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Einrichtung zur Schmierung und Kolbenkühlung einer Brennkraftmaschine
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Schmierung und Kolbenkühlung einer
Brennkraftmaschine, mit einer von der ölpumpe beaufschlagten ölverteilleitung mit zwischen- geschaltetem Ölfilter und von der ölverteilleitung abzweigenden, zu den Kurbelwellenlagern und den übrigen Schmierstellen des Motors führenden Ölleitungen, sowie je einer pro Zylinder vorgesehenen, von der ölpumpe gespeisten und in Abhängigkeit vom öldruck betätigten Düse, deren Mündung auf die
Unterseite des zugehörigen Kolbens gerichtet ist.
Bei einer bekannten Einrichtung dieser Art erfolgt eine sich selbsttätig den jeweiligen
Betriebsverhältnissen anpassende Regelung der Kolbentemperatur, u. zw. dadurch, dass jede Düse über ein Regelventil mit einstellbarem Abspritzdruck verfügt. Die Regelventile sind dabei so eingestellt, dass der Ölabspritzdruck niedriger als der höchste im Hauptölkreislauf erreichbare öldruck und höher als der Hauptölkreislaufdruck im Leerlauf ist. Bei der bekannten Anordnung ist weiters der Druck im Hauptölkreislauf vor den öldüsen durch eine Rückströmregelung regelbar, welche in Abhängigkeit von der Belastung oder Temperatur oder der Drehzahl der Maschine gesteuert wird.
Der Hauptnachteil der bekannten Einrichtung ist darin zu sehen, dass über das erwähnte Druckregelventil öl nutzlos abgesteuert wird und daher sowohl die ölpumpe als auch das ölfilter überdimensioniert werden müssen, damit auch bei aufgesteuertem Druckregelventil die Ölversorgung sämtlicher Lagerstellen des Motors sichergestellt ist. Ein weiterer Nachteil der bekannten Anlage besteht in der Ausrüstung jeder Düse mit einem eigenen Regelventil, da die Einstellung eines gleichmässigen Abspritzdruckes an sämtlichen Regelventilen schwierig und über einen längeren Zeitraum kaum aufrecht zu erhalten ist.
Es ist weiters eine Einrichtung zur Kolbenkühlung bekannt, bei welcher öl direkt aus dem Haupt-Schmierölkreislauf der Maschine abgezweigt und je über ein Rückschlagventil den Kühlöldüsen zugeführt wird. Die bekannte Anlage verfügt zusätzlich über ein Überdruckventil im Schmierölkreislauf, über welches überschüssiges öl nutzlos abgesteuert wird. Es treten somit auch bei dieser bekannten Ausführung die bereits erwähnten Nachteile auf. Ausserdem können sich durch Unterschiede in der Federspannung des für jede Düse vorgesehenen Ventils verschiedene Öffnungszeiten und Durchflussmengen ergeben.
Es ist nun das Ziel der Erfindung, eine Einrichtung zur Schmierung und Kolbenkühlung zu schaffen, welche die Nachteile der bekannten Systeme vermeidet und diese sowohl in funktioneller als auch in wirtschaftlicher Hinsicht verbessert. Erfindungsgemäss ist hiezu vorgesehen, dass zwischen die Ölpumpe und die Ölverteilleitung in an sich bekannter Weise ein Ölkühler eingeschaltet ist, und dass die Düsen an eine gemeinsame Kühlölleitung angeschlossen sind, die über ein vom Schmieröldruck am Ende der ölverteilleitung betätigtes Steuerventil mit dem dem ölkühler nachgeschalteteten Druckölsystem verbindbar ist.
Durch diese Ausbildung wird es möglich, die gesamte, zur Schmierung nicht benötigte ölmenge zur Kolbenkühlung heranzuziehen, so dass die gesamte im Umlauf befindliche ölmengekleiner als bei den bekannten Systemen gehalten werden kann. Man kommt daher mit einer kleineren ölpumpe und somit auch mit einer verminderten Antriebsleistung für diese aus.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Kühlölleitung unmittelbar an den ölkühler angeschlossen und das Steuerventil als Kolbenventil mit in einem hohlzylindrischen Gehäuse gleitbarem,
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von einer Druckfeder belasteten und an der gegenüberliegenden Stirnfläche vom Schmieröldruck beaufschlagten Kolben ausgebildet, und münden die Teilabschnitte der Kühlölleitung mit axial versetzten Steuerbohrungen in das Ventilgehäuse ein und sind über eine am Umfang des Kolbens vorgesehene Steuernut verbindbar. Diese bevorzugte Ausführungsform der Schmier-und Kühleinrichtung zeichnet sich durch hohe Betriebssicherheit und Anpassungsfähigkeit hinsichtlich des gewünschten Betriebsverhaltens aus.
So kann durch entsprechende Bemessung der den Steuerkolben belastenden Druckfeder, durch die Grösse der wirksamen Kolbenstirnfläche und durch die Ausbildung der Steuernut das Betriebsverhalten der Anlage beliebig verändert werden. Für das Ölfilter ergeben sich bei dieser Ausführung besonders kleine Abmessungen, da es ausschliesslich von der zur Schmierung erforderlichen ölmenge durchflossen ist. Das Kolbenventil übernimmt zugleich die Funktion eines Druckreglers, da es mit zunehmendem Druck in der ölverteilleitung grössere Kühlölquerschnitte freigibt, so dass über die Abzweigstelle nach dem ölkühler ein Druckausgleich zwischen der Olverteilleitung und der Kühlölleitung stattfindet.
Eine besonders vereinfachte Ausführung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil als am Ende der ölverteilleitung angeordnetes überdruckventil ausgebildet ist, an das die Kühlölleitung anschliesst. Bei diesem System ist zwar das in die Ölverteilleitung eingeschaltete Ölfilter für die gesamte, zur Schmierung und Kolbenkühlung erforderliche ölmenge auszulegen, doch ergibt sich durch die Hintereinanderschaltung der Ölverteilleitung und der Kühlölleitung eine überaus einfache und kostensparende Bauweise.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles der Erfindung, Fig. 2 ein Förderdiagramm eines bekannten Schmier-und Kolbenkühlsystems, Fig. 3 ein Förderdiagramm der erfindungsgemässen Einrichtung nach Fig. 1 und Fig. 4 ein weiteres, schematisch vereinfachtes Ausführungsbeispiel der Erfindung im Schnitt.
In der schematischen Darstellung der Fig. l bezeichnet-l-das Motorgehäuse und-2den ölsammelraum im unteren Teil des Gehäuses. Die Kurbelwelle --3-- der Maschine ist dreifach in Kurbelwellenlagem--4-gelagert.-5--bezeichnet die Pleuel und-6-die Kolben der beiden Motorzylinder--7--.
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der Ölpumpe --8-- nachgeschalteten Ölkühler --10--. Der Olpumpe-8-sowie dem ölkühler --10-- ist je eine Umgehungsleitung-11 bzw. 12-mit zwischengeschaltetem Überdruckventil - -13-- zugeorndet.
Vom Ölkühler-10-geht eine Ölverteilleitung-14-sowie eine Kühlölleitung --15-aus. über die Olverteilleitung-14-wird die Schmierölmenge --Qs-- abgezweigt und einem über eine Umgehungsleitung --17-- mit Überdruckventil --13-- kurzschliessbaren Ölfilter --16-zugeführt. Von der in das Motorgehäuse --1-- der Brennkraftmaschine geführten ölverteilleitung - zweigen Ölleitungen-18-zu den Kurbelwellenlagem-4-und gegebenenfalls zu weiteren Schmierstellen der Maschine ab. Von den Kurbelwellenlagern --4-- gelangt das Schmieröl über die Ölbohrungen-19-der Kurbelwelle-3-zu den Pleuellagern und von dort über die
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anderseits eine Steuerleitung --23-- zu einem hydraulisch betätigten Steuerventil-24angeschlossen.
Das Steuerventil --24-- ist als Kolbenventil ausgebildet, welches ein hohlzylindrisches Gehäuse - mit darin gleitbarem Steuerkolben --26-- aufweist. Die eine Stirnfläche-27-des
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--26-- ist--23-- vom Schmieröldruck beaufschlagt. Die andere Stirnfläche des Steuerkolbens --26-- ist durch eine mittels einer Stellschraube --28-- mit Gegenmutter --29-- verstellbare Druckfeder - belastet. Die beiden Teilabschnitte --15' und 15''-- der Kühlölleitung --15-- bilden axial zueinander versetzte Steuerbohrungen, welche über eine am Umfang des Steuerkolbens-26vorgesehene Steuemut--31-bei angehobenem Steuerkolben --26-- in Verbindung stehen.
In die Kühlölleitung --15-- kann, wie durch strichpunktierte Linien hervorgehoben, ein Ölfilter-32- eingeschaltet werden.
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