FI79888B

FI79888B - OLJEKYLD, FLERDELAD PLUNGERKOLV FOER SLAGKOLVSFOERBRAENNINGSMOTOR.

Info

Publication number: FI79888B
Application number: FI854870A
Authority: FI
Inventors: Jordan Gentscheff; Horst Lindner
Original assignee: Man B & W Diesel Gmbh
Priority date: 1985-01-26
Filing date: 1985-12-10
Publication date: 1989-11-30
Also published as: DE3660506D1; NO163153B; FI854870A0; EP0189767A3; NO163153C; EP0189767A2; JP2540493B2; EP0189767B1; DE3502644A1; JPS61175256A; NO860264L; FI854870A

Description

1 79838 öljyjäähdytteinen, moniosainen uppomäntä iskunäntäpoltto-moottoreita varten1 79838 Oil-cooled, multi-part plunger for reciprocating internal combustion engines

Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdan-5 nossa esitettyä tyyppiä oleva öljyjäähdytteinen, moniosainen uppomäntä iskumäntäpolttomoottoreita varten.The invention relates to an oil-cooled, multi-part plunger for reciprocating internal combustion engines of the type set out in the preamble of claim 1.

Tällainen öljyjäähdytteinen uppomäntä tunnetaan ennestään julkaisusta DE-OS 152 6598. Tässä männän alaosa on alumiinia ja yläosa teräsmateriaalia. Nimenomaan alu-10 miinista valmistetun männän alaosan takia tällainen mäntä ei sovellu hyvin korkeille sytytyspaineille, koska männän alaosan muodonmuutos on sytytyspaineiden vaikutuksesta erittäin suuri ja tämä saattaisi johtaa männän kiinni-leikkautumiseen. Tätä epäkohtaa voitaisiin tosin lievittää 15 siten, että männän alaosa tehtäisiin sopivasti soikeaksi ja kuperaksi, jolloin se voi ottaa vastaan sytytyspaineiden aiheuttaman muodonmuutoksen. Tällä tavalla muotoillussa männän alaosassa tapahtuva muodonmuutos vaikuttaa kuitenkin taas epäedullisesti voiteluöljyn kulutukseen, sillä 20 männän alaosan vaippapinta poikkeaa pyöreästä muodosta, minkä johdosta sylinterinseinän tiettyihin kohtiin jää enemmän voiteluöljyä, kuin on tarpeen. Tämä seikka otetaan tunnetussa männässä huomioon käyttämällä useita öljynpyyhkäisyrenkaita, joiden toimintaa rajoittaa liian 25 suuri kuluminen. Lisäksi siinä esitetty jäähdytysöljyn johtamistapa ulkoa sisäänpäin ei myöskään ole taloudellinen, koska jäähdytysöljyn syöttöön tarvitaan rakenteeltaan monimutkaista männäntappia. Männäntapissa tulee olla useita poikittais- ja pitkittäisporauksia jäähdytysöljyn läpivientiä varten. Tällainen poikittais- ja pitkittäisporausten läpäisemä 30 männäntappi ei sovellu lujuusominaisuuksiensa puolesta korkeille korkeille sytytyspaineille.Such an oil-cooled submersible piston is already known from DE-OS 152 6598. Here, the lower part of the piston is made of aluminum and the upper part is made of steel material. Precisely because of the lower part of the piston made of alu-10 mine, such a piston is not suitable for very high ignition pressures, because the deformation of the lower part of the piston under the effect of ignition pressures is very large and this could lead to the piston being cut. However, this drawback could be alleviated by making the lower part of the piston suitably oval and convex, so that it can withstand the deformation caused by the ignition pressures. However, the deformation in the lower part of the piston shaped in this way again has an adverse effect on the consumption of lubricating oil, since the jacket surface of the lower part of the piston deviates from the circular shape, leaving more lubricating oil than necessary at certain points in the cylinder wall. This fact is taken into account in the known piston by using several oil-sweeping rings, the operation of which is limited by excessive wear. In addition, the method of conducting the cooling oil from the outside to the inside is also not economical, since a piston pin of complex construction is required for the supply of the cooling oil. The piston pin should have several transverse and longitudinal bores for the passage of cooling oil. Such a piston pin 30 penetrated by transverse and longitudinal bores is not suitable for high ignition fires due to its strength properties.

Keksinnön tarkoituksena on tästä syystä parantaa alussa mainitun kaltaista öljyjäähdytteistä uppomäntää siten, että siinä tapahtuu suurtenkin sytytyspaineiden vai-35 kutuksesta ainoastaan epäolennaisia muodonmuutoksia, joi- 2 79838 loin erityisesti männän yläosan männänrengasvyöhyke säilyttää lieriömäisen muotonsa ja männän alaosan alemman puoliskon soikeutuminen sen ylemmän puoliskon suhteen voidaan mahdollisimman pitkälle välttää; lisäksi 5 tulee aikaansaatavassa männässä jäähdytysöljyn kuljetus järjestää entistä edullisemmin, jotta lävitse virtaa-valla jäähdytysöljyllä saavutetaan paras mahdollinen vaikutus erityisesti siinä mielessä, että voidaan pienentää läpi johdettavaa öljymäärää; edelleen tulee 10 aikaansaatavassa männässä olla mahdollista käyttää ilman lukuisia voiteluöljyn pyyhkäisyrenkaita tietyllä pienellä jäähdytysöljyn kulutuksella sellaista edullista voiteluöljyjärjestelyä, jossa jäljellä oleva öljy voidaan joka tapauksessa jakaa siten, että sel-15 laiset männän kehäalueet, joissa ehdottomasti tarvitaan voiteluöljyä, esim. sylinterin liukupinta männän paine- ja vastapainepuolilla, tulevat tehokkaammin voidelluiksi kuin männän muut kehäalueet.The object of the invention is therefore to improve an oil-cooled submersible piston such as that mentioned at the beginning, so that only insignificant deformations take place under high ignition pressures, in which the far avoided; in addition, the conveying of the cooling oil in the piston to be obtained should be arranged more advantageously in order to achieve the best possible effect with the cooling oil flowing through, in particular in the sense that the amount of oil passing through can be reduced; further, it should be possible to use a preferred lubricating oil arrangement in the piston 10 provided without a plurality of lubricating oil sweeping rings with a certain low consumption of cooling oil, in which case the remaining oil can in any case be distributed so that the piston circumferential areas where lubricating oil is absolutely necessary, e.g. and on the back pressure sides, become more effectively lubricated than other peripheral areas of the piston.

Tämä tehtävä ratkaistaan keksinnön mukaan alussa 20 määriteltyä tyyppiä olevassa uppomännässä patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa esitetyillä rakenne-ominaisuuksilla. Tämän ratkaisun edullisia sovellu-tusmuotoja on esitetty alivaatimuksissa.According to the invention, this object is solved in a plunger of the type defined at the beginning 20 by the structural properties set out in the characterizing part of claim 1. Preferred embodiments of this solution are set out in the subclaims.

25 Kun männän yläosa valmistetaan pallografiittivalu- raudasta tai teräsmateriaalista ja männän alaosa puolestaan harmaasta valuraudasta tai pallografiittivalurau-dasta, voidaan jo materiaalien osalta ottaa myös myöhemmin käytössä vaikuttavat, äärimmäisen suuret rasi-30 tukset huomioon. Käytännössä mäntään vaikuttavat sy- tytysp aineet otetaan lisäksi huomioon märmäntapin jalustan kupolimaisella muotoilulla, männän yläosan erikoisella tuennalla männän alaosaa vasten sekä samaten kupolimaisella sisemmän jäähdytystilan muotoilulla.25 When the upper part of the piston is made of spheroidal graphite cast iron or steel material and the lower part of the piston is made of gray cast iron or spheroidal graphite cast iron, the extremely high stresses which affect later use can also be taken into account. In practice, the ignition agents acting on the piston are also taken into account by the dome-shaped design of the wet pin base, the special support of the top of the piston against the bottom of the piston and also by the dome-shaped design of the internal cooling space.

35 Kun jäähdytysöljy johdetaan männässä keksinnön mukaisesti 3 79838 ei saavuteta ainoastaan erittäin edullista jäähdytys-vaikutusta; jakamalla sisemmän ja ulomman sijoittamalla ne eri etäisyyksille toisistaan sopiviin ryhmiin ja mitoittamalla ne kooltaan ja kaltevuudeltaan sopivasti, 5 voidaan männän yläosaan vaikuttavaan epätasaiseen lämpötila jakaumaan vaikuttaa edullisesti siten, että männän pohjan epätasaiset muodonmuutokset säteen suunnassa voidaan estää. Viimeksi mainittu saa yhdessä keksinnön mukaisen männän yläosan tuennan kanssa sen taivutuksen 10 kannalta neutraalila vyöhykkeeltä aikaan sen, että männän yläosan ulkoseinä säilyy termisten ja mekaanisten rasitustenkin vaikuttaessa mahdollisimman tarkasti lieriömäisenä.When the cooling oil is introduced into the piston according to the invention 3 79838 not only a very advantageous cooling effect is achieved; by dividing the inner and outer by placing them at different distances from each other in suitable groups and dimensioning them appropriately in size and inclination, the uneven temperature distribution acting on the top of the piston can be advantageously influenced so that uneven radial deformations of the piston base can be prevented. The latter, together with the support of the top of the piston according to the invention from the zone neutral to its bending 10, ensures that the outer wall of the top of the piston remains cylindrical as accurately as possible, even under thermal and mechanical stresses.

Kun männän alaosan alareuna muotoillaan keksinnön 15 mukaisella tavalla, saadaan lisäksi edullisesti aikaan sellainen vaikutus, että uppomännän painepuolella ja vastapainepuolella on sylinterinseinässä aina riittävästi voiteluöljyä mutta uppomännän muilla kehäalueilla, joilla ei tarvita niin suurta voitelua, voiteluöljy tu-20 lee pyyhkäistyksi olennaisesti pois sylinterin liukupinnalta uppomännän paluuliikkeen aikana.When the lower edge of the lower part of the piston is shaped in accordance with the invention 15, it is further advantageous that there is always sufficient lubricating oil in the cylinder wall during the return movement.

Seuraavassa selostetaan keksinnön mukaisen öljy-jäähdytteisen uppomännän kahta sovellutusesimerkkiä tarkemmin piirustusten avulla.In the following, two application examples of an oil-cooled submersible piston according to the invention will be described in more detail with the aid of drawings.

25 Kuvio 1 esittää kohtisuoraan männäntapin akselia vastaan otettua leikkausta keksinnön mukaisesta äljy-jäähdytteisestä uppomännästä.Figure 1 shows a section perpendicular to the axis of the piston pin of an oil-cooled plunger according to the invention.

Kuvio 2 esittää männäntapin pituusakselin kautta kulkevaa poikkileikkausta kuvion 1 mukaisesta uppomännästä.Figure 2 shows a cross-section of the plunger of Figure 1 passing through the longitudinal axis of the piston pin.

30 Kuvio 3 esittää uppomännän poikkileikkausta pitkin kuvioon 1 piirrettyä leikkausviivaa III-III.Fig. 3 shows a cross-section of the plunger along the section line III-III drawn in Fig. 1.

Kuvio 4 esittää osittaisleikkausta toisesta keksinnön mukaisesta uppomännästä.Figure 4 shows a partial section of another plunger according to the invention.

Kuvioissa on esitettyjen uppomäntien samat tai toi-35 siaan vastaavat osat varustettu samoilla viitenumeroilla.In the figures, the same or corresponding parts of the plungers shown have the same reference numerals.

4 798384,79838

Piirustuksissa esitetty öljyjäähdytteinen uppo-mäntä koostuu kokonaisuudessaan numerolla 1 merkitystä männän alaosasta ja numerolla 2 merkitystä männän yläosasta. Yhtä kappaletta oleva männän yläosa 2 käsittää 5 männän pohjan 3 sekä ulkoseinän 4, jossa on lieriömäinen ulkopinta 5 ja useita rengasuria, joihin on asetettu männänrenkaat 6. Kuvioiden 1...3 mukaisessa uppo-männässä koostuu männän yläosan 2 ulkoseinä 4 männän-pohjaan 3 liittyvästä poikkileikkaukseltaan paksusta 10 seinäosasta 7 ja sen alareunaan 8 liittyvästä poikkileikkaukseltaan ohuemmasta seinäosasta 9. Ulkoseinän 4 poikkileikkaukseltaan paksuun seinäosaan 7 on tehty alareunasta 8 lähtien uurros 10, jossa on lieriömäinen keskiöintipinta 11 ja männänakselia vastaan kohtisuora 15 tukipinta 12. Tällä tukipinnalla 12 on männän yläosa 2 tuettu tukivasteen 14 ulompaa otsapintaa 13 vasten ja tukivaste 14 on muodostettu numerolla 15 merkityn ja osan männän alaosaa 1 muodostavan männäntapin jalustan yläpinnalle. Lieriömäisen keskiöintipinnan 11 avulla 20 on männän yläosa 2 keskiöity tässä sovellutusmuodossa männän alaosan 1 suhteen siinä olevan tukivasteen 4 yläpintaan muodostettuun lieriömäiseen keskiöintipin-taan 16. Kuvion 4 mukaisessa uppomännässä on männänpohjan 3 sisäpuolelle sen sijaan muodostettu aksiaalisesti 25 ulkoneva tukivaste 17, jonka alapinnalla on männän pituusakselia vastaan kohtisuora tukipinta 18. Tällä tukipinnallaan 18 on tämä männän yläosa 2 tuettu tukivasteen 14 otsapintaa 13 vastaan. Lisäksi tämä männän yläosa 2 on tuettu ulkoseinänä 4 alareunan 19 välityk-30 sellä männän alaosan 1 yleisesti numerolla 21 merkityn ulkoseinän yläreunaa 20 vasten. Tämä männän yläosa 2 on keskiöity lieriömäisen, yläreunan 20 yläpuolelle ulottuvan keskiöintivasteen sama-akselisesti männän pituusakselin kanssa sovitetun ulkopinnan 22 avulla, jota 35 vasten tämän männän yläosan 2 ulkoseinä 4 nojaa ala- s 79888 osastaan lieriömäisellä sisäpinnallaan 24.The oil-cooled submersible piston shown in the drawings consists entirely of the lower part of the piston marked 1 and the upper part of the piston marked 2. The one-piece piston upper part 2 comprises a piston base 3 and an outer wall 4 with a cylindrical outer surface 5 and a plurality of annular grooves in which piston rings 6 are placed. In the recessed piston according to Figures 1 to 3, the outer wall 4 of the piston top 2 consists of a piston base 3 from a wall section 7 of thick cross section 10 associated therewith and a wall section 9 having a thinner cross section than the lower edge 8 thereof. supported against the outer end face 13 of the support stop 14 and the support stop 14 is formed on the upper surface of the piston pin base marked 15 and forming the lower part 1 of the piston. By means of the cylindrical centering surface 11, the upper part 2 of the piston is centered in this embodiment on a cylindrical centering surface 16 formed on the upper surface of the support stop 4 therein relative to the lower part 1 of the piston. The recessed piston according to Fig. 4 has an axially protruding lower support perpendicular to the support surface 18. With this support surface 18 this upper part 2 of the piston is supported against the end surface 13 of the support stop 14. In addition, this upper part 2 of the piston is supported as an outer wall 4 by a passage 30 of the lower edge 19 against the upper edge 20 of the outer wall 20, generally indicated by the number 21 of the lower part 1 of the piston. This piston top 2 is centered by an outer surface 22 of a cylindrical centering stop extending coaxially with the longitudinal axis of the piston extending above the upper edge 20, against which the outer wall 4 of this piston top 2 rests on its lower 79888 portion with its cylindrical inner surface 24.

Männän yläosa 2 on kiinnitetty männän alaosaan 1 yleisesti useilla kiristysruuveilla 25, jotka piirustuksissa on esitetty ainoastaan pistekatkoviivoilla.The upper part 2 of the piston is fastened to the lower part 1 of the piston with a plurality of clamping screws 25, which are shown in the drawings only by dotted lines.

5 Numerolla 26 on merkitty männäntappia, joka on kiin nitetty männän alaosassa 1 olevan männäntapin jalustan 15 poikittain läpäisevään laakeriporaukseen 27. Tämän männäntapin 26 päälle on laakeriholkki 28, jonka sijainti on lukittu männän pituusakselin suuntaisten lukituspinto-10 jen 29,30 ja 31,32 välille. Uppomäntä on nivelletty män-näntapilla 26 ja sen päällä olevalla laakeriholkilla 28 iskumäntäpolttomoottorin esittämättä jätettyyn kampiakseliin yhdistettyyn kiertokankeen 33 kiertokangen pään 34 alueelta, jolloin tämä liitäntä tapahtuu kiertokangen pään 15 34 poikittain läpäisevän laakeriholkkia 28 ympäröivän porauksen 35 välityksellä.5 The number 26 denotes a piston pin fixed to a bearing bore 27 transversely passing through the piston pin base 15 in the lower part 1 of the piston. On top of this piston pin 26 is a bearing sleeve 28, the position of which is locked between the longitudinal locking surfaces 29,30 and 31,30 . The plunger is articulated by a piston-piston pin 26 and a bearing sleeve 28 thereon in the region of the connecting rod end 34 of the connecting rod 33 connected to the crankshaft of the percussion internal combustion engine (not shown), this connection being through the bearing sleeve 35 transversely passing the connecting rod end

Numerolla 36 on merkitty uloketta, joka on järjestetty männäntapin jalustan 15 yläpinnalle 37, joka voi olla joko - kuten kuvioissa 1...3 on esitetty _ koko-20 naisuudessaan yhtä kappaletta viimeksi mainitun kanssa tai - kuten kuviossa 4 on esitetty - alaosaltaan yhtä kappaletta männäntapin jalustan 15 kanssa, jolloin ylempi osakappale muodostuu putkimaisesta pidennyskappaleesta 38. Tämän ulokkeen 36,38 lävitse kulkee samoin kuin 25 männäntapin jalustan 15 lävitse kokonaisuudessaan keskeinen, männän pituusakselin kanssa sama-akselinen jäähdytysöljykanava 39. Uloke 36,38 ulottuu yleisesti männän yläosan 2 alueelle ja sen yläreuna 40 rajoittaa kokonaisuudessaan numerolla 41 merkityn sisemmän jääh-30 dytystilan jäähdytysöljytäytöstä. Sisempää jäähdytys-tilaa rajoittaa alaosasta tukivasteen 14 sisäpinta, männäntapin jalustan 15 yläpinta 37 ja ulokkeen 36,38 ulkopinta 43 ja yläosasta männän yläosassa 2 oleva syvennys. Tämä sisempi jäähdytystila 41 on viistojen, 35 männän yläosaan 2 muodostettujen yhdysporausten 44 kautta 6 79838 yhteydessä kokonaisuudessaan numerolla 45 merkittyyn ulompaan jäähdytystilaan, joka ulottuu sekä männän yläosaan 2 että alaosaan 1 ja siinä tukivasteen 14 ympäri.Numeral 36 denotes a protrusion arranged on the upper surface 37 of the piston pin base 15, which may be either - as shown in Figures 1 to 3 - one piece in its entirety with the latter or - as shown in Figure 4 - one piece at the bottom. with the piston pin base 15, the upper part being formed by a tubular extension piece 38. Passing through this projection 36,38, as well as through the piston pin base 15 as a whole, a central cooling oil channel 39 coaxial with the longitudinal axis of the piston extends over the region 2 its upper edge 40 completely delimits the inner cooling space 30 denoted by the cooling oil fill. The inner cooling space is delimited from below by the inner surface of the support stop 14, the upper surface 37 of the piston pin base 15 and the outer surface 43 of the protrusion 36,38 and the recess in the upper part 2 of the piston. This inner cooling space 41 is connected in its entirety by the oblique connecting holes 44 formed in the upper part 2 of the piston 35 to the outer cooling space indicated by the number 45, extending to both the upper part 2 and the lower part 1 and therein around the support stop 14.

5 Männän yläosa 2 on valmistettu yhtenä kappaleena pallografiittivaluraudasta tai teräsmateriaalista ja männän alaosa 1 on samaten valmistettu yhtenä kappaleena harmaasta valuraudasta tai pallografiittivalu-raudasta.The upper part 2 of the piston is made in one piece from spheroidal graphite cast iron or steel material and the lower part 1 of the piston is likewise made in one piece from gray cast iron or spheroidal graphite cast iron.

10 Uppomäntä on varustettu erityisellä ravistusjääh dytyksellä; jäähdytysöljy syötetään kiertokangesta 33 syöttökanavan 46, laakeriholkkia 28 ympäröivän ren-gaskanavan sekä kiertokangen päässä 34 olevan suihkutus-porauksen 48 kautta jäähdytysöljykanavan 39 lävitse 15 sisempään jäähdytystilaan 41. Sieltä jäähdytysöljy joutuu käytön aikana tapahtuvien männän liikkeiden ansiosta yhdyskanavien 44 kautta ulompaan jäähdytystilaan 45 ja sieltä sen alaosaan järjestettyjen poistoaukkojen 49 kautta takaisin iskumäntäpolttomoottorin moottori-20 tilaan.10 The plunger is equipped with special shake cooling; the cooling oil is fed from the connecting rod 33 through a supply channel 46, a ring channel surrounding the bearing sleeve 28 and a spray bore 48 at the end of the connecting rod 34 through the cooling oil channel 39 to the inner cooling space 41. through the arranged outlets 49 back to the engine-20 state of the percussion internal combustion engine.

Sisempi jäähdytystila 41 käsittää kupolimaisen onte lon, joka muodostuu säteen suunnassa ulospäin tukivasteen 14 sopivan kaarevasta sisäseinästä 42, tähän liittyen vastaavasti jatkuvasta kuvioiden 1...3 esittämän 25 uppomännän tapauksessa männän alaosan 2 ulkoseinän 4 poikkileikkaukseltaan paksun seinäosan 7 kaarevasta sisäpinnasta 50 tai kuvion 4 esittämän uppomännän tapauksessa tukivasteen 14 kaarevasta sisäpinnasta 51 ja tähän liittyen vastaavasti jatkuvasta männänpohjan 30 3 kaarevasta sisäpinnasta 52. Männänpohjan 3 sisäpin nassa 52 sijaitsee männän pituusakselin kanssa sama-akselisesti kohouma 53, joka saa jäähdytysöljyn virtaamaan ja jakaantumaan edullisesti sisemmässä jäähdytys-tilassa 41.The inner cooling space 41 comprises a dome-shaped cavity formed radially outwards from a suitably curved inner wall 42 of the support stop 14, respectively a continuous curved inner surface 50 of the outer wall 4 of the outer wall 4 of the piston lower part 2 or in the case of a plunger, a support stop 14 from a curved inner surface 51 and a correspondingly continuous curved inner surface 52 of the piston base 30. In the inner surface 52 of the piston base 3 there is a protrusion 53 coaxially with the longitudinal axis of the piston.

35 Ulompi jäähdytystila 45 muodostuu kuvioiden 1...3 7 79838 esittämässä uppomännässä männän yläosan (2) alueella ylhäältä useasta kehälle jaetusta, männän pituusakselin suhteen hieman viistosta, ulkoseinän 4 poikkileikkaukseltaan paksun seinäosan 7 alareunasta 8 seinäosaan 7 po-5 rausta pistoreiästä 54 ja toisaalta rengasmaisesta tilasta 55, johon pistoreiät 54 avautuvat. Jokaiseen pisto-reikään 54 avautuu yksi yhdysporaus 44, joka haarautuu sisemmästä jäähdytystilasta 41 poikkileikkaukseltaan paksun seinäosan 7 sisäpinnan 50 alueella ja viistosti 10 ylöspäin ulottuen avautuu asianomaiseen pistoreikään 54 lähellä sen suljettua päätä. Tilaa 55 rajoittaa säteen suunnassa ulkoapäin männän yläosan 2 ulkoseinän 4 poikkileikkaukseltaan ohuemman alemman seinäosan 9 sisäpinta 56 ja säteen suunnassa sisältäpäin tukivasteen 14 ulko-15 pinta 57 ja ylhäältä männän yläosan 2 ulkoseinän poikkileikkaukseltaan paksun seinäosan 7 alareuna 8. Näin rajattuun tilaan 55 liittyen jatkuu ulompi jäähdytystila 45 männän alaosan 1 sisällä alaspäin rengasmaisena tilana 58, joka ulottuu männäntapin jalustaan 15 asti.In the submerged piston shown in Figs. 1 to 3 7 79838, the outer cooling space 45 is formed in the region of the upper part (2) of the piston from a plurality of circumferentially slightly oblique, slightly oblique to the longitudinal axis of the piston. an annular space 55 into which the plug holes 54 open. One connecting bore 44 opens in each plug hole 54, which branches off from the inner cooling space 41 in the region of the inner surface 50 of the wall section 7 of thick cross-section and extends obliquely upwards 10 into the respective plug hole 54 near its closed end. The space 55 is delimited radially from the outside by the inner surface 56 of the outer wall 4 of the outer wall 4 of the piston top 2 with a thinner cross section and radially from the outside by the outer surface 15 of the 45 inside the lower part 1 of the piston as a downwardly annular space 58 extending up to the base 15 of the piston pin.

20 Kuvion 4 mukaisessa uppomännässä muodostuu ulompi jäähdytystila 45 männän yläosan 2 alueella rengasmaisesta ylemmästä jäähdytystilan osasta 59, jota ulkopuolelta rajoittaa männän yläosan 2 ulkoseinän 4 sisäpinta 24, sisäpuolelta tukivasteen 17 ulkopinta 60 ja joka on avoin 25 alaspäin männän alaosassa 1 olevan alemman jäähdytystilan osan 61 suuntaan, joka samoin kuin kuvioiden 1...3 mukaisessa sovellutusmuodossa ulottuu männäntapin jalustaan 15 asti.In the submersible piston according to Fig. 4, an outer cooling space 45 is formed in the region of the piston top 2 by an annular upper cooling space portion 59 delimited on the outside by the inner surface 24 of the outer wall 4 of the piston top 2, an outer surface 60 of the support stop 17 on the inside and open 25 downwards. , which, as in the embodiment according to Figures 1 ... 3, extends up to the base 15 of the Piston Pin.

Männäntapin jalusta 15 on yleisesti ottaen sisempää 30 jäähdytystilaa 41 rajoittavan seinän tapaan kupolimainen eli muistuttaa onton pallon osan muotoista kupua, joka ympäröi männän alaosan 1 sisällä olennaisen pyöreän ulkomuodon 62 omaavaa kiertokangen päätä 34 pienellä välyksellä. Lisäksi tässä kupolimaisessa männäntapin jalustassa 15 on 35 kiertokangen pään 34 kummallakin puolella, kuten kuviosta 2 8 79838 voidaan nähdä, laakerinreiät 63,64, jotka laakeriporaus 27 läpäisee ja jotka ottavat vastaan kiertokangen pään 34 molemmilta puolilta ulkonevat männäntapin päät. Kummankin laakerinreiän 63,64 ulomman pään eteen on männän 5 alaosan 1 ulkoseinään 21 tehty aukko 65,66, jonka kautta männäntappi 26 asennetaan.The piston pin base 15 is generally domed like a wall delimiting the inner cooling space 41, i.e. resembling a hollow spherical dome surrounding a crank end 34 having a substantially circular appearance 62 within the lower part 1 of the piston with a small clearance. In addition, this dome-shaped piston pin base 15 has bearing holes 63,64 on each side of the 35 connecting rod ends 34, as can be seen in Fig. 2 79838, which are pierced by the bearing bore 27 and which receive the piston rod ends projecting from both sides of the connecting rod end 34. In front of the outer end of each bearing hole 63.64 there is an opening 65.66 made in the outer wall 21 of the lower part 1 of the piston 5, through which the piston pin 26 is mounted.

Kupolimaisen männäntapin jalustan 15 seinämäpaksuus on kaikkialla edullisesti jokseenkin yhtä suuri siten, että ulomman jäähdytystilan 45 männän alaosassa 1 oleva 10 osa - kuten kuviosta 1 voidaan nähdä - ulottuu männäntapin 26 tasolle asti.The wall thickness of the dome-shaped Piston Pin base 15 is preferably approximately equal throughout, so that the portion 10 in the lower part 1 of the piston of the outer cooling space 45 - as can be seen from Figure 1 - extends to the level of the Piston Pin 26.

Ulokkeen 36 ja rengasmaisen tukivasteen 14, jotka kumpikin on muodostettu kupolimaisen männäntapin jalustan 15 yläpinnalle 37, korkeus vastaa edullisesti suunnilleen 15 männäntapin 26 halkaisijaa.The height of the protrusion 36 and the annular support stop 14, each formed on the upper surface 37 of the dome-shaped Piston Pin base 15, preferably corresponds approximately to the diameter of the Piston Pin 26.

Ulokkeen 36,38 ulkopinnan 43 ja tukivasteen 14 sisäpinnan 42 välillä on kupolimaisen männäntapin jalustan 15 yläpinnalla 37 useita kehälle jaettuja jäykisteripohja 67.Between the outer surface 43 of the protrusion 36,38 and the inner surface 42 of the support stop 14, there are a plurality of circumferentially divided stiffener bases 67 on the upper surface 37 of the dome-shaped piston pin base 15.

Rengasmaisen tukivasteen 14 halkaisija sen yläpäässä 20 on sellainen, että se tukee sen rengasmaista tukipintaa 13 vasten nojaavaa männän yläosaa 2 tämän taivutuksen kannalta neutraalilta vyöhykkeeltä.The diameter of the annular support stop 14 at its upper end 20 is such that it supports the upper part 2 of the piston resting against its annular support surface 13 from a zone neutral to this bending.

Tämän lisäksi on yleisesti ottaen männän alaosan 1 alareunan 68 ne kehäalueet, jotka sijaitsevat aksiaali-25 sesti ulkoseinässä 21 olevien aukkojen 65,66 alapuolella -kuten kuviosta 2 voidaan nähdä - tehty teräväreunaisiksi öl jynpyyhkäisyreunoiksi 69, kun taas männän alaosan 1 alareunan 68 muut, uppomännän paine- ja vastapainepuolella sijaitsevat kehäalueet on viistetty tai pyöristetty 30 öljynsyöttöpinnoiksi 70. Tällä männän alaosan 1 alareunan 68 erikoisella muotoilulla varmistetaan, että uppomännän painepuolen ja vastapainepuolen kohdalla männän alaosan 1 lieriömäisen ulkopinnan 71 ja vastaavan lieriömäisen sylinterinseinän välissä on aina riittävä voiteluöljy-35 kalvo, mikä taataan öljynsiirtopinnoilla 70, kun taas uppo- 9 79838 männän muilta kehäalueilta, nimittäin aukkojen 65,66 alapuolella sijaitsevilta alueilta, joilla voiteluöljyä tarvitaan luonnollisesti vähemmän, sylinterinseinään tarttuva voiteluainekalvo saatetaan männän kunkin paluuliik-5 keen yhteydessä teräväreunaisilla öljynpyyhkäisyreunoilla 69 mahdollisimman ohueksi. Näin voidaan öljyn kulutusta huomattavasti pienentää moottorin käytössä.In addition, generally the circumferential areas of the lower edge 68 of the piston lower part 1 located axially below the openings 65,66 in the outer wall 21 - as can be seen from Fig. 2 - are made as sharp-edged oil sweeping edges 69, while the other submerged piston lower parts 68 pressure and the peripheral regions are located on the counter pressure side has a beveled or rounded 30 öljynsyöttöpinnoiksi the lower part 70. This piston 1 the lower edge 68 of a special design ensures that the plunger pressure side and the counter-pressure side, there is always a sufficient lubricating oil 35 film, which is between the lower part of the piston 1 the cylindrical outer surface 71 and the corresponding cylindrical wall of the cylinder 9 79838 from the other circumferential areas of the plunger, namely from the areas below the openings 65,66 where naturally less lubricating oil is required, a lubricating film adhering to the cylinder wall is applied to each of the return movements of the piston at the sharp edges. a with oil sweeping edges 69 as thin as possible. In this way, oil consumption can be significantly reduced during engine operation.

Rajapinnan 72 ääriviivan 72, joka sijaitsee kiertokangen pään 34 ääriviivan 62 vieressä, on edullisesti -10 kuten kuviosta 1 voidaan nähdä - hieman suurempi kuin kiertokangen pään 34 ääriviivan 62 säde. Kuten lisäksi kuviosta 1 voidaan nähdä, on jäähdytysöljykanavan 39 alkuosa tehty kiertokangen päätä 34 kohti kartiomaisesti laajenevaksi. Tällä varmistetaan kiertokangen päässä 26 15 olevasta suihkutusporauksesta 48 tulevan jäähdytysöljyn moitteeton siirtyminen jäähdytysöljykanavaan 39 ja jäähdy-tysöljyn edullinen kulku viimeksi mainitun kautta sisem-pään jäähdytystilaan 41.The contour 72 of the interface 72 adjacent the contour 62 of the crank end 34 is preferably -10 as can be seen in Figure 1 - slightly larger than the radius of the crank end 34 of the crank 34. As can further be seen from Figure 1, the initial portion of the cooling oil passage 39 is made conically expandable toward the end 34 of the connecting rod. This ensures a smooth transfer of the cooling oil from the spray bore 48 at the end 26 of the connecting rod to the cooling oil passage 39 and the advantageous passage of the cooling oil through the latter to the inner cooling space 41.

Männän yläosan 2 ulkoseinä 4 ja männän alaosan 1 20 ulkoseinä 21 on mitoitettu toistensa suhteen kuviossa 1...3 rakennekorkeudeltaan siten, että männän yläosan 2 ja alaosan 1 yhdistämisen jälkeen männän yläosan 2 ulkoseinän 4 tasaisen alareunan 73 ja männän alaosan ulkoseinän 21 tasaisen yläreunan 74 älille jää rengasrako 75, 25 jonka kautta alimman männän yläosaan 2 sovitetun männänren-kaan 6 sylinterinseinästä pyyhkäisemä öljy pääsee ulompaan jäähdytystilaan 45.The outer wall 4 of the piston top 2 and the outer wall 21 of the piston lower part 20 are dimensioned relative to each other in Figures 1 to 3 so that after joining the piston top 2 and the lower part 1 the flat lower edge 73 of the outer wall 4 and the flat upper edge 74 of the outer wall 21 of the lower piston an annular gap 75, 25 is left through which the oil swept from the cylinder wall of the piston ring 6 arranged in the upper part 2 of the lower piston enters the outer cooling space 45.

Kupolimainen männäntapin jalusta 15 on - kuten kuviosta 1 voidaan nähdä - yhdistetty männän alaosan 1 ulkoseinään 30 21 suunnilleen männäntapin pituusakselin sisältävän männän poikittaistason korkeudelta.As can be seen in Figure 1, the dome-shaped piston pin base 15 is connected to the outer wall 30 21 of the lower part 1 of the piston approximately at the height of the transverse plane of the piston containing the longitudinal axis of the piston pin.

Keksinnön mukaisilla tunnusmerkeillä ja erityisesti niiden keskinäisellä yhdistelmällä uppomännässä on varmistettu, että uppomäntä toimii moitteettomasti hyvin suuril-35 lakin sytytyspaineilla, jotka ovat esim. luokkaa 180 bar.The features according to the invention, and in particular their mutual combination in the plunger, have ensured that the plunger functions flawlessly well at high ignition pressures of, for example, the order of 180 bar.

10 7983810 79838

Erityisesti männän yläosan 2 tuenta taivutuksen kannalta neutraalilta vyöhykkeeltä yhdessä männäntapin jalustan 15 kupolimaisen muodon ja sisemmän jäähdytys-tilan 41 kupolimaisen rajapinnan kanssa takaavat, että 5 uppomäntään moottorin käytön aikana vaikuttavat syty-tyspaineet voidaan johtaa parhaalla mahdollisella tavalla tukivasteen 14 ja männäntapin 76 kautta kiertokan-keen 33 ja nimenomaan siten, että männän yläosan 2 ulkoseinä 21 ja männän alaosan 1 ulkoseinä 21 säilyvät olen-10 naisesti lieriömäisinä ja sama-akselisina. Johtamalla jäähdytysöljy keksinnön mukaisella tavalla, erityisesti männän yläosassa 2, varmistetaan lisäksi tämän tehokas-Moottorin käytön aikana vallitsevien lämpötilojen haitalliset vaikutukset männän yläosan 2 muotoon voidaan 15 sen vuoksi myös välttää johtamalla jäähdytysaine männän yläosassa esitetyllä tavalla.In particular, the support of the piston head 2 from the bending-neutral zone together with the dome-shaped shape of the piston pin base 15 and the dome-shaped interface of the inner cooling space 41 ensure that the ignition pressures acting on the plunger 5 during engine operation can be best transmitted through the support pin 14 and M 33 and in particular so that the outer wall 21 of the upper part of the piston 2 and the outer wall 21 of the lower part 1 of the piston remain substantially cylindrical and coaxial. By conducting the cooling oil according to the invention, in particular at the top of the piston 2, it is further ensured that the adverse effects of the temperatures prevailing during the operation of this efficient engine on the shape of the top of the piston 2 can therefore also be avoided by conducting coolant as shown at the top of the piston.

Claims

11 79838 CLAIMS 1. An oil-cooled submersible piston assembled from the lower part (1) of the piston and the upper part (2) of the piston, consisting of 5 piston bottoms (3) and an outer wall (4) with piston rings (6) fitted in the ring grooves, and the plunger is articulated by a piston pin (26) attached to a bearing bore (27) passing through the piston pin base (15) in the lower part (1) of the piston, a connecting rod (33) connected to the crankshaft of the percussion internal combustion engine, the bottom of the piston 3) by means of a support surface (12) on the opposite side against the end face (13) of the annular support stop (14) formed in the upper part of the piston pin base (15) and is centered via a cylindrical centering surface (11) with respect to the piston lower part (1) 16) and fastened to the lower part of the piston (1) with several clamping screws (25) and on the upper surface of the piston pin base (15) is further arranged, as before, a central, a protrusion (36) passed through a cooling oil passage (39) coaxial with the longitudinal axis of the piston 20, extending in the region of the piston top (2) and having an upper edge (40) delimiting the inner cooling space (41) from oil filling to the inner space of the support stop (14) the upper surface (37) of the piston-25 pin base (15) and the outer surface (43) of the protrusion (36) and the cavity in the upper part (2) of the piston and further communicating with the outer cooling space (45) through oblique connecting bores (44) in the upper part (2) of the piston ) extending to both the upper part (2) and the lower part (1) of the piston and around the support stop (36), characterized in that the upper part (2) of the piston is made in one piece of spheroidal graphite cast iron or steel and the lower part of the piston (1) in one piece gray cast iron or spheroidal graphite cast iron 35, that the plunger is equipped with shake cooling i2 79838, in which case the cooling oil is fed from the rotary rod (33) to the cooled through the oil channel (39) to the inner cooling space (41) and led through the connecting bores (44) to the outer cooling space (45) and from there through the outlets (49) back to the engine compartment, the inner cooling space (41) comprises a dome-shaped cavity formed radially outwards 14) a suitably curved inner wall (42), respectively a continuous curved inner surface (50, 51) of the piston top (2) and a correspondingly continuous curved inner surface (52) of the piston base (3), respectively, that the piston pin base (15) is formed by a piston the lower part (1) likewise of a domed, somewhat hollow spherical part and surrounds the end (34) of the connecting rod having a substantially round outer shape (62) inside the lower part (1) of the piston with a small clearance and provided with bearing holes on each side of the latter (63,64) which receive the protruding ends of the Piston Pin so that the dome-shaped Piston Pin base (15) the annular support-20 abutment (14) supports the top (2) of the piston resting against its end face (13) on its annular support surface (12, 18) from a zone neutral to this bending so that the circumferential areas of the lower edge (68) of the lower part (1) of the piston axially below the openings (65, 66) in the outer wall (21) for mounting the piston-25 pin (26) are made as sharp-edged oil-sweeping edges (69), while the other lower pressure (68) of the lower edge (68) of the lower piston (1) the circumferential areas on the back pressure side are chamfered or rounded to oil supply stacks (70).

Oil-cooled plunger according to Claim 1, characterized in that the radius of the outer surface (72) of the dome-shaped piston pin base (15) adjacent the contour (62) of the connecting rod end (34) is slightly larger than the contour i3 79838 of the connecting rod end (34). (62) radius.

Oil-cooled plunger according to Claim 1, characterized in that the dome-shaped piston pin base (15) is connected to the outer wall (21) of the piston lower part (1) approximately at the height of the transverse plane of the piston containing the longitudinal axis of the piston pin.

Oil-cooled plunger according to Claim 1, characterized in that the wall thickness of the dome-shaped piston pin base (15) is approximately equal everywhere.

Oil-cooled plunger according to claim 1, characterized in that there are a plurality of stiffening ribs (67) between the outer surface (43) of the central projection (36) and the inner surface (42) of the support stop (14) and the upper surface (37) 15 of the dome-shaped piston pin base (15).

Oil-cooled plunger according to claim 1, characterized in that the height of the central projection (36) and the annular support stop (14), both formed on the upper surface of the dome-shaped piston pin base (15), is approximately equal to the diameter of the piston pin (26).

Oil-cooled plunger according to Claim 1, characterized in that the initial part of the cooling oil channel (39) penetrating the wall of the central projection (36) and the dome-shaped piston pin base (15) is made conically expanding towards the end (26) of the connecting rod.

Oil-cooled submersible piston according to Claim 1, characterized in that the outer cooling space (45) in the region of the piston top (2) consists of a plurality of circumferential cross-sections of the outer wall (4) of the piston top (2). a plug hole (54) drilled in the thick wall portion (7), each of which opens one of the connecting holes (44), and an annular space 35 (55) into which the plug holes (54) open and which is bounded on the outside by an i4 79838 lower wall of the outer wall (4) (56), an outer wall (57) on the inside of the support stop (14) and a lower edge (8) of a wall section (7) with a thick cross-section at the top.

Oil-cooled plunger according to Claims 1 and 8, characterized in that after connecting the upper part (2) and the lower part (1) of the piston upper part (2), the flat lower edge (73) of the outer wall (4) and the outer wall (1) of the lower piston part (1) 21) between the flat top edge (74) there is an annular gap (75) through which the oil swept from the cylinder wall of the piston ring (6) fitted to the top part (2) of the lowest piston enters the outer cooling space (45).

Oil-cooled plunger according to claim 1, characterized in that the outer cooling space (45) is formed in the region of the piston top (2) by an annular upper cooling space part (59) bounded on the outside by the inner surface of the outer wall (4) of the piston top (2) (24) and an outer surface (60) of an annular support stop (17) with an abutment surface (18) at the bottom and open 20 toward the lower cooling space portion (61) at the bottom of the piston (1), the upper part (2) of the piston in this case rests not only on the support stop (14) via the support surface (18) at the bottom of the support stop (17), but also on the upper edge (20) of the outer wall (21) of the piston bottom (1) via the lower edge (19) of the outer piston (2) ) and is centered at this point by means of a cylindrical centering surface (22) with respect to the latter. 15 79838