EP2329126A2 - Kühlkanal eines kolbens für einen verbrennungsmotor - Google Patents
Kühlkanal eines kolbens für einen verbrennungsmotorInfo
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- EP2329126A2 EP2329126A2 EP09776100A EP09776100A EP2329126A2 EP 2329126 A2 EP2329126 A2 EP 2329126A2 EP 09776100 A EP09776100 A EP 09776100A EP 09776100 A EP09776100 A EP 09776100A EP 2329126 A2 EP2329126 A2 EP 2329126A2
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- piston
- cooling channel
- cooling duct
- oil
- openings
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Links
- 238000001816 cooling Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 9
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F3/00—Pistons
- F02F3/16—Pistons having cooling means
- F02F3/20—Pistons having cooling means the means being a fluid flowing through or along piston
- F02F3/22—Pistons having cooling means the means being a fluid flowing through or along piston the fluid being liquid
Definitions
- the invention relates to a cooling channel of a piston for an internal combustion engine according to the preamble of claim.
- EP 1 063 409 B1 discloses a cooling channel for a piston of an internal combustion engine which has two openings arranged side by side and mutually to be used as inlet openings and a drain opening on the side of the cooling channel opposite these openings.
- the disadvantage here is that the introduced into the cooling channel oil flows at a very high flow rate through the cooling channel, with only a small portion of the oil flows through the drain opening and the rest with high flow rate to the second, mutually used as an inlet opening opening continues to hereby to flow out of the cooling channel.
- a piston 1 for an internal combustion engine with a ring section 2, a piston head 3, a side facing away from the piston crown on the side of the ring 2 piston shaft 4 and a pin bore 5 for a piston pin, not shown in the figure.
- an annular cooling channel 6 is arranged radially outside, which has two openings 7 and 8 on one side, which are each connected via a quarter-circular channel bend 9 and 10 with the annular part of the cooling channel 6 and in the direction away from the piston crown point.
- the openings 7 and 8 serve mutually as an inlet opening or as a drain opening for an oil nozzle 11 in the direction of the openings 7 and 8 injected oil 12th
- the piston 1 is shown in a position corresponding to the top dead center of the piston 1.
- the piston axis 13 obliquely aligned oil jet 12 hits the opening 8, which thus acts as an inlet opening. If the piston 1 moves downwards in the direction of the arrow 14 as part of the combustion or intake stroke, the opening 7 is hit by the oil jet 12 from a certain piston position, so that then this opening 7 acts as an inlet opening for the oil 12.
- cooling channel 6 On the openings 7 and 8 radially opposite side of the cooling channel 6 has two facing away from the piston bottom direction discharge openings 15 and 16. Between the discharge openings 15 and 16, the cooling channel 6 acts as a throttling cross-sectional constriction 17.
- the throttle 17, causes a portion of the oil 12 injected into the opening 8 at the position of the piston 1 shown in the figure to be discharged from the discharge opening 16 and, secondly, that the flow continues through the left half of the cooling channel Is slowed down, which has the effect that in the downward movement of the piston 1 in the direction of the arrow 14, wherein the opening 7 in the beam path of the oil 12 is then to act as an inlet opening, in the left half of the cooling channel 6 do not form eddies in the oil that would hinder the flow of oil through the opening 7 in the left half of the cooling channel 6.
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Abstract
Vorgeschlagen wird ein Kühlkanal (6) für einen Kolben (1) eines Verbrennungsmotors, der ringförmig ausgebildet ist und zwei nebeneinander angeordnete und wechselseitig als Zulauföffnungen fungierende Öffnungen (7, 8) und auf der den Öffnungen (7, 8) radial gegenüberliegenden Seite des Kühlkanals (6) mindestens eine Ablauföffnung (15, 16) aufweist. Zur Verbesserung des Öldurchflusses und damit der Kühlung des Kolbens (1) weist der Kühlkanal (6) zwei nebeneinander angeordnete Ablauföffnungen (15, 16) dazwischen eine als Drossel wirkende Querschnittsverengung (17) auf.
Description
Kühlkanal eines Kolbens für einen Verbrennungsmotor
Die Erfindung betrifft einen Kühlkanal eines Kolbens für einen Verbrennungsmotor nach dem Oberbegriff des Patentanspruches.
Aus der Europäischen Patentschrift EP 1 063 409 B1 ist ein Kühlkanal für einen Kolben eines Verbrennungsmotors bekannt, der zwei nebeneinander angeordnete und wechselseitig als Zulauföffnungen zu nutzende Öffnungen und auf der diesen Öffnungen radial gegenüberliegenden Seite des Kühlkanals eine Ablauföffnung aufweist. Nachteilig ist hierbei, dass das in den Kühlkanal eingeleitete Öl mit einer sehr hohen Fließgeschwindigkeit durch den Kühlkanal fließt, wobei nur ein geringer Teil des Öles über die Ablauföffnung ausfließt und der Rest mit hoher Fließgeschwindigkeit zur zweiten, wechselseitig als Zulauföffnung genutzten Öffnung weiterfließt, um hierüber aus dem Kühlkanal auszufließen. Wird wegen veränderter Position des Kolbens vom auf diese zweite Öffnung auftreffenden Ölstrahl der Ölausfluss gestoppt, damit nun hierüber Öl in den Kühlkanal eingeleitet werden kann, ergeben sich im Öl Verwirbe- lungen, die den Ölfluss im Kühlkanal behindern und damit die Kühlwirkung des Öles verschlechtern.
Diesen Nachteil des Standes der Technik zu vermeiden, ist Aufgabe der Erfindung. Gelöst wird diese Aufgabe mit dem im Kenzeichen des Patentanspruches stehenden Merkmalen.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung beschrieben. Sie zeigt den Kühlkanal gemäß der Erfindung angeordnet in einem Kolben für einen Verbrennungsmotor.
Dargestellt ist in der Figur ein Kolben 1 für einen Verbrennungsmotor mit einer Ringpartie 2, einem Kolbenboden 3, einem sich auf der kolbenbodenabgewandten Seite an die Ringpartie 2 anschließenden Kolbenschaft 4 und einer Bolzenbohrung 5 für einen in der Figur nicht dargestellten Kolbenbolzen.
Nahe dem Kolbenboden 3 des Kolbens 1 ist radial außen ein ringförmiger Kühlkanal 6 angeordnet, der auf einer Seite zwei Öffnungen 7 und 8 aufweist, die jeweils über eine viertelkreisförmige Kanalbiegung 9 und 10 mit dem ringförmigen Teil des Kühlkanals 6 verbunden sind und in die kolbenbodenabgewandte Richtung weisen. Die Öffnungen 7 und 8 dienen wechselseitig als Zulauföffnung oder als Ablauföffnung für von einer Öldüse 11 in Richtung der Öffnungen 7 und 8 gespritztes Öl 12.
In der Figur ist der Kolben 1 in einer Position gezeigt, die dem oberen Totpunkt des Kolbens 1 entspricht. Hierbei trifft der bezogen auf die Kolbenachse 13 schräg ausgerichtete Ölstrahl 12 auf die Öffnung 8, die somit als Zulauföffnung fungiert. Bewegt sich der Kolben 1 im Rahmen des Verbrennungs- oder Ansaughubes in Richtung des Pfeils 14 abwärts, wird ab einer bestimmten Kolbenposition die Öffnung 7 von dem Ölstrahl 12 getroffen, sodass dann diese Öffnung 7 als Zulauföffnung für das Öl 12 fungiert.
Auf der den Öffnungen 7 und 8 radial gegenüberliegenden Seite weist der Kühlkanal 6 zwei in kolbenbodenabgewandte Richtung weisende Ablauföffnungen 15 und 16 auf. Zwischen den Ablauföffnungen 15 und 16 weist der Kühlkanal 6 eine als Drossel wirkende Querschnittsverengung 17 auf.
Die Drossel 17 bewirkt zum einen, dass ein Teil des bei der in der Figur eingezeichneten Position des Kolbens 1 in die Öffnung 8 eingespritzten Öles 12 aus der Ablauföffnung 16 ausgeleitet wird, und zum anderen, dass der Fluss des weiterhin durch die linke Hälfte des Kühlkanals 6 fließenden Öles verlangsamt wird, was den Effekt hat, dass sich bei der Abwärtsbewegung des Kolbens 1 in Richtung des Pfeils 14, wobei die Öffnung 7 in den Strahlengang des Öles 12 gerät, um dann als Zulauföffnung zu fungieren, in der linken Hälfte des Kühlkanals 6 keine Wirbel im Öl bilden, die den Ölzufluss über die Öffnung 7 in die linke Hälfte des Kühlkanals 6 behindern würden. Hierbei fließt dann Öl über die Öffnung 7 durch die linke Hälfte des Kühlkanals 6, von dem ein Teil wegen der Drossel 17 aus der Ablauföffnung 15 ausfließt, und der Rest bedingt durch die Drossel 17 mit verlangsamter Geschwindigkeit durch die rechts Hälfte des Kühlkanals 6 weiterströmt, um aus der Öffnung 8 auszufließen.
Hierdurch wird ein schneller Wechsel der Ölflussrichtung im Kühlkanal 6 und damit eine verbesserte Kühlung des Kolbens 1 erreicht.
- A -
Bezugszeichenliste
1 Kolben
2 Ringpartie
3 Kolbenboden
4 Kolbenschaft
5 Bolzenbohrung
6 Kühlkanal
7, 8 Öffnung
9, 10 Kanalbiegung
11 Öldüse
12 Öl, Ölstrahl
13 Kolbenachse
14 Pfeil
15, 16 Ablauföffnung
17 Querschnittsverengung, Drossel
Claims
1. Kühlkanal (6) eines Kolbens (1) für einen Verbrennungsmotor mit einem KoI- benboden (3) und einer Ringpartie (2), wobei der Kühlkanal (6) ringförmig ausgebildet und nahe dem Kolbenboden (3) des Kolbens (1 ) radial außen nahe dessen Ringpartie (2) angeordnet ist und zwei nebeneinander angeordnete und wechselseitig als Zulauföffnungen fungierende Öffnungen (7, 8) und auf der den Öffnungen (7, 8) radial gegenüberliegenden Seite des Kühlkanals (6) mindestens eine Ablauföffnung (15, 16) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkanal (6) zwei nebeneinander angeordnete Ablauföffnungen (15, 16) und dazwischen eine als Drossel wirkende Querschnittsverengung (17) aufweist.
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