DE9313885U1 - Internal combustion engine with piston cooling - Google Patents
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Description
51149 Köln, den 13.09.1993 D 93/061 GM - PR-PS St/Co51149 Cologne, 13.09.1993 D 93/061 GM - PR-PS St/Co
BESCHREIBUNGDESCRIPTION
Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse, in dem eine Kurbellwelle drehbar in Lagerschalen gelagert ist, die in von Lagerstühlen und Deckeln gebildeten öffnungen festgelegt sind, wobei an der Kurbelwelle zumindet ein einen in einem von einem Zylinderkopf abgedeckten Zylinder bewegbaren KoI-ben tragendes Pleuel angelenkt ist und wobei eine Kolbenspritzdüse vorgesehen ist, die zur Kühlung öl an die Kolben spritzt, wobei in dem Lagerstuhl eine mit der Hauptölbohrung verbundene Aufnahmebohrung für die Kolbenspritzdüse eingearbeitet ist.The invention relates to an internal combustion engine with a crankcase in which a crankshaft is rotatably mounted in bearing shells which are fixed in openings formed by bearing blocks and covers, with at least one connecting rod carrying a piston movable in a cylinder covered by a cylinder head being hinged to the crankshaft and with a piston spray nozzle being provided which sprays oil onto the pistons for cooling, with a receiving bore for the piston spray nozzle connected to the main oil bore being incorporated in the bearing block.
Eine derartige Brennkraftmaschine ist aus der DE-PS 40 12 475 bekannt. Die in dieser Druckschrift beschriebene Kolbenkühlung weist je Zylinder eine Spritzdüse mit einem eingesetzten Druckventil auf. Dabei ist die Aufnahmebohrung für das Spritzventil mit dem eingesetzten Druckventil so in dem Lagerstuhl angeordnet, das es über eine spezielle Leitung, die im Kurbelwellenlagerbereich angeordnet ist, mit der Hauptölbohrung verbunden ist.Such an internal combustion engine is known from DE-PS 40 12 475. The piston cooling system described in this publication has a spray nozzle with an inserted pressure valve for each cylinder. The receiving bore for the spray valve with the inserted pressure valve is arranged in the bearing block in such a way that it is connected to the main oil bore via a special line arranged in the crankshaft bearing area.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennkraftmaschine mit einer Kolbenkühlung bereitzustellen, die gegenüber dem Stand der Technik verbessert ist.The invention is based on the object of providing an internal combustion engine with a piston cooling system that is improved compared to the prior art.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in dem Lagerstuhl zwischen benachbarten Zylindern zwei Aufnahmebohrungen eingearbeitet sind, die in je einen der benachbarten Zylinder münden, und daß die Aufnahmebohrungen im Lagerbohrungsbereich in die Hauptölbohrung münden. Durch die Anordnung von zwei Aufnahmebohrungen in einem Lagerstuhl kann entweder die Kolbenkühlung in der Art intensiviert werden, daß jeder Kolben von zwei Kolbenspritzdüsen mit KühlölThis object is achieved according to the invention in that two receiving bores are machined into the bearing block between adjacent cylinders, each of which opens into one of the adjacent cylinders, and that the receiving bores in the bearing bore area open into the main oil bore. By arranging two receiving bores in a bearing block, piston cooling can be intensified in such a way that each piston is supplied with cooling oil by two piston spray nozzles.
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versorgt wird oder aber es kann der Fertigungsaufwand insofern verringert werden, daß entsprechende Aufnahmebohrungen nur in jedem zweiten Kurbelwellenlagerstuhl eingearbeitet werden müssen. Diese Ausführung bietet sich besonders bei Brennkraftmaschinen mit einer gradzahligen Anzahl von Zylindern an, da in diesem Falle die Anzahl von zu bearbeitenden Lagerstühlen um die Hälfte gegenüber der herkömmlichen Ausbildung reduziert werden kann. Das weitere kennzeichnende Merkmal des Mündens der Aufnahmebohrungen direkt in die Hauptölbohrung verringert den Fertigungsaufwand, da keine spezielle Versorgungsleitung oder Versorgungsnut zwischen der Hauptölbohrung und der Aufnahmebohrung für die Spritzdüse vorhanden sein muß. Selbst wenn bei der bekannten Lösung die Lagerstühle bzw. die Lagerschalen mit gegebenenfalls vorhandenen Nuten zur Ölversorgung der Spritzdüsen herangezogen worden sind und somit demgegenüber kein geringerer Fertigungsaufwand besteht, bietet die erfindungsgemäße Lösung den Vorteil, daß durch die direkte Anbindung der Aufnahmebohrung für die Spritzdüse an die Hauptölbohrung keinerlei Einschränkungen bei der Gestaltung der Lagerbereiche bezüglich einer anzubringenden Nut gegeben sind und auch im Reparaturfalle bspw. durch das Einsetzen von nicht geeigneten Lagerschalen - ohne eine entsprechende Versorgungsnut - ein Versagen der Kolbenkühlung ausgeschlossen ist.or the manufacturing effort can be reduced in that the corresponding mounting holes only have to be machined in every second crankshaft bearing block. This design is particularly suitable for internal combustion engines with an even number of cylinders, since in this case the number of bearing blocks to be machined can be reduced by half compared to the conventional design. The other characteristic feature of the mounting holes opening directly into the main oil hole reduces the manufacturing effort, since no special supply line or supply groove has to be present between the main oil hole and the mounting hole for the spray nozzle. Even if in the known solution the bearing blocks or the bearing shells with possibly existing grooves are used to supply oil to the spray nozzles and thus there is no less manufacturing effort, the solution according to the invention offers the advantage that due to the direct connection of the receiving bore for the spray nozzle to the main oil bore there are no restrictions in the design of the bearing areas with regard to a groove to be attached and even in the event of repairs, for example due to the insertion of unsuitable bearing shells - without a corresponding supply groove - failure of the piston cooling is excluded.
In Weiterbildung der Erfindung mündet die Hauptölbohrung mittig bezogen auf die Zylinderachse in den Lagerbohrungsbereich. Dadurch gelangt bezogen zur Motorachse das Schmieröl mittig auf bzw. in die jeweilige Lagerschale und kann somit symmetrisch zu beiden Seiten verteilt werden. Insbesondere ist aber durch diese Ausbildung gewährleistet, daß für die von der Hauptölbohrung abzweigenden Aufnahmebohrungen alle Gestaltungsmöglichkeiten frei sind, das heißt, die Aufnahmebohrungen können durch die zentrale Anordnung der Hauptölbohrung ebenfalls zentral in die Zylinder münden oder aber wie dies gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung vorgesehen ist, außermittig in die Zylinder münden.In a further development of the invention, the main oil bore opens into the bearing bore area centrally in relation to the cylinder axis. In this way, the lubricating oil reaches the center of the respective bearing shell in relation to the engine axis and can thus be distributed symmetrically to both sides. In particular, this design ensures that all design options are available for the receiving bores branching off from the main oil bore, i.e. the receiving bores can also open centrally into the cylinders due to the central arrangement of the main oil bore or, as is provided in an advantageous further development, open off-center into the cylinders.
In Weiterbildung der Erfindung münden die Aufnahmebohrungen auf verschiedenen Zylinderhalbseiten in die benachbarten Zylinder. Bei fortlaufernder symmetrischer Ausrichtung der Aufnahmebohrungen entlang der Zylinderreihe der Brennkraftmaschine und der gleichzeitigen Kühlung von jeder Kolbenunterseite mittels Spritzdüsen, die auf beiden Seiten eines Zylinders in den Lagerstühlen angeordnet sind, wird durch diese Ausbildung eine sehr effektive Kühlung ermöglicht, da die Kolbenunterseite auf zwei gegenüberliegenden Seiten gekühlt wird. Im Rahmen dieser Er-In a further development of the invention, the mounting holes on different cylinder halves open into the adjacent cylinders. With continuous symmetrical alignment of the mounting holes along the cylinder row of the internal combustion engine and simultaneous cooling of each piston underside by means of spray nozzles arranged on both sides of a cylinder in the bearing blocks, this design enables very effective cooling, since the piston underside is cooled on two opposite sides. As part of this development,
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findung ist es dabei auch vorgesehen, daß ein Kühlölspritzstrahl in einen in den Kolbenboden eingelassen Kühlkanal ganz oder teilweise eintritt, während der zweite Kühlölstrahl die Kolbenunterseite kühlt.In this invention, it is also provided that a cooling oil spray jet enters completely or partially into a cooling channel let into the piston bottom, while the second cooling oil jet cools the underside of the piston.
In Weiterbildung der Erfindung ist in Verlängerung der Mündung der Hauptölbohrung in dem Lagerstuhl eine Bohrung in der Lagerschale eingearbeitet. Diese Ausbildung hat den Vorteil, daß zentral an einer Stelle des Lagerstuhls bzw. der Lagerschale sämtliche Austritte bzw. öffnungen, die von der Hauptölbohrung ausgehen, angeordnet sind.In a further development of the invention, a bore is incorporated into the bearing shell in the extension of the mouth of the main oil bore in the bearing block. This design has the advantage that all outlets or openings that lead from the main oil bore are arranged centrally at one point on the bearing block or bearing shell.
In Weiterbildung der Erfindung ist in den Lagerschalen-Innenseiten je eine zu den gegenüberliegenden Lagerschalenendbereichen verlaufende Nut eingearbeitet, die mit der Bohrung verbunden sind. Durch diese Ausbildung kann ein günstiger Weitertransport des Schmieröls zu den entsprechenden Schmierstellen an der Kurbelwelle sichergestellt werden. Dabei ist in vorteilhafter Ausgestaltung die umlaufende Nut in der Lagerschalenmitte angeordnet, so daß sich zu den beiden Lagerschalenseiten ein entsprechend symmetrischer Druckaufbau des Schmierfilms ergibt.In a further development of the invention, a groove is machined into the inner sides of the bearing shells, which run to the opposite end areas of the bearing shells and are connected to the bore. This design ensures that the lubricating oil is transported efficiently to the corresponding lubrication points on the crankshaft. In an advantageous embodiment, the circumferential groove is arranged in the middle of the bearing shell, so that a correspondingly symmetrical pressure build-up of the lubricating film is achieved on both sides of the bearing shell.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der Zeichnungsbeschreibung zu entnehmen, in der ein in den Figuren dargestelltes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben ist.Further advantageous embodiments of the invention can be found in the description of the drawings, in which an embodiment of the invention shown in the figures is described in more detail.
Es zeigen:Show it:
Figur 1: Einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäß ausgestaltete Brennkraftmaschine im Bereich eines Kurbelwellenlagerstuhls,Figure 1: A cross section through an internal combustion engine designed according to the invention in the area of a crankshaft bearing block,
Figur 2: eine Ansicht A-A gemäß Figur 1 über eine Teillänge der Brennkraftmaschine
und
30Figure 2: a view AA according to Figure 1 over a partial length of the internal combustion engine and
30
Figur 3: einen teilweisen Schnitt B-B gemäß Figur 2.Figure 3: a partial section B-B according to Figure 2.
Es handelt sich bei der erfindungsgemäß ausgestalteten Brennkraftmaschine vorzugsweise um eine selbstzündende Brennkraftmaschine, bei der der Kraftstoff über eine Hochdruckeinspritzvorrichtung in Kolbenbrennraummulden eingespritzt wird. Die Brennkraftmaschine weist dabei ein in Figur 1 teilweise dargestelltes Kurbeige-The internal combustion engine designed according to the invention is preferably a self-igniting internal combustion engine in which the fuel is injected into the piston combustion chamber recesses via a high-pressure injection device. The internal combustion engine has a crankcase partially shown in Figure 1.
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häuse 1 auf, das in den in Figur 1 sichtbaren Teilen im wesentlichen aus zwei gegenüberliegenden Seitenwänden 2a, 2b und einem Lagerstuhl 3a besteht. Der Lagerstuhl 3a ist so ausgebildet, daß er zusammen mit nicht dargestellten Lagerdeckeln, die mittels in Gewindesacklöcher 14a, 14b (Fig.2) einschraubbare Befestigungsschrauben anbaubar sind, eine öffnung festlegt, in die die Lagerschalen eingelegt wären. Dabei ist in Figur 1 entsprechend der Darstellung nur die in den Lagerstuhl 3a eingelegte Lagerschale 4 dargestellt, wobei selbstverständlich in den zugehörigen Lagerdeckel ebenfalls eine Lagerschale 4 eingelegt wird. Die Lagerschalen 4 umschließen im montierten Zustand die Kurbelwelle in ihren entsprechenden Grundlagerbereichen.housing 1, which in the parts visible in Figure 1 essentially consists of two opposing side walls 2a, 2b and a bearing block 3a. The bearing block 3a is designed in such a way that, together with bearing caps (not shown) that can be attached using fastening screws that can be screwed into threaded blind holes 14a, 14b (Fig. 2), it defines an opening into which the bearing shells would be inserted. In accordance with the illustration, only the bearing shell 4 inserted into the bearing block 3a is shown in Figure 1, whereby a bearing shell 4 is of course also inserted into the associated bearing cap. When assembled, the bearing shells 4 enclose the crankshaft in their corresponding base bearing areas.
Die Seitenwände 2a, 2b weisen über die Teilungsbene zwischen den Lagerstühlen 3a, und den entsprechenden Lagerdeckeln hinausgehende Fortsätze auf, die in je einen Flansch 5a, 5b enden. An diesen Flansch 5a, 5b, der im übrigen umlaufend den unteren Abschluß des Kurbelgehäuses bildet, ist eine ölwanne anschraubbar, wobei die entsprechenden Befestigungsschrauben in Gewindebohrungen 6a, 6b einschraubbar sind.The side walls 2a, 2b have extensions that extend beyond the dividing plane between the bearing blocks 3a and the corresponding bearing covers, each of which ends in a flange 5a, 5b. An oil pan can be screwed onto this flange 5a, 5b, which also forms the lower end of the crankcase, with the corresponding fastening screws being screwed into threaded holes 6a, 6b.
An den Seitenwänden 2a, 2b bzw. den Fortsätzen zu den Flanschen 5a, 5b sind Versteifungsrippen vorgesehen, die zumindest teilweise in Rippen 7a, 7b fortlaufen, die die Seitenwände 2a, 2b bzw. die Fortsätze mit dem Lagerstuhl 3a verbinden.On the side walls 2a, 2b or the extensions to the flanges 5a, 5b, stiffening ribs are provided, which at least partially continue in ribs 7a, 7b, which connect the side walls 2a, 2b or the extensions to the bearing block 3a.
Über eine Hauptölbohrung 8 gelangt öl vom ölkreislauf der Brennkraftmaschine in den Lagerstuhl 3a und mündet mittig auf die Lagerschale 4. In diese ist eine Bohrung 9 eingearbeitet, durch die das von der Hauptölbohrung 8 zugeführte Öl zur Schmierung zwischen die Lagerschale 4 und die darin drehende Kurbelwelle geleitet wird. In die Lagerschale 4 ist eine Nut 10 eingearbeitet, die mit der Bohrung 9 verbunden ist, wobei die Nut zur Verteilung des Öls auf dem Umfang der oberen 4 und nicht dargestellten unteren Lagerschale dient.Oil from the oil circuit of the internal combustion engine enters the bearing block 3a via a main oil bore 8 and flows into the center of the bearing shell 4. A bore 9 is machined into this through which the oil supplied from the main oil bore 8 is guided for lubrication between the bearing shell 4 and the crankshaft rotating therein. A groove 10 is machined into the bearing shell 4 and is connected to the bore 9, whereby the groove serves to distribute the oil over the circumference of the upper 4 and the lower bearing shell (not shown).
Von der Mündung der Hauptölbohrung 8 im Lagerstuhl 3a zweigen zwei Aufnahmebohrungen 11a, 11b für Kolbenspritzdüsen 12a, 12b (Figur 3) ab. In Figur 2 ist die Lage der Aufnahmebohrungen 11a, 11b strichliniert dargestellt. Die in den Lagerstuhl 3a angeordneten Aufnahmebohrungen 11a und 11b münden in nebeneinander liegende Zylinder 13a und 13b auf gegenüberliegenden Zylinderhalbseiten. Da auch in dem Lagerstuhl 3b entsprechende Aufnahmebohrungen 11a, 11 b angeordnetTwo receiving bores 11a, 11b for piston spray nozzles 12a, 12b (Figure 3) branch off from the mouth of the main oil bore 8 in the bearing block 3a. The position of the receiving bores 11a, 11b is shown in dashed lines in Figure 2. The receiving bores 11a and 11b arranged in the bearing block 3a open into adjacent cylinders 13a and 13b on opposite cylinder halves. Since corresponding receiving bores 11a, 11b are also arranged in the bearing block 3b,
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sind, wird - wie am Zylinder 13b beispielhaft dargestellt ist - gelangt aus zwei Spritzdüsen 12a, 12b öl an die gegenüberliegenden Unterseiten eines jeden in den einzelnen Zylindern 13a, 13b, 13c angeordneten Kolben, so daß eine intensive Kühlung ermöglicht wird.are - as shown by way of example on cylinder 13b - oil is supplied from two spray nozzles 12a, 12b to the opposite undersides of each piston arranged in the individual cylinders 13a, 13b, 13c, so that intensive cooling is made possible.
Claims (7)
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Cited By (4)
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- 1993-09-14 DE DE9313885U patent/DE9313885U1/en not_active Expired - Lifetime
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