DE69702059T2

DE69702059T2 - PISTON FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE

Info

Publication number: DE69702059T2
Application number: DE69702059T
Authority: DE
Inventors: Armando Alcaraz Rodes; Jose Nardi; Miguel Valdes Lopez
Original assignee: Metal Leve SA Industria e Commercio
Current assignee: Metal Leve SA Industria e Commercio
Priority date: 1996-06-20
Filing date: 1997-06-20
Publication date: 2001-02-15
Anticipated expiration: 2017-06-21
Also published as: EP0906502B1; EP0906502A1; BR9601862A; WO1997048896A1; DE69702059D1

Description

Field of the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kolben für einen Verbrennungsmotor und, spezieller, einen derartigen Kolben, der einen Kühlungstunnel aufweist, der umlaufend innerhalb der Ringzone angeordnet ist, und der mit einer Öleinlaßöffnung, um einen Ölstrahl von einer Einspritzdüse aufzunehmen, und einer Ölauslaßöffnung ausgestattet ist (siehe z. B. JP-A-2123260 und GB-A-1117610).The present invention relates to a piston for an internal combustion engine and, more particularly, to such a piston having a cooling tunnel arranged circumferentially within the annular zone and provided with an oil inlet port for receiving an oil jet from an injection nozzle and an oil outlet port (see, for example, JP-A-2123260 and GB-A-1117610).

Background of the invention

Eines der Probleme, welche die Konstruktion dieses Kolbentyps aufwirft, betrifft die Notwendigkeit, eine bestimmte ausreichende Menge Öls von einem Ölstrahl, der bezogen auf die Längsverschiebung des Kolbens geneigt und im wesentlichen parallel zur Gelenkachse des Kolbens mit der Pleuelstange ist, und der von einer innerhalb des Motors angebrachten Einspritzdüse kommt, ins Innere des Kühlkanals aufzunehmen. Ein anderer wichtiger, bei der Konstruktion dieser Kolben zu berücksichtigender Gesichtspunkt ist, daß das ausreichende Füllen des Kühlungstunnels optimiert werden sollte, ohne die konstruktive Festigkeit der besagten Kolben, in den Anwendungen, in denen sie schweren Belastungen ausgesetzt sind, zu beeinflussen. In einer bekannten konstruktiven Lösung, beschrieben in der Patentanmeldung PCT DE94/01375, ist der Kühlungstunnel mit einer Öleinlaßöffnung versehen, die ein oberes Ende aufweist, welches zum Boden des Tunnels hin offen ist, und ein unteres Ende, welches zur inneren Oberfläche des Mantels hin offen und unter der Brennkammer des Kolbens ist, wobei die Form der Einlaßöffnung zwischen ihren oberen und unteren gegenüberliegenden Enden so ist, daß sie einen Trichter ausbildet, desen verjüngte Öffnung zur Innenseite des Kühlungstunnels hin offen ist.One of the problems posed by the design of this type of piston concerns the need to receive a certain sufficient quantity of oil inside the cooling channel from an oil jet inclined with respect to the longitudinal displacement of the piston and substantially parallel to the articulation axis of the piston with the connecting rod, and coming from an injector located inside the engine. Another important aspect to be taken into account in the design of these pistons is that the sufficient filling of the cooling tunnel should be optimized without affecting the structural strength of said pistons in applications in which they are subjected to heavy loads. In a known constructive solution, described in patent application PCT DE94/01375, the cooling tunnel is provided with an oil inlet opening having an upper end open towards the bottom of the tunnel and a lower end open towards the inner surface of the jacket and below the combustion chamber of the piston, the shape of the inlet opening between its upper and lower opposite ends being such that it forms a funnel, the tapered opening of which is open towards the inside of the cooling tunnel.

In dieser Konstruktion nach dem bisherigen Stand der Technik ist das obere Ende der Öleinlaßöffnung so geformt, wie zuvor in der Druckschrift SU-973900 diskutiert, daß sie eine Längsausdehnung entlang einer gewissen Umfangserstreckung des Kühlungstunnels aufweist, die im Falle der letztaufgeführten Druckschrift dem Umfangsabstand zwischen den Kolbenaugen entspricht.In this prior art design, the upper end of the oil inlet opening is shaped as previously discussed in document SU-973900, so that it has a longitudinal extension along a certain circumferential extent of the cooling tunnel, which in the case of the latter document corresponds to the circumferential distance between the piston bosses.

Mit dem Ziel, die konstruktive Festigkeit des wie oben beschrieben konstruierten Kolbens zu erhöhen, schlägt die in der Druckschrift PCT DE94/01375 vorgestellte Lösung vor, die Umfangs-Längsausdehnung des oberen Endes der Öleinlaßöffnung auf einen Wert zu vermindern, der gleich oder niedriger ist als zwei Drittel des Umfangsabstands zwischen den Kolbenaugen und auch etwas niedriger, als erforderlich wäre, um in allen Positionen der Kolbenverschiebung den Ölstrahl direkt aufzunehmen. Es ist beabsichtigt, daß die obenangeführte konstruktive Anordnung der ausgedehnten Umfangsform des oberen Endes der Öleinlaßöffnung folgt, um noch einen hohen Grad der direkten Aufnahme des Ölstrahls aufrechtzuerhalten, jedoch erhöht sie die konstruktive Festigkeit des Kolbens im Verhältnis zu der bis dahin bekannten Lösung. Um die Kühlbedingungen des Öls im Inneren des Öltunnels zu verbessern, ist die Ölauslaßöffnung so dimensioniert, daß sie einen kleineren Querschnitt in ihrer kreisunden Kontur hat.With the aim of increasing the structural strength of the piston designed as described above, the solution presented in the PCT DE94/01375 publication proposes to reduce the circumferential longitudinal extension of the upper end of the oil inlet opening to a value equal to or lower than two thirds of the circumferential distance between the piston bosses and also slightly lower than would be required to directly receive the oil jet in all positions of piston displacement. The above structural arrangement is intended to follow the extended circumferential shape of the upper end of the oil inlet opening in order to still maintain a high degree of direct reception of the oil jet, but it increases the structural strength of the piston in relation to the solution known up to then. In order to improve the cooling conditions of the oil inside the oil tunnel, the oil outlet opening is dimensioned to have a smaller cross-section in its circular contour.

Unabhängig von der mit der Lösung nach herkömmlichem Stand der Technik erzielten Kühleffizienz ist es wünschenswert, den höchstmöglichen Grad an direkter Aufnahme des Ölstrahls innerhalb eines gewissen annehmbaren Ergebnisses zu erreichen, was die konstruktive Festigkeit angeht. Somit wurde die in Umfangsrichtung ausgedehnte Gestalt beibehalten mit dem Ziel einer direkteren Ölaufnahme, und die Längsausdehnung des oberen Endes der Öleinlaßöffnung wurde angepaßt, um eine mögliche konstruktive Festigkeit für den Kolben zu erhalten. Bei dieser Lösung erhält die sich verjüngende Seitenwand der Öleinlaßöffnung die Funktion, den Anteil des Ölstrahls, der auf besagte Wand fallen wird, ins Innere des Kühlungstunnels zu leiten, wenn man berücksichtigt, daß beabsichtigt ist, daß die Form und Dimensionierung des Querschnitts des oberen Endes der Öleinlaßöffnung eine bessere direkte Aufnahme des Ölstrahls gewährleisten. Nichtsdestotrotz ist der erwünschte größere Querschnitt für Öldruchfluß in der ausgedehnten Form in Umfangsrichtung auf die Längenausdehnung des oberen Endes der Öleinlaßöffnung begrenzt, und er kann nicht ohne das Risiko vergrößert werden, die konstruktive Festigkeit eines Kolbens zu beeinträchtigen, wenn man die Lösung nach bisherigem Stand der Technik verwendet.Irrespective of the cooling efficiency achieved with the conventional state-of-the-art solution, it is desirable to achieve the highest possible degree of direct absorption of the oil jet within a certain acceptable result in terms of structural strength. Thus, the circumferentially extended shape has been retained with the aim of more direct oil absorption, and the longitudinal extension of the upper end of the oil inlet opening has been adapted to obtain a possible structural strength for the piston. In this solution, the tapered side wall of the oil inlet opening has the function of directing the portion of the oil jet that will fall on said wall into the interior of the cooling tunnel, considering that the shape and dimensioning of the cross section of the upper end of the oil inlet opening are intended to ensure better direct absorption of the oil jet. Nevertheless, the desired larger cross-section for oil flow in the expanded form is limited in the circumferential direction to the length of the upper end of the oil inlet opening and it cannot be increased without the risk of compromising the structural strength of a piston when using the state of the art solution.

Es ist beobachtet worden, daß die Form des Querschnitts des oberen Endes der hier betrachteten Öleinlaßöffnung nach bisherigem Stand der Technik der Erhöhung der konstruktiven Festigkeit des Kolbens eine schwere Einschränkung auferlegt, was dessen Anwendung unter bestimmten Betriebsbedingungen verhindert. Es sollte ebenso bemerkt werden, daß die Umfangsform der Öleinlaßöffnung die Kolbenkonstruktion in einem Bereich schwächt, der während des Betriebs des Kolbens höheren Stoßbelastungen unterliegt.It has been observed that the shape of the cross-section of the upper end of the oil inlet port under consideration in the prior art imposes a severe limitation on increasing the structural strength of the piston, which prevents its use under certain operating conditions. It should also be noted that the circumferential shape of the oil inlet port weakens the piston structure in an area subject to higher shock loads during operation of the piston.

Disclosure of the invention

Aufgrund der obenerwähnten Schwierigkeiten ist die Aufgabe der Erfindung, einen Kolben des hier betrachteten Typs verfügbar zu machen, der allerdings eine Öleinlaßöffnung besitzt, die so konstruiert ist, daß sie eine besser ausreichende Ölfüllung in dem Kühlungstunnel des Kolbens gestattet, wobei sie zu einer besseren Kühlung des letzteren bei erhöhter konstruktiver Festigkeit führt.Due to the above-mentioned difficulties, the object of the invention is to make available a piston of the type considered here, which, however, has an oil inlet opening designed to allow a more sufficient oil filling in the cooling tunnel of the piston, thereby leading to better cooling of the latter with increased structural strength.

Eine weiter Aufgabe der Erfindung ist es, eine Öleinlaßöffnung verfügbar zu machen mit einer Konstruktion, die auch verwendet werden kann, die Ölauslaßöffnung des Kühlungstunnels in einer symmetrischen Anordnung zur Öleinlaßöffnung vorzugeben. Es ist entsprechend der Erfindung beachtet worden, daß eine neue Konstruktion und eine neue Dimensionierung des Querschnitts des oberen Endes der Öleinlaßöffnung, das zum Inneren des Kühlungstunnels hin offen ist, es gestattet, durch die notwendige Ölzirkulation innerhalb des Kühlungstunnels einen hohen Kühlgrad für den Kolben aufrechtzuerhalten, selbst wenn ein beträchtlicher Teil des Ölstrahls auf die Seitenwand der sich verjüngenden Öleinlaßöffnung fällt. Die Dimensionierung der Kontur des oberen Endes der Öleinlaßöffnung kann so erreicht werden, daß sie gestattet, daß das Öl, das gegen die sich verjüngende Wand der Öleinlaßöffnung fällt, ins Innere des Kühlungstunnels geleitet wird, wobei eine ausreichende Kühlung des Kolbenkopfes sichergestellt wird.A further object of the invention is to provide an oil inlet opening with a construction that can also be used to provide the oil outlet opening of the cooling tunnel in a symmetrical arrangement to the oil inlet opening. It has been observed according to the invention that a new construction and a new dimensioning of the cross-section of the upper end of the oil inlet opening, which is open towards the interior of the cooling tunnel, allows a high degree of cooling for the piston to be maintained by the necessary oil circulation within the cooling tunnel, even if a considerable part of the oil jet falls on the side wall of the tapered oil inlet opening. The dimensioning of the contour of the upper end of the oil inlet opening can be achieved in such a way that it allows the oil falling against the tapered wall of the oil inlet opening to be guided into the interior of the cooling tunnel, ensuring sufficient cooling of the piston head.

Aufgrund der obengenannten Beobachtungen wurde eine neue Konstruktion für die Öleinlaßöffnung verfügbar gemacht, deren Form es zuläßt, eine bessere konstruktive Festigkeit für den Kolben zu erreichen, zusammen mit einem höheren Kühlgrad, der durch die Ölzirkulation durch den Kühlungstunnel gewährleistet wird.Based on the above observations, a new design for the oil inlet port has been made available, the shape of which allows to achieve a better structural strength for the piston, together with a higher degree of cooling, which is ensured by the oil circulation through the cooling tunnel.

Gemäß der Erfindung besitzt das obere Ende der Öleinlaßöffnung eine Kontur, bei der die größten Dimensionen, in radialer und in Umfangsrichtung, an ihrem Maximum gleich der radialen Breite des Tunnels sind, wobei das untere Ende der Öleinlaßöffnung eine erweiterte Kontur besitzt, die tangential berührend zur inneren Oberfläche des Kolbenmantels ist, und die so dimensioniert ist, daß sie darinnen die direkte Aufnahme des Ölstrahls in jeglicher Betriebsposition des Kolbens zuläßt.According to the invention, the upper end of the oil inlet opening has a contour in which the largest dimensions, in the radial and circumferential directions, are at their maximum equal to the radial width of the tunnel, the lower end of the oil inlet opening has an extended contour which is in tangential contact with the inner surface of the piston skirt and which is dimensioned to allow the oil jet to be directly received therein in any operating position of the piston.

Auch wird, gemäß der vorliegenden Erfindung, der minimale radiale Abstand der Kontur des unteren Endes der Öleinlaßöffnung von der Kolbenmitte bestimmt, indem gleichzeitig die geringstmögliche hin- und herbewegte Masse mit der mindestens erforderlichen konstruktiven Festigkeit erreicht wird.Also, according to the present invention, the minimum radial distance of the contour of the lower end of the oil inlet opening from the piston center is determined by simultaneously achieving the smallest possible reciprocating mass with the minimum required structural strength.

In einer speziellen Ausführungsform der Erfindung bildet die Kontur der oberen und unteren Enden der Öleinlaßöffnung die From eines Polygons, wobei die Ecken und radialen Seiten gerundet sind, spezieller noch mit der ungefähren Form eines gleichschenkligen Dreiecks mit gerundeten Seiten, die mit einem zentralen gemeinsamen Scheitelpunkt zusammenfallen, der radial außerhalb und deutlich gerundet ist, wobei die Basis im wesentlichen geradlinig ist und die radial innerste Seite der Kontur definiert.In a specific embodiment of the invention, the contour of the upper and lower ends of the oil inlet opening forms the shape of a polygon with the corners and radial sides being rounded, more particularly with the approximate shape of an isosceles triangle with rounded sides coinciding with a central common vertex which is radially outward and significantly rounded, the base being substantially straight and defining the radially innermost side of the contour.

Mit der nun vorgeschlagenen konstruktiven Anordnung wird eine Querschnittsfläche für Öldurchfluß erhalten, die ausreichend ist, um eine genügende Füllung des Kühlungstunnels mit dem Öl zuzulassen, das, zum großen Teil, gegen die sich verjüngenden seitlichen Wände der Öleinlaßöffnung geschleudert wird, von wo es in den Kühlungstunnel eintritt. Ebenso wird zugleich eine wesentliche Erhöhung der konstruktiven Festigkeit des Kolbens aufgrund der neuen Kontur, die der Öleinlaßöffnung gegeben wurde, erreicht. Die Schwächung eines Umfangsanteils des Kolbens wird ersetzt durch eine viel weniger relevante radiale Schwächung des besagten Kolbens.With the structural arrangement now proposed, a cross-sectional area for oil flow is obtained which is sufficient to allow sufficient filling of the cooling tunnel with the oil, which is, for the most part, thrown against the tapered side walls of the oil inlet opening, from where it enters the cooling tunnel. At the same time, a significant increase in the structural strength of the piston is achieved due to the new contour given to the oil inlet opening. The weakening of a circumferential portion of the piston is replaced by a much less relevant radial weakening of said piston.

Die neue konstruktive Form gestattet es ferner, daß die Öleinlaß- und Ölauslaßöffnungen identisch und bezogen auf einen Durchmesser, der orthogonal zur Kolbenbolzenachse der Pleuelstange ist, symmetrisch konstruiert sind, was die Konstruktion und den Zusammenbau dieser Kolben vereinfacht. Die Kolben, welche die axial zentrierte Brennkammer aufweisen, können so montiert werden, daß die Einspritzdüse auf der einen oder anderen Seite des Kolbens ist, wobei die radiale Erweiterung des unteren Endes der Öleinlaßöffnung weniger strenge Montagetoleranzen erlaubt, um die Öleinspritzung in Richtung der oszillierenden Ebene der Pleuelstange einzustellen.The new structural shape also allows the oil inlet and outlet openings to be identical and symmetrical with respect to a diameter orthogonal to the piston pin axis of the connecting rod, which simplifies the design and assembly of these pistons. The pistons having the axially centered combustion chamber can be mounted so that the injector is on one side or the other of the piston, the radial expansion of the lower end of the oil inlet opening allowing less stringent assembly tolerances to adjust the oil injection towards the oscillating plane of the connecting rod.

Short description of the drawings

Die Erfindung wird im folgenden mit bezug auf die anhängenden Zeichnungen beschrieben, in denen:The invention is described below with reference to the accompanying drawings, in which:

Fig. 1 eine Ansicht eines Kolbens des in der vorliegenden Erfindung verwendeten Typs als Längs-Teilschnitt darstellt;Figure 1 is a view of a piston of the type used in the present invention in partial longitudinal section;

Fig. 2 eine Ansicht des Kolbens aus Fig. 1 von unten darstellt; undFig. 2 is a bottom view of the piston of Fig. 1; and

Fig. 3 eine Schnitt-Ansicht ähnlich der von Fig. 1 darstellt, wobei der Schnitt entlang der Linie III-III verläuft.Fig. 3 is a sectional view similar to that of Fig. 1, the section being taken along the line III-III.

Preferred embodiment of the invention

Entsprechend den obengenannten Zeichnungen ist der Kolben der vorliegenden Erfindung mit einer Brennkammer 10 in seiner Oberseite ausgestattet und mit einem Kühlungstunnel 20, der umlaufend auf dem Kolbenkopf angeordnet ist, innerhalb des Bereichs der Ringbefestigung (nicht dargestellt). Die Kühlkammer 20 ist mit einer Öleinlaßöffnung 30 und mit einer Ölauslaßöffnung 40 ausgestattet, welche die einzigen Öffnungen der Kühlkammer 20 zum Inneren des Bereichs des Kolbenmantels 50 sind. Die Öleinlaßöffnung 30 besitzt ein oberes Ende 31 und ein erweitertes unteres Ende 32, welches zum Inneren des Bereichs des Kolbenmantels 50 hin offen ist, wobei unter der Brennkammer 10 die Form des Querschnitts der Öleinlaßöffnung 30 zwischen ihren gegenüberliegenden Enden so ist, daß sie einen Trichter vorgibt, dessen kleinere Öffnung am oberen Ende 31 vorgegeben ist, das zum Kühlungstunnel 20 hin offen ist. Die Einführung des Kühlungsöls in den Kühlungskanal 20 wird durch einen Ölstrahl bewerkstelligt, der von einer Einspritzung (nicht dargestellt) erzeugt wird, die im Inneren des Motors montiert ist, und die in Richtung der Öleinlaßöffnung 30 gerichtet ist. In den bei der Erfindung betrachteten Konstruktionen hat der Ölstrahl eine Richtung, die bezogen auf die Längsverschiebung des Kolbens schrägsteht, und die für gewöhnlich im wesentlichen parallel zur Kolbenbolzenachse der Pleuelstange ist. Nach der dargestellten konstruktiven Form hat das obere Ende 31 der Öleinlaßöffnung 30 die Kontur eines Polygons, wobei die Ecken abgerundet sind und mit Seiten zusammenfallen, die auch entweder ganz oder teilweise abgerundet oder konvex gebogen sind. In der dargestellten Ausführungsform nimmt die Kontur des besagten oberen Endes 31 die angenäherte Form eines wie oben beschriebenen gleichschenkligen Dreiecks an, wobei dessen mittlere gemeinsame Ecke abgeschnitten und deutlich abgerundet ist, und eine im wesentlichen geradlinige Basis über abgerundete seitliche Ecken mit einem Paar von Seiten zusammenfällt, die ebenso abgerundet sind und mit dem gemeinsamen zentralen Scheitelpunkt zusammenfallen, was dieser etwa dreieckigen Kontur eine "D"-förmige Gestalt gibt, wobei die radial am weitesten innen gelegene Seite in der Regel in einer Richtung angeordnet ist, die im wesentlichen parallel zum Ölstrahl und geneigt zur Kolbenbolzenachse der Pleuelstange ist.According to the above drawings, the piston of the present invention is provided with a combustion chamber 10 in its upper surface and with a cooling tunnel 20 arranged circumferentially on the piston head within the ring attachment region (not shown). The cooling chamber 20 is provided with an oil inlet port 30 and an oil outlet port 40 which are the only openings of the cooling chamber 20 to the interior of the piston skirt region 50. The oil inlet port 30 has an upper end 31 and an enlarged lower end 32 which is open to the interior of the piston skirt region 50, and below the combustion chamber 10, the shape of the cross section of the oil inlet port 30 between its opposite ends is such as to define a funnel whose smaller opening is defined at the upper end 31 which is open to the cooling tunnel 20. The introduction of the cooling oil into the cooling channel 20 is achieved by an oil jet generated by an injector (not shown) mounted inside the engine and directed towards the oil inlet opening 30. In the constructions considered in the invention, the oil jet has a direction which is oblique with respect to the longitudinal displacement of the piston and which is usually substantially parallel to the piston pin axis of the connecting rod. According to the structural form shown, the upper end 31 of the oil inlet opening 30 has the contour of a polygon, the corners being rounded and coinciding with sides which are also either completely or partially rounded or convexly curved. In the embodiment shown, the contour of said upper end 31 takes the approximate shape of an isosceles triangle as described above, the central common corner of which is truncated and substantially rounded, and a substantially rectilinear base coinciding via rounded lateral corners with a pair of sides which are also rounded and coincident with the common central apex, giving this approximately triangular contour a "D"-shaped configuration, the radially innermost side generally being arranged in a direction substantially parallel to the oil jet and inclined to the piston pin axis of the connecting rod.

Um die besten Kühlergebnisse zu erreichen, wurde beachtet, daß die größeren Dimensionen, sowohl in der radialen als auch in der Umfangsdimension, der Kontur des oberen Endes 31 der Öleinlaßöffnung 30 maximal gleich der Breite des Kühlungskanals 20 sein sollten.In order to achieve the best cooling results, it was considered that the larger dimensions, both in the radial and in the circumferential dimension, of the contour of the upper end 31 of the oil inlet opening 30 should be at most equal to the width of the cooling channel 20.

Bei dieser Konstruktion sind die besagten Dimensionen für gewöhnlich im wesentlichen gleich. Andererseits ist die Kontur des unteren Endes 32 der Öleinlaßöffnung 30 erweitert, für gewöhnlich ähnlich der Kontur des oberen Endes 31 und so dimensioniert, daß sie tangential berührend zur inneren Oberfläche des Kolbenmantels 50 ist und den Ölstrahl in jeder Betriebsposition des Kolbens direkt in sein Inneres aufnimmt. Der Ölstrahl ist dann größtenteils gegen die sich verjüngende seitliche Oberfläche der Öleinlaßöffnung 30 gerichtet, von wo aus er ins Innere des Kühlungstunnels 20 abgelenkt wird. Nur ein kleiner Teil des Ölstrahls wird direkt ins Innere des Kühlungstunnels 20 geführt, ohne gegen die sich verjüngende seitliche Oberfläche der Öleinlaßöffnung 30 zu fallen.In this construction, the said dimensions are usually substantially equal. On the other hand, the contour of the lower end 32 of the oil inlet opening 30 is extended, usually similar to the contour of the upper end 31 and dimensioned so that it is in tangential contact with the inner surface of the piston skirt 50 and receives the oil jet directly into its interior in any operating position of the piston. The oil jet is then mostly directed against the tapered lateral surface of the oil inlet opening 30, from where it is deflected into the interior of the cooling tunnel 20. Only a small part of the oil jet is guided directly into the interior of the cooling tunnel 20 without falling against the tapered lateral surface of the oil inlet opening 30.

Die Konstruktion mit einer verjüngten Kontur am oberen Ende 31 der Öleinlaßöffnung 30 wirkt sich darin aus, das Öl nicht zu hindern, im Kühlungstunnel 20 anzukommen, und das besagte Öl im Inneren des Kühlungstunnels 20 zu halten und dabei das Öl, das an die Oberseite des Tunnels geschleudert wird, davon abzuhalten, ins Motor-Kurbelgehäuse durch dieselbe Öffnung zurückzugelangen, ohne den erwünschten Kühleffekt zu bieten.The design with a tapered contour at the upper end 31 of the oil inlet opening 30 has the effect of not preventing the oil from arriving in the cooling tunnel 20 and of keeping said oil inside the cooling tunnel 20, thereby preventing the oil thrown to the top of the tunnel from returning to the engine crankcase through the same opening without providing the desired cooling effect.

Andererseits ist die erweiterte Kontur des unteren Endes 32 der Öleinlaßöffnung 30 so gestaltet, daß sie tangential berührend zur inneren Oberfläche des Kolbenmantels 50 ist, womit jegliche Stufe oder jegliches Hindernis für die Aufnahme und das Aufwärtsgleiten des Ölstrahls vermieden wird, wobei die besagte Kontur so dimensioniert ist, daß der Ölstrahl direkt innerhalb aufgenommen werden kann, wie auch immer die Betriebsposition des Kolbens während seiner Auf- und Abbewegung ist.On the other hand, the extended contour of the lower end 32 of the oil inlet opening 30 is designed to be in tangential contact with the inner surface of the piston skirt 50, thus avoiding any step or obstacle to the reception and upward sliding of the oil jet, said contour being dimensioned so that the oil jet can be received directly inside, whatever the operating position of the piston during its up and down movement.

Mit Beachtung der obengenannten Bedingung sollte die Kontur des unteren Endes 32 der Öleinlaßöffnung 30 auch auf einem minimalen radialen Abstand von der Kolbenmitte gehalten werden, was bestimmt wird durch das Erfordernis, die geringstmögliche hin- und herbewegte Masse mit der für die beabsichtigte Anwendung mindestens erforderlichen konstruktiven Festigkeit zu haben. Als ganzes liegt dieser minimale Abstand bei etwa 35% des Durchmesserwertes des mit den derzeit bekannten Legierungen gefertigten Kolbens ohne das Risiko, die konstruktive Festigkeit des besagten Kolbens negativ zu beeinflussen.Taking into account the above condition, the contour of the lower end 32 of the oil inlet opening 30 should also be kept at a minimum radial distance from the piston center, which is determined by the need to have the smallest possible reciprocating mass with the minimum structural strength required for the intended application. As a whole, this minimum distance is about 35% of the diameter value of the piston made with the currently known alloys, without the risk of negatively affecting the structural strength of said piston.

Wegen der konstruktiven Erfordernisse wird das untere Ende 32 der Öleinlaßöffnung 30 für gewöhnlich auf einem Teil der inneren Oberfläche des Kolbenkopfes vorgegeben, der mit der innern Oberfläche des Kolbenmantels zusammenpaßt.Because of design requirements, the lower end 32 of the oil inlet opening 30 is usually provided on a portion of the inner surface of the piston head that mates with the inner surface of the piston skirt.

Ein weiterer Vorteil der hier vorgeschlagenen Konstruktion beruht auf der Möglichkeit der Ölauslaßöffnung 40, seine oberen und unteren Enden 41, 42 identisch mit den Enden der Öleinlaßöffnung 30 zu haben, wobei die besagte Ölauslaßöffnung 40 bezogen auf einen Durchmesser orthogonal zur Kolbenbolzenachse der Pleuelstange symmetrisch zu der Öleinlaßöffnung 40 ist.A further advantage of the construction proposed here is based on the possibility of the oil outlet opening 40 having its upper and lower ends 41, 42 identical to the ends of the oil inlet opening 30, said oil outlet opening 40 being symmetrical to the oil inlet opening 40 with respect to a diameter orthogonal to the piston pin axis of the connecting rod.

Claims

1. Piston for an internal combustion engine, comprising a cooling tunnel (20) arranged circumferentially within an annular zone of the piston and equipped with an oil inlet opening (30) for receiving an oil jet inclined with respect to the longitudinal movement of the piston and with an oil outlet opening (40), the oil inlet and oil outlet openings having an upper end (31, 41) opening into the interior of the cooling tunnel (20) and a lower end (32, 42) opening towards the inside of the piston skirt region (50), the upper end (31) of the oil inlet opening (30) having a contour whose largest dimensions in the radial and tangential directions are at most equal to the radial width of the tunnel, characterized in that the lower end (32) of the oil inlet opening (30) has a widened profile which is tangential to the inner side of the piston skirt (50) and has dimensions such that the oil jet is received directly therein in any operating position of the piston, and that the profile of the upper end (31) of the oil inlet opening (30) is polygonal, the corners and at least the radial sides being rounded.

2. Piston according to claim 1, characterized in that the profile of the lower end (32) of the oil inlet opening (30) is similar to the profile of the upper end (31) of this same opening.

3. Piston according to claim 2, characterized in that the polygonal profile of the upper end (31) and lower end (32) of the oil inlet opening (30) approximately has the shape of an isosceles triangle with rounded sides which coincide with a central common vertex which is radially outer and significantly rounded and, the base is substantially straight and defines the radially innermost side of the profile.

4. Piston according to claim 3, characterized in that the radially innermost side of the isosceles triangular profile is arranged in a direction which is substantially parallel to the direction of the oil jet.

5. Piston according to claim 4, characterized in that the direction of the radially innermost side of the isosceles triangular profile is oblique to the piston pin axis of the connecting rod.

6. Piston according to claim 1, characterized in that the lower end (32) of the oil inlet opening (30) is defined in a piston head surface portion which coincides with the inner surface of the piston skirt (50).

7. Piston according to any one of the preceding claims, characterized in that the oil outlet opening (40) is identical to the oil inlet opening (30) and symmetrical to the latter with respect to a diameter perpendicular to the piston pin axis of the connecting rod.