DE102006048504A1

DE102006048504A1 - Schmiersystem für eine Brennkraftmaschine mit Abgasturbolader

Info

Publication number: DE102006048504A1
Application number: DE200610048504
Authority: DE
Inventors: Martin Korn; Franz Bonauer; Tilo Schramm
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2006-10-13
Filing date: 2006-10-13
Publication date: 2008-04-17
Also published as: WO2008046475A2; WO2008046475A3; EP2076658A2

Abstract

Schmiersystem für eine Brennkraftmaschine mit Abgasturbolader, wobei eine Ölpumpe mit einem Einlass zum Ansaugen von in einer unterhalb eines Kurbelgehäuses der Brennkraftmaschine angeordneten Ölwanne befindlichem Öl und zum Zuführen des Öls zu mit Öl zu versorgenden Stellen der Brennkraftmaschine und Lagern des Abgasturboladers angeordnet ist, wobei dem Abgasturbolader Öl, ausgehend von der Ölpumpe, durch in dem Kurbelgehäuse ausgebildete, von der an den Innenraum der Ölwanne angrenzenden Unterseite des Kurbelgehäuses ausgehende Zufuhrkanäle zugeführt wird und vom Abgasturbolader Öl über eine Rückleitung abgesaugt wird und die Ölpumpe innerhalb des von der Ölwanne und der Unterseite des Kurbelgehäuses umgrenzten Raumes angeordnet ist und die Rückleitung zumindest teilweise durch einen im Kurbelgehäuse ausgebildeten Kanal gebildet ist, dessen Austrittsöffnung in dem von der Ölwanne abgedeckten Bereich des Kurbelgehäuses angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schmiersystem für eine Brennkraftmaschine mit Abgasturbolader gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Abgasturbolader, die zur Leistungssteigerung von Brennkraftmaschinen verwendet werden, werden im Betrieb wegen des durch sie hindurchströmenden Abgases sehr warm. Ihre Lagerstellen müssen mit einem bestimmten Öldurchsatz zur Lagerung der ATL-Welle geschmiert werden, wobei dieser auch noch zur Kühlung der Lagerstellen dient. Während des Betriebs der Brennkraftmaschine im Fahrzeug treten Quer- und Längsbeschleunigungen auf, welche das natürliche Ablaufen des Öles vom ATL-Lagerstuhl verhindern. Somit staut sich das Öl im ATL-Lagerstuhl und auf Grund der hohen Verweilzeiten kommt es zu einem erhöhten Temperatureintrag in das Öl und somit zur Verkokung. Deshalb wird das Öl von der Lagerung abgesaugt, wodurch kein Ölvorrat unzulässig hoch aufgeheizt und außerdem kein überschüssiges Öl in die Ansaug- bzw. Abgasanlage gedrückt werden kann.
In der DE 100 61 816 A1 , von dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ausgegangen wird, ist ein Schmiersystem beschrieben, bei dem eine den Turbolader mit einer Ölsaugpumpe verbindende Absaugleitung außerhalb des Motorgehäuses zur Ölwanne geführt ist und durch die Ölwanne hindurch mit dem Sauganschluss der Ölpumpe verbunden ist. Diese Leitungsführung ist nicht nur sehr aufwendig, da die Toleranzen der Durchführung an der Ölwanne sondern auch deren bedingte Lagetoleranzen im Bezug zur Ölsaugpumpe ausgeglichen werden müssen. Es ergeben sich hierdurch sehr lange Toleranzketten. Weiterhin ist eine Montage der Leitungen innerhalb der Ölwanne mangels Zugangsmöglichkeiten nur mit erhöhtem konstruktivem Aufwand bzw. Montageaufwand möglich oder in manchen Fällen auch ganz unmöglich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schmiersystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dahingehend weiterzuentwickeln, dass der Konstruktions- und Montageaufwand vermindert ist, wodurch die Herstellungskosten sinken.
Diese Aufgabe wird mit einem Schmiersystem gemäß dem Anspruch 1 gelöst.
Die Unteransprüche sind auf vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Schmiersystems gerichtet.
Die Erfindung, die für alle Arten von mit Hilfe eines oder mehrerer Abgasturbolader aufgeladener Brennkraftmaschinen genutzt werden kann, bei denen zum Absaugen von dem oder den Turboladern zugeführtem Öl eine Saugpumpe vorgesehen ist, wird im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläutert.
In den Figuren stellen dar:
1 eine Seitenansicht einer mit dem erfindungsgemäßen Schmiersystem ausgerüsteten Brennkraftmaschine bei aufgeschnittener Ölwanne,
2 eine Stirnansicht einer teilweise aufgeschnittenen Brennkraftmaschine mit dem erfindungsgemäßen Schmiersystem und
3 eine vergrößerte Ansicht eines Details der 2.
1 zeigt eine Seitenansicht und 2 zeigt eine Stirnansicht, teilweise im Schnitt, von Teilen einer Brennkraftmaschine.
An der Unterseite des Kurbelgehäuses 10 der Brermkraftmaschine ist in an sich bekannter Weise eine Ölwanne 12 befestigt. In der Ölwanne 12 ist eine Ölpumpe 14 angeordnet, die ebenfalls an der Unterseite des Kurbelgehäuses 10 befestigt ist. Die Ölpumpe weist einen Antriebszapfen 16 auf, auf der ein nicht dargestellter herkömmlicher Antrieb montiert ist, der in die Ölwanne 12 vom Kurbelgehäuse her innerhalb des von der Ölwanne überdeckten Raumes einläuft. Dieser Antrieb wird beispielsweise von der Kurbelwelle her drehangetrieben.
Die Ölpumpe 14 ist zweistufig ausgebildet und enthält eine Druckstufe 18 und eine Saugstufe 20 je Turbolader. Ein Ölansaugeinlass 22 ist in einer Höhe derart angeordnet, dass er in den nicht dargestellten, in der Ölwanne 12 vorhandenen Ölvorrat einragt. Das angesaugte Öl wird zu einem Druckölauslass 24 gefördert, der an eine in die Unterseite des Kurbelgehäuses 10 mündende Ölversorgungsbohrung 26 angeschlossen ist, über die den zu schmierenden oder mit Öl zu kühlenden Stellen der Brennkraftmaschine Öl zugeführt wird. In die Unterseite des Kur belgehäuses 10 münden nicht dargestellte Ölablaufbohrungen, aus denen das umlaufende Öl in die Ölwanne 12 zurückgelangt.
Ebenfalls von dem Druckölauslass 24 her geschmiert wird ein an dem Kurbel- bzw. Motorgehäuse angebrachter Abgasturbolader 28, dessen Lagerstuhl 30 in 1 sichtbar ist.
Wie aus 2 ersichtlich, weist die Brennkraftmaschine, die beispielsweise eine V-förmige Zylinderanordnung hat, zwei Abgasturbolader auf, die bezüglich ihrer Versorgung einander gleich ausgebildet sind, so dass nachfolgend nur die Ölversorgung des gemäß 2 linken Abgasturboladers 28 erläutert wird, der in 3 in einem gegenüber 2 vergrößerten Maßstab dargestellt ist.
Vom Druckölauslass 24 (1) führen nicht dargestellte Ölversorgungskanäle bzw. Bohrungen durch das Kurbelgehäuse 10 hindurch und dann unmittelbar durch eine in einer Befestigungskonsole des Turboladers 28 ausgebildete Bohrung oder über eine Leitung, die eine Ölaustrittsöffnung des Kurbelgehäuses mit einer Öleintrittsöffnung des Turboladergehäuses verbindet, zum Turbolader 28. Nach Schmierung der Lager des Turboladers 28 läuft das Öl in einen unterhalb der Lagerung im Turbolader ausgebildeten Sammeltank 32 und gelangt von dort in eine Ölabsaugleitung 34, die den Sammeltank mit einer am Kurbelgehäuse 10 außerhalb der Ölwanne 12 ausgebildeten Eintrittsöffnung 36 verbindet, die über innerhalb des Kurbelgehäuses 10 ausgebildete Kanäle 38 mit einer Ölaustrittsöffnung 42 verbunden ist, die an der Unterseite des Kurbelgehäuses 10 in dem von der Ölwanne 12 umgrenzten Raum ausgebildet ist. Von der Ölaustrittsöffnung 42 führt innerhalb der Ölwanne eine Rückführleitung 44 zu einem Sauganschluss 46 der Saugstufe 20 der Ölpumpe 12. Der Sauganschluss 46 kann ein vom Ölansaugeinlass 22 völlig getrennter Einlass sein, der von einem eigenen Saugrotor der Ölpumpe mit Unterdruck beaufschlagt wird, oder kann ähnlich wie der Ölansaugeinlass 22 mit einer Saugöffnung der dann einstufig ausgebildeten Ölpumpe verbunden sein. Bei Vorhandensein einer eigenen Saugpumpe bzw. -stufe kann deren Auslass in den Ölsumpf münden.
Wie insbesondere aus 3 ersichtlich, ist in die Eintrittsöffnung 36 der Durchführung durch das Kurbelgehäuse 10 die Ölabsaugleitung 34 vorzugsweise mittels herkömmlicher Leitungsverbindungstechnik (z.B.: Ringstutzen mit Hohlschraube) eingesetzt und dichtet somit den waagerechten Teil des Kanals 38 nach außen hin ab. Die Rückführleitungen 44 der beiden Turbolader 28 sind auf der einen Seite am Kurbelgehäuse angebunden und in der Ölaustrittsöffnung 42 abgedichtet und auf der anderen Seite an den Sauganschluss 46 der Ölpumpe bzw. vorteilhaft den Sauganschluss einer gesonderten Saugstufe der Ölpumpe angeschlossen. Es versteht sich, dass bei zweistufiger Ausbildung der Ölpumpe der Rotor der Saugstufe und der Rotor der Druckstufe gemeinsam von dem Antriebszapfen 16 her angetrieben werden.
Wie aus dem Vorstehenden ersichtlich, wird im Sammeltank 32 eines Turboladers sich sammelndes Öl unmittelbar abgesaugt, so dass im Turbolader zu keinem Zeitpunkt überflüssiges Öl steht, das sich unzulässig hoch erwärmen und dadurch verkoken könnte. Kleine Ölreste, die nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine noch in dem Turbolader 28 abtropfen und gegebenenfalls nicht mehr abgesaugt werden, sind unschädlich, da sie in den dafür vorgesehenen und entsprechend dimensionierten Sammeltank 32 aufgefangen werden und somit nicht im Bereich des Lagerstuhls verbleiben. Alternativ kann die Ölpumpe auch elektrisch angetrieben werden und nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine eine kurze Zeit nachlaufen, wobei vorteilhaft wenn nur die in der Ölpumpe enthaltene Saugpumpe nachläuft, so dass sicher gewährleistet ist, dass im Turbolader keinerlei Öl zurückbleibt.
Bei der beschriebenen Anordnung kann die Ölpumpe 14 mit den Verbindungen in das Kurbelgehäuse vollständig vor Montage der Ölwanne 12 an der Unterseite des Kurbelgehäuses montiert werden. Des Weiteren entfallen etwaige Toleranzen der Ölwanne in der Toleranzkette von Turbolader bis Ölpumpe (Saugstufe) und machen das System unkomplizierter auf Grund des geringeren Toleranzausgleiches. Die Rückführleitungen zwischen der Ölaustrittsöffnung 42 und der Lage des Sauganschlusses 46 der Ölpumpe 14 können durch herkömmliche Verbindungen angeschlossen werden und über herkömmliche Steckverbindungen 52 oder sonst welche Längenausgleichselemente ausgeglichen werden, die in der Rückführleitung 44 vorgesehen sind.
Die Öldichtigkeit der Verbindungen zwischen den einzelnen Anschlussöffnungen und Leitungen sowie des Längenausgleichs der Rückführleitung 44, der auch über ein wellrohrartiges Element erfolgen kann, sind an sich bekannt und werden daher nicht im Einzelnen erläutert.
Wie aus dem Vorstehenden ersichtlich, ermöglicht die Erfindung die Ölabsaugung von Turboladern durch eine Saugstufe innerhalb der Brennkraftmaschine, ohne dass irgendwelche Durchführungen durch die Ölwanne und den damit verbundenen aufwendigen Leitungen und den erhöhten Montageaufwand erforderlich sind. Die Durchführung der Absaugleitung durch das Kurbelgehäuse hat den Vorteil, dass die Toleranzen der Ölwanne entfallen und auf Grund der guten Zugänglichkeiten weitestgehend bzw. komplett herkömmliche Verbindungstechnik und herkömmliche Längenausgleiche genutzt werden können.

10: Kurbelgehäuse
12: Ölwanne
14: Ölpumpe
16: Antriebszapfen
18: Druckstufe
20: Saugstufe
22: Ölansaugeinlass
24: Druckölauslass
26: Ölversorgungsbohrung
28: Abgasturbolader
30: Lagerstuhl
32: Sammeltank
34: Ölabsaugleitung
36: Eintrittsoffnung
38: Kanal
42: Ölaustrittsöffnung
44: Rückführleitung
46: Sauganschluss
48: Stopfen
50: Verbindungsleitung
52: Steckverbindungen

Claims

Schmiersystem für eine Brennkraftmaschine mit Abgasturbolader, enthaltend – eine Ölpumpe (14) mit einem Einlass zum Ansaugen von in einer unterhalb eines Kurbelgehäuses (10) der Brennkraftmaschine angeordneten Ölwanne (12) befindlichem Öl und zum Zuführen des Öls zu mit Öl zu versorgenden Stellen der Brennkraftmaschine und Lagern des Abgasturboladers (28), wobei dem Abgasturbolader Öl ausgehend von der Ölpumpe durch in dem Kurbelgehäuse ausgebildete, von der an den Innenraum der Ölwanne angrenzenden Unterseite des Kurbelgehäuses ausgehende Zufuhrkanäle zugeführt wird und vom Abgasturbolader Öl über eine Rückleitung (34, 38, 44) abgesaugt wird und die Ölpumpe innerhalb des von der Ölwanne und der Unterseite des Kurbelgehäuses umgrenzten Raumes angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückleitung (34, 38, 44) zumindest einen teilweise durch im Kurbelgehäuse (10) ausgebildeten Kanal (38) gebildet ist, dessen Austrittsöffnung (42) in dem von der Ölwanne (12) abgedeckten Bereich des Kurbelgehäuses angeordnet ist.
Schmiersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölpumpe (14) zum Absaugen von Öl aus dem Turbolader (28) zusätzlich zu einer Druckstufe (18) eine Saugstufe (20) aufweist.
Schmiersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Rückleitung (34, 38, 44) außerhalb des Kurbelgehäuses (10) angeordnet ist und vom Turbolader (28) zu einer Eintrittsöffnung (36) des Absaugkanals im Kurbelgehäuse (10) führt.
Schmiersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Rückleitung (34, 38, 44) außerhalb des Kurbelgehäuses (10) und ein Teil innerhalb des von der Ölwanne (12) und dem Kurbelgehäuse (10) umgrenzten Raumes von der Austrittsöffnung (42) zu einem Sauganschluss (46) der Ölpumpe (14) führt.
Schmiersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückleitung (34, 38, 44) von einem im Turbolader (28) unterhalb dessen Lagerung (30) ausgebildeten Sammeltank ausgeht.