DE1601435A1 - Vorrichtung zur Regelung der Kolbenkuehlung von Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Daimler-Benz Aktiengesellschaft Paint 7211/4-

Stuttgart-Untertürkheim _{3(K Jan#}

Pat.Ro/kn.

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Betr. t Patent- und G-ebrauchsicusterhilf sanmeldung

Vorrichtung zur Regelung der Kolbenkühlung von Brennkraftmaschinen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Regelung der Kolbönkühlung von Brennkraftmaschinen, die durch Anspritzen der Innenwand des Kolbens, insbesondere des Kolbenbodens, oder durch Versorgen eines Kühlkanals des Kolbens mit öl erfolgt, das aus dem Schmierkreislauf der Brennkraftmaschine entnommen ist.

Ss ist bekannt, die Kolben einer Brennkraftmaschine durch Öl zu kühlen, welches von der unteren öffnung der Zylinder her mittels an eine Schmierölleitung der Brennkraftmaschine angeschlossenen Spritzdüsen an die Innenwand des Kolbens und den Kolbenboden oder auch in eine besondere Auffangbohrung des Kolbens gespritzt wird, die das so geförderte öl an besonders heiße Stellen des Kolbenbodens heranführt.

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Dabei ist es des weiteren bekannt, die gemeinsame Ölleitung oder auch jede einzelne eines Zylinder zugeordnete Düse mit einem federbelasteten Ventil zu versehen, das erst bei einer bestimmten Drehzahl der Brennkraftmaschine öffnet, die einem bestimmten Druck der Schmierölpuispe entspricht . Hierdurch soll insbesondere in Leerlauf verhindert werden, daß öl in den Brennraum gelangt, da in diesem Betriebszustand der kälter« Kolben ein größeres Spiel des Kolbenhemdes gegenüber der Zylinderwand aufweist und deshalb die Abstreifwirkung der Kolbenringe in dieses Belastungszustand nicht ausreichend ist.

Die Bestückung der Kolben mit Kolbenringen, insbesondere bei Dieselmotoren, wird meist so gewählt, daß einerseits eine möglichst vollkommene Gasabdichtung erzielt wird, währtnd andererseits aber auch das von der Kurbelwelle abgespritzte, der Schmierung der Zylinderwänd« und eventuell auch der Kühlung des Kolbens dienende öl möglichst intensiv abgestreift wird. Dabei läßt es sich jedoch nicht verhindern', daß immer eine gewisse Menge des Schmieröls in den Brennraum gelangt. Dieses wird jedoch erfahrungsgemäß nur bei mittlerer und hoher Belastung der Brennkraftmaschine mit dem Kraftstoff verbrannt. Besonders nachteilig wirkt sich dieser Vorgang bei Zuständen mit niedriger Last aber hoher Drehzahl aus, wie sie im Kraftfahrzeug, aber auch beim Antrieb von Arbeltsmaschinen häufig auftreten. In diesen Zu-

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ständen vergrößert sich bei der bekannten drehzahlabhängigen Kühlung der Kolben das Spiel der kalter werdenden Kolben gegenüber der Zylinderwand, da der Zylinderdurchmesser sich nicht verringert, weil üblicherweise besondere Einrichtungen vorgesehen sind, die die Konstanthaltung der Temperatur des Kühlmittels bewirken. Ss tritt nunmehr Cl in den Brennraum und wird dort wegen der geringeren Brennraumtemperatur nicht mehr verbrannt. Häufig tritt es in teilweise flüssigem Zustand in die Auspuffleitung ein. Außerdem wird der Brennraum verschmutzt. Ist die Brennkraftmaschine zusätzlich noch mit einem Abgasturbolader versehen, dann verschmutzt das öl auch die Turbine, wodurch die Leistung sinkt und eine überhitzung der Brennkraftmaschine infolge zu niedrigem Ladedruck auftreten kann. Dieser Nachteil macht aioh besonders stark dann bemerkbar, wenn die Kolben zur Kühlung mit öl angespritzt werden, da dann eine vermehrte Benetzung der Zylinderwände durch die starken Luftbewegungen im Kurbelraum unvermeidlich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden. Sie besteht; darin, daß die Vorrichtung abhängig von den Lastzustanden der Brennkraftmaschine derart geregelt ist, daß nur bei höheren Lastzuständen eine Kühlung erfolgt. '■:' '

ZweckEäßigerweise können fur Steuerung der Vorrichtung

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Einrichtungen dienen, die sich mit der Leistung der Brennkraftmaschine ändern. Hierbei kann die Vorrichtung in Abhängigkeit von der Einspritzmenge, insbesondere der Stellung der Hegelstange einer Einspritzpumpe, einer in an sich bekannter Weise mit Einspritzung arbeitenden Brennkraftmaschine gesteuert.werden. Bei einer mit Vergaser betriebenen Brennkraftmaschine ist es möglich, dieVorrichtung abhängig von der Stellung der Drosselklappe zu steuern. Als Steuergröße kann auch der Ladedruck einer in an sich bekannter Weise aufgeladenen Brennkraftmaschine dienen.

Um eine einheitliche Möglichkeit für alle Arten von Brennkraftmaschinen zu schaffen, kann vorgesehen werden, daß die Steuerung der Vorrichtung in Abhängigkeit von der Abgastemperatur erfolgt.

In baulich einfacher Weise kann es genügen, in dein öl zuführung skanal zur leistungsabhängigen und mengenmäßigen Steuerung des Klihlöles einen Hahn anzuordnen, der eine offene und eine geschlossene Schaltstellung aufweißt. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann es jedoch vorteilhaft sein, in dem Ölzuführungskanai progressiv wirkende Mittel, «ie federbelastete Ventile, Nadelventile o.dgl. vorzusehen. Hierdurch wird zusätzlich eine mengenmäßige Hegelung in Abhängigkeit von der -Ireistung erzielt.

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In der Zeichnung ist die Anwendung der Erfindung in einer Ausführungsfοrm beispielsweise dargestellt.

Von einer Brennkraftmaschine sind in der Zeichnung scheniatisch ein Zylinder 1 mit dem dazugehörigen Zylinderkopf 2 und ein darin geführter Kolben 3 dargestellt, der eine Pleuelstange 4 einer Kurbelwelle i> antreibt, üblicherweise ist das Kolbenhemd 6 mit Kolbenringen und ölabstreifringen bestückt, die in der Zeichnung nicht, dargestellt sind.

Zur Kühlung des Kolbens 3 ist eine Spritzdüse 7 vorgesehen t die mit einem Schmieröl führenden ölkanal 8 verbunden ist. Von dieser Spritzdüse 7 wird die Innenwand des Kolbens 3 angespritzt. Außerdem können in nicht näher dargestellter Weise besondere Kanäle in dem Kolbenboden vorgesehen sein, die eine gute Verteilung des Spritzöles bewirken.

Der ölkanal 8 kann an die Hauptschmierleitung angeschlossen sein oder von einer besonderen ölpumpe beschickt jserden.

TJm zu verhindern, daß insbesondere in den Bereichen niedriger Last aber hoher Drehzahl infolge einer zu starken Kolbenkühlung ein großer Spalt zwischen dem auf konstanter Temperatur gehaltenen Zylinder und dem stark gekühlten Kolben

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entsteht, ist eine Vorrichtung vorgesehen, die nur in hötieren Laatbereichen eine Kolbenkühlung gestattet. Zu diesem Zweck kann der ölkanal 8 mit einem Hahn versehen sein, der erst dann öffnet, wenn beispielsweise die Regelstange der Einspritzpumpe oder die Drosselklappe in der Ansaugleitung einer bestimmten Leistung der Brehnkraftmaachine entspricht. Für das Offnen bzw. das Abschalten des Hahnes sind auch andere leistungsabhängige Impulse verwendbar, beispielsweise der Ladedruck aufgeladener Maschinen, das abgegebene Drehmoment oder die Temperatur der Abgase.

Um zusätzlich eine Regelung der Menge des ausgespritzten Schmieröles zu erhalten, können in nicht näher dargestellter Weise in dem ölkanal 8 progressiv wirkende Mittel, wie federbelastete Ventile, Nadelventile o.dgl. angeordnet werden.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird verhindert, daß insbesondere bei hohen Drehzahlen und geringer Belastung der Brennkraftmaschine eine zu starke Kühlung der Kolben 3 erfolgt.

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Claims (8)

Balm. 72117.4 1BÖU35 iätent- und Schutzansprüohe

1. Vorrichtung zur Regelung der Kolbenkühlung von Brennkraftmaschinen, die durch Anspritzen der Innenwand des Kolbens, insbesondere des Kolbenbodens, oder durch Versorgen eines Kühlkanals des Kolbens mit Öl erfolgt, das aus dem Schmierkreislauf der Brennkraftmaschine entnommen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung abhängig von den Lasteuständen der Brennkraftmaschine derart geregelt 1st, daß nur bei höheren Lastzuständen ein· Kühlung erfolgt.

2* Vorrichtung nach Anspruöh 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung der Vorrichtung Einrichtungen dienen, die eich mit der leistung der Brennkraftmaschine ändern.

3* Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennieiohnet, daß sie in Abhängigkeit iron der Sinspritzmeng«, insbesondere der Stellung dor Regeletange einer Einspritzpumpe, einer in an sieh bekannter fels* mit Einspritzung arbeitenden Brennfcraftaaschiae gesteuert ist»

4. 'vorrichtung nöen Anspriicn 2 oder 3$ dadurch igekennzeichdaß 3i-e abhängig Von der Stellung dfer

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im Ansaugrohr gesteuert ist.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 "bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß als Steuergröße der Ladedruck einer in an sich bekannter Weise aufgeladenen Brennkraftmaschine dient.

6. Torrichtung nach einem oder mehreren der Anspruch· 2 bis

5, dadurch gekennzeichnet, daß ihre Steuerung in Abhängigkeit von der Abgastemperatur erfolgt.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Anspriiohe 1 bis

6, dadurch gekennzeichnet, dafl in dem ölzuführungskanal (8) ein Hahn angeordnet ist, der eine offene und eine geechloeeene Schaltstellung aufweist.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in dem ulzufUhrungskanal

(8) progressiv wirkende Mittel, wie federbelastete Ventile, Hadelventile o.dgl. vorgesehen sind.

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