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Kolbenkühlung bei Hubkolbenbrennkraftmaschinen-Die Erfindung bezieht
sich auf eine Vorrichtung zur Kolbenkühlung bei einer Hubkolbenbrennkraftmaschine,
bei der ein Schmierölstrahl mittels einer Düse gerichtet und dosiert gegen die Unterseite
des Kolbenbodens bzw. gegen die Unterseite der Brennraummulde im Kolbenboden gespritzt
wird.
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Bei Hubkolbenbrennkraftmaschinen, insbesondere bei solchen mit ölkühlung,
ergibt sich mit steigendar spezifischer Leistung und Drehzahl, besonders aber bei
Aufladung die Notwendigkeit, den Kolben zu kühlen. Dieße Kühlung erfolgt bei kleinen
und mittelgroßen Maschinen durch Schmieröl, welches aus einer Düsenöffnung gegen
die Unterseite des Kolbens gespritzt wird. Es wird dabei angestrebt, die heißeste
Stelle des Kolbenbodens, soweit sie nicht vom Kolbenbolzen und Pleuelauge abgedeckt
wird, während des ganzen Hubes mit dem dlstrahl zu erreichen. Die engen Raumverhältnisse
im Maschinengehäuse, in dem sich die Triebwerksteile im unteren Totpunkt bis auf
wenige Millimeter nähern, lassen jedoch eie Anordnung der Spritzdüse' die diese
Porderung erfüllt, meist nicht oder nur unter erhöhtem Bauaufwand zu. Damit ergibt
sich die Notwendigkeit, die Spritzdüse seitlich außerhalb der Umlaufbahnen der Triebwerksteile
anzuordnen, womit der Strahl unter einem Winkel auf die Kolbenbodenpartien auftrifft.
Als Kompromißlösung ergibt sich daher eine geringfügig außerhalb der Projektionefläche
des Kolbens
angeordnete Spritzdüse, deren Strahl den Kolbenboden
unter einem Winkel trifft, womit sich bei der Hubbewegung des Kolbens der auftrefinde
Strahl auf einer Linie bewegt.
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Es ist bekannt, die Spritzdüse für die Kolbenkühlung etwa in der Pleuelebene
anzuordnen, wobei die Düse auf dem Ende einer Rohrleitung befestigt ist. Aufwendig
ist hierbei das genaue Ausrichten der Rohrleitung mit Düse, deren Strahl im oberen
Totpunkt bei verhältnismäßig großer Strahllänge noch mit hinreichender Genauigkeit
die heißesten Partien des Kolbenbodens treffen soll.
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Bei einer anderen Ausführungsform wird zwecks genauer Ausrichtung
des Düsenstrahls statt der Rohrleitung eine am Maschinengehäuse befestigte Konsole
mit Düse, in deren Innern der Ölkanal verläuft, angewendet. Auch hierbei erfordert
das genaue Ausrichten und Fixierer der Düse einen beträchtlichen Arbeitsaufwand.
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Es ist ferner bekannt, die Spritzdüse im Maschinengehäuse in der Schottwand
zwischen jeweils zwei Zylindern so anzuordnen, daß sie unmittelbar mit einem in
der Schottwand verlaufenden Ölkanal in Verbindung steht. Bei dieser Anordnung muß
die Düse in den meisten pollen wegen den knappen Platzverhältnissen seitlich außerhalb
der Projektionsfläche des Kolbens angeordnet werden. Der dabei unter einem Winkel
auf den Kolbenboden auftreffende ScXhulierolstrahl erfahrt
mit
zunehmenden Neigungswinkel immer stärkere Abweichungen, so daß an die Ausrichtung
der Düse hohe Ansprüche gestellt werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Spritzdüse für die KolbenkUhlung
so anzuordnen und zu befestigen, daß sie leicht auswechselbar ist und die gewünschte
Spritzrichtung ohne Ausrichtarbeit mit möglichst hoher Genauigkeit eingehalten wird.
Dieses wird bei einer Brennkraftmaschine der eingangs beschriebenen Art dadurch
gelöst, daß der zylinderförmige Düsenkörper im Maschinengehäuse in einer Bohrung
gelagert ist, die sich mit einen Ölzuführungskanal in einer Ebene schneidet, wobei
der Düsenkörper durch eine im Ölzuführungskanal geführte Buchse in seiner Lage ausgerichtet
und gehalten wird. Hierbei läßt sich durch die Wahl einer geeigneten Passung-zwischen
der zentrierenden Buchse einerseits und der Ölkanalbohrung und Zentrierbohrung im
Düsenkörper andererseits ein hoher Genauigkeitsgrad hinsichtldch der Düsenlage und
damit der Spritzrichtung erzielen. Zur Fortsetzung bzw. Überbrückung des durch die
Düsenlagerbohrung unterbrochenen Ölkanals dient gleichzeitig die Zentrierung im
Düsenkörper. Dadurch wird die Versorgung weiterer, hinter der Spritzdüse liegender
Schmierstellen, mit drucköl rn%glich.
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etwa die Buchse in der Zentrierbohrung des Düsenkörpers zu halten,
wird diese auger der Passung, durch eine Druckfeder in ihrer Lage
gesichert.
Eine weitere wirksame Möglichkeit zur Lagesicherung des Düsenkörpers ist durch eine
Gewindebuchse mit selbsthemmendem Gewinde gegeben. Damit bei Maschinen in V-Bauart
zwei nebeneinander, oder mit Versatz nebeneinander liegende Zylinder aus dem gleichen
Düsenkörper mit Spritzöl versorgt werden können, wird vorgeschlagen, im Düsenkörper
zwei Spritzlöscher vorzusehen, die jeweils in die entsprechenden Richtungen der
Zylinder gerichtet sind. Hierbei ist der Düsenkörper bevorzugt in der Schottwand
des Maschinengehäuses zwischen jeweils zwei hintereinander liegenden Zylindern etwa
auf der Winkelhalbierenden des von den Zylinderreihen gebildeten V-Winkels anzuordnen.
Diese Anordnung des Düsenkörpers in der Schottwand zwischen jeweils zwei Zylindern
ist ebenso vorteilhaft bei Reihenmotoren, weil dort die Druckölversorgung der einzelnen
Kurbelwellenlager durch Ölkanäle in den Schottwänden erfolgt, die von einem Hauptölkanal
in der Seitenwand des Maschinengehäuses auegehen.
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Zur Vermeidung von Beckverluaten bei der Wahl eines Bewegungssitzes
zwischen Düsenkörper und Lagerbohrung wird vorgeschlagen, den Düsenkörper mittels
Rundschnurringen abzudichten.
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In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch
dargestellt.
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Abb. 1 zeigt teilweise einen Querschnitt durch das Maschinengehäuse
einer Hubkolbenbrennkraftmaschine in Reihenbauart.
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Kbb. 2 zeigt einen Längamittelschnitt durch die Hubkolbenbrennkraftmaschine
entsprechend der Line I - II in Abb. 1.
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Abb. 3 zeigt teilweise einen Querschnitt durch das Maschinengehäuse
einer Hubkolbenbrennkraftmaschine in Reihenbauart.
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Abb. 4 zeigt einen Längsmittelschnitt durch die Hubkolbenbrennkraftmaschine
entsprechend der Linie IV - IV in Abb. 3.
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In Abb. 1 ist in einer Schottwand 1 des Maschinengehäuses die Schmieròlzufuhr
zum Kurbelwellenlager 2 dargestellt. Von einem Hauptölkanal 3, der in Längsrichtung
der Reihenmaschine verläuft, führen Ölkanäle 4 und 5, die in der Schottwand 1 vorgesehen
sind, zur Kurbelwellenlagerstelle 2. Der Ölkanal 4 führt huber den Schnittpunkt
mit dem Ölkanal 5 hinaus zu einer weiteren Schmierstelle, die über eine Drossel
6 mit Schmieröl versorgt wird. Der ölkanal 4, der mit einer Verschlußschraube 7
nach außen abgedichtet ist, schneidet sich mit einer Bohrung 8, in der ein Düeairörper
9 gelagert ist.
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Der Düsenkörper 9, der schließend in der Bohrung 8 sitzt, wird durch
eine Buchse 10, die im Ölkanal 4 geführt wird, in seiner Lage gehalten und durch
entsprechende Passungen ausgerichtet. Zur axialen
Lagesicherung
der Buchse 10 dient eine Druckfeder 11, die sich auf einem eingewalzten Rohr 12,
welches den Hauptölkanal 3bildet, abstützt.
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In Abb. 2 ist die Anordnung des Düsenkörpers 9 in der Schottwand 1
und die Spritzrichtung des aus der Düsenbohrung 16 austretenden Schmierölstrahles
14 zum Kolben 13 dargestellt. Der Kolben 13 nimmt die untere Totpunktlage ein, während
die Kurbelwelle 15 in der oberen Totpunktlage strichpunktiert dargestellt ist.
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In Abb. 3 ist der Düsenkörper 9 im Schnittpunkt der Ölbohrungen 4
und 5 in der Bohrung 8 gelagert. Der Düsenkörper 9, der schließsend in der Bohrung
8 sitzt, wird durch ene Buchse 17, die im Ölkanal 4 geführt wird, in seiner Lage
gehalten und durch entsprechende Passungen ausgerichtet. Zur axialen Lagesicherung
der Buchse 17 dient ein selbsthemmendes Außengewinde 18 am Buchsenende.
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In Abb. 4 ist der in der Bohrung 8 der Schottwand 1 gelagerte Düsenkörper
9 durch einen Rundschnurring 19 und eine Verschlußschraube 20 über die durch die
Passung gegebene Abdichtung zusatzlich abgedichtet. Je nach Bedarf kann der D0senkörper
so ausgerichtet sein, daß er zu beiden Seiten einer Schottwand Düsenöffnungen hat
und zwei hintereinander liegende Kolben kühlt. Hierdurch kann bei Reihen
maschinen
die Anwendung der Düsen auf jede zweite Schottwand beschränkt bleiben.