DE102010050621A1

DE102010050621A1 - Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102010050621A1
Application number: DE102010050621A
Authority: DE
Inventors: Florian Jaeger
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2010-11-05
Filing date: 2010-11-05
Publication date: 2012-05-10

Abstract

Brennkraftmaschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Kurbelwelle mit wenigstens einem Hubzapfen sowie wenigstens ein dem wenigstens einen Hubzapfen zugeordnetes Pleuel, wobei ein Kontaktbereich zwischen der Kurbelwelle und dem wenigstens einen Pleuel ausgehend von der Kurbelwelle schmierbar ist, wobei in der Kurbelwelle wenigstens ein Schmierölkanal zur seitlichen Beölung des wenigstens einen Pleuels vorgesehen ist, um auch bei einem seitlichen Anlaufen des Pleuels einen übermäßigen Verschleiß sowie einen partikelartigen Abrieb zu vermeiden, sodass die Betriebssicherheit und die Lebensdauer der Brennkraftmaschine verbessert sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Kurbelwelle mit wenigstens einem Hubzapfen sowie wenigstens ein dem wenigstens einen Hubzapfen zugeordnetes Pleuel, wobei ein Kontaktbereich zwischen der Kurbelwelle und dem wenigstens einen Pleuel ausgehend von der Kurbelwelle schmierbar ist.
Beim Betrieb der Brennkraftmaschine wird die Bewegung eines Kolbens mittels des am Hubzapfen der Kurbelwelle verschwenkbar gelagerten Pleuels auf die Kurbelwelle übertragen. Dabei sind zur Schmierung des Kontaktbereichs zwischen Kurbelwelle und Pleuel üblicherweise Schmierölbohrungen in der Kurbelwelle vorgesehen, die an der Lagerstelle axial mittig münden. Beispielsweis geht ein derartiger Schmierölkanal aus der DE 11 2006 003 869 T5 sowie aus der DE 29 12 476 A1 hervor.
Ein derart mündender Schmierölkanal ermöglicht zwar eine relativ gute Schmierung des Kontaktbereichs zwischen Pleuel und Hubzapfen. Allerdings kommt es beim Betrieb der Brennkraftmaschine oft auch zu einem seitlichen Anlaufen des Pleuels, wobei insbesondere in diesem Anlaufbereich mit den bekannten Anordnungen eine nur unzureichende Schmierwirkung erzielbar ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Brennkraftmaschine bereit zu stellen, bei der auch bei einem seitlichen Anlaufen des Pleuels ein übermäßiger Verschleiß sowie ein partikelartiger Abrieb vermieden sind, sodass die Betriebssicherheit und die Lebensdauer der Brennkraftmaschine verbessert sind.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1, indem in der Kurbelwelle wenigstens ein Schmierölkanal zur seitlichen Beölung des wenigstens einen Pleuels vorgesehen ist. Damit kann der seitliche Anlaufbereich des Pleuels gezielt geschmiert werden.
Besonders zu bevorzugende Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Vorzugsweise ist bei einer Brennkraftmaschine, die wenigstens eine erste und wenigstens eine zweite, dem wenigstens einen Hubzapfen zugeordnete Kurbelwange, umfasst, der wenigstens eine Schmierölkanal in der wenigstens einen ersten oder in der wenigstens einen zweiten Kurbelwange angeordnet.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn wenigstens zwei Schmierölkanäle vorgesehen sind, wobei ein erster Schmierölkanal in der wenigstens einen ersten und ein zweiter Schmierölkanal in der wenigstens einen zweiten Kurbelwange angeordnet ist. Damit kann eine beidseitig optimale Schmierung erreicht werden.
Einer sehr zweckmäßigen Ausführung der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine zufolge ist der wenigstens eine Schmierölkanal zumindest annähernd parallel zur Achse des wenigsten einen Hubzapfens gerichtet. Damit wird einerseits bei einem Ölaustritt eine besonders gute Verteilung erzielt, andererseits ist damit eine baulich, konstruktiv und im Hinblick auf die Herstellung sehr günstige Anordnung erreicht.
Bevorzugterweise ist der wenigstens eine Schmierölkanal kurbelwellenachsseitig des wenigsten einen Hubzapfens angeordnet. Damit wird ein besonders kurzer Zuführungsweg erreicht.
Als sehr vorteilhaft wird es angesehen, wenn der wenigstens eine Schmierölkanal ausgehend von einem in der Kurbelwellenachse liegenden Zentralkanal mit Schmieröl versorgbar ist.
Durch den Entfall von Bohrungen im Kurbelzapfen kann der dieser quer mit Öl durchströmt werden. Es können weitere Aggregate, wie andere Kurbelzapfen, Kupplungen oder Nebenaggregate, mit Öl versorgt werden.
Nachfolgend ist ein besonders zu bevorzugendes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die einzige Figur, die schematisch und beispielhaft eine Kurbelwelle einer Einzylinder-Brennkraftmaschine mit Kurbelwangen, Hubzapfen und Pleuel in Schnittdarstellung zeigt, näher erläutert.
In der Figur ist ausschnittsweise eine Einzylinder-Viertakt-Brennkraftmaschine dargestellt, die vorzugsweise zum Antrieb eines Kraftrads dient. Grundsätzlich kann die Erfindung jedoch auch bei einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine, wie Zweizylinder-Brennkraftmaschine, insbesondere in Paralleltwin- oder Boxerbauweise oder Vierzylinder-Brennkraftmaschine, insbesondere in Reihenbauweise, eingesetzt werden. Die Brennkraftmaschine kann auch als Zweitakt-Brennkraftmaschine ausgeführt sein und/oder zum Antrieb eines PKW dienen.
Die in der Figur dargestellte Kurbelwelle 100 ist aus einem ersten Kurbelwellenteil 102 und einem zweiten Kurbelwellenteil 104 zusammengesetzt. Dabei umfasst das erste Kurbelwellenteil 102 einen ersten Wellenbereich 103 sowie eine erste Kurbelwange 116 mit einer Aufnahmeöffnung zur Aufnahme eines Kurbelzapfens 106 und das zweite Kurbelwellenteil 104 umfasst einen zweiten Wellenbereich 105, eine zweite Kurbelwange 118 sowie den Kurbelzapfen 106. Die Achse des Kurbelzapfens 106 ist zur Kurbelwellenachse beabstandet parallel gerichtet.
Ein Pleuel 108, das einen Schaft sowie ein kurbelwellenseitiges Ende 110 mit einem großen Pleuelauge und ein kolbenseitiges Ende 112 mit einem kleinen Pleuelauge aufweist, ist mit seinem großen Pleuelauge am Kurbelzapfen 106 angeordnet. Zwischen Kurbelzapfen 106 und Pleuel 108 ist ein Lager 114 vorgesehen. Das Lager 114 ist vorliegend ein Wälzlager, gegebenenfalls kann jedoch auch eine Gleitlagerung vorgesehen sein.
In dem ersten Kurbelwellenteil 102 ist ein erster Fluidkanal 120 vorgesehen, der sich vorliegend ausgehend vom freien Ende des ersten Wellenbereichs 103 entlang der Kurbelwellenachse bis in den Bereich der ersten Kurbelwange 116 erstreckt. Ein zweiter Fluidkanal 122 mündet aus dem ersten Fluidkanal 120 und erstreckt sich schräg radial nach außen bis zur Aufnahmeöffnung des Kurbelwellenteils 102, in der der Kurbelzapfen 106 aufgenommen ist. Ein dritter Fluidkanal 124 ist in dem in der ersten Kurbelwange 116 aufgenommenen Ende des Kurbelzapfens 106 angeordnet und erstreckt sich in radialer Richtung. Der dritte Fluidkanal 124 verbindet den zweiten Fluidkanal 122 mit einem vierten Fluidkanal 126, der in dem Kurbelzapfen 106 angeordnet ist und sich in diesem entlang seiner Achse erstreckt. Ein fünfter Fluidkanal 128 erstreckt sich in dem zweiten Kurbelwellenteil 105 in radialer Richtung im Bereich der zweiten Kurbelwange 118 und führt vom vierten Fluidkanal 126 zu einem sechsten Fluidkanal 130, der in dem zweiten Kurbelwellenteil 101 vorgesehen ist und sich ausgehend vom Bereich der zweiten Kurbelwange 116 entlang der Kurbelwellenachse bis zum freien Ende des zweiten Wellenbereichs 105 erstreckt.
Mit den Fluidkanälen 120, 122, 124, 126, 128, 130 ist ein die Kurbelwelle 100 von einem freien Ende zum anderen freien Ende durchsetzender Fluidkanal gebildet. Damit ist beispielsweise ausgehend von einem Ende der Kurbelwelle 100 eine Ölversorgung und/oder Schmierung einer am anderen Kurbelwellenende angeordneten Kupplung ermöglicht.
Die Fluidkanäle 120, 130 in den freien Enden der Wellenbereiche 102, 104 sind von den freien Enden her sacklochartig eingebracht und nach außen offen. Der vierte Fluidkanal 126 ist in den Kurbelzapfen 106 von dessen freien Ende her sacklochartig eingebracht und nach außen endseitig mittels eines Stopfens verschlossen. Ebenso ist der sich radial erstreckende fünfte Fluidkanal nach Herstellung nach außen endseitig mittels eines Stopfens verschlossen.
Von dem zweiten Fluidkanal 122 zweigt ein erster Schmierölkanal 132 in Richtung des zwischen den Kurbelwangen 116, 118 gebildeten Bereichs ab. Der Schmierölkanal 132 erstreckt sich dabei im Wesentlichen parallel zur Kurbelwellenachse und mündet bezogen auf die Kurbelwellenachse radial innerhalb des Kurbelzapfens 106 in dessen Nähe. Ein zweiter Schmierölkanal 134 zweigt von dem fünften Fluidkanal 128 in Richtung des zwischen den Kurbelwangen 116, 118 gebildeten Bereichs ab. Der Schmierölkanal 134 erstreckt sich dabei ebenfalls im Wesentlichen parallel zur Kurbelwellenachse und mündet bezogen auf die Kurbelwellenachse radial innerhalb des Kurbelzapfens 106 in dessen Nähe.
Zwischen den beiden Schmierölkanälen 132, 134 ist ein geschlossenes Siphon gebildet, sodass Öl im Kurbelzapfen 106 nicht ausgeschleudert wird und eine konstante Ölversorgung beispielsweise der Kupplung ermöglicht ist.
Damit kann beim Betrieb der Brennkraftmaschine eine seitliche Schmierung der planen Kontaktbereiche 136, 138 zwischen den seitlichen Flächen des kurbelwellenseitigen Pleuelendes 110 und den korrespondierenden Flächen der Kurbelwangen 116, 118 und/oder des Pleuellagers 114 erfolgen, sodass eine Verschleißminderung auf den seitlichen Anlaufflächen sowie eine höhere Motorlebensdauer durch Verminderung von Abriebspartikeln im Motorinneren, insbesondere bei Pleueln mit Wälzlager im großen Auge, erzielt ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 112006003869 T5 [0002]
DE 2912476 A1 [0002]

Claims

Brennkraftmaschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Kurbelwelle (100) mit wenigstens einem Hubzapfen (106) sowie wenigstens ein dem wenigstens einen Hubzapfen (106) zugeordnetes Pleuel (108), wobei ein Kontaktbereich zwischen der Kurbelwelle (100) und dem wenigstens einen Pleuel (108) ausgehend von der Kurbelwelle (100) schmierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kurbelwelle (100) wenigstens ein Schmierölkanal (132, 134) zur seitlichen Beölung des wenigstens einen Pleuels (108) vorgesehen ist.
Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, umfassend wenigstens eine erste und wenigstens eine zweite, dem wenigstens einen Hubzapfen (106) zugeordnete Kurbelwange (116, 118), dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Schmierölkanal (132, 134) in der wenigstens einen ersten oder in der wenigstens einen zweiten Kurbelwange (116, 118) angeordnet ist.
Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Schmierölkanäle (132, 134) vorgesehen sind, wobei ein erster Schmierölkanal (132) in der wenigstens einen ersten Kurbelwange (116) und ein zweiter Schmierölkanal (134) in der wenigstens einen zweiten Kurbelwange (118) angeordnet ist.
Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Schmierölkanal (132, 134) zumindest annähernd parallel zur Achse des wenigsten einen Hubzapfens (106) gerichtet ist.
Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Schmierölkanal (132, 134) kurbelwellenachsseitig des wenigsten einen Hubzapfens (106) angeordnet ist.
Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Schmierölkanal (132, 134) ausgehend von einem in der Kurbelwellenachse liegenden Zentralkanal (120, 130) mit Schmieröl versorgbar ist.