DE102016102270A1

DE102016102270A1 - Ölwanne und eine die ölwanne aufweisende motorbaugruppe

Info

Publication number: DE102016102270A1
Application number: DE102016102270.5A
Authority: DE
Inventors: Akram R. Zahdeh
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2015-02-24
Filing date: 2016-02-10
Publication date: 2016-08-25
Also published as: US20160245134A1; CN105909336A; US9689288B2

Abstract

Eine Motorbaugruppe weist eine Ölwanne mit einem Ölwannenkörper auf, der einen Hohlraum definiert. Der Ölwannenkörper weist eine Trennwand auf, die den Hohlraum in ein erstes Abteil und ein zweites Abteil trennt. Die Motorbaugruppe weist ferner eine Auffangschale auf, die mit dem Ölwannenkörper gekoppelt ist. Die Auffangschale ist über dem zweiten Abteil angeordnet und kann Öl an das erste Abteil lenken, wo das Öl anfänglich erwärmt wird, um die Zeit zu minimieren, die es benötigt, das Öl zu erwärmen, wenn sich der Verbrennungsmotor erwärmt. Die Motorbaugruppe weist ferner einen Ölabstreifer auf, der mit dem Ölwannenkörper gekoppelt ist. Der Ölabstreifer ist über der Auffangschale angeordnet und kann Öl von einer Kurbelwelle abstreifen.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 62/120,047, die am 24. Februar 2015 eingereicht wurde und hier in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme eingeschlossen ist.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Ölwanne und eine Motorbaugruppe, die die Ölwanne aufweist.
HINTERGRUND
Eine Ölwanne kann Öl sammeln, das dazu verwendet wird, einen Verbrennungsmotor zu schmieren. Während des Betriebs des Verbrennungsmotors kann Öl in dem Verbrennungsmotor zirkulieren, um sich bewegende Komponenten des Verbrennungsmotors zu schmieren, thermische Energie zu dissipieren sowie vor Verschleiß des Verbrennungsmotors zu schützen. Nach dem Schmieren der sich bewegenden Teile des Motors wird das Öl von der Ölwanne gesammelt.
ZUSAMMENFASSUNG
Um eine Kraftstoffwirtschaftlichkeit zu maximieren, wenn sich ein Verbrennungsmotor erwärmt, sollte das Öl in der Ölwanne so schnell wie möglich auf eine optimale Temperatur erhitzt werden. Wenn sich das Öl bei seiner optimalen Temperatur befindet, kann eine Kraftstoffverdünnung in dem Öl minimiert sein. Zusätzlich kann die Feuchtigkeit in dem Öl durch Beibehalten der Öltemperatur bei ihrem optimalen Niveau minimiert werden, wodurch die Motoröllebensdauer maximiert wird. Demgemäß umfasst die vorliegend offenbarte Motorbaugruppe eine Ölwanne, die in der Lage ist, die Zeit zu minimieren, die es benötigt, das Öl zu erwärmen, wenn sich der Verbrennungsmotor erwärmt. Bei einer Ausführungsform weist die Motorbaugruppe eine Ölwanne mit einem Ölwannenkörper auf, der einen Hohlraum definiert. Der Ölwannenkörper weist eine Trennwand auf, die den Hohlraum in ein erstes Abteil und ein zweites Abteil trennt. Die Motorbaugruppe weist ferner eine Auffangschale auf, die mit dem Ölwannenkörper gekoppelt ist. Die Auffangschale ist über dem zweiten Abteil angeordnet und kann Öl zu dem ersten Abteil lenken, wo das Öl zunächst erwärmt wird, um die Zeit zu minimieren, die es benötigt, um das Öl zu erwärmen, wenn sich der Verbrennungsmotor erwärmt. Die Auffangschale kann auch als eine Verwirbelungsschale dienen, um die hydrodynamische Reibung in der Ölwanne zu minimieren. Die Motorbaugruppe weist ferner einen Ölabstreifer auf, der mit dem Ölwannenkörper gekoppelt ist. Der Ölabstreifer ist über der Auffangschale angeordnet und kann Öl von einer Kurbelwelle abstreifen. Die vorliegende Offenbarung betrifft auch ein Fahrzeug, das die Motorbaugruppe aufweist, wie oben beschrieben ist.
Die obigen Merkmale und Vorteile sowie auch weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Lehren werden leicht aus der folgenden detaillierten Beschreibung der besten Moden zur Ausführung der Lehren in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen offensichtlich.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer Motorbaugruppe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wobei die Motorbaugruppe eine Ölwanne aufweist;
2 ist eine schematische, perspektivische Ansicht der in 1 gezeigten Ölwanne;
3 ist eine schematische, geschnittene Vorderansicht der Ölwanne;
4 ist eine schematische, geschnittene Seitenansicht der Ölwanne;
5 ist eine schematische Darstellung einer Kurbelwelle und eines Ölabstreifers und der Ölwanne;
6 ist eine schematische, isometrische Schnittansicht der Ölwanne, die ein kreisförmiges Ventil in einer geschlossenen Position zeigt; und
7 ist eine schematische, isometrische Schnittansicht der Ölwanne, die das kreisförmige Ventil in einer offenen Position zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Bezug nehmend auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Figuren gleichen oder ähnlichen Komponenten entsprechen, weist Bezug nehmend auf die 1–7 ein Fahrzeug 10, wie ein Auto, eine Motorbaugruppe 12 auf. Die Motorbaugruppe 12 weist einen Verbrennungsmotor 14 auf, der derart konfiguriert ist, das Fahrzeug 10 anzutreiben. Der Verbrennungsmotor 14 verwendet unter anderem Öl O zur Schmierung. Die Motorbaugruppe 12 kann ferner eine Ölwanne 16 aufweisen, die mit dem Verbrennungsmotor 14 gekoppelt ist. Als Folge davon kann das Öl O zwischen dem Verbrennungsmotor 14 und der Ölwanne 16 strömen. Genauer kann das Öl O, das verwendet wird, den Verbrennungsmotor 14 zu schmieren, zu der Ölwanne 16 strömen. Die Ölwanne 16 sammelt dann das Öl O. Die Motorbaugruppe 12 weist ferner eine Ölpumpe 18 auf, die mit der Ölwanne 16 gekoppelt ist. Folglich kann die Ölpumpe 18 das Öl O von der Ölwanne 16 zurück zu dem Verbrennungsmotor 14 wie auch anderen Fahrzeugkomponenten bewegen. Die Ölpumpe 18 weist eine Pumpenaufnahmeleitung 19 auf, wie beispielsweise einen Kanal oder ein Rohr, das/die derart konfiguriert ist, um das Öl O in dem Hohlraum aufzunehmen. Die Pumpenaufnahmeleitung 19 steht in Fluidverbindung mit dem Hohlraum 44, um zu ermöglichen, dass Öl O aus dem Hohlraum 44 in die Ölpumpe 18 strömt. Die Ölpumpe 18 ist zumindest teilweise im Inneren des Hohlraums 44 angeordnet.
Um die Kraftstoffwirtschaftlichkeit zu maximieren, wenn sich der Verbrennungsmotor 14 erwärmt, sollte das Öl O in der Ölwanne 16 so schnell wie möglich auf eine optimale Temperatur erwärmt werden. Wenn sich das Öl O bei seiner optimalen Temperatur befindet, kann eine Kraftstoffverdünnung in dem Öl minimiert werden. Zusätzlich kann die Feuchtigkeit in dem Öl O durch Beibehalten der Öltemperatur bei ihrem optimalen Niveau minimiert werden, wodurch die Motoröllebensdauer maximiert ist. Die Ölwanne 16 der Motorbaugruppe 12 kann die Zeit minimieren, die es benötigt, das Öl O zu erwärmen, wenn sich der Verbrennungsmotor 14 erwärmt, wie nachfolgend beschrieben ist.
Die Ölwanne 16 ist so konfiguriert, das Öl O zu halten, und weist einen Ölwannenkörper 36 auf, der eine Mehrzahl von Wänden 38 besitzt. Beispielsweise weist bei der gezeigten Ausführungsform der Ölwannenkörper 36 zumindest eine Seitenwand 38a, die den Umfang der Ölwanne 16 definiert, und zumindest eine Bodenwand 38b auf, die mit den Seitenwänden 38a gekoppelt ist. Die Seitenwände 38a weisen einen oberen Wandabschnitt 38c auf. Der Ölwannenkörper 36 definiert eine innere Wannenfläche 40 und eine äußere Wannenfläche 42, die der inneren Wannenfläche 40 gegenüberliegt. Die innere Wannenfläche 40 definiert einen offenen Hohlraum 44, der so konfiguriert, geformt und bemessen ist, das Öl O zu sammeln und zu halten. Der Ölwannenkörper 36 kann ganz oder teilweise aus einem Metallmaterial bestehen, wie beispielsweise einem Gussmetall (z. B. Gusseisen), um die strukturelle Integrität der Ölwanne 16 zu erhöhen.
Die Ölwanne 16 weist eine Trennwand 53 auf, die mit zumindest einer der Wände 38 gekoppelt ist. Beispielsweise kann die Trennwand 53 mit der Seitenwand 38a und/oder der Bodenwand 38b gekoppelt sein. Ungeachtet dessen trennt die Trennwand 53 den Hohlraum 44 in ein erstes Abteil 54 und ein zweites Abteil 56. Das zweite Abteil 56 ist größer als das erste Abteil 54. Mit anderen Worten besitzt das erste Abteil 54 ein Volumen (d. h. das erste Volumen), das kleiner als das Volumen (d. h. das zweite Volumen) des zweiten Abteils 56 ist, um die Zeitdauer zu minimieren, die es benötigt, das Öl O in der Ölwanne 16 zu erwärmen, da das Öl O in dem ersten Abteil 54 zuerst erhitzt oder gekühlt wird, wie nachfolgend detailliert erläutert ist. Als ein nicht beschränkendes Beispiel kann das Volumen des ersten Abteiles 54 im Bereich zwischen 1/4 bis 1/5 des Gesamtvolumens des Hohlraums 44 liegen, während das Volumen des zweiten Abteils 56 im Bereich zwischen 3/4 und 4/5 des Gesamtvolumens des Hohlraums 44 liegen kann. Die Volumenbereiche stellen sicher, dass das Öl O in dem ersten Abteil 54 so schnell wie möglich erhitzt (oder gekühlt) wird, da das erste Abteil 54, das das kleinere Abteil ist, dazu verwendet wird, das Öl O zu erwärmen. Das Erwärmen des Öls O zuerst in dem ersten Abteil 54 hilft eine Reibung in dem Verbrennungsmotor 14 zu reduzieren. Demgemäß sollte das Öl O anfänglich an das erste Abteil 54 gelenkt werden. Folglich kann die Ölpumpe 18 innerhalb des ersten Abteils 54 angeordnet sein. Das erste Abteil 54 weist eine Länge (d. h. die erste Länge L1) auf und das zweite Abteil 56 weist eine zweite Länge L2 auf. Die zweite Länge L2 ist größer als die erste Länge L1.
Die Ölwanne 16 weist ferner eine Auffangschale 60 auf, die das Öl O, das von anderen Fahrzeugkomponenten, wie dem Verbrennungsmotor 14, abstammt, in das erste Abteil 54 lenkt. Es ist nützlich, das gesamte Öl O von anderen Fahrzeugkomponenten, wie dem Verbrennungsmotor 14, der Kurbelwelle 90 (5), Lagern, Öleinspritzern, in das erste Abteil 54 zu führen, um die Zeit zu minimieren, die es benötigt, das Öl O aufzuwärmen, wenn der Verbrennungsmotor 14 startet. Die Auffangschale 60 ist mit dem Ölwannenkörper 36 (z. B. der Seitenwand 38a) gekoppelt und ist zumindest teilweise in dem Hohlraum 44 angeordnet. Überdies ist die Auffangschale 60 schräg relativ zu der Seitenwand 38a und der Trennwand 53 angewinkelt, um das Öl O in das erste Abteil 54 zu lenken.
Die Auffangschale 60 ist über die gesamte Länge L1 des zweiten Abteils 56, über die Trennwand 53 und über nur einen Abschnitt der Länge L2 des ersten Abteils 54 angeordnet, wodurch ermöglicht wird, dass das Öl O zu dem ersten Abteil 54 geführt wird. Genauer besitzt die Auffangschale 60 ein erstes Schalenende 61, das mit der Seitenwand 38a des Ölwannenkörpers 36 gekoppelt ist, sowie ein zweites Schalenende 63, das über dem ersten Abteil 54 angeordnet ist. Die Ölwanne 16 definiert eine Höhe (d. h. die erste Höhe H1) von der äußeren Wannenfläche 42 zu dem ersten Schalenende 61 und eine andere Höhe (d. h. die zweite Höhe H2) von der äußeren Wannenfläche 42 zu dem zweiten Schalenende 63. Die erste Höhe H1 ist größer als die zweite Höhe H2, so dass die Auffangschale 60 zu dem ersten Abteil 54 schräggestellt ist, um das Öl O zu dem ersten Abteil 54 zu lenken.
Die Ölwanne 16 weist ferner einen Ölabstreifer 80 auf, der mit dem Ölwannenkörper 36 und der Auffangschale 60 gekoppelt ist. Befestigungseinrichtungen 74, wie Schrauben, können den Ölabstreifer 80 an der Auffangschale 60 und dem Ölwannenkörper 36 koppeln. Der Ölabstreifer 80 kann Öl O von der Kurbelwelle 90 abstreifen, wenn die Kurbelwelle rotiert (in einer Rotationsrichtung R). Demgemäß kann der Ölabstreifer 80 das Öl O von der Luft um die Kurbelwelle 90 herum trennen. Bei der gezeigten Ausführungsform ist der Ölabstreifer 80 über der gesamten Auffangschale 60 angeordnet. Überdies kann der Ölabstreifer 80 über der Trennwand 53 und über nur einem Abschnitt des ersten Abteils 54 angeordnet sein. Jedoch erstreckt sich der Ölabstreifer 80 entlang der gesamten Länge L1 des zweiten Abteils 56. Bei der gezeigten Ausführungsform weist der Ölabstreifer 80 eine Hauptabstreiferplatte 82 sowie eine Mehrzahl von Abstreifertafeln 84 auf, die mit der Hauptabstreiferplatte 82 gekoppelt sind. Die Abstreifertafeln 84 sind relativ zu der Hauptabstreiferplatte 82 schräg angewinkelt. Ferner weist der Ölabstreifer 80 eine Mehrzahl von Umlenktafeln 86 auf, die mit der Hauptabstreiferplatte 82 gekoppelt sind. Die Umlenktafeln 86 sind von den Abstreifertafeln 84 beabstandet, um so einen Spalt 88 zu definieren. Während die Kurbelwelle 90 rotiert, kann das Öl O durch den Spalt 88 zwischen den Umlenktafeln 86 und den Abstreifertafeln 84 eintreten. Wenn sich das Öl O durch den Spalt 88 bewegt, trifft es schließlich auf die Abstreifertafel 84 und fällt zunächst hinunter auf die Auffangschale 60 und dann in das erste Abteil 54 des Ölwannenkörpers 36.
Der Ölabstreifer 80 und die Auffangschale 60 ermöglichen, dass das Öl O von anderen Fahrzeugkomponenten, wie der Kurbelwelle 90, stets zunächst zu dem ersten Abteil 54 zurückgeführt wird. Ferner isolieren der Ölabstreifer 80 und die Auffangschale 60 das Öl O von der Verwirbelung, die durch die Rotation der Kurbelwelle 90 erzeugt wird. Eine derartige Isolierung ist insbesondere während Hochgeschwindigkeitsmanövern und, wenn der Verbrennungsmotor 14 schräggestellt ist, vorteilhaft, da eine derartige Isolierung die geeigneten Ölstände in der Ölwanne 16 beibehält. Der Ölabstreifer 80 und die Auffangschale 60 minimieren auch die hydrodynamische Reibung in dem Kurbelgehäuse 90.
Die Ölwanne 16 weist eine Abteilöffnung 58, wie ein Durchgangsloch, auf, die sich durch die Trennwand 53 erstreckt, und die Motorbaugruppe 12 weist ein Ventil 62 auf, das mit der Trennwand 53 gekoppelt ist, um die Abteilöffnung 58 zu öffnen oder zu schließen. Somit ist das Ventil 62 zumindest teilweise in der Abteilöffnung 58 angeordnet und kann jede Art von Ventil sein, das dazu geeignet ist, eine Fluidströmung (z. B. Ölströmung) zwischen dem ersten Abteil 54 und dem zweiten Abteil 56 über die Abteilöffnung 58 zu blockieren. Demgemäß kann sich das Ventil 62 zwischen einer offenen Position (7) und einer geschlossenen Position (6) bewegen. Wenn das Ventil 62 in der offenen Position ist, steht das erste Abteil 54 in Fluidkommunikation mit dem zweiten Abteil 56 durch die Abteilöffnung 58, und daher kann das Öl O zwischen dem ersten Abteil 54 und dem zweiten Abteil 56 über die Abteilöffnung 58 strömen. In der geschlossenen Position blockiert das Ventil 62 eine Fluidströmung zwischen dem ersten Abteil 54 und dem zweiten Abteil 56.
Wie unten detailliert diskutiert ist, weist die Ölwanne 16 einen Wannendurchgang 32 (z. B. Mantel) in Fluidverbindung mit einem Eintrittsdurchgang 24 auf. Demgemäß kann das Wärmeübertragungsfluid F zwischen dem Eintrittsdurchgang 24 und dem Wannendurchgang 32 strömen. Beim Strömen durch den Wannendurchgang 32 kann Wärme zwischen dem Öl O, das sich in der Ölwanne 16 befindet, und dem Wärmeübertragungsfluid F, das durch den Wannendurchgang 32 strömt, übertragen werden, wie nachstehend diskutiert ist. Die Motorbaugruppe 12 weist auch einen Austrittsdurchgang 34 (z. B. Leitung, Rohr, Schlauch, etc.) außerhalb der Ölwanne 16 auf. Der Austrittsdurchgang 34 steht in Fluidverbindung mit dem Wannendurchgang 32. Demgemäß kann das Wärmeübertragungsfluid F zwischen dem Wannendurchgang 32 und dem Austrittsdurchgang 34 strömen, sobald Wärme zwischen dem Wärmeübertragungsfluid F, das durch den Wannendurchgang 32 strömt, und dem Öl O, das in der Ölwanne 16 angeordnet ist, übertragen worden ist. Es ist denkbar, dass die Ölwanne 16 einen oder mehrere Wannendurchgänge 32 aufweisen kann.
Der Wannendurchgang 32 erstreckt sich durch zumindest eine der Wände 38 und ist vollständig zwischen der inneren Wannenfläche 40 und der äußeren Wannenfläche 42 angeordnet. Bei der gezeigten Ausführungsform erstreckt sich der Wannendurchgang 32 durch zumindest die Bodenwand 38b. Es wird jedoch in Betracht gezogen, dass der Wannendurchgang 32 sich auch durch die Seitenwände 38a erstrecken kann. Ungeachtet seiner exakten Anordnung ist der Wannendurchgang 32 so konfiguriert, das Wärmeübertragungsfluid F zu führen, um die Wärmeübertragung zwischen dem Öl O (1), das sich in dem offenen Hohlraum 44 befindet, und dem Wärmeübertragungsfluid F, das durch den Wannendurchgang 32 strömt, zu unterstützen.
Der Wannendurchgang 32 kann eine im Wesentlichen U-Form aufweisen und besitzt einen Einlass 46 in Fluidkommunikation mit einer Fluidquelle 22 (1) durch den Eintrittsdurchgang 24 (1). Daher kann das Wärmeübertragungsfluid F zwischen der Fluidquelle 22 und dem Wannendurchgang 32 strömen. Ferner weist der Wannendurchgang 32 einen Auslass 48 in Fluidkommunikation mit dem Austrittsdurchgang 34 auf. Somit kann das Wärmeübertragungsfluid F von dem Wannendurchgang 32 zu dem Austrittsdurchgang 34 strömen, nachdem die Wärme zwischen dem Öl O in dem Hohlraum 44 der Ölwanne 16 und dem Wärmeübertragungsfluid F, das durch den Wannendurchgang 32 strömt, übertragen worden ist. Da das Öl O in der Ölwanne 16 durch Wärmeaustausch von dem Wärmeübertragungsfluid F gekühlt werden kann, braucht die Motorbaugruppe 12 keinen Ölkühler aufzuweisen. Somit besitzt die Motorbaugruppe 12 (und daher das Fahrzeug 10) keinen Ölkühler zum Kühlen des Öls O in der Ölwanne 16.
Die Motorbaugruppe 12 weist ferner eine Wärmeübertragungsfluidquelle 22 auf, die in der Lage ist, das Wärmeübertragungsfluid F zu halten. Das Wärmeübertragungsfluid F kann ein beliebiges Fluid (z. B. Flüssigkeit) sein, die zur Übertragung von Wärme geeignet ist. Als ein nicht beschränkendes Beispiel kann das Wärmeübertragungsfluid F ein Kühlmittel sein, wie Ethylenglykol. Die Fluidquelle 22 steht in Fluidkommunikation mit einem Eintrittsdurchgang 24 (z. B. Leitung, Rohr, Schlauch etc.). Der Eintrittsdurchgang 24 befindet sich außerhalb der Ölwanne 16 und ist fluidtechnisch zwischen der Ölwanne 16 und der Fluidquelle 22 gekoppelt. Demgemäß kann das Wärmeübertragungsfluid F von der Fluidquelle 22 zu der Ölwanne 16 strömen. Es ist auch eine Fluidübertragungspumpe 26 mit dem Eintrittsdurchgang 24 gekoppelt, um das Wärmeübertragungsfluid F von der Fluidquelle 22 zu der Ölwanne 16 durch den Eintrittsdurchgang 24 zu bewegen.
Der Eintrittsdurchgang 24 steht in thermischer Kommunikation mit einer Wärmequelle 28. Als Folge davon kann die Wärmequelle 28 das Wärmeübertragungsfluid F, das durch den Eintrittsdurchgang 24 strömt, erwärmen. Als nicht beschränkende Beispiele kann die Wärmequelle 28 ein Abgaskrümmer, ein Abgasrückführungssystem, ein Turbolader, ein Motorblock, ein Motorkopf oder eine Kombination davon sein. Ungeachtet des Typs von Wärmequelle 28, die verwendet ist, kann Wärme H zwischen dem Wärmeübertragungsfluid F, das durch den Eintrittsdurchgang 24 strömt, und der Wärmequelle 28 übertragen werden.
Der Eintrittsdurchgang 24 steht in thermischer Kommunikation mit einer Kühlquelle 30. Infolgedessen kann die Kühlquelle 30 das Wärmeübertragungsfluid F, das durch den Eintrittsdurchgang 24 strömt, kühlen. Als ein nicht beschränkendes Beispiel kann die Kühlquelle 30 das Kühlsystem des Fahrzeugs 10 sein. Ungeachtet des Typs von Kühlquelle 30, die verwendet ist, kann die Wärme H zwischen dem Wärmeübertragungsfluid F, das durch den Eintrittsdurchgang 24 strömt, und der Kühlquelle 30 übertragen werden.
Der Wannendurchgang 32 ist fluidtechnisch mit dem Einlass 46 gekoppelt, wie beispielsweise einem Rohr, einem Schlauch oder jeder geeigneten Leitung. Der Einlass 46 steht in Fluidverbindung mit der Fluidquelle 22 über den Eintrittsdurchgang 24. Daher kann das Wärmeübertragungsfluid F zwischen der Fluidquelle 22 und dem Wannendurchgang 32 strömen. Ferner ist der Wannendurchgang 32 fluidtechnisch mit dem Auslass 48 gekoppelt, wie beispielsweise einem Rohr, einem Schlauch oder jeder geeigneten Leitung. Der Auslass 48 steht in Fluidverbindung mit dem Austrittsdurchgang 34. Somit kann das Wärmeübertragungsfluid F von dem Wannendurchgang 32 zu dem Austrittsdurchgang 34 strömen, nachdem die Wärme zwischen dem Öl O in dem ersten Abteil 54 der Ölwanne 16 und dem Wärmeübertragungsfluid F, das durch den Wannendurchgang 32 strömt, übertragen worden ist. Da das Öl O in der Ölwanne 16 durch Wärmeaustausch von dem Wärmeübertragungsfluid F gekühlt werden kann, braucht die Motorbaugruppe 12 keinen Ölkühler aufzuweisen. Somit besitzt die Motorbaugruppe 12 (und daher das Fahrzeug 10) keinen Ölkühler zum Kühlen des Öls O in der Ölwanne 16. Jedoch kann das zweite Abteil 56 auch einen Wannendurchgang zum Kühlen oder Heizen des Öls O aufweisen.
Der Wannendurchgang 32 steht in Fluidkommunikation mit dem Eintrittsdurchgang 24. Demgemäß kann das Wärmeübertragungsfluid F zwischen dem Eintrittsdurchgang 24 und dem Wannendurchgang 32 strömen. Während eines Strömens durch den Wannendurchgang 32 kann Wärme zwischen dem Öl O in dem ersten Abteil 54 und dem Wärmeübertragungsfluid F, das durch den Wannendurchgang 32 strömt, übertragen werden. Die Motorbaugruppe 12 weist auch einen Austrittsdurchgang 34 (z. B. Leitung, Rohr, Schlauch, etc.) außerhalb der Ölwanne 16 auf. Der Austrittsdurchgang 34 steht in Fluidverbindung mit dem Wannendurchgang 32. Demgemäß kann das Wärmeübertragungsfluid F zwischen dem Wannendurchgang 32 und dem Austrittsdurchgang 34 strömen, sobald Wärme zwischen dem Wärmeübertragungsfluid F, das durch den Wannendurchgang 32 strömt, und dem Öl O, das in der Ölwanne 16 angeordnet ist, übertragen worden ist. Es ist denkbar, dass die Ölwanne 16 einen oder mehrere Wannendurchgänge 32 aufweisen kann. Ungeachtet der Menge kann der Durchfluss des Wärmeübertragungsfluids F, das durch den Wannendurchgang 32 strömt, durch Variieren des Leistungsausgangs der Fluidübertragungspumpe 26 (d. h. der Pumpenleistung) eingestellt werden.
Die Motorbaugruppe 12 weist ferner einen Controller 50 in Kommunikation (z. B. in elektrischer Kommunikation) mit der Fluidübertragungspumpe 26 auf. Dementsprechend kann der Controller 50 alternativ als Modul zur thermischen Steuerung bezeichnet werden und kann die Fluidübertragungspumpe 26 anweisen, ihren Leistungsausgang (d. h. Pumpenleistung) einzustellen. Der Controller 50 kann Hardwareelemente aufweisen, wie einen Prozessor (P), einen Speicher (M), Schaltung, einschließlich, jedoch nicht darauf beschränkt, einen Zeitgeber, Oszillator, Analog/Digital-(A/D-)Schaltung, Digital/Analog-(D/A-)Schaltung, einen Digitalsignalprozessor sowie jegliche erforderliche Eingabe/Ausgabe-(I/O-)Vorrichtungen und andere Signalkonditionierungs- und/oder Pufferschaltungen. Der Speicher (M) kann einen konkreten nichtflüchtigen Speicher aufweisen, wie einen Nurlesespeicher (ROM), z. B. magnetischer, Halbleiter-/Flash- und/oder optischer Speicher wie auch ausreichende Mengen an Direktzugriffsspeicher (RAM), elektrisch löschbarem, programmierbarem Nurlesespeicher (EEPROM) und dergleichen. Der Controller 50 kann ein Signal (d. h. das Leistungsanweisungssignal P_C) an die Fluidübertragungspumpe 26 senden, um ihre Pumpenleistung zu erhöhen oder zu verringern. Mit anderen Worten ist der Controller 50 derart programmiert, die Pumpenleistung der Fluidübertragungspumpe 26 einzustellen, um den Durchfluss des durch den Wannendurchgang 32 strömenden Wärmeübertragungsfluides F einzustellen.
Mit Bezug auf die 2 und 3 weist die Motorbaugruppe 12 eine Ventilbetätigungsbaugruppe 100 auf, die mit dem Ventil 62 gekoppelt und zur Bewegung des Ventils 62 zwischen der offenen Position und der geschlossenen Position in der Lage ist. Genauer kann die Ventilbetätigungsbaugruppe 100 mit einem äußeren Ventilabschnitt 71 des Ventils 62 gekoppelt sein. Der äußere Ventilabschnitt 71 ist außerhalb des Hohlraums 44 angeordnet. Bei der gezeigten Ausführungsform ist die Ventilbetätigungsbaugruppe 100 außerhalb des Hohlraums 44 angeordnet und weist einen Aktormotor 102 (oder irgendeinen anderen geeigneten Aktor) sowie eine Verbindung 104 auf, die den Aktormotor 102 mit dem äußeren Ventilabschnitt 71 verbindet. Der äußere Ventilabschnitt 71 und die Ventilbetätigungsbaugruppe 100 sind außerhalb des Ölwannenkörpers 36 positioniert, um eine Betätigung des Ventils 62 zu unterstützen.
Die Verbindung 104 kann eine Stange, ein Stab oder irgendeine andere geeignete starre längliche Vorrichtung sein, die zur Übertragung von Kraft und Moment in der Lage ist. Demgemäß ist die Verbindung 104 vollständig oder teilweise aus einem starren Material hergestellt, wie Metall, um das Ventil 62 zu bewegen. Der Aktormotor 102 ist funktional mit dem Controller 50 gekoppelt (und durch diesen gesteuert) und weist eine Abtriebsmotorwelle 108 auf, die zur Rotation um eine Motorachse 112 in der Lage ist.
Die Ventilbetätigungsbaugruppe 100 weist ferner eine erste Kopplung 114, wie eine Klemme auf, die die Abtriebsmotorwelle 108 mit der Verbindung 104 an einer Stelle, die von der Motorachse 112 versetzt ist, koppelt. Genauer koppelt die erste Kopplung 114 ein erstes Verbindungsende 116 der Verbindung 104 direkt mit der Abtriebsmotorwelle 108. Daher ist das erste Verbindungsende 116 der Verbindung 104 von der Motorachse 112 versetzt, so dass eine Rotation der Abtriebsmotorwelle 108 um die Motorachse 112 eine Verschiebung der Verbindung 104 relativ zu dem Ölwannenkörper 36 bewirkt.
Zusätzlich zu der ersten Kopplung 114 weist die Ventilaktorbaugruppe 100 eine zweite Kopplung 118, wie eine Klemme, auf, die den äußeren Ventilabschnitt 71 mit der Verbindung 104 an einer Stelle, die von einer Ventilachse 67 versetzt ist, verbindet. Insbesondere koppelt die zweite Kopplung 118 ein zweites Verbindungsende 120 der Verbindung 104 mit dem äußeren Ventilabschnitt 71. Somit ist das zweite Verbindungsende 120 (das dem ersten Verbindungsende 116 gegenüberliegt) der Verbindung 104 von der Ventilachse 67 versetzt, so dass eine Verschiebung der Verbindung 104 eine Drehung des äußeren Ventilabschnitts 71 (und daher des Ventils 62) um die Ventilachse 67 bewirkt.
Die Motorbaugruppe 12 weist ferner einen Temperatursensor 52 in Kommunikation (z. B. elektrischer Kommunikation) mit dem Controller 50 auf. Der Temperatursensor 52 kann ein Thermoelement oder irgendein anderer Sensor sein, der zum Messen der Temperatur des Öls O geeignet ist. Bei der gezeigten Ausführungsform ist der Temperatursensor 52 innerhalb der Pumpenaufnahmeleitung 19 angeordnet und kann daher die Temperatur des Öls O, das an den Verbrennungsmotor 14 gepumpt wird, messen. Da der Temperatursensor 52 innerhalb der Pumpenaufnahmeleitung 19 angeordnet ist, ist der Temperatursensor 52 von einer Ölfluktuation und Verwirbelung in der Ölwanne 16 isoliert und kann die Temperatur des Öls O ungeachtet dessen erfassen, ob das Öl O, das an den Verbrennungsmotor 14 gepumpt wird, von dem ersten Abteil 54 oder dem zweiten Abteil 56 stammt. Bei der gezeigten Ausführungsform ist der Temperatursensor 52 in der Pumpenaufnahmeleitung 19 der Ölpumpe 18 angeordnet, um eine genaue Temperaturmessung zu erhalten. Der Controller 50 ist so programmiert, ein Signal (d. h. das Temperatursignal T) von dem Temperatursensor 52 zu empfangen, das die Temperatur des Öls O in dem ersten Abteil 54 angibt. Da der Temperatursensor 52 innerhalb der Pumpenaufnahmeleitung 19 angeordnet ist, können die Temperaturablesungen von dem Temperatursensor 52 verwendet werden, eine Pumpenkavitation und -fehlfunktion zu diagnostizieren.
Der Controller 50 steht auch in Kommunikation (z. B. elektrischer Kommunikation) mit dem Ventil 62. Dementsprechend kann der Controller 50 die Bewegung des Ventils 62 steuern. Genauer ist der Controller 50 derart programmiert, ein Signal (d. h. ein Ventilsignal V) an den Aktormotor 102 zu senden, was zur Folge hat, dass sich das Ventil 62 zwischen der offenen Position oder der geschlossenen Position bewegt. Beispielsweise kann der Controller 50 so programmiert sein, das Ventil 62 derart anzuweisen, dass es sich von der geschlossenen Position zu der offenen Position bewegt, wenn die Temperatur des Öls O in dem ersten Abteil 54 größer als eine vorbestimmte Temperatur (d. h. die erste vorbestimmte Temperatur) ist. Ferner kann der Controller 50 so programmiert sein, die Fluidübertragungspumpe 26 anzuweisen, ihre Pumpenleistung so einzustellen (z. B. zu erhöhen), um den Durchfluss des Wärmeübertragungsfluids F einzustellen (z. B. zu erhöhen), wenn die Temperatur des Öls O in dem ersten Abteil 54 größer als eine andere vorbestimmte Temperatur (d. h. die zweite vorbestimmte Temperatur) ist. Die zweite vorbestimmte Temperatur kann größer als die erste vorbestimmte Temperatur sein.
Vor dem Start des Verbrennungsmotors 14 kann der Ölstand über der Höhe der Trennwand 53 liegen. Somit kann, wenn der Verbrennungsmotor 14 abgeschaltet ist, das Öl O zwischen dem ersten Abteil 54 und dem zweiten Abteil 56 über die Trennwand 53 strömen. Jedoch befindet sich in diesem Moment das Ventil 62 in der geschlossenen Position. Demgemäß kann das Öl O nicht zwischen dem ersten Abteil 54 und dem zweiten Abteil 56 durch die Abteilöffnung 58 strömen. Nachdem der Verbrennungsmotor 14 gestartet ist, bewegt die Ölpumpe 18 einen Teil des Öls O aus der Ölwanne 16, und daher nimmt der Ölstand ab. An diesem Punkt erreicht der Ölstand die Höhe der Trennwand 53 nicht. Da sich an diesem Punkt das Ventil 62 immer noch in der geschlossenen Position befindet, strömt das Öl O nicht zwischen dem ersten Abteil 54 und dem zweiten Abteil 56 (weder über die Trennwand 53 noch durch die Abteilöffnung 58).
Wenn der Verbrennungsmotor 14 weiterhin läuft, wird das Wärmeübertragungsfluid F vor Einführung in den Wannendurchgang 32 erhitzt oder gekühlt. Um das Wärmeübertragungsfluid F zu erwärmen, kann Wärme von der Wärmequelle 28 (z. B. Abgaskrümmer) an das Wärmeübertragungsfluid F übertragen werden, während das Wärmeübertragungsfluid F durch den Eintrittsdurchgang 24 strömt, wie oben beschrieben ist. Um das Wärmeübertragungsfluid F zu kühlen, kann Wärme von dem Wärmeübertragungsfluid F auf die Kühlquelle 30 übertragen werden, während das Wärmeübertragungsfluid F durch den Eintrittsdurchgang 24 strömt. Das erwärmte oder gekühlte Wärmeübertragungsfluid F wird dann in den Wannendurchgang 32 eingeführt, während das Öl O sich in dem ersten Abteil 54 der Ölwanne 16 befindet. In diesem Moment strömt das Wärmeübertragungsfluid F durch den Wannendurchgang 32 von dem Einlass 46 zu dem Auslass 48. Während das Wärmeübertragungsfluid F durch den Wannendurchgang 32 strömt, wird Wärme zwischen dem Öl O, das sich in dem ersten Abteil 54 der Ölwanne 16 befindet, und dem Wärmeübertragungsfluid F, das durch den Wannendurchgang 32 strömt, übertragen, um das Öl O zu kühlen oder zu erwärmen. Aufgrund der Wärmeübertragung, die durch den Wannendurchgang 32 unterstützt ist, erreicht die Temperatur des Öls O in dem ersten Abteil 54 schließlich seine optimale Temperatur (d. h. die erste vorbestimmte Temperatur). Sobald der Temperatursensor 52 detektiert, dass das Öl O in dem ersten Abteil 14 die optimale Temperatur (d. h. die erste vorbestimmte Temperatur) erreicht hat, empfängt der Controller 50 ein Signal (d. h. das Temperatursignal T) von dem Temperatursensor 52. Bei Empfang dieses Temperatursignals T weist der Controller 50 das Ventil 62 an, sich von der geschlossenen Position zu der offenen Position zu bewegen. In Ansprechen darauf bewegt sich das Ventil 62 von der geschlossenen Position zu der offenen Position, wodurch ermöglicht wird, dass das Öl O zwischen dem ersten Abteil 54 und dem zweiten Abteil 56 durch die Abteilöffnung 58 strömt. Wenn die Temperatur des Öls O einen optimalen Temperaturbereich überschreitet, kann der Durchfluss des Wärmeübertragungsfluids F erhöht werden, um das Öl O in der Ölwanne 16 zu kühlen. Wenn beispielsweise die Temperatur des Öls O eine maximale Schwellentemperatur (d. h. die zweite vorbestimmte Temperatur) überschreitet, die von dem Temperatursensor 52 gemessen ist, kann dann der Controller 50 die Fluidübertragungspumpe 26 anweisen, ihre Pumpenleistung zu erhöhen, um den Durchfluss des Wärmeübertragungsfluides F, das durch den Wannendurchgang 32 strömt, anzuheben. Der erhöhte Durchfluss des Wärmeübertragungsfluides F kann helfen, das Öl O in der Ölwanne 16 solange abzukühlen, bis die Temperatur des Öls O kleiner als die maximale Schwellentemperatur (d. h. die zweite vorbestimmte Temperatur) ist.
Während eines weit offenen Drosselbetriebs des Fahrzeugs 10 weist der Controller 50 das Ventil 62 an, sich in die vollständig geöffnete Position zu bewegen, um eine Fluidkopplung des ersten Abteils 54 mit dem zweiten Abteil 56 zu erreichen, um eine maximale Motorkühlung und die Lebensdauer des Motors zu gewährleisten. Während andere Fahrzeugbetriebsbedingungen weist der Controller 50 das Ventil 62 an, sich proportional relativ zu der gewünschten Öltemperatur zu öffnen, um eine Ölverdünnung zu minimieren und einen Kraftstoffverbrauch zu maximieren.
Während die besten Moden zur Ausführung der Lehren detailliert beschrieben worden sind, erkennt der Fachmann verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen zur Ausführung der Lehren innerhalb des Schutzumfangs der angefügten Ansprüche.

Claims

Motorbaugruppe, umfassend: eine Ölwanne mit einem Ölwannenkörper, wobei der Ölwannenkörper einen Hohlraum definiert und eine Trennwand aufweist, die den Hohlraum in ein erstes Abteil und ein zweites Abteil trennt, wobei das erste Abteil kleiner als das zweite Abteil ist; und eine Auffangschale, die mit dem Ölwannenkörper gekoppelt ist, wobei die Auffangschale über dem zweiten Abteil angeordnet ist, um so Öl an das erste Abteil zu lenken, wo das Öl anfangs erwärmt wird, um die Zeit zu minimieren, die erforderlich ist, das Öl zu erwärmen, wenn sich ein entsprechender Motor aufwärmt.
Motorbaugruppe nach Anspruch 1, wobei die Auffangschale relativ zu der Trennwand schräg angewinkelt ist.
Motorbaugruppe nach Anspruch 1, wobei die Auffangschale oberhalb der Trennwand angeordnet ist.
Motorbaugruppe nach Anspruch 1, wobei sich die Auffangschale entlang einer gesamten Länge des zweiten Abteils erstreckt.
Motorbaugruppe nach Anspruch 4, wobei die Auffangschale über nur einem Abschnitt einer gesamten Länge des ersten Abteils angeordnet ist.
Motorbaugruppe nach Anspruch 1, ferner mit einem Ölabstreifer, der mit dem Ölwannenkörper gekoppelt ist, wobei der Ölabstreifer über der Auffangschale angeordnet ist.
Motorbaugruppe nach Anspruch 6, wobei sich der Ölabstreifer entlang einer gesamten Länge des zweiten Abteils erstreckt.
Motorbaugruppe nach Anspruch 7, wobei sich der Ölabstreifer entlang nur eines Abschnitts einer gesamten Länge des ersten Abteils erstreckt.
Motorbaugruppe nach Anspruch 1, wobei die Trennwand eine sich hindurch erstreckende Abteilöffnung aufweist.
Motorbaugruppe nach Anspruch 9, ferner mit einem Ventil, das in der Abteilöffnung angeordnet ist, wobei das Ventil relativ zu der Trennwand zwischen einer offenen Position und einer geschlossenen Position bewegbar ist.