DE102008022444A1

DE102008022444A1 - Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102008022444A1
Application number: DE102008022444A
Authority: DE
Inventors: Holger Klumpp; Bernhard Fackler; Albrecht Reustle; Manfred Batzill
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2008-04-30
Filing date: 2008-04-30
Publication date: 2009-11-05

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einem Zylinderkopf, einem Kurbelgehäuse, mindestens einer Ölpumpe und einem unterhalb der Brennkraftmaschine angeordneten Ölsammelbehälter, wobei eine Rückführleitung für die Rückführung von Schmieröl aus dem Zylinderkopf und/oder aus dem Kurbelgehäuse in den Ölsammelbehälter vorgesehen ist. Dabei sind innerhalb des Ölsammelbehälters mehrere Luftölabscheider horizontal liegend angeordnet, so dass sich bei Kurvenfahrten, Bremsen und/oder Beschleunigen mindestens einer der Luftölabscheider, zumindest teilweise, oberhalb eines Ölspiegels befindet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 101 39 709 A1 ist eine Brennkraftmaschine mit einer Ölwanne bekannt, bei der in der Ölwanne zwei Ölschottwände vorgesehen sind, durch die die Ölwanne in drei Bereiche aufgeteilt ist. Dabei ist in den beiden seitlichen Ölwannenbereichen jeweils ein Luftölabscheider vorgesehen, der mit einem Ölrücklaufkanal verbunden ist. Die Luftölabscheider sind in der Ölwanne senkrecht angeordnet, wobei deren Ablauföffnungen in unmittelbarer Nähe des Bodenbereiches der Ölwanne positioniert sind.
Darüber hinaus ist in der DE 44 24 248 C1 eine Brennkraftmaschine mit einer Ölwanne beschrieben, bei der zwei Luftölabscheider innerhalb des Kurbelwellengehäuses angeordnet sind. In jedem Luftölabscheider ist eine Führungswinde ausgebildet, durch die die Luftanteile vom Schmieröl getrennt werden. Das entschäumte Schmieröl läuft dabei über eine Ablauföffnung in einen unteren Teil des Kurbelwellengehäuses ab, wobei die Ablauföffnung weit oberhalb der Ölwanne positioniert ist. Weiterhin ist aus der DE 10232517 A1 eine Vorrichtung zum Trennen von Schmiermittelluftgemischen bekannt, die als Trennrohr ausgebildet und innerhalb des Kurbelwellengehäuses horizontal und quer zu einer Fahrzeuglängsachse angeordnet ist. Nachteilig ist jedoch dabei die weit oberhalb der Ölwanne angeordnete Ölablauföffnung. Das entschäumte Öl kann dabei während des Abtropfens in die Ölwanne wieder mit Luft versetzt werden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, für eine Brennkraftmaschine eine Anordnung von Luftölabscheidern anzugeben, mit der eine verbesserte Entschäumung des in einen Ölsammelbehälter zurückfließenden Schmieröls erzielt wird.
Die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine zeichnet sich dadurch aus, dass innerhalb des Ölsammelbehälters mindestens ein Luftölabscheider horizontal liegend positioniert ist. Durch die unmittelbare Anordnung des Luftölabscheiders innerhalb des Ölsammelbehälters erfolgt eine direkte Rückführung des Schmieröls in den Ölsammelbehälter, wobei durch die horizontale Anordnung des Luftölabscheiders eine optimierte Entschäumung und eine zuverlässige Rückführung des Schmieröls erfolgt.
In einer Ausgestaltung der Erfindung sind innerhalb des Ölsammelbehälters mehrere Luftölabscheider horizontal liegend derart angeordnet, dass sich bei Kurvenfahrten, Bremsen und/oder Beschleunigen des Fahrzeuges mindestens einer der Luftölabscheider, zumindest teilweise, oberhalb eines Ölspiegels befindet. Vorzugsweise sind die Luftölabscheider in Richtung einer Fahrzeuglängsachse, d. h., parallel zur Fahrzeuglängsachse angeordnet. Die Erfindung beruht darauf, die Luftölabscheider innerhalb des Ölsammelbehälters in einem Ölsammelraum, d. h., unmittelbar oberhalb eines Ölspiegels und/oder außerhalb eines Ölabsaugraumes zu positionieren. Somit kann auch unter fahrdynamischen Zuständen des Fahrzeuges der Luftanteil aus dem Motoröl abgeschieden werden, wobei je nach Fahrzustand und somit je nach Lage des Schmieröls innerhalb des Ölsammelbehälters ein Luftölabscheider oberhalb eines Ölspiegels, zumindest teilweise, mit seiner Austrittsöffnung positioniert ist.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist mindestens einer der Luftölabscheider in einem äußeren Bereich des Ölsammelbehälters positioniert. Hierdurch wird sichergestellt, dass mindestens ein Luftölabscheider von einem sich bei fahrdynamischen Fahrzuständen höher einstellenden Ölspiegel nicht erfasst ist bzw. nicht überdeckt wird. Folglich ist eine Ölablauföffnung eines Luftölabscheiders bei den kritischen Fahrzuständen, bei denen sich das Schmieröl innerhalb des Ölsammelbehälters beispielsweise in einem äußeren Bereich konzentriert, zumindest teilweise offen, so dass ein Zurückfließen des entschäumten Schmieröls in den Ölsammelbehälter gewährleistet ist.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist mindestens einer der Luftölabscheider in einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs angeordnet. Durch die erfindungsgemäße Positionierung der Luftölabscheider horizontal liegend, in seiner Längsrichtung, in einer Fahrtrichtung des Fahrzeuges wird eine Entweichung der abgeschiedenen Luftanteile aus einem Ölluftgemisch optimiert.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist mindestens einer der Luftölabscheider in einem Bereich des Ölsammelbehälters angeordnet, zwischen dem und einem mittleren Bereich des Ölsammelbehälters eine Trennwand vorgesehen ist. Durch die Anordnung einer Trennwand wird die Einstellung eines relativ hohen Ölspiegels im seitlichen Bereich des Ölsammelbehälters verhindert. Daher wird der Luftölabscheider bei fahrdynamischen Zuständen des Fahrzeuges vom Ölspiegel, auch bei kritischen Situationen, nicht erfasst.
Weitere Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich aus der Beschreibung und der beigefügten Zeichnung, in der eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht ist. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine,
2 eine Schnittansicht des Ölsammelbehälters in einer Querrichtung bezüglich einer Längsrichtung des Fahrzeuges,
3 eine weitere Schnittansicht des Ölsammelbehälters in einer Längsrichtung des Fahrzeuges, und
4 eine Draufsicht des Ölsammelbehälters.
Die in 1 teilweise schematisch dargestellte Brennkraftmaschine 1 weist mindestens einen Zylinderkopf 2 und ein Kurbelgehäuse 3 auf, wobei unterhalb des Kurbelgehäuses 3 ein Ölsammelbehälter 5 angeordnet ist. Die Schmierung von bestimmten Verbrauchsstellen innerhalb der Brennkraftmaschine 1 erfolgt durch ein Schmieröl 12, das von einer Ölpumpe 4 über nicht dargestellte Ölkanäle den Schmierstellen zugeführt wird. Im Betrieb der Brennkraftmaschine 1 saugt die Ölpumpe 4 aus einem mittleren Bereich im Ölsammelbehälter 5 durch einen Saugschnorchel 18 das Schmieröl 12 an, welches über entsprechende Ölleitungen innerhalb der Brennkraftmaschine 1 verteilt wird. Die Brennkraftmaschine 1 wird in einem nicht dargestellten Fahrzeug mit einer Fahrtrichtung F eingesetzt.
Im Betrieb der Brennkraftmaschine 1 wird das Schmieröl 12 jeweils aus dem Zylinderkopf 2 und aus dem Kurbelgehäuse 3 mittels einer Ölrückführleitung 6 angesaugt. Das aus dem Zylinderkopf 2 und/oder Kurbelgehäuse 3 angesaugte Schmieröl wird durch die Ölpumpe 4 mindestens einem, vorzugsweise zwei, Luftölabscheider 7 zugeführt, in dem eine Entschäumung des angesaugten Schmieröls 12 stattfindet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind für die Entschäumung des Schmieröls 12 zwei Luftölabscheider 7 vorgesehen, wobei weitere Luftölabscheider 7 innerhalb des Ölsammelbehälters 5 angeordnet sein können. Das durch die Ölpumpe 4 angesaugte Schmieröl 12 mündet innerhalb des Ölsammelbehälters 5 in einen Sammelkanal 19 und wird dann in etwa hälftig auf die beiden Ölluftabscheider 7 verteilt. Somit wird sichergestellt, dass das Schmieröl 12 auf beide Hälften des Ölsammelbehälters 5 verteilt wird. Dabei sind die beiden Ölluftabscheider 7 rechts und links außen im Ölsammelbehälter 5 in horizontal liegender Anordnung derart positioniert, dass mindestens eine Ablauföffnung 14 eines Luftölabscheiders 7 bei allen fahrdynamischen Zuständen geöffnet bleibt. Insbesondere bei Kurvenfahrten und/oder Bremsen und Beschleunigen des Fahrzeuges schwappt das Schmieröl 12 innerhalb des Ölsammelbehälters 5 in einen seitlichen, vorderen oder hinteren Bereich des Ölsammelbehälters 5, so dass sich der Ölspiegel 9 des Schmieröls innerhalb des Ölsammelbehälters während des Betriebs des Fahrzeuges ständig ändert. Die geneigten Linien 8 stellen gemäß 1 einen Zustand dar, bei dem sich das Schmieröl 12 seitlich auf die linke oder rechte Seite des Ölsammelbehälters 5 konzentriert. Hier wird einer der beiden Luftölabscheider 7 mit Schmieröl 12 überdeckt, wobei der andere vom Schmieröl nicht erfasst ist. Die geneigten Linien 9a stellen gemäß 3 einen Zustand dar, bei dem sich das Schmieröl 12, beispielsweise beim Bremsen oder Beschleunigen des Fahrzeuges im vorderen oder im hinteren Bereich des Ölsammelbehälters 5 konzentriert.
Wie in 3 dargestellt, ist mindestens ein Luftölabscheider 7 in einer Längsrichtung bzw. in einer Fahrtrichtung F des Fahrzeugs angeordnet, wobei sich der Luftölabscheider 7 in der Regel oberhalb des Ölspiegels 9 befindet. Die Schmierölrückführung erfolgt durch die Luftölabscheider 7 auf folgende Art und Weise. Das aus dem Zylinderkopf 2 bzw. Kurbelgehäuse 3 angesaugte Schmieröl 12 bzw. Ölluftgemisch 11 wird gemäß 3 mindestens einem oder mehreren Luftölabscheider 7 unter einem Winkel größer als 90° tangential in den zylinderförmigen Luftölabscheider 7 eingeleitet, so dass das Luftölgemisch 11 in Folge der Einleitung in den zylinderförmigen, hohlen Luftölabscheiderkörper 20 in Rotation versetzt wird. Eine Entschäumung des Ölluftgemisches 11 bzw. einer Trennung der Luftanteile 10 aus dem Schmieröl 12 erfolgt dann, so dass die Luftanteile 10 aus dem Ölluftgemisch 11 in den Kurbelraum entweichen können. Dabei läuft das entschäumte Schmieröl 12 an einer Innenwand des zylinderförmigen Luftölabscheiders 7 ab und fließt demnach aus der Ablauföffnung 14 in den Ölsumpf 15 zurück. Durch die Anordnung mehrerer Luftölabscheider 7 innerhalb des Ölsammelbehälters 5 ist gewährleistet, dass bei allen Fahrzuständen des Fahrzeuges mindestens eine Ablauföffnung 14 eines Luftölabscheiders 7 vom Ölspiegel 9 bzw. 8 nicht erfasst ist. Demzufolge ist eine zuverlässige Trennung von Schmieröl 12 und Luft 10 im Ölluftabscheider 7 gewährleistet. Danach wird das Schmieröl 12 durch eine Druckstufe der Ölpumpe 4 durch einen Saugschnorchel 18 der Ölpumpe 4 angesaugt und an die entsprechenden Stellen innerhalb der Brennkraftmaschine 1 verteilt.
Durch die Anordnung von mehreren Luftölabscheidern 7 innerhalb des Ölsammelbehälters 5 wird eine optimierte Entschäumung des aus dem Zylinderkopf 2 und aus dem Kurbelgehäuse 3 angesaugten Schmieröls 12 erzielt, wobei bei allen fahrdynamischen Zuständen des Fahrzeuges eine Rückführung des entschäumten Schmieröls 12 zum Ölsammelbehälter 5 sichergestellt ist.
Vorzugsweise sind innerhalb des Ölsammelbehälters 5 zwei Ölschottwände 16 angeordnet, die den Ölsammelbehälter 5 in drei Bereiche unterteilen. In den beiden äußeren Randbereichen 17 ist erfindungsgemäß jeweils ein Luftölabscheider 7 horizontal liegend in der Fahrtrichtung F des Fahrzeuges positioniert. Erfindungsgemäß wird in den Randbereichen des Ölsammelbehälters 5 eine Beruhigung des zurückgeführten Schmieröls 12 erreicht. Hierdurch soll verhindert werden, dass die Ölpumpe 4 unberuhigtes bzw. nicht vollständig entschäumtes Schmieröl 12 bzw. Luftölgemisch 11 ansaugt. Der Ölübertritt aus den Randbereichen erfolgt dabei durch Öffnungen, die in den Ölschottwänden vorgesehen sind. Das in den Randbereichen 17 zurückgeführte Schmieröl 12 kann über die Öffnungen bei geöffneter Stellung von nicht dargestellten Klappen in einen mittleren Bereich 21 des Ölsammelbehälters 5 gelangen. Im mittleren Bereich 21 des Ölsammelbehälters 5 wird das Schmieröl 12 durch den Saugschnorchel 18 der Ölpumpe 4 abgesaugt und entsprechenden Schmierstellen innerhalb der Brennkraftmaschine 1 zugeführt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10139709 A1 [0002]
- DE 4424248 C1 [0003]
- DE 10232517 A1 [0003]

Claims

Brennkraftmaschine (1) für ein Fahrzeug, mit einem Zylinderkopf (2), einem Kurbelgehäuse (3), mindestens einer Ölpumpe (4) und einem unterhalb der Brennkraftmaschine angeordneten Ölsammelbehälter (5), wobei eine Rückführleitung (6) für die Rückführung von Schmieröl aus dem Zylinderkopf (2) und/oder aus dem Kurbelgehäuse (3) in den Ölsammelbehälter (5) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Ölsammelbehälters (5) mindestens ein Luftölabscheider (7) horizontal liegend, insbesondere parallel zu einer Fahrzeuglängsachse, positioniert ist.
Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Ölsammelbehälters (5) mehrere Luftölabscheider (7) horizontal liegend derart angeordnet sind, dass sich bei dynamischen Fahrzuständen des Fahrzeuges, wie Kurvenfahrten, Bremsen und/oder Beschleunigen, mindestens einer der Luftölabscheider (7) oder eine Ablauföffnung (14) des Luftölabscheiders (7), zumindest teilweise, oberhalb eines Ölspiegels (8, 9) befindet.
Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Luftölabscheider (7) in einem äußeren Bereich (17) des Ölsammelbehälters (5) positioniert ist.
Brennkraftmaschine nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Luftölabscheider (7) in einer Fahrtrichtung (F) des Fahrzeugs angeordnet ist.
Brennkraftmaschine nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Luftölabscheider (7) in einem Bereich des Ölsammelbehälters (5) angeordnet ist, zwischen dem und einem mittleren Bereich (21) des Ölsammelbehälters (5) eine Trennwand (16) vorgesehen ist.
Brennkraftmaschine nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (16) als eine Ölschottwand ausgebildet ist.
Brennkraftmaschine nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des mittleren Bereiches (2) des Ölsammelbehälters ein Saugschnorchel (18) der Ölpumpe (4) vorgesehen ist.