DE102010049197B4

DE102010049197B4 - Motoranordnung mit einer primären Ölpumpe und einer sekundären Ölpumpe

Info

Publication number: DE102010049197B4
Application number: DE102010049197.7A
Authority: DE
Inventors: Robert Jack Gallon; David R. Staley
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2009-10-26
Filing date: 2010-10-21
Publication date: 2016-06-02
Anticipated expiration: 2030-10-22
Also published as: US8347835B2; CN102052118B; CN102052118A; DE102010049197A1; US20110094463A1

Abstract

Motoranordnung, welche umfasst: einen Zylinderkopf, der einen ersten und einen zweiten Ölversorgungsdurchgang umfasst; eine erste Nockenwelle, die rotatorisch an dem Zylinderkopf gelagert ist; einen Nockenlagerdeckel, der einen ersten Lagerdeckelbereich, der sich über der ersten Nockenwelle erstreckt, und einen Brückenbereich umfasst, der sich von dem ersten Lagerdeckelbereich weg erstreckt und einen Pumpeneinlassdurchgang und einen Pumpenauslassdurchgang definiert, wobei der Brückenbereich eine Motorbefestigungsfläche, die sich über dem Zylinderkopf erstreckt, und eine der Motorbefestigungsfläche gegenüber liegende Pumpenbefestigungsfläche aufweist und sich der Pumpeneinlassdurchgang und der Pumpenauslassdurchgang von der Motorbefestigungsfläche bis zur Pumpenbefestigungsfläche durch den Nockenlagerdeckel erstrecken, wobei der Pumpeneinlassdurchgang mit dem ersten Ölversorgungsdurchgang kommuniziert und der Pumpenauslassdurchgang mit dem zweiten Ölversorgungsdurchgang kommuniziert; eine hydraulisch betätigte Motorkomponente in Kommunikation mit dem zweiten Ölversorgungsdurchgang; eine primäre Ölpumpe, die auf der Seite der Motorbefestigungsfläche des Brückenbereichs angeordnet ist, wobei der erste Ölversorgungsdurchgang mit Drucköl aus der primären Ölpumpe kommuniziert; und eine sekundäre Ölpumpe, die auf der Seite der Pumpenbefestigungsfläche des Brückenbereichs angeordnet ist und an der Pumpenbefestigungsfläche befestigt ist und das Drucköl von der primären Ölpumpe über den Pumpeneinlassdurchgang aufnimmt und das Öl durch den Pumpenauslassdurchgang über den zweiten Ölversorgungsdurchgang zu der hydraulisch betätigten Motorkomponente pumpt.

Description

Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Motoranordnung mit einer primären Ölpumpe und einer sekundären Ölpumpe.
Hintergrund
Motoranordnungen können hydraulisch betätigte Komponenten wie z. B. Nockenphasensteller umfassen, die durch Anwendung eines Druckfluids wie z. B. Öl betrieben werden. Während bestimmter Betriebsbedingungen kann der Öldruck, der durch die primäre Ölpumpe bereitgestellt wird, unter einem Druck liegen, der für ein erwünschtes Ansprechen der hydraulisch betätigten Komponente erforderlich ist. Infolgedessen kann eine sekundäre Ölpumpe in der Motoranordnung enthalten sein. Allerdings kann die Unterbringung der sekundären Ölpumpe in der Motoranordnung auf Grund der verschiedenen Leitungen, die erforderlich sind, um Öl zu und von der sekundären Ölpumpe zu befördern, schwierig sein.
Eine herkömmliche Motoranordnung mit einer primären Ölpumpe und einer sekundären Ölpumpe ist aus der Druckschrift JP 2004-060 572 A bekannt. Die Druckschrift US 7 395 802 B2 beschreibt eine weitere herkömmliche Motoranordnung und die Druckschrift WO 2008/095 459 A1 beschreibt eine Pumpe zur hydraulischen Ventilsteuerung in einem Kraftfahrzeug.
Zusammenfassung
Eine erfindungsgemäße Motoranordnung umfasst einen Zylinderkopf, der einen ersten und einen zweiten Ölversorgungsdurchgang umfasst; eine erste Nockenwelle, die rotatorisch an dem Zylinderkopf gelagert ist; einen Nockenlagerdeckel, der einen ersten Lagerdeckelbereich, der sich über der ersten Nockenwelle erstreckt, und einen Brückenbereich umfasst, der sich von dem ersten Lagerdeckelbereich weg erstreckt und einen Pumpeneinlassdurchgang und einen Pumpenauslassdurchgang definiert, wobei der Brückenbereich eine Motorbefestigungsfläche, die sich über dem Zylinderkopf erstreckt, und eine der Motorbefestigungsfläche gegenüber liegende Pumpenbefestigungsfläche aufweist und sich der Pumpeneinlassdurchgang und der Pumpenauslassdurchgang von der Motorbefestigungsfläche bis zur Pumpenbefestigungsfläche durch den Nockenlagerdeckel erstrecken, wobei der Pumpeneinlassdurchgang mit dem ersten Ölversorgungsdurchgang kommuniziert und der Pumpenauslassdurchgang mit dem zweiten Ölversorgungsdurchgang kommuniziert; eine hydraulisch betätigte Motorkomponente in Kommunikation mit dem zweiten Ölversorgungsdurchgang; eine primäre Ölpumpe, die auf der Seite der Motorbefestigungsfläche des Brückenbereichs angeordnet ist, wobei der erste Ölversorgungsdurchgang mit Drucköl aus der primären Ölpumpe kommuniziert; und eine sekundäre Ölpumpe, die auf der Seite der Pumpenbefestigungsfläche des Brückenbereichs angeordnet ist und an dem Pumpenbefestigungsfläche befestigt ist und das Drucköl von der primären Ölpumpe über den Pumpeneinlassdurchgang aufnimmt und das Öl durch den Pumpenauslassdurchgang über den zweiten Ölversorgungsdurchgang zu der hydraulisch betätigten Motorkomponente pumpt.
Weitere Anwendungsgebiete werden aus der hierin bereitgestellten Beschreibung offensichtlich.
Zeichnungen
Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen lediglich Illustrationszwecken.
1 ist eine Draufsicht einer Motoranordnung gemäß der vorliegenden Offenlegung;
2 ist eine schematische Veranschaulichung der Motoranordnung von 1;
3 ist eine perspektivische Darstellung des Nockenlagerdeckels von 2;
4 ist eine fragmentarische perspektivische Darstellung einer alternativen Motoranordnung gemäß der vorliegenden Offenlegung; und
5 ist eine perspektivische Darstellung des Nockenlagerdeckels von 4.
Entsprechende Bezugsziffern bezeichnen in den verschiedenen Ansichten der Zeichnungen durchweg einander entsprechende Teile.
Detaillierte Beschreibung
Es werden nun Beispiele der vorliegenden Offenlegung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen umfassender beschrieben. Die nachfolgende Beschreibung ist lediglich von beispielhafter Natur.
Unter nunmehriger Bezugnahme auf die 1 und 2 ist eine beispielhafte Motoranordnung 10 schematisch veranschaulicht. Die Motoranordnung 10 kann einen Zylinderkopf 12, eine Einlass- und eine Auslassnockenwelle 14, 16, eine hydraulisch betätigte Motorkomponentenanordnung 18, einen Nockenlagerdeckel 20, eine primäre Ölpumpe 21 und eine sekundäre Ölpumpe 22 umfassen. Die hydraulisch betätigte Motorkomponentenanordnung 18 kann einen Einlass- und einen Auslass-Nockenphasensteller 24, 26 und/oder eine Einlass- und eine Auslassventilhubanordnung 28, 30 umfassen.
In einem nicht einschränkenden Beispiel können der Einlass- und der Auslass-Nockenphasensteller 24, 26 jeweils einen hydraulisch betätigten Nockenphasensteller mit einem Rotor und einem Stator umfassen. Der Stator kann durch eine Motorkurbelwelle rotatorisch angetrieben sein. Der Rotor kann innerhalb des Stators angeordnet sein und kann radial verlaufende Flügel umfassen, die mit dem Stator zusammenwirken, um hydraulische Kammern in Kommunikation mit Drucköl von der sekundären Ölpumpe 22 zu bilden. Die Einlass- und die Auslassventilhubanordnung 28, 30 können mehrstufige Kipphebel oder -stößel umfassen, die die Hubdauer der Einlass- und des Auslassventils selektiv variieren. Die sekundäre Ölpumpe 22 kann eine elektrische Ölpumpe umfassen.
Wie in 2 zu sehen, kann der Zylinderkopf 12 einen ersten und einen zweiten Ölversorgungsdurchgang 36, 38 definieren. Der erste Öldurchgang 36 kann mit der primären Ölpumpe 21 und der sekundären Ölpumpe 22 kommunizieren. Der zweite Öldurchgang 38 kann mit der sekundären Ölpumpe 22 und der hydraulisch betätigten Motorkomponentenanordnung 18 kommunizieren.
Unter zusätzlicher Bezugnahme auf 3 kann der Nockenlagerdeckel 20 als ein monolithisches Element gebildet sein und kann einen ersten und einen zweiten Lagerdeckelbereich 60, 62 und einen Brückenbereich 64 umfassen, der sich dazwischen erstreckt. Der Brückenbereich 64 kann einen Pumpenbefestigungsbereich bilden und kann einen Pumpeneinlassdurchgang 66 und einen Pumpenauslassdurchgang 70 umfassen. Der Brückenbereich 64 kann eine Pumpenbefestigungsfläche 72 und eine Motorbefestigungsfläche 74 umfassen. Die Pumpenbefestigungsfläche 72 kann den Pumpenbefestigungsbereich mit der daran angebrachten sekundären Ölpumpe 22 bilden. Der Pumpeneinlassdurchgang 66 und der Pumpenauslassdurchgang 70 können durch die Pumpen- und die Motorbefestigungsfläche 72, 74 hindurch verlaufen.
Die Motorbefestigungsfläche 74 des Brückenbereichs 64 kann sich über der oberen Fläche des Zylinderkopfes 12 erstrecken und kann insbesondere an dieser anliegen. Der Pumpeneinlassdurchgang 66 kann mit dem ersten Ölversorgungsdurchgang 36 ausgerichtet sein, und der Pumpenauslassdurchgang 68 kann mit dem zweiten Ölversorgungsdurchgang 38 ausgerichtet sein. Die primäre Ölpumpe 21 kann Öl direkt durch den Pumpeneinlassdurchgang 66 an die sekundäre Ölpumpe 22 liefern und die sekundäre Ölpumpe 22 kann das Öl von der primären Ölpumpe 21 weiter mit Druck beaufschlagen. Die sekundäre Ölpumpe 22 kann das Öl unter erhöhtem Druck direkt durch den Pumpenauslassdurchgang 68 an den zweiten Ölversorgungsdurchgang 38 liefern.
In einem weiteren nicht einschränkenden Beispiel, das in den 4 und 5 gezeigt ist, kann die hydraulisch betätigte Motorkomponentenanordnung 118 den Einlass- und den Auslass-Nockenphasensteller 24, 26 (in 1 ersichtlich), Ölsteuerventile (OCV) 128, 130 und Rückschlagventile 132, 134 umfassen. Wie in 1 zu sehen, kann der Einlass-Nockenphasensteller 24 mit der Einlassnockenwelle 14 gekoppelt sein und der Auslass-Nockenphasensteller 26 kann mit der Auslassnockenwelle 16 gekoppelt sein.
Wie in 4 zu sehen, kann die alternative Ausgestaltung des Zylinderkopfes 112 einen ersten, einen zweiten und einen dritten Ölversorgungsdurchgang 136, 138, 140 und einen ersten, einen zweiten, einen dritten und einen vierten Nockenphasenstellerzuleitungsdurchgang 142, 144, 146, 148 definieren. Jeder von dem ersten, dem zweiten und dem dritten Ölversorgungsdurchgang 136, 138, 140 und dem ersten, dem zweiten, dem dritten und dem vierten Nockenphasenstellerzuleitungsdurchgang 142, 144, 146, 148 kann eine obere Fläche des Zylinderkopfes 112 schneiden. Der Zylinderkopf 112 kann zusätzlich eine erste und eine zweite Bohrung 150, 152 definieren, welche OCVs 128, 130, einen Hydraulikstösselzuleitungsdurchgang 154 und einen ersten und einen zweiten Zusatzölversorgungsdurchgang 156, 158 beherbergen.
Der erste Ölversorgungsdurchgang 136 kann einen sekundären Ölpumpenversorgungsdurchgang bilden und kann den Hydraulikstösselzuleitungsdurchgang 154 schneiden, um Öl von der primären Ölpumpe (nicht gezeigt) an die sekundäre Ölpumpe 122 liefern. Der zweite Ölversorgungsdurchgang 138 und der erste und der zweite Nockenphasenstellerzuleitungsdurchgang 142, 144 können die erste Bohrung 150 schneiden und können mit dem OCV 128 kommunizieren. Ebenso können der dritte Ölversorgungsdurchgang 140 und der dritte und der vierte Nockenphasenstellerzuleitungsdurchgang 146, 148 die zweite Bohrung 152 schneiden und können mit dem OCV 130 kommunizieren. Außerdem kann der erste Zusatzölversorgungsdurchgang 156 die erste Bohrung 150 schneiden, und der zweite Zusatzölversorgungsdurchgang 158 kann die zweite Bohrung 152 schneiden. Die Rückschlagventile 132, 134 können in dem ersten bzw. dem zweiten Zusatzölversorgungsdurchgang 156, 158 angeordnet sein, um eine Ölströmung durch den ersten und den zweiten Zusatzölversorgungsdurchgang 156, 158 von der sekundären Ölpumpe 122 zu verhindern.
Unter Bezugnahme auf 5 kann der Nockenlagerdeckel 120 als ein monolithisches Element gebildet sein und kann einen ersten und einen zweiten Lagerdeckelbereich 160, 162 und einen Brückenbereich 164 umfassen, der sich dazwischen erstreckt. Der Brückenbereich 164 kann einen Pumpenbefestigungsbereich bilden und kann einen Pumpeneinlassdurchgang 166 und einen Pumpenauslassdurchgang 170 umfassen. Der Brückenbereich 164 kann eine Pumpenbefestigungsfläche 172 und eine Motorbefestigungsfläche 174 umfassen. Die Pumpenbefestigungsfläche 172 kann den Pumpenbefestigungsbereich mit der daran angebrachten sekundären Ölpumpe 122 bilden. Der Pumpeneinlassdurchgang 166 und der Pumpenauslassdurchgang 170 können durch die Pumpen- und die Motorbefestigungsfläche 172, 174 hindurch verlaufen. Die Motorbefestigungsfläche 174 kann einen ersten und einen zweiten Frühverstellungsdurchgang 176, 178 und einen ersten und einen zweiten Spätverstellungsdurchgang 180, 182 umfassen.
Der erste und der zweite Frühverstellungsdurchgang 176, 178 können jeweils eine erste Vertiefung 184, 186 in der Motorbefestigungsfläche 174 und eine zweite Vertiefung 188, 190 umfassen, die Nuten in dem ersten und dem zweiten Lagerdeckelbereich 160, 162 bilden. Ebenso können der erste und der zweite Spätverstellungsdurchgang 180, 182 jeweils eine erste Vertiefung 192, 194 in der Motorbefestigungsfläche 174 und eine zweite Vertiefung 196, 198 umfassen, die Nuten in dem ersten und dem zweiten Lagerdeckelbereich 160, 162 bilden. Die zweiten Vertiefungen 188, 196 können axial voneinander beabstandet sein und die zweiten Vertiefungen 190, 198 können axial voneinander beabstandet sein. Die Motorbefestigungsfläche 174 des Brückenbereiches 164 kann sich über der oberen Fläche des Zylinderkopfes 112 erstrecken und kann im Spezielleren an dieser anliegen.
Der Pumpeneinlassdurchgang 166 kann mit dem ersten Ölversorgungsdurchgang 136 ausgerichtet sein, und der Pumpenauslassdurchgang 170 kann mit dem zweiten und dem dritten Ölversorgungsdurchgang 138, 140 ausgerichtet sein. Der erste Nockenphasenstellerzuleitungsdurchgang 142 kann mit dem ersten Frühverstellungsdurchgang 176 ausgerichtet sein, der dritte Nockenphasenstellerzuleitungsdurchgang 146 kann mit dem zweiten Frühverstellungsdurchgang 178 ausgerichtet sein, der zweite Nockenphasenstellerzuleitungsdurchgang 144 kann mit dem ersten Spätverstellungsdurchgang 180 ausgerichtet sein und der vierte Nockenphasenstellerzuleitungsdurchgang 148 kann mit dem zweiten Spätverstellungsdurchgang 182 ausgerichtet sein. Der Pumpeneinlassdurchgang 166 kann direkt mit dem ersten Ölversorgungsdurchgang 136 kommunizieren und der Pumpenauslassdurchgang 170 kann direkt mit dem zweiten bzw. dem dritten Ölversorgungsdurchgang 138, 140 kommunizieren.
Die sekundäre Ölpumpe 122 kann an der Pumpenbefestigungsfläche 172 des Nockenlagerdeckels 120 angebracht sein. Die sekundäre Ölpumpe 122 kann Öl von der primären Ölpumpe über den Pumpeneinlassdurchgang 166 von dem ersten Ölversorgungsdurchgang 136 aufnehmen und kann das Öl weiter mit Druck beaufschlagen. Das durch die sekundäre Ölpumpe 122 mit Druck beaufschlagte Öl kann über den zweiten und den dritten Ölversorgungsdurchgang 138, 140 an die OCVs 128, 130 geliefert werden. Die OCVs 128, 130 können die Ölströmung zu den Nockenphasenstellern 24, 26 selektiv über den ersten, den zweiten, den dritten und den vierten Nockenphasenstellerzuleitungsdurchgang 142, 144, 146, 148, den ersten und den zweiten Frühverstellungsdurchgang 176, 178 und den ersten und den zweiten Spätverstellungsdurchgang 180, 182 liefern.
Der Nockenlagerdeckel 120 kann außerdem einen Schmierungsströmungspfad 200 in Kommunikation mit dem Pumpenauslassdurchgang umfassen 170. Der Schmierungsströmungspfad 200 kann eine Vertiefung 202 in der Motorbefestigungsfläche 174 des Nockenlagerdeckels 120 umfassen. Der Pumpenauslassdurchgang 170 kann sich durch die Vertiefung 202 hindurch erstrecken. Der Schmierungsströmungspfad 200 kann außerdem Durchgänge 204, 206, die sich von der Vertiefung 202 weg erstrecken und Bolzenlöcher 208 schneiden, und schließlich Ölkanäle 210, 212 umfassen. Während des Motorbetriebes kann das Öl, das dem Ölpumpenauslassdurchgang 170 zugeführt wird, mit den Ölkanälen 210, 212 über die Durchgänge 204, 206 kommunizieren, um ein geschmiertes Lager für die Einlass- und die Auslassnockenwelle 14, 16 zu bilden. Das Öl kann durch ringförmige Zwischenräume um Bolzen herum strömen, die den Nockenlagerdeckel 120 am Zylinderkopf 112 befestigen.

Claims

Motoranordnung, welche umfasst: einen Zylinderkopf, der einen ersten und einen zweiten Ölversorgungsdurchgang umfasst; eine erste Nockenwelle, die rotatorisch an dem Zylinderkopf gelagert ist; einen Nockenlagerdeckel, der einen ersten Lagerdeckelbereich, der sich über der ersten Nockenwelle erstreckt, und einen Brückenbereich umfasst, der sich von dem ersten Lagerdeckelbereich weg erstreckt und einen Pumpeneinlassdurchgang und einen Pumpenauslassdurchgang definiert, wobei der Brückenbereich eine Motorbefestigungsfläche, die sich über dem Zylinderkopf erstreckt, und eine der Motorbefestigungsfläche gegenüber liegende Pumpenbefestigungsfläche aufweist und sich der Pumpeneinlassdurchgang und der Pumpenauslassdurchgang von der Motorbefestigungsfläche bis zur Pumpenbefestigungsfläche durch den Nockenlagerdeckel erstrecken, wobei der Pumpeneinlassdurchgang mit dem ersten Ölversorgungsdurchgang kommuniziert und der Pumpenauslassdurchgang mit dem zweiten Ölversorgungsdurchgang kommuniziert; eine hydraulisch betätigte Motorkomponente in Kommunikation mit dem zweiten Ölversorgungsdurchgang; eine primäre Ölpumpe, die auf der Seite der Motorbefestigungsfläche des Brückenbereichs angeordnet ist, wobei der erste Ölversorgungsdurchgang mit Drucköl aus der primären Ölpumpe kommuniziert; und eine sekundäre Ölpumpe, die auf der Seite der Pumpenbefestigungsfläche des Brückenbereichs angeordnet ist und an der Pumpenbefestigungsfläche befestigt ist und das Drucköl von der primären Ölpumpe über den Pumpeneinlassdurchgang aufnimmt und das Öl durch den Pumpenauslassdurchgang über den zweiten Ölversorgungsdurchgang zu der hydraulisch betätigten Motorkomponente pumpt.
Motoranordnung nach Anspruch 1, wobei die Motorbefestigungsfläche an dem Zylinderkopf anliegt.
Motoranordnung nach Anspruch 1, welche ferner ein Ölsteuerventil in fluidtechnischer Kommunikation mit dem zweiten Ölversorgungsdurchgang umfasst, wobei die hydraulisch betätigte Motorkomponente einen Nockenphasensteller umfasst und der Zylinderkopf einen ersten und einen zweiten Nockenphasenstellerversorgungsdurchgang in Kommunikation mit dem Ölsteuerventil und dem Nockenphasensteller definiert.
Motoranordnung nach Anspruch 3, wobei der Nockenlagerdeckel einen dritten Nockenphasenstellerversorgungsdurchgang in direkter Kommunikation mit dem ersten Nockenphasenstellerversorgungsdurchgang und einen vierten Nockenphasenstellerversorgungsdurchgang in direkter Kommunikation mit dem zweiten Nockenphasenstellerversorgungsdurchgang umfasst.
Motoranordnung nach Anspruch 4, wobei in der Motorbefestigungsfläche der dritte und vierte Nockenphasenstellerversorgungsdurchgang angeordnet sind, wobei sich der dritte und der vierte Nockenphasenstellerversorgungsdurchgang von der Motorbefestigungsfläche zu dem ersten Lagerdeckelbereich hin erstrecken.
Motoranordnung nach Anspruch 5, wobei der erste Lagerdeckelbereich einen ersten und einen zweiten Ölkanal umfasst, die axial voneinander beabstandet sind, der dritte Nockenphasenstellerversorgungsdurchgang den ersten Ölkanal umfasst und der vierte Nockenphasenstellerversorgungsdurchgang den zweiten Ölkanal umfasst, wobei der erste und der zweite Ölkanal Drucköl von der sekundären Ölpumpe an den Nockenphasensteller liefern.
Motoranordnung nach Anspruch 6, wobei der Nockenlagerdeckel einen Schmierungsdurchgang in Kommunikation mit dem Pumpenauslassdurchgang umfasst.
Motoranordnung nach Anspruch 1, wobei die hydraulisch betätigte Motorkomponente eine Ventilhubanordnung umfasst.
Motoranordnung nach Anspruch 1, welche ferner eine zweite Nockenwelle umfasst, die rotatorisch an dem Zylinderkopf gelagert ist, wobei der Nockenlagerdeckel einen zweiten Lagerdeckelbereich, der sich über der zweiten Nockenwelle erstreckt, umfasst und wobei der Brückenbereich sich zwischen dem ersten und dem zweiten Lagerdeckelbereich erstreckt und diese miteinander koppelt.