DE940077C

DE940077C - Control of the coolant circuit in the cooled pistons of piston engines, preferably internal combustion engines

Info

Publication number: DE940077C
Application number: DEM9534A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dr-Ing Lembcke
Original assignee: Mak Maschinenbau Kiel GmbH
Current assignee: Caterpillar Motoren GmbH and Co KG
Priority date: 1951-05-17
Filing date: 1951-05-17
Publication date: 1956-03-08

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Steuerung des Kühlmittelkreislaufs bei gekühlten Kolben von Kolbenmaschinen, vorzugsweise Brennkraftmaschinen; im besonderen betrifft sie die Steuerung der Zufuhr und Abfuhr des Kühlmittels zu dem oberhalb des Kolbenbolzens liegenden Hohlraum bzw. den Hohlräumen mittels sogenanriter Posaunen.The invention relates to the control of the coolant circuit with cooled pistons of piston engines, preferably internal combustion engines; in particular it concerns the control of the supply and discharge of the coolant to the one above of the piston pin lying cavity or the cavities by means of so-called trombones.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, zur Kühlung des Kolbens das Kühlmittel durch Posaunen zu den oberhalb des Kolbenbolzens liegenden Hohlräumen zu- und abzuführen. Hierbei entsteht die Gefahr, daß die Flüssigkeitssäulen in den Posaunenrohren infolge der Kolbenbewegung bei jedem Arbeitstakt abreißen. Dadurch bilden sich in dem Aufnahmeraum des Kolbens Dampf- oder Luftsäcke, welche die-durch den Umlauf des Kühlmittels angestrebte Kühlung stark verringern, nicht nur wegen der verminderten Wärmeabfuhr, sondern auch wegen der möglichen Bildung von Ölkoks an der Innenfläche des Kolbenbodens. Fernerhin ist das Abreißen der Kühlflüssigkeitssäulen mit starken Kavitationsschlägen verbunden.It has already been proposed to use the coolant to cool the piston by trumpets to and from the cavities above the piston pin. This creates the risk that the columns of liquid in the trumpet tubes as a result tear off the piston movement with each work cycle. This forms in the receiving space of the piston vapor or air sacs, which the-sought by the circulation of the coolant Significantly reduce cooling, not only because of the reduced heat dissipation, but also because of the possible formation of oil coke on the inner surface of the piston crown. Furthermore, the tearing off of the coolant columns with strong cavitation impacts tied together.

Zur Vermeidung der vorgenannten Nachteile hat man bereits vorgeschlagen, Rückschlagventile in das Zulaufrohr der Posaunen einzubauen. Dadurch konnte man indessen lediglich verhindern, daß die Flüssigkeitssäule im Zulaufrohr abreißt, jedoch wurden die vorgenannten Erscheinungen (Luft- und Dampfsäcke, Kavitationsschläge) nicht vermieden. Die Ventile waren dem Verschleiß unterworfen; ihr Ersatz erforderte einen zeitraubenden Ausbau der ganzen Posaunenanlage, während welcher Zeit die Maschine ausfiel.To avoid the aforementioned disadvantages, it has already been proposed Install check valves in the inlet pipe of the trombones. That way you could meanwhile, only prevent the column of liquid in the inlet pipe from tearing off, however, the aforementioned phenomena (air and vapor sacs, cavitation strikes) not avoided. The valves were subject to wear; their replacement required a time-consuming expansion of the entire trombone system, during which time the machine failed.

Es ist bereits bekannt, den zu kühlenden Kolben das Kühlmittel über in Kühlmittelhaltern geführte Posaunenrohre zu- und abzuleiten. Hierbei wird ein Leerströmen der Hohlräume infolge der Massenkräfte der Flüssigkeitssäulen durch ein Abschließen der Posaunenrohre im Bereich des unteren Kollbentotpunktes verhindert. Die kurze Zeit des Abschließens der Posaunenrohre reicht aber nicht aus, um ein Rückströmen des Kühlmittels oder ein Abreißen der Flüssigkeitssäule in den Posaunen zu verhindern. Nach der bekannten Anordnung haben weiter die Kühlmittelposaunen im Bereich des Kühlmittelhalters eine Länge von der Größe des Kolbenhubes. Wegen der Verdrängerwirkung der Posaunen sind in diesem Falle Windkessel im Kühlmittelzu- und -ablauf erforderlich, um die entsprechenden Druckstöße im Kühlmittelkreislauf auszugleichen.It is already known to pass the coolant over the piston to be cooled to supply and discharge trombone tubes guided in coolant holders. Here is a Empty flow through the cavities due to the inertia forces of the columns of liquid prevents the trumpet reeds from locking in the area of the lower dead center. However, the short time it takes to lock the trumpet reeds is not enough to make a Backflow of coolant or a rupture of the column of liquid in the trumpets to prevent. According to the known arrangement, the coolant trombones continue in the area of the coolant holder a length equal to the size of the piston stroke. Because the displacement effect of the trumpets in this case are air pockets in the coolant supply. and drainage required to ensure the corresponding pressure surges in the coolant circuit balance.

Nach der Erfindung werden die bekannten Mängel dadurch vermieden, daß die Posaunenrohre an ihren unteren freien Enden verschlossen sind und Öffnungen im Rohrmantel zur Freigabe des Kühlmittelflusses besitzen, welche während der Zeit von etwa ioo' nach oberem Totpunkt bis etwa ioo' vor oberem Totpunkt durch Kragen der Kühlmittelhalter abgeschlossen sind.According to the invention, the known deficiencies are avoided by that the trumpet reeds are closed at their lower free ends and openings in the pipe jacket to release the coolant flow, which during the time from about ioo 'to top dead center to about ioo' before top dead center through collar the coolant holder are complete.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Posaunenrohre wird ,ein Leerströmen der Hohlräume durch die Massenkräfte der Flüssigkeitssäulen sicher unterbunden. Die Posaunen sind so lang ausgeführt, daß im Betrieb keine Verdrängerwirkung durch die Posaunen entsteht, wodurch Windkessel eingespart werden können.The inventive design of the trombone reeds, a Empty flow of the cavities safely prevented by the inertia forces of the columns of liquid. The trumpets are made so long that there is no displacement effect during operation the trumpets are created, which means that wind kettles can be saved.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß sich durch die beschriebene Anordnung der Bauhöhe der Einrichtung, die bisher der doppelten Hubhöhe des Kolbens entsprechen mußte, wesentlich verringert und die.erfindungsgemäße Anordnung auch im Kolben selbst untergebracht werden kann.Another advantage of the invention is that by the described arrangement of the overall height of the device, so far twice the lifting height of the piston had to correspond, significantly reduced and the arrangement according to the invention can also be accommodated in the piston itself.

In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform als schematische Skizze wiedergegeben, und zwar zeigt Fig. i eine Seitenansicht im Schnitt, Fig. a ein Diagramm zur Wiedergabe der öffnungs- und Schließzeiten der Öffnungen in den Posaunenrohren.In the drawing, an example embodiment is shown as a schematic Sketch reproduced, namely Fig. I shows a side view in section, Fig. a is a diagram showing the opening and closing times of the openings in the Trombone reeds.

Die beiden Posaunenrohre To und 1i sind an ihren Enden 12 und 13 abgeschlossen und durch die Kühlmittelhalter 14 und 15 geführt. Die Öffnungen 16 und 17 sind ihrer Lage nach derart angeordnet, daß ein Rückfluß während des Kurbelwellenweges von z. B. ioo' nach oberem Totpunkt bis ioo' vor oberem Totpunkt nicht erfolgen kann.The two trumpet reeds To and 1i are closed at their ends 12 and 13 and passed through the coolant holder 14 and 15. The openings 16 and 17 are theirs Position after so arranged that a backflow during the crankshaft path of z. B. ioo 'after top dead center to ioo' cannot take place before top dead center.

Claims

PATENT CLAIM: Control of the coolant circuit with cooled Pistons of a piston machine, preferably internal combustion engine, to or from which the coolant is supplied and discharged via trombone tubes guided in coolant holders is, in the sense that an empty flow of the cavities due to the inertia forces Columns of liquid through a closing trumpet tube in the area of the lower Piston dead center is prevented, characterized in that the trumpet reeds are closed at their lower free ends and openings in the pipe jacket for Have release of the coolant flow, which during the time of about ioo 'after top dead center to about 100 'before top dead center through the collar of the coolant holder Are completed. Referred publications: Dipl.-Ing. Wilhelm Ulrich, "Ship Diesel Engines", P. 186, fig. 3o8.