DE2343655B2

DE2343655B2 - Freistrahl-Düse zur Kolbenkühlung

Info

Publication number: DE2343655B2
Application number: DE2343655A
Authority: DE
Inventors: Erwin 7772 Uhldingen Flesch; Hubert 7991 Eriskirch Hoefle
Original assignee: MTU Friedrichshafen GmbH; MTU Motoren und Turbinen Union Friedrichshafen GmbH
Current assignee: Rolls Royce Solutions GmbH
Priority date: 1973-08-30
Filing date: 1973-08-30
Publication date: 1975-10-09
Also published as: CH574566A5; FR2242562A1; IT1018796B; GB1480095A; JPS5050714A; US4067307A; DE2343655A1; FR2242562B3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Freistrahl-Düse für die Kolbenkühlung bei Hubkolben-Brcnnkraftmaschinen zum Erzwingen einer drallfreien Strömung in dem die Düse durchfließenden Kühlmittel.

Bei der Zuführung des Kühlmittels, insbesondere von öl, zum Kühlraum im Kolben durch eine am Zylinder-Kurbelgehäuse befestigte Freistrahl-Düse ist darauf zu achten, daß von der Freistrahl-Düse ein möglichst gebündelter ölstrahl erzeugt wird, der die Fangöffnung am Kolben geschlossen erreicht, damit auch in der oberen Totpunktstellung (ΟΓ-Stellung) des Kolbens ein ausreichener Kühlöldurchsatz im Kolben erreicht wird.

Es ist bekannt, in der Düse ein als Kreuz ausgebildetes Führungsstück anzuordnen, um einen gebündelten Ölstrahl zu erzielen. Damit wird zwar ein brauchbarer öldurchsatz im Kolben, auch bei ΟΓ-Stellung des Kolbens, erreicht, aber durch die quer im ölstrom stehenden, kreuzförmigen Flächen des Führungsstücks wird die Durchgängigkeit der Zuführungsbohrung in der Düse für Schmutzteilchen so erheblich eingeschränkt, daß es bei entsprechendem Schmutzanfall leicht zur totalen Verstopfung der Düse kommen kann.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Freislrahl-Düse für die Kolbenkühlung zu schaffen, mit der sich eine optimale Strahlbündelung ohne betriebsgefährdendc Verstopfungsneigung erreichen läßt.

Diese Ausgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Durchtrittskanal für das Kühlmittel in der Freistrahl-Düsc mindestens auf einem Teil seiner Länge radial frei nach innen ragende achsparallele Rippen aufweist, die sich gegenseitig nicht berühren.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung be- 6s steht darin, daß im Durchtrittskanal für das Kühlmittel ein rohrförmiger Einsatz angeordnet ist, der an seinem inneren Umfang die Rippen trägt.

Die Verstopfungsgefahr der Freistrahl-Düse wird erfindungsgemäß dadurch noch vermindert, daß der Durchtrittskanal für das Kühlmittel bzw. der rohrförmige Einsatz einen Einlauftrichter aufweist und die Rippen auf der Einlaufseite abgeschrägt sind. Dadurch können sich vom Kühlmittel etwa mitgeführte Schmutzteilchen nicht festsetzen, sondern werden vom Kühlmittelstrom mitgerissen.

Gemäß der Erfindung ist die Rippenhöhe so bemessen, daß der von Rippen freigehaltene Durchgang im Zentrum des Durchtrittskanals nicht kleiner ist als die Mündungsbohrung der Freistrahl-Düse. Damit ergibt sich eine gute Strahlbündelung bei minimaler Querschnittseinengung im Durchtrittskanal.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch die Beseitigung der Verstopfungsgefahr die Betriebssicherheit der Kolbenkühlung mit einer Freistrahl-Düse erhöht wird, und daß die optimale Strahlbündelung in Verbindung mit der Vergrößerung des freien Durchgangs einen erhöhten Kühlmitteldurchsatz im Kolben ergibt, der die Wirksamkeit der Kolbenkühlung erheblich verbessert hat.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 schematisch die Anordnung eii.er Freistrahl Düse in Zylinder-Kurbelgehäuse mit dem zugehörigen Kolben in ΟΓ-Stellung,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie H-Il in F 1 g. 1 durch eine Freistrahl-Düse mit Einsatz,

F i g. 3 eine Stirnansicht des Einsatzes nach Pfeil III in F i g. 2.

F i g. 1 zeigt einen ölgekühlten Kolben 11 einer Hubkolben-Brennkraftmaschine in ΟΓ-Stellung. Das Kühlöl wird durch eine am Zylinder-Kurbelgehäuse 15 befe sligte Düse 16 als freier Strahl 17 über die Fangöffnung 13 dem Kühlraum 12 im Kolben 11 zugeführt und ver läßt den Kolben 11 wieder über die Ablauföffnung 14.

Um auch in ΟΓ-Stellung des Kolbens 11 einen hohen Kühlöldurchsatz zu gewährleisten, ist eine gute Bündelung des freien ölstrahls 17 erforderlich. Dieses wird dadurch errreicht, daß der Durchtrittskanal 19 für das Kühlöl auf einem Teil seiner Länge radial frei nach innen ragende achsparallele Rippen 22 aufweist, die sich gegenseitig nicht berühren. Damit wird eine drallfreie Strömung in dem die Freistrahl-Düse 16 durchfließenden Kühlöl erzwungen, das durch die unvermeidlichen, zahlreichen Umlenkungen in der Zuleitung stark verwirbell in die Düse 16 eintritt. Dadurch, daß die Rippen 22 im Zentrum des Durchtrittskanal 19 einen freien Durchgang 26 offen lassen, kann die Freistrahl-Düse 16 praktisch nicht mehr verstopfen.

Bei dem dargestellten Beispiel ist im Durchtrittskanal 19 für das Kühlöl ein rohrförmiger Einsatz 18 angeordnet, der an seinem inneren Umfang 21 die Rippen 22 trägt.

Die Verstopfungsgefahr der Freistrahl-Düse 16 wird dadurch noch weiter vermindert, daß der rohrförmige Einsatz 18 einen Einlauftrichter 20 aufweist und die Rippen 22 auf der Einlaufseite abgeschrägt sind. Vom Kühlöl etwa mitgeführte Schmutzteilchen können sich dadurch nicht so leicht festsetzen und werden vom Kühlölstrom mitgerissen.

Die Rippenhöhe ist so bemessen, daß der von Rippen 22 freigehaltene Durchgang 26 im Zentrum des Durchtrittskanals 19 nicht kleiner ist als die Mündungsbohrung 27 der Freistrahl-Düse 16. Damit ergibt sich eine gute Strahlbündelung bei geringerer Drosselwirkung

des Einsatzes 18 auf den Kühlölstrom als bei bisherigen Ausführungen, wodurch eine Steigerung des Kühiöldurehsatzes im Kolben 11 erreicht wurde.

Die Befestigung des Einsatzes 18 in axialer Richtung erfolgt durch mehrere am Umfang verteilte Noppen 23, die mit einer entsprechenden Umfangsnut des Durchtrittskanals 19 korrespondieren. Eine Verdrehsicherung des Einsatzes 18 wird durch vier radial nach außen stehende Lappen 24 am Einlauftrichter 20 erreicht, die in entsprechende Nuten 25 am Düsenkörper eingreifen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Freistrahl-Düse für die Kolbenkühlung bei Hubkolben-Brennkraftmaschinen zum Erzwingen einer drallfreien Strömung in dem die Düse durchfließenden Kühlmittel mittels achsparalleler Rippen, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchtrittskanal (19) für das Kühlmittel mindestens auf einem Teil seiner Länge radial frei nach innen ragende achsparallele Rippen (22) aufweist, die sich gegenseitig nicht berühren.

2. Freistrahl-Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Durchtrittskanal (19) für das Kühlmitte! ein rohrförmiger Einsatz (18) angeordnet ist, der an seinem inneren Umfang (21) die Rippen (22) trägt.

3. Freistrahl-Düse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchtriliskanal (19) für das Kühlmittel bzw. der rohrförmige Einsatz

(18) einen Einlauftrichter (20) aufweist.

4. Freistrahl-Düse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (22) auf der Einlaufseite abgeschrägt sind.

5. Freistrahl-Düse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippenhöhe so bemessen ist. daß der von Rippen (22) freigehaltene Durchgang (26) im Zentrum des Durchtrittskanals

(19) nicht kleiner ist als die Mündungsbohrung (27) der Freistrahi-Düse.