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Die Erfindung betrifft eine Schmiermittelversorgungseinrichtung einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere für einen Kraftwagen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Aus dem allgemeinen Stand der Technik ist es bekannt, bei Verbrennungskraftmaschinen eine jeweilige Schmiermittelversorgungseinrichtung vorzusehen, um beispielsweise Kolben der Verbrennungskraftmaschine zu schmieren und/oder zu kühlen. Derartige Schmiermittelversorgungseinrichtungen sind beispielsweise der
DE 103 16 340 A1 und der
DE 103 23 734 B4 als bekannt zu entnehmen.
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Diese Schmiermittelversorgungseinrichtungen werden in einer jeweiligen Verbrennungskraftmaschine verwendet, die wenigstens einen in einem Zylinder der Verbrennungskraftmaschine angeordneten Kolben aufweist.
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Die Schmiermittelversorgungseinrichtung umfasst dabei wenigstens ein dem Kolben zugeordnetes Kühlelement zum Kühlen des Kolbens mittels eines Schmiermittels. Bei dem Kühlelement handelt es sich um eine Spritzdüse, mittels welcher der Kolben mit dem Schmiermittel angespritzt wird. Nach dem Anspritzen kann das Schmiermittel beispielsweise in einen Kurbelraum der Verbrennungskraftmaschine strömen und dadurch Wärme infolge eines Wärmeübergangs von dem Kolben an das Schmiermittel von dem Kolben abtransportieren.
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Die Schmiermittelversorgungseinrichtung umfasst auch wenigstens eine mit dem Kühlelement fluidisch verbundene Schmiermittelleitung, über welche dem Kühlelement das Schmiermittel zugeführt wird. Darüber hinaus ist wenigstens eine Filtereinrichtung der Schmiermittelversorgungseinrichtung vorgesehen. Die Filtereinrichtung ist in der Schmiermittelleitung angeordnet und dient zum Filtern des dem Kühlelement zuzuführenden Schmiermittels.
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Es hat sich gezeigt, dass bei dem Versorgen des Kolbens mit Schmiermittel weiteres Verbesserungspotential besteht, um einen effizienten und somit kraftstoffverbrauchs-, reibungs- und verschleißgünstigen Betrieb der Verbrennungskraftmaschine zu realisieren.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schmiermittelversorgungseinrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass ein besonders effizienter Betrieb der Verbrennungskraftmaschine ermöglicht ist.
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Diese Aufgabe wird durch eine Schmiermittelversorgungseinrichtung einer Verbrennungskraftmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Um eine Schmiermittelversorgungseinrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art zu schaffen, welche einen besonders effizienten Betrieb der Verbrennungskraftmaschine ermöglicht, ist erfindungsgemäß wenigstens ein zweites Kühlelement zum Kühlen des Kolbens mittels des Schmiermittels und wenigstens eine mit dem zweiten Kühlelement fluidisch verbundene, zweite Schmiermittelleitung vorgesehen, wobei dem zweiten Kühlelement das Schmiermittel zuführbar ist und wobei die zweite Schmiermittelleitung stromauf der Filtereinrichtung fluidisch mit der ersten Schmiermittelleitung verbunden ist.
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Die Schmiermittelversorgungseinrichtung ermöglicht somit eine effektive sowie effiziente Versorgung der Kühlelemente mit Schmiermittel, so dass der Kolben sehr gut mit dem Schmiermittel versorgt und gekühlt werden kann. So können der Verschleiß, die Reibleistung sowie der Kraftstoffverbrauch der Verbrennungskraftmaschine besonders gering gehalten werden. Ferner können eine günstige Temperaturverteilung sowie eine besonders geringe Kolbenmuldentemperatur des Kolbens realisiert werden. Diese kommt im Zylinder ablaufenden Verbrennungen sowie einer nur geringen Belastung des Kolbens während des Betriebs der Verbrennungskraftmaschine zugute, was mit einer hohen Lebensdauer des Kolbens und somit der Verbrennungskraftmaschine einhergeht. Darüber hinaus kann durch die Schmiermittelversorgungseinrichtung auch die Belastung einer Pumpe zum Fördern des Schmiermittels gering gehalten werden, da sich Druckpulsationen für die Pumpe in einem besonders geringen Rahmen halten lassen. Dies kommt auch der Bauteilhaltbarkeit der Pumpe zugute.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Fig. alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in:
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1 eine schematische Darstellung einer Schmiermittelversorgungseinrichtung einer Verbrennungskraftmaschine für einen Kraftwagen, mittels welcher Kolben der Verbrennungskraftmaschine über jeweils zwei Kühlelemente der Schmiermittelversorgungseinrichtung mit Schmiermittel versorgt werden;
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2 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Schmiermittelversorgungseinrichtung;
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3 eine schematische Seitenansicht der Verbrennungskraftmaschine mit der Schmiermittelversorgungseinrichtung; und
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4 eine schematische Schnittansicht eines der Kolben der Verbrennungskraftmaschine.
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer Schmiermittelversorgungseinrichtung 10 einer in 3 in einer Seitenansicht gezeigten Verbrennungskraftmaschine 12 für einen Personenkraftwagen. Die Verbrennungskraftmaschine 12 ist als Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine ausgebildet und umfasst ein Kurbelgehäuse 14, eine mit dem Kurbelgehäuse 14 verbundene Ölwanne 16, einen mit dem Kurbelgehäuse 14 verbundenen Zylinderkopf 18 sowie eine mit dem Zylinderkopf 18 verbundene Zylinderkopfhaube 20.
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In dem Kurbelgehäuse 14 ist eine Kurbelwelle 22 der Verbrennungskraftmaschine 12 um eine Drehachse relativ zu dem Kurbelgehäuse 14 drehbar gelagert. Die Lagerung der Kurbelwelle 22 am Kurbelgehäuse 14 erfolgt an jeweiligen Hauptlagerstellen 24 über jeweilige Wellenzapfen 26 der Kurbelwelle 22. Zwischen jeweils zwei der Wellenzapfen 26 ist ein jeweiliger Hubzapfen 28 der Kurbelwelle 22 angeordnet. An den jeweiligen Hubzapfen 28 sind jeweilige Pleuel 30 gelenkig gelagert. Die jeweiligen Pleuel 30 sind mit jeweiligen Kolben 32 der Verbrennungskraftmaschine 12 über jeweilige Kolbenbolzen 34 gelenkig verbunden.
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Die Kolben 32 sind in jeweiligen Brennräumen in Form von Zylindern der Verbrennungskraftmaschine 12 relativ zu den Zylindern translatorisch bewegbar aufgenommen. Durch die gelenkige Kopplung der Kolben 32 mit der Kurbelwelle 22 können die translatorischen Bewegungen in eine rotatorische Bewegung der Kurbelwelle 22 um ihre Drehachse umgewandelt werden.
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Im Zylinderkopf 18 sind Nockenwellen 36 um jeweilige Drehachsen relativ zu dem Zylinderkopf 18 drehbar gelagert. Die Nockenwellen 36 werden über einen Steuertrieb, vorliegend über einen Kettentrieb, mit einer Kette von der Kurbelwelle 22 angetrieben. Dabei sind die Nockenwellen 36 an jeweiligen Lagerstellen 38 am Zylinderkopf 18 gelagert. Um die Kette unter Spannung zu halten, ist ein in 1 schematisch dargestellter, hydraulischer Kettenspanner 40 vorgesehen.
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Die Nockenwellen 36 dienen zum Betätigen von Gaswechselventilen, welche die Zufuhr eines Mediums in die jeweiligen Zylinder sowie eine Abfuhr von Abgas aus den Zylindern steuern. Bei dem Medium handelt es sich im Falle einer direkteinspritzenden Verbrennungskraftmaschine 12 um Luft, welche in den Zylindern mit Kraftstoff versetzt wird. Um Steuerzeiten der Gaswechselventile variabel einstellen zu können, kann eine entsprechende Verstelleinrichtung vorgesehen sein. Alternativ oder zusätzlich kann auch eine Verstelleinrichtung vorgesehen sein, um einen jeweiligen Hub der Gaswechselventile variabel einzustellen. Die Gaswechselventile werden beispielsweise über Schlepphebel betätigt.
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Die Verbrennungskraftmaschine 12 weist auch zwei in 1 sehr schematisch dargestellte Abgasturbolader 42 auf, mittels welchen die der Verbrennungskraftmaschine 12 zuzuführende Luft zu verdichten ist. Dazu umfassen die Abgasturbolader 42 jeweils einen Verdichter und jeweils eine Turbine, mittels welcher der zugehörige Verdichter des entsprechenden Abgasturboladers 42 antreibbar ist. Die Abgasturbolader 42 umfassen auch jeweils ein Laufzeug mit einem Verdichterrad des entsprechenden Verdichters und mit einem Turbinenrad der entsprechenden Turbine, wobei das Verdichterrad und das Turbinenrad mit einer jeweiligen Welle des entsprechenden Laufzeugs drehfest verbunden sind. Dadurch kann das Verdichterrad zum Verdichten der Luft von dem Turbinenrad, welches von Abgas der Verbrennungskraftmaschine 12 angetrieben wird, angetrieben werden.
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Wie aus 1 erkennbar ist, dient die Schmiermittelversorgungseinrichtung 10 nun dazu, Schmierstellen mit wenigstens zwei relativ zueinander bewegbaren Bauteilen mit Schmiermittel vorliegend in Form von Schmieröl zu versorgen und dadurch zu schmieren und/oder zu kühlen. Die Schmiermittelversorgungseinrichtung 10 dient ferner dazu, hydraulisch betätigbare Stellglieder oder Verstelleinrichtungen wie beispielsweise den Kettenspanner 40 und die Verstelleinrichtungen zum Einstellen der Steuerzeiten mit dem unter Druck stehenden Schmieröl zu versorgen und dadurch mittels des Schmiermittels zu betätigen.
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Dazu umfasst die Schmiermittelversorgungseinrichtung 10 eine von dem Schmieröl durchströmbare Schmiermittelleitung 44 und eine Ölpumpe 46. Mittels der Ölpumpe 46 wird über die Schmiermittelleitung 44 Schmieröl aus einem Schmierölreservoir in der Ölwanne 16 gefördert. In Strömungsrichtung des Schmieröls durch die Schmiermittelleitung 44 ist stromab der Ölwanne 16 und stromauf der Ölpumpe 46 ein Ölsieb 48 vorgesehen, mittels welchem grobe Verunreinigungen aus dem Schmieröl gefiltert werden können. In 1 ist auch ein Sieb 50 mit einer stromab folgenden Drossel 52 dargestellt. Der Ölpumpe 46 ist ein Druckregelventil 54 zugeordnet, mittels welchem ein Druck, mit dem das Schmieröl gefördert wird, einstellbar ist.
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Ferner ist der Ölpumpe 46 eine Umgehungseinrichtung 56 mit einer Umgehungsleitung 58 zugeordnet. Die Umgehungsleitung 58 ist an einer stromauf der Ölpumpe 46 angeordneten, ersten Verbindungsstelle 60 und an einer stromab der Ölpumpe 46 angeordneten, zweiten Verbindungsstelle 62 fluidisch mit der Schmiermittelleitung 44 verbunden. In der Umgehungsleitung 58 ist ein Überdruckventil 64 angeordnet. Übersteigt der Druck des Schmieröls stromab der Ölpumpe 46 einen durch das Überdruckventil 64 vorgebbaren Schwellenwert, so kann Schmieröl von der Verbindungsstelle 62 über die Umgehungsleitung 58 zur Verbindungsstelle 60 unter Umgehung der Ölpumpe 46 zurückströmen.
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Stromab der Ölpumpe 46 ist der Schmiermittelleitung 44 ein Rückschlagventil 66 angeordnet. Stromab des Rückschlagventils 66 ist in der Schmiermittelleitung 44 eine Filtereinrichtung 68 mit einem Ölfilter 70 angeordnet. Der Ölfilter 70 filtert das Schmieröl, so dass die Schmierstellen sowie Stellglieder vor durch das Schmieröl transportierten Partikeln geschützt werden können.
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Auch dem Ölfilter 70 ist eine Umgehungseinrichtung 72 mit einer Umgehungsleitung 74 und einem Überdruckventil 76 zugeordnet. Das Überdruckventil 76 ist dabei in der Umgehungsleitung 74 angeordnet. Die Umgehungsleitung 74 ist an einer stromauf des Ölfilters 70 und stromab des Rückschlagventils 66 angeordneten Verbindungsstelle 78 und an einer stromab des Ölfilters 70 angeordneten Verbindungsstelle 80 fluidisch mit der Schmiermittelleitung 44 verbunden. Übersteigt der Druck des Schmieröls stromab des Ölfilters 70 einen durch das Überdruckventil 76 vorgebbaren Schwellenwert, so kann das Schmieröl von der Verbindungsstelle 80 stromab des Ölfilters 70 zur Verbindungsstelle 78 stromauf des Ölfilters 70 zurückströmen. Das Rückschlagventil 66 verhindert jedoch ein Rückströmen des Schmieröls beispielsweise zur Ölpumpe 46.
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Weiter stromab der Verbindungsstelle 80 ist ein Wärmetauscher 82 in der Schmiermittelleitung 44 angeordnet. Der Wärmetauscher 82 ist dabei als Flüssigkeit-Flüssigkeit-Wärmetauscher ausgebildet und dient zum Kühlen des die Schmiermittelleitung 44 durchströmenden Schmieröls. Hierzu wird dem Wärmetauscher 82 als erste Flüssigkeit eine Kühlflüssigkeit über einen Zuführanschluss 84 zugeführt. Das Schmieröl stellt eine dem Wärmetauscher 82 zugeordnete, zweite Flüssigkeit dar, wobei die zweite Flüssigkeit durch die erste Flüssigkeit zu kühlen ist. Mit anderen Worten erfolgt zum Kühlen des Schmieröls ein Wärmeübergang von dem Schmieröl an die den Wärmetauscher 82 durchströmende Kühlflüssigkeit. Dadurch wird die Kühlflüssigkeit erwärmt. Die erwärmte Kühlflüssigkeit wird von dem Wärmetauscher 82 über einen Abführanschluss 86 abgeführt.
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Bei dieser Kühlflüssigkeit handelt es sich vorzugsweise um eine Kühlflüssigkeit, mittels welcher auch die Verbrennungskraftmaschine 12, d. h. ihre Zylinder, gekühlt werden. Dazu sind die Zylinder außenumfangsseitig zumindest teilweise von einem sogenannten Kühlwassermantel umgeben, welcher von der Kühlflüssigkeit durchströmbar ist. Infolge eines Wärmeübergangs von die Zylinder begrenzenden Wandungen an die Kühlflüssigkeit werden die Zylinder bzw. die Wandungen gekühlt und die Kühlflüssigkeit erwärmt. Im Anschluss daran wird die Kühlflüssigkeit dem Wärmetauscher 82 zugeführt, so dass mittels der Kühlflüssigkeit auch das Schmieröl gekühlt werden kann. Dies bedeutet, dass der Wärmetauscher 82 in einen Kühlmittelkreislauf der Verbrennungskraftmaschine 12 integriert ist. Alternativ dazu kann der Wärmetauscher 82 auch in einem vom Kühlmittelkreislauf der Verbrennungskraftmaschine 12 separaten Kühlmittelkreislauf integriert sein.
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Dem Wärmetauscher 82 ist eine Umgehungseinrichtung 88 mit einer Umgehungsleitung 90 und einem Rückschlagventil 92 zugeordnet. Dabei ist das Rückschlagventil 92 in der Umgehungsleitung 90 angeordnet. Die Umgehungsleitung 90 ist an einer stromab der Verbindungsstelle 80 und stromauf des Wärmetauschers 82 angeordneten Verbindungsstelle 94 und an einer stromab des Wärmetauschers 82 angeordneten Verbindungsstelle 96 fluidisch mit der Schmiermittelleitung 44 verbunden. Übersteigt der Druck des Schmieröls an der Verbindungsstelle 94 einen durch das Rückschlagventil 92 vorgebbaren Schwellenwert, so kann das Schmieröl zumindest teilweise den Wärmetauscher 82 über die Umgehungsleitung 90 umgehen und von der Verbindungsstelle 94 zur Verbindungsstelle 96 fließen. Eine Strömung in dem entgegengesetzter Richtung ist durch das Rückschlagventil 92 vermieden.
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Um schließlich die Lagerstellen 38 der Nockenwellen 36 mit dem Schmieröl zu versorgen, sind mit der Schmiermittelleitung 44 entsprechende, den Lagerstellen 38 zugeordnete Schmiermittelleitungen 98, 100 der Schmiermittelversorgungseinrichtung 10 fluidisch verbunden.
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Des Weiteren ist auch eine Schmiermittelleitung 102 der Schmiermittelversorgungseinrichtung 10 mit der Schmiermittelleitung 44 fluidisch verbunden. Über die Schmiermittelleitung 102 wird das Schmieröl zu den Hauptlagerstellen 24 geführt.
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Einige der Wellenzapfen 26 sind über Bohrungen 104 mit korrespondierenden Hubzapfen 28 fluidisch verbunden, so dass das Schmieröl von diesem Teil der Wellenzapfen 26 zu den korrespondierenden Hubzapfen 28 geführt werden kann. Dadurch können jeweilige Lagerstellen, an denen die Pleuel 30 an den Hubzapfen 28 gelagert sind, mit dem Schmieröl aus der Schmiermittelleitung 44 versorgt und somit geschmiert und gekühlt werden.
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Die Schmiermittelversorgungseinrichtung 10 umfasst weiterhin eine Schmiermittelleitung 106, welche mit der Schmiermittelleitung 44 fluidisch verbunden ist und über welche das Schmieröl zum Kettenspanner 40 und zu den Abgasturboladern 42 geführt wird. Dadurch können Lagerstellen, an denen das jeweilige Laufzeug an korrespondierenden Gehäuseelementen der Abgasturbolader 42 gelagert ist, mit dem Schmieröl aus der Schmiermittelleitung 44 versorgt und dadurch geschmiert und gekühlt werden. Wie zu erkennen ist, ist das Druckregelventil 54 in der Schmiermittelleitung 102 angeordnet, so dass dadurch der Druck des Schmieröls geregelt werden kann.
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In 1 sind auch sehr schematisch dargestellte Kühlelemente in Form von Spritzdüsen 108 der Schmiermittelversorgungseinrichtung 10 zu erkennen. Die Spritzdüsen 108 dienen zum Kühlen der jeweiligen Kolben 32, indem sie jeweilige Kolbenböden 120 (4) der Kolben 32 von einer einem Brennraumdach und somit der Zylinderkopfhaube 20 abgewandten Seite mit dem Schmieröl anspritzen. Die Spritzdüsen 108 sind dabei fluidisch mit der Schmiermittelleitung 44 verbunden, so dass den Spritzdüsen 108 das Schmieröl über die Schmiermittelleitung 44 zugeführt wird.
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Die Kolben 32 können mit dem Schmiermittel aus den Spritzdüsen 108 gekühlt werden, indem ein Wärmeübergang von dem Kolben 32 auf das Schmieröl stattfindet. Von dem Kolben 32 strömt das Schmiermittel wieder in die Ölwanne 16, so dass ein Schmiermittelkreislauf geschlossen ist. Auch das Schmieröl zum Schmieren und/oder Kühlen der Lagerstellen 38, der Abgasturbolader 42, der Hauptlagerstellen 24 sowie der Hubzapfen 28 und das Schmieröl zum Betreiben des Kettenspanners 40 sowie der anderweitigen Stellglieder wie der Verstelleinrichtungen der Nockenwellen 36 strömt wieder in die Ölwanne 16.
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Zur Realisierung eines besonders effizienten Betriebs der Verbrennungskraftmaschine 12 umfasst die Schmiermittelversorgungseinrichtung 10 jeweilige, zweite Kühlelemente in Form von zweiten Spritzdüsen 110 zum Kühlen der jeweiligen Kolben 32 mittels des Schmieröls. Um die Kolben 32 mittels des Schmieröls über die Spritzdüsen 110 zu kühlen, sind die Spritzdüsen 110 mit einer Schmiermittelleitung 112 fluidisch verbunden. Dabei ist die Schmiermittelleitung 112 an einer stromauf des Ölfilters 70 angeordneten Verbindungsstelle 113 fluidisch mit der Schmiermittelleitung 44 verbunden. Dadurch werden die Spritzdüsen 110 mit nicht durch den Ölfilter 70 gefiltertem, d. h. mit ungefiltertem, sogenanntem Rohöl versorgt. Die Spritzdüsen 110 dienen dabei dazu, das Schmieröl aus der Schmiermittelleitung 112 in jeweilige, in den jeweiligen Kolben 32 verlaufende Kühlkanäle 114 (4) einzuspritzen.
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Durch das Versorgen der Kolben 32 mit Schmieröl mittels der Schmiermittelversorgungseinrichtung 10 kann eine sehr geringe Reibleistung, eine sehr geringe Temperatur einer Kolbenmulde 116 (4), ein geringer Verschleiß sowie eine sehr gute Temperaturverteilung realisiert werden. Darüber hinaus können Druckpulsationen für die Ölpumpe 46 gering gehalten werden. Ferner kann eine sehr vorteilhafte Temperatur des Schmieröls geregelt oder gesteuert eingestellt werden, so dass ein für den Verschleiß und den Kraftstoffverbrauch günstiges Wärmemanagement hinsichtlich seines Aufwärmens und Abkühlens des Schmieröls und somit der Verbrennungskraftmaschine 12 möglich ist.
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Dadurch, dass die Temperatur des Schmieröls gering gehalten werden kann, kann auch insbesondere eine Temperatur eines temperaturkritischen Muldenrands 118 der Kolbenmulde 116 realisiert werden. Somit kann auf kostenintensive Kolbenveredelungen wie eine Muldenrandumschmelzung des Muldenrands 118 vermieden werden. Die Kolben 32 sind dadurch kostengünstig herstellbar.
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Insbesondere über die Spritzdüsen 108 ist eine zumindest im Wesentlichen konstante Versorgung der Kolben 32 möglich. Dabei sind die Spritzdüsen 108 vorzugsweise hinsichtlich der Kühlung des Kolbenbodens 120 durchflussangepasst und weisen beispielsweise einen Öldurchfluss in einem Bereich von einschließlich 0,5 bis einschließlich 1,5 Liter pro Minute, insbesondere in einem Bereich von einschließlich 0,5 bis 0,75 Liter pro Minute auf. Dies führt zu einem sehr geringen Strömungsdurchmesser der Spritzdüsen 108.
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Durch die Verwendung der Spritzdüsen 108, 110 können Druckverluste an jeweiligen Austritten der Spritzdüsen 108, 110 gering gehalten werden. Zudem ist ein zielgerichteter Schmierölspritzstrahl realisierbar. Ferner ermöglicht die Schmiermittelversorgungseinrichtung 10 eine sehr effektive und effiziente Kühlung der Kolben 32 mit einer sehr hohen Kühlleistung bei gleichzeitiger Realisierung der geringen Durchflussmenge an Schmieröl.
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Die Spritzdüsen 110 weisen gegenüber den Spritzdüsen 108 eine wesentlich größere Durchflussmenge an Schmieröl von beispielsweise 4 Liter pro Minute auf. Hierdurch können die jeweiligen Kühlkanäle 114 sehr gut mit einer hohen Menge an Rohöl versorgt werden, so dass die Kolben 32 mit einer hohen Kühlleistung gekühlt werden können.
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Zur Realisierung einer bedarfsgerechten Versorgung der Kühlkanäle 114 ist in der Schmiermittelleitung 112 optional ein Schaltventil 121 angeordnet, mittels welchem die Schmiermittelleitung 112 fluidisch versperrbar und fluidisch freigebbar ist.
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2 zeigt eine weitere Ausführungsform der Schmiermittelversorgungseinrichtung 10 gemäß 1, wobei in der Schmiermittelleitung 112 stromab der Verbindungsstelle 113 und stromauf des Schaltventils 121 optional eine Kühleinrichtung in Form eines Wärmetauschers 122 angeordnet ist. Mittels des Wärmetauschers 122 kann das die Schmiermittelleitung 112 durchströmende Schmieröl (Rohöl) gekühlt werden.
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Der Wärmetauscher 122 ist vorliegend als Flüssigkeit-Flüssigkeit-Wärmetauscher ausgebildet. Eine dem Wärmetauscher 122 zugeordnete, erste Flüssigkeit ist das zu kühlende Schmieröl. Eine dem Wärmetauscher 122 zugeordnete, zweite Flüssigkeit ist die Kühlflüssigkeit, welche auch den Wärmetauscher 82 durchströmt. Diese Kühlflüssigkeit wird dem Wärmetauscher 122 über einen Zuführanschluss 124 zu- und über einen Abführanschluss 126 abgeführt. Das die Schmiermittelleitung 112 durchströmende Schmieröl wird nun derart gekühlt, dass ein Wärmeübergang von dem die Schmiermittelleitung 112 und den Wärmetauscher 122 durchströmenden Schmieröl auf die den Wärmetauscher 122 durchströmende Kühlflüssigkeit erfolgt.
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Durch diese zusätzliche Nutzung eines Ölkühlers in Form des Wärmetauschers 122 kann die Temperatur des Schmieröls besonders gering gehalten werden. Hierbei kann auch der Wärmetauscher 122 in den Kühlmittelkreislauf der Verbrennungskraftmaschine 12 oder in einen Niedertemperatur-Kühlkreislauf integriert sein. Durch das Abzweigen des Schmieröls an der Verbindungsstelle 113 und das Zuführen des abgezweigten Schmieröls zu den Spritzdüsen 110 ist ein Zusatzkreislauf geschaffen, mittels welchem die Reibleistung sowie der Verschleiß der Verbrennungskraftmaschine 12 besonders gering gehalten werden kann. Insbesondere die realisierbare, besonders geringe Temperatur am Muldenrand 118 führt dazu, dass die Belastung der Kolben 32 in einem besonders geringen Rahmen gehalten werden kann. Darüber hinaus sind die entsprechenden Lagerstellen und Stellglieder effektiv und effizient mit Schmieröl zu versorgen, so dass die Verbrennungskraftmaschine 12 reibungsarm und in der Folge mit einem nur sehr geringen Kraftstoffverbrauch und somit mit geringen CO2-Emissionen betrieben werden kann.
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3 zeigt die Verbrennungskraftmaschine 12, wobei über die Schmiermittelleitung 112 ein Zulauf des Rohöls zu den Spritzdüsen 108 erfolgt. Mit 112' ist die Schmiermittelleitung 112 bezeichnet, über die der nach-, d. h. stromab des Wärmetauschers 122 geschaltete Rohölzulauf erfolgt.
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4 zeigt eine Ausführungsform der Kolben 32 mit dem Kühlkanal 114, der über die entsprechend zugeordnete Spritzdüse 110 mit Schmieröl (Rohöl) gefüllt wird. In 4 ist auch eine sogenannte Ringpartie 128 mit Ringnuten 130 erkennbar, in denen jeweilige Kolbenringe aufnehmbar sind. Dabei ist die oberste der Ringnuten 130 durch einen Ringträger 132 gebildet. Zu erkennen ist auch eine Bolzennabe 134 zum Aufnehmen des korrespondierenden Kolbenbolzens 34 sowie eine Sicherungsnut 136 für einen Sicherungsring, der zum axialen Festlegen des Kolbenbolzens 34 dient. Mit 138 ist ein Feuersteg des Kolbens 32 bezeichnet. Mit 140 ist ein Kolbenschaft bezeichnet, welcher üblicherweise auch als Kolbenhemd bezeichnet wird.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Schmiermittelversorgungseinrichtung
- 12
- Verbrennungskraftmaschine
- 14
- Kurbelgehäuse
- 16
- Ölwanne
- 18
- Zylinderkopf
- 20
- Zylinderkopfhaube
- 22
- Kurbelwelle
- 24
- Hauptlagerstelle
- 26
- Wellenzapfen
- 28
- Hubzapfen
- 30
- Pleuel
- 32
- Kolben
- 34
- Kolbenbolzen
- 36
- Nockenwelle
- 38
- Lagerstelle
- 40
- Kettenspanner
- 42
- Abgasturbolader
- 44
- Schmiermittelleitung
- 46
- Ölpumpe
- 48
- Ölsieb
- 50
- Ölsieb
- 52
- Drossel
- 54
- Druckregelventil
- 56
- Umgehungseinrichtung
- 58
- Umgehungsleitung
- 60
- Verbindungsstelle
- 62
- Verbindungsstelle
- 64
- Überdruckventil
- 66
- Rückschlagventil
- 68
- Filtereinrichtung
- 70
- Ölfilter
- 72
- Umgehungseinrichtung
- 74
- Umgehungsleitung
- 76
- Überdruckventil
- 78
- Verbindungsstelle
- 80
- Verbindungsstelle
- 82
- Wärmetauscher
- 84
- Zuführanschluss
- 86
- Abführanschluss
- 88
- Umgehungseinrichtung
- 90
- Umgehungsleitung
- 92
- Rückschlagventil
- 94
- Verbindungsstelle
- 96
- Verbindungsstelle
- 98
- Schmiermittelleitung
- 100
- Schmiermittelleitung
- 102
- Schmiermittelleitung
- 104
- Bohrung
- 106
- Schmiermittelleitung
- 108
- Spritzdüse
- 110
- Spritzdüse
- 112, 112'
- Schmiermittelleitung
- 113
- Verbindungsstelle
- 114
- Kühlkanal
- 116
- Kolbenmulde
- 118
- Muldenrand
- 120
- Kolbenboden
- 121
- Schaltventil
- 122
- Wärmetauscher
- 124
- Zuführanschluss
- 126
- Abführanschluss
- 128
- Ringpartie
- 130
- Ringnut
- 132
- Ringträger
- 134
- Bolzennabe
- 136
- Sicherungsnut
- 138
- Feuersteg
- 140
- Kolbenschaft
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10316340 A1 [0002]
- DE 10323734 B4 [0002]
