FI80325C

FI80325C - OLJEKYLD SLAGKOLV FOER EN FOERBRAENNINGSMOTOR.

Info

Publication number: FI80325C
Application number: FI861180A
Authority: FI
Inventors: Jordan Gentscheff; Horst Lindner
Original assignee: Man B & W Diesel Gmbh
Priority date: 1985-03-30
Filing date: 1986-03-20
Publication date: 1990-05-10
Also published as: FI80325B; FI861180A0; FR2579674A1; FR2579674B1; NL192842C; FI861180A; DE3511853C1; NO861252L; NL8600776A; NL192842B; NO161642B; NO161642C

Description

1 80325 Ö1jyjäähdytteinen polttomoottorin iskumäntä1 80325 Oil-cooled internal combustion engine piston

Keksinnön kohteena on öljyjäähdytteinen polttomoottorin iskumäntä vaatimuksen 1 lajimääritelmän tunnusmerk-5 kien mukaisesti. Tällaiset iskumännät ovat yleisesti tunnettuja. Raskasöljykäyttöisissä suurtehomoottoreissa esiintyy erityisesti kasvavassa määrin se ongelma, että männän-jäähdytystiloissa niin kutsutun Shaker-jäähdytyksen tavoin vaikuttava jäähdytysöljy ei kykene enää riittävässä määrin 10 johtamaan pois lämpöä iskumännän eniten lämpökuormitetuis-ta rakenneosista. On jo yritetty ratkaista tätä ongelmaa rakentamalla ohjauslaatat ulompiin jäähdytystiloihin. Tällaiset ohjauslaattarakenteet vaativat kuitenkin yleensä erikoistoimenpiteitä niiden asentamisessa ja kiinnittämi-15 sessä yksittäisiin männänosiin. Tämä ja ohjauslaatat itsessään tekevät männän huomattavasti kalliimmaksi eikä kuitenkaan saavuteta kovinkaan suotuisaa parannusta lämmön-poiston suhteen.The invention relates to an oil-cooled internal combustion engine piston according to the features of the type definition of claim 1. Such percussion pistons are well known. In heavy-duty high-power engines in particular, there is an increasing problem that cooling oil acting in the piston-cooling mode, like so-called Shaker cooling, is no longer able to dissipate heat sufficiently from the most heat-loaded components of the percussion piston. Attempts have already been made to solve this problem by constructing guide plates in the outer cooling spaces. However, such baffle structures generally require special measures when installing and securing them to individual piston parts. This and the baffles themselves make the piston considerably more expensive and yet do not achieve a very favorable improvement in heat removal.

Sen vuoksi keksinnön tehtävänä on kehittää tähänas-20 tista iskumäntää, jolla on mainitut tunnusmerkit, siten, että vaikka säilytetään Shaker-jäähdytysperiaate ja männän-jäähdytystilojen läpi kuljetettava jäähdytysöljymäärä, saadaan siitä huolimatta verrattavissa olevien iskumäntien suhteen parempi lämmönpoisto suurimman lämmönrasituksen 25 alaisilta osilta.It is therefore an object of the invention to provide a percussion piston having the above-mentioned features so that, while maintaining the Shaker cooling principle and the amount of cooling oil conveyed through the piston-cooling spaces, better heat dissipation from comparable percussion parts is obtained.

Tämä tehtävä ratkaistaan mainitunlaisissa öljyjääh-dytteisissä iskumännissä keksinnönmukaisesti siten, että vähintään ulompi männänjäähdytystila on laajennettu männän-alaosan yläpuolelta tähän vinosti terävässä kulmassa män-30 nänpituusakselin paralleelin suhteen poratuilla valerei'illä.This task is solved in such oil-cooled percussion pistons according to the invention in that at least the outer piston cooling space is extended above the piston part by false holes drilled at an oblique angle to the parallel of the piston-longitudinal axis.

Tämän ratkaisun edullisia muodostuksia on esitetty alivaatimuksissa.Preferred embodiments of this solution are set out in the subclaims.

Keksinnönmukaisilla vinoilla valerei'illä saavutetaan seuraava edullinen vaikutus. Männän mennessä ylöspäin 35 puristuu männänjäähdytystiloissa oleva öljy vinoihin vale- 2 80325 reikiin. Sitä seuraavassa männän alaspäinmenossa kulkee vinoissa valerei'issä oleva öljy jälleen niistä ulos män-nänpään suunnassa, jolloin saadaan aikaan valereikien vinosti poratun aseman johdosta männänjäähdytystilassa ole-5 van jäähdytysöljyn mahdollisimman voimakas pyörrevirtaus. Sillä, että männänjäähdytystiloissa oleva jäähdytysöljy männän edestakaisinliikkeessä ei kulje vain männänpään ja männänalaosan yläpuolen välissä akselinsuunnassa edestakaisin, vaan pyörteilee vielä myös voimakkaasti, voidaan 10 johtaa männänyläosan kuumista seinäosista pois suurempi lämpömäärä jäähdytysöljyn avulla. Kokeiden ja mittausten avulla keksinnönmukaiselle iskumännälle voitiin todeta, että vinosti porattujen valereikien avulla voitiin saavuttaa noin 30°C lämpötilan aleneminen verrattuna samanlai-15 seen iskumäntään, jossa ei ole valereikiä. 30°C korkeampi lämpötilanpoisto männänyläosan suurimman lämmönrasituksen alaisilta seinäosilta edustaa sangen huomattavaa edistysaskelta männänjäähdytyksen suhteen.The oblique false holes according to the invention achieve the following advantageous effect. As the piston upwards 35, the oil in the piston cooling chambers is compressed into oblique holes. In the subsequent descent of the piston, the oil in the oblique valved holes again flows out of them in the direction of the piston head, whereby due to the obliquely drilled position of the false holes, the strongest vortex flow of cooling oil in the piston cooling space is achieved. The fact that the piston cooling oil cooling areas of the piston reciprocating motion does not pass only the piston head and the männänalaosan the upper side in the axial direction back and forth, but also a strong swirls still may be 10 leads männänyläosan hot wall parts out of the greater amount of heat of the cooling oil. By means of experiments and measurements for the percussion piston according to the invention, it was found that a temperature reduction of about 30 ° C could be achieved by means of obliquely drilled false holes compared to a similar percussion piston without false holes. A higher temperature removal of 30 ° C from the wall parts of the piston head under the highest heat stress represents a rather significant advance in piston cooling.

Seuraavassa on keksintöä kuvattu tarkemmin useimpi-20 en piirustuksessa esitettyjen suoritusesimerkkien perusteella. Piirustuksessa esittää kuvio 1 pitkittäisleikkausta polttomoottorin isku-männästä, josta on esitetty vain keksinnön ymmärrettävyyden kannalta oleellista osaa; 25 kuvio 2 puolisektiota kuvion 1 männästä pitkin sii nä merkittyä leikkauslinjaa II-II? kuvio 3 kuvioissa 1 ja 2 esitetyn iskumännän männänalaosan sivukuvaa keksinnön ymmärtämisen kannalta oleellisessa osa-alueessa.In the following, the invention will be described in more detail on the basis of most embodiments shown in the drawing. In the drawing, Fig. 1 shows a longitudinal section of an internal combustion engine percussion piston, of which only a part essential to the comprehensibility of the invention is shown; Fig. 2 is a half-section of the piston of Fig. 1 taken along section line II-II? Fig. 3 is a side view of the piston part of the percussion piston shown in Figs. 1 and 2 in an area essential for understanding the invention.

30 Kuvioissa on numerolla 1 merkitty öljyjäähdytteistä iskumäntää, joka voidaan asentaa sekä 2-tahti- että myös 4-tahtipolttomoottoreihin. Iskumäntä 1 muodostuu männänylä-osasta 2 ja tähän kiristysruuveilla 3 liitetystä männänala-osasta 4. Männänyläosa 2 muodostuu männänpäästä 5 ja olen-35 naisesti sylinterimäisestä ulkoseinästä 6. Männänyläosa 2 tl 3 80325 on tuettu männänpään 5 sisään muodostetun rengasulokkeen 8 alapuolella 7 renkaanmuotoiseen tukipintaan 9 ja 20. Rengasuloke 8 samoin kuin männänpää 5 ja männänalaosan 4 yläpuoli 10 rajoittavat sisempää männänjäähdytystilaa 11.30 In the figures, the number 1 indicates an oil-cooled percussion piston which can be fitted to both 2-stroke and 4-stroke internal combustion engines. The percussion piston 1 consists of a piston head part 2 and a piston bottom part 4 connected to it by tightening screws 3. The piston head 2 consists of a piston head 5 and a substantially cylindrical outer wall 6. The piston head 2 tl 3 80325 20. The ring projection 8 as well as the piston head 5 and the upper side 10 of the piston part 4 delimit the inner piston cooling space 11.

5 Tämä sisempi männänjäähdytystila 11 on yhteydessä ulompaan männänjäähdytystilaan 13 rengasulokkeen 8 läpi kulkevilla päästökanavilla 12. Tämä ulompi männänjäähdytys-tila 13 ympäröi rengasuloketta 8 ulkopuolelta ja sitä rajoittaa edelleen ylhäältä männänpää 5, ulkopuolelta män-10 nänyläosan 2 ulkoseinä 6 ja alhaalta männänalaosan 4 yläpuoli 10.This inner piston cooling space 11 communicates with the outer piston cooling space 13 through discharge passages 12 passing through the annular projection 8. This outer piston cooling space 13 surrounds the annular projection 8 from the outside and is further bounded from above by the piston head 5,

Kumpaankin männänjäähdytystilaan 10, 13 syötetään Shaker-jäähdytyksessä käytettävää jäähdytysöljyä. Sillä ei ole merkitystä, joutuuko jäähdytysöljy ensisijassa si-15 sempään jäähdytystilaan 11 ja sieltä ulompaan jäähdytys-tilaan 13 tai syötetäänkö jäähdytysöljy ensisijassa ulompaan jäähdytystilaan 13 ja joutuu sieltä sisempään jääh-dytystilaan 11. Riippumatta siitä, kumpaa vaihtoehtoa käytetään, johdetaan Shaker-jäähdytyksessä käytettävä jäähdy-20 tysöljy jompaan kumpaan männänjäähdytystilaan 11, 13, esitetyssä suoritusesimerkissä sisempään jäähdytystilaan 11, vähintään yhdellä syöttökanavalla 14. Sieltä jäähdytysöljy joutuu päästökanavilla 12 toiseen männänjäähdytystilaan, esitetyssä suoritusesimerkissä ulompaan männänjäähdytysti-25 laan 13. Täältä lämmennyt jäähdytysöljy voidaan jälleen johtaa pois vähintään yhdellä poistoaukolla 15.Cooling oil for Shaker cooling is fed to each of the piston cooling chambers 10, 13. It does not matter whether the cooling oil enters the upper cooling space 11 and from there to the outer cooling space 13 in the first place, or whether the cooling oil is fed primarily to the outer cooling space 13 and enters the inner cooling space 11 therefrom. -20 cooling oil to one of the two piston cooling chambers 11, 13, in the embodiment shown in the inner cooling space 11, in at least one supply duct 14. From there, the cooling oil enters the second

Keksinnönmukaisesti on vähintään ulompi männänjääh-dytystila 13 laajennettu männänalaosan 4 yläpuolelta 10 vinosti tähän terävässä kulmassa männänpituusakselin paral-30 leelin suhteen poratuilla valerei'illä 16. Erityisen suotuisa pyörteily saadaan jäähdytystiloissa 11, 13 olevalle jäähdytysöljylle silloin, kun sekä ulompi männänjäähdytys-tila 13 että myös sisempi männänjäähdytystila 11 - kuten kuviosta 2 näkyy - on laajennettu männänalaosan 4 yläpuo-35 Iestä 10 vinosti tähän terävässä kulmassa männänpituus- 4 80325 akselin paralleeliin nähden poratuilla valerei'illä.According to the invention, at least the outer piston cooling space 13 is expanded from above the piston base 4 10 obliquely at an acute angle to the Paral-30 alloy of the piston length axis by drilled holes 16. A particularly favorable vortex the inner piston cooling space 11 - as shown in Fig. 2 - is expanded from the upper side 35 of the piston bottom part 4 obliquely at this acute angle by means of false holes drilled at a parallel to the parallel of the piston length axis 4 80325.

Valereiät 16 on järjestetty edullisesti jakamalla ne yhdenmukaisesti jakoympyrää pitkin. Valereiät 16 on siinä edullisesti porattu kulmassa<*>10^-20° männänpituus-5 akselin paralleeliin 17 nähden (kts. kuvio 3) männänala-oasaan 4.The false holes 16 are preferably arranged by distributing them uniformly along the distribution circle. The false holes 16 are preferably drilled at an angle <*> 10-20 ° with respect to the parallel 17 of the piston length-5 axis (see Fig. 3) in the piston base part 4.

Valerei1illä 16 on edullisesti poikkileikkaus, joka vastaa rengasulokkeen 8 läpi kulkevien päästökanavien 12 poikkileikkausta. Sitäpaitsi valerei'illä 16 on edulli-10 sesti aksiaalinen syvyys, joka vastaa ulomman 13 tai sisemmän männänjäähdytystilan 11 aksiaalista korkeutta.The false holes 16 preferably have a cross-section corresponding to the cross-section of the discharge channels 12 passing through the annular projection 8. In addition, the false holes 16 preferably have an axial depth corresponding to the axial height of the outer 13 or inner piston cooling space 11.

tltl

Claims

An oil-cooled piston (1) in an internal combustion engine, which piston consists of a piston member (2) and a piston bottom part (4) connected thereto via tensioning screws (3), the piston part being supported on the annular support surface (9, 10) of the piston bottom part. ) on the underside (7) of an annular projection (8) formed in the piston bottom (5), further comprising an inner piston cooling chamber (11), which is limited by the ring protrusion, the piston bottom and the top of the piston bottom (10), is connected to through-ring passageways (12) to an outer piston cooling chamber (13), which surrounds the ring projection, and adjoins the bottom of the piston bottom, from the outer wall (6) of the piston part and from below to the upper part of the piston bottom part, and used in Shaker freezing can be conducted to one of the two piston cooling chambers via at least one supply channel (14), from here through the through channels to the other piston cooling chamber and from here via at least 20 e. drainage heel (15) away, characterized in that at least the outer piston cooling compartment (13) has been extended with drilled blind heels (16) running from the upper side (10) of the piston bottom part (4) obliquely into it at an acute angle relative to a parallel (17) with the longitudinal axis of the piston.

2. A piston according to claim 1, characterized in that the inner piston cooling compartment (11) has also been expanded with bored blind heels (16) running from the upper side (10) of the piston bottom (4) obliquely into it at an acute angle relative to a parallel (17) to the longitudinal axis of the piston.

Impact piston according to any of the preceding claims, characterized in that the blind heels (16) are arranged along a dividing circle uniformly distributed. 8 80325

Impact piston according to any of the preceding claims, characterized in that the blind heels (16) have been drilled in the piston bottom part (4) at an angle of 10 - 20 ° oblique in relation to the parallel (17) with the longitudinal axis of the piston 5.

Impact piston according to any of the preceding claims, characterized in that the blind heels (16) have a cross-section which corresponds approximately to the cross-section of the flow channels (12) running through the annulus (8).

Impact piston according to any of the preceding claims, characterized in that the axial depth of the blind heel (16) corresponds approximately to the axial height of the outer (13) or inner piston cooling compartment (11). Il