DE19810937C1 - Kolben für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Abstract

Ein Kolben für eine Brennkraftmaschine weist im Kolbenkopf einen ringförmigen Kühlkanal auf, der mit einem Kühlöl-Zuflußkanal und einem Kühlöl-Abflußkanal in Verbindung steht. In der Wand des Zuflußkanals sind Öl-Haltetaschen vorgesehen, die bei der Auswärtsbewegung des Kolbens einen Teil des zugeführten Kühlöls aufnehmen, das bei der Einwärtsbewegung des Kolbens in den ringförmigen Kühlkanal geschleudert wird.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kolben gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 für eine Brennkraftmaschine insbesonders mit schräg angeordneten Zylindern.

Ein derartiger Kolben ist in der DE-AS 17 51 342 dargestellt. Dabei wird durch die Kolben­ bewegung nur der Transport des Kühlöls durch den ringförmigen Kühlkanal unterstützt, nicht jedoch die Zufuhr des Kühlöls zum Kühlkanal, die ausschließlich von der Ölpumpe bewirkt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Kühlung eines gattungsgemäßen Kolbens zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Vorschlag wird ein Teil des durch die Spritzdüse eingeführten Kühlöls bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens in den Öl- Haltetaschen zwischengespeichert und es kann aufgrund der längeren Verweilzeit mehr Wärme vom Kolben aufnehmen. Bei der Abwärtsbewegung des Kolbens wird diese Teilmenge zusammen mit dem durch die Spritzdüse in den Zuflußkanal eingebrachten Kühlöl in den ringförmigen Kühlkanal gefördert. Da hierbei der Transport des Kühlöls zu dem ringförmigen Kühlkanal durch die Kolbenbewegung unterstützt wird, kann die Antriebsleistung der die Spritzdüse versorgenden Ölpumpe verringert werden.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn bezüglich der Längsmittelachse des Kolbens der Zuflußkanal oben und der Abflußkanal unten angeordnet ist, da hierbei der Transport des Kühlöls durch den Ringkanal nicht wie bei der Ausführung gemäß der DE-AS 17 51 342 gegen die Schwerkraft erfolgt, sondern von der Schwerkraft unterstützt wird.

Vorzugsweise sind die Öl-Haltetaschen untereinander entlang der untenliegenden Innenseite des Zuflußkanals angeordnet. Entsprechende Öl- Haltetaschen können auch in der Wand des Abflußkanals vorgesehen werden.

Um die Wärmeaufnahme aus dem Kolbenkopf zu verbessern, kann der ringförmige Kühlkanal mit einer Drallwandung versehen sein, die dem durchströmenden Kühlöl eine Drallbewegung aufzwingt. Dadurch wird die Wegstrecke des Kühlöls vergrößert und damit die Wärmeaufnahmezeit verlängert. Diese Maßnahme kann anstelle oder zusätzlich zu einer Ausbildung des ringförmigen Kühlkanals vorgesehen werden, bei der von den in der Bewegungsrichtung des Kolbens einander gegenüberliegenden Innenseiten des ringförmigen Kühlkanals die obere Innenseite schräggestellte Rampen und die untere Innenseite dazu in Umfangsrichtung versetzte Mulden aufweist, wodurch aufgrund der Hin- und Herbewegung des Kolbens einerseits ein Transport des Kühlöls in Umfangsrichtung durch den ringförmigen Kühlkanal erfolgt und andererseits durch die Mulden die Verweilzeit des Kühlöls verlängert wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt eines Kolbens in seiner Lage in einem Zylinder einer Brennkraftmaschine mit in V-Form angeordneten Zylinderbänken,

Fig. 2 eine Teilabwicklung des ringförmigen Kühlkanals im Kolbenkopf,

Fig. 3 einen Querschnitt entlang Linie 3-3 in Fig. 2, und

Fig. 4 eine Teilabwicklung eines abgewandelten ringförmigen Kühlkanals.

Der in Fig. 1 dargestellte Kolben 1 ist in einem schräg liegenden Zylinder 2 einer Brennkraftmaschine angeordnet. Er ist im Kolbenkopf 3 mit einem ringförmigen Kühlkanal 4 versehen, der mit einem Kühlöl-Zuflußkanal 5 und einem Kühlöl- Abflußkanal 6 im Kolben in Verbindung steht. Die Kanäle 5 und 6 verlaufen etwa parallel zur Kolbenlängsachse 7 und sind einander diametral gegenüberliegend in einer Ebene angeordnet, die senkrecht zur Längsmittelachse 8 des Kolben­ bolzens 9 verläuft.

Das Kühlöl wird dem Zuflußkanal 5 durch eine stationäre Spritzdüse 10 zugeführt, durchströmt den ringförmigen Kühlkanal 4 und wird aus diesem durch den Abflußkanal 6 abgeführt. Wie ersichtlich, liegt bezüglich der Längsmittelachse 7 des Kolbens 1 der Zuflußkanal 5 oben und der Abflußkanal 6 unten. Dadurch wird das Ausströmen des Kühlöls aus dem ringförmigen Kühlkanal 4 von der Schwer­ kraft unterstützt.

Entlang der unten liegenden Innenseite des Zuflußkanals 5 sind mehrere Öl- Haltetaschen 11 untereinander liegend derart angeordnet, daß sie bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens 1 aus seinem Zylinder 2 einen Teil des durch die Spritzdüse 10 zugeführten Kühlöl aufnehmen und dadurch zwischenspeichern. Bei der folgenden Abwärtsbewegung wird dieses Kühlöl mit dem von der Spritz­ düse 10 zugeführten Kühlöl in den ringförmigen Kühlkanal 4 geschleudert. In entsprechender Weise sind auch im Abflußkanal 6 entlang der unten liegenden Innenseite Öl-Haltetaschen 12 angeordnet.

Um die Verweilzeit des Kühlöls in dem ringförmigen Kühlkanal 4 zu verlängern, kann dieser, wie in Fig. 2 und 3 schematisch gezeigt, mit einer Drallwandung 13 versehen sein, die dem durchströmenden Kühlöl eine Drallbewegung aufzwingt. Der Verlauf der Drallwandung 13 ist durch die in Fig. 3 gestrichelt eingezeich­ neten Schnitte A-A und B-B aus Fig. 2 schematisch veranschaulicht.

Anstelle der Drallwandung 13 oder zusätzlich zu dieser kann der ringförmige Kühlkanal im Kolbenkopf auch die in Fig. 4 gezeigte Form haben. Bei diesem Kühlkanal 4a weist von den in der Bewegungsrichtung des Kolbens einander gegenüberliegenden Innenseiten die obere Innenseite 14 schräggestellte Rampen 15 und die untere Innenseite 16 dazu in Umfangsrichtung versetzte Mulden 17 auf. Bei der Abwärtsbewegung des Kolbens wird das Kühlöl aus den Mulden 17 gegen die Rampen 15 geschleudert und von diesen bei der Aufwärts-bewegung des Kolbens in die folgenden Mulden gefördert, wie durch die Pfeile veranschaulicht. Dabei findet eine intensive Wärmeabführung statt, die durch die verlängerte Verweilzeit des Kühlöls in den Mulden 17 noch verstärkt wird.

Claims (6)

1. Kolben für eine Brennkraftmaschine insbesonders mit schräg angeordneten Zylindern mit einem im Kolbenkopf (3) angeordneten, ringförmigen Kühlkanal (4), in den ein etwa parallel zur Kolbenlängsachse (7) verlaufender Kühlöl-Zuflußkanal (5) mündet und von dem etwa diametral dem Zuflußkanal (5) gegenüberliegend ein Kühlöl- Abflußkanal (6) ausgeht, wobei der Zuflußkanal und der Abflußkanal in einer Ebene liegen, die senkrecht zur Längsmittelachse (8) des Kolbenbolzens (9) verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest in der Wand des Zuflußkanals (5) Öl-Haltetaschen (11) vorgesehen sind, die so ausgebildet sind, daß sie bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens (1) aus seinem Zylinder einen Teil des zugeführten Kühlöls aufnehmen.

2. Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei schräg angeordneten Zylindern der Brennkraftmaschine bezüglich der Längsmittelachse (7) des Kolbens (1) der Zuflußkanal (5) oben und der Abflußkanal (6) unten liegt.

3. Kolben nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Öl- Haltetaschen (11) untereinander entlang der unten liegenden Innenseite des Zuflußkanals (5) angeordnet sind.

4. Kolben nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß auch in der Wand des Abflußkanals (6) entlang seiner unten liegenden Innenseite Öl- Haltetaschen (12) vorgesehen sind.

5. Kolben nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Kühlkanal (4) mit einer Drallwandung (13) versehen ist, die dem durchströmenden Öl eine Drallbewegung aufzwingt.

6. Kolben nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß von den in der Bewegungsrichtung des Kolbens (1) einander gegenüberliegenden Innenseiten des ringförmigen Kühlkanals (4a) die obere Innenseite (14) schräggestellte Rampen (15) und die unteren Innenseite (16) dazu in Umfangsrichtung versetzte Mulden (17) aufweist.