[go: up one dir, main page]

DE10113639A1 - Coolant channel for liquid-cooled piston for IC engines has corrugated cooling channel with relative distance between channel and piston wall between min. and max. values - Google Patents

Coolant channel for liquid-cooled piston for IC engines has corrugated cooling channel with relative distance between channel and piston wall between min. and max. values

Info

Publication number
DE10113639A1
DE10113639A1 DE2001113639 DE10113639A DE10113639A1 DE 10113639 A1 DE10113639 A1 DE 10113639A1 DE 2001113639 DE2001113639 DE 2001113639 DE 10113639 A DE10113639 A DE 10113639A DE 10113639 A1 DE10113639 A1 DE 10113639A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
piston
section
cooling channel
channel
cross
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
DE2001113639
Other languages
German (de)
Inventor
Erwin Schmidt
Siegfried Sumser
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
DaimlerChrysler AG
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 DaimlerChrysler AG filed Critical DaimlerChrysler AG
Priority to DE2001113639 priority Critical patent/DE10113639A1/en
Publication of DE10113639A1 publication Critical patent/DE10113639A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F3/00Pistons 
    • F02F3/16Pistons  having cooling means
    • F02F3/20Pistons  having cooling means the means being a fluid flowing through or along piston
    • F02F3/22Pistons  having cooling means the means being a fluid flowing through or along piston the fluid being liquid

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)

Abstract

The piston has a ring-shaped or segmented coolant channel. The channel (6) is at least partially corrugated at right angles to the direction of the longitudinal channel axis (2). The vertical axis of a channel cross section is at various angles to the longitudinal axis. The angle between the axis varies several times across the periphery, between a maximum and minimum value.

Description

Die Erfindung betrifft einen flüssigkeitsgekühlten Kolben für eine Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a liquid-cooled piston for an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.

Ein Kolben gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 ist aus der DE 199 30 630 C1 bekannt.A piston according to the preamble of claim 1 is from the DE 199 30 630 C1 known.

Die Kolben in Hochleistungsbrennkraftmaschinen, insbesondere aufgeladenen Dieselmotoren, sind hohen thermischen Belastungen ausgesetzt. Um einer Ermüdung des Kolbenwerkstoffes vorzubeugen, wird der Kolben von unten mit Öl aus dem Schmierölkreislauf gekühlt. Besonders vorteilhaft ist eine Kühlung des Kolbens, wenn er einen Hohlraum aufweist, in dem das Öl eine gewisse Zeit verbleibt und Wärme aus dem Bereich des Kolbenbodens, der heißesten Stelle des Kolbens, aufnimmt. Dieser als Kühlkanal ausgebildete Hohlraum verläuft meist ringförmig oberhalb der Kolbenbolzenaugen mit weitgehend gleichbleibendem Querschnitt in einer Seitenansicht gesehen wellenförmig, so daß er von dem Bereich hinter den Kolbenringen jeweils abschnittsweise näher an den Kolbenbolzenaugenbereich heranreicht, als dies bei den bekannten Kolben der Fall ist. Hierdurch kann eine zuverlässige Kühlung dieser beiden Bereiche erreicht werden. Durch die wellenförmige Gestalt ergibt sich darüber hinaus der Vorteil, daß der Kühlkanal insgesamt länger wird, so daß er eine gegenüber herkömmlichen Kühlkanälen vergrößerte Kühloberfläche aufweist und die Kühlleistung erhöht wird. Außerdem ermöglicht der wellenförmige Verlauf des Kühlkanals einen geringeren Abstand zwischen dem Kühlkanal und dem Ringträger, da in den Wellentälern jeweils genügend Material hinter dem Ringträger verbleibt, und somit insgesamt den Festigkeitsanforderungen genügt wird.The pistons in high performance internal combustion engines, in particular supercharged diesel engines, are high thermal loads exposed. Fatigue of the piston material To prevent the piston from underneath with oil from the Lubricating oil circuit cooled. One is particularly advantageous Cooling the piston if it has a cavity in which the oil remains for some time and heat from the area of the piston crown, the hottest part of the piston. This cavity, which is designed as a cooling channel, usually runs largely above the piston pin eyes constant cross section seen in a side view undulating so that it is from the area behind the piston rings each section closer to the piston pin eye area reaches than is the case with the known pistons. This enables reliable cooling of these two areas can be achieved. The wavy shape results in furthermore the advantage that the cooling channel is longer overall is so that it is a compared to conventional cooling channels has increased cooling surface and increases the cooling capacity becomes. In addition, the undulating course of the Cooling channel a smaller distance between the cooling channel and  the ring bearer, because there is enough in each of the wave valleys Material remains behind the ring carrier, and thus overall the strength requirements are met.

Der wellenförmige Verlauf des Kühlkanals bewirkt außerdem, daß das Kühlöl, anders als bei bekannten, auf einem Niveau verbleibenden Kühlkanälen, nicht direkt durch diese hindurchströmt, sondern mit längerer Verweildauer in dem Kühlkanal verbleibt, und somit mehr Wärme aufnehmen kann. Schließlich erfolgt die Kühlung der den Kühlkanal umgebenden Bereiche anders als bei herkömmlichen Kühlkanälen nicht nur von einer einzigen Seite aus. Gewissermaßen kühlt der Kühlkanal die anliegenden Bereiche nicht nur von dem Kühlkanal ausgehend, sondern bei Betrachtung eines Wellentals erfolgt die Kühlung sowohl von dem Wellental ausgehend, als auch von den beiden benachbarten Wellenbergen in Richtung des Wellentals. Auch durch diese Wirkungsweise kann die Kühlleistung verbessert werden.The undulating course of the cooling channel also causes the cooling oil, unlike known ones, is at a level remaining cooling channels, not directly through them flows through, but with a longer stay in the Cooling channel remains, and can therefore absorb more heat. Finally, the cooling of those surrounding the cooling duct takes place Areas different from conventional cooling ducts, not just from a single page. In a sense, the cooling channel cools the adjacent areas not only starting from the cooling duct, but when looking at a wave valley, the cooling takes place starting from the wave valley as well as from the two neighboring wave crests in the direction of the wave valley. Also this mode of operation can improve the cooling capacity become.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen leicht zu fertigenden flüssigkeitsgekühlten Kolben zu schaffen, der eine verbesserte Kühlung sowohl des Ringbereichs als auch des Bolzennabenbereichs ermöglicht, wobei die an den Kolben gestellten Festigkeitsanforderungen weiterhin erfüllt bleiben sollen. Insbesondere soll der Kolben im Bereich der Kolbenmulde gezielt an den heißen Stellen, an denen der Kraftstoffstrahl auftrifft, gekühlt werden. Ebenso soll der Kolben an den Schaftbereichen gezielt gekühlt werden, die wenig gekühlte Zylinderlaufbahnabschnitte berühren, das heißt den Stegbereich zum nächsten Zylinder.The invention has for its object to easily manufacturing liquid-cooled pistons to create the one improved cooling of both the ring area and the Allows the pin boss area, being attached to the piston Strength requirements continue to be met should. In particular, the piston should be in the area of the piston recess targeted at the hot spots where the fuel jet hits, are cooled. Likewise, the piston to the Shaft areas are specifically cooled, the little-cooled Touch cylinder raceway sections, i.e. the land area to the next cylinder.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. This problem is solved by the features of Claim 1.  

Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß der Kühlkanal im Kolben wellenförmig verläuft, das heißt der Abstand des Kühlkanals zum Außendurchmesser des Kolbens schwankt zwischen einem Größtwert und einem Kleinstwert. Durch diese Maßnahme wird zum Beispiel der Bereich des Kolbenschaftes oberhalb des Kolbenbolzenauges, der aufgrund der schlechteren Kühlung der Zylinderlaufbahn im Stegbereich zwischen zwei benachbarten Zylindern heißer als der übrige Kolbenschaft gleicher Höhe ist, von innen mit Kühlöl besser gekühlt, so daß der Kolben insgesamt auf ein gleichmäßiges Temperaturniveau gebracht wird. Durch die Wellenform des Kühlkanals sind auf einfache Weise die heißesten Bereiche der Kolbenmulde, die Bereiche an denen die Kraftstoffstrahlen auftreffen, gezielt gut zu kühlen.The invention is characterized in that the cooling channel in Piston is wavy, that is, the distance of the Cooling channel to the outside diameter of the piston fluctuates between a maximum value and a minimum value. By this measure For example, the area of the piston skirt above the Piston pin eye, which due to the poor cooling of the Cylinder race in the web area between two neighboring ones Cylinders are hotter than the rest of the piston skirt of the same height, better cooled from the inside with cooling oil so that the piston overall is brought to a uniform temperature level. Due to the waveform of the cooling channel, the hottest areas of the piston bowl, the areas where the Impact fuel jets to cool well.

Zusätzlich wird durch den wellenförmigen Verlauf des Kühlkanals eine größere Oberfläche zur Wärmeaufnahme geschaffen und das Kühlöl wird während des Durchströmens des Kühlkanals heftig durchmischt und in eine turbulente Strömung versetzt, was einer Wärmeaufnahme aus der Kanalwand förderlich ist.In addition, the wave-shaped course of the cooling channel created a larger surface for heat absorption and that Cooling oil becomes violent as it flows through the cooling channel mixed and set in a turbulent flow, which one Heat absorption from the duct wall is conducive.

Die Erfindung wird vorteilhaft dadurch weitergebildet, daß der Kühlkanal einen Querschnitt aufweist, dessen größte Höhe größer als dessen größte Breite ist, und daß eine Hochachse des Querschnittes verschiedene Winkel gegenüber der Kolbenlängsachse bzw. gegenüber der Zylinderachse einnimmt. Durch diese unterschiedliche Neigung der Hochachse des Kühlkanals wird dem unterschiedlichen Kühlbedarf des Kolbens über den Kolbenumfang besser entsprochen als bei einem herkömmlichen Kühlkanal. An Bereichen der Zylinderwand, die schlecht gekühlt sind, zum Beispiel weil der Abstand zum nächsten Zylinder zu gering für eine ausreichende Kühlung ist, wird der Kolbenschaft ebenfalls heißer als an gut gekühlten Zylinderwandabschnitten. Ein zum Kolbenschaft hin geneigter Kühlkanal ist in der Lage, hier gezielt den Schaft von innen zu kühlen.The invention is advantageously further developed in that the Cooling channel has a cross section, the greatest height of which is greater than its greatest width, and that a vertical axis of the Cross section different angles to the Piston longitudinal axis or opposite to the cylinder axis. Due to this different inclination of the vertical axis of the Cooling channel is the different cooling needs of the piston better suited to the piston circumference than one conventional cooling channel. On areas of the cylinder wall that are badly cooled, for example because the distance to the next cylinder is too small for sufficient cooling, the piston skirt also becomes hotter than on well-cooled ones Cylinder wall sections. An inclined towards the piston skirt  Cooling channel is able to target the shaft from the inside cool.

Ein Vorteil eines Querschnittes, dessen größte Höhe größer ist als dessen größte Breite, liegt darin, daß eine Hochachse des Querschnittes einfach zum Kolbenschaft oder zur Kolbenlängsachse geneigt werden kann. Dadurch ist eine stärkere Ausprägung der Wellenform einfach erreichbar. Durch den wellenförmigen Verlauf des Kühlkanals wird eine größere Oberfläche zur Wärmeaufnahme geschaffen und das Kühlöl wird während des Durchströmens des Kühlkanals heftig durchmischt und in eine turbulente Strömung versetzt, was einer Wärmeaufnahme aus der Kanalwand förderlich istAn advantage of a cross-section, the greatest height of which is greater as its greatest width is that a vertical axis of the Cross section simply to the piston skirt or Piston longitudinal axis can be inclined. This makes a stronger one The shape of the waveform is easily accessible. By the undulating course of the cooling channel becomes a larger one Surface created for heat absorption and the cooling oil is mixed violently while flowing through the cooling channel and set in a turbulent flow, which absorbs heat from the channel wall is beneficial

Bei mehreren Zylindern nebeneinander ist es notwendig mindestens zweifach den Kolbenschaft gezielt von innen zu kühlen. Eine gezielte Kühlung der Kolbenmulde erfordert ebenfalls eine mehrfache Kühlung durch einen nach innen geneigten Kühlkanal. Dadurch ergibt sich ein wellenförmiger Verlauf des Kühlkanals mit mehreren Größt- und Kleinstwerten des Abstandes zur Kolbenachse und der Neigung der Hochachse des Kühlkanalquerschnittes.With several cylinders next to each other it is necessary Target the piston skirt at least twice from the inside cool. A targeted cooling of the piston bowl requires also multiple cooling by one inside inclined cooling duct. This results in a wavy shape The course of the cooling channel with several maximum and minimum values the distance to the piston axis and the inclination of the vertical axis of the Cooling channel cross section.

Die Erfindung wird vorteilhaft dadurch ausgeführt, daß die Hochachse des Querschnittes des Kühlkanals länger ist als die Querachse des Querschnittes, insbesondere daß der Querschnitt hochoval, trapezförmig oder dreieckförmig mit abgerundeten Ecken ausgebildet ist.The invention is advantageously carried out in that the The vertical axis of the cross section of the cooling channel is longer than that Transverse axis of the cross section, in particular that the cross section highly oval, trapezoidal or triangular with rounded Corners is formed.

Weitere Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich aus der Beschreibung sowie den Zeichnungen. Konkrete Ausführungs­ beispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Further characteristics and combinations of characteristics result from the Description as well as the drawings. Concrete execution examples of the invention are simplified in the drawings  shown and in the following description explained.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine Ansicht eines Kolbens in Kolbenlängsachse mit einem erfindungsgemäßen Kühlkanal Fig. 1 is a view of a piston in the longitudinal axis of the piston with a cooling channel according to the invention

Fig. 2 einen Schnitt durch den Kolben entlang der Schnittlinie II-II in Fig. 1 mit dreieckförmigem Querschnitt Fig. 2 shows a section through the piston along the section line II-II in Fig. 1 with a triangular cross section

Fig. 3 einen Schnitt durch den Kolben entlang der Schnittlinie III-III in Fig. 1 mit dreieckförmigem Querschnitt Fig. 3 shows a section through the piston along the section line III-III in Fig. 1 with a triangular cross section

Fig. 4 einen Schnitt durch den Kolben entlang der Schnittlinie II-II in Fig. 1 mit hochovalem Querschnitt Fig. 4 shows a section through the piston along the section line II-II in Fig. 1 with a highly oval cross-section

Fig. 5 einen Schnitt durch den Kolben entlang der Schnittlinie III-III in Fig. 1 mit hochovalem Querschnitt Fig. 5 shows a section through the piston along the section line III-III in Fig. 1 with a highly oval cross-section

Fig. 6 einen Schnitt durch den Kolben entlang der Schnittlinie II-II in Fig. 1 mit trapezförmigem Querschnitt Fig. 6 shows a section through the piston along the section line II-II in Fig. 1 with a trapezoidal cross-section

Fig. 7 einen Schnitt durch den Kolben entlang der Schnittlinie III-III in Fig. 1 mit trapezförmigem Querschnitt Fig. 7 shows a section through the piston along the section line III-III in Fig. 1 with a trapezoidal cross-section

Ein Kolben 1 einer nicht gezeigten Brennkraftmaschine ist in Fig. 1 senkrecht zur Kolbenlängsachse 2 gezeigt. Weitere Kolben 3, 4 der Brennkraftmaschine sind entsprechend ihrer Anordnung im Zylinderkurbelgehäuse 5 rechts und links von Kolben 1 in Umrissen gezeigt.A piston 1 of an internal combustion engine, not shown, is shown in FIG. 1 perpendicular to the longitudinal axis 2 of the piston. Further pistons 3 , 4 of the internal combustion engine are shown in outline according to their arrangement in the cylinder crankcase 5 on the right and left of piston 1 .

Der Kolben 1 weist einen Kühlkanal 6 auf, der von unten an einer nicht gezeigten Eintrittsstelle mit Kühlöl versorgt wird. Das Kühlöl strömt aufgrund des Druckes des nachfolgenden Kühlöls durch den Kühlkanal 6 und verlässt den Kühlkanal an einer nicht gezeigten Austrittsstelle. Der Kühlkanal 6 verläuft zweiteilig um jeweils den halben Kolbenumfang, so daß die Austrittsstelle in etwa der Eintrittsstelle gegenüberliegt. Ein Teil des Kühlöls fließt mit und ein Teil des Kühlöls fließt gegen den Uhrzeigersinn um die Kolbenlängsachse 2. Der Kühlkanal 6 verläuft nicht mit gleichem Abstand zum Kolbenschaft 7, beziehungsweise zur Kolbenlängsachse 2. Zum Beispiel verläuft der Kühlkanal 6 oberhalb des Kolbenbolzenauges 8 näher am Kolbenschaft 7 als in einem Bereich der ca. um 45° um die Kolbenlängsachse 2 gedreht ist.The piston 1 has a cooling channel 6 , which is supplied with cooling oil from below at an entry point, not shown. The cooling oil flows due to the pressure of the subsequent cooling oil through the cooling channel 6 and leaves the cooling channel at an exit point, not shown. The cooling channel 6 extends in two parts around half the circumference of the piston, so that the exit point is approximately opposite the entry point. Part of the cooling oil flows along and part of the cooling oil flows counterclockwise around the longitudinal piston axis 2 . The cooling channel 6 does not run at the same distance from the piston skirt 7 or the piston longitudinal axis 2 . For example, the cooling channel 6 runs above the piston pin eye 8 closer to the piston shaft 7 than in an area which is rotated about 45 ° about the piston longitudinal axis 2 .

Der Kühlkanal 6 hat einen Querschnitt, dessen Höhe größer ist als dessen Breite. In Fig. 1 ist mit dem durchgezogenen Verlauf 9 des Kühlkanals 6 ein Verlauf eines oberen Abschnittes des Querschnittes und mit dem gestrichelten Verlauf 10 des Kühlkanals ein unterer Abschnitt des Querschnittes des Kühlkanals gezeigt. In Richtung des Kolbenbolzenauges 8 und senkrecht zu dieser Richtung ist der obere Teil des Querschnittes des Kühlkanals 6 nach außen in Richtung Kolbenschaft 7 geneigt, in den Bereichen dazwischen ist der Querschnitt des Kühlkanals nach innen in Richtung Kolbenlängsachse 2 geneigt. In den Bereichen, in denen der Querschnitt im oberen Bereich nach innen geneigt ist, ist der untere Bereich des Querschnittes abweichend von der Kreisform leicht nach innen in Richtung Kolbenlängsachse 2 verschoben.The cooling channel 6 has a cross section whose height is greater than its width. In FIG. 1, the continuous course 9 of the cooling channel 6 shows a course of an upper section of the cross section and the dashed course 10 of the cooling channel shows a lower section of the cross section of the cooling channel. In the direction of the piston pin eye 8 and perpendicular to this direction, the upper part of the cross section of the cooling duct 6 is inclined outwards in the direction of the piston skirt 7 , in the regions in between the cross section of the cooling duct is inclined inwards in the direction of the piston longitudinal axis 2 . In the areas in which the cross section is inclined inwards in the upper area, the lower area of the cross section is shifted slightly inward in the direction of the piston longitudinal axis 2 , in deviation from the circular shape.

In Fig. 2 ist ein Querschnitt durch den Kolben 1 in einer Ebene durch die Kolbenlängsachse 2 und senkrecht zum Kolbenbolzenauge 8 gezeigt. Der Kühlkanal 6 hat den Abstand a zum Kolbenschaft 7 und die Höhe h zur Mitte des Kolbenbolzenauges 8. Die Hochachse 11 des Querschnittes des Kühlkanals 6 ist in Richtung des Kolbenschaftes 7 geneigt angeordnet derart, dass sich der Abstand der Hochachse zum Kolbenschaft 7 nach oben hin verringert.In Fig. 2 is a cross section through the piston 1 in a plane through the longitudinal piston axis 2 and perpendicular to the piston pin boss 8 is shown. The cooling channel 6 has the distance a to the piston skirt 7 and the height h to the center of the piston pin eye 8 . The vertical axis 11 of the cross section of the cooling channel 6 is arranged inclined in the direction of the piston skirt 7 such that the distance between the vertical axis and the piston skirt 7 decreases upwards.

Durch einen kleinen Abstand a und eine große Höhe h bei gleichzeitig nach außen geneigter Hochachse 11 des Querschnittes liegt der Kühlkanal genügend nahe am Kolbenschaft und an der Wand der Kolbenmulde 12, um beide ausreichend zu kühlen. Durch eine große Höhe h ist auch ein ausreichend großer Abstand zum Kolbenbolzenauge 8 gegeben, so daß keine zu großen Materialbelastungen im Kolbenbolzenauge auftreten.Due to a small distance a and a large height h and at the same time the vertical axis 11 of the cross section being inclined outwards, the cooling channel is sufficiently close to the piston skirt and to the wall of the piston recess 12 to cool both of them sufficiently. A large height h also provides a sufficiently large distance from the piston pin eye 8 so that no excessive material loads occur in the piston pin eye.

In Fig. 3 ist ein Querschnitt durch den Kolben 1 in einer Ebene durch die Kolbenlängsachse 2 und die Winkelhalbierende zwischen dem Kolbenbolzenauge 8 und der Schnittebene II-II aus Fig. 1 gezeigt. Der Kühlkanal 6 hat den Abstand a' zum Kolbenschaft 7 und die Höhe h' zur Mitte des Kolbenbolzenauges 8. Die Hochachse 11' des Querschnittes des Kühlkanals 6 ist nach oben in Richtung der Kolbenlängsachse 2 geneigt angeordnet derart, dass sich der Abstand der Hochachse zur Kolbenlängsachse nach oben hin verringert. FIG. 3 shows a cross section through the piston 1 in a plane through the longitudinal axis 2 of the piston and the bisector between the piston pin eye 8 and the sectional plane II-II from FIG. 1. The cooling channel 6 has the distance a 'to the piston skirt 7 and the height h' to the center of the piston pin eye 8 . The vertical axis 11 ′ of the cross section of the cooling channel 6 is arranged inclined upwards in the direction of the longitudinal piston axis 2 such that the distance between the vertical axis and the longitudinal piston axis decreases upwards.

Dadurch dass der Abstand a' größer ist als der Abstand a, verläuft der Kühlkanal 6 näher an der Kolbenlängsachse 2. Über den Umfang des Kolbens 1 abgewickelt, in Richtung der Kolbenlängsachse 2 betrachtet, ergibt sich ein wellenförmiger Verlauf des Kühlkanals 6. Durch die nach innen geneigte Hochachse 11' des Querschnittes des Kühlkanals 6 wird die Wellenform um die Kolbenlängsachse 2 noch verstärkt und gleichzeitig wird eine gezielte Kühlung des Bodens der Kolbenmulde 12 erreicht.Because the distance a 'is greater than the distance a, the cooling duct 6 runs closer to the piston longitudinal axis 2 . Unwound over the circumference of the piston 1 , viewed in the direction of the piston longitudinal axis 2 , there is a wave-shaped course of the cooling channel 6 . Due to the inwardly inclined vertical axis 11 ′ of the cross section of the cooling channel 6 , the waveform around the longitudinal axis 2 of the piston is further reinforced and, at the same time, targeted cooling of the bottom of the piston recess 12 is achieved.

Dadurch dass die Höhe h' kleiner ist als die Höhe h, ergibt sich auch in der Seitenansicht ein wellenförmiger Verlauf des Kühlkanals 6. Durch eine Überlagerung der Wellenform in Seitenansicht und der Wellenform in Draufsicht wird ein zusätzlicher Nutzen der Wellenform einfach erreicht. Es wird dadurch die Oberfläche des gesamten Kühlkanals 6 vergrößert, ohne dabei die Kolbenstruktur durch zu große Hohlräume zu schwächen. Ebenfalls wird durch den überlagerten wellenförmigen Verlauf des Kühlkanals 6 das Kühlöl während des Durchströmen des Kühlkanals heftig durchmischt und in eine turbulente Strömung versetzt, was einer Wärmeaufnahme aus dem umgebenden Kolbenmaterial förderlich ist.The fact that the height h 'is smaller than the height h also results in a wavy course of the cooling channel 6 in the side view. By superimposing the waveform in side view and the waveform in top view, additional use of the waveform is easily achieved. As a result, the surface of the entire cooling channel 6 is enlarged without weakening the piston structure due to cavities that are too large. Likewise, due to the superimposed undulating course of the cooling channel 6, the cooling oil is mixed vigorously while flowing through the cooling channel and set into a turbulent flow, which is conducive to heat absorption from the surrounding piston material.

In Fig. 2 und Fig. 3 ist der Kühlkanal 6 beispielhaft mit einem dreieckigen Querschnitt mit abgerundeten Ecken gezeigt. Es sind ebenfalls hochoval, trapezförmige oder rechteckige Querschnitte mit abgerundeten Ecken möglich. Ein Vorteil eines Querschnittes, dessen größte Höhe größer ist als dessen größte Breite, liegt darin, daß eine Hochachse 11, 11' des Querschnittes einfach zum Kolbenschaft 7 oder zur Kolbenlängsachse 2 geneigt werden kann. Dadurch ist eine gezielte Kühlung und eine stärkere Ausprägung der Wellenform mit den Vorteilen, die sich dadurch ergeben, einfach erreichbar.In Fig. 2 and Fig. 3, the cooling channel 6 is exemplarily shown with a triangular cross section with rounded corners. Highly oval, trapezoidal or rectangular cross-sections with rounded corners are also possible. An advantage of a cross-section, the greatest height of which is greater than the greatest width, lies in the fact that a vertical axis 11 , 11 'of the cross-section can simply be inclined towards the piston skirt 7 or the longitudinal axis 2 of the piston. This makes it easy to achieve targeted cooling and a more pronounced waveform with the advantages that result.

In Fig. 4 ist ein Schnitt wie in Fig. 2 gezeigt, jedoch weist der Kühlkanal 6 im Gegensatz zu Fig. 2 keinen dreieckförmigen, sondern einen hochovalen Querschnitt auf. FIG. 4 shows a section as shown in FIG. 2, however, in contrast to FIG. 2, the cooling duct 6 does not have a triangular, but rather a highly oval cross section.

In Fig. 5 ist ein Schnitt wie in Fig. 3 gezeigt, jedoch weist der Kühlkanal 6 im Gegensatz zu Fig. 3 keinen dreieckförmigen, sondern einen hochovalen Querschnitt auf. FIG. 5 shows a section as shown in FIG. 3, however, in contrast to FIG. 3, the cooling duct 6 does not have a triangular, but rather a highly oval cross section.

In Fig. 6 ist ein Schnitt wie in Fig. 2 gezeigt, jedoch weist der Kühlkanal 6 im Gegensatz zu Fig. 2 keinen dreieckförmigen, sondern einen trapezförmigen Querschnitt auf. FIG. 6 shows a section as shown in FIG. 2, however, in contrast to FIG. 2, the cooling duct 6 does not have a triangular, but a trapezoidal cross section.

In Fig. 7 ist ein Schnitt wie in Fig. 3 gezeigt, jedoch weist der Kühlkanal 6 im Gegensatz zu Fig. 3 keinen dreieckförmigen, sondern einen trapezförmigen Querschnitt auf. FIG. 7 shows a section as shown in FIG. 3, however, in contrast to FIG. 3, the cooling duct 6 does not have a triangular, but a trapezoidal cross section.

Bei der Ausführung des Querschnittes in einer hochovalen, Trapezform oder einer anderen Form gilt sinngemäß die Beschreibung zu dem dreieckförmigen Querschnitt aus Fig. 2 und Fig. 3.In the embodiment of the cross section in a high-oval, trapezoidal shape, or other form, mutatis mutandis, the description of the triangular cross-section is considered in FIG. 2 and FIG. 3.

Claims (6)

1. Flüssigkeitsgekühlter Kolben für eine Brennkraftmaschine mit einem ringförmigen oder aus mehreren Ringsegmenten bestehenden Kühlkanal, der zumindest abschnittsweise in Richtung der Kolbenlängsachse wellenförmig verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkanal (6) zumindest abschnittsweise quer zur Kolbenlängsachse (2) wellenförmig verläuft.1. Liquid-cooled piston for an internal combustion engine with an annular cooling channel or a cooling channel consisting of several ring segments, which runs at least in sections in the direction of the piston longitudinal axis, characterized in that the cooling channel ( 6 ) runs at least in sections transverse to the piston longitudinal axis ( 2 ). 2. Flüssigkeitsgekühlter Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Hochachse (11, 11') eines Querschnittes des Kühlkanals (6) über den Umfang des Kolbens (1) verschiedene Winkel zur Kolbenlängsachse (2) einnimmt.2. Liquid-cooled piston according to claim 1, characterized in that a vertical axis ( 11 , 11 ') of a cross section of the cooling channel ( 6 ) over the circumference of the piston ( 1 ) assumes different angles to the piston longitudinal axis ( 2 ). 3. Flüssigkeitsgekühlter Kolben nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel zwischen der Hochachse (11, 11') des Querschnitts des Kühlkanals (6) und der Kolbenlängsachse (2) über den Umfang mehrfach zwischen einem Größtwert und einem Kleinstwert veränderlich ist.3. Liquid-cooled piston according to claim 2, characterized in that the angle between the vertical axis ( 11 , 11 ') of the cross section of the cooling channel ( 6 ) and the longitudinal piston axis ( 2 ) is variable several times over the circumference between a maximum value and a minimum value. 4. Flüssigkeitsgekühlter Kolben nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Kühlkanals (6) hochoval ausgeführt ist.4. Liquid-cooled piston according to claim 2 or 3, characterized in that the cross section of the cooling channel ( 6 ) is designed to be highly oval. 5. Flüssigkeitsgekühlter Kolben nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Kühlkanals (6) trapezförmig mit abgerundeten Ecken ausgeführt ist.5. Liquid-cooled piston according to claim 2 or 3, characterized in that the cross section of the cooling channel ( 6 ) is trapezoidal with rounded corners. 6. Flüssigkeitsgekühlter Kolben nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Kühlkanals (6) dreieckförmig mit abgerundeten Ecken ausgeführt ist.6. Liquid-cooled piston according to claim 2 or 3, characterized in that the cross section of the cooling channel ( 6 ) is triangular with rounded corners.
DE2001113639 2001-03-21 2001-03-21 Coolant channel for liquid-cooled piston for IC engines has corrugated cooling channel with relative distance between channel and piston wall between min. and max. values Withdrawn DE10113639A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2001113639 DE10113639A1 (en) 2001-03-21 2001-03-21 Coolant channel for liquid-cooled piston for IC engines has corrugated cooling channel with relative distance between channel and piston wall between min. and max. values

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2001113639 DE10113639A1 (en) 2001-03-21 2001-03-21 Coolant channel for liquid-cooled piston for IC engines has corrugated cooling channel with relative distance between channel and piston wall between min. and max. values

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10113639A1 true DE10113639A1 (en) 2002-09-26

Family

ID=7678311

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2001113639 Withdrawn DE10113639A1 (en) 2001-03-21 2001-03-21 Coolant channel for liquid-cooled piston for IC engines has corrugated cooling channel with relative distance between channel and piston wall between min. and max. values

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10113639A1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10218999B4 (en) * 2002-04-27 2005-03-03 Ks Kolbenschmidt Gmbh Piston with ring carrier and mold cooling channel
DE102010043124A1 (en) 2010-10-29 2012-05-03 Federal-Mogul Nürnberg GmbH Piston for an internal combustion engine
DE102012017218A1 (en) * 2012-08-31 2014-03-20 Mahle International Gmbh Piston for internal combustion engine, comprises piston head with piston top and annular portion, where outer wall of cavity adjacent to annular portion is formed inclined partially to piston central axis in direction of piston top
DE102012017217A1 (en) * 2012-08-31 2014-05-15 Mahle International Gmbh Piston for an internal combustion engine
EP3242008A1 (en) * 2016-05-02 2017-11-08 Dong Yang Piston Co., Ltd. Piston for internal combustion engine, and cooling channel core

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10218999B4 (en) * 2002-04-27 2005-03-03 Ks Kolbenschmidt Gmbh Piston with ring carrier and mold cooling channel
DE102010043124A1 (en) 2010-10-29 2012-05-03 Federal-Mogul Nürnberg GmbH Piston for an internal combustion engine
WO2012055964A1 (en) 2010-10-29 2012-05-03 Federal-Mogul Nürnberg GmbH Piston for an internal combustion engine
DE102012017218A1 (en) * 2012-08-31 2014-03-20 Mahle International Gmbh Piston for internal combustion engine, comprises piston head with piston top and annular portion, where outer wall of cavity adjacent to annular portion is formed inclined partially to piston central axis in direction of piston top
DE102012017217A1 (en) * 2012-08-31 2014-05-15 Mahle International Gmbh Piston for an internal combustion engine
US9765728B2 (en) 2012-08-31 2017-09-19 Mahle International Gmbh Piston for an internal combustion engine
EP3242008A1 (en) * 2016-05-02 2017-11-08 Dong Yang Piston Co., Ltd. Piston for internal combustion engine, and cooling channel core
US10060327B2 (en) 2016-05-02 2018-08-28 Dong Yang Piston Co., Ltd. Piston for internal combustion engine, and cooling channel core

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19930630C1 (en) Liquid-cooled piston for I.C. engines has an annular cooling channel that runs in an undulating fashion in the direction of the piston axis
EP2167806B1 (en) Piston
DE102013002895B4 (en) Pistons for a reciprocating internal combustion engine
DE102006056013A1 (en) Piston for internal-combustion engine, has radially rotating cooling ducts spaced apart from each other and integrated to piston head and ring zone, and forming vertically aligned cross sectional profile
EP3027874A1 (en) Lightweight construction of a diesel piston
EP3004609A1 (en) Piston for an internal combustion engine
EP0449848B1 (en) Light plunger piston for internal combustion engines
DE102004056769A1 (en) Piston for an internal combustion engine and combination of a piston with an oil injection assembly
EP3004611A1 (en) Piston for an internal combustion engine
EP1706613B1 (en) Combustion recess in the head of a piston for a diesel engine
DE10113639A1 (en) Coolant channel for liquid-cooled piston for IC engines has corrugated cooling channel with relative distance between channel and piston wall between min. and max. values
DE10126359B4 (en) Pistons for an internal combustion engine
DE102017216694B4 (en) Internal combustion engine housing with cylinder cooling
EP3411585B1 (en) Piston made of cast steel or gray cast iron for an internal combustion engine, and method for manufacturing a piston using steel casting or gray iron casting
WO2017016934A1 (en) Piston for an internal combustion engine
DE69102656T2 (en) CYLINDER RIFLE FOR A WATER-COOLED INTERNAL COMBUSTION ENGINE.
DE3838217C2 (en)
WO2015124749A1 (en) Piston with an open cooling chamber having a flow-effective oil guiding surface and method for cooling said piston
DE102019117355A1 (en) PISTON FOR COMBUSTION ENGINE
DE69011464T2 (en) PISTON.
EP1098082B1 (en) Piston
DE7602960U1 (en) PISTONS FOR COMBUSTION ENGINES
DD243530A1 (en) IRONING PISTONS FOR PISTON PISTON ENGINES
EP2633176A1 (en) Piston for an internal combustion engine
DE102004002302B4 (en) Cylinder block for an internal combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
8139 Disposal/non-payment of the annual fee