 als auch das elektromechanische Ventil 10 mit Öldruck beaufschlagt. Wird, wie bereits zu 1 erläutert, das elektromagnetische Ventil 10 geöffnet dann strömt durch das elektromagnetische Ventil 10 Öl durch die gestrichelt dargestellte Leitung in eine in 4 erkennbare Kammer 8 des hydraulischen Ventils 3 und schließt mit dem hydraulischen Kolben 7 den Öldurchfluss durch das hydraulische Ventil 3. 2 shows a plan view of the hydraulic valve 3 and the electromechanical valve 10 , These are known construction designs. Visible again is the main oil channel 2 , which is both the hydraulic valve 3 as well as the electromechanical valve 10 pressurized with oil pressure. Will, as already 1 explains the electromagnetic valve 10 opened then flows through the electromagnetic valve 10 Oil through the dashed line shown in a 4 recognizable chamber 8th of the hydraulic valve 3 and closes with the hydraulic piston 7 the oil flow through the hydraulic valve 3 ,

Wird das elektromagnetische Ventil 10 geschlossen, dann liegt in der Kammer 8 des hydraulischen Ventils 3 kein Öldruck mehr an und das hydraulische Ventil 3 wird geöffnet.Will the electromagnetic valve 10 closed, then lies in the chamber 8th of the hydraulic valve 3 no more oil pressure and the hydraulic valve 3 will be opened.

3 zeigt eine Aufsicht auf eine Ölversorgungseinrichtung 1 für eine Hubkolben-Brennkraftmaschine gemäß dem Stand der Technik. Hierbei kann es sich um eine Hubkolben-Brennkraftmaschine handeln, die nach dem Otto-Prinzip oder dem Dieselprinzip arbeitet. Dargestellt ist eine Ölgallerie mit den wichtigsten, aber nicht allen Verbrauchern der Hubkolben-Brennkraftmaschine. 3 shows a plan view of an oil supply device 1 for a reciprocating internal combustion engine according to the prior art. This may be a reciprocating internal combustion engine, which operates on the Otto principle or the diesel principle. Shown is an oil gallery with the most important, but not all consumers of reciprocating internal combustion engine.

Eine Ölpumpe 12 fördert Öl aus einem nicht dargestellten Öltank in die Ölgallerie. Das Öl wird zuerst in den Hauptölkanal 2 gefördert. Eine Förderrichtung des Öls ist mit einem Pfeil dargestellt. Ausgehend vom Hauptölkanal 2 werden im vorliegenden Ausführungsbeispiel sechs Kurbelwellenlager 13 geschmiert, von denen nur ein einziges beziffert ist. Darüber hinaus wird ausgehend von dem Hauptölkanal 2 ein Ventiltrieb 14 geschmiert, dessen Einzelbestandteile nicht weiter beziffert sind. In diesem Hauptölkanal 2 sind auch das hydraulische Ventil 3 und das elektromagnetische Ventil 10 zum Schalten der Kolbenkühlung angeordnet. Hydraulisch verschalten sind das elektromagnetische Ventil 10 und das hydraulische Ventil 3 wie unter 1 und unter 2 beschrieben. Nach dem elektromagnetischen Ventil 10 und dem hydraulischen Ventil 3 ist das Öl in den Kolbenkühlkanal 4 und weiter durch sechs Ölspritzdüsen 5, von denen nur ein einziges beziffert ist, förderbar.An oil pump 12 Promotes oil from an oil tank, not shown in the oil gallery. The oil is first in the main oil channel 2 promoted. A conveying direction of the oil is shown by an arrow. Starting from the main oil channel 2 become in the present embodiment, six crankshaft bearings 13 lubricated, of which only one is quantified. In addition, starting from the main oil channel 2 a valve train 14 lubricated, the individual components are not further quantified. In this main oil channel 2 are also the hydraulic valve 3 and the electromagnetic valve 10 arranged to switch the piston cooling. Hydraulically interconnected are the electromagnetic valve 10 and the hydraulic valve 3 as under 1 and under 2 described. After the electromagnetic valve 10 and the hydraulic valve 3 is the oil in the piston cooling channel 4 and on through six oil spray nozzles 5 , of which only one is quantified, eligible.

4 zeigt einen Schnitt durch ein hydraulisches Ventil 3 wie es in der Erfindung zum Einsatz kommt. Das hydraulische Ventil 3 weist ein Ventilgehäuse 6 auf, an das ein Montageflansch 17 angeordnet ist. Zur Abdichtung des hydraulischen Ventils 3 gegenüber den Öl führenden Leitungen oder Maschinengehäusen sind vier Dichtungen 16, im vorliegenden Fall O-Ring-Dichtungen vorgesehen, die radial um das Ventilgehäuse 6 herum angeordnet sind. In dem Ventilgehäuse 6 befindet sich eine hydraulische Kammer 8, die radial von dem Ventilgehäuse 6 und axial einerseits von einem Verschlusselement 19 und andererseits von einem hydraulischen Kolben 7 begrenzt ist. Der hydraulische Kolben 7 ist schiebebeweglich gegen die Federkraft einer Feder 15 verschiebbar. Die Feder 15 ist einerseits an dem Verschlusselement 19 und andererseits an einer Innenfläche des hydraulischen Kolbens 7 abgestützt. 4 shows a section through a hydraulic valve 3 as used in the invention. The hydraulic valve 3 has a valve housing 6 on, to which a mounting flange 17 is arranged. For sealing the hydraulic valve 3 opposite the oil-carrying lines or machine housings are four seals 16 , in the present case provided O-ring seals, which are radially around the valve body 6 are arranged around. In the valve housing 6 there is a hydraulic chamber 8th extending radially from the valve body 6 and axially on the one hand by a closure element 19 and on the other hand by a hydraulic piston 7 is limited. The hydraulic piston 7 is sliding against the spring force of a spring 15 displaceable. The feather 15 on the one hand on the closure element 19 and on the other hand on an inner surface of the hydraulic piston 7 supported.

Das hydraulische Ventil 3 ist von rechts aus dem Hauptölkanal 2 mit Öl beschickbar. Wird der Kolben ganz nach links gedrückt, dann öffnet sich eine Bohrung 9 und Schmieröl kann wie mit zwei Pfeilen dargestellt ist, durch die erste Bohrung 9 in den Kolbenkühlkanal 4 gefördert werden. Dieser Zustand liegt vor, wenn das elektromagnetische Ventil 10 ausgeschalten ist. Wird das elektromagnetische Ventil 10 auf Durchfluss geschalten, dann wird Öl durch eine Bohrung 18 in dem Ventilgehäuse 8 in die Kammer 8 gefördert und verschiebt den Kolben nach rechts, so dass Schmieröl nur noch durch die erfindungsgemäße zweite Bohrung 11 in den Kolbenkühlkanal gefördert werden kann.The hydraulic valve 3 is from the right of the main oil channel 2 fed with oil. If the piston is pressed all the way to the left, then a hole opens 9 and lubricating oil can be as shown with two arrows, through the first hole 9 in the piston cooling channel 4 be encouraged. This condition exists when the electromagnetic valve 10 is turned off. Will the electromagnetic valve 10 switched to flow, then oil through a hole 18 in the valve housing 8th in the chamber 8th promoted and moves the piston to the right, so that lubricating oil only through the second bore according to the invention 11 can be promoted in the piston cooling channel.

Dies ist eine Dauerkolbenkühlung, wie sie insbesondere für Stahlkolben benötigt wird. Reicht diese Öldurchflussmenge nicht mehr aus, um die Kolben der Hubkolben-Brennkraftmaschine hinreichend zu kühlen, dann wird das elektromagnetische Ventil 10 auf „keinen Durchfluss geschalten“, der hydraulische Kolben 7 wird von dem Öldruck nach links verschoben und die erste Bohrung 9 wird freigegeben, um eine maximale Kühlung der Stahlkolben zu erreichen.This is a continuous piston cooling, as required in particular for steel pistons. If this oil flow rate is no longer sufficient to adequately cool the pistons of the reciprocating internal combustion engine, then the electromagnetic valve 10 switched to "no flow", the hydraulic piston 7 is shifted by the oil pressure to the left and the first hole 9 is released to achieve maximum cooling of the steel pistons.

Bevorzugt weist die zweite Bohrung 11 einen kleineren Querschnitt auf als die erste Bohrung 9. Hierbei ist die zweite Bohrung 11 derart dimensioniert, dass in dem Auslegungspunkt der Ölpumpe 12 eine ausreichende Kolbenkühlung gewährleistet ist. Wie groß dieser Querschnitt in der Realität ist, richtet sich nach der Größe der verwendeten Brennkraftmaschine und deren thermischen Eigenschaften. Auch kann das Ventilgehäuse 6 mehrere am Umfang verteilte erste und/oder zweite Bohrungen 9, 11 aufweisen.Preferably, the second bore 11 a smaller cross-section than the first hole 9 , Here is the second hole 11 dimensioned such that in the design point of the oil pump 12 a sufficient piston cooling is ensured. How big this cross-section is in reality depends on the size of the internal combustion engine used and its thermal properties. Also, the valve body 6 several circumferentially distributed first and / or second holes 9 . 11 exhibit.

Der Querschnitt der zweiten Bohrung 11 ist somit derart ausgelegt, dass im Auslegungspunkt der Ölpumpe 12 gerade genug Kühlölmenge durch das hydraulische Ventil in den Kolbenkühlkanal 4 strömt und eine ausreichende Kolbenkühlung gewährleistet ist. Speziell in zyklusrelevanten Bereichen kann somit die Antriebsleistung der Ölpumpe 12 durch die mögliche Schaltstrategie auf ein Minimum reduziert werden. In den Bereichen, in denen mehr Kolbenkühlung benötigt wird (ab mittlerer Last der Brennkraftmaschine), wird das elektromagnetische Ventil 10 geschlossen und der volle Ölvolumenstrom wird freigegeben. Dies geschieht durch Ausschalten des elektromagnetischen Ventils 10. Die Auslegung der Ölpumpengröße kann somit hinsichtlich CO₂, bzw. Kraftstoffverbrauch optimiert werden.The cross section of the second hole 11 is thus designed so that in the design point of the oil pump 12 just enough amount of cooling oil through the hydraulic valve in the piston cooling channel 4 flows and a sufficient piston cooling is ensured. Thus, especially in cycle-relevant areas, the drive power of the oil pump 12 be reduced to a minimum by the possible switching strategy. In the areas where more piston cooling is needed (from the middle load of the engine), the electromagnetic valve 10 closed and the full oil flow is released. This is done by switching off the electromagnetic valve 10 , The design of the oil pump size can thus be optimized in terms of CO ₂ , or fuel consumption.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: ÖlversorgungseinrichtungOil supply
22: HauptölkanalMain oil
33: hydraulisches Ventilhydraulic valve
44: KolbenkühlkanalPiston cooling channel
5.5th: ÖlspritzdüseOil spray nozzle
6.6th: Ventilgehäusevalve housing
7.7th: hydraulischer Kolbenhydraulic piston
8.8th.: Kammerchamber
9.9th: erste Bohrungfirst hole
10.10th: elektromechanisches Ventilelectromechanical valve
11.11th: zweite Bohrungsecond hole
12.12th: Ölpumpeoil pump
13.13th: Kurbelwellenlagercrankshaft bearings
14.14th: Ventiltriebvalve train
15.15th: Federfeather
16.16th: Dichtungpoetry
17.17th: Montageflanschmounting flange
18.18th: Befüllbohrungfilling bore
19.19th: Verschlusselementclosure element

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102009006963 A1 [0002]
DE 102012211060 A1 [0003]
DE 10323734 A1 [0004]

Claims

Reciprocating internal combustion engine with an oil supply device (1) for a piston cooling, with a main oil passage (2) via a hydraulic valve (3) with a piston cooling passage (4) with at least one oil spray nozzle (5) is connectable, wherein an oil pressure in the main oil passage ( 2) acts on a slidingly movable in a valve housing (6) of the hydraulic valve (3) arranged hydraulic piston (7) against a spring force of a, in a hydraulic chamber (8) arranged spring (15) and the hydraulic piston (7) at a Oil pressure greater than the spring force in the direction of the spring (9) shifts and the hydraulic piston (7) a first bore (9) in the valve housing (6) releases, which connects the main oil passage (2) with the piston cooling channel (4) leading oil, wherein an electromechanical valve (10) is provided, with which the main oil passage (2) and the chamber (8) oil leading connectable, characterized in that the valve housing (6) has a second Bohr ung (11) which connects the main oil passage (2) and the piston cooling passage (4) leading oil when in the chamber (8) of the oil pressure and the spring pressure on the hydraulic piston (7) act.

Reciprocating internal combustion engine after Claim 1 , characterized in that the second bore (11) has a smaller cross-section than the first bore (9).

Reciprocating internal combustion engine after Claim 1 or 2 , characterized in that the second bore (11) is dimensioned such that in a design point of an oil pump (12) sufficient piston cooling is ensured.