DE3819663A1

DE3819663A1 - Gebauter fluessigkeitsgekuehlter kolben mit spritzoelzufuhr

Info

Publication number: DE3819663A1
Application number: DE19883819663
Authority: DE
Inventors: Hans Standhardt; Karl-Ernst Dipl Ing Schwarze
Original assignee: SCHWERMASCH LIEBKNECHT VEB K
Current assignee: SKL-MOTOREN- UND SYSTEMTECHNIK AG - VORMALS BUCKAU
Priority date: 1987-12-07
Filing date: 1988-06-09
Publication date: 1989-06-15
Also published as: DD267084A1

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen gebauten flüssigkeitsgekühlten Kolben mit Spritzölzufuhr, der für eine Anwendung in mit Schweröl betriebenen Viertaktdieselmotoren vorgesehen ist.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bei einem Einsatz hochbelastbarer Kolben in mit Schweröl be triebenen Brennkraftmaschinen ist es zur Vermeidung von Tau punktkorrosion im Bereich der Kolbenringnuten erforderlich, durch eine geringere Kühlung dieser Kolbenpartien eine Anhe bung des Temperaturniveaus gegenüber bisherigen Kühlweisen auf einen Wert von etwa 150°C zu erreichen. Aus der DE-OS 29 30 079 sowie der DE-OS 34 47 394 sind dazu Lösungen bekannt, bei denen zwei voneinander getrennte äußere, im wesentlichen in einer radialen Ebene liegende ringförmige Hohlräume ange ordnet sind, von denen einer einen Isolationsluftraum bildet, der den anderen mit Kühlmittel beaufschlagten Hohlraum ring förmig umgibt. Diesem Hohlraum wird das Kühlmittel über eine Spritzdüse und einen im Kolben befindlichen Kanal zugeführt. Nach einer entsprechenden Verweilzeit des Kühlmittels in dem Hohlraum und einer damit verbundenen Erwärmung wird das Kühl mittel in den mittleren Hohlraum übergeleitet, wo es eine Küh lung der thermisch höchstbelasteten Bodenplatte des Kolbens herbeiführt und von dem aus das Kühlmittel in den Kurbelraum abgeleitet wird. Bei derartig ausgeführten Kolben mit Spritz ölzufuhr (DE-OS 29 30 079) ist der Nachteil zu verzeichnen, daß das zugeführte Kühlmittel zuerst in einem Bereich mit re lativ geringem Kühlbedarf eingesetzt wird, hier aber bereits eine Erwärmung erfährt, so daß im mittleren Hohlraum eine grö ßere Kühlmenge für eine ausreichende Kühlung der heißen Boden platte erforderlich ist. Einer Erhöhung der mittels Spritz düse zugeführten Kühlölmenge sind jedoch durch das Aufnahme vermögen der Hohlräume im Kolben Grenzen gesetzt. Ein Einsatz dieser Kolben für hohe Belastungen ist daher nicht uneinge schränkt möglich.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung eines gebauten, flüssigkeitsgekühlten Kolbens mit Spritzölzufuhr, der einen vorteilhaften Einsatz in mit Schweröl betriebenen Brennkraft maschinen bei gleichzeitig höherer Belastbarkeit gewährleistet.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gebauten flüssig keitsgekühlten Kolben mit Spritzölzufuhr unter Anwendung von zwei äußeren ringförmigen Hohlräumen so zu gestalten, daß die Anordnung der Hohlräume sowie die Kühlmittelführung gleicher maßen der Notwendigkeit einer Anhebung des Temperaturniveaus im Bereich der Kolbenringnuten wie auch einer intensiven Kühlung der Bodenplatte des Kolbens gerecht wird. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die beiden äußeren Hohlräume übereinander angeordnet und nachein ander mit Kühlmittel beaufschlagt sind, wobei der zuerst ange strömte untere Hohlraum in einem Bereich geringerer Wärmebe lastung angeordnet ist. Eine Ausführungsvariante der Erfindung besteht darin, daß der im Bereich des Feuersteges befindliche obere Hohlraum mit dem Kühlmittel aus dem mittleren Hohlraum beaufschlagt ist, wobei zwischen dem mittleren Hohlraum und dem oberen Hohlraum Schlitze für die Zufuhr von Kühlmittel angeordnet sind und die Ableitung des Kühlmittels aus dem oberen Hohlraum über Kanäle unmittelbar in den Kurbelraum erfolgt.

Eine Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die äußere Wandung des unteren Hohlraumes mit einer wärmeisolierenden Schicht versehen ist.

Die Vorteile der Erfindung ergeben sich daraus, daß

- das in den unteren Hohlraum eingebrachte Kühlmittel einer seits nur eine geringe Erwärmung erfährt und andererseits diesen Bereich ohne wesentliche Kühlwirkung wieder verläßt. Hierzu ist die äußere Wandung des unteren Hohlraumes mit einer wärmeisolierenden Schicht versehen,
- die Hauptkühlwirkung für den Bereich höchster Temperatur belastung in der Mitte des Kolbenbodens vorgesehen ist,
- das dem oberen Hohlraum in der Nähe des Feuersteges zuge führte Kühlmittel bereits aus dem mittleren Hohlraum wärme beladen zugeführt wird und damit im oberen Hohlraum nur eine Kühlung soweit erfolgt, damit ausreichend Wärme im Bereich der Kolbenringnuten verbleibt und eine Taupunktkorrosion vermieden wird.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1- einen Längsschnitt des erfindungsgemäßen Kolbens,

Fig. 2 - einen Querschnitt nach Fig. 1.

Der Kolben besteht aus dem Kolbenunterteil 1 und dem Kolben oberteil 2, wobei das Kolbenoberteil 2 mit einem angeformten äußeren Mantel 3 den oberen Teil des Kolbenunterteils 1 umfaßt. Der Mantel 3 bildet den Feuersteg 4, und er enthält Kolbenringnuten 5. Im Kolbenunterteil 1 befindet sich ein unterer Hohlraum 6, der nach außen hin von dem Mantel 3 ver schlossen wird und hier mit einer wärmeisolierenden Schicht 7 versehen ist. Zu diesem Hohlraum 6 führt eine senkrechte Bohrung 8 zur Aufnahme des Kühlmittelstrahls der Spritzdüse. Zwischen dem unteren Hohlraum 6 und dem mittleren Hohlraum 10 befinden sich weitere, radiale Bohrungen 9, welche die Ein senkungen 11 für die Verbindungselemente 12 für die beiden Kolbenteile kreuzen. Der Hohlraum 10 besitzt mittig eine Aus laufbohrung 13, die eine Schmierung der Kolbenbolzenlagerung gewährleistet, und über Schlitze 14 steht er mit dem oberen Hohlraum 15 in Verbindung, der sich im Bereich des Feuersteges 4 ringförmig ausbildet. Der Auslauf aus dem Hohlraum 15 erfolgt über den unteren Hohlraum 6 durchziehende Rohrstücke 16 und sich daran anschließende Kanäle 17 in den Kurbelraum. In der Fig. 2 sind die Bohrungen 8 und die Rohrstücke 16 gegen über Fig. 1 versetzt dargestellt.

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen 1 Kolbenunterteil
2 Kolbenoberteil
3 Mantel
4 Feuersteg
5 Kolbenringnut
6 unterer Hohlraum
7 Schicht
8 Bohrung
9 Bohrung
10 mittlerer Hohlraum
11 Einsenkung
12 Verbindungselement
13 Auslaufbohrung
14 Schlitz
15 oberer Hohlraum
16 Rohrstück
17 Kanal

Claims

1. Gebauter flüssigkeitsgekühlter Kolben mit Spritzölzufuhr, bei dem durch Ausformung im Kolbenoberteil und im Kolbenun terteil zwei äußere ringförmige Hohlräume und ein mittlerer Hohlraum gebildet sind und das Kühlmittel einem äußeren Hohl raum zugeführt und danach zum mittleren Hohlraum weitergelei tet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden äußeren Hohl räume (6, 15) übereinander und nacheinander mit Kühlmittel beaufschlagbar angeordnet sind, wobei der zuerst angeströmte untere Hohlraum (6) in einem Bereich geringerer Wärmebelastung angeordnet ist.

2. Gebauter flüssigkeitsgekühlter Kolben nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß der im Bereich des Feuersteges (4) befindliche obere Hohlraum (15) mit Kühlmittel aus dem mitt leren Hohlraum (10) beaufschlagbar ist, wozu zwischen dem mittleren Hohlraum (10) und dem oberen Hohlraum (15) Schlitze (14) für die Zufuhr von Kühlmittel angeordnet und für die Ab leitung des Kühlmittels aus dem oberen Hohlraum (15) direkt in den Kurbelraum mündende Kanäle (17) vorgesehen sind.

3. Gebauter flüssigkeitsgekühlter Kolben nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Wandung des unteren Hohlraumes (6) mit einer wärmeisolierenden Schicht (7) versehen ist.