DE102015120905A1 - Verbrennungsmotor - Google Patents

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DE102015120905A1
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Albrecht Reustle
Andreas Misala
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Dr Ing HCF Porsche AG
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    • F01M11/02Arrangements of lubricant conduits
    • F01M2011/026Arrangements of lubricant conduits for lubricating crankshaft bearings

Abstract

Verbrennungsmotor, mit mindestens einem Zylinder (13) und mit einer Kurbelwelle (14), an der mindestens eine Pleuelstange angreift, wobei die oder jede Pleuelstange ein Hublagerauge zur Anbindung derselben an die Kurbelwelle (14) und ein Pleuellagerauge zur Anbindung derselben an einen Kolben (12) eines Zylinders (13) aufweist, wobei Hauptlager (16) der Kurbelwelle (14) mit Hilfe eines mindestens eine Ölpumpe (17, 18) aufweisenden ersten Hydraulikölkreislaufs (15) über eine Hauptlagergalerie (20) zur Schmierung mit Hydrauliköl versorgbar sind, und wobei die oder jede Pleuelstange und/oder mindestens ein Zusatzverbraucher mit Hilfe mindestens eines eine weitere Ölpumpe (25) aufweisenden, von der Hauptlagergalerie (20) abzweigenden zweiten Hydraulikölkreislaufs (24) mit Hydrauliköl versorgbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor, insbesondere einen Verbrennungsmotor mit variablem Verdichtungsverhältnis.
  • Bei Verbrennungsmotoren wirkt sich ein hohes Verdichtungsverhältnis positiv auf den Wirkungsgrad aus. Unter dem Verdichtungsverhältnis wird das Verhältnis des gesamten Zylinderraumes vor der Verdichtung zum verbliebenen Zylinderraum nach der Verdichtung verstanden. Bei Verbrennungsmotoren mit Fremdzündung, wie bei Ottomotoren, die in der Regel ein festes Verdichtungsverhältnis aufweisen, darf das Verdichtungsverhältnis jedoch nur so hoch gewählt werden, dass bei Volllastbetrieb ein sogenanntes „Klopfen“ vermieden wird. Jedoch könnte für den weitaus häufiger auftretenden Teillastbereich des Verbrennungsmotors, also bei geringer Zylinderfüllung, das Verdichtungsverhältnis mit höheren Werten gewählt werden, ohne dass ein „Klopfen“ auftreten würde. Der wichtige Teillastbereich eines Verbrennungsmotors kann verbessert werden, wenn das Verdichtungsverhältnis variabel einstellbar ist.
  • Aus der DE 10 2010 016 037 A1 ist ein Verbrennungsmotor mit einem einstellbaren Verdichtungsverhältnis bekannt. Pleuelstangen, die über ein Hublagerauge und ein Pleuellagerauge verfügen, sind über das Hublagerauge an eine Kurbelwelle und über das Pleuellagerauge an einen jeweiligen Zylinderkolben des Verbrennungsmotors anbindbar. Jeder Pleuelstange ist eine Exzenter-Verstelleinrichtung zugeordnet, die einen Exzenterkörper und Exzenterstangen aufweist. Der Exzenterkörper weist eine exzentrisch zu einem Mittelpunkt des Pleuellagerauges angeordnete Kolbenbolzenbohrung mit einem Mittelpunkt auf, wobei die Kolbenbolzenbohrung einen Kolbenbolzen aufnimmt.
  • Die Exzenter-Verstelleinrichtung dient der Verstellung einer effektiven Pleuelstangenlänge leff, wobei als Pleuelstangenlänge der Abstand des Mittelpunkts der Kolbenbolzenbohrung zu einem Mittelpunkt des Hublagerauges zu verstehen ist. Zur Verdrehung des Exzenterkörpers und damit zur Veränderung der effektiven Pleuelstangenlänge leff sind die Exzenterstangen der Exzenter-Verstelleinrichtung verlagerbar. Jeder Exzenterstange ist ein Kolben zugeordnet, der in einer Hydraulikkammer verschiebbar gelagert bzw. geführt ist. In den Hydraulikkammern herrscht ein Hydraulikdruck, der auf die den Exzenterstangen zugeordneten Kolben einwirkt, wobei abhängig von der Ölmenge in den Hydraulikkammern die Verlagerung der Exzenterstangen möglich ist oder nicht möglich ist.
  • Die Verstellung der Exzenter-Verstelleinrichtung wird durch Einwirken von Massen- und Lastkräften des Verbrennungsmotors initiiert, die bei einem Arbeitstakt des Verbrennungsmotors auf die Exzenter-Verstelleinrichtung wirken. Während eines Arbeitstakts verändern sich die Wirkungsrichtungen der auf die Exzenter-Verstelleinrichtung wirkenden Kräfte ständig. Die Verstellbewegung der Exzenter-Verstelleinrichtung wird durch die mit Hydrauliköl beaufschlagten Kolben, die auf die Exzenterstangen einwirken, unterstützt, wobei die Kolben ein Rückstellen der Exzenter-Verstelleinrichtung aufgrund variierender Kraftwirkungsrichtungen der auf die Exzenter-Verstelleinrichtung wirkenden Kräfte verhindern. Die Exzenterstangen, die mit den Kolben zusammenwirken, sind zu beiden Seiten des Exzenterkörpers an denselben angebunden. Die Hydraulikkammern, in welchen die Kolben geführt sind, sind von dem Hublagerauge aus über Hydraulikölzulaufleitungen und mit Hydrauliköl beaufschlagbar bzw. befüllbar.
  • Rückschlagventile der jeweiligen Pleuelstange verhindern ein Rückfließen des Hydrauliköls aus den Hydraulikkammern zurück in die Hydraulikölzulaufleitungen. In einer Bohrung der jeweiligen Pleuelstange ist ein Umschaltventil aufgenommen. Die Hydraulikkammern stehen über Hydraulikölablaufleitungen mit der Bohrung in Kontakt, welche das Umschaltventil aufnimmt. Die Schaltstellung des Umschaltventils bestimmt, welche der Hydraulikkammern mit Hydrauliköl befüllt und welche der Hydraulikkammern entleert wird, wobei hiervon die Verstellrichtung bzw. Verdrehrichtung der Exzenter-Verstelleinrichtung abhängt. Das Hydrauliköl, welches auf die in den Hydraulikkammern geführten Kolben der Exzenterstangen einwirkt, wird den Hydraulikkammern vom Hublagerauge der jeweiligen Pleuelstange aus über die Hydraulikölzulaufleitungen zugeführt, wobei die jeweilige Pleuelstange derart mit dem Hublagerauge an der Kurbelwelle angreift, dass zwischen der Kurbelwelle, nämlich einem Kurbelwellenlagerzapfen derselben, und dem Hublagerauge eine Pleuellagerschale angeordnet ist. Das Hydrauliköl wird über die Kurbelwelle zugeführt und gelangt über die Pleuellagerschale und das Hublagerauge in die Hydraulikölzulaufleitungen. Über die Hydraulikölablaufleitungen können die Hydraulikkammern abhängig von der Schaltstellung des Umschaltventils entlüftet werden. Hiervon hängt die Verstellrichtung bzw. Verdrehrichtung der Exzenter-Verstelleinrichtung ab.
  • Die DE 10 2012 019 176 A1 zeigt einen weiteren Verbrennungsmotor mit variablem Verdichtungsverhältnis bekannt. Hierbei ist die Kurbelwelle zur variablen Einstellung des Verdichtungsverhältnisses in einem im Kurbelgehäuse des Verbrennungsmotors schwenkbeweglich befestigten Rahmen angeordnet, wobei der Rahmen eine Schmierölversorgung für die Kurbelwelle umfasst.
  • Aus der DE 102 07 750 B4 sind Details eines Hydrauliksystems eines Verbrennungsmotors für das Bewirken einer Pleuelstangen-Längenänderung in Zusammenwirkung mit einem Motorschmiersystem bekannt. Das Hydrauliksystem verfügt über mehrere Ölpumpen, einen Sumpf, einen Filter, ein Rückschlagventil und ein Steuerventil.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, einen Verbrennungsmotors mit verbesserter Hydraulikölversorgung zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird durch einen Verbrennungsmotor gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
  • Erfindungsgemäß sind Hauptlager der Kurbelwelle mit Hilfe eines mindestens eine Ölpumpe aufweisenden ersten Hydraulikölkreislaufs über eine Hauptlagergalerie zur Schmierung mit Hydrauliköl versorgbar, wobei die oder jede Pleuelstange und/oder mindestens ein Zusatzverbraucher mit Hilfe mindestens eines eine weitere Ölpumpe aufweisenden, von der Hauptlagergalerie abzweigenden zweiten Hydraulikölkreislaufs mit Hydrauliköl versorgbar ist.
  • Beim erfindungsgemäßen Verbrennungsmotor dient der erste Hydraulikölkreislauf der Schmierung der Hauptlagerstellen der Kurbelwelle. Der jeweilige zweite Hydraulikölkreislauf dient der Hydraulikölversorgung der oder jeder Pleuelstange und/oder des oder jedes Zusatzverbrauchers. Die Hydraulikölkreisläufe verfügen über Ölpumpen, wobei der jeweilige zweite Hydraulikölkreislauf vom ersten Hydraulikölkreislauf abzweigt.
  • Die Hydraulikölversorgung der Pleuelstangen und/oder des oder jedes Zusatzverbrauchers ist funktional von der Hydraulikölversorgung der Hauptlagerstellen der Kurbelwelle getrennt. Die Hydraulikölversorgung der Hauptlagerstellen der Kurbelwelle über den ersten Hydraulikölkreislauf ist an die Bedürfnisse der Hauptlagerstellen angepasst, wobei die Hydraulikölversorgung der Pleuelstangen und/oder des oder jedes Zusatzverbrauchers über den jeweiligen zweiten Hydraulikölkreislauf an die Bedürfnisse der Exzenter-Verstelleinrichtungen angepasst ist.
  • So kann z.B. bei geringen Drehzahlen des Verbrennungsmotors und damit einer Ölpumpe des ersten Hydraulikölkreislaufs über den jeweiligen zweiten Hydraulikölkreislauf, nämlich über dessen weitere bzw. separate Ölpumpe, stets eine optimale Druckversorgung für die Pleuelstangen und/oder den oder jeden Zusatzverbraucher gewährleistet werden.
  • Vorzugsweise ist der jeweilige zweite Hydraulikölkreislauf zur Hydraulikölversorgung der Pleuelstangen und/oder des oder jedes Zusatzverbrauchers mit dem der Schmierung der Hauptlagerstellen der Kurbelwelle dienenden ersten Hydraulikölkreislauf stromabwärts der weiteren Ölpumpe über ein Rückschlagventil gekoppelt, wobei das Rückschlagventil eine Ölströmung vom ersten Hydraulikölkreislauf in den jeweiligen zweiten Hydraulikölkreislauf unterbindet jedoch vom jeweiligen zweiten Hydraulikölkreislauf in den ersten Hydraulikölkreislauf zulässt.
  • Sollte die weitere Ölpumpe des jeweiligen zweiten Hydraulikölkreislaufs zu viel Hydrauliköl fördern, so ist dieses dem ersten Hydraulikölkreislauf über das Rückschlagventil zuführbar. Das Fördervolumen der oder jeder Ölpumpe des ersten Hydraulikölkreislaufs kann dann entsprechend angepasst werden.
  • Vorzugsweise umfasst der jeweilige zweite Hydraulikölkreislauf stromabwärts der weiteren Ölpumpe ein Schaltventil und stromabwärts des Schaltventils einen Druckgeber, wobei dann, wenn dieser Druckgeber einen Öldruck im jeweiligen zweiten Hydraulikölkreislauf misst, der kleiner als ein Grenzwert ist, das Schaltventil eine erste Schaltstellung einnimmt, in der das von der Ölpumpe des jeweiligen zweiten Hydraulikölkreislaufs geförderte Öl ausschließlich dem jeweiligen zweiten Hydraulikölkreislauf zuführbar ist, wohingegen dann, wenn dieser Druckgeber einen Öldruck im jeweiligen zweiten Hydraulikölkreislauf misst, der größer als ein Grenzwert ist, das Schaltventil eine zweite Schaltstellung einnimmt, in der das von der Ölpumpe des jeweiligen zweiten Hydraulikölkreislaufs geförderte Öl dem jeweiligen zweiten und dem ersten Hydraulikölkreislauf zuführbar ist. Insbesondere ist der jeweilige zweite Hydraulikölkreislauf mit dem ersten Hydraulikölkreislauf stromabwärts des Schaltventils und stromaufwärts des Druckgebers über das Rückschlagventil gekoppelt. Hiermit kann die oder jede Pleuelstange und/oder der oder jeder Zusatzverbraucher optimal mit der geeigneten Hydraulikölmenge versorgt werden.
  • Eine Überschussförderung der weiteren Ölpumpe des jeweiligen zweiten Hydraulikölkreislaufs ist dem ersten Hydraulikölkreislauf einfach zuführbar.
  • Obwohl die Erfindung sowohl bei Verbrennungsmotoren mit konstantem Verdichtungsverhältnis als auch bei Verbrennungsmotoren mit variablem Verdichtungsverhältnis Verwendung finden kann, ist der Einsatz der Erfindung bei Verbrennungsmotoren mit variablem Verdichtungsverhältnis besonders bevorzugt. Bei einem Verbrennungsmotoren mit variablem Verdichtungsverhältnis dient der zweite Hydraulikölkreislauf der Versorgung von Lagerstellen der Pleuelstangen sowie zumindest der Versorgung der Exzenter-Verstelleinrichtungen der Pleuelstangen jeweils mit Hydrauliköl.
  • Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
  • 1 eine Pleuelstange eines Verbrennungsmotor mit variablem Verdichtungsverhältnis; und
  • 2 ein Hydraulikölschema eines Verbrennungsmotors mit variablem Verdichtungsverhältnis.
  • 1 zeigt eine Pleuelstange 1 eines Verbrennungsmotors mit variabel einstellbarem Verdichtungsverhältnis. Die Pleuelstange 1 weist einen Pleuelstangengrundkörper 7 mit einem Pleuellagerauge 2 und einem Hublagerauge 3 auf.
  • Das Pleuellagerauge 2 dient der Anbindung der jeweiligen Pleuelstange 1 an einen Zylinderkolben 12 eines jeweiligen Zylinders 13 (2) des Verbrennungsmotors.
  • Das Hublagerauge 3 dient der Anbindung der jeweiligen Pleuelstange 1 an eine Kurbelwelle 14 (2) des Verbrennungsmotors.
  • Die Pleuelstange 1 der 1 weist eine zumindest abschnittsweise in dem Pleuellagerauge 2 angeordnete, bevorzugt hydraulisch verstellbare Exzenter-Verstelleinrichtung 6 auf.
  • Die Exzenter-Verstelleinrichtung 6 weist eine exzentrisch zu einer Mittelachse 8 des Pleuellagerauges 2 angeordnete Kolbenbolzenbohrung mit einer Mittelachse auf, welche einen Kolbenbolzen (nicht sichtbar) aufnimmt. Über den Kolbenbolzen ist die jeweilige Pleuelstange 1 an den Zylinderkolben 12 des jeweiligen Zylinders 13 gekoppelt.
  • Die Exzenter-Verstelleinrichtung 6 dient der Verstellung einer effektiven Pleuelstangenlänge leff der Pleuelstange 1. Eine Verdrehung der verstellbaren Exzenter-Verstelleinrichtung 6 wird durch Einwirken von Massen- und Lastkräften des Verbrennungsmotors initiiert, die bei einem Arbeitstakt des Verbrennungsmotors auf die Exzentereinrichtung 6 wirken. Während eines Arbeitstaktes verändern sich die Wirkungsrichtungen der auf die Exzentereinrichtung 6 wirkenden Kräfte kontinuierlich.
  • Die Drehbewegung oder Verstellbewegung wird durch mit Hydrauliköl, insbesondere mit Motoröl, beaufschlagte, in der Pleuelstangenanordnung 1 integrierte und in Hydraulikkammern geführte Kolben unterstützt, bzw. die Kolben verhindern ein Rückstellen der Exzenter-Verstelleinrichtung 6 aufgrund variierender Kraftwirkungsrichtungen der auf die Exzenter-Verstelleinrichtung 6 wirkenden Kräfte.
  • Die Kolben der Exzenter-Verstelleinrichtung 6 sind mittels Exzenterstangen 4, 5 beidseitig mit einem Exzenterkörper 9 der Exzenter-Verstelleinrichtung 6 wirkverbunden. Die Exzenter-Verstelleinrichtung 6 kann die Kolben, die Exzenterstangen 4, 5 und den Exzenterkörper 9 aufweisen. Die Kolben der Exzenter-Verstelleinrichtung 6 sind über in 1 nicht gezeigten Hydraulikölleitungen von dem Hublagerauge 3 aus mit Hydrauliköl über in 1 nicht gezeigte Rückschlagventile beaufschlagt. Die Rückschlagventile verhindern dabei ein Rückfließen des Hydrauliköls aus den Kolbenvolumina der Kolben zurück in die Hydraulikölleitungen in einen Motorinnenraum des Verbrennungsmotors.
  • In einer Bohrung der jeweiligen Pleuelstange 1 ist ein Umschaltventil 10 aufgenommen.
  • Die Hydraulikkammern der Exzenter-Verstelleinrichtung 6 der jeweiligen Pleuelstange 1 stehen über Hydraulikölleitungen mit der Bohrung in Kontakt, welche das Umschaltventil 10 aufnimmt. Die Schaltstellung des Umschaltventils 10 bestimmt, welche der Hydraulikkammern mit Hydrauliköl befüllt und welche der Hydraulikkammern entleert wird, wobei hiervon die Verstellrichtung bzw. Verdrehrichtung der Exzenter-Verstelleinrichtung 6 abhängt.
  • Das jeweilige Umschaltventil 10 der jeweiligen Pleuelstange 1 weist einen Abgreifer 11 auf. Über den Abgreifer 11 ist das jeweilige Umschaltventil 10 betätigbar, nämlich über eine am Abgreifer 11 angreifende Betätigungseinrichtung 11. Details des Umschaltventils 10 der jeweiligen Pleuelstange 1 und des Abgreifers 11 des jeweiligen Umschaltventils 10 sind dem angesprochenen Fachmann z.B. aus der DE 10 2012 112 461 A1 geläufig.
  • Die hier vorliegende Erfindung betrifft nun solche Details des Verbrennungsmotors mit vorzugsweise variablem Verdichtungsverhältnis, die eine zuverlässige Schmierung der Kurbelwelle 14 sowie darüber hinaus eine zuverlässige Versorgung der Pleuelstangen 1, insbesondere der Exzenter-Verstelleinrichtungen 6 der Pleuelstangen 1, mit Hydrauliköl bzw. Motoröl gewährleisten.
  • Obwohl die Erfindung nachfolgend für einen Verbrennungsmotor mit variablem Verdichtungsverhältnis beschrieben wird, kann die Erfindung auch bei einem Verbrennungsmotoren mit konstantem Verdichtungsverhältnis zum Einsatz kommen. In diesem Fall dient dann der zweite Hydraulikölkreislauf insbesondere der Versorgung von Lagerstellen der Pleuelstangen mit Hydrauliköl.
  • Der Verbrennungsmotor verfügt über einen ersten Hydraulikölkreislauf 15, welcher der Versorgung von Hauptlagern 16 der Kurbelwelle 14 mit Schmieröl bzw. mit Motoröl zur Schmierung dient.
  • So verfügt dieser erste Hydraulikölkreislauf 15 über mindestens eine Ölpumpe, im gezeigten Ausführungsbeispiel über die Ölpumpen 17, 18, über die aus einem Ölvorratsbehälter 19 Hydrauliköl bzw. Schmieröl ansaugbar ist, wobei dieses von den Ölpumpen 17, 18 des ersten Hydraulikölkreislaufs 15 angesaugte Öl den Hauptlagern 16 der Kurbelwelle 14 über eine sogenannte Hauptlagergalerie 20 zuführbar ist. Ausgehend von der Hauptlagergalerie 20 ist jedem Hauptlager 16 der Kurbelwelle 14 gemäß 2 ein Teilstrom an Hydrauliköl bzw. Motoröl zur Schmierung der jeweiligen Hauptlagerstelle 16 zuführbar. Bei dem in 2 ganz rechts gezeigten Hauptlager 16 der Kurbelwelle 14 handelt es sich um das sogenannte Stützlager der Kurbelwelle 14.
  • Gemäß 2 ist in den ersten Hydraulikölkreislauf 15 vorzugsweise ein insbesondere als Ölwasserwärmetauscher ausgebildeter Wärmetauscher 21 zur Temperierung des Motoröls sowie ein Ölfilter 22 zur Reinigung des Motoröls integriert.
  • Ferner zeigt 2 einen Druckgeber 23 des ersten Hydraulikölkreislaufs 15, mit Hilfe dessen ein im ersten Hydraulikölkreislauf herrschender Öldruck messbar ist, um abhängig hiervon eine Förderleistung der Ölpumpe 18 des ersten Hydraulikölkreislaufs 15 anzupassen. Die in ihrer Förderleistung regelbare Ölpumpe 18 des ersten Hydraulikölkreislaufs 15 ist parallel zu der in ihrer Förderleistung nicht regelbaren Ölpumpe 17 des ersten Hydraulikölkreislaufs 15 geschaltet.
  • Zur Versorgung der Exzenter-Verstelleinrichtungen 6 der Pleuelstangen 1 sowie der Lagerstellen der Pleuelstangen 1 jeweils mit Hydrauliköl umfasst der Verbrennungsmotor gemäß 2 weiterhin einen zweiten Hydraulikölkreislauf 24, der im Bereich der Hauptlagergalerie 20 vom ersten Hydraulikölkreislauf 15 abzweigt. Über diesen zweiten Hydraulikölkreislauf 24 sind die Exzenter-Verstelleinrichtungen 6 der Pleuelstangen 1 sowie die Lagerstellen der Pleuelstangen 1 mit Hydrauliköl, nämlich Motoröl, versorgbar.
  • Über diesen von der Hauptlagergalerie 20 abzweigenden zweiten Hydraulikölkreislauf 24 ist das Hydrauliköl, welches der Versorgung der Exzenter-Verstelleinrichtungen 6 der Pleuelstangen 1 dient, über eine Zentral-Öleinspeisung 29 in die Kurbelwelle 14 und über in die Kurbelwelle 14 integrierte Ölleitungen den Exzenter-Verstelleinrichtungen 6 der Pleuelstangen 1 zuführbar.
  • Die Versorgung der Exzenter-Verstelleinrichtungen 6 und der Lagerstellen der Pleuelstangen 1 mit Hydrauliköl ist demnach funktional getrennt von der Versorgung der Hauptlager 16 der Kurbelwelle 14 mit Hydrauliköl.
  • Der zweite Hydraulikölkreislauf 24 verfügt über eine weitere Ölpumpe 25, mit Hilfe derer vom ersten Hydraulikölkreislauf 15 Öl abzweigbar ist, um dasselbe den Exzenter-Verstelleinrichtungen 6 der Pleuelstangen 1 zuzuführen.
  • Der erste Hydraulikölkreislauf 15 und der zweite Hydraulikölkreislauf 24 sind stromabwärts der Ölpumpe 25 des zweiten Hydraulikölkreislaufs 24 sowie stromabwärts eines Steuerventils 26 des zweiten Hydraulikölkreislaufs 24 über ein Rückschlagventil 27 miteinander gekoppelt. Das Rückschlagventil 27 lässt dabei eine Ölströmung vom zweiten Hydraulikölkreislauf 24 in den ersten Hydraulikölkreislauf 15 hinein zu, unterbindet jedoch eine umgekehrte Ölströmung vom ersten Hydraulikölkreislauf 15 in Richtung auf den zweiten Hydraulikölkreislauf 24.
  • Bei der Ölpumpe 25 des zweiten Hydraulikölkreislaufs 24 handelt es sich vorzugsweise um eine Konstant-Förderpumpe. Die Ölpumpe des zweiten Hydraulikölkreislaufs kann auch eine Ölpumpe mit variabel einstellbarem Fördervolumen sein.
  • Der zweite Hydraulikölkreislauf 24 verfügt ebenso wie der erste Hydraulikölkreislauf 15 über einen Druckgeber 28. Mit Hilfe des Druckgebers 28, der stromabwärts des Schaltventils 26 positioniert ist, kann ein Hydrauliköldruck, der im zweiten Hydraulikölkreislauf 24 herrscht, gemessen werden.
  • Dann, wenn der vom Druckgeber 28 gemessene Hydrauliköldruck im zweiten Hydraulikölkreislauf 24 kleiner als ein Grenzwert ist, nimmt das Schaltventil 26 des zweiten Hydraulikölkreislaufs 24 die in 2 gezeigte erste Schaltstellung ein, in welcher das von der Ölpumpe 25 des zweiten Hydraulikölkreislaufs 24 geförderte Hydrauliköl ausschließlich über den zweiten Hydraulikölkreislauf 24 geführt und zur Versorgung der Exzenter-Verstelleinrichtungen 6 und der Lagerstellen der Pleuelstangen 1 genutzt wird.
  • Dann hingegen, wenn der vom Druckgeber 28 erfasste Hydrauliköldruck im zweiten Hydraulikölkreislauf 24 größer als ein Grenzwert ist, nimmt das Schaltventil 26 eine zweite Schaltstellung ein, in der dann das von der Ölpumpe 25 des zweiten Hydraulikölkreislaufs 24 geförderte Hydrauliköl sowohl über den zweiten Hydraulikölkreislauf 24 als auch über den das Rückschlagventil dem ersten Hydraulikölkreislauf 15 verlustfrei zuführbar ist.
  • Fördert demnach die Hydraulikölpumpe 25 des zweiten Hydraulikölkreislaufs 24 zu viel Hydrauliköl, so ist dieses überschüssig geförderte Hydrauliköl über das Rückschlagventil 27 dem ersten Hydraulikölkreislauf 15 und demnach der Hauptlagergalerie 20 zuführbar, vorzugsweise unter Anpassung des Fördervolumens der Ölpumpe 18 des ersten Hydraulikölkreislaufs 15.
  • Die Versorgung der Hauptlager 16 der Kurbelwelle 14 sowie der Exzenter-Verstelleinrichtungen 6 und Lagerstellen der Pleuelstangen 1 ist beim erfindungsgemäßen Verbrennungsmotor funktional getrennt. Die Hauptlager 16 der Kurbelwelle 14 sind über den ersten Hydraulikölkreislauf 15 und die Hauptlagergalerie 20 mit Hydrauliköl bzw. Motoröl versorgbar.
  • Die Exzenter-Verstelleinrichtungen 6 und Lagerstellen der Pleuelstangen 1 sind über den eigenen Hydraulikölkreislauf 24 mit der eigenen Ölpumpe 25 mit Hydrauliköl bzw. Motoröl versorgbar, wobei der zweite Hydraulikölkreislauf 24 vom ersten Hydraulikölkreislauf 15 im Bereich der Hauptlagergalerie 20 abzweigt und stromabwärts der Ölpumpe 25 mit dem ersten Hydraulikölkreislauf 15 über das Rückschlagventil 27 gekoppelt ist.
  • Ferner kann ausgehend von der Hauptlagergalerie 20 ein Zusatzverbraucher von Hydrauliköl, insbesondere mindestens ein nicht gezeigter Zylinderkopf des Verbrennungsmotors, mit Hydrauliköl versorgt werden, und zwar im Falle eines Zylinderkopfes über einen entsprechenden zweiten Hydraulikölkreislauf abzweigend von der Hauptlagergalerie 20 in einem Bereich zwischen dem Stützlager 16 und dem zum Stützlager 16 unmittelbar benachbarten Hauptlager 16 der Kurbelwelle 14.
  • Auch kann als Zusatzverbraucher ein Nockwellenversteller ausgehend von der Hauptlagergalerie 20 über einen entsprechenden zweiten Hydraulikölkreislauf mit Hydrauliköl versorgt werden.
  • 2 zeigt weiterhin die Rückführung von Hydrauliköl ausgehend von den Hauptlagern 16 der Kurbelwelle 14 in Richtung auf den Ölvorratsbehälter 19. Die Ölrückführung von den Pleuelstangen 1 zum Ölvorratsbehälter 19 ist in 2 nicht gezeigt.
  • Ebenso ist ausgehend von dem oder jedem nicht gezeigten Zusatzverbraucher, insbesondere Zylinderkopf, Hydrauliköl in den Ölvorratsbehälter 19 zurückführbar.
  • Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf 1 und 2 für einen Verbrennungsmotor mit variablem Verdichtungsverhältnis beschrieben. Die Erfindung kann auch bei einem Verbrennungsmotoren mit konstantem Verdichtungsverhältnis zum Einsatz kommen. In diesem Fall dient dann der zweite Hydraulikölkreislauf insbesondere der Versorgung von Lagerstellen der Pleuelstangen mit Hydrauliköl.
  • 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 102010016037 A1 [0003]
    • DE 102012019176 A1 [0007]
    • DE 10207750 B4 [0008]
    • DE 102012112461 A1 [0033]

Claims (11)

  1. Verbrennungsmotor, mit mindestens einem Zylinder (13) und mit einer Kurbelwelle (14), an der mindestens eine Pleuelstange (1) angreift, wobei die oder jede Pleuelstange (1) ein Hublagerauge (3) zur Anbindung derselben an die Kurbelwelle (14) und ein Pleuellagerauge (2) zur Anbindung derselben an einen Kolben (12) eines Zylinders (13) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass Hauptlager (16) der Kurbelwelle (14) mit Hilfe eines mindestens eine Ölpumpe (17, 18) aufweisenden ersten Hydraulikölkreislaufs (15) über eine Hauptlagergalerie (20) zur Schmierung mit Hydrauliköl versorgbar sind, und dass die oder jede Pleuelstange (1) und/oder mindestens ein Zusatzverbraucher mit Hilfe mindestens eines eine weitere Ölpumpe (25) aufweisenden, von der Hauptlagergalerie (20) abzweigenden zweiten Hydraulikölkreislaufs (24) mit Hydrauliköl versorgbar ist.
  2. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass derselbe zur Bereitstellung eines variabel einstellbaren Verdichtungsverhältnis Pleuelstangen (1) mit einer Exzenter-Verstelleinrichtung (6) zur Verstellung einer effektiven Pleuelstangenlänge aufweist, wobei die Exzenter-Verstelleinrichtung (6) der jeweiligen Pleuelstange (1) einen Exzenterkörper (9) und an dem Exzenterkörper (9) angreifende Exzenterstangen (4, 5) aufweist, die von einem in mit den Exzenterstangen (4, 5) zusammenwirkenden Hydraulikkammern herrschenden Hydraulikdruck beaufschlagt sind, und wobei die Exzenter-Verstelleinrichtung (6) der jeweiligen Pleuelstange (1) mit Hilfe des die weitere Ölpumpe (25) aufweisenden, von der Hauptlagergalerie (20) abzweigenden zweiten Hydraulikölkreislaufs (24) mit Hydrauliköl versorgbar ist.
  3. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige zweite Hydraulikölkreislauf (24) zur Hydraulikölversorgung der oder jeder Pleuelstange (1) und/oder des oder jedes Zusatzverbrauchers mit dem der Schmierung der Kurbelwelle (14) dienenden ersten Hydraulikölkreislauf (15) stromabwärts der weiteren Ölpumpe (25) über ein Rückschlagventil (27) gekoppelt ist.
  4. Verbrennungsmotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (27) eine Ölströmung vom ersten Hydraulikölkreislauf (15) in den jeweiligen zweiten Hydraulikölkreislauf (24) unterbindet jedoch vom jeweiligen zweiten Hydraulikölkreislauf (24) in den ersten Hydraulikölkreislauf (15) zulässt.
  5. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Ölpumpe (25) des jeweiligen zweiten Hydraulikölkreislaufs (24) als Konstant-Förderpumpe ausgebildet ist.
  6. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Ölpumpe (25) des jeweiligen zweiten Hydraulikölkreislaufs (24) als Förderpumpe mit variabel einstellbarer Fördermenge ausgebildet ist.
  7. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige zweite Hydraulikölkreislauf (24) stromabwärts der weiteren Ölpumpe (25) ein Schaltventil (26) und stromabwärts des Schaltventils (26) einen Druckgeber (28) umfasst, wobei dann, wenn der Druckgeber (28) des jeweiligen zweiten Hydraulikölkreislaufs (24) einen Öldruck im jeweiligen zweiten Hydraulikölkreislauf misst, der kleiner als ein Grenzwert ist, das Schaltventil (26) eine erste Schaltstellung einnimmt, in der das von der Ölpumpe (25) des jeweiligen zweiten Hydraulikölkreislaufs (24) geförderte Öl ausschließlich dem jeweiligen zweiten Hydraulikölkreislauf (24) zuführbar ist, wohingegen dann, wenn der Druckgeber (28) des jeweiligen zweiten Hydraulikölkreislaufs (24) einen Öldruck im jeweiligen zweiten Hydraulikölkreislauf misst, der größer als ein Grenzwert ist, das Schaltventil (26) eine zweite Schaltstellung einnimmt, in der das von der Ölpumpe (25) geförderte Öl dem jeweiligen zweiten Hydraulikölkreislauf (24) und dem ersten Hydraulikölkreislauf (15) zuführbar ist.
  8. Verbrennungsmotor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweiligen zweite Hydraulikölkreislauf (24) mit dem ersten Hydraulikölkreislauf (15) stromabwärts des Schaltventils (26) über das Rückschlagventil (27) gekoppelt ist.
  9. Verbrennungsmotor nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweiligen zweite Hydraulikölkreislauf (24) mit dem ersten Hydraulikölkreislauf (15) stromaufwärts des Druckgebers (28) über das Rückschlagventil (27) gekoppelt ist.
  10. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltventil (26) als 3/2-Wegeventil ausgeführt ist, dessen Schaltstellung vom mit dem Druckgeber (28) erfassten Öldruck im zweiten Hydraulikölkreislauf abhängig ist.
  11. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Ölpumpe (18) des ersten Hydraulikölkreislaufs (15) als Förderpumpe mit einstellbarem Fördervolumen ausgebildet ist, deren Fördervolumen von einem mit einem Druckgeber (23) des ersten Hydraulikölkreislaufs (15) erfassten Öldruck im ersten Hydraulikölkreislauf abhängig ist.
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