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Die Erfindung betrifft eine Ölwannenbaugruppe für einen Verbrennungsmotor.
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Übliche Verbrennungsmotoren benötigen Motoröl zur Schmierung von Bauteilen, wie beispielsweise der Kolben oder der Kurbelwelle. Die Kurbelwelle ist in einem Kurbelgehäuse oder einem oberen Ölwannenteil gelagert, an dessen unterem Ende ein unterer Ölwannenteil befestigt ist. In diesem unteren Ölwannenteil sammelt sich das zurückfließende Motoröl und wird von einem Ansaugstutzen einer Hauptölpumpe zurück zu den zu schmierenden Motorbauteilen gepumpt.
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Das Motoröl ist aufgrund der bewegten mechanischen Bauteile im Motor regelmäßig mit Luft durchmischt. In der Praxis ist ein Luftanteil im Motoröl von mehr als 8 % nicht wünschenswert, da dadurch die Schmier- und Kühlwirkung des Motoröls reduziert wird.
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Bei Motoren mit hohen Anforderungen an Quer- und Längsbeschleunigung wird eine zweite Saugstufe, eine sogenannte Lenzpumpe, verwendet, um das Motoröl von einer von der Ansaugstelle der Hauptölpumpe entfernten Position im oberen Ölwannenteil abzusaugen und zum unteren Ölwannenteil zu pumpen. Das durch die Lenzpumpe abgesaugte Motoröl wird gegen eine Innenseite des oberen Ölwannenteils geschleudert und bewegt sich danach in Richtung des unteren Ölwannenteils. Dadurch wird der Luftanteil im Motoröl erhöht. Zudem kann sich der Pegel des gesammelten Motoröls bei Bergfahrt so verschieben, dass das von der Lenzpumpe ausgeschleuderte Motoröl direkt auf die Oberfläche des gesammelten Motoröls trifft. Dabei kommt es zu hohem Lufteintrag in das gesammelte Motoröl.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Ölwannenbaugruppe bereitzustellen, die den Luftanteil im Motoröl verringert.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Ölwannenbaugruppe für einen Verbrennungsmotor, mit einer mehrteiligen Ölwanne und einer Ölsammelplatte gelöst, wobei die Ölwanne einen unteren Ölwannenteil, der ein unteres Wannenvolumen begrenzt, und einen oberen Ölwannenteil aufweist, der ein oberes Wannenvolumen begrenzt, und wobei die Ölsammelplatte in der Ölwanne zwischen dem oberen Wannenvolumen und dem unteren Wannenvolumen angeordnet ist. Auf der Ölsammelplatte kann Motoröl gesammelt werden, z. B. durch Abfangen abtropfenden Motoröls oder durch Absetzen von Motorölnebel darauf. Durch das Sammeln und „Beruhigen“ des Motoröls auf der Ölsammelplatte wird der Luftanteil des Motoröls reduziert. Anschließend wird das Motoröl durch die Ölsammelplatte systematisch in den unteren Ölwannenteil geleitet. Das trägt zur Reduzierung der Verschäumung des Motoröls bei. Des Weiteren kann durch die Ölsammelplatte ein Verschwenken des im unteren Ölwannenteil gesammelten Motoröls begrenzt werden. Folglich kann der maximale Schwenkwinkel des Fahrzeugs, der direkten Einfluss auf die Off-Road-Eigenschaften des Fahrzeugs hat, und das nutzbare Ölvolumen bei verschwenktem gesammelten Motoröl im unteren Ölwannenteil vergrößert werden.
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Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Ölsammelplatte einen Dichtungsabschnitt aufweist, wobei der Dichtungsabschnitt zwischen dem unteren Ölwannenteil und dem oberen Ölwannenteil angebracht ist und den unteren Ölwannenteil gegenüber dem oberen Ölwannenteil abdichtet. Der Dichtungsabschnitt kann ein oder mehrere Montagelöcher aufweisen, durch die Befestigungsmittel (z. B. Schrauben) geführt sind, die zur Befestigung der beiden Ölwannenteile vorgesehen sind. Die Kontur des Dichtungsabschnitts ist ähnlich, insbesondere identisch zu der Kontur der Flächen der beiden Ölwannenteile, die in Kontakt mit dem Dichtungsabschnitt stehen.
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Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Ölsammelplatte einen Leitabschnitt aufweist, wobei der Leitabschnitt das obere Wannenvolumen vom unteren Wannenvolumen trennt. Der Dichtungsabschnitt und/oder der Leitabschnitt sind eben, insbesondere liegen sie in einer Ebene. Hauptsächlich, insbesondere ausschließlich ist der Leitabschnitt in Kontakt mit Motoröl, um z. B. das Motoröl abzufangen und systematisch abzuleiten oder ein Verschwenken des gesammelten Motoröls zu begrenzen.
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In einer weiteren Ausführungsform umschließt der Dichtungsabschnitt den Leitabschnitt zumindest teilweise, insbesondere vollständig. Der Leitabschnitt ist mittels des Dichtungsabschnitts an der Ölwanne, insbesondere zwischen den beiden Ölwannenteilen befestigt. Der Dichtungsabschnitt ist somit zugleich ein Befestigungsabschnitt für den Leitabschnitt und folglich für die Ölsammelplatte.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Ölwannenbaugruppe wenigstens eine Hauptpumpe mit einem Pumpeneinlass auf, der im unteren Wannenvolumen vorgesehen ist, wobei sich durch die Ölsammelplatte, insbesondere den Leitabschnitt der Ölsammelplatte, ein Teil der Hauptpumpe, insbesondere ein Ansaugrohr erstreckt. Mit der Hauptpumpe wird das sich im unteren Ölwannenteil gesammelte Motoröl zu den zu schmierenden Motorbauteilen gepumpt.
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Durch die Aussparung der Ölsammelplatte, durch die sich ein Teil der Hauptpumpe erstreckt, muss keine neue Methode zur Absaugung des im unteren Ölwannenteil gesammelten Motoröls angewendet werden, sondern es kann auf bereits existierende Methoden zurückgegriffen werden. In anderen Worten können die Aussparungen in der Ölsammelplatte dort angeordnet werden, wo sich bereits existierende Bauteile befinden. Dadurch ist es möglich, die Ölsammelplatte individuell an verschiedene Fahrzeuge anzupassen und nachzurüsten. Da sich die Ölsammelplatte über dem Pumpeneinlass der Hauptpumpe befindet, kann ein Verschwenken des im unteren Ölwannenteil gesammelten Motoröls begrenzt werden. Folglich steht der Hauptpumpe am Pumpeneinlass ein größeres nutzbares Volumen an gesammelten Motoröl zur Verfügung.
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Beispielsweise weist die Ölwannenbaugruppe eine Hilfspumpe mit einem Hilfspumpeneinlass und einem Hilfspumpenauslass auf, wobei der Hilfspumpeneinlass und/oder der Hilfspumpenauslass im oberen Wannenvolumen vorgesehen ist. Mit der Hilfspumpe wird Motoröl im oberen Ölwannenteil von einer von der Hauptpumpe entfernten Position abgesaugt und über dem unteren Ölwannenteil, insbesondere im oberen Ölwannenteil ausgelassen.
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Die Ölsammelplatte kann unter dem Hilfspumpenauslass angeordnet sein. Das hat den weiteren Vorteil, dass die Ölsammelplatte ein Verschwenken des im unteren Ölwannenteil gesammelten Motoröls so begrenzt, dass sich der Pegel des gesammelten Motoröls nicht oder wenig über den Hilfspumpenauslass bewegen kann.
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Gemäß einem Aspekt weist der Leitabschnitt der Ölsammelplatte mehrere Leitdurchlässe auf. Durch diese Leitdurchlässe sind das obere Wannenvolumen und das untere Wannenvolumen fluidisch miteinander verbunden. Die Anordnung der Leitdurchlässe bestimmt die Bereiche, in denen das sich auf der Ölsammelplatte gesammelte Motoröl systematisch in das untere Wannenvolumen des unteren Ölwannenteils geleitet wird.
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Insbesondere haben die Leitdurchlässe jeweils einen trichterförmigen Abschnitt, der zum oberen Wannenvolumen geöffnet ist und sich ins untere Wannenvolumen erstreckt. Der trichterförmige Abschnitt der Leitdurchlässe kann auch in einen kanalförmigen Teil übergehen, der sich in das untere Wannenvolumen erstreckt. Die untere Kante der Leitdurchlässe ist beabstandet von der Unterseite der Ölsammelplatte. Dadurch ist es möglich, einen Rückfluss des sich im unteren Ölwannenteil gesammelten Motoröls in den oberen Ölwannenteil, wie es bei starkem Verschwenken des Motoröls (z. B. Bergfahrt, starkes Bremsen, o. Ä.) auftreten kann, zu verringern, insbesondere zu vermeiden.
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Beispielsweise ist der Abstand zwischen der Unterseite der Ölsammelplatte und der unteren Kante der Leitdurchlässe in Bereichen mit erhöhter Rückflussgefahr vergrößert.
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Gemäß einem weiteren Aspekt ist der Dichtungsabschnitt der Ölsammelplatte als Metallsickendichtung ausgebildet. Diese Art von Dichtung ist einfach und kostengünstig. Der Dichtungsabschnitt kann natürlich auch als eine andere Art von Dichtung ausgebildet sein.
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Ein weiterer Aspekt sieht vor, dass der Dichtungsabschnitt und der Leitabschnitt aus unterschiedlichen Materialien oder aus dem gleichen Material, insbesondere aus Stahl sind. In beiden Fällen können der Dichtungsabschnitt und der Leitabschnitt zwei einzelne Bauteile sein, die miteinander verbunden (z. B. verschraubt, verschweißt, verklebt, o. ä.) sind. Der Dichtungsabschnitt kann z. B. auch aus Kunststoff sein.
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Bevorzugt ist die Ölsammelplatte ein einstückiges Bauteil. Die Ölsammelplatte kann zum Beispiel aus einem Ausgangsteil durch Scherschneiden und/oder Spanen hergestellt sein. Auch als einstückiges Bauteil kann die Ölsammelplatte zwei unterschiedliche Materialien umfassen. So kann z. B. der Dichtungsabschnitt und der Leitabschnitt einstückig aus Stahl sein, wobei am Dichtungsabschnitt Gummi aufvulkanisiert oder aufgespritzt ist.
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In einer weiteren Ausführungsform ist der obere Ölwannenteil ein Kurbelgehäuseteil. Darin ist zumindest ein Teil einer Kurbelwelle angeordnet.
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Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Ölwannenbaugruppe einen Ölhobel aufweist, der im oberen Wannenvolumen vorgesehen ist. Der Ölhobel ist getrennt von der Ölsammelplatte im oberen Ölwannenteil angebracht und verringert den Luftanteil des Öls weiter. Die Unterseite des Ölhobels und die Oberseite der Ölsammelplatte liegen sich einander gegenüber, insbesondere sind der Ölhobel und die Ölsammelplatte parallel zueinander angeordnet.
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Die Ölsammelplatte kann zwischen dem Ölhobel und dem Pumpeneinlass der Hauptpumpe vorgesehen sein. Der Ölhobel kann somit über dem Ein- und Auslass der Hauptpumpe und Hilfspumpe sowie der Ölsammelplatte angeordnet sein.
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Weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
- - 1 eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Ölwannenbaugruppe,
- - 2 eine Schnittansicht eines hinteren Abschnitts der erfindungsgemäßen Ölwannenbaugruppe nach 1,
- - 3 eine Perspektivansicht einer Ölsammelplatte der erfindungsgemäßen Ölwannenbaugruppe nach 1 und 2, und
- - 4 eine Detailansicht der Ölsammelplatte nach 3.
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In 1 ist eine Ölwannenbaugruppe 10 im Schnitt gezeigt. Die Ölwannenbaugruppe 10 umfasst unter anderem eine mehrteilige Ölwanne 12 mit einem unteren Ölwannenteil 14, das ein unteres Wannenvolumen 18 definiert, und einem oberen Ölwannenteil 16, das ein oberes Wannenvolumen 20 definiert.
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Im oberen Wannenvolumen 20 des oberen Ölwannenteils 16 ist zumindest ein Teil einer Kurbelwelle 27 eines Verbrennungsmotors angeordnet. Der obere Ölwannenteil 16 stellt somit ein Kurbelgehäuseteil dar.
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Weiterhin weist die Ölwannenbaugruppe 10 eine Hauptpumpe 21, eine Hilfspumpe 23 (vgl. 2), einen Ölhobel 29 und eine Ölsammelplatte 30 auf.
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Die Hauptpumpe 21 und die Hilfspumpe 23 sind in einem in Bezug auf die vorgesehene Einbauposition im Fahrzeug hinteren Abschnitt 11 der Ölwannenbaugruppe 10 angeordnet.
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Die Hauptpumpe 21 hat einen Pumpeneinlass 22 und einen Pumpenauslass. Ebenso hat die Hilfspumpe 23 einen Hilfspumpenauslass 24 und einen Hilfspumpeneinlass 25.
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Der Pumpeneinlass 22 der Hauptpumpe 21 ist im unteren Wannenvolumen 18 vorgesehen und insbesondere an der tiefsten Stelle des unteren Ölwannenteils 14 positioniert. Der Pumpenauslass befindet sich im Bereich der Kurbelwelle 27.
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Der Hilfspumpeneinlass 25 der Hilfspumpe 23 ist beabstandet vom Pumpeneinlass 22 in einem vorderen Abschnitt 13 und im oberen Wannenvolumen 20 der Ölwannenbaugruppe 10 vorgesehen.
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Der Hilfspumpenauslass 24 befindet sich im hinteren Abschnitt 11 und im oberen Wannenvolumen 20 der Ölwannenbaugruppe 10.
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Der Ölhobel 29 ist in bekannter Weise zwischen der Kurbelwelle 27 und dem Hilfspumpenauslass 24 angeordnet.
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Die Ölsammelplatte 30 ist zwischen dem unteren Ölwannenteil 14 und dem oberen Ölwannenteil 16 angebracht, wobei die Ölsammelplatte 30 zusammen mit dem unteren Ölwannenteil 14 das untere Wannenvolumen 18 und zusammen mit dem oberen Ölwannenteil 16 das obere Wannenvolumen 20 begrenzt.
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Die Ölsammelplatte 30 ist somit zwischen dem Pumpeneinlass 22 der Hauptpumpe 21 und dem Hilfspumpenauslass 24 angeordnet ist, wie in 2 zu sehen ist.
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Durch die Ölsammelplatte 30 erstreckt sich ein Teil 28 der Hauptpumpe 21, zum Beispiel ein Ansaugrohr.
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3 zeigt eine Perspektivansicht der Ölsammelplatte 30. Die Ölsammelplatte 30 weist einen Dichtungsabschnitt 32 und einen Leitabschnitt 34 auf, wobei der Dichtungsabschnitt 32 den Leitabschnitt 34 vollständig umschließt.
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Der Dichtungsabschnitt 32 und der Leitabschnitt 34 sind eben und können in einer Ebene liegen.
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Der Dichtungsabschnitt 32 und der Leitabschnitt 34 können aus unterschiedlichen Materialien oder aus dem gleichen Material bestehen.
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Der Dichtungsabschnitt 32 und der Leitabschnitt 34 können zwei separate Bauteile sein, die beispielsweise durch Verschrauben, Verschweißen und/oder Verkleben miteinander verbunden sind.
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Alternativ können der Dichtungsabschnitt 32 und der Leitabschnitt 34 einstückig aus einem Ausgangsbauteil durch z. B. Scherschneiden und/oder Spanen hergestellt sein.
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Zum Beispiel sind der Dichtungsabschnitt 32 und der Leitabschnitt 34 zusammen einstückig und können aus Stahl sein.
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Am Dichtungsabschnitt 32 kann Gummi aufgespritzt oder aufvulkanisiert sein oder der Dichtungsabschnitt 32 ist als Metallsickensichtung ausgebildet.
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Alternativ kann beispielsweise der gesamte Dichtungsabschnitt 32 aus Gummi sein, der an einem Seitenrand des Leitabschnitts 34 angebracht ist, der in diesem Fall ebenfalls aus Stahl sein kann.
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Der Dichtungsabschnitt 32 weist mehrere Montagelöcher 40 auf, durch die zum Beispiel Befestigungsmittel der beiden Ölwannenteile 14, 16 geführt werden können.
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Der Leitabschnitt 34 trennt das untere Wannenvolumen 18 vom oberen Wannenvolumen 20, wobei der Leitabschnitt 34 wenigstens einen Bereich 35 mit mehreren Leitdurchlässen 36 sowie eine zentrale Aussparung 38 aufweist.
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Durch die Aussparung 38 erstreckt sich das Teil 28 der Hauptpumpe 21, im gezeigten Ausführungsbeispiel also das Ansaugrohr.
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In 4 ist ein Bereich 35 mit Leitdurchlässen 36 der Ölsammelplatte 30 im Detail gezeigt.
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Durch die Leitdurchlässe 36 sind das obere Wannenvolumen 20 und das untere Wannenvolumen 18 fluidisch miteinander verbunden.
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Die Leitdurchlässe 36 haben jeweils einen trichterförmigen Abschnitt 42, der zum oberen Wannenvolumen 20 geöffnet ist und sich in das untere Wannenvolumen 18 erstreckt.
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Der trichterförmige Abschnitt 42 umfasst einen unteren Teil 44, der kanalförmig ausgebildet ist.
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Eine Unterkante 46 des trichterförmigen Abschnitts 42 oder des unteren Teils 44 liegt unterhalb einer der dem unteren Wannenvolumen 18 zugewandten Seite des Leitabschnitts 34.
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In anderen Worten ist die Unterkante 46 der Leitdurchlässe 36 beabstandet von einer Unterseite der Ölsammelplatte 30.
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Die Ölsammelplatte 30 wird vom Dichtungsabschnitt 32 getragen, d.h., dass nur der Dichtungsabschnitt 32 in Kontakt mit dem unteren Ölwannenteil 14 und dem oberen Ölwannenteil 16 ist. Der Dichtungsabschnitt 32 dichtet dabei die Verbindung der beiden Ölwannenteile 14, 16 ab.
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Gleichzeitig stellt der Dichtungsabschnitt 32 eine Befestigung der Ölsammelplatte 30 und folglich des Leitabschnitts 34 dar. Durch die Montagelöcher 40 im Dichtungsabschnitt 32 sind Befestigungsmittel (z. B. Schrauben) geführt, die zur Befestigung der beiden Ölwannenteile 14, 16 vorgesehen sind.
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Der Dichtungsabschnitt 32 ist einerseits durch die Befestigungsmittel der Ölwannenteile 14, 16 formschlüssig und andererseits aufgrund der klemmenden Verbindung der beiden Ölwannenteile 14, 16 durch die Befestigungsmittel kraftschlüssig zwischen den beiden Ölwannenteilen 14, 16 angebracht.
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Während des Betriebs des Verbrennungsmotors wird unter anderem die Kurbelwelle 27 mit Motoröl geschmiert. Das aus verschiedenen Motorbauteilen, zum Beispiel der Kurbelwelle 27, abtropfende Motoröl wird auf dem Ölhobel 29 gesammelt und hauptsächlich im vorderen Abschnitt 13 der Ölwanne 12 nach unten abgeleitet.
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Danach trifft das Motoröl auf das obere Ölwannenteil 16 und fließt in Richtung des hinteren Abschnitts 11 zur Ölsammelplatte 30.
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Bei steiler Bergfahrt oder starkem Abbremsen kann es vorkommen, dass sich ein Teil des Motoröls im vorderen Abschnitt 13 sammelt. Das sich dort sammelnde Motoröl wird über den Hilfspumpeneinlass 25 von der Hilfspumpe 23 abgesaugt und im hinteren Abschnitt 11 aus dem Hilfspumpenauslass 24 gegen eine Innenwand 26 des oberen Ölwannenteils 16 geschleudert, wie in 2 zu erkennen ist.
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Danach fließt das Motoröl entlang der Innenwand 26 zur Ölsammelplatte 30 und setzt sich darauf ab.
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Auf der Ölsammelplatte 30 setzt sich zusätzlich der durch das Schleudern des Motoröls gegen die Innenwand 26 entstandene Motorölnebel ab.
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Das sich auf der Ölsammelplatte 30 absetzende Motoröl weist einen hohen Luftanteil auf. Durch das Absetzen und Sammeln des Motoröls auf der Ölsammelplatte 30 kommt das Motoröl zur Ruhe, Luft kann entweichen und der Luftanteil des Motoröls verringert sich. Beispielsweise kommt nur der Leitabschnitt 34 mit Motoröl in Berührung.
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Über die Leitdurchlässe 36 wird das auf der Ölsammelplatte 30 gesammelte Motoröl systematisch in das untere Wannenvolumen 18 des unteren Ölwannenteils 14 und somit zum Pumpeneinlass 22 geleitet.
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Das im unteren Wannenvolumen 18 befindliche Motoröl kann aufgrund der Trichterfom der Leitdurchlässe 36 nicht oder nur langsam zurück in das obere Wannenvolumen 20 fließen. Somit erfüllen die Leitdurchlässe 36 den weiteren Zweck, einen Rückfluss des sich im unteren Ölwannenteil 14 gesammelten Motoröls in den oberen Ölwannenteil 16 zu verringern. Somit liegt immer genügt Motoröl am Pumpeneinlass 22 an, auch bei einer Bergfahrt oder starkem Bremsen.
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Beispielsweise ist der Abstand zwischen der Unterseite der Ölsammelplatte 30 und der Unterkante 46 der Leitdurchlässe 36 in Bereichen 35 mit erhöhter Rückflussgefahr vergrößert, zum Beispiel in Bereichen 35, die vorne liegen.
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Das Motoröl, das in das untere Wannenvolumen 18 geleitet wird, sammelt sich im unteren Ölwannenteil 14 und wird über den Pumpeneinlass 22 und das Ansaugrohr der Hauptpumpe 21 zu den zu schmierenden Motorbauteilen (z. B. Kurbelwelle) gepumpt. Dort beginnt der Kreislauf von vorne.
