DE102010017353A1

DE102010017353A1 - Brennkraftmaschine mit druckloser Schmierung

Info

Publication number: DE102010017353A1
Application number: DE201010017353
Authority: DE
Inventors: Bernhard Dipl.-Ing. Kometter; Christian Dipl.-Ing. Hubmann (FH); Burkhart Breinesberger; Wolfgang Dr. Schöffmann
Original assignee: AVL List GmbH
Current assignee: AVL List GmbH
Priority date: 2009-06-15
Filing date: 2010-06-14
Publication date: 2010-12-16
Also published as: AT506467B1; AT506467A2; AT506467A3

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine (1) mit druckloser Schmierung, mit einer in einem Kurbelgehäuse (2) angeordneten Kurbelwelle (7) und zumindest einer in einem Zylinderkopf (10) angeordneten Nockenwelle (11), wobei ein Kurbelwellenkettenrad (8) der Kurbelwelle (7) und ein Nockenwellenkettenrad (12) der Nockenwelle (11) über eine in einem Kettenraum (13) laufende Kette (9) antriebsverbunden sind, mit einem Hauptölsumpf (4) und einem Nbei Hauptölsumpf (4) und Nebenölsumpf (15) vorzugsweise durch eine Schottwand (17) voneinander getrennt sind, und wobei die Kette (9) in das Schmieröl des Nebensumpfes (15) eintaucht. Um auf möglichst einfache Weise eine drucklose Schmierung zu realisieren ist vorgesehen, dass Haupt- und Nebenölsumpf (15) durch zumindest einen vorzugsweise durch eine Überlaufbohrung (19) gebildeten Überlaufströmungsweg miteinander strömungsverbunden sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit druckloser Schmierung, mit einer in einem Kurbelgehäuse angeordneten Kurbelwelle und zumindest einer in einem Zylinderkopf angeordneten Nockenwelle, wobei ein Kurbelwellenkettenrad einer Kurbelwelle und ein Nockenwellenkettenrad einer Nockenwelle über eine in einem Kettenraum laufende Kette antriebsverbundne sind, mit einem Hauptölsumpf und einem Nebenölsumpf zur Aufnahme eines Schmieröls, wobei Hauptölsumpf und Nebenölsumpf vorzugsweise durch eine Schottwand voneinander getrennt sind, und wobei die Kette in das Schmieröl des Nebensumpfes eintaucht.
Aus der DE 42 44 052 A1 ist eine Vorrichtung zur Schmierung einer Kraftübertragungskette in einem Verbrennungsmotor bekannt, wobei zur Übertragung der Drehbewegung zwischen einer Kurbelwelle und einer Nockenwelle eine Kette in einem Kettenraum vorgesehen ist. Der Kettenraum ist einerseits vom Kurbelraum und andererseits vom Ventilbetätigungsraum öldicht getrennt, so dass im Kettenraum ein höheres Ölniveau als im Kurbelraum ausgebildet ist. Eine direkte Schmierölströmung aus dem Ventilbetätigungsraum und dem Kurbelraum in den Kettenraum wird somit verhindert.
Eine Brennkraftmaschine mit einer in einem Ölsumpf umlaufenden Kette ist weiters aus der GB 19 12 24 588 A bekannt.
Die DE 43 23 262 A1 beschreibt eine Anordnung für die Schmiermittelversorgung einer Hubkolbenmaschine mit einem flüssigen Schmiermittel, welches mittel eines gasförmigen Transportmediums durch Zuführungen zumindest in den Bereich der Schmierstelle geleitet und in Form kleiner Flüssigkeitsteilchen auf die zu schmierenden Oberflächen aufgebracht wird. Das Schmiermittel und das Transportmedium werden dabei in einer Aufbereitungsvorrichtung gemischt. Die Dosierung der Schmiermittelmenge erfolgt durch Änderung des Volumenstromes des Transportmediums und/oder der Konzentration des Schmiermittels im Transportmedium. Für die Schmierung der Laufflächen einer Kolben/Zylinderrohreinheit ist dabei vorgesehen, dass das Schmiergemisch durch wenigstens eine Zuführbohrung in der Zylinderwand in den Zwischenraum zwischen der Außenfläche des Kolbens und der Innenfläche der Zylinderwand geleitet wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, auf möglichst einfache Weise eine drucklose Schmierung bei einer Brennkraftmaschine zu ermöglichen.
Erfindungsgemäß wird dadurch erreicht, dass der Haupt- und Nebenölsumpf über zumindest einen Überlaufströmungsweg miteinander verbunden sind.
In einer einfachen Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass der Überlaufströmungsweg durch eine Bohrung im Bereich der Schottwand gebildet ist, wobei vorzugsweise die Unterkante des Überlaufströmungsweges im Bereich der Oberkante der Schottwand angeordnet ist.
Alternativ dazu kann der Überlaufströmungsweg auch durch ein zwischen Kurbelraum und Kettenraum angeordnetes Kurbelwellenlager gebildet werden. Das vorzugsweise als Wälzlager ausgebildete Kurbelwellenlager ist dabei so ausgelegt, dass eine definierte Ölmenge zwischen dem Kettenraum und dem Kurbelraum das Kurbelwellenlager passieren kann.
Dadurch, dass das Ölniveau im Nebenölsumpf höher ist als das Ölniveau im Hauptölsumpf, taucht das Kurbelwellenkettenrad und die umlaufende Kette während des Getriebes in den Nebenölsumpf ein, wodurch Öl in den Zylinderkopf gefördert wird.
Zusätzlich ist vorgesehen, dass das Ölniveau im Hauptölsumpf so bemessen ist, dass Ausgleichsgewichte der Kurbelwelle während einer Kurbelwellenumdrehung in den Hauptölsumpf eintauchen, wobei vorzugsweise der den Hauptölsumpf aufweisende Kurbelraum über zumindest eine Blowby-Öffnung mit dem Kettenraum verbunden ist. Durch das Eintauchen der Ausgleichsgewichte wird im Kurbelraum ein Ölnebel gebildet. Über die Blowby-Öffnung gelangt der Ölnebel durch den sich im Betrieb einstellenden Druckunterschied vom Kurbelraum in den Kettenraum und von diesem in den Ventilbetätigungsraum des Zylinderkopfes. Um eine definierte Ölzuführung zu den Schmierstellen zu ermöglichen, ist vorgesehen, dass der Kettenraum mit dem Ventilbetätigungsraum des Zylinderkopfes strömungsverbunden ist, wobei im Ventilbetätigungsraum zumindest eine Ölabscheideeinrichtung für den aus dem Kettenraum austretenden Ölnebel angeordnet ist, wobei vorzugsweise die Ölabscheideeinrichtung zumindest einen Siphon, zumindest einen Vorabscheider und/oder zumindest einen Zyklonabscheider aufweist. Der Siphon kann auch als Teil des Vor- als auch Zyklonabscheiders (Hauptabscheider) ausgebildet sein. Weiters können für das über die Kette geförderte Öl und für das über die Blowby-Öffnung geförderte Öl getrennte Abscheider vorgesehen sein.
Um auch das durch die Kette geförderte Öl für die Schmierung der Lagerstellen zu verwenden, ist es vorteilhaft, wenn das Nockenwellenkettenrad zumindest teilweise von einem Abscheideblech umgeben ist.
Eine besonders genaue Zufuhr von Schmieröl zu den einzelnen Schmierstellen kann dadurch erreicht werden, dass zumindest eine Abscheideeinrichtung in ihrem unteren Bereich mit einer Sammelrinne für ablaufendes Öl versehen ist, wo bei vorzugsweise abgeschiedenes Öl über die Sammelrinne, vorzugsweise über zumindest eine Ölablaufnase und/oder über Öltaschen definierten Schnürstellen zuführbar ist.
Die im Öl des Nebenölsumpfes laufende Kette nimmt Öl auf, das in der Ventilhaube des Zylinderkopfes an dem speziell ausgeformten bogenförmigen Abscheideblech abgeschieden wird und dann in die Sammelrinne läuft. Von dort gelangt das Schmieröl zu den definierten Schmierstellen.
Die Erfindung wird in folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
1 eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine in einem Längsschnitt;
2 die Brennkraftmaschine in einem Schnitt gemäß der Linie II-II in 1;
3 ein Detail aus 2;
4 die Brennkraftmaschine in einem weiteren Längsschnitt;
5 die Brennkraftmaschine in einer Schrägansicht;
6 Einrichtungen zur Ölabscheidung im Zylinderkopf; und
7 eine Ventildeckelhaube mit Schmierölführungen in einer Schrägansicht.
Die Brennkraftmaschine 1 weist ein Kurbelgehäuse 2 mit einem Kurbelraum 3 auf, in dessen unterem Bereich ein Hauptölsumpf 4 angeordnet ist. Der Ölspiegel des Hauptölsumpfes 4 ist mit Bezugszeichen 5 angedeutet. Die Ausgleichsgewichte 6 der Kurbelwelle 7 und der Ölspiegel 5 des Hauptölsumpfes 4 sind so bemessen, dass die Ausgleichsgewichte 6 im Betrieb in den Hauptölsumpf 4 eintauchen. Mit der Kurbelwelle 7 ist ein Kurbelwellenkettenrad 8 drehverbunden, welches von einer Kette 9 zum Antrieb einer im Zylinderkopf 10 gelagerten Nockenwelle 11 dient, wobei der Antrieb über ein mit der Nockenwelle 11 drehverbundenes Nockenwellenkettenrad 12 erfolgt. Die Kette 9 läuft dabei in einem Kettenraum 13, welcher sowohl mit dem Kurbelraum 3, als auch mit dem Ventilbetätigungsraum 14 des Zylinderkopfes 10 strömungsverbunden ist.
Die Kette 9 und das Kurbelwellenrad 8 laufen dabei in einem Nebenölsumpf 15 im unteren Bereich des Kettenraumes 13. Der Nebenölsumpf 15 ist dabei durch das im Ausführungsbeispiel als Wälzlager ausgebildete Kurbelwellenlager 16 und die Schottwand 17 vom Hauptölsumpf 4 getrennt. Um den Ölspiegel 18 des Nebenölsumpfes 15 auf einem konstanten Niveau zu halten, ist zwischen dem Ket tenraum 13 und dem Kurbelraum 3 ein Überlaufströmungsweg vorgesehen. Der Überlaufströmungsweg ist im Ausführungsbeispiel durch eine Überlaufbohrung 19 gebildet, welche das Kurbelwellenlager 16 umgeht und somit ein Überlaufen von Öl aus dem Nebenölsumpf 15 in den Hauptölsumpf 4 ermöglicht. Alternativ zur Überlaufbohrung 19 kann der Überlaufströmungsweg auch durch ein öldurchlässiges Kurbelwellenlager 16 gebildet werden, wobei das Kurbelwellenlager 16 mit einem Überlaufströmungsweg definierten Querschnittes ausgebildet ist.
Durch das Eintauchen der Kette 9 in den Nebenölsumpf 15 nimmt die Kette 9 Öl auf und fördert dieses zum Nockenwellenkettenrad 12, welches zumindest teilweise von einem Abscheideblech 20 umgeben ist. Das Öl wird mit Hilfe der Fliegkraft am bogenförmigen Abscheideblech 20 abgeschieden und läuft so dann in einer Sammelrinne 21 zu definierten Schmierstellen im Zylinderkopf 10.
Weiters wird das Schmieröl in folge des Druckunterschiedes zwischen dem Kurbelraum und dem Ventilbetätigungsraum 14 als Ölnebel aus dem Kurbelraum 3 durch eine Blowby-Öffnung 22 zwischen dem Kurbelraum 3 und dem Kettenraum 13, über den Kettenraum 9 und schließlich in den Ventilbetätigungsraum 14 geleitet. Im Ventilbetätigungsraum 14 passiert der Ölnebel zumindest eine Ölabscheideanrichtung 23. Die Abscheideeinrichutung 23 weist im Ausführungsbeispiel einen Siphon 24, einen Vorabscheider 25 und einen Multizyklonölabscheider 26 auf. Das aus der Ölabscheideeinrichtung 23 austretende Blowby-Gas ist mit Bezugszeichen 27 bezeichnet.
Das durch die Abscheideeinrichtung 23 abgeschiedene Schmieröl fließt über den Siphon 24 in den Ventilbetätigungsraum 14 des Zylinderkopfes ab und wird über Ölrücklaufkanälen 30 in den Kettenraum 3 geführt. Das in Sammelrinnen 21 gesammelte Öl wird über Ölablaufnasen 28 und Öltaschen 29 zu den Schmierstellen geleitet.
Der Weg des Ölnebels ist in 4 mit den Pfeilen 31 bezeichnet. Die Pfeile 32 deuten in 6 und 7 den Weg des abgeschiedenen Öles an. Der Ölnebel selbst ist im Kurbelraum 3 mit Bezugszeichen 33 angedeutet.
Durch die beschriebene Anordnung kann auf einfache Weise eine drucklose Schmierung aller schmierbedürftigen Stellen der Brennkraftmaschine 1 erreicht werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 4244052 A1 [0002]
- GB 191224588 A [0003]
- DE 4323262 A1 [0004]

Claims

Brennkraftmaschine (1) mit druckloser Schmierung, mit einer in einem Kurbelgehäuse (2) angeordneten Kurbelwelle (7) und zumindest einer in einem Zylinderkopf (10) angeordneten Nockenwelle (11), wobei ein Kurbelwellenkettenrad (8) der Kurbelwelle (7) und ein Nockenwellenkettenrad (12) der Nockenwelle (11) über eine in einem Kettenraum (13) laufende Kette (9) antriebsverbunden sind, mit einem Hauptölsumpf (4) und einem Nebenölsumpf (15) zur Aufnahme eines Schmieröls, wobei Hauptölsumpf (4) und Nebenölsumpf (15) vorzugsweise durch eine Schottwand (17) voneinander getrennt sind, und wobei die Kette (9) in das Schmieröl des Nebensumpfes (15) eintaucht, dadurch gekennzeichnet, dass Haupt- und Nebenölsumpf (4, 15) durch zumindest einen Überlaufströmungsweg miteinander strömungsverbunden sind.
Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Überlaufströmungsweg durch eine Überlaufbohrung (19) gebildet ist.
Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterkante des Überlaufströmungsweges im Bereich der Oberkante der Schottwand (17) angeordnet ist.
Brennkraftmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Rücklaufströmungsweg des Zylinderkopfes (10) in den Kettenraum (13) mündet.
Brennkraftmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ölspiegel (5) im Hauptölsumpf (4) so bemessen ist, dass Ausgleichsgewichte (6) der Kurbelwelle (7) während einer Kurbelwellenumdrehung in den Hauptölsumpf (4) eintauchen.
Brennkraftmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der den Hauptölsumpf (4) aufweisende Kurbelraum (3) über zumindest eine Blowby-Öffnung mit dem Kettenraum (13) verbunden ist.
Brennkraftmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kettenraum (13) mit einem Ventilbetätigungsraum (14) des Zylinderkopfes (10) strömungsverbunden ist, wobei im Ventilbetätigungsraum (14) zumindest eine Ölabscheideeinrichtung (23) für den aus dem Kettenraum (13) austretenden Ölnebel angeordnet ist.
Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölabscheideeinrichtung (23) zumindest einen Siphon (24), zumindest einen Vorabscheider (25) und/oder zumindest einen Zyklonabscheider (26) aufweist.
Brennkraftmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Nockenwellenkettenrad (12) zumindest teilweise von einem Abscheideblech (20) umgeben ist.
Brennkraftmaschine (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Ölabscheideeinrichtung (23) in ihrem unteren Bereich mit einer Sammelrinne (21) für ablaufendes Öl versehen ist.
Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass abgeschiedenes Öl über die Sammelrinne (21), vorzugsweise über zumindest eine Ölablaufnase (28) und/oder über Öltaschen (29) definierten Schmierstellen zuführbar ist.