DE102004029706B4

DE102004029706B4 - Ölversorgungssystem und Verfahren mit Vorrangsteuerung

Info

Publication number: DE102004029706B4
Application number: DE102004029706A
Authority: DE
Inventors: Eva Barber; Chip Hartinger; John Edmund Brune
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2003-06-19
Filing date: 2004-06-21
Publication date: 2011-09-01
Anticipated expiration: 2024-06-22
Also published as: DE102004029706A1; GB0410027D0; US7025032B2; US20040255894A1; GB2402970A; GB2402970B

Abstract

Ölsystem zum Versorgen und Steuern des Ölflusses in einem Verbrennungsmotor der mit einer variablen Nockenwellensteuerung ausgestattet ist, umfassend: eine Ölpumpe (26) zum Zuführen von unter Druck stehendem Schmieröl zum Motor und zur variablen Nockenwellensteuerung (96); einen Ölkreislauf, der die Ölpumpe (26) mit der variablen Nockenwellensteuerung (96) und einem Hauptölgang des Motors über einen Ventilmechanismus (200) verbindet, der eine Feder (210), einen Hauptteil (218), eine mit der Auslassseite der Ölpumpe (26) verbundene Einlassöffnung (202) und eine mit dem Hauptölgang (38) verbundene Auslassöffnung (204) aufweist, wobei der Hauptteil (218) durch die Feder (210) in einer ersten Richtung und durch den Öldruck in einer zweiten, der ersten Richtung entgegengesetzten Richtung beaufschlagt wird und wobei der Hauptteil (218) den Auslass (204) verdeckt, wenn der Öldruck an einem Auslass der Ölpumpe (26) kleiner als der vorbestimmte Druck ist, wobei der Ventilmechanismus (200) auf Öldruck in der Nähe des Auslasses der Ölpumpe (26) anspricht,...

Description

Die Erfindung betrifft ein Ölsystem zum Versorgen und Steuern des Ölflusses in einem Verbrennungsmotor und einen Ventilmechanismus zum Leiten des Ölflusses durch einen Ölkreislauf in einem Verbrennungsmotor, der mit einer ölbetätigten variablen Nockenwellensteuerung ausgestattet ist und ein Verfahren zum Zuführen von Öl zu einem Hauptölgang eines Verbrennungsmotors und zu einer mit der Nockenwelle des Motors verbundenen variablen Nockenwellensteuerung.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, Vorrichtungen für variable Nockenwellensteuerungen (VCT) in Verbrennungsmotoren zu verwenden, um verbesserte Kraftstoffausnutzung, Emissionswerte und Leistungen zu erhalten. VCT-Einheiten haben den Zweck, die Phasenbeziehung zwischen einer Nockenwelle und einer Kurbelwelle zu variieren, um die Ansteuerung der Nocken über den ganzen Betriebsbereich des Motors zu optimieren, um die oben genannten Verbesserungen zu erzielen. Ein übliches Verfahren zum Betätigen der VCT-Einheit besteht darin, der VCT-Einheit Motoröl zuzuleiten. Das Betätigen der VCT-Einheit mit einer akzeptabeln Geschwindigkeit erfordert einen starken Ölzufluss. Eine Lösung besteht darin, für einen mit einer VCT-Einheit ausgestatteten Motor größere Ölpumpen als diejenigen, die bei einem Motor ohne VCT-Einheit verwendet werden, zu verwenden. Jedoch erhöhen größere Pumpen das System-Gewicht und steigern die von der Pumpe verbrauchte Energie, wodurch die durch eine VCT-Einheit erzielte Leistung und die Kraftstoffausnutzung reduziert werden.
Aus der DD 252 413 A1 ist eine Einrichtung zur Öldrucksteuerung bei Brennkraftmaschinen bekannt, bei welcher im Schmierölsystem ein Teil des Öles zur kühlenden Anspritzung der Kolbenunterseiten verwendet wird. In der vom druckölführenden Hauptkanal zu den Lagerstellen hin abzweigenden Leitung sind eine Drosselstelle sowie ein diese überbrückender, von einem Umgehungsventil bei höheren Drücken geöffneter Umgehungskanal angeordnet. Das Durchlassvermögen der Drosselstelle soll dabei etwa dem der Lagerstellen im Neuzustand entsprechen. Über ein Steuerventil steuerbar, zweigt vom druckölführenden Hauptkanal der Kühlölkanal mit den Spritzdüsen ab. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass sich die Lebensdauer des Motors deutlich erhöht und die zu den Spritzdüsen für die Kolbenkühlung gelangende Ölmenge über den gesamten Betriebszeitraum des Motors unverändert bleibt. Diese Einrichtung ermöglicht eine ständige Ölversorgung der Lagerstellen über die Drosselstelle und bei höheren Drücken auch der Spritzdüsen sowie der Lagerstellen über eine Überbrückung der Drosselstelle.
Die DE 197 41 918 C2 beschreibt eine Vorrichtung zum Zuführen von Öl als Schmier- und Druckmittel in einem Motor. Ein Ventil öffnet und schließt den Verbrennungsraum selektiv und besitzt eine Hubcharakteristik. Eine Steuervorrichtung ändert die Hubcharakteristik gemäß einer Änderung der hydraulischen Drucks in einer sich in das Innere der Steuervorrichtung erstreckenden Hydraulikdruckleitung. Der Mechanismus zum Ändern des Ventilhubs umfasst eine Kipphebelwelle, in der eine Öldruckleitung definiert ist. An der Kipphebelwelle sind in Verbindung mit zwei Ventilen bei niedrigen und hohen Drehzahlen unterschiedliche Kipphebel drehbar angeordnet, die bei niedrigen bzw. hohen Drehzahlen durch wirksame Nocken um die Achse der Kipphebelwelle gedreht werden. Die Ölpumpe ist über eine Schmiermittelleitung und ein Schaltventil mit der Hydraulikdruckleitung verbunden. Das Schaltventil verbindet auf der Basis der Motordrehzahl die Hydraulikdruckleitung entweder mit der Ölpumpe oder der Ölwanne.
Die DE 603 11 563 T2 offenbart ein umschaltbares Steuerventilsystem für Fluide. Eine Baueinheit weist Mittel zum Erzeugen eines Flusses des Hydraulikfluids in einer ersten Betriebsart mit hohem Hydraulikdruck, Mittel zum Regulieren des Flusses des Hydraulikfluids in einer zweiten Betriebsart mit niedrigerem Hydraulikdruck und Mittel zum wahlweisen Umschalten von der ersten auf die zweite Betriebsart auf. Während des Umschaltens wird von einer ersten Fluidzuführöffnung für die Verbindung mit der Fluidquelle beim ersten Druck auf null verringert. Die Fluidsteuereinheit weist in einer Längsbohrung des Gehäuses eine Regulier- und eine Hilfskammer sowie eine Zuführ-, Steuer- und Auslassöffnung auf. Die Regulierungs- und die Hilfskammer enthalten Schieber zur selektiven Abdeckung der Fluidein-/-auslassöffnung. Der Regulierungsschieber weist eine erste und eine zweite Druckfläche auf, die einander gegenüber liegen.
Von daher liegt der Erfindung das Problem zugrunde, ein verbessertes Ölversorgungssystem, einen Ventilmechanismus und ein Verfahren zur Steuerung der Ölzufuhr vorzuschlagen.
Das Problem wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale der Ansprüche 1, 7 und 9. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben erkannt, dass durch weitgehendes Umleiten des Durchflusses vom Hauptölgang des Motors zur VCT-Einheit während der kurzen, zum Durchführen einer Phasenanpassung der VCT-Einheit benötigten Zeitspanne, die mit einer normal großen Ölpumpe erhaltene Durchflussmenge ausreichend ist und die Motorkomponenten durch die kurze Zeitspanne mit erheblich geringerem Öldurchfluss nicht beschädigt werden.
Dies wird durch ein Ölsystem zum Steuern des Öldurchflusses in einem Verbrennungsmotor, der mit einer variablen Nockenwellensteuerung ausgestattet ist, erreicht. Das System umfasst eine Ölpumpe zum Fördern von unter Druck stehendem Schmieröl zum Motor und der variablen Nockenwellensteuerung und einen Ölkreislauf, der die Ölpumpe über ein Ventil mit der variablen Nockenwellensteuerung und einem Hauptölgang des Motors verbindet. Das Ventil spricht auf den Öldruck in der Nähe des Auslasses der Ölpumpe derart an, dass es dem Öl ermöglicht, zum Hauptölgang zu fließen, wenn der Öldruck oberhalb eines vorbestimmten Drucks ist und den Öldurchfluss durch das Ventil zum Hauptölgang weitgehend sperrt, wenn der Öldruck unterhalb des vorbestimmten Drucks ist.
Die Erfinder haben ebenfalls ein Verfahren zum Zuführen von Öl zu einem Hauptölgang eines Verbrennungsmotors und einer variablen Nockenwellensteuerung, die mit der Nockenwelle des Motors verbunden ist, entwickelt, bei dem eine mit dem Motor verbundene Ölpumpe, Leitungen zum Befördern von Öl zwischen der Ölpumpe und der variablen Nockenwellensteuerung sowie zwischen der Ölpumpe und dem Hauptölgang sowie ein in der Ölleitung zwischen der Ölpumpe und dem Hauptölgang angeordnetes Ventil bereitgestellt werden. Der Durchfluss durch das Ventil zum Hauptölgang wird reduziert, wenn der Druck auf der Ölpumpenseite des Ventils geringer als ein vorbestimmter Druck ist.
Weiterhin ist gemäß einer dritten Lösung ein Ventilmechanismus mit Magnetventil in der Ölleitung zwischen der Ölpumpe und der variablen Nockenwellensteuerung vorgesehen. Das Magnetventil erhält den Befehl zum Öffnen, wenn Bedarf an einer Anpassung der variablen Nockenwellensteuerung festgestellt wird, wodurch Öl zur variablen Nockenwellensteuerung strömen kann und der Druck auf der Ölpumpenseite des Ventils auf weniger als den vorbestimmten Druck fällt.
Weitere Vorteile und Zwecke der Erfindung werden durch eine detaillierte Beschreibung im Zusammenhang mit der beigefügten schematischen Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:
1A eine schematische Darstellung des Ölkreislaufs mit Vorrangsteuerung, wenn der Öldruck auf einem niedrigen Level ist;
1B eine schematische Darstellung des Ölkreislaufs mit Vorrangsteuerung, wenn der Öldruck auf einem normalen Betriebsdruck ist;
1C eine schematische Darstellung des Ölkreislaufs mit Vorrangsteuerung, wenn der Öldruck oberhalb des maximal zulässigen Systemdrucks ist;
1D eine schematische Darstellung des Ventils des Ölkreislaufs mit Vorrangsteuerung;
2 eine grafische Darstellung eines Vergleichs der Motorleistung bezüglich der Verstellgeschwindigkeit der Auslassverzögerung gemäß der vorliegenden Erfindung;
3 eine grafische Darstellung eines Vergleichs der Motorleistung bezüglich der Verstellgeschwindigkeit der Einlassverzögerung gemäß der vorliegenden Erfindung.
In der Zeichnung sind gleiche Bezugszeichen für Bauteile identischer oder ähnlicher Funktion für sämtliche Ansichten verwendet worden. Es wird ein Ölsystem mit Vorrangsteuerung zum Steuern des Schmierölflusses erläutert. Bevor die Arbeitsweise des Ölkreislaufs mit Vorrangsteuerung beschrieben wird, werden die Bestandteile unter Bezugnahme auf die 1A, 1B, 1C und 1D beschrieben. Eine Ölpumpe 26 pumpt Schmieröl aus einem Ölsumpf 22. Die Ölpumpe 26 ist als Beispiel dargestellt. Die Ölpumpe 26 kann der Fachmann durch eine beliebige andere mit Druck arbeitende Ölversorgungseinrichtung ersetzen. Die Ölpumpe versorgt den dargestellten Ölkreislauf mit Öl: Öffnung 198 eines Ventilmechanismus 200, Öffnung 202 des Ventilmechanismus 200, Öffnung 196 des Ventilmechanismus 200, zu einem Ventiltrieb über Öffnung 230, zu einem mit einer VCT-Einheit 96 verbundenen Magnetventil 98, zu einem Hauptölgang 38 über eine Umgehungsöffnung 212. Der Hauptölgang 38 verbindet verschiedene Bestandteile des Motors, einschließlich Lager und innere Leitungen, um den Motor mit Öl zu versorgen. Der Ventilmechanismus 200, der den Fluss des Öls im Ölkreislauf mit Vorrangsteuerung steuert, umfasst einen Ventilkörper 194 in dem sich ein Ventilelement 240 hin- und herbewegt. Das Ventilelement 240 ist in der 1A nicht ausdrücklich mit einem Bezugszeichen bezeichnet worden, jedoch ist es in der 1D mit seinen Einzelteilen dargestellt: Entlastungskolben 216, Hauptkolben 218, Steuerkolben 220 und Schaft 222. Es ist zu beachten, dass die Kolben 218 und 220 von beiden Seiten mit demselben Öldruck beaufschlagt werden, so dass auf diese Kolben keine Wirkkraft ausgeübt wird. Der Ventilmechanismus 200 hat Einlassöffnungen 198 und 202 sowie Auslassöffnungen 204 und 208. Die Einlassöffnung 196 des Ventilmechanismus 200 erlaubt es dem Öldruck auf die linke Seite des Steuerkolbens 220 zu wirken und ermöglicht es dem Öl, falls erforderlich, in den Innenraum des Ventilkörpers 194 und wieder hinaus zu fließen, wenn das Ventilelement 240 sich hin und herbewegt.
Die Arbeitsweise des Ölkreislaufs mit Vorrangsteuerung wird jetzt unter Bezugnahme auf die 1A, 1B und 1C beschrieben. Die 1A stellt eine Situation dar, in der die VCT-Einheit 96 in eine Einstellungsposition gebracht wurde, d. h. einen verzögerten oder beschleunigten Zustand einstellen soll. Der Bedarf an einer Betätigung der VCT-Einheit wird von einer Motorsteuerung 250 festgestellt. Um es zu ermöglichen, Öl von der Ölpumpe 26 zu der VCT-Einheit 96 fließen zu lassen, wird ein Magnetventil 98 geöffnet, sobald dies von der Steuerung 250 befohlen wird. Der Ölfluss wird zu einer Seite der VCT-Einheit 96 geleitet, um eine Verzögerung der Ventileinstellung zu erzielen und zu der anderen Seite der VCT-Einheit 96 geleitet, um eine Beschleunigung der Ventileinstellung zu erzielen. Derartige Einzelheiten sind in den Figuren nicht dargestellt. Da das Öl in die VCT-Einheit 96 umgeleitet wird, ist der Druck in den stromaufwärts der Ölpumpe 26 gelegenen Leitungen niedriger als in dem Fall, wenn das Magnetventil 98 geschlossen ist. Dieser niedrigere Druck wirkt auf die linke Seite des Kolbens 220. Die Spannung der Feder 210 überwindet die auf den Kolben 220 durch den Druck wirkende Kraft, wodurch das Ventilelement 240 sich innerhalb des Ventilkörpers 194 nach links bewegt. Der Hauptkolben 218 versperrt die Öffnung 204 und verhindert so den Ölfluss durch die Öffnung 202 zum Hauptölgang 38. Etwas Öl fließt jedoch unter allen Umständen via Leitung 206 durch eine Umgehungsöffnung 212 zum Hauptölgang 38. Der Hauptanteil des Öls strömt jedoch zu der VCT-Einheit 96. Wenn die VCT-Einheit 96 in der gewünschten Position eingestellt wurde, wird der Durchfluss durch das Magnetventil 98 von der Steuerung 250 geschlossen, der Durchfluss durch die VCT-Einheit 96 hört auf und der Öldruck in den stromaufwärts der Ölpumpe 26 gelegenen Leitungen steigt.
Unter Bezugnahme auf die 1B ist eine Situation dargestellt, in der wenig oder gar kein Ölfluss zur VCT-Einheit umgeleitet wird. In diesem Fall steigt der Öldruck im Kreislauf auf einen normalen Betriebsdruck, wie oben erwähnt wurde. Dieser höhere Druck wirkt auf die linke Seite des Kolbens 220, drückt die Feder 210 zusammen und erlaubt es dem Ventilelement 240 (einschließlich der Kolben 216, 218 und 220) sich nach rechts zu bewegen. In dieser Stellung ist die Öffnung 204 offen und Öl fließt durch den Ventilmechanismus 200, um den Hauptölgang 38 zu versorgen. Der Ölfluss durch die Umgehungsöffnung 212 dauert an und versorgt den Hauptölgang 38 ebenfalls.
In der 1C ist eine Situation dargestellt, in der der Öldruck den maximal zulässigen Systemdruck überschritten hat. Die Ölpumpe 26 wird typischerweise vom Motor angetrieben und dreht sich damit proportional zur Geschwindigkeit des Motors. Bei einer hohen Motorgeschwindigkeit fördert die Ölpumpe mehr Öl als benötigt wird, wodurch der Druck ansteigt. Um zu verhindern, dass Öl durch Dichtungen sickert oder um andere unbeabsichtigte Leckagen zu verhindern, ist es erstrebenswert, den Druck zu vermindern, so dass er den maximal zulässigen Systemdruck nicht übersteigen kann. Aufgrund des hohen Drucks im System ist die auf den Entlastungskolben 216 wirkende Kraft hoch und drückt die Feder 210 zusammen, so dass das Ventilelement 240 sich weiter nach rechts bewegt. In der in 1C dargestellten Position gibt der Entlastungskolben 216 die Öffnung 208 frei und ermöglicht den Ölfluss durch einen nicht dargestellten Entlastungskreislauf. Der Ölfluss strömt weiterhin durch die Öffnungen 230 zum Ventiltrieb, durch die Öffnungen 212 zum Hauptölgang 38 und über die Öffnungen 202 und 204 durch den Ventilmechanismus 200 zum Hauptölgang 38.
Das in den 1A bis 1D dargestellte System zeigt, dass das Ventilelement 240 drei Kolben 216, 218 und 220 umfasst. Bei einer alternativen Ausführungsform ist keine Druckentlastungsfunktion in dem Ventilmechanismus 200 enthalten. Bei dieser Ausführungsform sind der Entlastungskolben 216, die Einlassöffnung 198 und die Entlastungsöffnung 208 somit nicht Teil des Ventilmechanismus 200.
Die 2 und 3 sind grafische Darstellungen von Testergebnissen, die durch den Einsatz der in der 1B beschriebenen Erfindung erzielt wurden.
Die 2 ist die grafische Darstellung eines Vergleichs der Verstellgeschwindigkeit der Auslassverzögerung eines mit einer VCT-Einheit ausgestatteten Motors bei Betriebsbedingungen mit einer Drehzahl von 500 min^–1 (Upm) und einer Öltemperatur von ca. 121°C (250°F). Die 2 zeigt die Verstellgeschwindigkeit gemessen in Kurbelwellenwinkelgrad pro Sekunde für eine VCT-Einheit, die mit der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist und eine, die nicht so ausgestattet ist. Balken 302 zeigt dass eine Ölpumpe mit einer Leistung von 30 cm² pro Umdrehung (cc/rev) in der Lage ist, die VCT-Einheit mit einer Geschwindigkeit von 6 Grad/s zu verstellen. Wenn eine Vorrangsteuerung dem gleichen Motor mit der gleichen Pumpe mit 30 cm² pro Umdrehung Förderleistung eingebaut wird, erhöht sich die Verstellgeschwindigkeit auf 63 Grad/s, wie der Balken 306 zeigt. Im Vergleich verdeutlicht der Balken 304, dass der mit einer VCT-Einheit ausgerüstete Motor ohne einen Kreislauf mit Vorrangsteuerung eine Ölpumpe mit einer Leistung von 70 cm² pro Umdrehung benötigt, um die Nockenwellenverstellleistung zu erbringen oder zu überbieten, die von einem Motor erbracht wird, der mit der Vorrangsteuerung ausgerüstet ist.
Die 3 ist eine grafische Darstellung der Verstellgeschwindigkeit der Einlassverzögerung als Funktion der Drehzahl des Motors. Die Kurve 402 zeigt die modellspezifischen bzw. angestrebten Werte für die geringste akzeptable Verstellgeschwindigkeit. Verstellgeschwindigkeiten unterhalb der angestrebten Werte resultieren in Leistungsverlusten, möglichen höheren Emissionswerten während der Verzögerung und größeren Schwierigkeiten bei der Motorsteuerung während des Übergangs. Die Kurve 404 zeigt die VCT-Verstellleistung über den Geschwindigkeitsbereich/der Drehzahl des Motors. Wie gezeigt wird, ist die Verstellgeschwindigkeit unterhalb der modellspezifischen Verstellgeschwindigkeit, bis der Motor 2000 min^–1 (Upm) erreicht, d. h. bis die Geschwindigkeit der Ölpumpe hoch genug ist, um ausreichende Ölmengen für alle Motorkomponenten einschließlich der VCT-Einheit zu liefern. Wie oben erwähnt wurde, besteht eine bekannte Lösung darin, die Größe der Ölpumpe zu erhöhen, was mit der Begleiterscheinung einer verschlechterten Kraftstoffausnutzung verbunden ist. Die Kurve 406 zeigt den Ölkreislauf mit Vorrangsteuerung der vorliegenden Erfindung unter Verwendung der gleichen Pumpe mit 30 cm² pro Umdrehung, wie sie bei der Kurve 404 verwendet wurde. Die Verstellgeschwindigkeit der VCT-Einheit ist mehr als angemessen über den gesamten Bereich der Motorgeschwindigkeit, d. h. sie übertrifft die modellspezifischen Werte bei sämtlichen Motorgeschwindigkeiten.
Die vorliegende Erfindung wurde unter Bezugnahme auf spezielle Ausführungsformen beschrieben, die in allen Aspekten lediglich beschreibend und nicht einschränkend sein sollen. Alternative Ausführungsformen werden einem Fachmann auf dem Gebiet, welches die Erfindung betrifft, ersichtlich, ohne vom Gedanken oder vom Umfang der Erfindung abzuweichen. Dementsprechend ist der Umfang der vorliegenden Erfindung in den beigefügten Ansprüchen beschrieben und wird durch die vorstehende Beschreibung unterstützt.

Claims

Ölsystem zum Versorgen und Steuern des Ölflusses in einem Verbrennungsmotor der mit einer variablen Nockenwellensteuerung ausgestattet ist, umfassend: eine Ölpumpe (26) zum Zuführen von unter Druck stehendem Schmieröl zum Motor und zur variablen Nockenwellensteuerung (96); einen Ölkreislauf, der die Ölpumpe (26) mit der variablen Nockenwellensteuerung (96) und einem Hauptölgang des Motors über einen Ventilmechanismus (200) verbindet, der eine Feder (210), einen Hauptteil (218), eine mit der Auslassseite der Ölpumpe (26) verbundene Einlassöffnung (202) und eine mit dem Hauptölgang (38) verbundene Auslassöffnung (204) aufweist, wobei der Hauptteil (218) durch die Feder (210) in einer ersten Richtung und durch den Öldruck in einer zweiten, der ersten Richtung entgegengesetzten Richtung beaufschlagt wird und wobei der Hauptteil (218) den Auslass (204) verdeckt, wenn der Öldruck an einem Auslass der Ölpumpe (26) kleiner als der vorbestimmte Druck ist, wobei der Ventilmechanismus (200) auf Öldruck in der Nähe des Auslasses der Ölpumpe (26) anspricht, und wobei der Ventilmechanismus (200) veranlasst, dass Öl zum Hauptölgang (38) strömt, wenn der Öldruck oberhalb eines vorbestimmten Drucks ist und den Ölfluss durch den Ventilmechanismus (200) zum Hauptölgang (38) im wesentlichen sperrt, wenn der Öldruck unterhalb dieses vorbestimmten Drucks ist; ein in einem Öldurchlass zwischen der Ölpumpe (26) und der variablen Nockenwellensteuerung (96) vorgesehenes Magnetventil (98), und eine in betriebstechnischer Hinsicht mit dem Motor und dem Magnetventil (98) verbundene Steuereinheit (250), die es dem Öl erlaubt, zur variablen Nockenwellensteuerung (96) zu fließen, wenn eine Einstellung der variablen Nockenwellensteuerung erwünscht ist.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (250) so gestaltet ist, dass sie den Bedarf an einer Einstellung der variablen Nockenwellensteuerung (96) bestimmt und die Steuereinheit (250) das Magnetventil (98) ansteuert, so dass es sich als Reaktion auf den Bedarf an einer Einstellung der variablen Nockenwellensteuerung (96) öffnet.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das System so gestaltet ist, dass zur Reduzierung des Ölflusses durch den Ventilmechanismus (200) zum Hauptölgang der Druck im Ölkreislauf in der Nähe des Auslasses der Ölpumpe (26) als Reaktion auf den Ölzufluss zur variablen Nockenwellensteuerung (96) fällt.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (250) das Magnetventil (98) so ansteuern kann, dass es sich schließt, wenn eine erwünschte Nockenwelleneinstellung erreicht wurde, um den Druck am Auslass der Ölpumpe (26) steigen zu lassen, wodurch der Ventilmechanismus (200) veranlasst wird, den Durchfluss zum Hauptölgang zu ermöglichen.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptteil (218) einen sich innerhalb eines Ventilkörpers (194) des Ventilmechanismus (200) hin- und herbewegenden Ventilkolben aufweist, wobei das Innere des Ventilkörpers (194) eine ungefähr zylindrische Bohrung besitzt und die Einlass- und Auslassöffnungen sich durch diese zylindrische Bohrung des Ventilkörpers (194) erstrecken.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilmechanismus (200) ein lineares Schieberventil ist und dass der Hauptteil (218) sich in dem Ventilmechanismus (200) hin- und herbewegt.
Verfahren zum Zuführen von Öl zu einem Hauptölgang eines Verbrennungsmotors und zu einer mit der Nockenwelle des Motors verbundenen variablen Nockenwellensteuerung, das die folgenden Schritte umfasst: Pumpen von Öl einer mit dem Motor verbundenen Ölpumpe (26), Befördern des Öls durch Leitungen zwischen der Ölpumpe (26) und der variablen Nockenwellensteuerung (96) sowie zwischen der Ölpumpe (26) und dem Hauptölgang (38), und Beaufschlagen eines in der Ölleitung zwischen der Ölpumpe (26) und dem Hauptölgang (38) angeordneten Ventilmechanismus (200), der einen zylindrischen Ventilkörper (194) mit einem ersten und einem zweiten Ende, eine Feder (210) und ein innerhalb des Ventilkörpers (194) angeordnetes Ventilelement (240) umfasst, wobei die Feder (210) auf das Ventilelement (240) wirkt, um es in einer ersten Richtung zu beaufschlagen, wobei der zylindrische Ventilkörper (194) eine mit der Ölpumpe (26) verbundene Einlassöffnung (202) und eine mit dem Hauptölgang (38) verbundene Auslassöffnung (204) aufweist und wobei das Ventilelement (240) an ihm vorgesehene Kolben (216; 218; 220) aufweist, die wenigstens eine der Öleinlass- oder Ölauslassöffnungen derart absperrt, dass damit der Ölfluss durch den Ventilmechanismus (200) zum Hauptölgang (38) unterbrochen wird, wenn der auf den Ventilmechanismus (200) in einer zweiten, der ersten Richtung entgegengesetzten Richtung wirkende Druck und damit der Druck auf der Ölpumpenseite des Ventilmechanismus geringer als ein vorbestimmter Druck ist; Bereitstellen eines Magnetventils (98) in der Ölleitung zwischen der Ölpumpe (26) und der variablen Nockenwellensteuerung (96), und Ansteuern des Magnetventils (98) um es zu öffnen, wenn ein Bedarf an einer Einstellung der variablen Nockenwellensteuerung (96) festgestellt wird, wodurch das Öl zu der variablen Nockenwellensteuerung fließen kann und der Druck auf der Ölpumpenseite des Ventils (98) unter den vorbestimmten Druck fällt.
Verfahren nach Anspruch 7, weiterhin gekennzeichnet durch: Ansteuern des Magnetventils (98) um es zu schließen, wenn festgestellt wird, dass die variable Nockenwellensteuerung (96) die erwünschte Phase erreicht hat, wodurch der Ölfluss zu der variablen Nockenwellensteuerung (96) unterbrochen wird und der Druck auf der Ölpumpenseite des Ventils (98) steigt.
Ventilmechanismus zum Leiten des Ölflusses durch einen Ölkreislauf in einem Verbrennungsmotor, der mit einer ölbetätigten variablen Nockenwellensteuerung (96) ausgestattet ist, umfassend: eine mit einer Ölpumpe (26) verbundene Einlassöffnung (202), eine mit einem Hauptölgang (38) des Motors verbundene Auslassöffnung (204), eine innerhalb des Ventilmechanismus (200) angeordnete Feder (210), einen innerhalb des Ventilmechanismus (200) angeordneten Hauptteil (218), der durch den Auslassdruck der Ölpumpe (26) in einer ersten Richtung und durch die Federkraft der Feder (210) in einer der ersten Richtung entgegengesetzten Richtung beaufschlagbar ist, wobei der Hauptteil (218) eine erste Position einnehmen kann, wenn der Druck geringer als ein vorbestimmter Druck ist und wobei der Hauptteil (218) eine zweite Position einnehmen kann, wenn der Druck größer als ein vorbestimmter Druck ist, wobei die erste Position so ausgelegt ist, dass der Hauptteil (218) mindestens eine der Auslassöffnungen versperrt und die zweite Position des Hauptteils (218) so angeordnet ist, dass das Öl durch den Ventilmechanismus (200) von der Einlassöffnung (202) zur Auslassöffnung (204) fließen kann, um dem Hauptölgang (38) Öl zuzuführen, ein in einem Öldurchlass zwischen der Ölpumpe (26) und der variablen Nockenwellensteuerung (96) vorgesehenes Magnetventil (98), und eine in betriebstechnischer Hinsicht mit dem Motor und dem Magnetventil (98) verbundene Steuereinheit (250), die es dem Öl erlaubt, zur variablen Nockenwellensteuerung (96) zu fließen, wenn eine Einstellung der variablen Nockenwellensteuerung (96) erwünscht ist.
Ventilmechanismus nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine innere Fläche des Ventilkörpers (194) des Ventilmechanismus (200) zylindrisch ist und ein erstes von der Feder (210) entferntes und ein zweites in der Nähe der Feder (210) angeordnetes Ende aufweist, wobei der Ventilmechanismus (200) ein in ihm angeordnetes Ventilelement (240) aufweist, das einen zentralen Schaft (222) und einen daran befestigten Kolben (218) aufweist, wobei der Kolben (218) dasjenige Element ist, das in der Lage ist, wenigstens eine der Auslassöffnungen zu versperren.
Ventilmechanismus nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin gekennzeichnet durch: einen an dem Ventilelement (240) befestigten Steuerkolben (220) und einen durch das erste Ende des Ventilkörpers (194) gehenden Öldruckdurchlass (196), wobei der Öldruckdurchlass mit einem Auslass der Ölpumpe (26) verbunden ist.
Ventilmechanismus nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die variable Nockenwellensteuerung (96) über ein Magnetventil (98) mit dem Ölkreislauf verbindbar ist, wobei das Magnetventil (98) betätigbar ist, um Öl zu der variablen Nockenwellensteuerung (96) als Reaktion auf eine Forderung nach einer Änderung der Nockenwelleneinstellung (96) fließen zu lassen.
Ventilmechanismus nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er so gestaltet ist, dass ein Ölfluss zur variablen Nockenwellensteuerung (96) bewirkt, dass der Auslassdruck der Ölpumpe (26) geringer als der vorbestimmte Druck wird.
Ventilmechanismus nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin gekennzeichnet durch: eine mit der Ölpumpe (26) verbundene Entlastungs-Einlassöffnung (198), eine mit einem Druckentlastungskreis verbundene Entlastungs-Auslassöffnung (208), ein Entlastungselement (216), das innerhalb des Ventilmechanismus (200) angeordnet ist, wobei das Entlastungselement (216) die Entlastungs-Auslassöffnung (208) absperrt, wenn der Auslassdruck der Ölpumpe (26) geringer als ein maximal zulässiger Druck ist und wobei das Entlastungselement (216) den Durchfluss durch den Ventilmechanismus (200) durch die Entlastungs-Einlassöffnung (198) und die Entlastungs-Auslassöffnung (208) gestattet, wenn der Auslassdruck der Ölpumpe (26) größer als ein maximal zulässiger Druck ist.
Ventilmechanismus nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es auf einen maximal zulässigen Druck am Manometer im Bereich von 450 bis 550 kPa ausgelegt ist.
Ventilmechanismus nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine innere Fläche eines Ventilkörpers (194) des Ventilmechanismus (200) zylindrisch ausgebildet ist und sich innerhalb des Ventilkörpers (194) ein Ventilelement (240) befindet, auf dem der Hauptteil (218) und der Entlastungsteil (216) angeordnet sind, wobei der Hauptteil (218) und der Entlastungsteil (216) als zylindrischer Kolben ausgebildet sind.