DE10231681B4

DE10231681B4 - Leiterrahmen eines Motors

Info

Publication number: DE10231681B4
Application number: DE10231681A
Authority: DE
Inventors: Jae-Man Cho
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2001-07-23
Filing date: 2002-07-12
Publication date: 2005-02-24
Anticipated expiration: 2022-07-13
Also published as: CN1399091A; AU2002300113B2; DE10231681A1; JP2003074320A; CN1234965C; KR100412841B1; KR20030009606A; US20030015164A1; US6684845B2

Abstract

Leiterrahmen für einen Motor, mit
Kurbelkammern (3a-3d), welche innerhalb eines äußeren Blocks (1) durch Trennwände (2a-2c) gebildet sind;
Lagermontageabschnitten (4a-4e), die mit einer Ausnehmung versehen sind und jeweils auf den Trennwänden (2a-2c) und auf den Wänden des äußeren Blocks (1) gebildet sind;
Bodenflächen (5a-5d), welche jeweils auf den Böden der Kurbelkammern (3a-3d) gebildet sind; und mit
jeweils auf den Bodenflächen (5a-5d) gebildete Ölflußflächen (6a-6d), die nach unten in eine Drehrichtung einer Kurbelwelle geneigt sind;
dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens eine der Trennwände (2c) einen Verbindungsdurchgang (8) zum Verbinden benachbarter Bodenflächen (6c, 6d) miteinander aufweist;
daß wenigstens eine der Trennwände (2a, 2c) Ölablaßdurchgänge (12a, 12b) für das von einem Zylinderkopf kommende Öl aufweist, wobei der äußere Block (1) einen Ölablaßdurchgang (12c) für das eintretende Öl während der Motorbe- bzw. -entlüftung aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Leiterrahmen für einen Motor gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und wie auch aus der DE 39 23 986 C1 bekannt.
Bezweckt wird mit der Erfindung die Erschaffung eines Leiterrahmens für einen Motor, in welchem Geräusche und Vibrationen minimiert sind, die Instabilität eines Ölfilters verbessert ist und ein Einschluß von Luft in dem Öl, welches von einem Zylinderkopf zu einer Ölwanne fließt, vermindert wird.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Im allgemeinen weisen Automotoren folgendes auf: einen Zylinderblock, welcher Zylinder zum wechselseitigen Aufnehmen von Kolben aufweist; einen Zylinderkopf zum Montieren von Nockenwellen zum Betätigen von Ansaug- und Auslaßventilen, welche in dem oberen Abschnitt des Zylinderblocks zum Einstellen des Ansaugens und des Auslassens von Luft und Abgas montiert sind, und eine Ölpfanne, welche in dem unteren Abschnitt des Zylinderblocks montiert ist und eine gewisse Ölmenge zum Schmieren der gleitenden bzw. beweglichen Abschnitte des Motors aufweist.

Der Zylinderblock ist in Abhängigkeit von der Länge des Zargenabschnitts in einen langhubigen Zylinderblocktyp und einen kurz-/mittelhubigen Zylinderblocktyp eingeteilt.

In dem langhubigen Zylinderblocktyp ist die Ölwanne direkt mit dessen Boden gekoppelt. Andererseits ist in dem kurz-/mittelhubigen Zylinderblocktyp eine Bodenplatte (der Fall, in dem die Hauptlagerabdeckung integral gebildet ist) oder ein Leiterrahmen (der Fall, in dem die Hauptlagerab deckung als eine separate Einrichtung gebildet ist) zwischen der Ölwanne und dem Zylinderblock zwischengelagert.

Das heißt, in dem Fall, in dem der Leiterrahmen vorliegt, bildet der Zylinderblock und der Leiterrahmen die Kurbelkammern, und die Ölwanne mit einer gewissen Menge Öl darin ist mit dem Boden des Leiterrahmens gekoppelt, wodurch die Gesamtstruktur des Motors gebildet wird. Dementsprechend führt der Leiterrahmen zusammen mit dem Zylinderblock eine wichtige Rolle durch Sicherstellen der Festigkeit und Steifigkeit des Kraftübertragungs- bzw. -antriebsstrangsystems durch.

In dem den Leiterrahmen einsetzenden Motor ist der Leiterrahmen zwischen dem Zylinderblock und der Ölwanne angeordnet. Deshalb ist der Leiterrahmen derart gebildet, daß die jeweiligen Kurbelkammern bodenlos sind, so daß die Öltropfen frei von dem Zylinderblock in die Ölwanne tropfen können.

Das heißt, in dem herkömmlichen, den Leiterrahmen einsetzenden Motor gibt es keine Böden in den Kurbelkammern, und deshalb wird der Leiterrahmen nur durch Befestigen der Kanten und der Verstrebungen davon jeweils mit denen des Zylinderblocks montiert.

Als ein Ergebnis ist der Leiterrahmen während des Betriebs des Motors gesamthaft Vibrationen ausgesetzt, welche durch die Verbrennungsdrücke und durch den Trieb des Antriebsstrangsystems erzeugt werden. Darüber hinaus werden die Vibrationen direkt über den Leiterrahmen zu der Ölwanne übertragen. Deshalb weist ein herkömmlicher, den Leiterrahmen einsetzender Motor einen Nachteil den Aspekt von Geräusch und Vibrationen betreffend auf.

Weiterhin ist ein Ölfilter auf dem Leiterrahmen zum Herausfiltern von Fremdmaterialien aus dem Motoröl montiert. Um diesen Ölfilter zu montieren, wird herkömmlicherweise eine separate Montageeinrichtung (wie eine Halterung zum Bereitstellen eines Sitzes für den Ölfilter) eingesetzt, welches in einer Steigerung der Anzahl der Komponenten und Prozeßschritte resultiert.

Aus der DE 197 54 007 C1 ist ebenfalls ein Leiterrahmen für einen Motor mit den eingangs genannten Merkmalen bekannt, der einen Sammelkanal aufweist, der unterhalb der Bodenfläche gebildet ist und mit einem Saugkanal für eine Ölsaugpumpe in Verbindung steht. Innerhalb eines Tragbalkens ist weiterhin ein Aufnahmeraum für einen Ölfilter vorgesehen, aus dem Drucköl nach Durchlaufen des Filters über einen Ansatz, der in den Ablauf des Filters eingreift, in einen Kanal, der als Axialkanal auf einen Querkanal mündet, strömt, welcher der Stirnwand des Kurbelgehäuseunterteils zugeordnet ist und von dem aus die Ölversorgung für die Kurbelwellenlager sowie auch für die weiteren Ölverbraucher abgezweigt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Leiterrahmen für einen Motor der eingangs genannten Gattung verfügbar zu machen, bei dem während des Motorbetriebs Motoröl beständig ohne Einschluß von Luft in die Ölwanne abgeleitet werden kann. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Patentanspruch 1 genannten Merkmale gelöst. Weitere bevorzugte Merkmale sind in den nachgeordneten Patentansprüchen angegeben.

Gemäß der Erfindung wird das von dem Zylinderkopf tropfende Öl beständig in die Ölwanne abgeleitet wird, wodurch der Einschluß von Luftporen in dem Motoröl ausgeschlossen wird.

Vorteilhaft wird aufgrund der erfindungsgemäßen Konzeption auch zu der Dämpfung von Geräusch und von Vibrationen während des Motorbetriebs beigetragen. Vorteilhaft wird weiterhin auch die Montierbarkeit eines Ölfilters verbessert. Sollte der Ölfilter durch einen größeren zu ersetzen sein oder ein zusätzlicher Ölkühler zu montieren sein, wird auch die Montage vereinfacht.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die obigen Merkmale und weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch detailliertes Beschreiben der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die angehängten Zeichnungen ersichtlicher, in welchen:
1 eine perspektivische Ansicht des Leiterrahmens eines Motors gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
2 eine perspektivische Ansicht des Bodens des in 1 gezeigten Leiterrahmens ist;
3 die Öldurchgänge, welche innerhalb des in 1 gezeigten Leiterrahmens gebildet sind, verdeutlicht; und
4 eine seitliche Abschnittsansicht des in 1 gezeigten Leiterrahmens ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Jetzt wird die vorliegende Erfindung detailliert mit Bezug auf die angehängten Zeichnungen beschrieben.
Wie in den Zeichnungen dargestellt, ist der Leiterrahmen wie folgt gebildet. Das heißt, im wesentlichen ist ein langgezogener rechteckiger äußerer Block 1 in dem Fall eines 4-Zylinder-Motors gebildet. Innerhalb des rechteckigen äußeren Blocks 1 sind drei einteilende Wände 2a, 2b und 2c derart äquidistant gebildet, daß sie vier Kurbelkammern 3a, 3b, 3c und 3d bilden.
Auf den segmentierenden Wänden 2a, 2b und 2c und auf der vorderen und hinteren Wand 1a und 1b des äußeren Blocks 1 sind langgezogene Aufwärtsöffnungen, d.h. Lagermontageabschnitte 4a, 4b, 4c, 4d und 4e, zum Montieren der Lager zum Stützen der Kurbelwelle gebildet. Unter ihnen ist das äußere Ende des Lagermontageabschnitts 4e der äußeren Wand 1b ein mit der Antriebswelle eines Getriebes zu verbindender Abschnitt und ist bogenförmig oder nahezu bogenförmig, um das Geräusch und Vibrationen zu dämpfen.
Die Kurbelkammern 3a, 3b, 3c und 3d des äußeren Blocks 1 weisen jeweils Bodenflächen 5a, 5b, 5c und 5d auf, welche nicht perforiert oder offen, sondern vollständig geschlossen sind.
Auf den Seitenabschnitten der Bodenflächen 5a, 5b, 5c und 5d sind jeweils geneigte Ölflußflächen 6a, 6b, 6c und 6d gebildet, welche allmählich tiefer in der Drehrichtung der Kurbelwelle werden. Unter den Ölflußflächen 6a, 6b, 6c und 6d weisen die erste, zweite und dritte Kurbelkammer 3a, 3b und 3c Ölablaßlöcher 7a, 7b und 7c jeweils an ihren Enden auf.
Unter den Ölflußflächen 6a, 6b, 6c und 6d ist jedoch die der vierten Kurbelkammer 3d nicht durch eine Ölwanne (nicht dargestellt) abgedeckt, welche unter dem Leiterrahmen montiert ist.
Das heißt, wie in 2 dargestellt, daß die Ölwanne nur die erste, zweite und dritte Kurbelkammer 3a, 3b und 3c abdeckt. Das heißt, die Ölwanne ist an einer Ölwannenmontagefläche 9 montiert, welche nur die erwähnten drei Kurbelkammern 3a, 3b und 3c abdeckt. Demgemäß ist das Ölablaßloch nicht auf der Ölflußfläche der vierten Kurbelkammer gebildet. Stattdessen ist ein Verbindungsdurchgang 8 durch die Trennwand 2c gebildet, welche die dritte und vierte Kurbelkammer 3c und 3d voneinander trennt.
Des weiteren ist an einem Seitenzentrum des äußeren Blocks 1 ein Ölfiltermontageabschnitt 10 gebildet, welcher nach außen ragt (dieser Ölfiltermontageabschnitt ist durch Miteinbeziehen des Falls, in dem der Ölfilter durch einen größeren ersetzt wird, oder ein Ölkühler zusätzlich später montiert wird, groß genug gebildet).
Wie in 3 dargestellt, sind Öldurchgänge 11a und 11b durch den Ölfiltermontageabschnitt 10 und den äußeren Block 1 gebildet, wobei die Öldurchgänge zu dem Ölfilter führen. Hier ist der Öldurchgang 11a ein Vorfilterdurchgang zum Leiten des Öls in den Ölfilter, während der Öldurchgang 11b ein Nachfilterdurchgang zum Ablassen des gefilterten Öls ist.
Innerhalb der Einteilungswand 2a zwischen der ersten und zweiten Kurbelkammer 3a und 3b und innerhalb der Trennwand 2c zwischen der dritten und vierten Kurbelkammer 3c und 3d liegen vertikal geformte Ölablaßdurchgänge 12a und 12b jeweils zum Empfangen von Öl von dem Zylinderkopf. Andererseits weist die äußere Wand 1a der ersten Kurbelkammer 3a einen Ölablaßdurchgang 12c zum Be- bzw. Entlüften des Motors auf.
Die Hauptabschnitte der vorliegenden Erfindung, wie die Bodenflächen 5a, 5b, 5c und 5d, die Ölflußflächen 6a, 6b, 6c und 6d, die Ölablaßlöcher 7a, 7b und 7c, der Verbindungsdurchgang 8, der Ölfiltermontageabschnitt 10, die Öldurchgänge 11a und 11b zum und vom Ölfilter, die Zylinderkopföldurchgänge 12a und 12b und der Be- bzw. Entlüftungsöldurchgang 12c werden alle gleichzeitig durch den Rohguß- oder Formkern hergestellt. Somit sind separate Bearbeitungen oder Bohrarbeiten minimiert.
Die Größen der Ablaßlöcher 7a, 7b und 7c, welche jeweils auf den Böden 5a, 5b und 5c der Kurbelgehäuse 3a, 3b und 3c gebildet sind, sind jeweils einer optimalen Anpassung ausgesetzt, so daß Pumpverluste minimiert werden können.
Jetzt wird die vorliegende Erfindung bezüglich ihres Betriebs und Effekts beschrieben.
4 verdeutlicht den Vorgang zum Ablassen des Öls in den jeweiligen Kurbelkammern 3a, 3b, 3c und 3d.
Wenn der Motor in Betrieb ist, werden Öltropfen, welche von den jeweiligen Zylindern tropfen, bei den Bodenflächen 5a, 5b, 5c und 5d der jeweiligen Kurbelkammern 3a, 3b, 3c und 3d gesammelt.
Dieses Öl bewegt sich entlang der geneigten Ölflußflächen 6a, 6b, 6c und 6d der Bodenflächen 5a, 5b, 5c und 5d. Dann durchläuft das Öl die Ölablaßlöcher 7a, 7b und 7c, um in der Ölwanne gesammelt zu werden, welche unter dem Leiterrahmen montiert ist.
Unter dieser Bedingung durchläuft das Öl vom Boden der vierten Kurbelkammer 3d den Verbindungsdurchgang 8, welcher mit der dritten Kurbelkammer 3c verbunden ist. Somit bewegt sich das Öl der vierten Kurbelkammer 3d zu dem Boden der dritten Kurbelkammer 3c, und dann fließt das Öl durch das Ablaßloch 7c in die Ölwanne.
Während des Betriebs des Motors tritt ein Luftstrom innerhalb der Kurbelkammern 3a, 3b, 3c und 3d in derselben Richtung der Drehung der Kurbelwelle aufgrund der Umdrehungen der Kurbelwelle auf. Der Luftstrom schiebt das Öl an den Bodenflächen 5a, 5b, 5c und 5d in Richtung der Enden der Öllußflächen 6a, 6b, 6c und 6d, so daß das Öl sanft durch die Ölablaßlöcher 7a, 7b und 7c und den Verbindungsdurchgang 8 abgelassen werden kann.
Somit können die Öltropfen von den Zylindern sanft in die Ölwanne abgelassen werden, aber die Böden 5a, 5b, 5c und 5d der Kurbelkammern 3a, 3b, 3c und 3d sind vollständig geschlossen, ausgenommen die Ölablaßlöcher 7a, 7b und 7c.
Deshalb werden die Vibrationen, welche durch die Verbrennungsdrücke und den Trieb des Antriebsstrangsystems erzeugt werden, durch die Böden 5a, 5b, 5c und 5d gedämpft. Als ein Ergebnis werden die Vibrationen nicht direkt zu der Ölwanne übertragen, welche unter dem Leiterrahmen montiert ist. Somit ist die vorliegende Erfindung bevorzugt beim Reduzieren des Geräuschs und der Vibrationen und beim Verbessern der Steifigkeit des Motors.
Bisher, wenn der Ölfilter auf herkömmliche Weise montiert wird, wird eine separate Montagehalterung vorab zum Bilden eines Montagesitzes angebracht. Dementsprechend war die Montage des Filters begleitet von einer großen Anzahl von Komponenten und Prozeßschritten.
In der vorliegenden Erfindung ist der Ölfilter direkt auf den Ölfiltermontageabschnitt 10 montiert. Folglich ist die Anzahl der Komponenten und Prozeßschritte reduziert. Des weiteren ragt der Ölfiltermontageabschnitt 10 ausreichend von der äußeren Oberfläche des äußeren Blocks 1 des Leiterrahmens heraus. Deshalb, wenn der Ölfilter im nachhinein durch einen größeren ersetzt wird, oder wenn zusätzlich ein Ölkühler montiert wird, ist ein ausreichender Bereich bzw. eine ausreichende Fläche sichergestellt, so daß die zwei Komponenten nicht störend aufeinander einwirken würden. Demgemäß muß das Layout bzw. die Anordnung nicht verändert werden.
Zusätzlich trat bei der herkömmlichen Methode ein Nachteil auf, nachdem das Öl für die Be- bzw. Entlüftung zu dem Leiterrahmen heruntertröpfelte und nachdem das Öl heruntertröpfelte, welches die Nockenwelle und die Ventile geschmiert hatte. Das heißt, herkömmlicherweise tropfte dieses Öl direkt in die Ölwanne, und deshalb wird eine Versetzung mit Luft unmäßig bzw. exzessiv, welches in einer großen Luftmenge in dem Motoröl resultiert.
In der vorliegenden Erfindung tropft das Öl jedoch durch die Ölwanne, nachdem es die Ablaßdurchgänge 12a, 12b und 12c durchlaufen hat. Deshalb ist nicht nur die Tropfhöhe herabgesetzt, sondern ebenfalls der Luftinhalt in dem Öl gesenkt. Folglich kann die Verschlechterung der Öleigenschaften aufgrund des Luftinhalts verhindert werden.
Gemäß der wie oben beschriebenen vorliegenden Erfindung sind die Böden der Kurbelkammern geschlossen, so daß das Geräusch und Vibrationen gedämpft werden können. Des weiteren, wenn der Ölfilter montiert wird, ist die Anzahl der Komponenten und Prozeßschritte reduziert. Zusätzlich, wenn der Ölfilter durch einen größeren ersetzt wird, oder wenn nachträglich ein Ölkühler hinzugefügt wird, wird der Montagevorgang vereinfacht. Außerdem sind die reinen Ölablaßdurchgänge gebildet, so daß der Luftinhalt in dem Öl minimiert werden kann, wodurch die Herabsetzung der Leistungsfähigkeit des Motoröls verhindert wird.

Claims

Leiterrahmen für einen Motor, mit Kurbelkammern (3a-3d), welche innerhalb eines äußeren Blocks (1) durch Trennwände (2a-2c) gebildet sind; Lagermontageabschnitten (4a-4e), die mit einer Ausnehmung versehen sind und jeweils auf den Trennwänden (2a-2c) und auf den Wänden des äußeren Blocks (1) gebildet sind; Bodenflächen (5a-5d), welche jeweils auf den Böden der Kurbelkammern (3a-3d) gebildet sind; und mit jeweils auf den Bodenflächen (5a-5d) gebildete Ölflußflächen (6a-6d), die nach unten in eine Drehrichtung einer Kurbelwelle geneigt sind; dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Trennwände (2c) einen Verbindungsdurchgang (8) zum Verbinden benachbarter Bodenflächen (6c, 6d) miteinander aufweist; daß wenigstens eine der Trennwände (2a, 2c) Ölablaßdurchgänge (12a, 12b) für das von einem Zylinderkopf kommende Öl aufweist, wobei der äußere Block (1) einen Ölablaßdurchgang (12c) für das eintretende Öl während der Motorbe- bzw. -entlüftung aufweist.
Leiterrahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Ölflußflächen (6a-6d) Ölablaßlöcher (7a-7c) aufweisen, wobei die Ölablaßlöcher (7a-7c) mit einer Ölwanne in Verbindung stehen.
Leiterrahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein Ölfiltermontageabschnitt (10) vorgesehen ist, welcher in einer vorbestimmten Länge von einer Seite des äußeren Blocks (1) herausragt, wobei der Ölfiltermontageabschnitt (10) Öldurchgänge (11a, 11b) für ankommendes und abgehendes Öl zu und von einem Ölfilter aufweist.