DE1100375B

DE1100375B - Dry sump lubricating oil system for internal combustion engines

Info

Publication number: DE1100375B
Application number: DEC15509A
Authority: DE
Inventors: Dr Herbert H Haas
Original assignee: Continental Motors Corp
Current assignee: Continental Motors Corp
Priority date: 1956-09-24
Filing date: 1957-09-21
Publication date: 1961-02-23

Description

Trockensumpf-Schmierölsystem für Brennkraftmaschinen Die Erfindung betrifft ein Trockens.umpf-Schmierölsystem für Brennkraftmaschinen, bei welchen der Ölbehälter und die Ölwanne in einem Stück vereinigt sind, welches einen vorderen und einen rückwärtigen Ölsumpf und den zwischen diesen angeordneten Ölbehälter aufweist, wobei :das Öl durch Rückförderpumpen aus den Ölsümpfen in den Ölbehälter und aus diesem durch die Hauptschmierpumpe zu den Schmierstellen gefördert wird.Dry sump lubricating oil system for internal combustion engines The invention relates to a dry sump lubricating oil system for internal combustion engines, in which the oil tank and the oil pan are combined in one piece, which has a front and a rear oil sump and the oil container arranged between them, wherein: the oil by return pumps from the oil sumps to and from the oil reservoir this is conveyed to the lubrication points by the main lubrication pump.

Die Unterbringung eines in sich geschlossenen Ölbehälters in :der Ölwanne hat zur Folge, daß der Ölvorrat :eine verhältnismäßig geringe Tiefe aufweist. Taucht nun - wie es bei einem bekannten System der eingangs genannten Gattung der Fall ist - das Saugrohr der Druckpumpe in einen über die ganze Länge durchgehenden Raum ein, so kann bei Lageänderung der Brennkraftmaschine die Saugöffnung austauchen. Um nun den vorhandenen Ölvorrat weitgehend ausnutzen zu können, ohne die Gefahr des Austauchens in Kauf nehmen zu müssen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Ölbehälter durch eine Trennwand in einen größeren Vorratsraum, welcher mit den Ölsümpfen über einen kali.brierten Abfluß verbunden ist, und einen kleineren Saugraum unterteilt ist, welcher die Mündung der Förderleitung der Rückförderpumpen und den Saugkorb der Druckpumpe aufweist, wobei die quer zur Maschinenlängsachse verlaufende Trennwand in an sich bekannter Weise zu einer den Saugraum in einem wesentlichen Teil seiner Längserstreckung überdeckende, den Öl- stand im Saugraum bestimmenden überlaufstauwand verlängert ist.The accommodation of a self-contained oil container in: the oil pan has the consequence that the oil supply: has a relatively shallow depth. If - as is the case with a known system of the type mentioned at the beginning - the suction pipe of the pressure pump dips into a continuous space over the entire length, the suction opening can emerge when the position of the internal combustion engine changes. In order to be able to use the existing oil supply to a large extent without having to accept the risk of being replaced, it is proposed according to the invention that the oil container be connected by a partition into a larger storage space, which is connected to the oil sumps via a calibrated drain, and a smaller suction chamber is subdivided, which has the mouth of the feed line of the return pumps and the suction strainer of the pressure pump, the partition wall running transversely to the longitudinal axis of the machine in a manner known per se to form an oil level in the suction chamber which covers the suction chamber in a substantial part of its longitudinal extent determining overflow barrier is extended.

Es ist bereits bekannt, den Ölvorrat in der nach dem Motorraum hin offenen Ölwanne unterzubringen und durch Rückförderpumpen fortwährend Öl in denjenigen Teil der Ölwanne zu fördern, aus dem die Druckpumpe absaugt. Auch ist der Saugraum in diesem bekannten Fall mit einer Überlaufstauwand abgedeckt, welche bei Längsneigungen einen ausreichenden Ölstand im Saugraum aufrechterhält. Gegenüber dieser bekannten Ausführung läßt sich durch das erfindungsgemäße Trockensumpfsystem eine niedrigere Bauhöhe der Ölwanne erzielen; zudem werden Ölverluste an den Wellendurchführungen völlig vermieden. Für einen ständigen Umlauf des im Vorratsraum befindlichen Öls sorgt der kaliibrierte Abfluß in den Ölsumpf.The oil supply in the engine compartment is already known To accommodate open oil pan and continuously oil in those by return pumps To promote part of the oil pan from which the pressure pump sucks. Also is the suction space in this known case covered with an overflow retaining wall, which at longitudinal inclinations Maintains a sufficient oil level in the suction chamber. Compared to this well-known Execution can be a lower one by the dry sump system according to the invention Achieve the overall height of the oil pan; there are also oil losses at the shaft bushings completely avoided. For a constant circulation of the oil in the storage room ensures the calibrated drain into the oil sump.

Inder Zeichnung- ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt.In the drawing- is a preferred embodiment of the invention shown.

Fig.1 zeigt eine Rückansicht eines bevorzugten Motors, bei welchem die Erfindung zur Anwendung gelangt ist; Fig. 2 zeigt eine Aufsicht .auf die Motorölwanne, im wesentlichen nach der Linie 2-2 der Fing. 1; Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt durch _die Ölwanne; Fiig. 4 zeigt einen schematischen Längsschnitt durch die Ölwanne und veranschaulicht den Ölfluß; Fig.5 zeigt eine schematische schaubildliche Darstellung der Ölwanne; sie zeigt die relative Lage der Teile zueinander und; veranschaulicht den Ölfluß; Fig.6 zeigt eine schematische schaubildliche Darstellung des Motorkurbelgehäuses und zeigt den Ölfluß und die Ölverteilung; Fig. 7 zeigt einen Querschnitt im wesentlichen nach der Linie 7-7 von Fig. 2.Fig.1 shows a rear view of a preferred engine in which the invention has been applied; Fig. 2 shows a plan view of the engine oil pan, essentially along line 2-2 of the fing. 1; Fig. 3 shows a longitudinal section through _the oil pan; Fiig. 4 shows a schematic longitudinal section through the oil pan and illustrates the flow of oil; 5 shows a schematic diagram the oil pan; it shows the relative position of the parts to each other and; illustrated the oil flow; 6 shows a schematic diagram of the engine crankcase and shows the oil flow and distribution; Fig. 7 shows a cross section essentially along line 7-7 of FIG. 2.

Fig. 1 zeigt eine Brennkraftmaschine 10 mit einem Kurbelgehäuse 11, einer Kurbelwelle 12, Zylindern 13 und Kolben 14. Ein Ölwannenaufbau 15 ist durch Bolzenschrauben 16 mit der unteren Seite dies Kurbelgehäuses 11 verbunden. Fig. 1 zeigt das Schwungrad-oder Hinterende des vorzugsweise für Fahrzeuge dienenden Motors. Eine IVIehrfachölpumpenanordnung 18 ist in der Nähe des Hinterendes des Motors 10 befestigt.1 shows an internal combustion engine 10 having a crankcase 11, a crankshaft 12, cylinders 13 and pistons 14. An oil pan assembly 15 is connected to the lower side of this crankcase 11 by bolts 16. Fig. 1 shows the flywheel or rear end of the motor, which is preferably used for vehicles. An IV multiple oil pump assembly 18 is mounted near the rear end of the engine 10.

Gemäß .den Fig.2 und 3 hat .der dargestellte Ölwannenaufbau 15 zwei im wesentlichen stirnseitig angeordnete Hauptwände 20 und 21, welche die Ölwanne in drei Hauptteile trennen, nämlich einen sammelgrubenartigen vorderen Sumpfteil 22, einen hinteren Sumpfteil23 und einen dazwischenliegenden ölbehälter 24. Der Ölbehälter 24 ist :durch eine Wand 25 in einen Druckpumpensaugraum 24a und einen: Vorratsraum24b getrennt. Es ist ersichtlich, daß die Sumpfteile 22 und 23 nach dem Kurbelgehäuse .hin offen sind, während der Ölbehälter 24 von dem Kurbelgehäuse durch einen Decke126 getrennt ist, der nach vorn und hinten abfallende Abschnitte 26a bzw. 26b hat, welche an einer sich quer erstreckenden Kante 27 zusammentreffen, die im wesentlichen mittig zu den Enden des Ölwannenaufbaus 15 liegt. Auf dieseWeise läuft Tropföl aus dem Kurbelgehäuse von oben im wesentlichen gleichmäßig zu jedem Sumpf, jedoch fließt es nicht in den Ölbehälter 24.According to the FIGS. 2 and 3, the oil pan structure 15 shown has two main walls 20 and 21, which are arranged essentially at the front and which separate the oil pan into three main parts, namely a sump-like front sump part 22, a rear sump part 23 and an oil container 24 in between 24 is: separated by a wall 25 into a pressure pump suction space 24a and a storage space 24b. It can be seen that the sump parts 22 and 23 are open to the crankcase, while the oil reservoir 24 is separated from the crankcase by a cover 126 which has portions 26a and 26b sloping back and forth, which on one transversely extending Edge 27 meet, which lies essentially in the center of the ends of the oil pan structure 15. In this way, oil drips from the crankcase from the top will flow to each sump substantially uniformly, but will not flow into the oil reservoir 24.

Die Mehrfachölpumpenanordnung 18 umfaßt, wie aus den Fi:g.4 und 5 ersichtlich, drei Pumpen, nämlich eine Rückförderpumpe 30, eine Druck- oder Hauptschmierpumpe31 und eine Kolbenkühlpumpe32. Die Ansaugstutzen 33a bzw. 34a der Ansaugrohre 33 =-ind 34 der Rückförderpumpe 30 sind im vorderen und hinteren Sumpfteil 22 bzw. 23 aalgeordnet und eine Rückförderölleitung35 liegt mit ihremAusl.aß 35d im Druckpumpensaugraum24a, welcher auf diese Weise fortlaufend mit 01 .gefüllt wird.The multiple oil pump arrangement 18 comprises, as shown in FIGS. 4 and 5 can be seen, three pumps, namely a return pump 30, a pressure or main lubrication pump 31 and a piston cooling pump 32. The intake ports 33a and 34a of the intake pipes 33 = -ind 34 of the return pump 30 are arranged in the front and rear sump parts 22 and 23, respectively and a return oil line 35 lies with its outlet ace 35d in the pressure pump suction chamber 24a, which is continuously filled with 01 in this way.

Die Hauptschmierpumpe 31 ist mit einem Ansaugrohr 36 mit Ansaugstutzen 36a versehen, welcher mit einer Sammelgrube 36b verbunden ist, die 61 durch einen Durchgan.g36c aufnimmt, der mit dem untersten Teil des Druckpumpensaugraums 24a verbunden ist und mittels Rohren und gebohrten Durchgängen mit Ölkühlern und -filtern (nicht dargestellt) und von dort mit einer Schmieröldruckleitung 37 in Verbindung steht, welche mit den Kurbelwellenlagern 38, wie in Fig. 6 gezeigt, verbunden ist.The main lubrication pump 31 is provided with an intake pipe 36 with an intake port 36a provided, which is connected to a sump 36b, the 61 by a Durchgan.g36c receives, which is connected to the lowermost part of the pressure pump suction chamber 24a is connected and by means of pipes and drilled passages with oil coolers and filters (not shown) and from there with a lubricating oil pressure line 37 in connection which is connected to the crankshaft bearings 38 as shown in FIG.

Die Druck- oder Hauptschmierpumpe 31 ist so ausgebildet, daß sie eine niedrigere Förderleistung als die Rückförderpumpe 30 hat, so d:aß das Öl im Druckpumpensaugraum 24a stets, wie durch die gestrichelte Linie 40 in Fig. 4 angedeutet ist, auf seinem maximalen Stand gehalten wird.The pressure or main lubrication pump 31 is designed so that it is a has a lower delivery rate than the return pump 30, so d: ate the oil in the pressure pump suction chamber 24a always, as indicated by the dashed line 40 in Fig. 4, on his maximum stand is maintained.

Der Druckpumpensaugraum 24a ist mit einer Überlaufstauwand45 versehen., die mit der Wand. 25 verbunden ist und den Hauptteil des Saugraums 24a überdeckt. Die Stauwand45 befindet sich im Abstand von der Unterseite des Deckels 26, so daß Öl aus dem Saugraum 24a in den Vorratsraum 24b überströmen kann. Die Stauwand 45 dient sowohl dazu, während des Betriebs mit nach vorn geneigtem Motor in dem Saugraum einen maximalen Ölspiegel, der durch die Linie40 bzw. 46 in Fig. 4 angedeutet ist, aufrechtzuerhalten, als auch dazu, das überlaufende Öl zu entschäumen.The pressure pump suction space 24a is provided with an overflow dam wall 45, which is connected to the wall. 25 is connected and covers the main part of the suction space 24a. The baffle 45 is located at a distance from the underside of the cover 26, so that oil can flow over from the suction space 24a into the storage space 24b. The baffle 45 serves both to maintain a maximum oil level in the suction chamber, which is indicated by the line 40 or 46 in FIG. 4, during operation with the engine tilted forwards, and to defoam the overflowing oil.

Das 61 im Vorratsraum24b wird in begrenzten Umlauf gesetzt, indem Ablauflöcher 50 in .den Ecken der Vorderenden und Rohre51 vorgesehen sind, die sich vom Vorratsraum 24b durch den Saugraum 24 a erstrecken und ein Auslaßloch 52 am hinteren Ende haben. Wenn der Motor 10 nach hinten geneigt ist, fließt 61 in den hinteren Sumpfteil 23; wenn der Motor nach vorn geneigt ist, fließt Öl in den vorderen Sumpfteil 22 und wenn der Motor gerade steht oder seitlich geneigt ist, fließt Öl im wesentlichen gleichmäßig in beide Sumpfteile22 und 23. Die Menge von aus dem Vorratsraum 24b ausfließendem Öl wird durch .den Ouerschnitt der Löcher 50 und 52 bestimmt. Das Öl in den Sumpfteilen 22 bzw. 23 wird von der Rückförderpumpe 30 aufgenommen und in den Saugraum 24a zurückgeführt, so ,daß auf .diese Weise in diesem der vorgenannte maximale Ölspiegel unabhängig vom Ölspiegel im Vorratsraum24b gewährleistet wird, welcher auf ein Minimum fallen könnte, das durch die gestrichelte Linie 53 in Fig. 4 .angedeutet ist, ohne die Druckhöhe an dem Druck-Pumpeneinlaß zu beeinträchtigen. Es ist ein Öleinfüllrohr 55 vorgesehen, um das Nachfüllen von Öl unmittelbar in den Saugraum 24a zu gestatten. Der Ölspiegel im S@augraum24a ist jedoch kein Maß für den Gesamtölvorrat des Systems und es ist daher ein üblicher Meßstab 56 im Vorratsraum 24 b vorgesehen.The 61 in the larder 24b is put into limited circulation by Drain holes 50 are provided in the corners of the front ends and tubes 51 which are facing each other extend from the reservoir 24b through the suction chamber 24a and an outlet hole 52 on have rear end. When the engine 10 is tilted backwards, 61 flows into the rear sump part 23; when the engine is tilted forward, oil flows into the front Sump part 22 and when the engine is straight or tilted sideways, oil flows essentially evenly into both sump parts 22 and 23. The amount of from the Reservoir 24b of flowing oil is through .the Ouschnitt of the holes 50 and 52 certainly. The oil in the sump parts 22 and 23 is taken up by the return pump 30 and returned to the suction chamber 24a, so that in this way the aforementioned Maximum oil level is guaranteed regardless of the oil level in the storage space24b, which could fall to a minimum indicated by the dashed line 53 in Fig. 4 .is indicated without affecting the head at the pressure pump inlet. An oil filler tube 55 is provided to allow oil to be topped up immediately to allow the suction space 24a. However, the oil level in the S @ augraum24a is not a measure for the total oil supply of the system and there is therefore a conventional dipstick 56 in the storage space 24 b provided.

Bei Motoren für hohe Leistungen ist im allgemeinen eine Ölkühlung der Kolben erforderlich. Gewöhnlich wird hierzu ein Teil des Öls .aus dem üblichen Schmierölsystem benutzt, aber bei großen luftgekühlten Motoren -ist der für Kühlzwecke erforderliche Ölbedarf so groß, daß Rohre, Filtersysteme und Nebensahlußventile mit übermäßig großen Dimensionen vorhanden sein müssen. Es ist deshalb eine getrennte Kolbenkühlpumpe 32 vorgesehen, welche 01 von einem vertieften Teil 23a des Sumpfteils 23 durch ein Einlaßrohr57 mit Saugkorb57 a aufnimmt und es mittels Rohre und Kanäle unmittelbar zu einem Kolbenkühlverteilerrohr 58 und von dort für Düsen 59 fördert, welche das Öl auf die Kalben sprühen.In engines for high power output, oil cooling is generally used the piston required. Usually a part of the oil is used for this purpose Lubricating oil system used, but on large air-cooled engines, this is used for cooling purposes required oil demand so great that pipes, filter systems and Nebensahlußventile with excessively large dimensions. It is therefore a separate one Piston cooling pump 32 is provided, which 01 from a recessed part 23a of the sump part 23 through an inlet pipe 57 with suction basket 57 a and it by means of pipes and channels conveys directly to a piston cooling distributor pipe 58 and from there for nozzles 59, who spray the oil on the calves.

Mit Rücksicht auf die hohe Geschwindigkeit der Ölabgabe sowohl durch die Hauptschmierpumpe 31 als auch die Kolbenkühlpumpe 32 ist es nicht zweckmäßig, wenn sich die Saugkörbe an derselben Stelle in der Ölwanne befinden. Der Druckpumpensaugkorb ist daher unabhängig vom Kolbenkühlpumpensaugkorb, und da eine ausreichende Schmierung wichtiger als die Kolbenkühlung ist, ist der Druckpumpenzufuhr der Vorrang bei -der Ausbildung der Ölwanne gegeben. Um jedoch einen normalen Ölfluß zu der Kolbenkühlpu@mp.e32 zugewährleisten, liegt ihrSaugkorb 57a in dem vertieften Teil 23a .des hinteren Sumpfteils 23, welcher sieh an einem tieferen Punkt befindet aas der Rückförderpumpeneinlaß 34a. Der Kühlpumpeneinlaß 57a wird ferner vorzugsweise in den hinteren S:umpfteil23 anstatt in den vorderen Sumpftei122 gelegt, so daß bei?rn Berganfahren des Fahrzeugs, d. h. wenn der Motor 10 seine größte Belastung erfährt, eine volle Ölzufuhr zur Kolbenkühlpumpe32 sichergestellt ist; beim Bergabfahren des Fahrzeugs, .d. h. wenn der Motor unter geringerer Belastung steht, ist der Ablauf von Öl von dem hinteren Sumpfteil 23 weg unwesentlich, da die Kolbenkühlung dann nicht notwendig ist.In view of the high speed of the oil delivery both by the main lubrication pump 31 and the piston cooling pump 32, it is not expedient if the suction cups are located in the same place in the oil pan. The pressure pump suction basket is therefore independent of the piston cooling pump suction basket, and since sufficient lubrication is more important than piston cooling, the pressure pump supply is given priority in the design of the oil pan. However, in order to ensure a normal flow of oil to the piston cooling pump @mp.e32, its suction basket 57a lies in the recessed part 23a of the rear sump part 23, which is located at a lower point than the return pump inlet 34a. The cooling pump inlet 57a is also preferably placed in the rear S: umpfteil23 instead of in the front sump part122, so that a full oil supply to the piston cooling pump32 is ensured when the vehicle starts uphill, ie when the engine 10 experiences its greatest load; When driving the vehicle downhill, ie when the engine is under less load, the drainage of oil away from the rear sump part 23 is insignificant, since the piston cooling is then not necessary.

Ein thermostatisch ,gesteuertes Nebensch:lußventil 60 ist für die Kolb,enkühlpumpe 32 vorgesehen, wie dies in Fig. 5 angedeutet ist. Wenn der Motor relativ kalt ist, ist das Ventil 60 offen und das 01 fließt von der Kolbenkühlpumpe 32 zurück in den hinteren Sumpfteil 23. Wenn die Motortemperatur infolge einer stärkeren Belastung steigt, schließt das Ventil 60, und es beginnt die Kühlölabgabe zu den Kolben. Ein übliches Entlastungsventil 61 ist auch auf der Druckseite der Druckpumpe31 eingeschaltet, und es gibt Öl bei einem vorbestimmten überdruck in den hinteren Sumpfteil 23 ab.A thermostatically controlled bypass valve 60 is provided for the piston cooling pump 32, as indicated in FIG. 5. When the engine is relatively cold, the valve 60 is open and the oil flows from the piston cooling pump 32 back into the rear sump part 23. When the engine temperature rises due to a higher load, the valve 60 closes and the cooling oil is started to be dispensed to the pistons. A conventional relief valve 61 is also switched on on the pressure side of the pressure pump 31, and it releases oil into the rear sump part 23 at a predetermined excess pressure.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Dry sump lubricating oil system for internal combustion engines, in which the oil container and the oil sump are combined in one piece, which has a front and a rear oil sump and the oil container arranged between them, the oil being pumped out of the oil sumps into the oil container and from there it is conveyed to the lubrication points by the main lubrication pump, characterized in that the oil container passes through a partition (25) into a larger storage space ( 24b) which is connected to the oil sumps (22, 23) via a calibrated drain (50 , 52) is connected, and a smaller suction chamber (24a) is subdivided, which has the mouth (35a) of the feed line (35) of the return pumps (30) and the suction basket of the pressure pump (31), the partition wall running transversely to the machine longitudinal axis (25) in a manner known per se to an oil level in the suction chamber (24a) which covers a substantial part of its longitudinal extent and covers the suction chamber (24a) determining the overflow barrier (45) is extended.

2. dry sump lubricating oil system according to claim 1, characterized in that the Storage space (24b) includes the front oil sump (22) on both longitudinal sides of the machine and there connected to the oil sump through a calibrated drainage opening (50) is.

3. dry sump lubricating oil system according to one of claims l or 2, characterized characterized in that at least one connecting line passing through the suction chamber (24a) (51) is provided between the storage space (24b) and the rear oil sump (23), the rear end has the calibrated drain (32) to the oil sump (23).

4. Dry sump lubricating oil system according to one of claims 1 to 3, characterized in that the suction strainer of the main lubrication pump in a manner known per se at the bottom of the suction chamber and approximately in its center is arranged.

5. Dry sump lubricating oil system according to one of claims 1 to 4, characterized in that the oil container in a manner known per se by venting ports connected to the engine compartment.

6. Dry sump lubricating oil system according to one of the Claims 1 to 5, characterized in that the oil filler neck (55) in the The suction chamber (24a) opens.

7. Dry sump lubricating oil system according to one of claims 1 to 6, characterized in that the oil level dipstick is immersed in the storage space (24 b). Documents considered: German Patent No. 725 831; British Patent No. 593,501; U.S. Patent Nos. 1705,645, 2,440,815; B ussien, "Automobiltechnisches Handbuch", 16th edition, 19'45, pp. 873 to 875.