WO2006058523A1 - Kolbenspritzdüse - Google Patents

Kolbenspritzdüse Download PDF

Info

Publication number
WO2006058523A1
WO2006058523A1 PCT/DE2005/002142 DE2005002142W WO2006058523A1 WO 2006058523 A1 WO2006058523 A1 WO 2006058523A1 DE 2005002142 W DE2005002142 W DE 2005002142W WO 2006058523 A1 WO2006058523 A1 WO 2006058523A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
piston
injection nozzle
piston injection
liquid jet
cooling
Prior art date
Application number
PCT/DE2005/002142
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Wolfgang Issler
Original Assignee
Mahle International Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mahle International Gmbh filed Critical Mahle International Gmbh
Priority to US11/791,912 priority Critical patent/US7549402B2/en
Priority to EP05849414A priority patent/EP1828558A1/de
Priority to JP2007543693A priority patent/JP2008522087A/ja
Priority to BRPI0518666-8A priority patent/BRPI0518666A2/pt
Publication of WO2006058523A1 publication Critical patent/WO2006058523A1/de

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M1/00—Pressure lubrication
    • F01M1/08—Lubricating systems characterised by the provision therein of lubricant jetting means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00—Liquid cooling
    • F01P3/06—Arrangements for cooling pistons
    • F01P3/08—Cooling of piston exterior only, e.g. by jets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/02—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to produce a jet, spray, or other discharge of particular shape or nature, e.g. in single drops, or having an outlet of particular shape
    • B05B1/06—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to produce a jet, spray, or other discharge of particular shape or nature, e.g. in single drops, or having an outlet of particular shape in annular, tubular or hollow conical form
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/02—Spray pistols; Apparatus for discharge
    • B05B7/06—Spray pistols; Apparatus for discharge with at least one outlet orifice surrounding another approximately in the same plane
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/02—Spray pistols; Apparatus for discharge
    • B05B7/06—Spray pistols; Apparatus for discharge with at least one outlet orifice surrounding another approximately in the same plane
    • B05B7/062—Spray pistols; Apparatus for discharge with at least one outlet orifice surrounding another approximately in the same plane with only one liquid outlet and at least one gas outlet
    • B05B7/065—Spray pistols; Apparatus for discharge with at least one outlet orifice surrounding another approximately in the same plane with only one liquid outlet and at least one gas outlet an inner gas outlet being surrounded by an annular adjacent liquid outlet
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M1/00—Pressure lubrication
    • F01M1/08—Lubricating systems characterised by the provision therein of lubricant jetting means
    • F01M2001/086—Lubricating systems characterised by the provision therein of lubricant jetting means for lubricating gudgeon pins

Definitions

  • the present invention relates to a piston spray nozzle for cooling a piston of an internal combustion engine by means of a liquid jet, which is aligned with a cooling space of the piston.
  • the pistons are cooled in order to avoid excessive piston temperatures.
  • too high temperatures have a reducing effect on the fatigue strength of the pistons.
  • too high temperatures cause a thermally induced accumulation of carbon and deposits in the piston ring grooves.
  • the temperatures are too high, there is the possibility of a change in the original piston geometry.
  • a known measure for reducing the piston temperature is to spray a cooling surface of the piston, which can be formed in particular by the piston crown or an annular cooling chamber in the piston, for example.
  • a cooling surface of the piston which can be formed in particular by the piston crown or an annular cooling chamber in the piston, for example.
  • piston injection nozzles are arranged in the region of the crankcase, which are in communication with the lubricating oil circuit of the internal combustion engine. The outlet openings of the piston spray nozzles are aligned so that their liquid jet hits the cooling surface or in the inlet bore of the cooling chamber.
  • German Offenlegungsschrift DE 196 34 742 A1 discloses a piston spray nozzle in which at least two outlet openings lying in parallel are provided, which are designed as longer outlet channels with a specific diameter in order to produce laminar liquid jets.
  • a spray nozzle for piston cooling is known in which the outlet opening for the cooling liquid is formed by folding a tube.
  • the shape of the outlet differs from the circular shape.
  • the present invention has for its object to provide a piston nozzle for cooling of pistons in internal combustion engines, which reliably generates a bundled laminar liquid jet regardless of the operating temperatures and thus enables effective cooling of the piston.
  • the solution consists in a piston injection nozzle with the features of claim 1. According to the invention it is provided that in the center of the outlet opening of the piston nozzle a cross-sectionally approximately circular body is arranged, which gives the exiting liquid jet a substantially tubular shape.
  • the piston injection nozzle according to the invention is characterized in that it generates a bundled, laminar liquid jet, which is essentially retained until impact on the cooling surface or in the cooling space of the piston and does not fanned out. This is because, due to the velocity of the liquid jet, the internal pressure in the "cavity" of the substantially tubular liquid jet is lower than the external pressure acting on the liquid jet from the outside Liquid jet between the nozzle outlet opening and the cooling surface of the piston is substantially maintained, because the higher external pressure counteracts a fanning of the liquid jet.
  • the body can end flush with the outlet opening of the piston injection nozzle. However, it can also end above or below the outlet opening of the piston injection nozzle. This variability makes it possible to optimally adapt the piston injection nozzle according to the invention to the requirements and dimensions of the internal combustion engine in individual cases.
  • the body is connected by means of at least one radial web to the housing of the piston injection nozzle.
  • a further preferred embodiment of the piston injection nozzle according to the invention is that the body is a ring-shaped diaphragm-shaped body. With such a body, the shape of the liquid jet can be further optimized. A ring-shaped body can also be easily mounted in the housing of the piston injection nozzle.
  • the ring-shaped body may, for example, have a central pin, which is connected by means of at least one radial web to a ring of the ring-shaped body.
  • This preferred embodiment of a ring-shaped body represents a compact component, which is used only in the housing of the piston injection nozzle, for example, must be pressed.
  • the assembly of the piston injection nozzle according to the invention is further simplified.
  • a further preferred variant of the piston injection nozzle according to the invention is given by the fact that the body is formed from an air tube held in the housing of the piston injection nozzle.
  • the pressure difference between the external pressure and the internal pressure in the "cavity" of the liquid jet is particularly high, so that the shape of the liquid jet is more effectively stabilized.
  • This pressure difference is achieved by the velocity of the additional airflow passing through the "cavity".
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a piston injection nozzle according to the invention in a schematic, not to scale representation.
  • FIG. 2 shows an enlarged partial view of the piston injection nozzle according to FIG. 1 in a schematic, not to scale representation
  • FIG. 3 is a partial plan view of the piston injection nozzle according to FIG. 2; FIG.
  • FIG. 4 shows a further embodiment of a piston injection nozzle according to the invention in a schematic representation, not to scale;
  • FIG. 5 shows the piston injection nozzle according to FIG. 4 in a plan view
  • FIG. 1 shows a piston 10, as used in internal combustion engines.
  • piston injection nozzles 12 are arranged in a cylinder block 11, by means of which in each case a liquid jet 20 is directed, for example, into a cooling space 14 arranged in the piston, such as a cooling channel provided with cooling oil inlet.
  • This liquid jet 20 consists of the oil of the oil sump of the internal combustion engine and has to travel from the piston nozzle 12 to the cooling space of the piston 10 a certain path length.
  • the same should be bundled over as large a distance as possible, ie laminar, spread.
  • FIGS. 1 to 3 now show a first exemplary embodiment of such a piston injection nozzle 12 according to the invention.
  • the piston injection nozzle 12 has a housing 22 with an outlet opening 15, into which a ring-shaped body 16 is inserted.
  • the ring-shaped body 16 has a ring 17 and a seated in this ring 17 central pin 18.
  • the pin 18 is suitably connected with only one radial web 19 with the ring 17 to hold the same in its central position in the outlet opening 15.
  • the arrangement of the ring-shaped body 16 in the center of the outlet opening 15 causes the liquid jet 20 to be formed into a tubular jet.
  • the pin 18 of the body 16 may be arranged in the center of the outlet opening 15 such that it either flush with the same or it - preferably slightly - surmounted or ends below the same.
  • a body corresponding to the pin 18 can also be arranged directly in the outlet opening 15 of the piston injection nozzle 12 and, for example, be fastened directly to the inner wall of the housing 22 by means of at least one web (not shown).
  • the piston nozzle 12 according to the invention in each of these embodiments causes the exiting tube-shaped liquid jet 20 due to the occurring pressure difference between the higher external pressure of the environment and the lower internal pressure prevailing in the "cavity" 21 of the liquid jet 20 This has the consequence that an unintentional fanning out of the liquid jet 20 is prevented or at least delayed, thus enabling considerably improved cooling of the piston 10.
  • FIGS. 4 and 5 show a further exemplary embodiment of a piston injection nozzle 1 12 according to the invention, in which the body 1 16 arranged in the center of the outlet opening 115 of the piston injection nozzle 112 consists of an air tube 30.
  • the air tube 30 penetrates laterally from the outside with an arm 34, the housing 122 of the piston injection nozzle 112.
  • the air tube is arranged with its outlet opening 31 to form an annular gap 32 in the center of the housing 122 provided in the discharge opening 115 for the liquid jet 120.
  • the air tube 30 is in communication with the ambient air and is kept air-tight and liquid-tight in the housing 122.
  • This inventive variant is based on the idea to produce an essentially tubular shaped liquid jet 120 through the air tube 30 positioned in the outlet opening 115 and at the same time to entrain an air flow 33 into the "cavity" 121 of the liquid jet 120 the liquid jet 120 emerging from the outlet opening 15 simultaneously aspirates an air flow 33 which has a lower internal pressure relative to the external pressure prevailing in the cavity because of its velocity with which it flows in the cavity 121.
  • the liquid jet 120 is largely kept together and thus encounters a bundled beam in the cooling space inlet of the piston 10, which significantly improves the cooling.
  • the present invention thus provides safe and effective cooling of the pistons.

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kolbenspritzdüse (12, 112) zur Kühlung eines Kolbens (10) eines Verbrennungsmotors mittels eines Flüssigkeitsstrahls (20, 120), der auf einen Kühlraum (14) des Kolbens (10) ausgerichtet ist. Erfindungsgemäss ist vorgesehen, dass im Zentrum der Austrittsöffnung (15, 1 15) der Kolbenspritzdüse (12, 112) ein im Querschnitt etwa kreisrunder Körper (16, 116) angeordnet ist, der dem austretenden Flüssigkeitsstrahl (20, 120) eine im Wesentlichen röhrenartige Form verleiht. Die erfindungsgemässe Kolbenspritzdüse liefert einen gebündelten, laminaren Flüssigkeitsstrahl, dessen Form bis zum Auftreffen auf die Kühlfläche (14) im Wesentlichen erhalten bleibt.

Description

Kolbensprϊtzdüse
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kolbenspritzdüse zur Kühlung eines Kolbens eines Verbrennungsmotors mittels eines Flüssigkeitsstrahls, der auf einen Kühlraum des Kolbens ausgerichtet ist.
In Verbrennungsmotoren werden die Kolben gekühlt, um zu hohe Kolbentemperaturen zu vermeiden. Insbesondere bei aus Leichtmetallwerkstoffen hergestellten Kolben wirken sich zu hohe Temperaturen mindernd auf die Dauerstandfestigkeit der Kolben aus. Außerdem verursachen zu hohe Temperaturen eine thermisch bedingte Anlagerung von Ölkohle sowie Ablagerungen in den Kolbenringnuten. Schließlich ist bei zu hohen Temperaturen die Möglichkeit einer Veränderung der ursprünglichen Kolbengeometrie gegeben.
Eine bekannte Maßnahme zur Reduzierung der Kolbentemperatur besteht im Anspritzen einer Kühlfläche des Kolbens, die insbesondere vom Kolbenboden oder einen ringförmigen Kühlraum im Kolben gebildet werden kann, bspw. mittels des Schmieröls aus dem Ölkreislauf der Verbrennungsmotor. Zu diesem Zweck werden im Bereich des Kurbelgehäuses Kolbenspritzdüsen angeordnet, die mit dem Schmierölkreislauf der Verbrennungsmotor in Verbindung stehen. Die Austrittsöffnungen der Kolbenspritzdüsen sind dabei so ausgerichtet, dass ihr Flüssigkeitsstrahl auf die Kühlfläche bzw. in die Zulaufbohrung des Kühlraums trifft.
In der Praxis hat sich nun gezeigt, dass bei zunehmender Betriebstemperatur der Verbrennungsmotor das Aufrechterhalten eines gebündelten Vollstrahls der Kühlflüssigkeit schwierig ist, weil die Kühlflüssigkeit, insbesondere das Schmieröl, bei steigender Temperatur immer dünnflüssiger wird. Außerdem führt der aufgrund der steigenden Temperatur ansteigende Öldruck zu einem Auffächern des Flüssigkeitsstrahls, was ein gezieltes Auftreffen eines gebündelten Flüssigkeitsstrahls auf die Kühlfläche erschwert.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 196 34 742 A1 ist eine Kolbenspritzdüse bekannt, bei der mindestens zwei parallel liegende Austrittsöffnungen vorgesehen sind, die als längere Austrittskanäle mit bestimmtem Durchmesser ausgebildet sind, um laminare Flüssigkeitsstrahlen zu erzeugen.
Aus der deutschen Patentschrift DE 31 25 835 C2 ist eine Spritzdüse zur Kolbenkühlung bekannt, bei der die Austrittsöffnung für die Kühlflüssigkeit durch Faltung eines Rohres gebildet wird. Dabei weicht die Form der Austrittsöffnung von der Kreisform ab.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kolbenspritzdüse zur Kühlung von Kolben in Verbrennungsmotoren zu schaffen, die unabhängig von den Betriebstemperaturen zuverlässig einen gebündelten laminaren Flüssigkeitsstrahl erzeugt und somit eine wirksame Kühlung des Kolbens ermöglicht.
Die Lösung besteht in einer Kolbenspritzdüse mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass im Zentrum der Austrittsöffnung der Kolbenspritzdüse ein im Querschnitt etwa kreisrunder Körper angeordnet ist, der dem austretenden Flüssigkeitsstrahl eine im Wesentlichen röhrenartige Form verleiht.
Die erfindungsgemäße Kolbenspritzdüse zeichnet sich dadurch aus, dass sie einen gebündelten, laminaren Flüssigkeitsstrahl erzeugt, der bis zum Auftreffen auf der Kühlfläche bzw. im Kühlraum des Kolbens im Wesentlichen erhalten bleibt und sich nicht auffächert. Dies hat seinen Grund darin, dass durch die Geschwindigkeit des Flüssigkeitsstrahls der Innendruck im „Hohlraum" des im Wesentlichen röhrenförmigen Flüssigkeitsstrahls niedriger ist als der Außendruck, der von außen auf den Flüssigkeitsstrahl einwirkt. Der Druckunterschied führt dazu, dass die Bündelung des Flüssigkeitsstrahls zwischen der Düsenaustrittsöffnung und der Kühlfläche des Kolbens im Wesentlichen erhalten bleibt, weil der höhere Außendruck einem Auffächern des Flüssigkeitsstrahls entgegenwirkt. Mit dieser erfinderischen Ausgestaltung der Kolbenspritzdüse wird also eine sichere und wirksame, von den Betriebstemperaturen der Verbrennungsmotor unabhängige Kühlung der Kolben erreicht.
Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Der Körper kann bündig mit der Austrittsöffnung der Kolbenspritzdüse enden Er kann aber auch oberhalb oder unterhalb der Austrittsöffnung der Kolbenspritzdüse enden. Diese Variabilität erlaubt es, die erfindungsgemäße Kolbenspritzdüse optimal an die Anforderungen und Abmessungen der Verbrennungsmotor im Einzelfall anzupassen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Körper mittels mindestens eines radialen Stegs mit dem Gehäuse der Kolbenspritzdüse verbunden. Schon mit dieser einfachen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kolbenspritzdüse, also mit einfachsten Mitteln, wird eine stabile Formgebung des Flüssigkeitsstrahls erreicht.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kolbenspritzdüse besteht darin, dass der Körper ein ringblendenförmig ausgebildeter Körper ist. Mit einem solchen Körper kann die Formgebung des Flüssigkeitsstrahls weiter optimiert werden. Ein ringblendenförmiger Körper kann auch auf einfache Weise in das Gehäuse der Kolbenspritzdüse montiert werden.
Der ringblendenförmige Körper kann bspw. einen zentrischen Stift aufweisen, der mittels mindestens eines radialen Stegs mit einem Ring des ringblendenförmigen Körpers verbunden ist. Diese bevorzugte Ausführungsform eines ringblendenförmigen Körper stellt ein kompaktes Bauteil dar, welches lediglich in das Gehäuse der Kolbenspritzdüse eingesetzt, bspw. eingepresst werden muss. Dadurch wird die Montage der erfindungsgemäßen Kolbenspritzdüse noch weiter vereinfacht. Eine weitere bevorzugte Variante der erfindungsgemäßen Kolbenspritzdüse ist dadurch gegeben, dass der Körper aus einem im Gehäuse der Kolbenspritzdüse gehaltenen Luftrohr gebildet ist. Bei einer solchen Variante ist der Druckunterschied zwischen dem Außendruck und dem Innendruck im „ Hohlraum" des Flüssigkeitsstrahls besonders hoch, so dass die Form des Flüssigkeitsstrahls noch wirksamer stabilisiert wird. Dieser Druckunterschied wird durch die Geschwindigkeit des zusätzlich durch den „ Hohlraum" strömenden Luftstroms erzielt. In diesem Fall ist es zweckmäßig, wenn das Luftrohr in der Wand des Gehäuses luft- und flüssigkeitsdicht gehalten ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kolbenspritzdüse in einer schematischen, nicht maßstabsgetreuen Darstellung;
Fig. 2 eine vergrößerte Teilansicht der Kolbenspritzdüse gemäß Figur 1 in einer schematischen, nicht maßstabsgetreuen Darstellung;
Fig. 3 die Teildarstellung der Kolbenspritzdüse gemäß Figur 2 in einer Draufsicht;
Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kolbenspritzdüse in einer schematischen, nicht maßstabsgetreuen Darstellung;
Fig. 5 die Kolbenspritzdüse gemäß Figur 4 in einer Draufsicht;
In Figur 1 ist ein Kolben 10 dargestellt, wie er in Verbrennungsmotoren zum Einsatz kommt. Beim Betrieb derartiger Kolben 10 treten sehr hohe Temperaturen auf, die sich schädigend auf die Kolben 10 und auch auf den Zylinderblock 1 1 , in dem die Kolben 10 arbeiten, auswirken. Um diese Auswirkungen der hohen Temperaturen auf die Kolben 10 zu vermeiden, werden diese gekühlt. Zu diesem Zweck sind in einem Zylinderblock 11 Kolbenspritzdü&en 12 angeordnet, mittels derer jeweils ein Flüssigkeitsstrahl 20 bspw. in einen im Kolben angeordneten Kühlraum 14, wie einem mit Kühlöleinlass versehenen Kühlkanal, gerichtet wird. Dieser Flüssigkeitsstrahl 20 besteht aus dem Öl des Ölsumpfs des Verbrennungsmotors und hat von der Kolbenspritzdüse 12 bis zum Kühlraum des Kolbens 10 eine bestimmte Weglänge zurück zu legen. Um den Kühlraum mit dem des Flüssigkeitsstrahl 20 möglichst wirkungsvoll zu füllen, sollte sich derselbe über eine möglichst große Strecke so gebündelt wie möglich, also laminar, ausbreiten.
Die Figuren 1 bis 3 zeigen nun ein erstes Ausführungsbeispiel einer solchen erfindungsgemäßen Kolbenspritzdüse 12. Die Kolbenspritzdüse 12 weist ein Gehäuse 22 mit einer Austrittsöffnung 15 auf, in die ein ringblendenförmiger Körper 16 eingesetzt ist. Der ringblendenförmige Körper 16 weist einen Ring 17 und einen in diesem Ring 17 sitzenden zentralen Stift 18 auf. Der Stift 18 ist zweckmäßigerweise mit nur einem radialen Steg 19 mit dem Ring 17 verbunden, um denselben in seiner zentralen Lage in der Austrittsöffnung 15 zu halten. Die Anordnung des ringblendenförmi- gen Körpers 16 im Zentrum der Austrittsöffnung 15 bewirkt, dass der Flüssigkeitsstrahl 20 zu einem röhrenartigen Strahl geformt wird.
Der Stift 18 des Körpers 16 kann dabei derart im Zentrum der Austrittsöffnung 15 angeordnet sein, dass er entweder bündig mit derselben abschließt oder sie - vorzugsweise geringfügig - überragt oder unterhalb derselben endet.
Ein dem Stift 18 entsprechender Körper kann auch direkt in der Austrittsöffnung 15 der Kolbenspritzdüse 12 angeordnet und bspw. mittels mindestens eines Steges unmittelbar an der Innenwand des Gehäuses 22 befestigt sein (nicht dargestellt).
Die erfindungsgemäße Kolbenspritzdüse 12 in jeder dieser Ausführungen bewirkt, dass der austretenden röhrenartig geformte Flüssigkeitsstrahl 20 infolge der auftretenden Druckdifferenz zwischen dem höheren Außendruck der Umgebung und dem im „Hohlraum" 21 des Flüssigkeitsstrahls 20 herrschenden niedrigeren Innendruck gewissermaßen „zusammengedrückt" wird. Dies hat zur Folge, dass ein ungewolltes Auffächern des Flüssigkeitsstrahls 20 verhindert oder zumindest verzögert wird. Damit ist eine erheblich verbesserte Kühlung des Kolbens 10 möglich.
In den Figuren 4 und 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kolbenspritzdüse 1 12 dargestellt, bei dem der im Zentrum der Austrittsöffnung 115 der Kolbenspritzdüse 112 angeordnete Körper 1 16 aus einem Luftrohr 30 besteht. Das Luftrohr 30 durchdringt seitlich von außen mit einem Arm 34 das Gehäuse 122 der Kolbenspritzdüse 112. Das Luftrohr ist mit seiner Auslassöffnung 31 unter Bildung eines Ringspaltes 32 im Zentrum der im Gehäuse 122 vorgesehenen Austrittsöffnung 115 für den Flüssigkeitsstrahl 120 angeordnet. Das Luftrohr 30 steht mit der Umgebungsluft in Verbindung und ist luft- und flüssigkeitsdicht im Gehäuse 122 gehalten.
Dieser erfinderischen Variante liegt der Gedanke zugrunde, durch das in der Austrittsöffnung 115 positionierte Luftrohr 30 einen im Wesentlichen röhrenartig geformten Flüssigkeitsstrahl 120 zu erzeugen und zugleich einen Luftstrom 33 in den „Hohlraum" 121 des Flüssigkeitsstrahls 120 mit hinein zu reißen. Auf diese Weise wird durch den aus der Austrittsöffnung 1 15 austretenden Flüssigkeitsstrahl 120 gleichzeitig ein Luftstrom 33 angesaugt, der aufgrund seiner Geschwindigkeit, mit der er im Hohlraum 121 strömt, gegenüber dem in der Umgebung herrschenden Außendruck einen niedrigeren Innendruck aufweist. Infolge dieser Druckdifferenz wird der Flüssigkeitsstrahl 120 weitgehend zusammen gehalten und trifft somit als gebündelter Strahl in den Kühlraumzulauf des Kolbens 10 auf, was die Kühlung erheblich verbessert.
Die vorliegende Erfindung bewirkt somit sichere und wirksame Kühlung der Kolben.

Claims

Patentansprüche
1. Kolbenspritzdüse (12, 1 12) zur Kühlung eines Kolbens (10) eines Verbrennungsmotors mittels eines Flüssigkeitsstrahls (20, 120), der auf einen Kühlraum (14) des Kolbens (10) ausgerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Zentrum der Austrittsöffnung (15, 115) der Kolbenspritzdüse (12, 112) ein im Querschnitt etwa kreisrunder Körper (16, 1 16, 216) angeordnet ist, der dem austretenden Flüssigkeitsstrahl (20, 120, 220) eine im Wesentlichen röhrenartige Form verleiht.
2. Kolbenspritzdüse nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (16, 1 16) bündig mit der Austrittsöffnung (15, 1 15) der Kolbenspritzdüse (12, 112) endet.
3. Kolbenspritzdüse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (16, 116) oberhalb oder unterhalb der Austrittsöffnung (15, 115) der Kolbenspritzdüse (12, 1 12) endet.
4. Kolbenspritzdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper mittels mindestens eines radialen Stegs mit dem Gehäuse (22) der Kolbenspritzdüse (12) verbunden ist.
5. Kolbenspritzdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper ein ringblendenförmig ausgebildeter Körper (16) ist.
6. Kolbenspritzdüse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der ring- blendenförmige Körper (16) einen zentrischen Stift (18) aufweist, der mittels mindestens eines radialen Stegs (19) mit einem Ring (17) des ringblendenför- migen Körpers (16) verbunden ist.
7. Kolbenspritzdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (116) aus einem im Gehäuse (122) der Kolbenspritzdüse (112) gehaltenen Luftrohr (30) gebildet ist.
8. Kolbenspritzdüse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftrohr (30) die Wand des Gehäuses (122) durchdringt.
9. Kolbenspritzdüse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftrohr (30) in der Wand des Gehäuses (122) luft- und flüssigkeitsdicht gehalten ist.
PCT/DE2005/002142 2004-11-30 2005-11-28 Kolbenspritzdüse WO2006058523A1 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/791,912 US7549402B2 (en) 2004-11-30 2005-11-28 Piston spray nozzle
EP05849414A EP1828558A1 (de) 2004-11-30 2005-11-28 Kolbenspritzd]se
JP2007543693A JP2008522087A (ja) 2004-11-30 2005-11-28 ピストン噴射ノズル
BRPI0518666-8A BRPI0518666A2 (pt) 2004-11-30 2005-11-28 bocal pulverizador para Êmbolo

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102004057626.2 2004-11-30
DE102004057626.2A DE102004057626B4 (de) 2004-11-30 2004-11-30 Kolbenspritzdüse

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2006058523A1 true WO2006058523A1 (de) 2006-06-08

Family

ID=35841714

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2005/002142 WO2006058523A1 (de) 2004-11-30 2005-11-28 Kolbenspritzdüse

Country Status (8)

Country Link
US (1) US7549402B2 (de)
EP (1) EP1828558A1 (de)
JP (1) JP2008522087A (de)
KR (1) KR20070085582A (de)
CN (1) CN101072932A (de)
BR (1) BRPI0518666A2 (de)
DE (1) DE102004057626B4 (de)
WO (1) WO2006058523A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023193885A1 (en) * 2022-04-05 2023-10-12 Wärtsilä Finland Oy A nozzle for a cooling arrangement of a piston in an internal combustion piston engine and a cooling arrangement for a piston of an internal combustion piston engine

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007029993A1 (de) * 2007-06-28 2009-01-08 Mahle International Gmbh Kolbenspritzdüse
JP5692870B2 (ja) * 2010-02-23 2015-04-01 国立大学法人東北大学 ピストン冷却装置
US8875668B2 (en) * 2012-08-31 2014-11-04 Honda Motor Co., Ltd. Apparatus configured to shelter oil-jet device from inadvertent installation damage
JP6002657B2 (ja) 2013-02-28 2016-10-05 本田技研工業株式会社 ピストンの冷却装置
ITUB20153993A1 (it) 2015-09-29 2017-03-29 Fpt Motorenforschung Ag Circuito a olio di lubrificazione e raffreddamento di un motore a combustione interna
ITUB20154005A1 (it) 2015-09-29 2017-03-29 Fpt Motorenforschung Ag Sistema di raffreddamento pistoni per un motore a combustione interna
US10190452B2 (en) * 2015-10-27 2019-01-29 Suzuki Motor Corporation Engine lubrication structure and motorcycle
US11300019B2 (en) * 2017-07-07 2022-04-12 Volvo Truck Corporation Nozzle for cooling engine pistons
CN108798893A (zh) * 2018-08-08 2018-11-13 西南交通大学 发动机气缸及活塞连杆组

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3062456A (en) * 1960-02-25 1962-11-06 Union Carbide Corp Water nozzle
US3602434A (en) * 1970-05-01 1971-08-31 Rain Jet Corp Liquid discharge nozzle
US6672261B1 (en) * 1999-08-23 2004-01-06 Scania Cv Ab (Publ) Apparatus for piston cooling and a method for producing a nozzle for such an apparatus

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1612372A (en) * 1925-07-09 1926-12-28 August H Gussman Lubricating apparatus
FR653697A (fr) * 1927-06-13 1929-03-25 Sulzer Ag Dispositif de refroidissement pour pistons à mouvement alternatif
US3602456A (en) * 1970-02-18 1971-08-31 Colman Cocker Co Creel assemeby
IT1018796B (it) * 1973-08-30 1977-10-20 Motoren Turbinen Union Ugello a getto libero
JPS57502220A (de) * 1981-01-23 1982-12-16
US4408575A (en) * 1981-01-23 1983-10-11 Caterpillar Tractor Co. Nozzle assembly for controlled spray
DE3125835C2 (de) * 1981-07-01 1985-10-03 Mtu Motoren- Und Turbinen-Union Friedrichshafen Gmbh, 7990 Friedrichshafen Spritzvorrichtung zur Versorgung eines Kolbens mit Kühlflüssigkeit
DE3703047C1 (de) * 1987-02-03 1988-06-23 Mtu Friedrichshafen Gmbh Schmieroelkanal
US4907545A (en) * 1988-12-28 1990-03-13 Caterpillar Inc. Liquid cooled piston ring carrier assembly and piston using same
US4979473A (en) * 1989-10-20 1990-12-25 Cummins Engine Company, Inc. Piston cooling nozzle
DE19634742A1 (de) * 1996-08-28 1998-03-05 Deutz Ag Kolbenspritzdüse für eine Brennkraftmaschine
US5881684A (en) * 1997-07-21 1999-03-16 Bontaz Centre, Societe Anonyme Interference fit cooling spray nozzle
US6701875B2 (en) * 2002-05-31 2004-03-09 Cummins Inc. Internal combustion engine with piston cooling system and piston therefor
EP1629182B1 (de) * 2003-05-07 2006-08-30 SchmitterGroup AG Spritzdüse zur kolbenkühlung bei einer brennkraftmaschine
US7086354B2 (en) * 2003-10-29 2006-08-08 Deere & Company Cooling nozzle mounting arrangement

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3062456A (en) * 1960-02-25 1962-11-06 Union Carbide Corp Water nozzle
US3602434A (en) * 1970-05-01 1971-08-31 Rain Jet Corp Liquid discharge nozzle
US6672261B1 (en) * 1999-08-23 2004-01-06 Scania Cv Ab (Publ) Apparatus for piston cooling and a method for producing a nozzle for such an apparatus

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023193885A1 (en) * 2022-04-05 2023-10-12 Wärtsilä Finland Oy A nozzle for a cooling arrangement of a piston in an internal combustion piston engine and a cooling arrangement for a piston of an internal combustion piston engine

Also Published As

Publication number Publication date
US20080017139A1 (en) 2008-01-24
EP1828558A1 (de) 2007-09-05
KR20070085582A (ko) 2007-08-27
CN101072932A (zh) 2007-11-14
BRPI0518666A2 (pt) 2008-12-02
JP2008522087A (ja) 2008-06-26
DE102004057626B4 (de) 2014-02-06
DE102004057626A1 (de) 2006-06-01
US7549402B2 (en) 2009-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2006058523A1 (de) Kolbenspritzdüse
WO2007110056A1 (de) Kolben für einen verbrennungsmotor
DE102011106379A1 (de) Kolben für einen Verbrennungsmotor
EP0841517A2 (de) Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine Gasturbinen-Brennkammer mit einer flüssigkeitsgekühlten Einspritzdüse
EP2053300B1 (de) Einleitungsverteiler
DE102006053625A1 (de) Rotordüse
WO2015154877A1 (de) Baueinheit aus einem kolben und einer olspritzdüse für einen verbrennungsmotor
DE19623713B4 (de) Einspritzventil, insbesondere zum direkten Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum eines Verbrennungsmotors
DE102018007917A1 (de) Anbauteil für einen Wischerarm
DE102010060791A1 (de) Direkteinspritzaggregat für einen Motor
EP1627993A1 (de) Reinigungsvorrichtung für eine Abgasturbine
EP1645821B1 (de) Lanzenkopf für eine Schneelanze sowie Düsenanordnung
DE10247958A1 (de) Kraftstoff-Einspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine
DE102018220193A1 (de) Ölzuführelement und Kolben einer Brennkraftmaschine
EP2830530B1 (de) Zahnärztliches handstück mit wälzlager
DE102015008932A1 (de) Ölspritzvorrichtung und Verbrennungskraftmaschine mit einer Ölspritzvorrichtung
WO2014020066A1 (de) Kolben
EP3014104B1 (de) Düsenbaugruppe für einen kraftstoffinjektor sowie kraftstoffinjektor
DE102007029993A1 (de) Kolbenspritzdüse
DE102005016190B4 (de) Brennkraftmaschine mit einer unter einer Zylinderkopfhaube angeordneten Ventilsteuereinheit
DE102006050033A1 (de) Injektor, insbesondere Common-Rail-Injektor
DE102019209363A1 (de) Brennkraftmaschine mit einem Kolben und einer Kühlmittelspritzdüse
WO2015052031A1 (de) Düsenkörper für ein einspritzventil und einspritzventil
EP0548066B1 (de) Kraftstoff-einspritzdüse für brennkraftmaschinen
EP3921535B1 (de) Düse für einen kraftstoffinjektor

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BW BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DK DM DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KM KN KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV LY MA MD MG MK MN MW MX MZ NA NG NI NO NZ OM PG PH PL PT RO RU SC SD SE SG SK SL SM SY TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN YU ZA ZM ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): BW GH GM KE LS MW MZ NA SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LT LU LV MC NL PL PT RO SE SI SK TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200580041047.1

Country of ref document: CN

Ref document number: 2007543693

Country of ref document: JP

Ref document number: 1020077012231

Country of ref document: KR

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2005849414

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2005849414

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 11791912

Country of ref document: US

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2005849414

Country of ref document: EP

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 11791912

Country of ref document: US

ENP Entry into the national phase

Ref document number: PI0518666

Country of ref document: BR