DE2343655A1

DE2343655A1 - Freistrahl-duese

Info

Publication number: DE2343655A1
Application number: DE19732343655
Authority: DE
Inventors: Erwin Flesch; Hubert Hoefle
Original assignee: MTU Friedrichshafen GmbH; MTU Motoren und Turbinen Union Muenchen GmbH
Current assignee: MTU Aero Engines GmbH; Rolls Royce Solutions GmbH
Priority date: 1973-08-30
Filing date: 1973-08-30
Publication date: 1975-03-27
Also published as: GB1480095A; FR2242562B3; IT1018796B; JPS5050714A; DE2343655B2; CH574566A5; FR2242562A1; US4067307A

Description

MOTOREN- UND TURBINEN- ¹JNlON

FRiEDRicHSHAPEN qmbh 2 3 A 3 6 5 5

Priedrichshafen

Freistrahl-Düse

Die Erfindung bezieht sioh auf eine Freistrahl-Düse, insbesondere für die Kolbenkühlung bei Hubkolben-Brennkraftmaschinen, zum Erzwingen einer drallfreien Strömung in dem die Düse durchfließenden Kühlmittel.

Bei der Zuführung des Kühlmittels, insbesondere öl, zum Kühlraum im Kolben durch eine am Zylinder-Kurbelgehäuse befestigte Freistrahl-Düse ist darauf zu achten, daß von der Freistrahl-Düse ein möglichst gebündelter ölstrahl erzeugt wird, der die Fangöffnung am Kolben geschlossen erreicht, damit auch in der oberen Totpunktstellung (OT-Steilung) des Kolbens ein ausreichender Kühlöldurchsatz im Kolben erreicht wird.

Es ist bekannt, in der Düse ein als Kreuz ausgebildetes Führungsstück anzuordnen, um einen gebündelten ölstrahl zu erzielen. Damit wird zwar ein brauchbarer öldurchsatz im Kolben, auch bei OT-Stellung des Kolbens, erreicht, aber durch die quer im ölstrom stehenden, kreuzförmigen Flächen des Führungsstückes wird die Durchgängigkeit der Zuführungsbohrung in der Düse für Schmutzteilchen so erheblich eingeschränkt, daß es bei entsprechendem Schmutzanfall leicht zur totalen Verstopfung der Düse kommen kann.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Freistrahl-Düse für die Kolbenkühlung zu schaffen, mit der sich eine optimale

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Strahlbündelung ohne betrlebsgefahrdende Verstopfungsneigung erreichen läßt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Durchtrittskanal für das Kühlmittel in der Freistrahl-Düse mindestens auf einem Teil seiner Länge sich radial nach innen erstreckende achsparallele Rippen aufweist, die im Zentrum des Durohtritt-skanals einen freien, zylindrischen Durchgang offen lassen.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß im Durchtrittskanal für das Kühlmittel ein rohrförmiger Einsatz angeordnet ist, der an seinem inneren Umfang die Rippen trägt.

Die Verstopfungsgefahr der Preistrahl-Düse wird erfindungsgemäß dadurch noch vermindert, daß der Durchtrittskanal für das Kühlmittel bzw. der rohrförmige Einsatz einen Einlauftrichter aufweist und die Rippen auf der Einlaufseite abgeschrägt sind. Dadurch können sich vom Kühlmittel etwa mitgeführte Schmutzteilchen nicht festsetzen, sondern werden vom KühlmitteIstrom mitgerissen.

Gemäß der Erfindung ist die Rippenhöhe so bemessen, daß der von den Rippen gebildete freie, zylindrische Durchgang nicht kleiner ist als die Mündungsbohrung der Preistrahl-Düse. Damit ergibt sich eine gute Strahlbündelung bei minimaler Querschnittseinengung im Durchtrittskanal.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch die Beseitigung der Verstopfungsgefahr die Betriebssicherheit der Kolbenkühlung mit einer Preistrahl-Düse

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erhöht wird, und daß die optimale Strahlbündelung in Verbindung mit der Vergrößerung des freien Durchganges einen erhöhten Kühlmitteldurchsatz im Kolben ergibt, der die Wirksamkeit der Kolbenkühlung erheblich verbessert hat.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch die Anordnung einer Freistrahl-Düse im Zylinder-Kurbelgehäuse mit dem zugehörigen Kolben in OT-Stellung;

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie IP-II in Fig. 1 durch eine Freistrahl-Düse mit Einsatz;

Fig. 3 eine Stirnansicht des Einsatzes nach Pfeil III in Fig.

Figur 1 zeigt einen ölgekühlten Kolben 11 einer Hubkolben-Brennkraftmaschine in OT-Stellung. Das Kühlöl wird durch eine am Zylinder-Kurbelgehäuse 15 befestigte Düse 16 als freier Strahl 17 über die Fangöffnung I3 dem Kühlraum 12 im Kolben 11 zugeführt und verläßt den kolben 11 wieder über die Ablauföffnung 14.

Um auch in OT-Stellung des Kolbens 11 einen hohen Kühlöldurehsatz zu gewährleisten, ist eine gute Bündelung des freien ölstrahles 17 erforderlich. Dieses wird dadurch erreicht, daß der Durchtrittskanal I9 für das Kühlöl auf einem Teil seiner Länge sich radial nach innen erstreckende achsparallele Rippen 22 aufweist. Damit wird eine drallfreie Strömung in dem die Freistrahl-Düse 16 durchfließenden Kühlöl erzwungen, das durch die unvermeidlichen, zahlreichen Umlenkungen in der Zuleitung stark verwirbelt in die Düse 16 eintritt. Dadurch, daß die Rippen 22 im Zentrum des Durchtrittskanal 19 einen freien, zylindrischen

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Durchgang 26 offen lassen, kann die Freistrahl-Düse 16 praktisch nicht mehr verstopfen.

Bei dem dargestellten Beispiel ist im Durchtrittskanal 19 für das Kühlöl ein rohrförmiger Einsatz 18 angeordnet, der an seinem inneren Umfang 21 die Rippen 22 trägt.

Die Verstopfungsgefahr der Freistrahl-Düse 16 wird dadurch noch weiter vermindert, daß der rohrförmige Einsatz 18 einen Einlauftrichter 20 aufweist und die Rippen 22 auf der Einlaufseite abgeschrägt sind. Vom Kühlöl etwa mitgeführte Schmutzteilchen können sich dadurch nicht so leicht festsetzen und werden vom Kühlölstrom mitgerissen.

Die Rippenhöhe ist so bemessen, daß der von den Rippen 22 gebildete freie zylindrische Durchgang 26 nicht kleiner ist als die Mündungsbohrung 27 der Freistrahl-Düse 16. Damit ergibt sich eine gute Strahlbündelung bei geringerer Drosselwirkung des Einsatzes 18 auf den Kühlölstrom als bei bisherigen Ausführungen, wodurch eine Steigerung des Kühlöldurchsatzes im Kolben 11 erreicht wurde.

Die Befestigung des Einsatzes 18 in axialer Richtung erfolgt durch mehrere am Umfang verteilte Noppen 25, die mit einer entsprechenden Umfangsnut des Durchtrittskanals 19 korrespondieren. Eine Verdrehsicherung des Einsatzes 18 wird durch vier radial nach außen stehende Lappen 24 am Einlauftrichter 20 erreicht, die in entsprechende Nuten 25 am Düsenkörper eingreifen.

Die Anwendung der beschriebenen Freistrahl-Düse ist nicht auf die Kolbenkühlung beschränkt, sondern läßt sich überall einsetzen wo es auf gute Strahlbündelung und geringe Verstopfungs-

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neigung ankommt, z.B. in der Fluidik-Technik, bei der ölschmierung von Wälzlagern und ähnlichen Anwendungsfällen.

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Claims

Patentansprüche

Freistrahl-Düse, insbesondere für die Kolbenkühlung bei Hubkolben-Brennkraftmaschinen, zum Erzwingen einer drallfreien Strömung in dem die Düse dur einfließenden Kühlmittel» dadurch gekennzeichnet, daß der Durchtrittskanal (19) für das Kühlmittel mindestens auf einem Teil seiner Länge sich radial nach innen erstreckende achsparallele Rippen (22) aufweist, die im Zentrum des Durchtrittskanals einen freien, zylindrischen Durchgang (26) offen lassen.
2. Freistrahl-Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Durchtrittskanal (19) für das Kühlmittel ein rohrförmiger Einsatz (18) angeordnet ist, der an seinem inneren Umfang (21) die Rippen (22) trägt.
3· Freistrahl-Düse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchtrittskanal (19) für das Kühlmittel bzw. der rohrförmige Einsatz (18) einen Einlauftrichter (20) aufweist.
4. Freistrahl-Düse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (22) auf der Einlaufseite abgeschrägt sind.

5· Freistrahl-Düse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippenhöhe so bemessen ist, daß der von den Rippen (22) gebildete freie, zylindrische Durchgang (26) nicht kleiner ist als die Mündungsbohrung (27) der Freistrahl-Düse.

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