DE19962325C2 - reciprocating engine - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Hubkolbenmaschine, insbesondere einen Zweitakt-Großdieselmotor, mit wenigstens einem in einem Zylinder angeordneten, mit umfangsseitig umlaufenden Kolbenringen versehenen Kolben, der auf einer vorzugsweise mit einem Flansch versehenen Kolbenstange aufgenommen ist und mit einer mit Kühlmittel beaufschlagbaren, in der Kolbenstange vorgesehenen Steigleitung kommunizierende, im Bereich des umlaufenden Kolbenmantels vorgesehene, achsparallele Kühlbohrungen aufweist, die an ihrem unteren Ende durch einen umlaufenden Ringkanal miteinander verbunden sind, von dem radiale, zumindest im kühlbohrungsseitigen Endbereich nach radial außen ansteigend geneigte Entsorgungskanäle abgehen, die zu einer in der Kolbenstange vorgesehenen Rücklaufleitung führen.The invention relates to a reciprocating piston machine, in particular one Large two-stroke diesel engine, with at least one in a cylinder arranged, provided with circumferential circumferential piston rings Piston, preferably on a flange Piston rod is added and with a coolant loadable riser provided in the piston rod communicating in the area of the surrounding piston skirt provided, axially parallel cooling bores, which on their lower end through a circumferential ring channel with each other are connected, from the radial, at least in the cooling hole side End area inclined to the outside radially rising disposal channels go off to a return line provided in the piston rod to lead.
Eine Hubkolbenmaschine dieser Art ist aus der DE 21 51 869 A bekannt. Bei dieser bekannten Anordnung sind die Entsorgungskanäle so flach angeordnet, dass ihre Achsen nur den unteren Bereich des Kolbenringpakets treffen. Der untere Bereich des Kolbenringpakets ist jedoch thermisch weit weniger belastet als der obere Bereich. In Folge der geringen Neigung der Entsorgungskanäle ist auch nicht sichergestellt, dass das Kühlmittel im Falle einer nach oben gerichteten Beschleunigung zuverlässig in den Kühlkanälen hochsteigt und so zu den thermisch hochbelasteten Bereichen gelangt. Aber auch wenn dies der Fall wäre, ergäben sich bei der bekannten Anordnung über dem Umfang ungleichmäßige Verhältnisse, da nicht jeder Kühlbohrung ein Entsorgungskanal zugeordnet ist. Eine Nutzung der Entsorgungskanäle zur Bewerkstelligung einer zusätzlichen Kühlwirkung wäre bei dieser Anordnung daher nicht zweckmäßig. Ein weiterer Nachteil der bekannten Anordnung ist darin zu sehen, dass die Entsorgungskanäle auf der Höhe des Bodens des Ringkanals an diesen anschließen. Es kann sich daher auch kein Kühlmittelreservoir bilden, dessen Inhalt im Falle einer nach oben gerichteten Beschleunigung hochgeschleudert werden könnte.A reciprocating piston machine of this type is known from DE 21 51 869 A known. In this known arrangement, the disposal channels are like this arranged flat that its axes only the lower area of the Hit the piston ring pack. The lower area of the piston ring pack is however thermally far less stressed than the upper area. As a result of low inclination of the disposal channels is also not ensured, that the coolant in the event of an upward acceleration reliably rises in the cooling channels and thus to the thermal heavily loaded areas. But even if it did, would result in the known arrangement over the circumference uneven conditions, since not every cooling hole Disposal channel is assigned. Use of the disposal channels to achieve an additional cooling effect would be with this Arrangement is therefore not appropriate. Another disadvantage of the known Arrangement can be seen in the fact that the disposal channels are at the height connect the bottom of the ring channel to this. It can therefore also do not form a coolant reservoir, the content of which in the case of a Acceleration above could be thrown up.
Die DE 830 127 C zeigt einen gekühlten Kolben, bei dem innerhalb des Kolbenmantels ein Ringraum vorgesehen ist, der über Zu- und darunter positionierte Ableitungen mit einem Kühlmittelkreislauf verbunden ist. Die Ableitungen sind mit Abstand vom Boden des Ringraums angeordnet, so dass sich zwar ein Flüssigkeitsreservoir bilden kann. Die Ableitungen verlaufen jedoch radial und befinden sich auf der Höhe des unteren Bereichs des Kolbenringpakets. Eine zusätzliche Kühlwirkung des thermisch besonders gefährdeten, oberen Bereichs des Kolbenringpakets ist daher auch bei dieser Anordnung nicht erreichbar.DE 830 127 C shows a cooled piston, in which within the Piston jacket an annular space is provided, which over and under positioned leads are connected to a coolant circuit. The Derivatives are spaced from the bottom of the annulus, so that a liquid reservoir can form. The derivatives run radially, however, and are at the level of the lower one Area of the piston ring assembly. An additional cooling effect of the Upper area of the piston ring assembly which is particularly thermally endangered is therefore not accessible even with this arrangement.
Eine ähnlich aufgebaute Anordnung zeigt auch die DE 935 285 C.A similarly constructed arrangement is also shown in DE 935 285 C.
Hiervon ausgehend ist es daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung eingangs erwähnter Art mit einfachen und kostengünstigen Mitteln so zu verbessern, dass eine gute Ausnutzung der Wärmeaufnahmekapazität des Kühlmittels erreicht wird.Proceeding from this, it is therefore the object of the present invention an arrangement of the type mentioned with simple and to improve cost-effective means so that good use of the Heat absorption capacity of the coolant is reached.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass jeder achsparallelen Kühlbohrung wenigstens ein zur Rücklaufleitung führender Entsorgungskanal zugeordnet ist, dessen dem Ringkanal zugewandtes Ende höher als der Boden des Ringkanals angeordnet ist, und dass zumindest der kühlbohrungsseitige Endbereich der Entsorgungskanäle als Düsenbohrung ausgebildet und gegenüber der Kolbenachse so geneigt ist, dass seine Achse den gegenüberliegenden Wandbereich der jeweils zugeordneten Kühlbohrung auf der Höhe des oberen Bereichs des Kolbenringpakets trifft.This object is achieved in that everyone axially parallel cooling hole at least one to the return line leading disposal channel is assigned, the ring channel facing end is arranged higher than the bottom of the ring channel, and that at least the cooling bore-side end region of the Disposal channels designed as a nozzle bore and opposite the Piston axis is inclined so that its axis is opposite Wall area of the respective assigned cooling hole at the level of top area of the piston ring assembly.
Aufgrund der Neigung und der düsenförmigen Ausbildung zumindest des kühlbohrungsseitigen Endbereichs der Entsorgungskanäle wird hier beim Auftreten von nach oben gerichteten Trägheitskräften, wie das beispielsweise bei der Verzögerung des Kolbens vor dem oberen Totpunkt der Fall ist, das in den Entsorgungskanälen enthaltene Kühlmittel und auch das in der Rücklaufleitung hochgedrückte Kühlmittel in die Kühlbohrungen eingespritzt, was dort zu starken Turbulenzen und damit zu einem guten Wärmeübergang führt. Das in die Kühlbohrung eingespritzte Kühlmittel trifft dabei in vorteilhafter Weise auf den oberen, thermisch besonders stark belasteten Bereich des Kolbenringpakets und steigt infolge seiner nach oben gerichteten Richtungskomponente und seiner starken Beschleunigung zuverlässig an der Bohrungswand hoch bis zum im Bereich der Kolbenkrone sich befindenden, oberen Bohrungsende, das so vom Kühlmittel überstrichen und damit ebenso wie die Bohrungswand gekühlt wird. Hierdurch lässt sich ein besonders guter Kühlungseffekt erreichen, da das eingespritzte Kühlmittel zu den thermisch besonders belasteten Bereichen des Kolbens gelangt. Da jeder Kühlbohrung eine Entsorgungsleitung zugeordnet ist, ergibt sich in vorteilhafter Weise über dem Kolbenumfang auch eine gleichmäßige Kühlung, wodurch Wärmespannungen innerhalb des Kolbens entgegengewirkt wird. Da das obere Ende der Entsorgungsleitungen höher als der Boden des Ringkanals angeordnet ist, ergibt sich in vorteilhafter Weise auch ein im unteren Kolbenbereich sich befindendes Kühlmittelreservoir, aus welchem das Kühlmittel nicht ablaufen kann. Da sich dieses Kühlmittelreservoir im unteren, kühleren Kolbenbereich befindet, wird das Kühlmittel hierin abgekühlt. Beim Auftreten von nach oben gerichteten Trägheitskräften wird das im Ringkanal enthaltene Kühlmittel in die Kühlbohrungen hochgeschleudert und wird dabei von dem über die Entsorgungskanäle eingespritzten Kühlmittel gequert, wodurch sich eine besonders starke Verwirbelung und Turbulenz ergeben, was den Wärmeübergang noch weiter begünstigt.Because of the inclination and the nozzle-shaped design at least the End of the disposal channels on the cooling bore side is used here Occurrence of upward inertia forces like that for example when the piston decelerates before top dead center the case is the coolant and contained in the disposal channels also the coolant pushed up in the return line into the Cooling holes are injected, resulting in strong turbulence and therefore leads to good heat transfer. That in the cooling hole injected coolant advantageously hits the upper, area of the piston ring assembly which is particularly highly thermally loaded increases due to its upward directional component and its strong acceleration reliably up to the bore wall to the upper end of the bore located in the area of the piston crown, that was swept over by the coolant and thus just like that Hole wall is cooled. This allows a particularly good one Achieve cooling effect because the injected coolant to the areas of the piston which are particularly thermally loaded. Because everyone Cooling hole is assigned to a disposal line, results in advantageously even over the piston circumference Cooling, creating thermal stress inside the piston is counteracted. Because the top of the waste lines are higher when the bottom of the ring channel is arranged, results in an advantageous manner Way also one located in the lower piston area Coolant reservoir from which the coolant cannot drain. There this coolant reservoir in the lower, cooler piston area coolant is cooled therein. When occurs after Inertial forces directed above will be contained in the ring channel Coolant is thrown up into the cooling holes and is thereby crossed the coolant injected via the disposal channels, which results in a particularly strong turbulence and turbulence, which further promotes heat transfer.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Fortbildungen der übergeordneten Maßnahmen sind in den Unteransprüchen angegeben. So können die Achsen zumindest des oberen Endbereichs jedes Entsorgungskanals und der jeweils zugeordneten Kühlbohrung in einer Ebene angeordnet sein. Diese Maßnahme stellt sicher, dass das in die Kühlbohrungen eingespritzte Öl gut bis in den oberen Endbereich der Kühlbohrungen hochsteigen kann.Advantageous refinements and practical training of overriding measures are specified in the subclaims. So the axes of at least the upper end portion of each Disposal channel and the associated cooling hole in one Be arranged level. This measure ensures that that in the Oil injected well into the upper end of the cooling holes Cooling holes can rise.
Eine weitere zweckmäßige Maßnahme kann darin bestehen, dass die Entsorgungskanäle auf ihrer ganzen Länge nach radial außen ansteigend geneigt sind. Hierdurch werden Umlenkungsverluste bei der Bescheunigung des Kühlmittels vermieden.Another appropriate measure can be that the Disposal channels rising radially outwards along their entire length are inclined. As a result, deflection losses at Acceleration of the coolant avoided.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Fortbildungen der übergeordneten Maßnahmen sind in den restlichen Unteransprüchen angegeben und aus der nachstehenden Beispielsbeschreibung anhand der Zeichnung näher entnehmbar.Further advantageous refinements and expedient further training of the overriding measures are in the remaining subclaims specified and from the example description below using the Drawing can be removed more closely.
In der nachstehend beschriebenen Zeichnung zeigen:In the drawing described below:
Fig. 1 eine Zylinder-Kolbenanordnung eines Zweitakt- Großdieselmotors teilweise im Schnitt und Fig. 1 shows a cylinder-piston arrangement of a two-stroke large diesel engine partially in section and
Fig. 2 den Kolben gemäß Fig. 1 von unten gesehen. Fig. 2 seen the piston of FIG. 1 from below.
Hauptanwendungsgebiet der Erfindung sind große Kreuzkopf-Motoren, wie Zweitakt-Großdieselmotoren, deren Kolben über eine Kolbenstange mit einem Kreuzkopf verbunden ist. Die Fig. 1 zeigt einen in einem Zylinder 1 angeordneten Kolben 2 eines derartigen Motors. Der Kolben 2 ist über eine Kolbenstange 3 mit einem nicht näher dargestellten Kreuzkopf verbunden. Der grundsätzliche Aufbau von großen Kreuzkopf Motoren ist an sich bekannt und bedarf daher im vorliegenden Zusammenhang keiner weiteren Erläuterung mehr. The main field of application of the invention is large crosshead engines, such as two-stroke large diesel engines, the pistons of which are connected to a crosshead via a piston rod. Fig. 1 shows a piston 2 arranged in a cylinder 1 of such an engine. The piston 2 is connected via a piston rod 3 to a crosshead, not shown. The basic structure of large crosshead motors is known per se and therefore requires no further explanation in the present context.
Die Kolbenstange 3 ist an ihrem oberen Ende mit einem durch einen Flansch 4 begrenzten Zapfen 5 versehen, der in eine zentrale Ausnehmung 6 des Kolbens 2 eingreift. Die Ausnehmung ist nach oben durch den Kolbenboden 7 und umfangsseitig durch den umlaufenden Kolbenmantel 8 begrenzt, der mit dem radial inneren Bereich seines unteren Rands auf dem Flansch 4 der Kolbenstange 3 aufsitzt. Der Kolbenmantel 8 ist mit ein Kolbenringpaket 9 bildenden, umfangsseitig umlaufenden Kolbenringen versehen und radial außerhalb des Flansches 4 durch ein angesetztes Kolbenhemd 10 verlängert, das mit einem radial inneren Bund 11 am Flansch 4 der Kolbenstange 3 anliegt.The piston rod 3 is provided at its upper end with a pin 5 delimited by a flange 4 which engages in a central recess 6 of the piston 2 . The recess is delimited at the top by the piston crown 7 and on the circumference by the circumferential piston jacket 8 , which rests on the flange 4 of the piston rod 3 with the radially inner region of its lower edge. The piston skirt 8 is provided with a piston ring package 9 forming circumferential circumferential piston rings and is extended radially outside the flange 4 by an attached piston skirt 10 which bears against the flange 4 of the piston rod 3 with a radially inner collar 11 .
Außerhalb seines auf dem Flansch 4 der Kolbenstange 3 aufsitzenden Bereichs ist der Kolbenmantel 8 mit achsparallelen Kühlbohrungen 12 versehen, die bis in den oberen Kolbenbereich reichen. Das obere, kuppelförmige Ende der Kühlbohrungen 12 befindet sich dicht unterhalb der randseitigen Kolbenkrone 13. Die Kühlbohrungen 12 sind, wie am besten aus Fig. 2 hervorgeht, gleichmäßig über den Umfang verteilt und dicht nebeneinander angeordnet, so dass der Kolben 2 praktisch auf seinem ganzen Umfang gekühlt werden kann.Outside its area seated on the flange 4 of the piston rod 3 , the piston jacket 8 is provided with axially parallel cooling bores 12 which extend into the upper piston area. The upper, dome-shaped end of the cooling bores 12 is located just below the piston crown 13 on the edge. As best seen in FIG. 2, the cooling bores 12 are evenly distributed over the circumference and arranged close to one another, so that the piston 2 can be cooled practically over its entire circumference.
Das oberen Ende der achsparallelen Kühlbohrungen 12 ist durch jeweils eine den benachbarten Bereich des umlaufenden Kolbenmantels 8 durchquerenden Versorgungskanal 14 mit der zentralen Ausnehmung 6 verbunden. Diese ist über eine in der Kolbenstange 3 vorgesehene, zentrale Steigleitung 15 mit Kühlmittel beaufschlagbar. Dieses wird in an sich bekannter Weise der Steigleitung 15 über ein den Kreuzkopf durchsetzendes Bohrungssystem zugeführt. Die zentrale Ausnehmung 6 des Kolbens 2 fungiert dabei als Verteilerkammer, von der aus das Kühlmittel über die Versorgungskanäle 14 den Kühlbohrungen 12 zugeführt wird, wie durch Strömungspfeile angedeutet ist.The upper end of the axially parallel cooling bores 12 is connected to the central recess 6 by a supply channel 14 which crosses the adjacent region of the circumferential piston jacket 8 . This can be acted upon with coolant via a central riser pipe 15 provided in the piston rod 3 . This is fed to the riser 15 in a manner known per se via a drilling system penetrating the crosshead. The central recess 6 of the piston 2 acts as a distribution chamber from which the coolant is supplied to the cooling bores 12 via the supply channels 14 , as indicated by flow arrows.
Die Kühlbohrungen 12 sind hier an ihrem unteren Ende durch einen umlaufenden Ringkanal 16 miteinander verbunden, der teilweise in den Kolbenmantel 8 und teilweise in das Kolbenhemd 10 eingearbeitet ist und dessen radial innere Begrenzung unterhalb des Kolbenmantels 8 durch die Umfangsfläche des Flansches 4 der Kolbenstange 3 gebildet wird.The cooling bores 12 are connected here at their lower end by a circumferential annular channel 16 , which is partially incorporated into the piston skirt 8 and partially into the piston skirt 10 and whose radially inner boundary below the piston skirt 8 is formed by the peripheral surface of the flange 4 of the piston rod 3 becomes.
Vom Ringkanal 16 gehen den Flansch 4 der Kolbenstange 3 durchquerende Entsorgungskanäle 17 ab, die zu einer in der Kolbenstange 3 vorgesehenen, die zentrale Steigbohrung 15 ringförmig umgebenden Rücklaufleitung 18 führen. Die Entsorgungskanäle 17 sind hier als den Flansch 4 durchquerende Bohrungen ausgebildet, die gegenüber der Kolbenachse so geneigt sind, dass sich ein nach radial außen ansteigender Verlauf ergibt. Hierdurch wird ein vergleichsweise großer, mittlerer Abstand der die Entsorgungskanäle 17 bildenden Bohrungen von der Aufsitzfläche des Kolbenmantels 8 auf dem Flansch 4 erreicht, wie in Fig. 1 bei a angedeutet ist.Disposal channels 17 traversing the flange 4 of the piston rod 3 lead from the annular channel 16 and lead to a return line 18 provided in the piston rod 3 and surrounding the central riser bore 15 in a ring. The disposal channels 17 are designed here as bores crossing the flange 4 , which are inclined with respect to the piston axis in such a way that there is a course that rises radially outwards. As a result, a comparatively large, average distance between the bores forming the disposal channels 17 and the seating surface of the piston skirt 8 on the flange 4 is achieved, as indicated in FIG. 1 at a.
Jeder Kühlbohrung 12 ist ein Entsorgungskanal 17 zugeordnet. Die Achsen jeder Kühlbohrung 12 und der den zugeordneten Entsorgungskanal 17 bildenden Bohrung befinden sich dabei jeweils in einer Ebene, wie aus Fig. 2 erkennbar ist. Die als den Flansch 4 der Kolbenstange 3 durchquerende Bohrungen ausgebildeten Entsorgungskanäle 17 gehen, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, vom Ringkanal 16 ab. Das ringkanalseitige Ende der die Entsorgungskanäle 17 bildenden Bohrungen befindet sich dabei mit Abstand h oberhalb des durch den Bund 11 gebildeten Bodens des Ringkanals 16. Dieser Abstand beträgt zweckmäßig ein 1/15 bis 1/10 des Kolbendurchmessers und liegt vorzugsweise bei 1/12 des Kolbendurchmessers. Die Entsorgungskanäle 17 bilden dementsprechend Überlaufkanäle, die einen in Fig. 1 durch eine Niveaulinie 19 angedeuteten Flüssigkeitsstand im Ringraum 16 ermöglichen.A disposal channel 17 is assigned to each cooling bore 12 . The axes of each cooling bore 12 and the bore forming the associated disposal channel 17 are each in one plane, as can be seen in FIG. 2. As shown in FIG. 1, the disposal channels 17 formed as bores crossing the flange 4 of the piston rod 3 extend from the annular channel 16 . The end of the bores forming the disposal channels 17 is located at a distance h above the bottom of the ring channel 16 formed by the collar 11 . This distance is expediently 1/15 to 1/10 of the piston diameter and is preferably 1/12 of the piston diameter. The disposal channels 17 accordingly form overflow channels which enable a liquid level in the annular space 16 indicated in FIG. 1 by a level line 19 .
Das der zentralen Ausnehmung 6 des Kolbens 2 über die Steigleitung 15 zugeführte Kühlmittel gelangt über die Versorgungskanäle 14 in die Kühlkanäle 12 und wird über die Entsorgungskanäle 17 zur Rücklaufleitung 18 zurückgeführt, die mit dem Rücklaufast des dem Motor zugeordneten Kühlsystems verbunden ist. Da der ringkanalseitige Eingang der Entsorgungskanäle 17 gegenüber dem Boden des Ringkanals 16 um den Abstand h erhöht positioniert ist, wird im Ringkanal 16 Kühlmittel zurückgehalten, das über die Entsorgungskanäle 17 nicht ablaufen kann. Es bildet sich dementsprechend ein durch die Niveaulinie 19 angedeutetes Kühlmittelreservoir.The central recess 6 of the piston 2 via the riser 15 supplied coolant passes through the supply channels 14 in the cooling channels 12 and is returned through the disposal channels 17 to the return line 18 which is connected to the return branch of the associated with the engine cooling system. Since the entrance of the disposal channels 17 on the ring channel side is positioned higher than the bottom of the ring channel 16 by the distance h, coolant is retained in the ring channel 16 , which cannot run off via the disposal channels 17 . Accordingly, a coolant reservoir indicated by the level line 19 is formed .
Wenn auf das im Kolben 2 und in der Kolbenstange 3 enthaltene Kühlmittel nach oben gerichtete Trägheitskräfte wirken, was bei der Verzögerung des Kolbens vor Erreichen des oberen Totpunkts der Fall ist, wird das das Kühlmittelreservoir bildende Kühlmittel in die vom Ringkanal 16 abgehenden und dementsprechend gegenüber dem Ringkanal 16 offenen Kühlbohrungen 12 hochgeschleudert. Dieses Kühlmittel streicht dabei auch am oberen, kuppelförmigen Endbereich der Kühlbohrungen 12 vorbei, wodurch die Kolbenkrone 13 eine zusätzliche Kühlung erhält. Gleichzeitig wird infolge der nach oben gerichteten Trägheitskräfte auch das in den Entsorgungkanäle 17 enthaltene Kühlmittel und das in der Rücklaufleitung 18 von unten hochgedrückte und auf die Entsorgungsleitung 17 verteilte Kühlmittel entgegen der normalen Entsorgungsrichtung dem Kolben 2 zugeführt.If upward inertia forces act on the coolant contained in the piston 2 and in the piston rod 3 , which is the case when the piston decelerates before reaching top dead center, the coolant forming the coolant reservoir becomes in the outgoing from the annular channel 16 and accordingly opposite Ring channel 16 thrown open cooling holes 12 . This coolant also sweeps past the upper, dome-shaped end region of the cooling bores 12 , as a result of which the piston crown 13 receives additional cooling. At the same time, due to the upward inertia forces, the coolant contained in the disposal channels 17 and the coolant pushed up from below in the return line 18 and distributed to the disposal line 17 are fed to the piston 2 against the normal disposal direction.
Der Durchmesser der die Entsorgungskanäle 17 bildenden Bohrungen ist dabei so klein, dass sich ein sogenannter Jet-Effekt ergibt. Das in den Kolben zurückgeförderte Kühlmittel wird dementsprechend düsenartig eingespritzt, was eine gute Verwirbelung und starke Turbulenzen erzeugt und damit einen guten Wärmeübergang gewährleistet. Da sich der Eingang der Entsorgungskanäle 17 im oberen Bereich des Ringkanals 16 befindet und die die Entsorgungskanäle 17 bildenden Bohrungen nach radial außen ansteigen, erfolgt eine Einspritzung des Kühlmittel in die Kühlbohrungen 12, in denen das Kühlmittel weiter hochsteigt. Da jeder Kühlbohrung 12, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, ein Entsorgungskanal 17 zugeordnet ist, wird jede Kühlbohrung 12 entsprechend beaufschlagt, was eine gleichmäßige Kühlwirkung über dem ganzen Kolbenumfang gewährleistet. The diameter of the bores forming the disposal channels 17 is so small that there is a so-called jet effect. The coolant conveyed back into the piston is accordingly injected in a nozzle-like manner, which produces good turbulence and strong turbulence and thus ensures good heat transfer. Since the entrance of the disposal channels 17 is in the upper region of the ring channel 16 and the bores forming the disposal channels 17 rise radially outward, the coolant is injected into the cooling bores 12 , in which the coolant rises further. Since each cooling bore 12 , as can be seen from FIG. 2, is assigned a disposal channel 17 , each cooling bore 12 is acted upon accordingly, which ensures a uniform cooling effect over the entire circumference of the piston.
Der Neigungswinkel der die Entsorgungskanäle 17 bildenden Bohrungen gegenüber der Kolbenachse ist so bemessen, dass das von jedem Entsorgungskanal 17 in die jeweils zugeordnete Kühlbohrung 12 eingespritzte Kühlmittel im oberen Bereich des Ringpakets 9 auf den dem ringkanalseitigen Ende des Entsorgungskanals 17 gegenüberliegenden Wandbereich der jeweils zugeordneten Kühlbohrung 12 auftrifft, was eine gute Kühlung dieses thermisch hochbelasteten Bereichs gewährleistet. Da die Achsen jeder Kühlbohrung 12 und der den jeweils zugeordneten Entsorgungskanal 17 bildenden Bohrung in einer Ebene liegen, kann das eingespritzte Kühlmittel auch leicht an der Wandung der zugeordneten Kühlbohrung 12 hochsteigen. Auch dieses hochsteigende Kühlmittel streicht am oberen Endbereich der Kühlbohrung 12 vorbei, wodurch die thermisch ebenfalls sehr stark beanspruchte Kolbenkrone 13 eine zusätzliche Kühlung erfährt. Gleichzeitig bewirkt der eingespritzte Kühlmittelstrahl eine starke Verwirbelung und Turbulenz, was einen guten Wärmeübergang gewährleistet.The tilt angle of the waste channels 17 forming holes with respect to the piston axis is sized such that the fuel injected from each discharge channel 17 in the respective associated cooling bore 12 refrigerant in the upper region of the annular package 9 on the ring channel-side end of the exhaust duct 17 opposite wall portion of the respectively assigned cooling bore 12 hits, which ensures good cooling of this thermally highly stressed area. Since the axes of each cooling bore 12 and the bore forming the respectively assigned disposal channel 17 lie in one plane, the injected coolant can also rise slightly on the wall of the assigned cooling bore 12 . This rising coolant also sweeps past the upper end region of the cooling bore 12 , as a result of which the piston crown 13 , which is also very thermally stressed, is cooled further. At the same time, the injected coolant jet causes strong turbulence and turbulence, which ensures good heat transfer.
Der lichte Querschnitt der Steigleitung 15 entspricht etwa dem lichten Querschnitt der Rücklaufleitung 18. Dieser Querschnittsfläche entspricht in etwa auch die Summe aller Querschnitte der Versorgungskanäle 14 bzw. der Entsorgungskanäle 17. Da jeder Kühlbohrung 12 ein Entsorgungskanal 17 zugeordnet ist, ergibt sich, wie aus Fig. 2 erkennbar ist, automatisch ein vergleichsweise kleiner Durchmesser der die Entsorgungskanäle 17 bildenden Bohrungen und damit der gewünschte Jet-Effekt.The clear cross section of the riser pipe 15 corresponds approximately to the clear cross section of the return pipe 18 . This cross-sectional area roughly corresponds to the sum of all cross-sections of the supply channels 14 and the disposal channels 17 . Since each cooling hole 12 is assigned a disposal channel 17 , as can be seen from FIG. 2, a comparatively small diameter of the holes forming the disposal channels 17 and thus the desired jet effect automatically result.
Vorstehend ist zwar ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert, ohne dass jedoch hiermit eine Beschränkung verbunden sein soll. Vielmehr stehen dem Fachmann eine Reihe von Möglichkeiten zur Verfügung, um den allgemeinen Gedanken der Erfindung an die Verhältnisse des Einzelfalls anzupassen. So wäre es beispielsweise ohne Weiteres möglich, jeder Kühlbohrung 12 auch mehr als eine Entsorgungsleitung 17 zuzuordnen. Ebenso könnte in einfachen Fällen auf den am unteren Ende der Kühlbohrungen 12 vorgesehenen Ringkanal verzichtet werden. Zur Bildung eines Kühlmittelreservoirs könnten einfach die Kühlbohrungen 16 genügend tief ausgeführt werden, d. h. das untere Ende der Kühlbohrungen 16 wäre dabei etwa um, den Abstand h unterhalb dem Eingang der Entsorgungskanäle positioniert.Although a preferred exemplary embodiment of the invention has been explained in more detail above, this is not intended to imply any limitation. Rather, a number of options are available to the person skilled in the art to adapt the general idea of the invention to the circumstances of the individual case. For example, it would be readily possible to assign more than one disposal line 17 to each cooling bore 12 . Likewise, the ring channel provided at the lower end of the cooling bores 12 could be dispensed with in simple cases. To form a coolant reservoir, the cooling bores 16 could simply be made sufficiently deep, ie the lower end of the cooling bores 16 would be positioned approximately by the distance h below the entrance to the disposal channels.
Claims (7)
Priority Applications (4)
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