DE3518746C1

DE3518746C1 - Oil-cooled trunk piston of an internal combustion engine

Info

Publication number: DE3518746C1
Application number: DE19853518746
Authority: DE
Inventors: Jordan Dipl-Ing Gentscheff
Original assignee: MAN B&W Diesel GmbH
Current assignee: MAN B&W Diesel GmbH
Priority date: 1985-05-24
Filing date: 1985-05-24
Publication date: 1987-01-15

Abstract

In an oil-cooled trunk piston of an internal combustion engine, cooling oil is fed under pressure through passages inside the connecting rods. The jet of cooling oil leaving an injection nozzle, arranged on the small end enclosing the piston pin coaxially with the longitudinal axis of the connecting rod, strikes the central area of the inside face of the piston head. The trunk piston is designed for combined spray and forced through-flow cooling. For this purpose a cooling duct running round in a ring is provided in the piston head. In addition, two cooling oil collecting depressions, each having an approximately semicircular cross-section and being open to the small end, and extending side by side in the spray area of the cooling oil jet, are provided in the central area of the inner surface of the piston head. In addition, a cooling oil feed duct, running in the plane of movement of the cooling oil jet and leading to the cooling duct, branches off laterally from the base of each cooling oil collecting depression. At least one discharge duct, returning heated cooling oil from the cooling duct into the engine chamber, in turn branches off from the cooling duct.

Description

Die Erfindung betrifft einen ölgekühlten Tauchkolben einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The invention relates to an oil-cooled plunger Internal combustion engine with the features of the preamble of Claim 1.

Ein Kolben dieser Gattung ist aus der GB-PS 13 78 595 bekannt. Bei diesem Kolben spritzt die am Pleuelkopf angeordnete Spritzdüse Kühlöl durch eine spaltförmige Öffnung gegen den mittleren, rotationssymmetrischen, im Querschnitt etwa W-förmigen Teil des Kolbenbodens. Da die spaltförmige Öffnung gleichzeitig eine Überlauföffnung für den Ölrücklauf bildet, stört das rücklaufende Öl die Einspritzung des Kühlöls. An dem gewellten Kolbenboden wird weiterhin zeitweilig der Spritzstrahl direkt zur spaltförmigen Öffnung zurück umgelenkt, so daß ein Teil des aus der Spritzdüse austretenden Kühlöls nicht in den Kolben gelangt. Auch ist damit zu rechnen, daß das seitlich der Überlauföffnung befindliche Kühlöl nicht laufend erneuert wird, so daß auch hierdurch die Kühlung beeinträchtigt wird. Dementsprechend ist für eine weitere äußere Kühlkammer, die nur teilweise mit Öl gefüllt ist, auch eine eigene Ölversorung vorgesehen.A piston of this type is known from GB-PS 13 78 595. This piston is sprayed with the one on the connecting rod head Spray nozzle cooling oil through a gap-shaped opening against the middle, rotationally symmetrical, approximately W-shaped in cross section Part of the piston crown. Because the slit-shaped opening at the same time forms an overflow opening for the oil return, that disturbs returning oil the injection of the cooling oil. On the curled The piston head continues to temporarily become the spray jet gap-shaped opening deflected back so that part of the cooling oil escaping from the spray nozzle does not get into the piston. It can also be expected that this is to the side of the overflow opening located cooling oil is not constantly renewed, so that too this affects the cooling. Is accordingly for another outer cooling chamber that is only partially filled with oil is filled, a separate oil supply is also provided.

Aus der DE-PS 12 75 831 ist ein Kolben mit einer Zwangsdurchlaufkühlung bekannt, bei dem Kühlöl durch eine Bohrung im Pleuelkopf in einem kleinen Aufnahmeraum im Kolben fließt, wobei zwischen dem Kolben und dem Pleuelkopf eine Dichtung angeordnet ist. Vom Aufnahmeraum aus führen mehrere Zuführungskanäle zu einem ringförmigen, hinter den Kolbenringnuten angeordneten Kühlkanal, der zur Kolbenunterseite offene Ablaufbohrungen aufweist. Bei diesem Kolben wird die kinetische Energie des aus dem Pleuelkopf austretenden Kühlöls praktisch nicht zu desssen Weiterführung ausgenutzt, sondern in Druckenergie umgewandelt. Der Durchfluß des Kühlöls durch den Kolben wird durch ein Druckgefälle zwischen dem Aufnahmeraum und den Ablaufbohrungen bewirkt. Außerdem erfolgt im mittleren Bereich des Kolbenbodens nur eine unzureichende Kühlung über die schmalen Zuführkanäle.From DE-PS 12 75 831 is a piston with a Forced cooling is known in the cooling oil through a hole flows in the connecting rod head in a small receiving space in the piston, with a seal between the piston and the connecting rod head is arranged. Several lead from the recording room Feed channels to an annular, behind the piston ring grooves arranged cooling channel, the open to the bottom of the piston Has drain holes. With this piston, the kinetic Energy of the cooling oil emerging from the connecting rod head is practical not used for its continuation, but in printing energy converted. The flow of cooling oil through the piston will due to a pressure drop between the recording space and the Drain holes causes. It also takes place in the middle area the piston crown only insufficient cooling over the narrow Feed channels.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen ölgekühlten Tauchkolben der eingangs genannten Gattung dahingehend weiterzubilden, daß eine intensivere Kühlung und höhere Wärmeabfuhr aus dem gesamtn Kolbenboden gewährleistet ist.The invention has for its object an oil-cooled Plungers of the type mentioned in the introduction to further develop that more intensive cooling and higher Heat dissipation from the entire piston crown is guaranteed.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.This object is achieved by the in the characteristic of Features specified claim 1 solved.

Durch die bisher nicht bekannte Ausbildung eines Tauchkolbens für eine kombinierte Spritz- und Zwangsdurchlaufkühlung ist sichergestellt, daß alle Kolbenbodenpartien wirksam gekühlt werden können. Dadurch, daß im Zentral bereich der Innenfläche des Kolbenbodens zwei sich ne beneinander im Spritzbereich des Kühlölstrahles er streckende, jeweils einen etwa halbkreisförmigen Quer schnitt aufweisende und zum Pleuelkopf hin offene Vertiefungen vorgesehen sind, ist zum einen eine intensive Spritzölkühlung des Zentralbereiches des Kol benbodens gewährleistet. Letzteres deshalb, weil in vielen Winkelstellungen des Pleuels der aus der Spritz düse austretende Kühlölstrahl unter einem günstigen Ab lenkwinkel auf den halbkreisförmigen Grund einer jeden Vertiefung auftrifft und dann längs der Wand der Vertiefung weiterlaufen kann. Bedingt durch dieses Entlanggleiten des Kühlölstromes an der Wand je der Vertiefung ist eine hohe Wärmeabfuhr aus dem Zentralbereich des Kolbenbodens sichergestellt. Due to the previously unknown design of a plunger for is a combined spray and forced cooling ensured that all piston crown parts can be cooled effectively. Because in the central area of the inner surface of the piston crown two ne side by side in the spray area of the cooling oil jet stretching, each an approximately semicircular cross cut and open towards the connecting rod head Wells are provided on the one hand intensive spray oil cooling of the central area of the col guaranteed benbodens. The latter because in many conrod angles of the connecting rod from the spray nozzle emerging cooling oil jet under a favorable Ab steering angle on the semi-circular bottom of each Indentation and then along the wall of the Deepening can continue. Due this sliding along the cooling oil flow on the wall the recess is characterized by high heat dissipation ensured the central area of the piston crown.

Andererseits ist dadurch, daß vom Boden jeder Vertiefung seitlich ein in der Bewegungsebene des Kühlölstrahles verlaufender und zu einem ringförmig im Kolbenboden umlaufenden Kühlkanal hinführender Kühlöl speisekanal abzweigt, sichergestellt, daß zumindest im mittleren Teil des Pleuelschwenkbereiches der am Inne ren des Kolbenbodens auftreffende Kühlölstrahl bedingt durch die kreisbogenförmige Form des Grundes jeder Vertiefung strömungsgünstig und zwangsläufig in Richtung der Eintrittsöffnung des seitlich abzwei genden Kühlölspeisekanals gelenkt wird. Dies bedeutet, daß eine größtmögliche Menge an Kühlöl nicht nur zur Wärmezufuhr aus dem Zentralbereich des Kolbenbodens verwendbar ist, sondern auch in den ringsumlaufenden geschlossenen Kühlkanal mit noch entsprechend hoher Strömungs- und Druckenergie gelangt. Letzteres wiederum gewährleistet, daß das dem ringsumlaufenden Kühlkanal zugeführte Kühlöl diesen auch mit entsprechender hoher Strömungsgeschwindigkeit durchströmen kann, was wieder um eine hohe Wärmeabfuhr auch aus den an den umlaufen den Kühlkanal angrenzenden Kolbenbodenbereichen sicher stellt. Durch das Vorsehen eines vom ringförmigen Kühl kanal abzweigenden Abführkanales ist überdies sicherge stellt, daß das in den ringförmigen Kühlkanal einge speiste Kühlöl rasch aus diesem wieder abgeführt und in den Triebwerksraum rückgeleitet wird. Eine zu hohe Er wärmung des im ringförmigen Kühlkanal eingeschlossenen Kühlmittels ist damit praktisch ausgeschlossen.On the other hand, is that from the bottom everyone Depression laterally in the plane of movement of the Cooling oil jet running and into a ring in the Cooling oil leading to the piston crown around the cooling channel branches off, ensures that at least in middle part of the connecting rod swivel area on the inside cooling oil jet impinging on the piston crown by the circular arc shape of the bottom of everyone Deepening aerodynamically and inevitably in the direction of the inlet opening of the side cooling oil feed channel is directed. This means, that the largest possible amount of cooling oil not only for Heat supply from the central area of the piston crown is usable, but also in the all-round closed cooling channel with a correspondingly high Flow and pressure energy arrives. The latter in turn ensures that the all-round cooling channel supplied cooling oil this also with a correspondingly high Flow rate can flow through what again to ensure high heat dissipation from the circulating the piston crown areas adjacent to the cooling channel poses. By providing one of the annular cooling duct branching discharge channel is also secured represents that turned into the annular cooling channel fed cooling oil quickly removed from this and in the engine room is returned. Too high he heating of the enclosed in the annular cooling channel Coolant is practically excluded.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Lö sung sind in den Unteransprüchen angegeben. Advantageous embodiments of the Lö according to the invention are specified in the subclaims.

Nachstehend ist der erfindungsgemäße Tauchkolben anhand mehrerer in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbei spiele näher beschrieben. In der Zeichnung zeigtThe plunger according to the invention is illustrated below several execution shown in the drawing games described in more detail. In the drawing shows

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen ölgekühlten Tauchkolben nach einer ersten Ausführungsform, Fig. 1 shows a longitudinal section through an oil-cooled plunger piston according to a first embodiment;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch den Tauchkolben nach Fig. 1 entlang der dort eingezeichneten Schnittlinie II-II, Fig. 2 is a longitudinal sectional view of the plunger of FIG. 1 along the indicated sectional line II-II therein,

Fig. 3 einen Querschnitt durch den Tauchkolben nach Fig. 1 entlang der dort eingetragenen Schnittlinie III-III, Fig. 3 is a cross-sectional view of the plunger of FIG. 1 taken along the section line registered therein III-III,

Fig. 4 einen anderen erfindungsgemäßen Tauchkolben im Längsschnitt, Fig. 4 another plunger according to the invention in longitudinal section;

Fig. 5 einen Querschnitt durch den Tauchkolben nach Fig. 4 entlang der dort eingezeichneten Schnittlinie V-V. Fig. 5 shows a cross section through the plunger of FIG. 4 along the section line VV drawn there.

Fig. 6 bis 10 in aufsteigender Reihenfolge einen Bewegungs zyklus der Pleuelstange, aus dem die sich ändernde Richtung des Kühlölstrahles und die Einflußnahme er erfindungsgemäßen Vertiefungen auf dessen Um- bzw. Weiterleitung ersichtlich sind. Fig. 6 to 10 in ascending order a movement cycle of the connecting rod, from which the changing direction of the cooling oil jet and the influence he depressions according to the invention on its redirection or forwarding can be seen.

In den Figuren sind gleiche bzw. einander entsprechende Bauteile der dort dargestellten Tauchkolben mit glei chen Bezugszeichen versehen. The figures are the same or correspond to one another Components of the plunger shown there with the same Chen provided reference numerals.

In den Figuren ist ein insgesamt mit 1 bezeichneter Tauchkolben einer Brennkraftmaschine dargestellt, der insbesondere aus Leichtmetall, zum Beispiel Aluminium, gegossen ist. Der Tauchkolben 1 kann jedoch auch aus mehreren Teilen bestehen.In the figures, a plunger of an internal combustion engine, generally designated 1, is shown, which is cast in particular from light metal, for example aluminum. The plunger 1 can also consist of several parts.

Der Tauchkolben 1 ist über einen Kolbenbolzen 2 an eine Pleuelstange 3 angeschlossen und über diese mit einer nicht dargestellten Kurbelwelle verbunden. Von der Pleuelstange 3 ist in den Fig. 1, 2 und 4 lediglich ein Teil des Pleuelschaftes 4 sowie der daran sich oben anschließende Pleuelkopf 5 dargestellt. Letzterer be sitzt eine Querbohrung 6 mit eingesetzter Gleitlager büchse 7, die den Kolbenbolzen 2 umfaßt und seitlich durch zwei im Tauchkolben ausgebildete, zueinander paralllele Wangen 8, 9 im Tauchkolben 1 fixiert ist.The plunger 1 is connected via a piston pin 2 to a connecting rod 3 and connected to a crankshaft (not shown). Of the connecting rod 3 , only part of the connecting rod shaft 4 and the connecting rod head 5 adjoining it are shown in FIGS . 1, 2 and 4. The latter be a cross bore 6 with inserted slide bearing bush 7 , which comprises the piston pin 2 and is laterally fixed by two in the plunger, mutually parallel cheeks 8, 9 in the plunger 1 .

Der Tauchkolben 1 ist für eine kombinierte Spritz- und Zwangsdurchlaufkühlung ausgebildet. Als Kühlmittel ist Öl verwendet, das durch eine Pumpe aus dem Triebwerks raum der Brennkraftmaschine entnommen und über kurbel welleninterne Kanäle in pleuelstangeninterne Kanäle eingespeist wird. Diese pleuelstangeninternen Kanäle sind, soweit in der Zeichnung dargestellt, dort mit 10, 11 und 12 bezeichnet. Mit 10 ist dabei eine durch den Pleuelschaft 4 führende koaxial zur Pleuelstangenlängs achse angeordnete Bohrung bezeichnet, die in einen Ringkanal 11 ausmündet, der innerhalb des Pleuel kopfes 5 die Gleitlagerhülse 7 umgibt. Mit 12 ist eine vom Ringkanal 11 abzweigende, ebenfalls koaxial zur Pleuelstangenlängsachse im Pleuelkopf 5 ausgebildete Bohrung bezeichnet, in der - hier kraftschlüssig in Form einer Hülse - eine Spritzdüse 13 verankert ist. The plunger 1 is designed for a combined spray and forced cooling. Oil is used as the coolant, which is removed by a pump from the engine room of the internal combustion engine and fed into the connecting rod internal channels via crankshaft internal channels. These connecting rod internal channels are, as far as shown in the drawing, there designated 10, 11 and 12 . With 10 is a through the connecting rod shaft 4 leading coaxially to the connecting rod longitudinal axis arranged bore, which opens into an annular channel 11 , the head 5 inside the connecting rod surrounds the plain bearing sleeve 7 . With 12 a branching from the ring channel 11 , also coaxial to the connecting rod longitudinal axis in the connecting rod head 5 is designated, in which - here non-positively in the form of a sleeve - a spray nozzle 13 is anchored.

Das unter Druck durch die pleuelstangeninternen Kanä le 10, 11, 12 geförderte Kühlöl tritt aus der Spritz düse 13 in Form eines Kühlölstrahles aus und trifft innerhalb des Tauchkolbens 1 am Zentralbereich der Innenfläche 14 des Kolbenbodens 15 auf. Bedingt durch die Pendelbewegungen der Pleuelstange 3 während des Ma schinenbetriebes übersteicht der die Spritzdüse 13 verlassende Kühlölstrahl einen bestimmten Spritzbereich in seiner Bewegungsebene an der Innenfläche 14 des Kol benbodens 15. Der Schwenkbereich der Pleuelstange 3 ist - wie aus Fig. 2 ersichtlich - durch die dort darge stellten, strichpunktierten Linien 16 und 17 begrenzt, wobei die Linie 16 dem maximalen Ausschlag der Pleuel stange 3 nach links und die Linie 17 den maximalen Aus schlag der Pleuelstange 3 nach rechts markiert. Mit 18 und 19 ist dabei jeweils der in diesem maximalen Aus schlag der Pleuelstange 3 aus der Spritzdüse 13 austre tende Kühlölstrahl markiert.The cooling oil delivered under pressure through the connecting rod internal channels 10, 11, 12 emerges from the spray nozzle 13 in the form of a cooling oil jet and strikes inside the plunger 1 at the central area of the inner surface 14 of the piston head 15 . Due to the pendulum movements of the connecting rod 3 during Ma machine operation, the cooling oil jet leaving the spray nozzle 13 passes over a specific spray area in its plane of movement on the inner surface 14 of the piston plate 15 . The pivoting range of the connecting rod 3 is - as can be seen from Fig. 2 - limited by the lines shown there, dash-dotted lines 16 and 17 , the line 16 the maximum deflection of the connecting rod 3 to the left and line 17 the maximum deflection of the connecting rod 3 marked to the right. With 18 and 19 is in each case in this maximum blow from the connecting rod 3 from the spray nozzle 13 austre tending cooling oil jet marked.

Die kombinierte Spritz- und Zwangsdurchlaufkühlung ist am Tauchkolben 1 durch die nachstehenden Konstruktions merkmale desselben ermöglicht.The combined spray and forced cooling is made possible on the plunger 1 by the following design features.

Im Kolbenboden 15 ist ein ringförmiger umlaufender Kühl kanal 20 vorhanden. Ferner sind im Zentralbereich der Innenfläche 14 des Kolbenbodens 15 zwei sich nebenein ander im Spritzbereich (16, 17) des Kühlölstrahles (18, 19) erstreckende, jeweils einen etwa halbkreisförmigen Querschnitt aufweisende und zum Pleuelkopf 5 hin offene Vertiefung 21, 22 vorhanden, auf die der Kühlölstrahl gerichtet ist. Außerdem zweigt vom Boden 23 bzw. 24 jeder Vertiefung 21 bzw. 22 seitlich ein in der Bewegungsebene des Kühl ölstrahles (18, 19) verlaufender und zum Kühlkanal 20 hinführender Kühlölspeisekanal 25 bzw. 26 ab. Durch je den der beiden Kühlölspeisekanäle 25, 26 ist das in die jeweilige Vertiefung 21 bzw. 22 eingespritzte Kühlöl zum Kühlkanal 20 weiterleitbar. Vom ringförmig umlaufenden Kühlkanal 20 wiederum zweigt wenigstens ein Abführkanal, hier zwei Abführkanäle 27, 28 ab, die durch das Kolbenhemd zum unteren Ende des Kolbens hin führen und erwärmtes Kühlöl aus dem Kühlkanal 20 in den Triebwerksraum zurückleiten.In the piston crown 15 , an annular circumferential cooling channel 20 is present. Furthermore, in the central area of the inner surface 14 of the piston crown 15, two adjacent to each other in the spray area ( 16, 17 ) of the cooling oil jet ( 18, 19 ) extending, each having an approximately semicircular cross-section and open to the connecting rod head 5 , 21, 22 available the cooling oil jet is directed. In addition, from the bottom 23 or 24 of each recess 21 or 22 laterally runs in the plane of movement of the cooling oil jet ( 18, 19 ) and leading to the cooling channel 20 cooling oil feed channel 25 or 26 . Through each of the two cooling oil feed channels 25, 26 , the cooling oil injected into the respective recess 21 or 22 can be passed on to the cooling channel 20 . In turn, at least one discharge duct, here two discharge ducts 27, 28 branches off from the annular cooling duct 20 , which lead through the piston skirt to the lower end of the piston and return heated cooling oil from the cooling duct 20 to the engine room.

Bei Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bis 3 ist jede der beiden Vertiefungen 21, 22 durch eine etwa halbkugelförmige Einbuchtung des Kolbenbodens 15 gebildet.In the embodiment according to FIGS. 1 to 3, each of the two recesses 21, 22 are formed by an approximately semi-spherical recess of the piston base 15.

Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 4 und 5 ist jede der beiden Vertiefungen 21, 22 durch eine Einbuchtung des Kolbenbodens 15 gebildet, von denen je de seitlich durch zwei zueinander im wesentlichen pa rallel sowie zur Bewegungsebene des Spritzstahles ver laufende, sich keglig zum Boden 29 hin verengende Sei tenwände 30, 31 begrenzt ist. Der Boden 29 dieser so begrenzten Einbuchtungen ist so wie in Fig. 1 gezeigt kreisbogenförmig ausgebildet; jedoch verläuft hier der Boden 29 im Gegensatz zu der Lösung nach Fig. 1 über einen Großteil seiner Breite senkrecht zur Bewegungs ebene des Spritzstrahles. Letzteres ist aus Fig. 4 er sichtlich. Die Übergänge zwischen dem Boden 29 und den beiden Seitenwänden 30, 31 jeder dieser im Fall der Fig. 4 und 5 eine Vertiefung 21 bzw. 22 bil denden Einbuchtung sind verrundet. In the embodiment according to FIGS. 4 and 5, each of the two recesses 21, 22 are formed by a recess of the piston head 15, each of which de laterally ver by two pa rallel to each other substantially and the plane of movement of the spray steel current, is conically to the bottom 29 towards narrowing side walls 30, 31 is limited. The bottom 29 of these indentations which are delimited in this way is designed in the form of a circular arc as shown in FIG. 1; however, in contrast to the solution according to FIG. 1, the bottom 29 here extends over a large part of its width perpendicular to the plane of motion of the spray jet. The latter is evident from Fig. 4. The transitions between the bottom 29 and the two side walls 30, 31 each of these in the case of FIGS. 4 and 5 a recess 21 and 22 bil denden indentation are rounded.

Unabhängig von der jeweiligen Gestalt der beiden Vertiefungen 21, 22 ist zwischen den beiden Vertiefungen 21, 22 ein zum Pleuelkopf 5 hin spitz zulaufender Steg 32 gegeben, dessen Außenkante 33 - wie aus den Fig. 1, 2 und 4 ersichtlich - durch eine konkave, die Teilung des auftreffenden Kühlölstrahles beim Überlauf von einer Vertiefung 21 bzw. 22 in die andere begünstigende Krümmung gebildet ist.Regardless of the respective shape of the two depressions 21, 22 , between the two depressions 21, 22 there is a web 32 which tapers to the connecting rod head 5 and whose outer edge 33 - as can be seen in FIGS. 1, 2 and 4 - by a concave, the division of the impinging cooling oil jet is formed when overflowing from a depression 21 or 22 into the other favorable curvature.

Nachstehend ist die Funktion der mit dem erfindungsge mäßen Tauchkolben realisierbaren kombinierten Spritz- und Zwangsdurchlaufkühlung anhand der Fig. 6 bis 10 und eines dort dargestellten Spritzyklus näher erläutert.The function of the combined spray and forced-flow cooling which can be achieved with the plunger according to the invention is explained in more detail with reference to FIGS . 6 to 10 and a spray cycle shown there.

Bei der in Fig. 6 dargestellten Ausgangslage des nach folgend beschriebenen Spritzzyklus befindet sich die Pleuelstangs 3 in ihrer Maxiamalausschlagposition links von der Mittelstellung, was durch die strichpunktierte Mittellinie 16 angedeutet ist. Der in dieser Winkel stellung der Pleuelstange 3 aus der Spritzdüse 13 aus tretende Kühlölstrahl 18 trifft in die Ver tiefung 21, dort an deren in der Zeichenebene linken Rand auf und wird dann begünstigt durch den spitzen Auftreffwinkel längs der Wandung der Kühlölfangvertief fung 21 - wie durch Pfeile dargestellt - umgelenkt. In diesem Stadium der Kühlölförderung findet am Kolbenbo ben 15 lediglich eine Spritzkühlung statt, wobei durch das Entlangfließen des Kühlölstrahles am Boden der Kühlölfangvertiefung 21 eine intensive Wärmeabfuhr aus dem benachbarten Bereich des Kolbenbodens 15 erfolgt. In the starting position shown in FIG. 6 of the injection cycle described below, the connecting rod 3 is in its maximum deflection position to the left of the central position, which is indicated by the dash-dotted center line 16 . In this angular position of the connecting rod 3 from the spray nozzle 13 out of the cooling oil jet 18 hits into the deepening 21 , there at the left edge in the plane of the drawing and is then favored by the acute angle of incidence along the wall of the cooling oil collecting recess 21 - as by Arrows shown - redirected. In this stage of the cooling oil production, only 15 spray cooling takes place on the Kolbenbo ben 15 , intensive heat dissipation from the adjacent area of the piston head 15 taking place due to the flow of the cooling oil jet along the bottom of the cooling oil collecting recess 21 .

Bei einer Bewegung der Pleuelstange 3 in der Zeichen ebene nach rechts in Richtung des Pfeiles 34, gelangt die Spritzdüse 13 in eine in Fig. 7 dargestellte Posi tion. Der in dieser Position der Pleuelstange 3 aus der Spritzdüse 13 austretende Kühlölstrahl 35 trifft eben falls in die Vertiefung 21, jetzt aber an deren rechten Rand und wird dort, bedingt durch den spitzen Auftreffwinkel, am Boden der Vertie fung 21 unmittelbar in Richtung der Eintrittsöffnung des dort abzweigenden Kühlölspeisekanales 25 abgelenkt, wie durch Pfeile markiert. Das in dieser Winkelstellung der Pleuelstange 3 aus der Spritzdüse 13 austretende Kühlöl wird damit praktisch vollständig in den im Kol benboden ringsumlaufenden Kühlkanal 20 eingeleitet und dort infolge der noch vorhandenen Strömungs- und Druck energie vorangetrieben.When the connecting rod 3 moves in the drawing plane to the right in the direction of the arrow 34 , the spray nozzle 13 moves into a position shown in FIG. 7. The in this position of the connecting rod 3 emerging from the spray nozzle 13 cooling oil jet 35 just hits if in the recess 21 , but now on the right edge and there, due to the acute angle of incidence, at the bottom of the recess 21 directly in the direction of the inlet opening of the there deflected cooling oil feed channel 25 , as marked by arrows. The in this angular position of the connecting rod 3 emerging from the spray nozzle 13 cooling oil is thus practically completely introduced into the circumferential cooling channel 20 ben Kol and driven there due to the still existing flow and pressure energy.

Beim Weiterschwenken der Pleuelstange 3 in Richtung des Pfeiles 34 gelangt die Pleuelstange 3 in ihre Mittel position, die in Fig. 8 dargestellt ist. Der in dieser Mittelposition der Pleuelstange 3 aus der Spritzdüse 13 austretende Kühlölstrahl trifft am Kolbenboden 15 auf den zwischen den beiden Vertiefungen 21, 22 befindlichen Steg 32 und wird dort, bedingt durch des sen spitze und strömungsgünstig ausgebildete Form in zwei Teilströme geteilt. Dabei fließt der eine Teil strom innerhalb der Vertiefung 21 - wie durch Pfeile angedeutet - längs deren Boden zwangsgeführt direkt zur Eintrittsöffnung des dort abzweigenden Kühl ölspeisekanales 25 in diesen hinein und von dort weiter zum im Kolbenboden 15 ringsumlaufenden Kühlkanal 20 und wird dort infolge der vorhandenen Strömungs- und Druck energie in letzterm fortbewegt. Der andere Teilstrom fließt innerhalb der Vertiefung 22 - wie ebenfalls durch Pfeile angedeutet - am Boden derselben zwangsgeführt unmittelbar zur Eintrittsöffnung des dort abzweigenden Kühlölspeisekanales 26 in diesen hinein und gelangt aus diesem ebenfalls in den im Kolbenboden 15 ringsumlaufenden Kühlkanal 20; wegen der vorhandenen Strömungs- und Druckenergie wird das in den Kühlkanal 20 eingespeiste Kühlöl dort vorangetrieben.When pivoting the connecting rod 3 in the direction of arrow 34 , the connecting rod 3 reaches its central position, which is shown in Fig. 8. The in this middle position of the connecting rod 3 emerging from the spray nozzle 13 cooling oil jet strikes the piston crown 15 on the web 32 located between the two recesses 21, 22 and is divided there, due to its pointed and streamlined shape into two partial flows. Here, a part of the current flows within the recess 21 - as indicated by arrows - along the bottom of the latter, forcibly guided directly to the inlet opening of the cooling oil feed channel 25 branching off into it and from there further to the cooling channel 20 encircling the piston crown 15 , where it becomes due to the existing flow - and pressure energy moves in the latter. The other partial flow flows within the depression 22 - as also indicated by arrows - at the bottom of the latter in a positively guided manner directly to the inlet opening of the cooling oil feed channel 26 branching off there, and also passes from this into the cooling channel 20 running all around in the piston crown 15 ; Because of the existing flow and pressure energy, the cooling oil fed into the cooling channel 20 is driven there.

Beim weiteren Verschwenken der Pleuelstange 3 in Rich tung des Pfeiles 34 gelangt die Spritzdüse in eine in Fig. 9 dargestellte Position. Der in dieser Stellung der Pleuelstange 3 aus der Spritzdüse 13 austretende Kühlölstrahl 35 tritt jetzt nur mehr in die Vertiefung 22 ein und zwar an derem linken Rand, und wird dort infolge des spitzen Auftreffwinkels strö mungsgünstig am Boden derselben zwangsläufig, wie durch Pfeile angedeutet, in Richtung der Eintrittsöffnung des Kühlölspeisekanales 26 gelenkt, gelangt mit hoher Strö mungs- und Druckenergie in diesen und von diesem in den im Kolbenboden 15 ringsumlaufenden Kühlkanal 20; in letzterem fließt das eingespeiste Kühlöl wegen der noch vorhandenen Strömungs- und Druckenergie weiter.When the connecting rod 3 is pivoted further in the direction of the arrow 34 , the spray nozzle reaches a position shown in FIG. 9. The in this position of the connecting rod 3 emerging from the spray nozzle 13 cooling oil jet 35 now only enters the recess 22 and that on its left edge, and is there due to the acute angle of incidence stream inevitably at the bottom of the same, as indicated by arrows, in Steered towards the inlet opening of the cooling oil feed channel 26 , flows with high flow and pressure energy into it and from it into the cooling channel 20 running all around in the piston crown 15 ; in the latter, the cooling oil fed in continues to flow due to the flow and pressure energy still present.

Aus der Figurenfolge von Fig. 6 über 8 nach Fig. 9 wird deutlich, daß im mittleren Bewegungsbereich der Pleuel stange 3 das aus der Spritzdüse 13 austretende Kühlöl praktisch ausschließlich dem im Kolbenboden 15 ringsum laufenden Kühlkanal 20 zugeführt und in diesem bedingt durch die hohe Strömungs- und Druckenergie des zuge führten Kühlöles zwangsumgewälzt wird. Das eingespeiste Kühlöl ist mithin ständig in Bewegung und nimmt deshalb eine relativ hohe Wärmemenge aus den den Kühlkanal 20 umgebenden Bereichen des Kolbenbodens 15 auf. Das er wärmte Kühlöl verbleibt jedoch nur für kurze Zeit innerhalb des Kühlkanales 20, denn es wird bedingt durch die Druckunterschiede zwangsweise von der Quelle zur Senke hingeführt, welche Drucksenke durch den je weiligen Abführkanal 27 bzw. 28 gebildet wird, über den das erwärmte Kühlöl aus dem ringsumlaufenden Kühlkanal 20 abläuft und in den Triebwerksraum der Brennkraftma schine zurückgelangt. Im Bewegungsstadium der Pleuel stange, wie in Fig. 7 bis 9 dargestellt, findet mithin eine Zwangsdurchlaufkühlung des Kolbenbodens 15 statt.From the sequence of figures of Fig. 6 over 8 to Fig. 9 it is clear that in the central range of motion of the connecting rod 3, the cooling oil emerging from the spray nozzle 13 is almost exclusively supplied to the cooling channel 20 running all around in the piston crown 15 and in this due to the high flow - and pressure energy of the supplied cooling oil is forcibly circulated. The fed cooling oil is therefore constantly in motion and therefore absorbs a relatively high amount of heat from the areas of the piston crown 15 surrounding the cooling channel 20 . The warmed cooling oil remains only for a short time within the cooling channel 20 , because it is forced due to the pressure differences from the source to the sink, which pressure sink is formed by the respective discharge channel 27 or 28 , via which the heated cooling oil the all-round cooling channel 20 expires and returned to the engine room of the internal combustion engine. In the moving stage of the connecting rod, as shown in FIGS . 7 to 9, there is consequently forced cooling of the piston crown 15 .

Sobald die Pleuelstange 3 beim dargestellten Bewegungs zyklus in ihre äußerste rechte, in Fig. 10 dargestellte Position gelangt, was durch die strichpunktierte Mit tellinie 17 angedeutet ist, trifft der aus der Spritz düse 13 austretende Kühlölstrahl 19 immer noch in die Vertiefung 22, jetzt aber an deren in der Zeichenebene rechtem Rand, und wird dort strömungs günstig, bedingt durch den spitzen Auftreffwinkel längs von deren Boden in Richtung der Pfeile umgelenkt. In diesem Stadium der Pleuelstangenbewegung dient das die Spritzdüse 13 verlassende Kühlöl wieder nur der Spritz kühlung, wobei das am Boden der Vertiefung 22 entlangfließende Kühlöl eine relativ große Wärmemenge aus den angrenzenden Bereichen des Kolbenbodens 15 auf nimmt und zum Triebwerksraum hin abführt.As soon as the connecting rod 3 in the movement cycle shown reaches its rightmost position shown in FIG. 10, which is indicated by the dash-dotted line 17 , the cooling oil jet 19 emerging from the spray nozzle 13 still hits the recess 22 , but now on its right edge in the plane of the drawing, where it is diverted in terms of flow, due to the acute angle of incidence, being deflected longitudinally from its bottom in the direction of the arrows. At this stage of the connecting rod movement, the cooling oil leaving the spray nozzle 13 is again used only for spray cooling, the cooling oil flowing along the bottom of the depression 22 taking up a relatively large amount of heat from the adjacent areas of the piston head 15 and discharging it to the engine compartment.

Bei der anschließenden entgegengesetzten Bewegung der Pleuelstange laufen die vorbeschriebenen Vorgänge in entgegengesetzter Richtung, aber in gleicher Weise ab. In the subsequent opposite movement of the Connecting rod run the operations described in opposite direction, but in the same way.

Aus der vorstehenden Funktionsbeschreibung wird deut lich, daß mit der am erfindungsgemäßen Tauchkolben realisierten Spritz- und Zwangsdurchlaufkühlung eine große Wärmemengenabfuhr aus dem Kolbenboden 15 möglich und damit eine äußerst günstige Kühlwirkung erzielbar ist.From the above functional description it is clear that a large amount of heat can be removed from the piston crown 15 with the injection and forced-flow cooling implemented on the plunger according to the invention, and thus an extremely favorable cooling effect can be achieved.

Claims

1. Oil-cooled plunger piston of an internal combustion engine, which is connected via a connecting rod to a crankshaft, whereby cooling oil fed under pressure through channels in the connecting rod and impinging a cooling oil jet onto the inner surface of the piston crown via a coaxially arranged to the piston rod the longitudinal axis of the connecting rod head nozzle in the form, characterized in that that in the central region of the inner surface (14) of the piston head (15) comprises two side by side in the spray area (16, 17) of the cooling oil jet extending, one each for the connecting rod head (5) open towards the recesses (21, 22) with an approximately circular or rectangular opening are provided, to which the cooling oil jet is directed, a cooling oil feed channel ( 25, 26 ) branches off tangentially from the deepest point of each recess ( 21, 22 ), and the two cooling oil feed channels ( 25, 26 ) alternately pass the cooling oil in a forced cycle to an annular one Guide the cooling oil channel ( 20 ) in the piston crown ( 15 ), of which little branches at least one discharge channel ( 27, 28 ) for returning the heated cooling oil into the engine room.

2. Oil-cooled plunger according to claim 1, characterized in that each of the two recesses ( 21, 22 ) is formed by an approximately hemispherical indentation of the piston crown ( 15 ).

3. Oil-cooled plunger according to claim 1, characterized in that each of the two Ver recesses ( 21, 22 ) by an indentation of the Kol benboden ( 15 ) is formed by two to each other substantially parallel and parallel to the plane of movement of the spray jet, side walls ( 30, 31 ) narrowing conically to the bottom ( 29 ) and an approximately circular-arc-shaped bottom ( 29 ) extending essentially perpendicular to the spray jet, and that the transitions between the bottom ( 29 ) and the side walls ( 30, 31 ) of each indentation are rounded.

4. Oil-cooled plunger, according to one of the preceding claims, characterized in that the two recesses ( 21, 22 ) are each of the same design.

5. Oil-cooled plunger, according to one of the preceding claims, characterized in that between the two cooling oil catch recesses ( 21, 22 ) there is a tapered web ( 32 ), the outer edge ( 33 ) of which by a concave, the division of the cooling oil jet occurring Overflow from a cooling oil catch recess ( 21 or 22 ) is formed in the other favoring curvature.