DE102021114978B4 - Internal combustion engine with piston cooling device - Google Patents
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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
Eine ähnliche Kolbenkühlung ist aus der
Auch die in der
Aus der
Die
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 in3a ; -
4a eine Schnittansicht einer zweiten Ausführung der Kolbenkühleinrichtung; -
4b ein Detail aus der zweiten Ausführung in4a in perspektivischer Ansicht; -
5 ein Düsenelement in einer Variante mit Strömungsgleichrichter in einer Draufsicht; und -
6 eine Variante eines Düsenelements mit Verengungsstelle.
-
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 in3a ; -
4a a sectional view of a second embodiment of the piston cooling device; -
4b a detail from the second version in4a 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.
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
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
Gemäß dem in
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
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
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.
Das der Düsenaustrittsöffnung 92 gegenüberliegende Ende des rohrförmigen Düsenelements 9 kann durch ein entsprechendes Deckelelement (nicht dargestellt) verschlossen sein. In der in
Varianten zur Beeinflussung des Strömungsverlaufs sind in
In einer Variante, von der
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
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 (14)
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