DE102018207830A1

DE102018207830A1 - Brennkraftmaschine mit zwei Zylindern

Info

Publication number: DE102018207830A1
Application number: DE102018207830.0A
Authority: DE
Inventors: Florian Schneider
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2018-05-18
Filing date: 2018-05-18
Publication date: 2019-11-21

Abstract

Brennkraftmaschine mit zwei Zylindern, zwischen denen ein Kurbelraum in einem Kurbelgehäuse angeordnet ist, wobei das Kurbelgehäuse stirnseitig von einem Frontdeckel verschlossen ist und mit einer ersten Schmiermittelpumpe, mit der Schmiermittel und Gas aus einem Trockensumpf oder einem Schmiermitteltank absaugbar und in den Schmiermitteltank förderbar ist, wobei eine zweite Schmiermittelpumpe vorgesehen ist, mit der Schmiermittel aus dem Schmiermitteltank absaugbar und zu Lagerstellen in der Brennkraftmaschine förderbar ist, wobei in dem Frontdeckel ein Schmiermittelführungskanal mit Zentrifugalwirkung angeordnet ist, durch den das Schmiermittel und das Gas von der ersten Schmiermittelpumpe förderbar ist, bevor das Schmiermittel in den Schmiermitteltank gefördert ist.Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung werden Gas und Schmiermittel für eine bessere Schmierung der Brennkraftmaschine getrennt und das Schmiermittel gekühlt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit zwei Zylindern mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine gattungsgemäße Brennkraftmaschine ist beispielsweise aus der Europäischen Patentanmeldung EP 0 223 248 A2 bekannt. Aus dieser Offenlegungsschrift ist eine Anordnung von Wellen und Aggregaten bei Mehrzylinder-Hubkolbenmaschinen mit gesonderten Gaswechselsteuervorrichtungen, insbesondere Boxer-Motoren, bekannt, umfassend:

- Eine Gaswechselventile steuernde Nockenwelle,
- die von einer Kurbelwelle angetrieben ist,
- wobei die Kurbelwelle weiter über ein Untersetzungsgetriebe mit einer Eingangswelle eines Getriebeaggregats in Antriebsverbindung steht,
- der Eingangswelle eine Kupplung zugeordnet ist, wobei
- das Untersetzungsgetriebe an einem Ende der Kurbelwelle angeordnet ist und
- ein mit halber Drehzahl der Kurbelwelle drehendes Rad umfasst, das
- auf der, der Kurbelwelle zugewandten Seite mit einer weiteren Maschinenwelle und
- auf der, der Kurbelwelle abgewandten Seite mit der Eingangswelle des Getriebeaggregats in drehfester Verbindung steht, wobei
- der Boxermotor stirnseitig durch einen Frontdeckel und das Getriebeaggregat abtriebsseitig durch einen weiteren Frontdeckel verschlossen ist.

Eine weitere gattungsgemäße Brennkraftmaschine ist aus der Deutschen Offenlegungsschrift DE 27 03 520 A1 bekannt. In dieser ist ein Zweizylinder-4-Takt-Boxermotor beschrieben, mit einer Kombination folgender Merkmale:

- Die Ventile jeder Seite sind in einer zur Kurbelwelle parallelen nach außen ansteigenden Ebene angeordnet,
- die Nockenwellen sind in seitlichem Abstand über den Ventilen angeordnet, stehen mit diesen über Kipphebel in Antriebsverbindung und tragen auf ihren jeweils außerhalb eine Ventilkammer auf der Motorabtriebsseite angeordneten, dem Einlassventil benachbarten Enden je ein Antriebsrad,
- die Antriebsräder der Nockenwellen stehen über je einen mit einer Abdeckung versehenen Ketten- oder Zahnriementrieb, dessen Übersetzungsverhältnis etwa 1:1 beträgt, mit Abtriebsrädern einer parallel über der Kurbelwelle liegenden Zwischenwelle in Antriebsverbindung und
- die Abdeckungen der Ketten- bzw. Zahnriementriebe erstrecken sich von den Abtriebsrädern der Zwischenwelle unter Bildung eines Luftspaltes entlang der Zylinder und Zylinderköpfe schräg nach außen abwärts zu den Antriebsrädern und den Nockenwellen.

Auch dieser bekannte Boxermotor ist in Fahrtrichtung stirnseitig von einem Frontdeckel verschlossen. Dieser Frontdeckel von Boxermotoren wird üblicherweise rudimentär bei der Kühlung des Schmiermittels verwendet. Hierfür wird der Frontdeckel einfach mit Schmiermittel angespritzt und das Schmiermittel minimal gekühlt.
Durch diese bekannte Schmiermittelführung wird das Schmiermittel, wie gerade dargestellt, nur wenig abgekühlt. Außerdem kann das Anspritzen des Frontdeckels zu einer weiteren Verschäumung des Schmiermittels, d. h. zur Beimischung eines Gasgemisches im Kurbelgehäuse führen. Der Gasanteil im Schmiermittel wiederum kann zur Minderschmierung der Lagerstellen mit in Folge Lagerschäden führen und muss daher möglichst gering gehalten werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine bessere Schmiermittelkühlung für eine gattungsgemäße Brennkraftmaschine darzustellen, bei gleichzeitig verbesserter Gasabscheidung aus dem Schmiermittel.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Das zu kühlende Schmiermittel soll durch den Schmiermittelführungskanal im Frontdeckel geführt werden. Außerdem soll dieser Schmiermittelführungskanal zusätzlich derart gestaltet sein, dass auf die Schmiermittelströmung eine Zentrifugalkraft wirkt, die zur Auftrennung von Schmiermittel und den mitgeführten Gasblasen führt. Am ansonsten dichten Schmiermittelführungskanal soll an passender Stelle, an der ein relativ hoher Gasanteil vorliegt, eine Entlüftungsbohrung in den Schmiermittelführungskanal eingebracht werden, so dass hier das Gas aus dem Schmiermittel abströmen kann. Diese Öffnung soll möglichst hoch im Schmiermittelführungskanal und möglichst weit weg von der Ansaugstelle der zweiten Schmiermittelpumpe (Druckpumpe) angebracht sein.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Schmiermittelführung in dem Frontdeckel eines Boxermotors wird der Wärmeübergang des Schmiermittels am Frontdeckel erhöht und damit die Kühlleistung für das Schmiermittel verbessert. Außerdem wird durch die Dichtheit des Schmiermittelführungskanals, der den Schmiermittelstrom nicht mit dem Gas im Kurbelraum oder im Schmiermitteltank in Kontakt treten lässt, die Schmiermittelverschäumung reduziert. Zusätzlich wird durch die zentrifugale Führung des Schmiermittels, im Randbereich des Frontdeckels, und eine passend gesetzte Entlüftungsbohrung, auf der der Zentrifugalwirkung gegenüber liegenden Seite, eine weitere Reduzierung des Gasanteils im Schmiermittel erreicht. Dies verbessert in vorteilhafter Weise die Schmierwirkung des Schmiermittels an allen Lagerstellen des Boxer-Motors.
Im Folgenden ist die Erfindung anhand von zwei Figuren näher erläutert.

1 zeigt schematisch einen grundsätzlichen Systemaufbau.
2 zeigt schematisch einen erfindungsgemäßen Frontdeckel.

1 zeigt schematisch einen grundsätzlichen Systemaufbau, eine Einbindung der Erfindung in ein Gesamtsystem einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine mit zwei Zylindern, zwischen denen ein Kurbelraum in einem ebenfalls nicht dargestellten Kurbelgehäuse angeordnet ist.
Die Brennkraftmaschine ist vorzugsweise eine Brennkraftmaschine in Boxerbauform, auch Boxer-Motor genannt. Weiter kann es sich auch um eine Brennkraftmaschine der V-Bauform mit einem V-Winkel von 180° handeln. Das nicht dargestellte Kurbelgehäuse ist stirnseitig mit einem Frontdeckel 1, dargestellt in 2, verschlossen. Weiter weist die Brennkraftmaschine eine Schmiermittelpumpe 2 auf, die das Schmiermittel durch den Schmiermittelführungskanal 5 fördert. Die Schmiermittelpumpe 2 kann dabei entweder aus dem Kurbelraum oder aus dem Schmiermitteltank 3 Schmiermittel absaugen. Weiter ist eine zweite Schmiermittelpumpe 4 vorgesehen, mit der Schmiermittel aus dem Schmiermitteltank 3 absaugbar und zu den Lagerstellen in der Brennkraftmaschine förderbar ist.
Erfindungsgemäß ist in dem Frontdeckel 1 ein Schmiermittelführungskanal 5 mit Zentrifugalwirkung angeordnet, durch den das Schmiermittel und das Gas aus dem Kurbelraum von der ersten Schmiermittelpumpe 2 förderbar ist, bevor das Schmiermittel in den Schmiermitteltank 3 gefördert wird.
Hierzu zeigt 1 schematisch die erste Schmiermittelpumpe 2, die Schmiermittel zuerst in den Schmiermittelführungskanal 5 fördert. In dem Schmiermittelführungskanal 5 wird das Schmiermittel entlüftet und gekühlt und weiter in den Schmiermitteltank 3 gefördert. Von dort wird das Schmiermittel mittels der zweiten Schmiermittelpumpe 4 zu den Lagerstellen der Brennkraftmaschine gefördert.
Bei den Schmiermittelpumpen 2, 4 kann es sich beispielsweise um Innenzahnradpumpen handeln, die üblicherweise einen Förderdruck von ca. 5 bar bis 6 bar aufweisen.
2 zeigt schematisch den Frontdeckel 1 für das Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine. Die Blickrichtung ist in Fahrtrichtung, beispielsweise eines Einspurfahrzeuges. Der Schmiermittelführungskanal 5 weist eine Schmiermitteleinlassöffnung 8 sowie eine Schmiermittelauslassöffnung 9 auf, so dass der Schmiermittelführungskanal 5 von Schmiermittel und Gas durchströmt werden kann. Der Schmiermittelführungskanal 5 befindet sich in einem ovalen Randbereich 10 des Frontdeckels 1. Durch diese gekrümmte Ausgestaltung weist der Schmiermittelführungskanal 5 eine zentrifugale Wirkung auf. Aufgrund der Zentrifugalkräfte in dem Schmiermittelführungskanal 5 werden Öl bzw. Schmiermittel und Gas voneinander getrennt. Ein stark von Gas durchsetzter Bereich ist mit 7 beziffert und gepunktet dargestellt. Aufgrund der Zentrifugalkräfte wird das Schmiermittel nach außen gedrückt, während sich das Gas an der Innenseite sammelt.
Zum Abführen des Gases ist eine Bohrung 6 vorgesehen, durch die das Gas in den Kurbelraum des Kurbelgehäuses oder in den Schmiermitteltank 3 entweichen kann. Die Bohrung 6 weist bevorzugt einen Durchmesser zwischen 0,5mm und 5mm auf. Darüber hinaus ist die Bohrung 6 auf der der Zentrifugalwirkung gegenüber liegenden Seite 7 angeordnet.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Schmiermittelführung wird somit der Wärmeübergang für das Schmiermittel am Frontdeckel 1 erhöht und somit die Kühlleistung für das Schmiermittel verbessert. Darüber hinaus wird die Schmiermittelverschäumung deutlich reduziert. Zusätzlich wird durch die zentrifugale Führung des Schmiermittels und die passend gesetzte Entlüftungsbohrung eine weitere Reduzierung des Gasanteils im Schmiermittel erreicht. Dies verbessert die Schmierwirkung des Schmiermittels.
Bezugszeichenliste

1.: Frontdeckel
2.: erste Schmiermittelpumpe
3.: Schmiermitteltank
4.: zweite Schmiermittelpumpe
5.: Schmiermittelführungskanal
6.: Bohrung
7.: Gas durchsetzter Bereich
8.: Schmiermitteleinlassöffnung
9.: Schmiermittelauslassöffnung
10.: Randbereich

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

EP 0223248 A2 [0002]
DE 2703520 A1 [0003]

Claims

Brennkraftmaschine mit zwei Zylindern, zwischen denen ein Kurbelraum in einem Kurbelgehäuse angeordnet ist, wobei das Kurbelgehäuse stirnseitig von einem Frontdeckel (1) verschlossen ist und mit einer ersten Schmiermittelpumpe (2), mit der Schmiermittel und Gas aus einem Trockensumpf oder einem Schmiermitteltank (3) absaugbar und in den Schmiermitteltank (3) förderbar ist, wobei eine zweite Schmiermittelpumpe (4) vorgesehen ist, mit der Schmiermittel aus dem Schmiermitteltank (3) absaugbar und zu Lagerstellen in der Brennkraftmaschine förderbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Frontdeckel (1) ein Schmiermittelführungskanal (5) mit Zentrifugalwirkung angeordnet ist, durch den das Schmiermittel und das Gas von der ersten Schmiermittelpumpe (2) förderbar ist, bevor das Schmiermittel in den Schmiermitteltank (3) gefördert wird.
Brennkraftmaschine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmiermittelführungskanal (5) eine Bohrung (6) aufweist, durch die abgeschiedenes Gas in das Kurbelgehäuse oder in den Schmiermitteltank (3) entweichen kann.
Brennkraftmaschine nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (6) einen Durchmesser zwischen 0,5 mm und 5 mm aufweist.
Brennkraftmaschine nach Patentanspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (6) auf der der Zentrifugalwirkung gegenüber liegenden Seite (7) angeordnet ist.
Brennkraftmaschine nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmiermittelführungskanal (5) eine Schmiermitteleinlassöffnung (8) und eine Schmiermittelauslassöffnung (9) aufweist.
Brennkraftmaschine nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Schmiermittelführungskanal (5) in einem Randbereich (10) des Frontdeckels befindet.