Einrichtung zur Kolbenkühlung für Brennkraftmaschinen Die Erfindung
bezieht sich auf Einrichtungen zum Kühlen der Kolbenbolzenlager von Tauchkolben
für Brennkraftmaschinen, insbesondere Zweitaktmotoren, wobei das zur Kühlung des
Kolbenbodens dienende Kühlmittel gleichzeitig zur Kühlung des Kolbenbolzenlagers
und bei Verwendung von 01 als Kühlmittel gleichzeitig zu dessen Schmierung
verwendet wird.Device for piston cooling for internal combustion engines The invention relates to devices for cooling the piston pin bearings of plunger pistons for internal combustion engines, in particular two-stroke engines, the coolant used to cool the piston crown being used at the same time to cool the piston pin bearing and, when 01 is used as the coolant, to lubricate it.
Die Kolbenbolzen, die zur Übertragung der durch den Gasdruck hervorgerufenen
Kräfte von dem Kolben auf das Triebwerk dienen, haben z. B. bei Dieselmotoren bei
verhältnismäßig kleiner Auflagefläche des Treibstangenlagers außerordentlich hohe
Drücke aufzunehmen, so daß diese Lager wegen ihrer großen spezifischen Pressung
leicht zum Heißlaufen neigen, was häufig ein Zerreißen der Kolben oder der Zylinderbüchsen
zur Folge hat. Besonders ist dies bei den Tauchkolben der Zweitaktmaschinen der
Fall, bei denen jeder zweite Hub ein Krafthub ist, so daß in dem Kolbenbolzenlager
kein Druckwechsel stattfindet und nur die dem Kolbenboden zugewandte Seite den Druck
aufnimmt, was den Schmierzustand bei der nur schwingenden Bewegung des Lagers oder
des Bolzens ungünstig beeinflußt.The piston pin, which is used to transmit the gas pressure generated
Forces from the piston to serve on the engine have, for. B. in diesel engines
relatively small bearing surface of the espagnolette bearing extremely high
Take up pressures, so that these bearings because of their large specific pressure
have a slight tendency to overheat, often resulting in rupture of the pistons or cylinder liners
has the consequence. This is particularly the case with the plunger pistons of the two-stroke engines
Case in which every other stroke is a power stroke, so that in the piston pin bearing
no pressure change takes place and only the side facing the piston crown applies the pressure
picks up what the lubrication state in the only oscillating movement of the bearing or
of the bolt adversely affected.
Man hat diese Nachteile bisher dadurch zu verhüten gesucht, daß man
für einen möglichst geringen spezifischen Flächendruck sorgte, d. h. daß man den
Lagerflächen möglichst große Abmessungen gab. Bei der sonst üblichen und gebräuchlichsten
Befestigung des Kolbenzapfens, bei der dieser in gegenüberliegenden Naben der Kolbenwand
durch Keile oder Stifte befestigt ist und lagerartig von dem Treibstangenkopf umfaßt
wird, ist man in der Längsausdehnung durch die seitliche Begrenzung der Naben beschränkt,
so daß eine Verringerung de spezifischen Flächendruckes nur durch Vergrößerung des
Bolzendurchmessers bis zu einem gewissen Grad erreicht werden kann.It has been sought to prevent these disadvantages by
ensured the lowest possible specific surface pressure, d. H. that one
Storage areas were as large as possible. With the otherwise common and most common
Attachment of the piston pin, with this in opposite hubs of the piston wall
is secured by wedges or pins and encompassed in a bearing-like manner by the drive rod head
one is limited in the longitudinal extent by the lateral limitation of the hubs,
so that a reduction de specific surface pressure only by increasing the
Bolt diameter can be achieved to a certain extent.
Bei einer anderen Ausführung hat man die spezifische Belastung des
Lagers weiter dadurch verringert, daß man die Zapfen in ihrer ganzen Länge in einem
Lager schwingen ließ, indem man das Lager mit dem Kolben einteilig ausbildete und
nach Einführung des Bolzens von der Seite her den Treibstangenkopf durch eine Aussparung
in der nicht belasteten Seite des Lagers einfügte und ihn an einer flachen Ausnehmung
an dem Kolbenzapfen befestigte.Another version has the specific load of the
Camp further reduced by the fact that the entire length of the pin is in one
Let the bearing swing by forming the bearing with the piston in one piece and
After inserting the bolt from the side, the connecting rod head through a recess
inserted into the unloaded side of the bearing and put it in a shallow recess
attached to the piston pin.
Wenn nun auch hierbei durch den geringeren spezifischen Flächendruck
zwischen Lagerschale und Zapfen die Gefahr des Heißlaufens verringert ist, so ist
sie doch, besonders bei schnellaufenden und hochbeanspruchten Maschinen noch nicht
verhütet. Man hat infolgedessen vorgeschlagen, Kolbenboden und Kolbenbolzenlager
besonders zu kühlen, und zwar durch ein Kühlmittel, das mittels mehrerer Spritzdüsen,
die in das Innere des Tauchkolbens hineinragen, gegen den Kolbenboden gespritzt
wird. Das vom Kolbenboden herabfließende Kühlmittel gelangt aber nur zu
einem
sehr geringen Teil auf das Kolbenbolzenlager, so daß bei dieser Einrichtung eine
gute Kühlung des Lagers nicht erreicht wird. Bei einer anderen bekannten Kolbenkühlvorrichtung
wird das Kühlmittel durch die hohle Pleuelstange, das Pleuelstangenlager und den
hohlen Kolbenbolzen in besondere Kanäle geleitet, die in den Wandungen des Kolbens
angeordnet sind. Auf diesem Wege gelangt das Kühlmittel überhaupt nicht an die Teile
des Kolbens, in denen der Kolbenbolzen gelagert ist. Eine einwandfreie Kühlung ist
also auch bei dieser bekannten Ausführung nicht möglich.Even if this is due to the lower specific surface pressure
the risk of overheating is reduced between the bearing shell and the journal
it does, especially with high-speed and highly stressed machines
prevent. As a result, it has been proposed to have piston crowns and piston pin bearings
to be specially cooled, namely by a coolant that is sprayed by means of several spray nozzles,
which protrude into the interior of the plunger, injected against the piston crown
will. The coolant flowing down from the piston crown only reaches
one
very small part on the piston pin bearing, so that with this device a
good cooling of the bearing is not achieved. In another known piston cooling device
the coolant passes through the hollow connecting rod, connecting rod bearing and the
hollow piston pin guided into special channels in the walls of the piston
are arranged. In this way, the coolant does not get to the parts at all
of the piston in which the piston pin is mounted. A perfect cooling is
thus not possible with this known design either.
Ein unbedingt sicheres Laufen der Brennkraftmaschine wird erst durch
die gemäß der Erfindung vorgesehene Ausbildung des Kolbens erreicht, durch die eine
einwandfreie Kühlung der belasteten Lagerflächen gewährleistet wird. Das Kolbenbolzenlager
bildet erfindungsgemäß mit dem Kolbenboden einen geschlossenen Raum, dem ein ständig
zu- rund abfließendes Kühlmittel zugeführt wird. In diesem geschlossenen Raum befindet
sich stets eine verhältnismäßig große Menge des Kühlmittels beim Auf- und Abwärtsgang
des Kolbens in dauernder Bewegung. Das Kühlmittel wird bei jeder Kolbenumkehr gegen
das eingegossene Lager oder gegen den Kolbenboden geschleudert. Bei einer solchen
Kühlung ist einerseits die Wärmeaufnahme der auf die zu kühlenden Wände aufgeschleuderten
Einzelteilchen des Kühlmittels sehr groß, und andererseits findet. eine dauernde
Umschüttelung des Kühlmittels in so ausgiebiger Weise statt, daß die Wärmeableitung
innerhalb der Kühlflüssigkeit eine ganz besonders gute ist. In der Zeichnung ist
die Ausführung der Erfindung in einem Beispiel schematisch dargestellt.An absolutely safe running of the internal combustion engine is only possible through
achieved according to the invention provided formation of the piston, through the one
Perfect cooling of the loaded storage areas is guaranteed. The piston pin bearing
according to the invention forms a closed space with the piston head, which a constantly
to- round draining coolant is supplied. Located in this closed space
always a relatively large amount of coolant when going up and down
of the piston in constant motion. The coolant is counteracted with each piston reversal
the cast-in bearing or thrown against the piston crown. With such a
On the one hand, cooling is the absorption of heat from the walls to be cooled
Individual particles of the coolant very large, and on the other hand takes place. a permanent one
Shaking of the coolant takes place so extensively that the heat is dissipated
within the coolant is a particularly good one. In the drawing is
the embodiment of the invention shown schematically in an example.
Der Kolbenkörper A ist mit dem Kolbenbolzenlager B, das unten zur
Durchführung des Treibstangenkopfes eine Aussparung hat, in einem Stück gegossen.
Seitlich hiervon, innerhalb des Kolbenkörpers befinden sich die Kanäle a und
e zur Zu- und Ableitung des Kühlmittels, das in irgendeiner bekannten Weise
in den Kanal a eingeführt wird und von hier aus in den Raum b gelangt, der von dem
Kolbenbodenkühlraum c durch eine Wand d getrennt ist. In dem Raum
b umspült und kühlt es zunächst die belastete Seite des Kolbenbolzenlagers
und gelangt alsdann durch die Öffnung g in den Kolbenbodenkühlraum c, um von dort
nach Kühlung des Kolbenbodens durch den Abflußkanal e wieder abzufließen.The piston body A is cast in one piece with the piston pin bearing B, which has a recess below for the drive rod head to pass through. To the side of this, inside the piston body, there are channels a and e for supplying and discharging the coolant, which is introduced in any known manner into channel a and from here into space b, which flows from the piston crown cooling space c through a wall d is separated. In the space b, it first flows around and cools the loaded side of the piston pin bearing and then passes through the opening g into the piston crown cooling chamber c, in order to flow from there again after cooling the piston crown through the drainage channel e.