DE19647735C1 - Device for lubricating small end of connecting rod of internal combustion engine - Google Patents
Device for lubricating small end of connecting rod of internal combustion engineInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Schmierung eines kleinen Pleuelauges einer Pleuelstange von Brennkraftmaschinen mit Kühlöl gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a device for lubricating a small connecting rod eye of a connecting rod of internal combustion engines with cooling oil according to the preamble of claim 1.
Aus der DE 41 35 237 A1 ist eine gattungsgemäße Vorrichtung zur Schmierung eines kleinen Pleuelauges mit Kühlöl bekannt. Das kleine Pleuelauge weist eine Aufnahmebohrung und eine Umfangs nut mit radialer Bohrung auf. Die Umfangsnut steht über Ölzu fuhrbohrungen mit in der Wand der Aufnahmebohrung eingebrachten Schmieröltaschen in Verbindung. In der Aufnahmebohrung ist ein Kolben gelagert, der einen im Kolbenboden umlaufenden ringför migen Kühlraum besitzt, welcher eine Zulaufbohrung und eine Ablaufbohrung aufweist. Zur Schmierung des kleinen Pleuelauges gelangt das Schmieröl unter Druck durch eine zentrale Längsboh rung im Pleuelschaft in die Umfangsnut des Pleuelauges. Von der Umfangsnut fließt das Schmieröl zur Schmierung der Kolbenbol zenlagerung über die Ölzufuhrbohrungen in die Schmieröltaschen der Aufnahmebohrung. Ein Teil des Schmieröles wird als Kühlöl über die an die Umfangsnut anschließende radiale Bohrung und die Zulaufbohrung an den ringförmigen Kühlraum weitergeleitet. Das erwärmte Kühlöl wird aus dem ringförmigen Kühlraum durch eine Ablaufbohrung in den Kolbeninnenraum wieder abgeführt. Die Zuführung des Kühlöls aus dem Schmierölkreislauf der Brenn kraftmaschine unter Druck über eine Längsbohrung im Pleuel schaft ist aufwendig. Zudem schwächt die Längsbohrung den Pleu elschaft. DE 41 35 237 A1 describes a generic device for Lubrication of a small connecting rod eye with cooling oil is known. The small connecting rod eye has a receiving bore and a circumference groove with radial bore. The circumferential groove is above oil driving holes drilled in the wall of the mounting hole Lubricating oil pockets in connection. There is a in the mounting hole Piston mounted, the ringför a circumferential in the piston crown Migen cold room, which has an inlet bore and a Has drain hole. For lubricating the small connecting rod eye the lubricating oil passes under pressure through a central longitudinal boring tion in the connecting rod shaft in the circumferential groove of the connecting rod eye. Of the The circumferential groove flows the lubricating oil for lubricating the piston pin zen storage via the oil supply holes in the lubricating oil pockets the location hole. Part of the lubricating oil is called cooling oil via the radial bore and the inlet bore is passed on to the annular cooling space. The heated cooling oil is passed through from the annular cooling space drained a drain hole in the interior of the piston. The Supply of cooling oil from the Brenn's lubricating oil circuit engine under pressure through a longitudinal bore in the connecting rod shaft is complex. The longitudinal bore also weakens the connecting rod elschaft.
Die DE-OS 15 76 387 zeigt ebenfalls eine Vorrichtung zur Schmierung eines kleinen Pleuelauges mit Kühlöl. Das Pleuelauge weist eine oberhalb einer Querachse des Pleuelauges angeordnete Ölzuführbohrung auf, wobei das Pleuelauge als in sich geschlos senes Lagergehäuse ausgebildet ist und das drucklos als Schmiermittel austretende Kühlöl zur Schmierung des Pleuelauges dient.DE-OS 15 76 387 also shows a device for Lubricate a small connecting rod eye with cooling oil. The connecting rod eye has one arranged above a transverse axis of the connecting rod eye Oil supply hole on, the connecting rod eye as closed in itself senes bearing housing is formed and the depressurized as Lubricant escaping cooling oil for lubricating the connecting rod eye serves.
Zum allgemeinen technischen Hintergrund wird noch auf die DE-GM 17 45 863, DE 36 03 106 C1 und DE-AS 10 13 129 verwiesen. For the general technical background, the DE-GM 17 45 863, DE 36 03 106 C1 and DE-AS 10 13 129 referenced.
Es ist die Aufgabe der Erfindung mit möglichst einfachen Mit teln eine drucklose Schmierölversorgung des Pleuelauges zu schaffen, welche aus dem Kühlölkreislauf des Kolbens beauf schlagbar ist.It is the object of the invention with the simplest possible a pressureless supply of lubricating oil to the connecting rod eye create, which act from the cooling oil circuit of the piston is beatable.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 gegebenen Merkmale gelöst.This object is achieved by the in the characteristic of Features given claim 1 solved.
Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Schmiervorrichtung liegt in der zweifachen Nutzung des Öles; als Kühlöl bei der Kühlung des Kolbens und anschließend als Schmieröl bei der Schmierung des kleinen Pleuelauges, wobei die Kühlvorrichtung unabhängig vom Pleuel ist. Das Kühlöl wird gezielt in den ringförmigen Kühl raum eingespritzt, so daß eine Längsbohrung und weitere Ölzu laufkanäle in der Pleuelstange zur Ölzuführung vermieden wer den. Dadurch entfällt nicht nur der Fertigungsaufwand für diese Ölzufuhreinrichtungen, sondern es wird auch eine Schwächung der Pleuelstange durch Einbringen der Längsbohrung vermieden. Das Pleuel kann bei unverminderter Dauerfestigkeit leichter gebaut werden. Im Falle eines gecrackten Pleuels werden aufwendige De montagen und Montagen des Pleueldeckels vermieden. Das aus dem ringförmigen Kühlraum austretende erwärmte Kühlöl wird an schließend gezielt zur Schmierung des kleinen Pleuelauges be nutzt bevor es in den Ölvorrat der Brennkraftmaschine abtropft, wobei die Beaufschlagung der Ölzufuhrbohrung ohne Druckaufwand erfolgt. Die Ölmenge für die Schmierung fällt ohne Zusatzein richtung durch die Kühlölspritze des Kolbens an. Die sich zur höchstbelasteten Stelle der Pleuelstange hin verringernde Spalttiefe der Schmieröltaschen bewirkt den Aufbau eines hydro dynamischen Ölpolsters und verhindert ein Abreißen des Ölfil mes. Zusätzlich schaffen die Schmieröltaschen Raum für den sich bei hohem Druck abplattenden Kolbenbolzen.An advantage of the lubricating device according to the invention is in double use of the oil; as cooling oil in cooling the Piston and then as a lubricating oil in the lubrication of the small connecting rod eye, the cooling device regardless of Connecting rod is. The cooling oil is targeted into the ring-shaped cooling injected space, so that a longitudinal bore and further oil supply Avoid running channels in the connecting rod for oil supply the. This not only eliminates the manufacturing effort for these Oil supply devices, but it will also weaken the Connecting rod avoided by inserting the longitudinal hole. The Connecting rods can be built lighter with undiminished fatigue strength will. In the case of a cracked connecting rod, complex De assembly and assembly of the connecting rod cover avoided. That from the annular cooling chamber escaping heated cooling oil is on closing specifically for the lubrication of the small connecting rod eye before it drips into the oil reservoir of the internal combustion engine, the loading of the oil supply bore without pressure he follows. The amount of oil for the lubrication drops without additional direction through the cooling oil syringe of the piston. Which turns into reducing the most loaded point of the connecting rod The gap depth of the lubricating oil pockets creates a hydro dynamic oil cushion and prevents tearing of the oil fil mes. In addition, the lubricating oil pockets create space for themselves at high pressure flattening piston pins.
Bevorzugt sind die Schmieröltaschen beiderseits einer Pleuel längsachse und symmetrisch zur Querachse des Pleuelauges über Bereiche von jeweils etwa 100° in der Wand der Aufnahmebohrung vorgesehen und liegen damit außerhalb der Hauptbelastungsberei che des Pleuelauges und somit in kräftemäßig kaum beanspruchten Rereichen des Pleuelauges. Sie sind für eine gute Schmierung des Pleuelauges ausreichend groß bemessen, ohne daß die Lager fläche des Kolbenbolzens in den Hauptbelastungsbereichen unzu lässig klein wird.The lubricating oil pockets are preferably on both sides of a connecting rod longitudinal axis and symmetrical to the transverse axis of the connecting rod eye Areas of approximately 100 ° in the wall of the mounting hole provided and are therefore outside the main load range surface of the connecting rod eye and thus in hardly any force Realms of the connecting rod eye. They are for good lubrication of the connecting rod eye sufficiently large without the bearings area of the piston pin in the main load areas casually becomes small.
Die Beschichtung der Wand der Aufnahmebohrung durch Sputtern in den zwischen den Schmieröltaschenbereichen liegenden Hauptbela stungsbereichen stellt eine weitere Möglichkeit dar und hat den Vorteil, daß das Wandmaterial der Aufnahmebohrung in den Haupt belastungsbereichen verschleißfester wird und dadurch auf eine zusätzliche Pleuelbuchse zwischen der Wand der Aufnahmebohrung und dem Kolbenbolzen verzichtet werden kann.Coating the wall of the mounting hole by sputtering in the main lining located between the lubricating oil pocket areas areas is another possibility and has the Advantage that the wall material of the mounting hole in the main load areas becomes more wear-resistant and thereby on a additional connecting rod bushing between the wall of the mounting hole and the piston pin can be dispensed with.
Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung gehen aus den übrigen Unteransprüchen und der Beschreibung hervor.Further configurations and advantages of the invention go out the other subclaims and the description.
In der einzigen Figur ist im folgenden ein Ausführungsbeispiel mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Sie zeigt einen Schnitt durch einen Kolben 1 einer nicht weiter dargestellten Brennkraftmaschine, der über einen Kolbenbolzen 2 in einer Auf nahmebohrung 3 eines kleinen Pleuelauges 4 einer nur teilweise gezeigten Pleuelstange 5 gelagert ist.In the single figure, an exemplary embodiment is explained in more detail below with further details. It shows a section through a piston 1 of an internal combustion engine, not shown, which is mounted on a piston pin 2 in a bore 3 on a small connecting rod eye 4 of a connecting rod 5 only partially shown.
Der Kolben 1 weist mindestens einen im Kolbenboden 6 angeordne ten Kühlraum 7 mit wenigstens einer Zulaufbohrung 8 auf, über die zur Kühlung des Kolbens 1 von einer Kühlölspritze 9 Kühlöl in den Kühlraum 7 eingespritzt wird. Die Kühlölspritze 9 ist mit dem nicht dargestellten Schmierölkreislauf der Brennkraft maschine verbunden. Das in den im Kolbenboden 6 umlaufenden ringförmigen Kühlraum 7 eingespritzte Kühlöl verteilt sich in nerhalb des Raumes und nimmt Wärme vom Kolben 1 auf. Das er wärmte Kühlöl wird durch mindestens eine Ablaufbohrung 10 aus dem Kühlraum 7 zum Innenraum des Kolbens 1 abgeführt. The piston 1 has at least one in the piston crown 6 th angeordne cooling space 7 with at least one inlet bore 8 through which cooling oil is injected into the cooling space 7 from a cooling oil syringe 9 for cooling the piston 1 . The cooling oil syringe 9 is connected to the lubricating oil circuit, not shown, of the internal combustion engine. The cooling oil injected into the annular cooling space 7 rotating in the piston crown 6 is distributed within the space and absorbs heat from the piston 1 . He warmed cooling oil is discharged through at least one drain hole 10 from the cooling chamber 7 to the interior of the piston 1 .
Das Pleuelauge 4 ist bis auf zwei oberhalb einer Querachse 11 des Pleuelauges 4 angeordnete, radial verlaufende Ölzufuhrboh rungen 12, 13 als in sich geschlossenes Lagergehäuse 14 ausge bildet. Die Ölzufuhrbohrungen 12, 13 können sowohl symmetrisch als auch asymmetrisch bezüglich einer Pleuellängsachse 15 im Pleuelauge 4 angeordnet sein und sind jeweils mit einem Auf fangtrichter 16, 17 zum Auffangen von aus dem Kühlraum 7 aus tretenden und von dem Kolbenboden 6 abprallenden Schmieröl ver sehen. Dabei ist die Ablaufbohrung 10 derart schräg zu einer Pleuellängsachse 15 und auf das Pleuelauge 4 ausgerichtet, daß der aus der Ablaufbohrung 10 aus tretende Kühlölstrahl auf das Lagergehäuseoberteil 14a auftrifft. Die Ölzufuhrbohrungen 12, 13 sind ebenfalls bezüglich der Pleuellängsachse 15 schräg nach oben gerichtet, so daß ein großer Teil des aus dem Kühlraum 7 austretenden Kühlöles bzw. des vom Kolbenboden 6 abprallenden Kühlöles von den Auffangtrichtern 16, 17 aufgenommen werden kann. Im Bereich von UT und OT steht die Ablaufbohrung 10 mit der Ölzufuhrbohrung 12 in Überdeckung, so daß das aus der Ab laufbohrung 10 austretende Öl unmittelbar in die Ölzufuhrboh rung 12 gelangt.The connecting rod eye 4 is up to two arranged above a transverse axis 11 of the connecting rod eye 4 , radially extending oil supply holes 12 , 13 as a self-contained bearing housing 14 forms. The oil supply holes 12 , 13 can be arranged both symmetrically and asymmetrically with respect to a connecting rod longitudinal axis 15 in the connecting rod eye 4 and are each seen with a collecting funnel 16 , 17 for collecting from the cooling chamber 7 emerging and bouncing off the piston head 6 lubricating oil ver. The drain hole 10 is so inclined to a connecting rod longitudinal axis 15 and on the connecting rod eye 4 that the emerging from the drain hole 10 from the cooling oil jet strikes the bearing housing upper part 14 a. The oil supply bores 12 , 13 are also directed obliquely upward with respect to the connecting rod longitudinal axis 15 , so that a large part of the cooling oil emerging from the cooling space 7 or of the cooling oil bouncing off the piston crown 6 can be received by the collecting funnels 16 , 17 . In the area of UT and OT, the drain hole 10 is in overlap with the oil supply bore 12 , so that the oil emerging from the drain hole 10 passes directly into the oil supply bore 12 .
Die Ölzufuhrbohrungen 12, 13 des Pleuelauges 4 münden in Schmieröltaschen 18, 19 in der Wand 20 der Aufnahmebohrung 3 des Pleuelauges 4 aus. Das Kühlöl gelangt als Schmiermittel drucklos von der Ablaufbohrung 10 des ringförmigen Kühlraumes 7 und nach dem Abprallen am Kolbenboden 6 über die Ölzufuhrboh rung 12 in die Schmieröltasche 18 des Pleuelauges 4. Das beim Einspritzen des Kühlöles in den Kühlraum 7 aus der Zulaufboh rung 8 rückfließende überschüssige Öl gelangt über die Ölzu fuhrbohrung 13 in die Schmieröltasche 19 des Pleuelauges 4. Das Schmieröl baut sich in den Schmieröltaschen 18, 19 zu einem hy drodynamischen Ölpolster auf. Die Schmieröltaschen 18, 19 sind beiderseits der Pleuellängsachse 15 und symmetrisch zu einer Querachse 11 des Pleuelauges 4 über Bereiche 21 von jeweils et wa 100° in der Wand 20 der Aufnahmebohrung 3 vorgesehen, so daß sie nicht in den Hauptbelastungsbereichen 22 des Pleuelauges 4 liegen. Dabei bilden die Schmieröltaschen 18, 19 Ölvorratsräu me, aus denen in den Entlastungsphasen der Pleuelstange 5 kon tinuierlich Schmieröl den Hauptbelastungsbereichen 22 des Pleu elauges 4 zugeführt werden kann. Die Schmieröltaschen 18, 19 weisen eine sich zur Pleuelstange 5 hin verringernde Spalttiefe t auf, wodurch sie in der Lage sind eingeflossenes Schmieröl zu halten und in einen in den Hauptbelastungsbereichen 22 in einem unbelasteten Zustand der Pleuelstange 5 entstehenden Spalt zwi schen Kolbenbolzen 2 und Wand 20 der Aufnahmebohrung 3 einzu bringen. Durch die wechselnde Be- und Entlastung der Pleuel stange 5 tritt eine Pumpwirkung ein, die eine wirkungsvolle Schmierung des Pleuelauges 4 sicherstellt. Die Schmieröltaschen 18, 19 dienen nicht nur der Schmierung des kleinen Pleuelauges 4, sondern schaffen auch Raum für den sich unter hohem Druck in Querachsenrichtung 11 abplattenden Kolbenbolzen 2.The oil supply bores 12 , 13 of the connecting rod eye 4 open into lubricating oil pockets 18 , 19 in the wall 20 of the receiving bore 3 of the connecting rod eye 4 . The cooling oil passes as a lubricant without pressure from the drain hole 10 of the annular cooling space 7 and after bouncing off the piston crown 6 via the oil feed bore 12 into the lubricating oil pocket 18 of the connecting rod eye 4 . The excess oil flowing back when the cooling oil is injected into the cooling chamber 7 from the inlet bore 8 passes through the oil feed bore 13 into the lubricating oil pocket 19 of the connecting rod eye 4 . The lubricating oil builds up in the lubricating oil pockets 18 , 19 to form a hydrodynamic oil cushion. The lubricating oil pockets 18 , 19 are provided on both sides of the connecting rod longitudinal axis 15 and symmetrically to a transverse axis 11 of the connecting rod eye 4 over areas 21 of approximately 100 ° in each case in the wall 20 of the receiving bore 3 , so that they do not lie in the main loading areas 22 of the connecting rod eye 4 . The lubricating oil pockets 18 , 19 form oil storage spaces from which, in the relief phases of the connecting rod 5, continuous lubricating oil can be supplied to the main load areas 22 of the connecting rod 4 . The lubricating oil pockets 18 , 19 have a gap depth t which decreases towards the connecting rod 5 , as a result of which they are able to hold the lubricating oil which has flowed in and into a gap between the piston pin 2 and the wall 20 which arises in the main load areas 22 in an unloaded state of the connecting rod 5 to bring the mounting hole 3 . Due to the changing loading and unloading of the connecting rod 5 , a pumping action occurs, which ensures effective lubrication of the connecting rod eye 4 . The lubricating oil pockets 18 , 19 not only serve to lubricate the small connecting rod eye 4 , but also create space for the piston pin 2, which is flattened under high pressure in the transverse axis direction 11 .
Zur Verschleißminderung kann die Wand 20 der Aufnahmebohrung 3 in den zwischen den Schmieröltaschenbereichen 21 liegenden Hauptbelastungsbereichen 22 durch Sputtern beschichtet werden. Die Schmieröltaschen 18, 19 können in nahezu jeder beliebigen Kontur durch das kostengünstige Räumen hergestellt werden. Die Schmieröltaschen 18, 19 sind ebenfalls in eine in der Aufnahme bohrung 3 des Pleuelauges 4 eingesetzten Pleuelbuchse einbring bar.To reduce wear, the wall 20 of the receiving bore 3 can be coated by sputtering in the main load areas 22 lying between the lubricating oil pocket areas 21 . The lubricating oil pockets 18 , 19 can be produced in almost any desired shape by the inexpensive broaching. The lubricating oil pockets 18 , 19 are also inserted into a connecting rod bushing in the receiving bore 3 of the connecting rod eye 4 .
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