DE663733C

DE663733C - Gekuehlter Arbeitskolben, insbesondere fuer kompressorlose Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE663733C
Application number: DEK145236D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Karl Mohr
Original assignee: Fried Krupp Germaniawerft AG
Current assignee: Fried Krupp Germaniawerft AG
Priority date: 1937-01-26
Filing date: 1937-01-26
Publication date: 1938-08-12

Description

Gekühlter Arbeitskolben, insbesondere für kompressorlose Brennkraftmaschinen Die Kühlung des Arbeitskolbens einer Brennkraftmaschine kann je nach der Bauart des Kolbens, und der Wahl des Kühlmittels in verschiedener Weise erfolgen. Zur Abführung geringer Wärmemengen genügt die Kühlung mittels strömender Luft, während die bei größeren Zylinderabmessungen auftretenden hohen Temperaturen des Kolbenbodens am besten durch Wasser oder Ülkühlung verringert werden. Gegebenenfalls werden auch zwei verschiedene Kühlmitteil gleichzeitig verwendet. So hat man bei einem in mehrere voneinander getrennte Räume unterteilten Kolben ein flüssiges Kühlmittel ledigliich dem mittleren Teil des Kolbens zugeführt, während der äußere, nach dem ,Kurbelarm zu offen ausgebildete Teil durch die bei der Kolbenbewegung entstehenden Luftströmungen gekühlt wird.
Keine der bekannten Anordnungen ist jedoch für die vielfach gegebenen Verhältnisse mit flachem Verbrennungsraum und auf den ,äußersten Teil des eingezogenen Kolbenbodens gerichteten Brennstoffstrahlen wirklich zweckmäßig. Da nämlich der in Richtung der Brennstoffstrahlen liegende Bereich des Kolbenbodens in der Nähe des Kolbenmantels liegt, wird die Wärme an dieser Stelle ohnehin auf kurzem Wege durch den Werkstoff selbst abgeleitet, und zwar bei irgendwelchen mit dem äußeren Teil des Kolbenbodens verbundenen Einbauten sogar nach zwei Seiten. Wenn daher dieser Teil des Kolibenbodens außerdem noch in irgendeiner Weise gekühlt wird, verringert sich seine Temperatur unter die für eine gute und wirtschaftliche Verbrennung zulässige Grenze. Um dies zu vermeiden, besteht die Erfindung darin, daß der bis an den Kolbenboden heranreichende Kolbeninnenraum nur im mittleren Teil gekühlt ist, während er in dem in Richtung der Brennstoffstrahlen liegenden Bereich des Kolbenbodens durch einen allseitig abgeschlossenen und vollkommen umgekühlten Ringraum gebildet wird.
Der Gegenstand der Erfindung ist auf der Zeichnung .an einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Die Abbildung zeigt im Längsschnitt den gekühlten Arbeitskolben einer Zweitaktbrennkraftmaschine, dessen oberer Teil den Kolbenboden a und den die Kolbenring e b tra=. geraden Abschnitt o des Zylindermantels uff.: faßt. Der Kolbenboden ist in an sich ee-," kanntet Weise etwas eingezogen und gibt da-" mit dem Verbrennungsraum:d die vor allem bei größeren Zylinderdurchmessern übliche flache Form. Der nach oben vom Kolbenboden und nach unten von einem Einsatzstücke begrenzte Kühlraum f des Kolbens erstreckt sich nur über den mittleren Teil des Kolbenbodens. Die den übergang zum oberen Kolbenrand und zum Kolbenmantel bildende Zone des Kolbenbodens, ,auf die die Brennstoffstrahlen g gerichtet sind, befindet sich dagegen nicht mehr im Bereich des Kühlraumes;dieser ist vielmehr seitlich durch einen ringförmigen Ansatz lt .des Kolbenbodens von einem unmittelbar innerhalb des Kolbenmantels liegenden, nach allen Seiten geschlossenen und daher vollkommen umgekühlten Ringraum i getrennt. An dem Einsatzstücke sind zur Unterteilung des Kühlraumes zwei bis gegen den Kolbenboden vorspringende ringförmige Fortsätze ki, h-' vorgesehen, in :denen sich einige auf den Um-. fang gleichmäßig verteilte Verbindungsäffnungen m1, 1112 befinden. Ein Kanal it für die Zuführung des Kühlmittels mündet in die Mitte des Kühlraumes ein, während ein zweiter Kanal o für die Abführung des Kühlmittels mit dem äußeren Teil des Kühlraumes in Verbindung steht.
Bei einem derartigen Arbeitskolben wird der Wärmezustand des ganzen Kolbenbodens dadurch möglichst gleichmäßig gehalten, daß seine ,äußere Zone des stärksten inneren `Värmeabflusses an der Übergangsstelle zuen Kolbenmantel nicht gekühlt wird. Diese Wirkung wird noch dadurch verstärkt, dlaß die Kühlung des Kolbenbodens schon im Bereich des Xüihlraumes von der Mitte, wo dä.$ frische Kühlmittel zugeführt wird, nach ä@n zu mit der steigenden Temperatur des . Kühlmittels abnimmt. Besonders wenn der "Kolbenboden in der Mitte stark eingezogen ist und infolgedessen der Kühlrauen bei stehender Bauart der Maschine außen am höchsten liegt, ist es auch rein strömungstechnisch richtig, .das Kühlmittel am äußeren Rande des Kühlraumes abzuführen.
Der Vorteil eines derart gekühlten Arbeitskolbens besteht,. abgesehen von der schon aus Gründen der Betriebssicherheit erforderlichen Vermeidung gefährlicher Wärmespannungen vor allem in einer Verbesserung der Verbrennungsverhältnisse und der Verringerung des Brennstoffverbrauches je Leitungseinheit. Die Stärke des Wärmeflusses innerhalb des Kolbenbodens kann außerdem noch in an sich bekannter Weise durch entsprechende Bemessung der verschiedenen Querschnitte beeinflußt werden.

Claims

PATENTANSPRU CH ; Gekühlter Arbeitskolben, insbesondere für kompressorlose Brennkraftmasdiinen mit auf den äußersten Rand des eingezogenen Kolbenbodens gerichteten Brennstoffstrahlen, dadurch gekennzeichnet, daß der bis an den Kolbenboden (a) heranreichende Kolbeninnenraum nur im mittleren Teil (f) gekühlt ist, während er in dem in Richtung .der Brennstoffstrahlen liegenden Bereich des Kolbenbodens durch einen allseitig abgeschlossenen und vollkommen umgekühlten Ringraum (i) gebildet wird.