DE19737491A1 - Brennkraftmaschine mit mehreren zur Öl- und Kraftstoffversorgung vorgesehenen Einrichtungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit meh­ reren zur Öl- und Kraftstoffversorgung vorgesehenen Einrichtungen nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.

Aus der MTZ Motortechnische Zeitschrift 56 (1995) 6, S. 319 ist eine Ölpumpe bekannt, welche als Zahnradpumpe ausgebildet und in einer Ölwanne angeordnet ist. Die Ölpumpe saugt Schmieröl über eine im Ölsumpf liegende Saugglocke an und führt dieses zu Schmierölverbrau­ chern. Die Einrichtungen zur Ölversorgung, wie z. B. Ölkühler und Ölfilter, sind im allgemeinen an der Steu­ erseite eines Zylinderkurbelgehäuses angeordnet. Gleichzeitig wird auf dieser Seite auch eine Kraft­ stoffpumpe über eine Welle des Motors, im allgemeinen der Nockenwelle, angetrieben.

Die im Ölsumpf angeordnete Ölpumpe, welche mit einem separaten Abregelventil versehen ist, wird über Stirn­ radgetriebe von der Kurbelwelle aus angetrieben. Nach­ teilig dabei ist, daß hierzu relativ große Stirnräder erforderlich sind, die entsprechend teuer sind und ein relativ hohes Gewicht aufweisen.

Ein weiterer Nachteil besteht auch darin, daß lange Ansaugleitungen vorliegen, die einen entsprechend hohen Druckverlust erzeugen.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu­ grunde eine Brennkraftmaschine der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei der die zur Öl- und Kraftstoffver­ sorgung vorgesehenen Einrichtungen derart angeordnet und ausgebildet sind, daß die vorstehend aufgeführten Nachteile vermieden werden und die insbesondere für eine effiziente Serienfertigung geeignet ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kenn­ zeichnenden Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale ge­ löst.

Durch die erfindungsgemäße Integrierung aller oder der meisten für eine Öl- und Kraftstoffversorgung erforder­ lichen Einrichtungen in ein gemeinsames Modulgehäuse und einem gemeinsamen Antrieb für die Öl- und Kraft­ stoffversorgung wird eine deutliche Kosten- und Ge­ wichtsreduzierung erreicht. Darüber hinaus werden Druckverluste im Ölkreislauf durch die Verkürzung der Leitungsführung deutlich reduziert. Durch die Modulbau­ weise wird außerdem eine Montagevereinfachung erreicht.

In besonders vorteilhafter Weise wird man ein Ölfilter­ gehäuse, das im allgemeinen stirnseitig an das Kurbel­ wellengehäuse angeflanscht ist, als Modulgehäuse vorse­ hen, worin auch die Ölpumpe integriert ist. Auf diese Weise ergeben sich die kurzen Wege und es kann ein ge­ meinsamer Antrieb der Kraftstoffpumpe und der Ölpumpe über die Nockenwelle erreicht werden. Dies wird erfin­ dungsgemäß mit einem einzigen Antriebsrad, in vorteil­ hafter Weise einem Hohlrad mit einer Innen- und einer Außenverzahnung verwirklicht, wobei jede der beiden Verzahnungen zum Antrieb für eine der beiden Pumpen vorgesehen ist.

Für die Förderung des Schmieröls können verschiedene Pumpenarten verwendet werden. In vorteilhafter Weise werden hierzu Zahnradpumpen, insbesondere Außen- und Innenzahnradpumpen vorgesehen. Bei Verwendung einer Innenzahnradpumpe kann zu dem Hohlrad eine Zahnradüber­ setzungsstufe vorgesehen sein oder die Innenverzahnung des Hohlrades bildet in vorteilhafter Weise gleichzei­ tig den Außenrotor der Innenzahnradpumpe.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen erge­ ben sich aus den Unteransprüchen und aus den nachfol­ gend anhand der Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispielen.

Es zeigt:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel mit einer Außen­ zahnradpumpe als Ölpumpe im Schnitt (ohne Öl­ pumpenzahnräder) nach der Linie I-I der Fig. 2,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Brennkraftmaschine nach der Fig. 1 (teilweise im Schnitt) nach der Li­ nie II-II der Fig. 3,

Fig. 3 eine Ansicht der Brennkraftmaschine aus Pfeil­ richtung A der Fig. 2 teilweise im Schnitt (im Bereich der Außenzahnradpumpe),

Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Brenn­ kraftmaschine mit einer Innenzahnradpumpe als Ölpumpe im Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 5,

Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 6, und

Fig. 6 eine Ansicht aus Pfeilrichtung B der Fig. 5, teilweise im Schnitt (im Bereich der Innenzahn­ radpumpe).

Zur Schmierung einer Brennkraftmaschine wird Öl aus einem an der Unterseite eines in der Fig. 1 nur gestri­ chelt dargestellten Zylinderkurbelgehäuses 1 an­ geflanschten Ansaugrohres 2 mit einem Grobsieb 3 ange­ saugt und über zwei vorgegossene Bohrungen 4 und 5 im Zylinderkurbelgehäuse 1 zur Saugseite 6 einer Ölpumpe 7 gefördert. Ein Flachdichtring 8 übernimmt die Aufgabe der axialen Abdichtung eines Kanalüberganges vom Kur­ belgehäuse 1 zu einem Pumpendeckel 9.

Gemäß den Fig. 1 bis 3 ist die Ölpumpe 7 als Außen­ zahnradpumpe ausgeführt und in einem Filtergehäuse 10 integriert. Zum Antrieb ist auf einer Nockenwelle 11 ein gesintertes Antriebsrad 12 aufgepreßt (siehe Fig. 2). Das Antriebsrad 12 ist als Hohlrad mit einer Außen­ verzahnung 12a und einer Innenverzahnung 12b ausgebil­ det. Über die Innenverzahnung 12b wird eine Kraftstoff­ pumpe 13 angetrieben, die an einer Stirnseite des Fil­ tergehäuses 10 angeflanscht ist.

Die Außenverzahnung 12a treibt ein Antriebsrad 14 der Ölpumpe 7 an. Über einen Formschluß wird ein auf einer ersten Pumpenwelle 15 der Außenzahnradpumpe aufgepreß­ tes erstes Ölpumpenzahnrad 16 angetrieben. Die erste Ölpumpenwelle 15 ist im Deckel 9 der Ölpumpe 7 gela­ gert. Eine zweite Ölpumpenwelle 17 ist ebenfalls im Pumpendeckel 9 der Ölpumpe 7 drehbar gelagert. Auf der zweiten Ölpumpenwelle 17 ist ein zweites Ölpumpenrad 18 aufgepreßt. Der als Ölpumpengehäuse ausgebildete Teil des Filtergehäuses 10 und der diesen verschließenden Ölpumpendeckel 9 werden intern über eine feingestanzte und an den Stößen zwischen diesen Bauteilen mit Sicken versehene Blechdichtung 19 abgedichtet.

Die Ölpumpe 7 funktioniert in bekannter Weise, wobei das Öl über die Zahnzwischenräume der beiden Ölpumpen­ zahnräder 16 und 18 auf eine Druckseite 20 gefördert wird. Über ein Kolbenabregelventil mit einem Abregel­ kolben 21, der im Ölpumpendeckel 9 integriert ist, wird überschüssiges Öl in bekannter Weise bei zu hohem Druck zur Saugseite 6 hin intern abgeregelt. Das Kolbenabre­ gelventil ist in bekannter Weise ausgebildet, wobei ein Öldruck auf den Kolben 21 wirkt und diesen gegen die Kraft einer nicht dargestellten Feder verschiebt. Über einen vorgegossenen Querkanal 22 kann das Öl wieder auf die ursprüngliche Seite in einem Zufuhrkanal zu einem Ölkühler 23 strömen. Da Aufbau und Wirkungsweise eines Abregelventiles allgemein bekannt sind, wird an dieser Stelle nicht näher darauf eingegangen.

Der Ölkühler 23 stellt eine der Einrichtungen zur Küh­ lung der Öl- und Kraftstoffversorgung dar, die in dem als Filtergehäuse 10 ausgebildeten Modulgehäuse ange­ ordnet sind.

Nach dem Ölkühler 23 durchströmt das Öl in bekannter Weise ein Filterelement 24, das ebenfalls in dem Modul­ gehäuse bzw. Ölfiltergehäuse 10 angeordnet ist. Über nicht näher beschriebene Bohrungen und Kanäle strömt das Öl von dem Ölfilter 24 aus in das Zylinderkurbelge­ häuse 1 zurück.

Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, kämmt mit der Innenverzahnung 12b des Antriebsrades 12 ein Ritzel 25, das zum Antrieb der Kraftstoffpumpe 13 auf einer Pumpenantriebswelle 26 der Kraftstoffpumpe 13 angeord­ net ist.

In den Fig. 4 bis 6 ist eine weitere Ausgestaltung einer Brennkraftmaschine dargestellt, wobei die Ölpumpe 7 als Innenzahnradpumpe ausgebildet ist. Zur Verein­ heitlichung sind bei diesem Ausführungsbeispiel die gleichen Bezugszeichen verwendet worden, sofern sie den gleichen Aufbau bzw. die gleiche Funktion wie bei dem anhand der Fig. 1 bis 3 beschriebenen Ausführungs­ beispiel besitzen.

Die Zuleitung zur Pumpe erfolgt in gleicher Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 3 über das Ansaugrohr 2 und die Bohrungen 4 und 5 zu ei­ ner Saugniere 50 über einen Ansaugkanal 51. Der Ansaug­ kanal 51 verläuft ringförmig in der Ölpumpe 7. Er ist in dem als Pumpengehäuse ausgebildeten Teil des Filter­ gehäuses 10 integriert. Der Antrieb der als Innenzahn­ radpumpe ausgeführten Pumpe 7, die ebenfalls als eine Einrichtung zur Öl- und Kraftstoffversorgung der Brenn­ kraftmaschine in dem Modulgehäuse bzw. Filtergehäuse 10 integriert ist, erfolgt in gleicher Weise über ein auf der Nockenwelle 11 aufgepreßtes Antriebsrad 12, das dem Hohlrad nach den Fig. 1 bis 3 entspricht und das eben­ falls mit einer Außenverzahnung 12a und einer Innenver­ zahnung 12b versehen ist. Das Ritzel 25 auf der An­ triebswelle 26 der Kraftstoffpumpe 13 treibt diese in gleicher Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 3 an.

Die Außenverzahnung 12a treibt in gleicher Weise das Antriebsrad 14 der Ölpumpe 7 an. Über einen Formschluß wird ein auf einer ersten Ölpumpenwelle 52 angeordnetes außenverzahntes Ölpumpeninnenzahnrad 53 angetrieben. Die Ölpumpenwelle 52 ist im Ölpumpendeckel 9 gelagert. Ein Ölpumpenaußenzahnrad 54 ist drehbar in dem als Pum­ pengehäuse ausgebildeten Teil des Filtergehäuses 10 radial sowie axial gelagert. Die Ölpumpe 7 wird über den in das Kurbelgehäuse 1 hineinragenden Ölpumpen­ deckel 9 verschlossen und durch eine feingestanzte und an den Stößen zu dem Ölfiltergehäuse 10 mit Sicken verse­ henen Blechdichtung 19 intern abgedichtet.

Die Ölpumpe 7 fördert das Öl über die Zahnzwischenräume des außenverzahnten Innenrotores bzw. Ölpumpeninnen­ zahnrades 53 sowie des innenverzahnten Ölpumpenaußenra­ des 54 als Außenrotor, die bereichsweise in üblicher Weise durch ein nicht dargestelltes Zwischenstück (bei entsprechender Verzahnung kann das Zwischenstück auch entfallen), welches Bestandteil des Deckels 9 ist, ge­ trennt sind, auf die Druckseite 55. Hier wird das über­ schüssige Öl bei zu hohem Druck über ein Kolbenventil mit einem Kolben 56 in bekannter Weise abgeregelt. Die Abregelung erfolgt dabei zur Saugseite 50 hin. Das Ab­ regelventil mit dem Abregelkolben 56 befindet sich da­ bei in gleicher Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 3 im Ölpumpendeckel 9 der Ölpum­ pe 7. In bekannter Weise wirkt dabei der Öldruck auf die Druckseite des Kolbens 56 und verschiebt diesen gegen die Kraft einer Feder (nicht dargestellt). Über drei vorgegossene, 120° um die Ventilachse versetzten Nuten 57 strömt das abgeregelte Öl wieder zum Ansaugka­ nal 51 im Gehäuse. Zur Druckölversorgung der Brenn­ kraftmaschine strömt von da aus das Öl über nicht näher beschriebene Verbindungskanäle von der Druckseite 55 des Pumpen- bzw. Filtergehäuses 10 in einen Zuführkanal zum Ölkühler 23.

In einer weiteren, nicht dargestellten Ausgestaltung der Erfindung kann eine Anordnung der Innenzahnradpumpe direkt auf der Nockenwelle 11 vorgesehen sein. Voraus­ setzung hierfür sind entsprechende Drehzahlverhältnisse sowie Bauraumgegebenheiten. In diesem Falle dient das auf der Nockenwelle 11 angeordnete Antriebszahnrad 12 als Außenrotor der Ölpumpe 7, mit der der Innenrotor bzw. das Ölpumpeninnenzahnrad 53 dann zusammenarbeitet. Die Kraftstoffpumpe 13 erhält in diesem Falle ihren Antrieb über das entsprechend mit einer Außenverzahnung 12a versehene Antriebsrad bzw. des Außenrotores der Innenzahnradpumpe, wozu das Ritzel 25 entsprechend au­ ßenseitig mit dem Antriebsrad 12 zusammenarbeitet.

Claims (9)

1. Brennkraftmaschine mit mehreren zur Öl- und Kraft­ versorgung vorgesehenen Einrichtungen, wie eine Öl­ pumpe, einem Ölfilter und einer Kraftstoffpumpe, wobei die Kraftstoffpumpe von einer Welle der Brennkraftmaschine, insbesondere einer Nockenwelle, antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen in einem gemeinsamen Modulgehäuse (10) angeordnet sind, wobei mit der Welle (11) ein Antriebsrad (12) verbunden ist, das mit zwei Ver­ zahnungen (12a, 12b) versehen ist, die jeweils in Antriebsverbindung mit der Kraftstoffpumpe (13) und der Ölpumpe (7) stehen.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsrad als Hohlrad (12) ausgebildet ist, das mit einer Innenverzahnung (12b) und einer Au­ ßenverzahnung (12a) versehen ist.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß ein Ölfiltergehäuse (10), in welchem die zur Öl- und Kraftstoffversorgung vorgesehenen Einrichtungen angeordnet sind, als Modulgehäuse ausgebildet ist.

4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffpumpe (13) über die Innenverzahnung (12b) mit dem Hohlrad (12) in Antriebsverbindung steht und daß die Außenverzahnung (12a) mit einer als Zahnradpumpe ausgebildeten Ölpumpe (7) in An­ triebsverbindung steht.

5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnradpumpe (17) als Außenzahnradpumpe ausge­ bildet ist.

6. Brennkraftmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnradpumpe (7) als Innenzahnradpumpe ausge­ bildet ist.

7. Brennkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenverzahnung (12b) des Hohlrades (12) als Außenrotor (54) der Innenzahnradpumpe ausgebildet ist und die Außenverzahnung (12a) des Hohlrades (12) mit der Kraftstoffpumpe (13) in Antriebsver­ bindung steht.

8. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Deckel (9) der Ölpumpe (7) ein Druckregel­ ventil mit einem Abregelkolben (21, 56) integriert ist.

9. Brennkraftmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Abregelkolben (21, 56) eine Rückleitung (51) zur Saugseite der Ölpumpe (7) geführt ist.