DE102021114978B4

DE102021114978B4 - Internal combustion engine with piston cooling device

Info

Publication number: DE102021114978B4
Application number: DE102021114978.9A
Authority: DE
Inventors: Daniel Machold; Robert Pöschl; Andreas Ennemoser; Günter Häusl
Original assignee: AVL List GmbH
Current assignee: AVL List GmbH
Priority date: 2020-06-10
Filing date: 2021-06-10
Publication date: 2024-01-04
Anticipated expiration: 2041-06-11
Also published as: DE102021114978A1; AT523279B1; AT523279A4

Abstract

Brennkraftmaschine (100) mit zumindest einem Zylinder (2), in dem zumindest ein Kolben (3) hin- und herbewegbar angeordnet ist, wobei zur Kühlung des zumindest einen Kolbens (3) zumindest eine Kolbenkühleinrichtung (4) mit zumindest einem in den Zylinder (2) hineinragendem Ölführungselement (7) und zumindest einem Düsenelement (9) vorgesehen ist, wobei• innerhalb des Ölführungselements (7) zur Zuführung eines Kühlmediums zum Düsenelement (9) eine Sacklochausnehmung (8) mit einer durch eine Mittelachse (8a) der Sacklochausnehmung (8) und normal zu einer Zylinderachse (2a) verlaufenden Mittelebene (10) ausgeführt ist und die Sacklochausnehmung (8) eine erste Ausnehmungshälfte (81) auf einer dem Kolben (3) zugewandten Seite der Mittelebene (10) und eine zweite Ausnehmungshälfte (82) auf einer vom Kolben (3) abgewandten Seite der Mittelebene (10) aufweist, und• das Düsenelement (9) zumindest eine innerhalb der Sacklochausnehmung (8) angeordnete Düseneintrittsöffnung (91, 91') und zumindest eine mit der Düseneintrittsöffnung (91, 91') strömungsverbundene, auf eine einem Kurbelraum (5) zugewandte Kolbenunterseite (6) gerichtete Düsenaustrittsöffnung (92) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Düsenelement (9) zumindest so weit in die Sacklochausnehmung (8) hineinragt, dass sich die zumindest eine Düseneintrittsöffnung (91, 91') in der zweiten Ausnehmungshälfte (82) befindet und das Düsenelement (9) einen Düsenabstand (A1) von einem zylinderseitigen Ende (11) der Sacklochausnehmung (8) entfernt angeordnet ist, wobei der Düsenabstand (A1) zumindest gleich groß bemessen ist wie ein maximaler Innendurchmesser (D1) der Sacklochausnehmung (8).Internal combustion engine (100) with at least one cylinder (2), in which at least one piston (3) is arranged to be movable back and forth, with at least one piston cooling device (4) with at least one installed in the cylinder (3) for cooling the at least one piston (3). 2) protruding oil guide element (7) and at least one nozzle element (9) is provided, wherein • within the oil guide element (7) for supplying a cooling medium to the nozzle element (9) there is a blind hole recess (8) with a blind hole recess (8) through a central axis (8a) of the blind hole recess ( 8) and a central plane (10) running normal to a cylinder axis (2a) and the blind hole recess (8) has a first recess half (81) on a side of the central plane (10) facing the piston (3) and a second recess half (82) on a side of the central plane (10) facing away from the piston (3), and • the nozzle element (9) has at least one nozzle inlet opening (91, 91') arranged within the blind hole recess (8) and at least one with the nozzle inlet opening (91, 91' ) flow-connected nozzle outlet opening (92) directed towards a piston underside (6) facing a crank chamber (5), characterized in that the nozzle element (9) projects at least so far into the blind hole recess (8) that the at least one nozzle inlet opening (91 , 91 ') is located in the second recess half (82) and the nozzle element (9) is arranged a nozzle distance (A1) from a cylinder-side end (11) of the blind hole recess (8), the nozzle distance (A1) being at least the same size such as a maximum inner diameter (D1) of the blind hole recess (8).

Description

Die Erfindung betrifft ein Brennkraftmaschine mit zumindest einem Zylinder, in dem zumindest ein Kolben hin- und herbewegbar angeordnet ist, wobei zur Kühlung des zumindest einen Kolbens zumindest eine Kolbenkühleinrichtung mit zumindest einem in den Zylinder hineinragendem Ölführungselement und zumindest einem Düsenelement vorgesehen ist, wobei innerhalb des Ölführungselements zur Zuführung eines Kühlmediums zum Düsenelement eine Sacklochausnehmung mit einer durch eine Mittelachse der Sacklochausnehmung und normal zu einer Zylinderachse verlaufenden Mittelebene ausgeführt ist und die Sacklochausnehmung eine erste Ausnehmungshälfte auf einer dem Kolben zugewandten Seite der Mittelebene und eine zweite Ausnehmungshälfte auf einer vom Kolben abgewandten Seite der Mittelebene aufweist, und das Düsenelement zumindest eine innerhalb der Sacklochausnehmung angeordnete Düseneintrittsöffnung und zumindest eine mit der Düseneintrittsöffnung strömungsverbundene, auf eine einem Kurbelraum zugewandte Kolbenunterseite gerichtete Düsenaustrittsöffnung aufweist.The invention relates to an internal combustion engine with at least one cylinder, in which at least one piston is arranged to be movable back and forth, wherein at least one piston cooling device with at least one oil guide element projecting into the cylinder and at least one nozzle element is provided for cooling the at least one piston, wherein within the Oil guide element for supplying a cooling medium to the nozzle element, a blind hole recess is designed with a central plane running through a central axis of the blind hole recess and normal to a cylinder axis and the blind hole recess has a first recess half on a side of the central plane facing the piston and a second recess half on a side facing away from the piston Central plane, and the nozzle element has at least one nozzle inlet opening arranged within the blind hole recess and at least one nozzle outlet opening which is flow-connected to the nozzle inlet opening and directed towards a piston underside facing a crank chamber.

Kolbenkühleinrichtungen mit Düsenelementen werden zur Kühlung und Schmierung von Kolben in Brennkraftmaschinen eingesetzt. Dabei wird üblicherweise Motoröl als Kühlmedium verwendet und es ist eine Ölspritzdüse vorgesehen, die ortsfest im Kurbelgehäuse angeordnet ist und von unten (bzw. aus Richtung der Kurbelwelle in Richtung des Zylinderkopfes) in den Bereich des Kolbenbodens Öl einbringt. Das Öl kühlt die Kolbenkrone und den Kolben und läuft dann im Inneren des Kolbens in Richtung der Pleuelstange in einen Kurbelraum zurück an einem Kolbenbolzenlager vorbei, das dadurch geschmiert und ebenfalls gekühlt wird. Dabei ist es unabdingbar, dass das Kühlmedium möglichst vollständig von dem Düsenelement zu dem bzw. in den Kolben gelangt, damit maximale Kühl- und Schmierwirkung erzielt wird.Piston cooling devices with nozzle elements are used to cool and lubricate pistons in internal combustion engines. Motor oil is usually used as the cooling medium and an oil spray nozzle is provided, which is arranged in a stationary manner in the crankcase and introduces oil into the area of the piston crown from below (or from the direction of the crankshaft in the direction of the cylinder head). The oil cools the piston crown and the piston and then runs inside the piston towards the connecting rod into a crank chamber back past a piston pin bearing, which is thereby lubricated and also cooled. It is essential that the cooling medium passes as completely as possible from the nozzle element to or into the piston so that maximum cooling and lubricating effect is achieved.

Aus der DE 23 43 655 A1 ist eine Kolbenkühldüse bekannt, welche in Richtung der Unterseite des Kolbens gerichtet ist, wobei die Düse an der zum Kolben weisenden Seite des Ölführungselementes aufgesetzt ist.From the DE 23 43 655 A1 A piston cooling nozzle is known, which is directed towards the underside of the piston, the nozzle being placed on the side of the oil guide element facing the piston.

Eine ähnliche Kolbenkühlung ist aus der FR 30 43 343 A1 bekannt, wobei die zum Kolben gerichtete Öffnung nur eine geringe Einschnürung aufweist.A similar piston cooling system is available from the FR 30 43 343 A1 known, with the opening facing the piston having only a slight constriction.

Auch die in der DE 21 26 499 A offenbarte Kolbenkühldüse ist lediglich am Außenumfang des seitlich in das Kurbelgehäuse ragenden Ölführungselement angesetzt. Wie Düse weist lediglich einen geringen Durchmesser auf.Also those in the DE 21 26 499 A The piston cooling nozzle disclosed is only attached to the outer circumference of the oil guide element which projects laterally into the crankcase. Like nozzle only has a small diameter.

Aus der DE 19 56 121 A ist ein Ölführungselement bekannt, das in das Kurbelgehäuse unterhalb des Kolbens ragt und an dessen zum Kolben weisenden Seite eine schmale Öffnung ausgebildet ist, die als Kolbenkühldüse dient.From the DE 19 56 121 A an oil guide element is known which projects into the crankcase below the piston and on the side facing the piston a narrow opening is formed which serves as a piston cooling nozzle.

Die DE 28 53 280 A1 beschreibt dazu eine Vollstrahldüse zur Kühlung eines Kolbens in einer Brennkraftmaschine. Diese Vollstrahldüse weist ein Gehäuse mit einer Sacklochausnehmung auf, an deren Ende ein Düsenmundstück in das Gehäuse quer zur Sacklochausnehmung in diese hineinragend eingesteckt ist. Das Düsenmundstück ist auf eine Kolbenbohrung im Kolben gerichtet, über die das als Kühlflüssigkeit verwendete Öl in den Kolben gelangt. Nachteilig an dieser Variante ist, dass durch eine derartige Anordnung Druckschwankungen und Verwirbelungen beim Eintritt eines Kühlmediums aus der Sacklochausnehmung in das Düsenmundstück entstehen. Die Störungen der Strömung durch dieses Düsenmundstück wirken sich in weiterer Folge stromabwärts des Düsenmundstücks negativ auf die Strömung und die Zielgenauigkeit des aus der Düse austretenden Kühlmediumstrahls aus. Zusätzlich wird bei Erhöhung des Drucks des Kühlmittels oder bei Erhöhung der Temperatur die Viskosität des Kühlmittels derart negativ beeinflusst, dass der Anteil des Kühlmittels, der seinen Zielort erreicht durch Verbreiterung des Strahls von einem Vollstrahl in Richtung eines Sprühstahls signifikant verringert wird.The DE 28 53 280 A1 describes a full jet nozzle for cooling a piston in an internal combustion engine. This full jet nozzle has a housing with a blind hole recess, at the end of which a nozzle mouthpiece is inserted into the housing transversely to the blind hole recess and projects into it. The nozzle mouthpiece is directed towards a piston bore in the piston, through which the oil used as coolant enters the piston. The disadvantage of this variant is that such an arrangement creates pressure fluctuations and turbulence when a cooling medium enters the nozzle mouthpiece from the blind hole recess. The disruptions to the flow through this nozzle mouthpiece subsequently have a negative effect downstream of the nozzle mouthpiece on the flow and the accuracy of the cooling medium jet emerging from the nozzle. In addition, when the pressure of the coolant is increased or the temperature is increased, the viscosity of the coolant is negatively affected in such a way that the proportion of the coolant that reaches its target location is significantly reduced by widening the jet from a solid jet in the direction of a spray jet.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Brennkraftmaschine mit einer verbesserten Kolbenkühlung bereitzustellen, bei der das Kühlmedium möglichst vollständig den Kolben erreicht.It is therefore an object of the present invention to provide an internal combustion engine with improved piston cooling, in which the cooling medium reaches the piston as completely as possible.

Diese Aufgabe wird durch die eingangs genannte Brennkraftmaschine erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Düsenelement zumindest so weit in die Sacklochausnehmung hineinragt, dass sich die zumindest eine Düseneintrittsöffnung in der zweiten Ausnehmungshälfte befindet und das Düsenelement einen Düsenabstand von einem zylinderseitigen Ende der Sacklochausnehmung entfernt angeordnet ist, wobei der Düsenabstand zumindest gleich groß bemessen ist wie ein maximaler Innendurchmesser der Sacklochausnehmung. Die Düsenachse, also die Längsachse des Düsenelements, ist normal orientiert zur Mittelachse der Sacklochausnehmung bzw. zur Mittelebene.This object is achieved according to the invention by the internal combustion engine mentioned at the outset in that the nozzle element projects at least so far into the blind hole recess that the at least one nozzle inlet opening is located in the second recess half and the nozzle element is arranged a nozzle distance from a cylinder-side end of the blind hole recess, whereby the nozzle distance is at least the same size as a maximum inner diameter of the blind hole recess. The nozzle axis, i.e. the longitudinal axis of the nozzle element, is oriented normally to the central axis of the blind hole recess or to the central plane.

Durch die erfindungsgemäße Ausführung kann das Kühlmedium in der Sacklochausnehmung das Düsenelement umströmen und möglichst störungsfrei in dieses eintreten, so dass sich ein fokussierter Strahl mit hohem „Targeting“ ergibt, das Kühlmedium also praktisch vollständig den Kolben an den vorgesehenen Stellen erreicht. Dabei konnten die Erfinder überraschenderweise feststellen, dass dieses vorteilhafte Verhalten mit mehr als 80 Prozent Zielgenauigkeit über ein weites Temperaturspektrum bzw. bei variierenden Öldruckniveaus erzielbar ist. Dadurch ist eine optimale, gezielte Kühlung möglich.Due to the design according to the invention, the cooling medium in the blind hole recess can flow around the nozzle element and enter it as smoothly as possible, so that a focused jet with high “targeting” results, i.e. the cooling medium practically completely reaches the piston at the intended locations. They were able to The inventors surprisingly found that this advantageous behavior can be achieved with more than 80 percent accuracy over a wide temperature range or at varying oil pressure levels. This enables optimal, targeted cooling.

Günstigerweise entspricht dabei der Düsenabstand zwischen Düsenelement und zylinderseitigem Ende der Sacklochausnehmung zumindest dem 1,25-Fachen des maximalen Innendurchmessers der Sacklochausnehmung, vorzugsweise dem 1,36-Fachen. Auf diese Weise werden eine ausreichende Umströmung und verwirbelungsfreies Eintreten in das Düsenelement erreicht.Conveniently, the nozzle distance between the nozzle element and the cylinder-side end of the blind hole recess corresponds to at least 1.25 times the maximum inner diameter of the blind hole recess, preferably 1.36 times. In this way, sufficient flow around and turbulence-free entry into the nozzle element are achieved.

Der Düsenabstand erstreckt sich dabei insbesondere zwischen dem zylinderseitigen Ende der Sacklochausnehmung und der Düsenachse des Düsenelements.The nozzle distance extends in particular between the cylinder-side end of the blind hole recess and the nozzle axis of the nozzle element.

In einer Variante ragt das Düsenelement so weit in die Sacklochausnehmung hinein, dass die zumindest eine innerhalb der Sacklochausnehmung angeordnete Düseneintrittsöffnung von der in Richtung einer Düsenachse der Düseneintrittsöffnung gegenüberliegenden Innenwandung der Sacklochausnehmung einen Eintrittsöffnungsabstand entfernt angeordnet ist, wobei der Eintrittsöffnungsabstand kleiner ist als die Hälfte des maximalen Innendurchmessers der Sacklochausnehmung. Dabei ist günstigerweise der Eintrittsöffnungsabstand so gewählt, dass die Querschnittsfläche des zwischen Düseneintrittsöffnung und Innenwandung der Sacklochausnehmung verbleibenden Spalts im Wesentlichen der Querschnittsfläche im Inneren des Düsenelements entspricht. Mit anderen Worten entspricht die Querschnittsfläche des zwischen Düseneintrittsöffnung und Innenwandung der Sacklochausnehmung verbleibenden Spalts im Wesentlichen dem Durchflussquerschnitt des Düsenelements. Insbesondere entspricht der Eintrittsöffnungsabstand etwa einem Siebentel des maximalen Innendurchmessers der Sacklochausnehmung und/oder zwischen 60 Prozent und 80 Prozent eines maximalen Düseninnendurchmessers des Düsenelements.In a variant, the nozzle element projects so far into the blind hole recess that the at least one nozzle inlet opening arranged within the blind hole recess is arranged an inlet opening distance away from the inner wall of the blind hole recess opposite the nozzle inlet opening in the direction of a nozzle axis, the inlet opening distance being smaller than half of the maximum Inner diameter of the blind hole recess. The inlet opening distance is advantageously selected so that the cross-sectional area of the gap remaining between the nozzle inlet opening and the inner wall of the blind hole recess essentially corresponds to the cross-sectional area in the interior of the nozzle element. In other words, the cross-sectional area of the gap remaining between the nozzle inlet opening and the inner wall of the blind hole recess essentially corresponds to the flow cross section of the nozzle element. In particular, the inlet opening distance corresponds to approximately one seventh of the maximum inside diameter of the blind hole recess and/or between 60 percent and 80 percent of a maximum nozzle inside diameter of the nozzle element.

Durch das Vorsehen des Eintrittsöffnungsabstands wird eine weitere Reduktion möglicher Verwirbelungen beim Eintreten des Kühlmediums in das Düsenelement erreicht, da der Großteil des in der Sacklochausnehmung strömenden Kühlmediums in geodätischer Sicht oberhalb der Düseneintrittsöffnung vorbeiströmt und damit gleichmäßig von allen Seiten in die Düseneintrittsöffnung geführt wird. Durch das Abgleichen des Spalts mit der Querschnittsfläche im Inneren des Düsenelements können Druckverluste im Düsenelement und damit eine nachteilige Beeinflussung der Strahlqualität nach der Düsenaustrittsöffnung verhindert werden.By providing the inlet opening distance, a further reduction in possible turbulence when the cooling medium enters the nozzle element is achieved, since the majority of the cooling medium flowing in the blind hole recess flows past above the nozzle inlet opening in a geodetic view and is thus guided evenly into the nozzle inlet opening from all sides. By aligning the gap with the cross-sectional area inside the nozzle element, pressure losses in the nozzle element and thus a detrimental influence on the jet quality after the nozzle outlet opening can be prevented.

In einer weiteren Variante der Erfindung entspricht eine Düsenlänge der Düse zumindest dem 1,8-fachen, vorzugsweise dem 2-fachen des maximalen Innendurchmessers der Sacklochausnehmung. Durch diese Ausführung der Düsenlänge können etwaige am eingangsseitigen Ende des Düsenelements noch vorhandene Turbulenzen und Verwirbelungen des Kühlmediums beruhigt und ein möglichst störungsfreies Austreten aus der Düsenaustrittsöffnung erreicht werden.In a further variant of the invention, a nozzle length of the nozzle corresponds to at least 1.8 times, preferably 2 times, the maximum inner diameter of the blind hole recess. This design of the nozzle length makes it possible to calm down any turbulence and turbulence of the cooling medium that may still be present at the inlet end of the nozzle element and to achieve the most trouble-free exit from the nozzle outlet opening.

Vorteilhafterweise ist das Düsenelement im Wesentlichen rohrförmig ausgebildet und die Düseneintrittsöffnung und die Düsenaustrittsöffnung sind an gegenüberliegenden Enden des rohrförmigen Düsenelements angeordnet. Unter rohrförmig ist hier insbesondere eine im Wesentlichen zylindrische Ausführung zu verstehen, mit überwiegend konstantem Innendurchmesser. Das gegenüberliegende Anordnen von Düseneintritts- und -austrittsöffnung bedeutet, dass die Flächennormalen der Öffnungen im Wesentlichen parallel zur Düsenachse sind bzw. mit dieser zusammenfallen. Ein solches Düsenelement ist einfach in der Fertigung und kann ohne großen Aufwand in dem Ölführungselement montiert werden. Beispielsweise kann es in eine zur Sacklochausnehmung reichende Öffnung eingesteckt, eingepresst, eingeklebt oder eingeschraubt werden oder in ein Trägerelement eingepresst oder geklebt werden, das seinerseits in der Öffnung im Ölführungselement montiert wird.Advantageously, the nozzle element is essentially tubular and the nozzle inlet opening and the nozzle outlet opening are arranged at opposite ends of the tubular nozzle element. Here, tubular is understood to mean, in particular, a substantially cylindrical design with a predominantly constant inner diameter. Arranging the nozzle inlet and outlet openings opposite each other means that the surface normals of the openings are essentially parallel to the nozzle axis or coincide with it. Such a nozzle element is easy to manufacture and can be mounted in the oil guide element without much effort. For example, it can be inserted, pressed, glued or screwed into an opening reaching the blind hole recess, or pressed or glued into a carrier element, which in turn is mounted in the opening in the oil guide element.

In einer weiteren Ausführungsform ist das Düsenelement im Wesentlichen rohrförmig ausgebildet, wobei das der Düsenaustrittsöffnung gegenüberliegende Ende der rohrförmigen Düse verschlossen und die zumindest eine Düseneintrittsöffnung in der Seitenwand des Düsenelements ausgeführt ist. Mit anderen Worten ist hier die Düsenaustrittsöffnung an einem Ende des Düsenelements angeordnet und deren Flächennormale ist im Wesentlichen parallel zu der Düsenachse bzw. fällt mit dieser zusammen, während die Düseneintrittsöffnung nicht am gegenüberliegenden Ende des Düsenelements ausgeführt ist. Vielmehr ist die zumindest eine Düseneintrittsöffnung in einer Art ausgeführt, bei der die Flächennormale der Öffnung geneigt, insbesondere normal zur Düsenachse verläuft.In a further embodiment, the nozzle element is essentially tubular, the end of the tubular nozzle opposite the nozzle outlet opening being closed and the at least one nozzle inlet opening being designed in the side wall of the nozzle element. In other words, here the nozzle outlet opening is arranged at one end of the nozzle element and its surface normal is essentially parallel to the nozzle axis or coincides with it, while the nozzle inlet opening is not designed at the opposite end of the nozzle element. Rather, the at least one nozzle inlet opening is designed in such a way that the surface normal of the opening is inclined, in particular normal to the nozzle axis.

Günstigerweise ragt bei dieser Ausführungsform das Düsenelement so weit in die Sacklochausnehmung hinein, dass das der Düsenaustrittsöffnung gegenüberliegende Ende der rohrförmigen Düse an der Innenwandung der Sacklochausnehmung aufliegt, wobei vorzugsweise das der Düsenaustrittsöffnung gegenüberliegende Ende der rohrförmigen Düse durch die Innenwandung der Sacklochausnehmung verschlossen wird. Dadurch ist insbesondere eine einfache Montage möglich, da das Düsenelement einfach so weit in das Ölführungselement hineingesteckt wird, bis es an der Innenwandung der Sacklochausnehmung ansteht. In einer Variante weist dabei die Düse mehrere über ihren Umfang gleichmäßig verteilte Düseneintrittsöffnungen auf. Vorteilhafterweise sind sechs Düseneintrittsöffnungen vorgesehen. Diese können dabei hinsichtlich der Düsenachse auf gleicher Höhe liegen oder höhenmäßig versetzt zueinander angeordnet sein. Günstigerweise entspricht dabei die Summe der Querschnittsflächen der Düseneintrittsöffnungen im Wesentlichen der Querschnittsfläche im Inneren des Düsenelements. Dabei ist die eine bzw. sind die mehreren Düseneintrittsöffnungen in einem Bereich des Düsenelements ausgeführt, der sich in der zweiten Ausnehmungshälfte befindet.Advantageously, in this embodiment, the nozzle element projects so far into the blind hole recess that the end of the tubular nozzle opposite the nozzle outlet opening rests on the inner wall of the blind hole recess, wherein preferably the end of the tubular nozzle opposite the nozzle outlet opening is closed by the inner wall of the blind hole recess. This makes installation particularly easy because the nozzle element ment is simply inserted into the oil guide element until it rests on the inner wall of the blind hole recess. In one variant, the nozzle has several nozzle inlet openings evenly distributed over its circumference. Six nozzle inlet openings are advantageously provided. These can be at the same height with respect to the nozzle axis or can be arranged with a height offset from one another. Advantageously, the sum of the cross-sectional areas of the nozzle inlet openings essentially corresponds to the cross-sectional area inside the nozzle element. The one or more nozzle inlet openings are designed in an area of the nozzle element that is located in the second half of the recess.

In einer weiteren Variante der Erfindung weist das Düsenelement in seinem Verlauf zwischen der zumindest einen Düseneintrittsöffnung und der Düsenaustrittsöffnung zumindest eine Verengungsstelle mit einem Verengungsdurchmesser auf, wobei der Verengungsdurchmesser kleiner ist als der Düseninnendurchmessers, wobei vorzugsweise der Verengungsdurchmesser zwischen 60 Prozent und 80 Prozent des Düseninnendurchmessers beträgt. Günstigerweise bildet die Düsenaustrittsöffnung die Verengungsstelle, wobei vorzugsweise das Düsenelement entlang der Düsenachse in Richtung der Düseneintrittsöffnung vom Düseninnendurchmesser zum Verengungsdurchmesser konisch zusammenlaufend ausgeführt ist. Durch diese Variante lässt sich eine Strömungsbeeinflussung, insbesondere - beschleunigung, im Bereich der Düsenaustrittsöffnung erreichen, die je nach Anwendung der erfindungsgemäßen Lösung von Vorteil sein kann. In noch einer weiteren Variante ist zur zusätzlichen Beeinflussung der Strömungsverhältnisse des Kühlmediums innerhalb des Düsenelements zwischen der zumindest einen Düseneintrittsöffnung und der Düsenaustrittsöffnung zumindest ein Strömungsgleichrichterelement angeordnet. Vorteilhafterweise ist dabei das Strömungsgleichrichterelement konzentrisch zur Düsenaustrittsöffnung innerhalb des Düsenelements angeordnet - mit anderen Worten fällt eine Mittel- bzw. Symmetrieachse des Strömungsgleichrichterelements mit dem Mittelpunkt der Düsenaustrittsöffnung und/oder der Düsenachse zusammen.In a further variant of the invention, the nozzle element has at least one constriction point with a constriction diameter in its course between the at least one nozzle inlet opening and the nozzle outlet opening, the constriction diameter being smaller than the nozzle inner diameter, the constriction diameter preferably being between 60 percent and 80 percent of the nozzle inner diameter . Conveniently, the nozzle outlet opening forms the constriction point, with the nozzle element preferably being designed to converge conically along the nozzle axis in the direction of the nozzle inlet opening from the nozzle inner diameter to the constriction diameter. This variant makes it possible to influence the flow, in particular acceleration, in the area of the nozzle outlet opening, which can be advantageous depending on the application of the solution according to the invention. In yet another variant, at least one flow straightener element is arranged between the at least one nozzle inlet opening and the nozzle outlet opening in order to additionally influence the flow conditions of the cooling medium within the nozzle element. Advantageously, the flow straightener element is arranged concentrically to the nozzle outlet opening within the nozzle element - in other words, a central or symmetry axis of the flow straightener element coincides with the center of the nozzle outlet opening and/or the nozzle axis.

In weiterer Folge wird die Erfindung anhand von nicht einschränkenden Ausführungsbeispielen, die in den Figuren dargestellt sind, näher erläutert. Darin zeigen:

1 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Bren n kraftmaschine;
2 eine Schnittansicht eines Zylinders der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine mit einem Kolben und einer Kolbenkühleinrichtung;
3a eine Schnittansicht einer ersten Ausführung einer Kolbenkühleinrichtung;
3b eine Schnittansicht der ersten Ausführung entlang einer Linie Q-Q in 3a;
4a eine Schnittansicht einer zweiten Ausführung der Kolbenkühleinrichtung;
4b ein Detail aus der zweiten Ausführung in 4a in perspektivischer Ansicht;
5 ein Düsenelement in einer Variante mit Strömungsgleichrichter in einer Draufsicht; und
6 eine Variante eines Düsenelements mit Verengungsstelle.

The invention is subsequently explained in more detail using non-limiting exemplary embodiments which are shown in the figures. Show in it:

1 a schematic view of a combustion engine according to the invention;
2 a sectional view of a cylinder of the internal combustion engine according to the invention with a piston and a piston cooling device;
3a a sectional view of a first embodiment of a piston cooling device;
3b a sectional view of the first embodiment along a line QQ in 3a ;
4a a sectional view of a second embodiment of the piston cooling device;
4b a detail from the second version in 4a in perspective view;
5 a nozzle element in a variant with a flow straightener in a top view; and
6 a variant of a nozzle element with a constriction point.

In den nachfolgenden Ausführungen sind aus Gründen der Übersichtlichkeit gleiche Elemente in verschiedenen Figuren mit dem gleichen Bezugszeichen versehen.In the following explanations, for reasons of clarity, the same elements in different figures are given the same reference numerals.

1 zeigt in schematischer Ansicht eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine 100 mit einem Zylinderblock 101 und einem darauf aufgesetzten Zylinderkopf 102. Im Zylinderblock 101 sind vier Zylinder 2 ausgebildet, in denen je ein Kolben 3 hin- und herbewegbar angeordnet ist. Zur Kühlung der Kolben 3 ist je Zylinder 2 eine Kolbenkühleinrichtung 4 vorgesehen. Die Versorgung der Kolbenkühleinrichtungen 4 mit Kühlmedium - hier beispielsweise Motoröl aus dem Ölsystem der Brennkraftmaschine 100 - ist nicht dargestellt. Während 1 ein Ausführungsbeispiel mit vier Zylindern 2 zeigt ist die Erfindung auch auf Brennkraftmaschinen 100 mit mehr oder weniger Zylindern 2 anwendbar. Auch muss nicht jeder Zylinder 2 mit einer Kolbenkühleinrichtung 4 versehen sein. 1 shows a schematic view of an internal combustion engine 100 according to the invention with a cylinder block 101 and a cylinder head 102 placed thereon. Four cylinders 2 are formed in the cylinder block 101, in each of which a piston 3 is arranged so that it can be moved back and forth. A piston cooling device 4 is provided for each cylinder 2 to cool the pistons 3. The supply of the piston cooling devices 4 with cooling medium - here, for example, engine oil from the oil system of the internal combustion engine 100 - is not shown. While 1 An exemplary embodiment with four cylinders 2 shows, the invention can also be applied to internal combustion engines 100 with more or fewer cylinders 2. Not every cylinder 2 has to be provided with a piston cooling device 4.

2 zeigt einen Schnitt eines Zylinders 2 im Zylinderblock 101 in etwas genauerer Ansicht. Der Zylinderblock 101 ist ohne Zylinderkopf 102 dargestellt. Der Kolben 3 ist entlang einer Zylinderachse 2a hin- und herbewegbar, wobei eine Kolbenunterseite 6 dem Kurbelraum 5 zugewandt ist. Die Kolbenkühleinrichtung 4 weist ein in den Zylinder 2 hineinragendes Ölführungselement 7 und ein Düsenelement 9 auf, wobei das Kühlmedium durch das Ölführungselement 7 zu dem Düsenelement 9 transportiert wird, was durch entsprechende Pfeile angedeutet ist. Das Düsenelement 9 ist im Wesentlichen parallel zur Zylinderachse 2a orientiert, ein aus dem Düsenelement 9 austretender Kühlmediumstrahl S0 ist auf die Kolbenunterseite 6 gerichtet. Im Kolben 3 vorgesehen Kühlstrukturen bzw. Ölgalerien sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt. 2 shows a section of a cylinder 2 in the cylinder block 101 in a somewhat more detailed view. The cylinder block 101 is shown without a cylinder head 102. The piston 3 can be moved back and forth along a cylinder axis 2a, with a piston underside 6 facing the crank chamber 5. The piston cooling device 4 has an oil guide element 7 projecting into the cylinder 2 and a nozzle element 9, the cooling medium being transported through the oil guide element 7 to the nozzle element 9, which is indicated by corresponding arrows. The nozzle element 9 is oriented essentially parallel to the cylinder axis 2a; a cooling medium jet S0 emerging from the nozzle element 9 is directed towards the piston underside 6. Cooling structures or oil galleries provided in the piston 3 are not shown for reasons of clarity.

3a zeigt eine Schnittansicht einer ersten Ausführung der Kolbenkühleinrichtung 4, wobei in 3b ein weiterer Schnitt entlang der Linie Q-Q in 3a dargestellt ist. In dem Ölführungselement 7 ist eine Sacklochausnehmung 8 ausgeführt, die an einem zylinderseitigen Ende 11 verschlossen ist. Die Sacklochausnehmung 8 kann beispielsweise als Bohrung ausgeführt werden. Die dem zylinderseitigen Ende 11 gegenüberliegende Öffnung der Sacklochausnehmung 8 ist mit dem Ölsystem der Brennkraftmaschine 100 verbunden und nicht weiter dargestellt. Nahe dem zylinderseitigen Ende 11 befindet sich das Düsenelement 9, das über ein Trägerelement 95 im Ölführungselement 7 montiert ist. Das Düsenelement 9 kann dabei im Trägerelement 95 eingepresst, eingeklebt oder verschraubt sind und das Trägerelement 95 kann auch gleiche Weise im Ölführungselement 7 montiert sein. Natürlich kann das Düsenelement 9 auch direkt in dem Ölführungselement 7 montiert sein. 3a shows a sectional view of a first embodiment of the piston cooling device 4, wherein in 3b another cut along the line QQ in 3a is shown. In the oil guide element 7 a blind hole recess 8 is designed, which is closed at a cylinder-side end 11. The blind hole recess 8 can be designed as a hole, for example. The opening of the blind hole recess 8 opposite the cylinder-side end 11 is connected to the oil system of the internal combustion engine 100 and is not shown further. Near the cylinder-side end 11 is the nozzle element 9, which is mounted in the oil guide element 7 via a support element 95. The nozzle element 9 can be pressed, glued or screwed into the carrier element 95 and the carrier element 95 can also be mounted in the oil guide element 7 in the same way. Of course, the nozzle element 9 can also be mounted directly in the oil guide element 7.

Eine der Längsachse entsprechende Düsenachse 9a des Düsenelements 9, die parallel zur Zylinderachse 2a verläuft, ist im Wesentlichen normal zu einer Mittelachse 8a der Sacklochausnehmung 8 orientiert. Der Abstand zwischen dem Düsenelement 9 und dem zylinderseitigen Ende 11 der Sacklochausnehmung 8 wird als Düsenabstand A1 bezeichnet und ist zumindest gleich groß bemessen wie der maximale Innendurchmesser D1 der Sacklochausnehmung. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Düsenabstand A1 größer als das 1,25-fache des Innendurchmessers D1 bemessen und beträgt das 1,36-fache des Innendurchmessers D1.A nozzle axis 9a of the nozzle element 9 corresponding to the longitudinal axis, which runs parallel to the cylinder axis 2a, is oriented essentially normal to a central axis 8a of the blind hole recess 8. The distance between the nozzle element 9 and the cylinder-side end 11 of the blind hole recess 8 is referred to as the nozzle distance A1 and is at least the same size as the maximum inner diameter D1 of the blind hole recess. In the exemplary embodiment shown, the nozzle distance A1 is larger than 1.25 times the inside diameter D1 and is 1.36 times the inside diameter D1.

Die Sacklochausnehmung 8 wird durch eine durch die Mittelachse 8a und normal zur Zylinderachse 2a verlaufende Mittelebene 10 in eine erste 81 und eine zweite Ausnehmungshälfte 82 unterteilt. Die erste Ausnehmungshälfte 81 befindet sich dabei auf einer dem Kolben 3 zugewandten Seite der Mittelebene 10 während sich die zweite Ausnehmungshälfte 82 auf einer vom Kolben 3 abgewandten Seite der Mittelebene 10 befindet.The blind hole recess 8 is divided into a first 81 and a second recess half 82 by a central plane 10 running through the central axis 8a and normal to the cylinder axis 2a. The first recess half 81 is located on a side of the central plane 10 facing the piston 3, while the second recess half 82 is located on a side of the central plane 10 facing away from the piston 3.

Gemäß dem in 3b dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Düsenelement 9 rohrförmig ausgebildet, wobei an gegenüberliegenden Enden eine Düseneintritts- 91 und eine Düsenaustrittsöffnung 92 angeordnet sind. Der Querschnitt des Düseninneren ist dabei entlang der Düsenachse 9a konstant ausgeführt. An der Düseneintrittsöffnung 91 strömt das Kühlmedium aus der Sacklochausnehmung 8 in das Düsenelement 9, an der Düsenaustrittsöffnung 92 tritt das Kühlmedium in Richtung Kolben 3 aus dem Düsenelement 9 aus. Zwischen Düseneintritts-91 und Düsenaustrittsöffnung 92 ist eine im Wesentlichen zylindrische Seitenwand 93 ausgeführt. Die Düsenlänge L2 des Düsenelements 9 entspricht zumindest dem 1,8-fachen, vorzugsweise dem 2-fachen des maximalen Innendurchmessers D1 der Sacklochausnehmung 8. Der maximale Düseninnendurchmessers D2 des Düsenelements 9 beträgt zumindest ein Viertel des Innendurchmessers D1 der Sacklochausnehmung 8.According to the in 3b In the exemplary embodiment shown, the nozzle element 9 is tubular, with a nozzle inlet opening 91 and a nozzle outlet opening 92 being arranged at opposite ends. The cross section of the nozzle interior is constant along the nozzle axis 9a. At the nozzle inlet opening 91, the cooling medium flows from the blind hole recess 8 into the nozzle element 9; at the nozzle outlet opening 92, the cooling medium exits the nozzle element 9 in the direction of the piston 3. A substantially cylindrical side wall 93 is designed between the nozzle inlet 91 and the nozzle outlet opening 92. The nozzle length L2 of the nozzle element 9 corresponds to at least 1.8 times, preferably 2 times, the maximum inner diameter D1 of the blind hole recess 8. The maximum nozzle inner diameter D2 of the nozzle element 9 is at least a quarter of the inner diameter D1 of the blind hole recess 8.

Das Düsenelement 9 ragt so weit in die Sacklochausnehmung 8 hinein, dass sich die Düseneintrittsöffnung 91 in der zweiten Ausnehmungshälfte 82 befindet. Wie in den 3a und 3b erkennbar ist verbleibt zwischen der innerhalb der Sacklochausnehmung 8 angeordneten Düseneintrittsöffnung 91 und der in Richtung der Düsenachse 9a der Düseneintrittsöffnung 91 gegenüberliegenden Innenwandung der Sacklochausnehmung 8 ein Abstand, der Eintrittsöffnungsabstand A2. Dieser Eintrittsöffnungsabstand A2 ist kleiner als die Hälfte des Innendurchmessers D1 des Sacklochausnehmung 8 und entspricht insbesondere einem Siebentel des maximalen Innendurchmessers D1 der Sacklochausnehmung 8 und/oder zwischen 60 Prozent und 80 Prozent eines maximalen Düseninnendurchmessers D2 des Düsenelements 9.The nozzle element 9 projects so far into the blind hole recess 8 that the nozzle inlet opening 91 is located in the second recess half 82. Like in the 3a and 3b As can be seen, a distance remains between the nozzle inlet opening 91 arranged within the blind hole recess 8 and the inner wall of the blind hole recess 8 opposite the nozzle axis 9a of the nozzle inlet opening 91, the inlet opening distance A2. This inlet opening distance A2 is smaller than half of the inner diameter D1 of the blind hole recess 8 and corresponds in particular to a seventh of the maximum inner diameter D1 of the blind hole recess 8 and / or between 60 percent and 80 percent of a maximum nozzle inner diameter D2 of the nozzle element 9.

Um einen Druckverlust innerhalb des Ölführungselements 7 bzw. des Düsenelements 9 möglichst gering zu halten ist es von Vorteil, wenn zusätzlich oder stattdessen die Querschnittsfläche des zwischen Düseneintrittsöffnung 91 und Innenwandung der Sacklochausnehmung 8 verbleibenden Spalts im Wesentlichen der Querschnittsfläche im Inneren des Düsenelements 9 entspricht. Der Spalt, der also rund um die Düsenachse 9a zwischen der Düsenwand 93 und der Innenwandung der Sacklochausnehmung 8 verbleibt, bzw. dessen Fläche, durch die Kühlmedium in das Düsenelement 9 eintritt, entspricht also dem Strömungsquerschnitt des Düsenelements 9.In order to keep a pressure loss within the oil guide element 7 or the nozzle element 9 as low as possible, it is advantageous if, in addition or instead, the cross-sectional area of the gap remaining between the nozzle inlet opening 91 and the inner wall of the blind hole recess 8 essentially corresponds to the cross-sectional area inside the nozzle element 9. The gap that remains around the nozzle axis 9a between the nozzle wall 93 and the inner wall of the blind hole recess 8, or its surface through which the cooling medium enters the nozzle element 9, corresponds to the flow cross section of the nozzle element 9.

4a zeigt eine Variante, bei der das Düsenelement 9 zwar ebenfalls rohrförmig ausgebildet ist, das der Düsenaustrittsöffnung 92 gegenüberliegende Ende des rohrförmigen Düsenelements 9 aber verschlossen ist und sich die zumindest eine Düseneintrittsöffnung 91 in der Seitenwand 93 des Düsenelements 9 im Bereich der der zweiten Ausnehmungshälfte 82 befindet. 4b zeigt ein derartiges Düsenelement 9, bei dem mehrere über ihren Umfang gleichmäßig verteilte Düseneintrittsöffnungen 91, 91' vorgesehen sind. Während nur zwei Düseneintrittsöffnungen 91, 91' in der Figur sichtbar sind können auch mehr, beispielsweise sechs derartige Öffnungen, vorgesehen sein. Die Düseneintrittsöffnungen 91, 91' sind hier auf einer Umfangslinie angeordnet, die in einer normal zur Düsenachse 9a verlaufenden Ebene liegt. Die Düseneintrittsöffnungen 91, 91' können auch entlang der Düsenachse 9a gegeneinander versetzt angeordnet sein. 4a shows a variant in which the nozzle element 9 is also tubular, but the end of the tubular nozzle element 9 opposite the nozzle outlet opening 92 is closed and the at least one nozzle inlet opening 91 is located in the side wall 93 of the nozzle element 9 in the area of the second recess half 82 . 4b shows such a nozzle element 9, in which several nozzle inlet openings 91, 91 'are provided which are evenly distributed over their circumference. While only two nozzle inlet openings 91, 91' are visible in the figure, more, for example six such openings, can also be provided. The nozzle inlet openings 91, 91' are arranged here on a circumferential line which lies in a plane normal to the nozzle axis 9a. The nozzle inlet openings 91, 91' can also be arranged offset from one another along the nozzle axis 9a.

Die Summe der mit Öffnungsdurchmesser D4 ausgeführten Eintrittsöffnungsflächen entspricht dabei wieder im Wesentlichen dem Strömungsquerschnitt des Düsenelements 9, um bestmöglichen Mediumtransport durch das Düsenelement 9 zu ermöglichen. Mit anderen Worten entspricht die Summe der Querschnittsflächen der Düseneintrittsöffnungen 91, 91' im Wesentlichen der Querschnittsfläche im Inneren des Düsenelements 9. 4b zeigt zwar Düseneintrittsöffnungen 91, 91' mit im Wesentlichen identischen Öffnungsgrößen, die Querschnittsflächen können aber auch unterschiedlich gewählt werden.The sum of the inlet opening areas designed with opening diameter D4 essentially corresponds to the flow cross section of the nozzle element 9 in order to achieve the best possible result To enable medium transport through the nozzle element 9. In other words, the sum of the cross-sectional areas of the nozzle inlet openings 91, 91' essentially corresponds to the cross-sectional area inside the nozzle element 9. 4b Although shows nozzle inlet openings 91, 91 'with essentially identical opening sizes, the cross-sectional areas can also be chosen differently.

Das der Düsenaustrittsöffnung 92 gegenüberliegende Ende des rohrförmigen Düsenelements 9 kann durch ein entsprechendes Deckelelement (nicht dargestellt) verschlossen sein. In der in 4a dargestellten Variante ragt das Düsenelement 9 so weit in die Sacklochausnehmung 8 hinein, dass es an der Innenwandung der Sacklochausnehmung 8 aufliegt, so dass das der Düsenaustrittsöffnung 92 gegenüberliegende Ende des rohrförmigen Düsenelements 9 durch die Innenwandung der Sacklochausnehmung 8 verschlossen wird. Es muss also kein zusätzlicher Verschluss mehr vorgesehen werden.The end of the tubular nozzle element 9 opposite the nozzle outlet opening 92 can be closed by a corresponding cover element (not shown). In the in 4a In the variant shown, the nozzle element 9 projects so far into the blind hole recess 8 that it rests on the inner wall of the blind hole recess 8, so that the end of the tubular nozzle element 9 opposite the nozzle outlet opening 92 is closed by the inner wall of the blind hole recess 8. There is therefore no longer any need to provide an additional closure.

Varianten zur Beeinflussung des Strömungsverlaufs sind in 5 und 6 dargestellt.Variants for influencing the flow pattern are available 5 and 6 shown.

5 zeigt eine Draufsicht auf ein Düsenelement 9, in dem ein Strömungsgleichrichterelement 14 angeordnet ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Strömungsgleichrichterelement 14 um ein Doppelrohr mit einem Querschnitt in Form einer liegenden Acht, deren Durchmesser im Wesentlichen dem Innendurchmesser D2 entspricht. Das Strömungsgleichrichterelement 14 ist dabei so angeordnet, dass es konzentrisch zum Düsenelement 8 positioniert ist, sein Mittelpunkt bzw. seine Mittelachse also mit der Düsenachse 9a (in 5 nicht eingezeichnet) zusammenfällt. Die Längserstreckung des Strömungsgleichrichterelements 14 kann im Prinzip beliebig gewählt werden, beträgt aber vorzugsweise zumindest 10 Prozent bis 20 Prozent der Düsenlänge L2. 5 shows a top view of a nozzle element 9, in which a flow straightener element 14 is arranged. In the exemplary embodiment shown, the flow straightener element 14 is a double tube with a cross section in the form of a horizontal figure eight, the diameter of which essentially corresponds to the inner diameter D2. The flow straightener element 14 is arranged in such a way that it is positioned concentrically to the nozzle element 8, so that its center or its central axis is aligned with the nozzle axis 9a (in 5 not shown). The longitudinal extent of the flow straightener element 14 can in principle be chosen arbitrarily, but is preferably at least 10 percent to 20 percent of the nozzle length L2.

In einer Variante, von der 6 ein Ausführungsbeispiel zeigt, weist das Düsenelement 9 in seinem Verlauf zwischen der Düseneintritts- 91 und Düsenaustrittsöffnung 92 zumindest eine Verengungsstelle 94 auf, an der der Querschnitt kleiner ist als im Rest des Düsenelements 9. Die Verengungsstelle 94 weist einen Verengungsdurchmesser D5 auf, der zwischen 60 Prozent und 80 Prozent des Düseninnendurchmessers D2 beträgt. In 6 bildet nun die Düsenaustrittsöffnung 92 die Verengungsstelle 94, wobei das Düsenelement 9 entlang der Düsenachse 9a in Richtung der Düseneintrittsöffnung 92 vom Düseninnendurchmesser D2 zum Verengungsdurchmesser D5 konisch zusammenlaufend ausgeführt ist.In a variant of which 6 As an exemplary embodiment shows, the nozzle element 9 has at least one constriction point 94 in its course between the nozzle inlet opening 91 and the nozzle outlet opening 92, at which the cross section is smaller than in the rest of the nozzle element 9. The constriction point 94 has a constriction diameter D5 which is between 60 Percent and 80 percent of the nozzle inner diameter D2. In 6 The nozzle outlet opening 92 now forms the constriction point 94, the nozzle element 9 being designed to converge conically along the nozzle axis 9a in the direction of the nozzle inlet opening 92 from the nozzle inner diameter D2 to the constriction diameter D5.

Allen erläuterten Ausführungsbeispiel ist gemeint, dass eine bestmögliche Versorgung eines Kolbens 3 einer Brennkraftmaschine 100 mit einem Kühlmedium dadurch erreicht wird, dass ein normal zu einer Mittelachse 8a einer Sacklochausnehmung 8 eines Ölführungselements 4 orientiertes Düsenelement 9 einen Düsenabstand A1 von einem zylinderseitigen Ende 11 der Sacklochausnehmung 8 entfernt ist, der zumindest gleich groß bemessen ist wie der maximale Innendurchmesser D1 der Sacklochausnehmung 8. Ergebnis ist ein kompakter, fokussierter Kühlmediumstrahl, der zu 80 Prozent oder mehr den Zielbereich im Kolben 3 erreicht.All of the exemplary embodiments explained mean that the best possible supply of a piston 3 of an internal combustion engine 100 with a cooling medium is achieved in that a nozzle element 9 oriented normal to a central axis 8a of a blind hole recess 8 of an oil guide element 4 has a nozzle distance A1 from a cylinder-side end 11 of the blind hole recess 8 is removed, which is at least the same size as the maximum inner diameter D1 of the blind hole recess 8. The result is a compact, focused cooling medium jet that reaches 80 percent or more of the target area in the piston 3.

Bezugszeichenliste:List of reference symbols:

22: Zylindercylinder
2a2a: ZylinderachseCylinder axis
33: KolbenPistons
44: KolbenkühleinrichtungPiston cooling device
55: KurbelraumCrankcase
66: KolbenunterseitePiston bottom
77: ÖlführungselementOil guide element
88th: SacklochausnehmungBlind hole recess
8a8a: MittelachseCentral axis
99: DüsenelementNozzle element
9a9a: DüsenachseNozzle axis
1010: MittelebeneMiddle level
1111: zylinderseitiges Endecylinder side end
1414: StrömungsgleichrichterelementFlow straightener element
8181: erste Ausnehmungshälftefirst half of the recess
8282: zweite Ausnehmungshälftesecond half of the recess
91, 91'91, 91': DüseneintrittsöffnungNozzle inlet opening
9292: DüsenaustrittsöffnungNozzle outlet opening
9393: zylindrische Seitenwandcylindrical side wall
9494: Verengungsstellenarrowing point
9595: TrägerelementSupport element
100100: BrennkraftmaschineInternal combustion engine
101101: ZylinderblockCylinder block
102102: Zylinderkopfcylinder head
A1A1: DüsenabstandNozzle spacing
A2A2: EintrittsöffnungsabstandEntry opening distance
D1D1: maximale Innendurchmessermaximum inner diameter
D2D2: maximaler Düseninnendurchmessersmaximum nozzle inner diameter
D4D4: ÖffnungsdurchmesserOpening diameter
D5D5: Verengungsdurchmesserconstriction diameter
L2L2: DüsenlängeNozzle length
S0S0: KühlmediumstrahlCooling medium jet

Claims

Internal combustion engine (100) with at least one cylinder (2), in which at least one piston (3) is arranged to be movable back and forth, with at least one piston cooling device (4) with at least one installed in the cylinder (3) for cooling the at least one piston (3). 2) protruding oil guide element (7) and at least one nozzle element (9) is provided, wherein • within the oil guide element (7) for supplying a cooling medium to the nozzle element (9) there is a blind hole recess (8) with a blind hole recess (8) through a central axis (8a) of the blind hole recess ( 8) and a central plane (10) running normal to a cylinder axis (2a) and the blind hole recess (8) has a first recess half (81) on a side of the central plane (10) facing the piston (3) and a second recess half (82) on a side of the central plane (10) facing away from the piston (3), and • the nozzle element (9) has at least one nozzle inlet opening (91, 91') arranged within the blind hole recess (8) and at least one with the nozzle inlet opening (91, 91' ) flow-connected nozzle outlet opening (92) directed towards a piston underside (6) facing a crank chamber (5), characterized in that the nozzle element (9) projects at least so far into the blind hole recess (8) that the at least one nozzle inlet opening (91 , 91 ') is located in the second recess half (82) and the nozzle element (9) is arranged a nozzle distance (A1) from a cylinder-side end (11) of the blind hole recess (8), the nozzle distance (A1) being at least the same size such as a maximum inner diameter (D1) of the blind hole recess (8).

Internal combustion engine (100). Claim 1 , characterized in that the nozzle distance (A1) between the nozzle element (9) and the cylinder-side end (11) of the blind hole recess (8) corresponds to at least 1.25 times the maximum inner diameter (D1) of the blind hole recess (8), preferably 1, 36 times.

Internal combustion engine (100). Claim 1 or 2 , characterized in that the nozzle element (9) projects so far into the blind hole recess (8) that the at least one nozzle inlet opening (91) arranged within the blind hole recess (8) is opposite the nozzle inlet opening (91) in the direction of a nozzle axis (9a). Inner wall of the blind hole recess (8) is arranged an inlet opening distance (A2), the inlet opening distance (A2) being smaller than half of the maximum inner diameter (D1) of the blind hole recess (8).

Internal combustion engine (100). Claim 3 , characterized in that the inlet opening distance (A2) is selected such that the cross-sectional area of the gap remaining between the nozzle inlet opening (91) and the inner wall of the blind hole recess (8) essentially corresponds to the cross-sectional area inside the nozzle element (9).

Internal combustion engine (100). Claim 3 or 4 , characterized in that the inlet opening distance (A2) corresponds to approximately one seventh of the maximum inner diameter (D1) of the blind hole recess (8) and / or between 60 percent and 80 percent of a maximum nozzle inner diameter (D2) of the nozzle element (9).

Internal combustion engine (100) according to one of the Claims 1 until 5 , characterized in that a nozzle length (L2) of the nozzle element (9) corresponds to at least 1.8 times, preferably 2 times, the maximum inner diameter (D1) of the blind hole recess (8).

Internal combustion engine (100) according to one of the Claims 1 until 6 , characterized in that the nozzle element (9) is essentially tubular and the nozzle inlet opening (91) and the nozzle outlet opening (92) are arranged at opposite ends of the tubular nozzle (9).

Internal combustion engine (100) according to one of the Claims 1 until 6 , characterized in that the nozzle element (9) is essentially tubular, the end of the tubular nozzle (9) opposite the nozzle outlet opening (92) being closed and the at least one nozzle inlet opening (91) in the side wall (93) of the nozzle element ( 9) is carried out.

Internal combustion engine (100). Claim 8 , characterized in that the nozzle element (9) projects so far into the blind hole recess (8) that the end of the tubular nozzle (9) opposite the nozzle outlet opening (92) rests on the inner wall of the blind hole recess (8), preferably that of the nozzle outlet opening (92) opposite end of the tubular nozzle (9) is closed by the inner wall of the blind hole recess (8).

Internal combustion engine (100). Claim 8 or 9 , characterized in that the nozzle element (9) has a plurality of nozzle inlet openings (91, 91 ') evenly distributed over its circumference.

Internal combustion engine (100) according to one of the Claims 8 until 10 , characterized in that the sum of the cross-sectional areas of the nozzle inlet openings (91, 91') essentially corresponds to the cross-sectional area inside the nozzle element (9).

Internal combustion engine (100) according to one of the Claims 1 until 10 , characterized in that the nozzle element (9) has at least one constriction point (94) with a constriction diameter (D5) in its course between the at least one nozzle inlet opening (91, 91 ') and the nozzle outlet opening (92), the constriction diameter (D5) is smaller than the nozzle inside diameter (D2), preferably the constriction diameter (D5) being between 60 percent and 80 percent of the nozzle inside diameter (D2).

Internal combustion engine (100). Claim 12 , characterized in that the nozzle outlet opening (92) forms the constriction point (94), the nozzle element (9) preferably conically converging along the nozzle axis (9a) in the direction of the nozzle inlet opening (92) from the nozzle inner diameter (D2) to the constriction diameter (D5). is.

Internal combustion engine (100) according to one of the Claims 1 until 13 , characterized in that at least one flow straightener element (14) is arranged within the nozzle element (9) between the at least one nozzle inlet opening (91, 91 ') and the nozzle outlet opening (92).