由用于内燃机的活塞和喷嘴组成的组件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及包括活塞和用于内燃机的冷却油的喷嘴的组件，所述活塞具有活塞头和活塞裙，所述活塞头具有带有底面、圆周的环部、以及在环部的区域中的带有至少一个用于冷却油的供给开口的圆周的冷却通道的活塞顶，所述喷嘴设置在活塞裙以下。
【背景技术】
[0002]通常类型的组件为带有喷射冷却的活塞，也就是说活塞通过从活塞裙侧端在冷却通道中的至少一个用于冷却油的供给开口的方向上喷射冷却油而被冷却。冷却油渗入到冷却通道内，并且实质上以已知的方式引起活塞的冷却，特别是活塞头的区域。
[0003]由于当前活塞的高的热负荷，还期望冷却已知为“圆顶(dome)”的活塞顶的底面。对于此，DE102006056011A1建议提供用于冷却油的两个喷嘴，其中一个用来向冷却通道提供冷却油，而另一个用来冷却活塞顶的底面。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是通过在技术上简单且可靠地实现喷射冷却来发展通常类型的活塞。
[0005]该目的通过如下事实实现:在活塞顶的底面上，活塞具有邻近至少一个用于冷却油的供给开口的用于冷却油的喷射分配器，并且喷嘴布置在喷射分配器以下并朝向喷射分配器确定方位。
[0006]根据本发明而设置的喷射分配器引起通过单个设置的喷嘴输出的冷却油喷射流的一部分至少临时地以目标方式在活塞顶的底面的方向上被引导，而剩余的部分进入到冷却通道中。对于可靠的喷射冷却，根据本发明的组件因此代表了技术上简单的方案。
[0007]有益的发展由从属权利要求产生。
[0008]如果喷嘴的中心轴线平行于活塞的中心轴线确定方位，则在发动机运转期间的整个冲程运动期间，喷射分配器引起冷却油喷射流分流到朝向冷却通道引导的一部分喷射流中以及朝向活塞顶的底面引导的一部分喷射流中。
[0009]一个特别优选的发展设置为:喷嘴的中心轴线与活塞的中心轴线围成锐角。当活塞处于上死点或下死点时，在发动机运转期间，喷嘴的该倾斜位置引起整个冷却油喷射流被引导到冷却通道中，而冷却油的分流发生在冲程的中间区域附近。一旦在每个向上和向下的冲程期间，根据本发明设置的喷射分配器因此精确地跨过冷却油喷射流，并且在每种情况下引起冷却油喷射流分流到朝向冷却通道引导的一部分喷射流中以及朝向活塞顶的底面引导的一部分喷射流中。
[0010]喷射分配器方便地具有基本上V形的横截面，所述基本上V形的横截面形成有从中心轴线开始在冷却通道的方向上朝向外侧布置的边缘。
[0011]根据本发明设置的喷射分配器能够与活塞头构造为单体，或者能够构造为固定连接至活塞头的分体部件。
[0012]喷射分配器特别优选地具有第一引导面和第二引导面，所述第一引导面被分配到冷却通道，而第二引导面被分配到活塞顶的底面。如果第一引导面连续地合并到冷却通道的内壁中和/或第二引导面连续地合并到活塞顶的底面中，在此将是特别有益的。通过这种方式实现了活塞顶的底面的特别可靠的冷却。
[0013]根据本发明的组件能够通过所有活塞类型实现，特别是通过单体活塞、包括相互连接的两个或多个部件的活塞、箱式活塞、带有封闭冷却通道的活塞以及带有朝向底部开放并且由封闭元件封闭的冷却通道的活塞，特别是带有热解耦的活塞裙的活塞。
【附图说明】
[0014]将在下文中使用附图更加详细地说明本发明的一个实施例，在附图中，进行了不符合比例的示意性的图示。
[0015]图1部分地示出了用于根据本发明的组件的活塞的一个示例性实施例；
[0016]图2示出了在根据图1的箭头P的方向上的活塞的底面的图示；
[0017]图3a_3c示出了在发动机运转的活塞冲程期间的根据本发明的组件的一个示例性实施例，其带有根据图1的活塞，以及
[0018]图4示出了在根据图3b的冲程运动期间的根据图1的活塞。
【具体实施方式】
[0019]图1和图2示出了用于根据本发明的组件100的活塞10的一个示例性实施例。活塞10可以是单体的铸造或者锻造活塞或者多体构成的活塞。活塞10可以由铁基材料和/或轻合金材料制造。
[0020]图1和图2通过示例的方式示出了带有冷却通道17和热解耦的活塞裙21的单体箱式活塞10，所述冷却通道17朝向底部开放并且通过单独的闭合元件18的方式关闭。
[0021]活塞10具有带有活塞顶13的活塞头11，所述活塞顶13具有碗形燃烧室、圆周点火盘15以及带有用于接纳活塞环(未示出)的圆周环部16。圆周的冷却通道17设置在环部16的水平面处，所述冷却通道17构造为朝向底部开口并且通过单独的闭合元件18的方式关闭，所述闭合元件18具有至少一个用于冷却油的供给开口 19。
[0022]而且，示例性实施例中的活塞10具有带有活塞衬套22和用于接纳活塞销(未示出)的衬套孔23的热解耦的活塞裙21。活塞衬套22以实质上已知的方式经由衬套附接件连接至活塞头11。活塞衬套22经由跑合面24a、24b彼此连接。
[0023]在活塞10的内部，活塞顶13具有底面13a，所述底面13a根据本发明设置有喷射流分配器25。所述喷射流分配器25布置在用于冷却油的至少一个供给开口 19的附近并且在示例性实施例中具有基本上V形的横截面。从活塞10的中心轴线M开始，喷射流分配器25的边缘2 5a被朝向在冷却通道17的方向上的外侧确定方位。
[0024]在示例性实施例中，喷射流分配器25与活塞顶13的底面13a构造为一体并且具有用于冷却油的第一引导面26和第二引导面27。在示例性实施例中，第一引导面26基本上连续地合并到冷却通道17的内壁17a中。在示例性实施例中，第二引导面27基本上连续地合并到活塞顶13的底面13a中。
[0025]图3a至图3c以及图4示出了处于带有根据图1和图2的活塞10的发动机运转的不同阶段的根据本发明的组件100以及用于冷却油的喷嘴30，冷却油喷射流31从喷嘴30离开。在此，图3a图示出上死点处的情况，而图3c图示出下死点处的情况。图3b表示上死点与下死点之间的中间冲程位置的情况。喷嘴30以导向至喷射流分配器25上的方式固定地布置在曲轴箱中。
[0026]在示例性实施例中，喷嘴30的中心轴线A以与活塞10的中心轴线M围成锐角的方式布置。结果，一旦在从上死点到下死点的一个完整的冲程运动期间，活塞10在每种情况下均越过冷却油喷射流31，并且反之亦然。在每种情况下，在上死点和下死点处冷却油喷射流31直接进入到冷却通道17，所述冷却油喷射流31被引导穿过喷射流分配器25。在上死点和下死点之间的相应的中间冲程位置中，冷却油喷射流31撞击喷射流分配器25，导致如在图4中以放大的比例示出的，冷却油喷射流31的一部分31a在活塞顶13的底面13a的方向上被引导，也就是说，在被已知为圆顶的方向上，而冷却油喷射流31的剩余部分31b继续进入到冷却通道17中。以这种方式，优化了活塞顶13的底面13a的冷却。
[0027]如在图4中指示的，不言而喻，喷油嘴30也能够以其中心轴线A平行于活塞10的中心轴线M而导向的方式布置。在这种情况下，冷却油喷射流31在活塞10的冲程运动的每个阶段被分为两部分喷射流31a、31b，所述两部分喷射流31a、31b在每种情况下被引导到活塞顶13的底面13a上并且分别引导到冷却通道17中。
【主权项】
1.一种组件(100)，包括活塞(10)和用于内燃机的冷却油的喷嘴(30)，所述活塞具有活塞头(11)和活塞裙(21)，所述活塞头(11)具有带有底面(13a)、圆周的环部(16)、以及在所述环部(16)的区域中的带有至少一个用于冷却油的供给开口(19)的圆周的冷却通道(17)的活塞顶(13)，其特征在于，在所述活塞顶(13)的底面上，所述活塞(10)具有邻近所述至少一个用于冷却油的供给开口(19)的用于冷却油的喷射分配器(25)，并且在于所述喷嘴(30)布置在所述喷射分配器(25)以下并且朝向所述喷射分配器(25)确定方位。2.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述喷嘴(30)的中心轴线(A)平行于所述活塞(10)的中心轴线(M)而确定方位。3.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述喷嘴(30)的中心轴线(A)与所述活塞(10)的中心轴线(M)围成锐角(α)。4.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述喷射分配器(25)具有基本上V形的横截面，所述基本上V形的横截面形成有从所述中心轴线(M)开始在所述冷却通道(17)的方向上朝向外侧布置的边缘(25a)。5.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述喷射分配器(25)与所述活塞头(11)构造为单体。6.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述喷射分配器(25)构造为固定连接至所述活塞头(11)的分体部件。7.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述喷射分配器(25)具有第一引导面(26)和第二引导面(27)，并且在于所述第一引导面(26)被分配到所述冷却通道(17)，而所述第二引导面(27)被分配到所述活塞顶(13)的底面(13a)。8.根据权利要求7所述的组件，其特征在于，所述第一引导面(26)连续地合并到所述冷却通道(17)的内壁(17a)中。9.根据权利要求7所述的组件，其特征在于，所述第二引导面(27)连续地合并到所述活塞顶(13)的所述底面(13a)中。10.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述活塞(10)构造为单体活塞。11.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述活塞(10)由两个或多个彼此连接的部件组成。12.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述活塞(10)构造为箱式活塞。13.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述活塞(10)的所述冷却通道(17)构造为封闭的冷却通道。14.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述活塞(10)的所述冷却通道(17)构造为朝向底部开口并且通过封闭元件(18)闭合的冷却通道。15.根据权利要求14所述的组件，其特征在于，所述活塞(10)具有热解耦活塞裙(21)。
【专利摘要】本发明涉及由活塞(10)和用于内燃机的冷却油的喷嘴(30)组成的组件(100)。所述活塞包括活塞头(11)和活塞裙(21)，所述活塞头(11)包括具有底面(13a)、圆周的环部(16)、以及所述环部(16)的区域中的圆周的冷却通道(17)并且具有至少一个用于冷却油的供给开口(19)的活塞顶(13)。所述喷嘴(30)设置在所述活塞裙(21)以下。根据本发明，在所述活塞顶(13)的底面(13a)上，所述活塞(10)还包括用于冷却油并且邻近所述至少一个用于冷却油的供给开口(19)的分流器(25)。所述喷嘴(30)布置在所述分流器(25)以下并且朝向所述分流器(25)确定方位。
【IPC分类】F01P3/08, F02F3/22
【公开号】CN105579682
【申请号】CN201480053638
【发明人】赖纳·夏普
【申请人】马勒国际有限公司
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2014年8月22日
【公告号】DE102013013962A1, EP3036419A1, US20160208734, WO2015024551A1