DE940077C

DE940077C - Steuerung des Kuehlmittelkreislaufes bei gekuehlten Kolben von Kolbenmaschinen, vorzugsweise Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE940077C
Application number: DEM9534A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dr-Ing Lembcke
Original assignee: Mak Maschinenbau Kiel GmbH
Current assignee: Caterpillar Motoren GmbH and Co KG
Priority date: 1951-05-17
Filing date: 1951-05-17
Publication date: 1956-03-08

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Steuerung des Kühlmittelkreislaufs bei gekühlten Kolben von Kolbenmaschinen, vorzugsweise Brennkraftmaschinen; im besonderen betrifft sie die Steuerung der Zufuhr und Abfuhr des Kühlmittels zu dem oberhalb des Kolbenbolzens liegenden Hohlraum bzw. den Hohlräumen mittels sogenanriter Posaunen.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, zur Kühlung des Kolbens das Kühlmittel durch Posaunen zu den oberhalb des Kolbenbolzens liegenden Hohlräumen zu- und abzuführen. Hierbei entsteht die Gefahr, daß die Flüssigkeitssäulen in den Posaunenrohren infolge der Kolbenbewegung bei jedem Arbeitstakt abreißen. Dadurch bilden sich in dem Aufnahmeraum des Kolbens Dampf- oder Luftsäcke, welche die-durch den Umlauf des Kühlmittels angestrebte Kühlung stark verringern, nicht nur wegen der verminderten Wärmeabfuhr, sondern auch wegen der möglichen Bildung von Ölkoks an der Innenfläche des Kolbenbodens. Fernerhin ist das Abreißen der Kühlflüssigkeitssäulen mit starken Kavitationsschlägen verbunden.
Zur Vermeidung der vorgenannten Nachteile hat man bereits vorgeschlagen, Rückschlagventile in das Zulaufrohr der Posaunen einzubauen. Dadurch konnte man indessen lediglich verhindern, daß die Flüssigkeitssäule im Zulaufrohr abreißt, jedoch wurden die vorgenannten Erscheinungen (Luft- und Dampfsäcke, Kavitationsschläge) nicht vermieden. Die Ventile waren dem Verschleiß unterworfen; ihr Ersatz erforderte einen zeitraubenden Ausbau der ganzen Posaunenanlage, während welcher Zeit die Maschine ausfiel.
Es ist bereits bekannt, den zu kühlenden Kolben das Kühlmittel über in Kühlmittelhaltern geführte Posaunenrohre zu- und abzuleiten. Hierbei wird ein Leerströmen der Hohlräume infolge der Massenkräfte der Flüssigkeitssäulen durch ein Abschließen der Posaunenrohre im Bereich des unteren Kollbentotpunktes verhindert. Die kurze Zeit des Abschließens der Posaunenrohre reicht aber nicht aus, um ein Rückströmen des Kühlmittels oder ein Abreißen der Flüssigkeitssäule in den Posaunen zu verhindern. Nach der bekannten Anordnung haben weiter die Kühlmittelposaunen im Bereich des Kühlmittelhalters eine Länge von der Größe des Kolbenhubes. Wegen der Verdrängerwirkung der Posaunen sind in diesem Falle Windkessel im Kühlmittelzu- und -ablauf erforderlich, um die entsprechenden Druckstöße im Kühlmittelkreislauf auszugleichen.
Nach der Erfindung werden die bekannten Mängel dadurch vermieden, daß die Posaunenrohre an ihren unteren freien Enden verschlossen sind und Öffnungen im Rohrmantel zur Freigabe des Kühlmittelflusses besitzen, welche während der Zeit von etwa ioo' nach oberem Totpunkt bis etwa ioo' vor oberem Totpunkt durch Kragen der Kühlmittelhalter abgeschlossen sind.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Posaunenrohre wird ,ein Leerströmen der Hohlräume durch die Massenkräfte der Flüssigkeitssäulen sicher unterbunden. Die Posaunen sind so lang ausgeführt, daß im Betrieb keine Verdrängerwirkung durch die Posaunen entsteht, wodurch Windkessel eingespart werden können.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß sich durch die beschriebene Anordnung der Bauhöhe der Einrichtung, die bisher der doppelten Hubhöhe des Kolbens entsprechen mußte, wesentlich verringert und die.erfindungsgemäße Anordnung auch im Kolben selbst untergebracht werden kann.
In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform als schematische Skizze wiedergegeben, und zwar zeigt Fig. i eine Seitenansicht im Schnitt, Fig. a ein Diagramm zur Wiedergabe der öffnungs- und Schließzeiten der Öffnungen in den Posaunenrohren.
Die beiden Posaunenrohre To und 1i sind an ihren Enden 12 und 13 abgeschlossen und durch die Kühlmittelhalter 14 und 15 geführt. Die Öffnungen 16 und 17 sind ihrer Lage nach derart angeordnet, daß ein Rückfluß während des Kurbelwellenweges von z. B. ioo' nach oberem Totpunkt bis ioo' vor oberem Totpunkt nicht erfolgen kann.

Claims

PATENTANSPRUCH: Steuerung des Kühlmittelkreislaufes bei gekühlten Kolben einer Kolbenmaschine, vorzugsweise Brennkraftmaschine, zu bzw. von denen das Kühlmittel über in Kühlmittelhaltern geführte Posaunenrohre zu- und abgeleitet wird, in dem Sinne, daß ein Leerströmen der Hohlräume infolge der Massenkräfte der Flüssigkeitssäulen durch ein Abschließender Posaunenrohre im Bereich des unteren Kolbentotpunktes verhindert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Posaunenrohre an ihren unteren freien Enden verschlossen sind und Öffnungen im Rohrmantel zur Freigabe des Kühlmittelflusses besitzen, welche während der Zeit von etwa ioo' nach oberem Totpunkt bis etwa ioo' vor oberem Totpunkt durch Kragen der Kühlmittelhalter abgeschlossen sind. Angezogene Druckschriften: Dipl.-Ing. Wilhelm Ulrich, »Schiffsdieselmaschinen«, S. 186, Abb. 3o8.