DE4135237A1 - Piston and connecting rod for IC-engine - facilitates transfer of oil from duct in connecting rod to cooling chamber in piston - Google Patents
Piston and connecting rod for IC-engine - facilitates transfer of oil from duct in connecting rod to cooling chamber in pistonInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kolben-Pleuel-Anordnung mit einem gekühlten Kolben, an dem über einen Kolbenbolzen ein Pleuel angelenkt ist, dessen kleines Pleuelauge geschmiert wird und zur Ölführung ins Pleuelauge sowie zum Kolben eine zentrale Ölbohrung im Pleuelschaft angeordnet ist.The invention relates to a Piston-connecting rod arrangement with a cooled piston, on which one Piston pin is connected to a connecting rod, the small one Conrod eye is lubricated and for oil flow in the Connecting rod eye and a central oil hole in the piston Connecting rod shaft is arranged.
Bei Brennkraftmaschinen, insbesondere bei Dieselmoto ren, ist eine Kolbenkühlung erforderlich, die mit Schmieröl durchgeführt wird, das über die Pleuelstange durch einen radialen Kanal im Kolbenbolzen des Pleuel lagers zum Kolben geleitet wird, was aus der DE-OS 26 58 194 bekannt ist. In internal combustion engines, especially in diesel engines Ren, piston cooling is required, which with Lubricating oil is carried out through the connecting rod through a radial channel in the piston pin of the connecting rod bearing is directed to the piston, which from the DE-OS 26 58 194 is known.
Es sind auch Kolben bekannt, bei denen Ringkühlräume oder Kühlstangen dadurch mit Öl gefüllt werden, daß einerseits mit seitlich stehenden Spritzdüsen für den Ölzufluß gesorgt wird oder andererseits das Öl durch radial durchgebohrte Kolbenbolzen erst zum Kolben bolzenauge und von dort zu den Kühlkanälen geleitet wird. Es sind weiterhin Kolben bekannt, bei denen durch einen Gleitschuh das Schmieröl zentral zunächst einem inneren zentralen Kühlraum und dann dem äußeren Kühl raum zugeführt wird.Pistons are also known in which annular cooling chambers or cooling rods are filled with oil in that on the one hand with side spray nozzles for the Oil supply is taken care of or on the other hand the oil through radially drilled through piston pins first to the piston bolt eye and from there to the cooling channels becomes. Pistons are also known, in which by a sliding shoe the lubricating oil centrally first one inner central refrigerator and then the outer refrigerator space is supplied.
Vorgenannte Lösungen haben den Nachteil, daß sie ent weder eine unsichere Spritzdüse oder aber einen auf wendig durchgebohrten Kolbenbolzen mit einer Leistungs begrenzung nach oben hin verwenden müssen oder aber bei der Gleitschuhlösung den aufwendigen Gleitschuh und zusätzlich einen mittleren Shakerraum brauchen.The aforementioned solutions have the disadvantage that they ent neither an unsafe spray nozzle or one on agile drilled piston pin with a power must use the upper limit or at the slide shoe solution the complex slide shoe and additionally need a middle shaker room.
Es sind desweiteren auch Kolben bekannt, bei denen das Schmieröl über eine zentrale Bohrung im Pleuel über einen Gleitschuh einem zentralen Kühlraum von gebauten Kolben zugeführt wird. Der Nachteil dieser Lösung ist, daß einmal der zentrale Kühlraum bei sogenannten Monoblock-Kolben schwer zu gießen ist und zum anderen der Gleitschuh einen relativ hohen Aufwand bedeutet.Pistons are also known in which the Lubricating oil through a central bore in the connecting rod a sliding block built by a central cold room Piston is fed. The disadvantage of this solution is that once the central cold room in so-called Monoblock piston is difficult to cast and secondly the slide shoe means a relatively high effort.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kolben-Pleuel-Anord nung zu schaffen, bei der in einfacher Bauweise eine Schmierölführung ohne nachteilige Beeinflussung des Kolbens und des Pleuellagers bzw. des Kolbenbolzens in den Kolbenkopf zur Kolbenkühlung gewährleistet ist.The object of the invention is to arrange a piston-connecting rod to create, in which a simple design Lubricating oil guidance without adversely affecting the Piston and the connecting rod bearing or the piston pin in the piston head for piston cooling is guaranteed.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeich nenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vor teilhafte Merkmale beinhalten die Unteransprüche. This object is inventively characterized by nenden features of claim 1 solved. More before Partial features include the subclaims.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, daß das Schmieröl durch eine zentrale Ölbohrung im Pleuelschaft und über eine Umfangsnut des Pleuel auges einer Öl-Verteileinrichtung zugeführt und direkt dem Kolbenkopf zugeleitet wird und die Zuführung des Schmieröls über eine radiale, den Kolbenbolzen schwächende Bohrung nach dem Stand der Technik aus der DE-OS 26 58 194 vermieden wird.The advantages achieved with the invention exist in that the lubricating oil through a central oil hole in the connecting rod shaft and over a circumferential groove of the connecting rod eye to an oil distributor and fed directly the piston head is fed and the supply of the Lubricating oil through a radial, the piston pin weakening bore according to the prior art from the DE-OS 26 58 194 is avoided.
Die Öl-Verteileinrichtung ist am Umfang des Pleuelauges im angrenzenden Bereich zum Kolben vorgesehen. Sie bewirkt über eine Umfangsnut an der Pleuelaußenumfangs fläche, welche mit einer radialen Nut im Pleuelauge und einer Öl-Zuführungsbohrung im Kolbenkopf in Verbindung steht, daß das Schmieröl zur Zwangskühlung des Kolbens direkt einem Kolben-Ringraum zuführbar ist. Der Ablauf des Öls erfolgt über eine Abführungsbohrung, die in eine weitere Umfangsnut des Pleuelauges einmündet und welche einer Ausbauchung der Kolbeninnenfläche gegen übersteht, in der die Öffnung der Abführungsbohrung liegt.The oil distributor is on the circumference of the connecting rod eye provided in the adjacent area to the piston. they causes a circumferential groove on the outer circumference of the connecting rod surface, which has a radial groove in the connecting rod eye and an oil supply hole in the piston head stands that the lubricating oil for forced cooling of the piston can be fed directly to a piston annulus. The sequence of the oil takes place through a drain hole, which is in opens another circumferential groove of the connecting rod eye and which counteracts bulging of the inner surface of the piston protrudes in the opening of the drain hole lies.
Die Zu- und Abführungsbohrungen sind jeweils schräg zur Mittenachse des Kolbens etwa unter einem Winkel von 25 bis 35° angeordnet und liegen etwa 180° versetzt zuein ander. Diese Lage der Bohrungen im Kolben gewährleistet hinsichtlich der Spannungen eine optimale Anordnung.The inlet and outlet bores are at an angle to Center axis of the piston at an angle of approximately 25 arranged up to 35 ° and are offset by about 180 ° at the. This position of the holes in the piston ensures an optimal arrangement with regard to the voltages.
Die Umfangsnut im Pleuelauge ist gegenüber der Fläche im Kolben mit einem Spiel abgedichtet, wozu die Nut endseitige Erhebungen aufweist, die sich an die Innen fläche des Kolbens anlegen.The circumferential groove in the connecting rod eye is opposite the surface sealed in the piston with play, for which the groove has end elevations, which are on the inside Apply the surface of the piston.
Insbesondere ist die Umfangsnut in das Pleuelauge ein gelassen, so daß sich die Erhebungen ergeben. Die weitere Umfangsnut der Abführungsbohrung ist ebenfalls in die Kontur des Pleuelauges eingeformt, die einen einwandfreien Ablauf des Öls gestattet, ohne zu höheren Kerbfaktoren zu führen.In particular, the circumferential groove is in the connecting rod eye left so that the surveys result. The further circumferential groove of the drain hole is also molded into the contour of the connecting rod eye, some proper drainage of the oil allowed without too high Leading notch factors.
Auch bei einer geschmiedeten Kontur der der Umfangsnut gegenüberliegenden Fläche des Kolbens sind so enge Spiele zu erzeugen, daß der Ölverlust an diesem Spalt relativ klein ist. Die Umfangsnut ist so lang bemessen, daß bei maximalen Schwenkwinkeln des Pleuels die Mündungsöffnung der Öl-Zuführungsbohrung jeweils geöff net zur Unfangsnut bleibt.Even with a forged contour of the circumferential groove opposite face of the piston are so narrow Games that generate oil loss at this gap is relatively small. The circumferential groove is dimensioned so long that at maximum swivel angles of the connecting rod Mouth opening of the oil supply bore opened net to the catch groove.
Die Ölführung im Pleuel selbst erfolgt in an sich bekannter weise so, daß die zentrale Ölbohrung in eine relativ schmale, aber hohe Umfangsnut des Pleuelauges mündet, so daß die Lagerschale mit ihrer Schmiernut durch den Öldruck nicht bleibend im Nutbereich defor miert wird.The oil guidance in the connecting rod itself takes place in itself known way so that the central oil hole in a relatively narrow but high circumferential groove of the connecting rod eye opens, so that the bearing shell with its lubrication groove Defor not remaining in the groove area due to the oil pressure is lubricated.
Nach einer weiteren Ausführung ist im Kolbenkopf ein als Öl-Verteileinrichtung wirkendes Auffangelement angeordnet, welches das über die zentrale Bohrung im Pleuelschaft geführte Schmieröl auffängt und dem Ringraum im Kolben zuführt. Dieses Auffangelement besteht im wesentlichen aus einem Blechziehteil, das mit einem Planschraum der radialen Bohrung des Pleuel auges zugerichtet ist, wobei seitliche, den Planschraum begrenzende Abschnitte des Auffangelements der gegen überliegenden Kontur des Pleuelauges angepaßt ist und die Flächen zwischen sich ein mäßiges Spiel aufweisen.According to another version, there is a in the piston head collecting element acting as an oil distributor arranged, which over the central bore in Connecting rod-guided lubricating oil catches and the Annulus in the piston supplies. This catchment element consists essentially of a sheet metal part that with a paddling area of the radial bore of the connecting rod eye is trimmed, being lateral, the wading area delimiting sections of the collecting element against overlying contour of the connecting rod eye is adjusted and the areas between them have moderate play.
Damit ein Monoblock-Kolben ohne wesentlichen Eingriff mit einer Öl-Verteileinrichtung zur Kolbenführung ver wendbar ist, kann das Blechziehteil mit dem Kolben ver schraubt, verlötet oder verbördelt werden, so daß die Radialbohrung im Pleuelauge bei maximalen Schwenkwinkeln der Pleuelstange immer zum Planschraum hin geöffnet ist, der zur Zuführung von Öl in den Ring raum einen Rohrstutzen aufweist, der zentrisch des Kolbens angeordnet ist und eine Mündungsöffnung unter halb einer Ebene der Ein- und Austrittsöffnungen des Ringkühlraumes aufweist. Das heiß gewordene Öl kann somit über ein Ölstandsrohr wieder in den unteren Bereich des Kolbens abgeleitet werden.So that a monoblock piston without significant intervention ver with an oil distributor for piston guidance is reversible, the sheet metal part with the piston ver screwed, soldered or crimped so that the Radial bore in the connecting rod eye at maximum The connecting rod always swivels to the splash area is open to the supply of oil in the ring room has a pipe socket, the center of the Piston is arranged and a mouth opening below half a level of the inlet and outlet openings of the Ring cooling room has. The hot oil can back into the lower one via an oil level pipe Area of the piston.
Damit dem Auffangelement durch die zentrale Bohrung im Kolben zugeführtes Schmieröl nicht ohne weiteres wieder zurückfließen kann, ist in dieser Bohrung eine Düse bzw. ein Ventil angeordnet, die in Strömungsrichtung einen besseren Strömungsbeiwert aufweist als entgegen dieser Strömungsrichtung.So that the collecting element through the central hole in Piston-supplied lubricating oil is not easy again can flow back, there is a nozzle in this hole or a valve arranged in the flow direction has a better flow coefficient than counter this direction of flow.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeich nung dargestellt und werden im folgenden näher be schrieben. Es zeigen:Embodiments of the invention are in the drawing voltage and are described in more detail below wrote. Show it:
Fig. 1 eine Kolben-Pleuel-Anordnung im Schnitt mit einer Öl-Verteileinrichtung und Fig. 1 shows a piston-connecting rod arrangement in section with an oil distributor and
Fig. 2 eine Kolben-Pleuel-Anordnung im Schnitt mit einer aus einem Auffangelement beste henden Öl-Verteilanordnung in anderer Aus führung. Fig. 2 is a piston-connecting rod arrangement in section with a best from a collecting element existing oil distribution arrangement in another imple mentation.
Der Kolben 1 ist über einen Kolbenbolzen 2 mit einem Pleuel 3 verbunden, dessen kleines Pleuelauge 4 im Hohlraum 5 des Kolbenkopfes 6 angeordnet ist, und zwischen dem Kolben 1 und dem Pleuelauge 4 eine Öl-Verteileinrichtung 7, 8 gemäß Fig. 1 und 2 gebildet wird. The piston 1 is connected via a piston pin 2 to a connecting rod 3 , the small connecting rod eye 4 of which is arranged in the cavity 5 of the piston head 6 , and an oil distribution device 7 , 8 according to FIGS. 1 and 2 is formed between the piston 1 and the connecting rod eye 4 becomes.
Die Öl-Verteileinrichtung 7 bewirkt eine Zuführung von Schmieröl zum Kühlen des Kolbens 1 durch eine zentrale Bohrung 9 im Pleuelschaft über eine Ringnut 10 im Pleuelauge 4 und durch eine radiale Bohrung 11 in eine Zuführungsbohrung 12 des Kolbenkopfes 6. Die Verteil einrichtung 7 besteht im Pleuelauge 4 aus einer Umfangsnut 13, die mit der Ringnut 10 im Pleuelauge 4 über die radiale Bohrung 11 verbunden ist. Gleichzeitig zweigt von der Umfangsnut 13 die Zuführungsbohrung 12 zum Ring-Kühlraum 14 im Kolbenkopf 6 ab, der über eine Abführungsbohrung 15 mit einer weiteren Umfangsnut 16 im Pleuelauge 4 verbunden ist.The oil distribution device 7 effects a supply of lubricating oil for cooling the piston 1 through a central bore 9 in the connecting rod shaft via an annular groove 10 in the connecting rod eye 4 and through a radial bore 11 into a supply bore 12 of the piston head 6 . The distribution device 7 consists in the connecting rod eye 4 from a circumferential groove 13 which is connected to the annular groove 10 in the connecting rod eye 4 via the radial bore 11 . At the same time, the feed bore 12 branches off from the circumferential groove 13 to the annular cooling space 14 in the piston head 6 , which is connected via a discharge bore 15 to a further circumferential groove 16 in the connecting rod eye 4 .
Die Bohrungen 12 und 15 sind schräg zur Mittenachse M des Kolbens 1 unter einem spitzen Winkel von ca. 25 bis 35° zueinander angeordnet, wobei ihre Längsachsen 17 und 18 sich etwa in der Achse 19 des Kolbenbolzens 2 treffen.The bores 12 and 15 are arranged obliquely to the central axis M of the piston 1 at an acute angle of approximately 25 to 35 ° to one another, their longitudinal axes 17 and 18 meeting approximately in the axis 19 of the piston pin 2 .
Die Bohrungen 12 und 15 sind etwa um 180° versetzt zueinander angeordnet und ermöglichen im Zusammenspiel mit der Umfangsnut 13 und der weiteren Umfangsnut 16 im Pleuelauge 4 und mittels einer dieser Nut 16 gegenüber stehenden Ausformung 16a im Kolbenkopf 6 bei maximalen Lenkwinkeln - des Pleuels 3 eine Zuführung von Öl zum Ring-Kühlraum 14 als auch eine Abführung von Öl aus diesem Ring-Kühlraum.The bores 12 and 15 are arranged offset by approximately 180 ° to one another and, in cooperation with the circumferential groove 13 and the further circumferential groove 16 in the connecting rod eye 4 and by means of a configuration 16 a opposing this groove 16 in the piston head 6 at maximum steering angles - the connecting rod 3 a supply of oil to the ring cooling space 14 and a discharge of oil from this ring cooling space.
Die Umfangsnut 13 ist in das Pleuelauge 4 eingelassen und endseitig jeweils durch eine Erhebung 20, 21 begrenzt. Zwischen diesen Erhebungen 20 und 21 und der Innenkontur des Kolbenkopfes 6 besteht ein relativ kleines Spiel.The circumferential groove 13 is let into the connecting rod eye 4 and is delimited at the end by an elevation 20 , 21 . There is a relatively small clearance between these elevations 20 and 21 and the inner contour of the piston head 6 .
Die Ringnut 10 ist über mehrere Bohrungen 22 mit einer Schmiernut 23 des Pleuellagers verbunden. The annular groove 10 is connected to a lubrication groove 23 of the connecting rod bearing via several bores 22 .
Nach einer weiteren Ausführung der Erfindung umfaßt die Öl-Verteileinrichtung 8 gemäß Fig. 2 ein mit einem erhabenen Bereich 26 des Pleuelauges 4 zusammenwirken des Öl-Auffangelement 25 (Fig. 2. Dies besteht im wesentlichen aus einem geformten Blechteil, das einen dem erhabenen Bereich 26 zugerichteten Planschraum 27 aufweist, der aus einer Nut besteht und durch seitliche Abschnitte 28, 29 mit Spiel zur Kontur des Bereiches 26 am Pleuelauge 4 angeordnet ist. Das Element 25 ist mit dem Kolben 1a verbunden und schließt einen Raum 30 im Kolbenkopf 6a ab. Dieser ist mit einem Ring-Kühlraum 31 ausgebildet, der Eingangsbohrungen 32 aufweist. Über einen vom Planschraum 27 abgehenden Rohrstutzen 27a wird Schmieröl dem Hohlraum 30 im Kolben 1a und durch die Bohrung 32 dem Ringkühlraum 31 zugeführt.According to a further embodiment of the invention, the oil distribution device 8 according to FIG. 2 comprises an oil collecting element 25 which cooperates with a raised area 26 of the connecting rod eye 4 ( FIG. 2) . This essentially consists of a shaped sheet metal part which corresponds to the raised area 26 facing splash area 27 , which consists of a groove and is arranged through lateral sections 28 , 29 with play to the contour of the area 26 on the connecting rod eye 4. The element 25 is connected to the piston 1 a and closes a space 30 in the piston head 6 a from. This is formed with an annular cooling chamber 31, the entrance holes 32 having, over an outgoing from Planschraum 27 tube piece 27 a is lubricating oil to the cavity 30 in the piston 1 a and is fed through the bore 32 to the annular cooling chamber 31.
Der Planschraum 27 ist der Mündungsöffnung der radialen Bohrung 11 im Pleuelauge 4 zugerichtet, wobei der Planschraum 27 eine solche Länge aufweist, daß bei maximalen Schwenkwinkeln des Pleuels die Verbindung zum Raum 27 immer erhalten bleibt.The paddling chamber 27 is facing the opening of the radial bore 11 in the connecting rod eye 4 , the paddling chamber 27 being of such a length that the connection to the chamber 27 is always maintained at maximum pivoting angles of the connecting rod.
Der Ring-Kühlraum 31 ist mit einem Ölstandsrohr 33 verbunden, das in den unteren Kolbenhohlraum einmündet.The annular cooling space 31 is connected to an oil level pipe 33 which opens into the lower piston cavity.
In die zentrale Ölbohrung 9 kann eine Düse 34 bzw. ein Ventil angeordnet sein, die in Kolbenrichtung, d. h. zur Öl-Verteileinrichtung 8, einen relativ guten Strömungs beiwert aufweist und in entgegengesetzter Strömungs richtung eine relativ große Drosselwirkung erzeugt.In the central oil bore 9 , a nozzle 34 or a valve can be arranged, which has a relatively good flow coefficient in the piston direction, ie to the oil distributor 8 , and produces a relatively large throttling effect in the opposite flow direction.
Claims (11)
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| DE4135237A1 true DE4135237A1 (en) | 1993-04-29 |
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