DE19929102A1 - Pistons for an internal combustion engine - Google Patents

Pistons for an internal combustion engine

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Wolfgang Hanke
Gregor Mueller
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    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F3/00—Pistons 
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    • F02F3/22—Pistons  having cooling means the means being a fluid flowing through or along piston the fluid being liquid

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Abstract

Kolben für einen Verbrennungsmotor mit einem ringförmig angeordneten Kühlkanal, der Zulauf- und Ablauföffnungen aufweist, wobei Kühlöl durch eine Kühlöldüse als freier Ölstrahl über einen Zulaufkanal in die Zulauföffnung und damit in den Kühlkanal zuführbar ist und durch mindestens eine Ablauföffnung über einen Ablaufkanal abführbar ist, wobei der Kühlkanal (2) zumindest drei Öffnungen (3, 4, 5) aufweist, wobei in der Kühlkanalebene gesehen der einen Ablauföffnung (4) gegenüberliegend zwei wechselseitig zu nutzende Zulauföffnungen (3, 5) derart angeordnet sind, daß die Öffnungen (3, 5) in bezug auf eine durch die Ablauföffnung (4) verlaufende Mittelachse symmetrisch angeordnet sind.Piston for an internal combustion engine with an annularly arranged cooling channel, which has inlet and outlet openings, cooling oil being able to be fed through a cooling oil nozzle as a free oil jet via an inlet channel into the inlet opening and thus into the cooling channel and being able to be discharged through at least one outlet opening via an outlet channel, whereby the cooling channel (2) has at least three openings (3, 4, 5), with two mutually usable inlet openings (3, 5) arranged opposite the one outlet opening (4), viewed in the cooling channel plane, such that the openings (3, 5 ) are arranged symmetrically with respect to a central axis running through the drain opening (4).

Description

Die Erfindung betrifft einen Kolben für einen Verbrennungsmotor mit einem ringför­ mig angeordneten Kühlkanal, der Zulauf und Ablauföffnungen aufweist, wobei Kühl­ öl durch eine Kühlöldüse als freier Ölstrahl über einen Zulaufkanal in die Zulauföff nung und damit in den Kühlkanal zuführbar ist und durch mindestens eine Ablauföff nung über einen Ablaufkanal abführbar ist.The invention relates to a piston for an internal combustion engine with a ringför mig arranged cooling channel, which has inlet and outlet openings, cooling Oil through a cooling oil nozzle as a free oil jet via an inlet channel into the inlet opening voltage and thus can be fed into the cooling channel and through at least one drain opening voltage can be discharged via a drain channel.

Ein derartiger Kolben ist beispielsweise aus der DE 43 40 891 A1 bekannt. Hierbei wird das Kühlöl durch eine fest mit dem Motorgehäuse verbundene Kühlölspritze vom Kurbelraum aus durch den freien Innenraum des Kolbens durch als freier Ölstrahl in die Zulauföffnung des Kühlkanals eingespritzt. Auf diese Weise soll der Kühlölstrahl bei sämtlichen Hubstellungen des Kolben möglichst gut aufgefangen werden. Dazu ist desweiteren eine im Durchtrittsquerschnitt langgestreckte Kühlöl­ zulauföffnung und eine Auslaßöffnung vorgesehen. In der Kühlkanalebene gesehen ist dabei die Zulauföffnung hinsichtlich einer durch die Zulauföffnung verlaufenden Mittelachse versetzt angeordnet.Such a piston is known for example from DE 43 40 891 A1. Here the cooling oil is connected to the motor housing by a cooling oil syringe from the crank chamber through the free interior of the piston through as free Oil jet injected into the inlet opening of the cooling channel. In this way the Cooling oil jet captured as well as possible at all piston stroke positions become. In addition, there is a cooling oil elongated in the passage cross section inlet opening and an outlet opening are provided. Seen in the cooling channel level is the inlet opening with respect to one that runs through the inlet opening Center axis offset.

Ein derartiger Kolben weist den Nachteil auf, daß bei Motoren mit wechselseitig an­ geordneten Kühlöldüsen zwei Kolbenausführungen (eine Ausführung mit einer nach rechts versetzter Zulauföffnung und eine Ausführung mit einer nach links versetzten Zulauföffnung) eingesetzt werden müssen. Dies bedeutet einen hohen Aufwand.Such a piston has the disadvantage that in engines with alternately ordered cooling oil nozzles two piston versions (one version with one after inlet opening on the right and a version with one on the left Inlet opening) must be used. This means a lot of effort.

Zudem weist die einen langgestreckten Durchtrittsquerschnitt aufweisende Ablauf Öffnung den Nachteil auf, daß ein hoher Leckageöldurchfluß und damit eine vermin­ derte Kühlwirkung stattfindet.In addition, the outlet has an elongated passage cross section Opening up the disadvantage that a high leakage oil flow and thus a min derte cooling effect takes place.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Kolben der vorstehend beschriebenen Art dahingehend zu verbessern, daß er uni­ versell einsetzbar und kostengünstig herzustellen ist und eine verbesserte Kühlwir­ kung aufweist.Proceeding from this, the present invention is based on the object Piston of the type described above to improve that he uni  is universally applicable and inexpensive to manufacture and an improved cooling system kung.

Diese Aufgabe wird durch einen Kolben der genannten Art erfindungsgemäß da­ durch gelöst, daß der Kühlkanal zumindest drei Öffnungen aufweist, wobei in der Kühlkanalebene gesehen der einen Ablauföffnung gegenüberliegend zwei wechsel­ seitig zu nutzende Zulauföffnungen derart angeordnet sind, daß die Öffnungen in Bezug auf eine durch die Ablauföffnung verlaufende Mittelachse symmetrisch ange­ ordnet sind.This object is achieved according to the invention by a piston of the type mentioned solved by that the cooling channel has at least three openings, in which Cooling channel level seen two changes opposite one drain opening side inlet openings are arranged such that the openings in Relative to a central axis extending through the drain opening symmetrically are arranged.

Auf diese Weise wird also erreicht, daß der Kolben universell bei Motoren mit wech­ selseitig angeordneten Kühldüsen eingesetzt werden kann. Dabei kann der Kolben sowohl bei Motoren mit parallel zur Zylinderachse als auch mit dazu geneigten sprit­ zenden Kühldüsen, sowie bei Otto- und auch Dieselmotoren eingesetzt werden. Die Öffnung, die nicht durch eine Kühldüse mit Kühlöl versorgt werden kann, dient als zusätzliche Ablauflauföffnung. Dadurch ergibt sich im Vergleich zu einer beispiels­ weise langlochförmigen Ablauföffnung eine verbesserte Kühlwirkung.In this way it is achieved that the piston universal with engines with cooling nozzles arranged on the side can be used. The piston can both for engines with parallel to the cylinder axis and with inclined fuel cooling nozzles, as well as in gasoline and diesel engines. The Opening that cannot be supplied with cooling oil through a cooling nozzle serves as additional drain opening. This results in comparison to an example slot-shaped drain opening an improved cooling effect.

Vorteilhafte Ausführungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.Advantageous designs are described in the subclaims.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei­ spiels in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.The invention is based on an exemplary embodiment shown in the drawing game explained in more detail in the following description.

Es zeigt:It shows:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Kolbens im Schnitt und Fig. 1 is a perspective view of the piston according to the invention in section and

Fig. 2 eine Unteransicht des erfindungsgemäßen Kolbens. Fig. 2 is a bottom view of the piston according to the invention.

Ein Kolben 1 weist in seinem Kolbenkopfbereich einen ringförmig angeordneten Kühlkanal 2 auf. Dieser Kühlkanal 2 besitzt zwei wechselseitig zu nutzende Zulauf­ öffnungen 3, 5, die symmetrisch zur Mittelachse angeordnet sind sowie eine Ablauf­ öffnung 4. Diesen Öffnungen 3, 4, 5 sind jeweils Zulauf- bzw. Ablaufkanäle 6, 7, 8 zugeordnet. Die Kanäle 6, 7, 8 sind in vorteilhafter Weise rotationssymmetrisch aus­ geführt, wobei die Kanäle 6, 7, 8 zumindest in einem vom Kühlkanal abgewandten Abschnitt 9 konisch ausgeführt sein können. Der Durchmesser der Öffnungen 3, 4, 5 kann ca. 1/25 bis ca. 1/5 des Kolbendurchmessers betragen. Die Zulauf- bzw. Ab­ laufkanäle 6, 7, 8 können bis zu ca. 15° im Bezug auf die Kolbenachse geneigt sein. Die Öffnungen 3, 4, 5 können scharfkantig, angefast oder abgerundet ausgeführt sein.A piston 1 has an annularly arranged cooling channel 2 in its piston head region. This cooling channel 2 has two mutually usable inlet openings 3 , 5 , which are arranged symmetrically to the central axis, and an outlet opening 4 . These openings 3 , 4 , 5 are each assigned inlet and outlet channels 6 , 7 , 8 . The channels 6 , 7 , 8 are advantageously made rotationally symmetrical, wherein the channels 6 , 7 , 8 can be made conical at least in a section 9 facing away from the cooling channel. The diameter of the openings 3 , 4 , 5 can be approximately 1/25 to approximately 1/5 of the piston diameter. The inlet and outlet channels 6 , 7 , 8 can be inclined up to about 15 ° with respect to the piston axis. The openings 3 , 4 , 5 can be sharp-edged, chamfered or rounded.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird über eine nicht dargestellte Kühlöldüse Kühlöl in den Zulaufkanal 7 und damit in die Zulauföffnung 3 gespritzt. Das Kühlöl gelangt auf diese Weise in den Kühlkanal 2 und kann über die Ablauföffnung 4 und den zugehörigen Ablaufkanal 6 sowie über die Öffnung 5 und den zugehörigen Ka­ nal 8 abfließen.In the present exemplary embodiment, cooling oil is injected into the inlet channel 7 and thus into the inlet opening 3 via a cooling oil nozzle (not shown). In this way, the cooling oil reaches the cooling channel 2 and can flow out via the drain opening 4 and the associated drain channel 6 and via the opening 5 and the associated channel 8 .

Claims (6)

1. Kolben für einen Verbrennungsmotor mit einem ringförmig angeordneten Kühlkanal, der Zulauf- und Ablauföffnungen aufweist, wobei Kühlöl durch eine Kühlöldüse als freier Ölstrahl über einen Zulaufkanal in die Zulauföffnung und damit in den Kühlka­ nal zuführbar ist und durch mindestens eine Ablauföffnung über einen Ablaufkanal abführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlkanal (2) zumindest drei Öff­ nungen (3, 4, 5) aufweist, wobei in der Kühlkanalebene gesehen der einen Ablauf­ öffnung (4) gegenüberliegend zwei wechselseitig zu nutzende Zulauföffnungen (3, 5) derart angeordnet sind, daß die Öffnungen (3, 5) in Bezug auf eine durch die Ablauf Öffnung (4) verlaufende Mittelachse symmetrisch angeordnet sind.1. Piston for an internal combustion engine with a ring-shaped cooling channel, which has inlet and outlet openings, cooling oil can be fed through a cooling oil nozzle as a free oil jet via an inlet channel into the inlet opening and thus into the cooling channel and can be discharged through at least one outlet opening via an outlet channel is characterized in that the cooling channel ( 2 ) has at least three openings ( 3 , 4 , 5 ), wherein, seen in the cooling channel plane, the one outlet opening ( 4 ) opposite two mutually usable inlet openings ( 3 , 5 ) are arranged in this way that the openings ( 3 , 5 ) are arranged symmetrically with respect to a central axis running through the outlet opening ( 4 ). 2. Kolben nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zulauf und Ab­ laufkanäle (6, 7, 8) rotationssymmetrisch ausgeführt sind.2. Piston according to claim 1 or 2, characterized in that the inlet and outlet channels ( 6 , 7 , 8 ) are rotationally symmetrical. 3. Kolben nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zulauf und Ablaufka­ näle (6, 7, 8) zumindest in einem vom Kühlkanal abgewandten Abschnitt (9) konisch ausgeführt sind.3. Piston according to claim 3, characterized in that the inlet and outflow channels ( 6 , 7 , 8 ) are conical at least in a section ( 9 ) facing away from the cooling channel. 4. Kolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Öffnungen (3, 4, 5) ca. 1/25 - ca. 1/5 des Kolbendurchmessers beträgt.4. Piston according to one of the preceding claims, characterized in that the diameter of the openings ( 3 , 4 , 5 ) is approximately 1/25 - approximately 1/5 of the piston diameter. 5. Kolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zulauf bzw. Ablaufkanäle (6, 7, 8) bis zu ca. 15° in Bezug auf die Kolbenachse geneigt sind. 5. Piston according to one of the preceding claims, characterized in that the inlet and outlet channels ( 6 , 7 , 8 ) are inclined up to approximately 15 ° with respect to the piston axis. 6. Kolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (3, 4, 5) der Zu- und Ablaufkanäle (6, 7, 8) scharfkantig, angefast oder abgerundet ausgeführt sind.6. Piston according to one of the preceding claims, characterized in that the openings ( 3 , 4 , 5 ) of the inlet and outlet channels ( 6 , 7 , 8 ) are sharp-edged, chamfered or rounded.
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