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Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Brennkraftmaschinen weisen im Allgemeinen einen auch als Ölwanne oder Ölsumpf bezeichneten Schmierölsammelbehälter auf, in dem sich das von Schmierstellen der Brennkraftmaschine abtropfende Schmieröl sammelt, so dass es angesaugt und erneut zu den Schmierstellen gefördert werden kann. Die Ansaugung des Schmieröls aus dem Schmierölsammelbehälter erfolgt mittels einer Schmierölpumpe und eines Saugrohrs oder Saugschnorchels, dessen einlassseitiges Ende sich in der Nähe eines Bodens des Schmierölsammelbehälters befindet, während sein auslassseitiges Ende entweder direkt mit der Schmierölpumpe oder mit einer aus dem Schmierölsammelbehälter heraus zur Schmierölpumpe führenden Ansaugleitung verbunden ist.
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Bei Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen ist das Saugrohr meist fest im Schmierölsammelbehälter montiert. Da jedoch das im Schmierölsammelbehälter befindliche Schmieröl bei Kurvenfahrten mit hoher Querbeschleunigung infolge von Fliehkräften innerhalb des Schmierölsammelbehälters in Richtung der Kurvenaußenseite verlagert wird, kann es beim schnellen Durchfahren von Kurven vorkommen, dass das einlassseitige Ende des Saugrohrs nicht mehr in das Schmieröl eintaucht. Dies führt dazu, dass Luft in das Saugrohr angesaugt wird, was bei kurzzeitiger Luftansaugung zu einem unerwünschten Anstieg des Gasgehalts des Schmieröls führt und bei länger dauernder Luftansaugung ein Absinken des Motoröldrucks und damit Motorschäden verursachen kann.
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Um derartige Probleme zu vermeiden, wurde in der
DE 10 2004 056 291 A1 des Anmelders bereits eine Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art vorgeschlagen, bei der sich ein erster Ansaughohlkörper horizontal durch den Schmierölsammelbehälter erstreckt und ein zur Ansaugung des Schmieröls aus dem Schmierölsammelbehälter dienender zweiter Ansaughohlkörper in Richtung einer Längsachse des ersten Ansaughohlkörpers verschiebbar ist. Auf diese Weise kann sich der zweite Ansaughohlkörper entlang des ersten Ansaughohlkörpers verschieben, wenn in dieser Richtung Fliehkräfte auf das Schmieröl und den zweiten Ansaughohlkörper einwirken. Bei einer Ausführungsform ist der zweite Ansaughohlkörper zudem an seinem auslassseitigen Ende pendelnd beweglich am ersten Ansaughohlkörper aufgehängt, so dass er auch in einer zur Längsachse des ersten Ansaughohlkörpers senkrechten Richtung durch Fliehkräfte ausgelenkt werden kann. Zur Rückstellung des entlang des ersten Ansaughohlkörpers ausgelenkten zweiten Ansaughohlkörpers dienen zwei Faltenbälge, während die Rückstellung des pendelnd ausgelenkten zweiten Ansaughohlkörpers durch Gewichtskräfte erfolgt, die auf den am einlassseitigen Ende beschwerten zweiten Ansaughohlkörper einwirken. Bei der bekannten Brennkraftmaschine kann zwar das einlassseitige Ende des zweiten Ansaughohlkörpers eine verhältnismäßig große Fläche überstreichen, jedoch ist der konstruktive Aufwand für die Herstellung und Montage der Ansaughohlkörper und der Faltenbälge sowie für die gegenseitige Abdichtung der Ansaughohlkörper verhältnismäßig hoch.
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Weiterhin ist aus dem Stand der Technik die Druckschrift
DE 10 2007 034 488 A1 bekannt. Diese betrifft ein Ölansaugsystem für die Ölversorgung eines Fahrzeugaggregats, mit einer Ölwanne und einer an unterschiedlichen Stellen der Ölwanne im Bereich des Ölwannenbodens positionierbaren Ölansaugeinrichtung oder an unterschiedlichen Stellen der Ölwanne im Bereich des Ölwannenbodens positionierten, unterschiedlich schaltbaren Ölansaugeinrichtung. Hierbei ist vorgesehen, dass die Ansteuerung der jeweiligen Ölansaugeinrichtung über elektronische Lage- und/oder Bewegungssensoren des Fahrzeugs erfolgt.
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Die Druckschrift
DE 10 2004 057 223 A1 betrifft eine Vorrichtung zur Versorgung eines Fahrzeugantriebs mit einem flüssigen Schmiermittel, aufweisend eine Schmiermittelpumpe und eine ihr zugeordnete Ansaugung, die an mindestens einer Entnahmestelle Schmiermittel aus einem Schmiermittelsammler entnimmt, wobei die Ansaugung zum Erreichen verschiedener Entnahmestellen mittels einer Führungsvorrichtung in einer Fläche verschiebbar geführt ist.
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Schließlich beschreibt die Druckschrift
DE 69 21 681 eine Vorrichtung zum Absaugen von Flüssigkeiten aus Behältern von Fahrzeugen, welche mit einer verschwenkbaren Saugleitung versehen sind. Dabei soll die Saugleitung am Boden des Flüssigkeitsbehälters parallel zu diesem drehbar gelagert sein.
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Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass der konstruktive Aufwand für eine pendelnde Aufhängung des Saugrohrs verringert werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Brennkraftmaschine, bei welcher die Schwenkachse koaxial zu einem auslassseitigen Rohr- oder Endabschnitt des Saugrohrs ausgerichtet ist, dadurch gelöst, dass das Saugrohr in Bezug zum Schmierölsammelbehälter entgegen der Kraft einer als Torionsfeder ausgestalteten Rückstellfeder um die Schwenkachse beweglich ist.
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Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, dass sich durch einen zur Schwenkachse koaxialen auslassseitigen Rohr- oder Endabschnitt des Saugrohrs einerseits dessen Anbindung an eine Schmierölpumpe oder an eine aus dem Schmierölsammelbehälter herausführende Schmierölleitung und andererseits auch die Abdichtung des pendelnd beweglichen Saugrohrs in Bezug zu einer unbeweglichen Saugrohrhalterung erheblich vereinfachen lässt.
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Es ist vorgesehen, dass das Saugrohr in Bezug zum Schmierölsammelbehälter entgegen der Kraft der Rückstellfeder aus einer Ruhelage heraus um die Schwenkachse pendelnd beweglich ist. Wenn die Querbeschleunigung des Kraftfahrzeugs endet, führt die Rückstellfeder das Saugrohr in seine Ruhelage zurück, in welcher der einlassseitige Rohr- oder Endabschnitt bevorzugt allgemein parallel zur Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs ausgerichtet ist, so dass er in Rechts- bzw. Linkskurven durch die auf ihn einwirkende Fliehkraft entsprechend nach links bzw. rechts aus der Ruhelage ausgelenkt werden kann. Die Rückstellfeder ist zweckmäßig eine Torsionsfeder, jedoch könnte auch eine andere Feder verwendet werden.
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Die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine ist hauptsächlich für Kraftfahrzeuge mit einer erhöhten Anforderung an die Querdynamikstabilität der Schmierölversorgung gedacht, das heißt mit anderen Worten für sportliche Fahrzeuge und insbesondere Sportwagen, wo eine solche Brennkraftmaschine als Alternative zu einer Brennkraftmaschine mit Trockensumpfschmierung eingesetzt werden kann.
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Um zu gewährleisten, dass der Schwerpunkt des Saugrohrs einen Abstand von dessen Schwenkachse aufweist, ist das Saugrohr bevorzugt zwischen seinem auslassseitigen Rohr- oder Endabschnitt und einem einlassseitigen Rohr- oder Endabschnitt nach einer Seite abgebogen, so dass der Schwerpunkt im seitlichen Abstand von der Schwenkachse angeordnet ist.
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Vorteilhafterweise ist der auslassseitige Rohr- oder Endabschnitt vertikal und der einlassseitige Rohr- oder Endabschnitt horizontal ausgerichtet, wobei das Saugrohr zwischen den beiden Rohr- oder Endabschnitten unter einem Winkel von 90 Grad abgebogen ist. Auf diese Weise bewegt sich das einlassseitige Ende des Saugrohrs und damit auch dessen Einlass unter dem Einfluss von Fliehkräften infolge einer Querbeschleunigung des Kraftfahrzeugs bei einer Kurvenfahrt parallel zu einem horizontalen Boden des Schmierölsammelbehälters in Richtung der jeweiligen Kurvenaußenseite, wobei es der fliehkraftbedingten Bewegung des Schmieröls zur Kurvenaußenseite folgt, so dass der Einlass stets in das Schmieröl eingetaucht bleibt.
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Um einerseits für einen großen Schwenkweg des Einlasses des Saugrohrs zu sorgen und andererseits ein fliehkraftbedingt auf das Saugrohr einwirkendes Drehmoment um die Schwenkachse zu vergrößern, ist der der einlassseitige Rohr- oder Endabschnitt vorteilhaft länger als der auslassseitige Rohr- oder Endabschnitt und/oder an seinem Ansaugende mit einem Saugkorb versehen, dessen Schwerpunkt in einem größeren Abstand von der Schwenkachse angeordnet ist.
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Das Saugrohr lässt sich auf besonders einfache Weise schwenkbar am Schmierölsammelbehälter bzw. an der Schmierölpumpe befestigen, wenn der auslassseitige Rohr- oder Endabschnitt des Saugrohrs drehbar in eine Ausnehmung einer Saugrohrhalterung eingreift, die starr mit dem Schmierölsammelbehälter bzw. der Schmierölpumpe verbunden ist, und kann auf besonders einfache Weise gegenüber der Saugrohrhalterung abgedichtet werden, indem zwischen dem auslassseitigen Rohr- oder Endabschnitt des Saugrohrs und der Halterung eine ringförmige, zur Schwenkachse koaxilae Dichtung in die Ausnehmung eingesetzt wird.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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Die 1, 2 und 3 zeigen in schematischer Weise teilweise weggeschnittene perspektivische Ansichten einer Ölwanne einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs in unterschiedlichen Stellungen eines pendelnd beweglichen Saugrohrs;
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die 4, 5 und 6 zeigen ebenfalls in schematischer Weise quer zur Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs ausgerichtete Schnittansichten der Ölwanne und des Saugrohrs entsprechend den 1 bis 3;
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7 zeigt eine teilweise weggeschnittene und vergrößerte perspektivische Ansicht einer Saugrohrhalterung und eines Teils des Saugrohrs.
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Die in der Zeichnung nur schematisch dargestellte Ölwanne 1 einer Brennkraftmaschine (nicht dargestellt) eines Kraftfahrzeugs dient zum Auffangen des von Schmierstellen der Brennkraftmaschine abtropfenden Schmieröls. Das in der Ölwanne 1 aufgefangene Schmieröl wird mittels einer innerhalb der Ölwanne angeordneten Schmierölpumpe 2 (4 bis 6) angesaugt und wieder zu den Schmierstellen gefördert. Zum Ansaugung des Schmieröls aus der Ölwanne 1 dient ein Saugrohr 3, das unterhalb der Schmierölpumpe 2 angeordnet ist und sich von der Schmierölpumpe 2 bis in die Nähe eines Bodens der Ölwanne 1 erstreckt.
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Das Saugrohr 3 besteht im Wesentlichen aus einem Rohrbogen, an dessen einlassseitigem Ende ein zum Ansaugen des Schmieröls in das Saugrohr 3 dienender, mit Ansaugöffnungen (nicht sichtbar) versehener flacher zylindrische Saugkorb 4 angebracht ist, während sein auslassseitiges Ende mit der Schmierölpumpe 2 kommuniziert. Der Rohrbogen besteht aus zwei geraden zylindrischen Rohr- oder Endabschnitten 5, 6, die im rechten Winkel zueinander ausgerichtet und miteinander durch einen gebogenen Rohrabschnitt 7 mit einem entsprechenden Querschnitt verbunden sind, wie in 7 dargestellt.
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Der längere einlassseitige Rohrabschnitt 5 ist parallel zu einem allgemein horizontalen Boden 8 der Ölwanne 1 ausgerichtet und mündet radial in den zylindrischen Saugkorb 4, während der beträchtlich kürzere auslassseitige Rohrabschnitt 6 vertikal bzw. senkrecht zum Boden 8 der Ölwanne 1 ausgerichtet ist und mit seinem oberen Ende von einer am Einlass der Schmierölpumpe 2 befestigten Saugrohrhalterung 9 derart gehalten wird, dass das Saugrohr 3 um eine zum auslassseitigen Rohrabschnitt 6 koaxiale Schwenkachse 10 schwenkbar ist. Der Schwerpunkt S des Saugrohrs 3 einschließlich des Saugkorbs 4 befindet sich in der Nähe des Saugkorbs 4 in einem größeren Abstand von der Schwenkachse 10.
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Wie am besten in 7 dargestellt, ist die Saugrohrhalterung 9 als Rohrflansch ausgebildet, der einen an der Schmierölpumpe 2 festgeschraubten Flanschteil 11 und einen einstückig mit dem Flanschteil 11 verbundenen, nach unten über den Flanschteil 11 überstehenden Rohrstutzen 12 umfasst. Der als Drehdurchführung ausgebildete Rohrstutzen 12 umgibt eine vertikale Durchgangsöffnung 13, die aus einem unteren Teil 14 mit kleinerem Innendurchmesser und einem oberen Teil 15 mit größerem Innendurchmesser besteht, welche durch eine nach oben weisende Ringschulter 16 getrennt sind.
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Der obere Teil 15 der Durchgangsöffnung 13 dient zur Aufnahme eines verdickten Endteils 17 des auslassseitigen Rohrabschnitts 6, dessen Außendurchmesser größer als der Außendurchmesser des übrigen Saugrohrs 3 und geringfügig kleiner als der Innendurchmesser des oberen Teils 15 der Durchgangsöffnung 13 ist, so dass der Endteil 17 um die Schwenkachse 10 drehbar in den oberen Teil 15 der Durchgangsöffnung 13 eingesetzt werden kann. Am unteren Ende des verdickten auslassseitigen Endteils 17 befindet sich eine Ringschulter, die sich auf der Ringschulter 16 abstützt. Weiter ist der Endteil 17 an seinem äußeren Umfang mit einer radial nach außen offenen Ringnut 19 versehen, in die ein Dicht- oder O-Ring 20 eingesetzt ist. Der O-Ring 20 liegt gegen die innere Begrenzungswand 21 des oberen Teils 15 der Durchgangsöffnung 13 an, um den auslassseitigen Rohrabschnitt 6 des Saugrohrs 3 gegenüber der Saugrohrhalterung 9 abzudichten.
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Der verdickte Endteil 17 des auslassseitigen Rohrabschnitts 6 des Saugrohrs 3 ist kürzer als der obere Teil 15 der Durchgangsöffnung 13, so dass oberhalb des Endteils 17 eine als Rückstellfeder dienende Torsions- oder Schraubenfeder 22 eingesetzt werden kann, die der Auslenkung des Saugrohrs 3 aus einer Ruhelage in jeder von zwei entgegengesetzten Drehrichtungen einen Widerstand entgegensetzt. Das obere Ende der Torsions- oder Schraubenfeder 22 ist im Bereich des Flanschteils 11 fest mit der Saugrohrhalterung 9 verbunden, während das untere Ende der Torsions- oder Schraubenfeder 22 fest mit dem oberen Stirnende des verdickten Endteils 17 verbunden ist.
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Wie in 1 dargestellt, ist der untere einlassseitige Rohrabschnitt 5 in einer Ruhelage des Saugrohrs 3, d. h. bei ungespannter Torsions- oder Schraubenfeder 22, entgegen der Fahrtrichtung F des Kraftfahrzeugs ausgerichtet, wobei der Saugkorb 4 etwa mittig zwischen den entgegengesetzten Seitenwänden 23 der Ölwanne 1 angeordnet ist.
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Wenn das Kraftfahrzeug eine Rechts- oder Linkskurve mit hoher Geschwindigkeit durchfährt, gerät durch die Querbeschleunigung des Kraftfahrzeugs das in der Ölwanne 1 befindliche flüssige Schmieröl 24 unter den Einfluss von Fliehkräften, so dass es sich innerhalb der Ölwanne 1 zur Außenseite der jeweiligen Kurve hin bewegt und sich in der Nähe der zur Kurvenaußenseite benachbarten Seitenwand 23 sammelt, wie bei Betrachtung in Fahrtrichtung in 5 für eine Rechtskurve und in 6 für eine Linkskurve schematisch dargestellt. Neben dem Schmieröl 24 gerät auch das Saugrohr 3 unter den Einfluss der Fliehkräfte. Dabei wird vor allem von den am Saugkorb 4 angreifenden Fliehkräften ein Drehmoment um die Schwenkachse 10 auf das schwenkbar in der Halterung 9 gelagerte Saugrohr 3 ausgeübt, so dass dieses entgegen der Kraft der Torsions- oder Schraubenfeder 22 in Richtung der Fliehkräfte, d. h. ebenfalls zur Außenseite der jeweiligen Kurve hin, aus seiner Ruhelage ausgelenkt wird, wie am besten in 2 und 3 durch Pfeile A dargestellt. Dadurch bewegt sich der Saugkorb 4 mit dem Schmieröl 24 mit, so dass er stets im Schmieröl 24 eingetaucht bleibt, wie in 4 und 5 dargestellt, wodurch ein Ansaugen von Luft verhindert werden kann.
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Dort, wo die Straßenoberfläche in einer Kurve nicht oder nur wenig überhöht ist, wird die Auslenkung des Saugrohrs 3 zur Kurvenaußenseite noch dadurch unterstützt, dass sich bei hoher Geschwindigkeit das Kraftfahrzeug und damit auch der Boden 8 der Ölwanne 1 in der Kurve leicht zur Kurvenaußenseiten hin neigt, weil die Fliehkräfte in dem im Abstand oberhalb der Straßenoberfläche liegenden Schwerpunkt des Kraftfahrzeugs angreifen. Durch die Abwärtsneigung des Bodens 8 der Ölwanne 1 zur Kurvenaußenseite hin wird auch von einem Teil der Schwerkraft des Saugrohrs 3 und des Saugkorbs 4 ein Drehmoment um die Schwenkachse 10 auf das Saugrohr 3 ausgeübt. Dieses Drehmoment besitzt dieselbe Richtung wie das zuvor beschriebene fliehkraftbedingte Drehmoment und bewegt daher den Saugkorb 4 ebenfalls in Richtung der Kurvenaußenseite.
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Nachdem das Kraftfahrzeug die Kurve verlassen hat, wirken keine seitlichen Fliehkräfte oder parallel zum Boden 8 der Ölwanne 1 ausgerichtete Schwerkraftkomponenten mehr auf das Schmieröl 24 und den Saugkorb 4 ein. Dadurch verteilt sich das erstere wieder gleichmäßig in der Ölwanne 1, während der letztere durch die Rückstellkraft der Torsions- oder Schraubenfeder 22 wieder in seine in 1 und 4 dargestellte Ruhelage zurück bewegt wird.
