DE19838927C2 - Brennkraftmaschine mit einer Ölpumpe und einem Ölvorratsbehälter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einer Ölpumpe und einem Ölvorratsbehälter nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.

Aus der Praxis ist bekannt, daß am Übergang von der Ölpumpe zu einer Brennkraftmaschine ein Rückschlagven­ til anzuordnen um zu verhindern, daß das in einem Kur­ belgehäuse der Brennkraftmaschine enthaltene Öl nach dem Abstellen derselben komplett in eine Ölwanne als Ölvorratsbehälter zurückläuft. Sollte dies nämlich der Fall sein, so befindet sich bei einem Neustart der Brennkraftmaschine sehr viel Luft in den Ölkreisläufen des Kurbelgehäuses und diese Luft muß erst verdrängt werden, bevor die Brennkraftmaschine durch das Öl ge­ kühlt oder geschmiert werden kann.

Um ein Leerlaufen aller Ölreservoirs, die höher als der Ölvorratsbehälter bzw. die Ölwanne liegen, zu verhindern, müssen diese über Siphons angeschlossen wer­ den. Bei einem ölgekühlten Motor, welcher eine große Ölmenge in vielen über das Kurbelgehäuse der Brenn­ kraftmaschine verteilten Ölreservoirs aufweist, ist eine solche Lösung mit Siphons kaum vorstellbar.

Ein Saugschnorchel verbindet im Allgemeinen die Ölwan­ ne mit der Ölpumpe. Dabei mündet der Saugschnorchel in einen saugseitig direkt vor der Ölpumpe liegenden Raum. Um die Volumenströme des Öls nicht immer durch die Ölwanne leiten zu müssen, werden zudem die Rück­ läufe der Ölkreisläufe häufig vor die Pumpe, also in den oben genannten Raum, geleitet und der Ölpumpe saugseitig direkt wieder zugeführt. Dabei kann sich jetzt allerdings das komplette System der Ölkreisläufe auf diesem Wege in die Ölwanne entleeren.

Durch den Einsatz eines saugseitig angeordneten Rück­ schlagventils ist das Problem jedoch auch nicht zu lösen, da die Pumpe, der ungünstigstenfalls nur ein Öl/Luftgemisch zur Verfügung steht, nicht in der Lage sein wird, den erforderlichen Unterdruck zum Öffnen des Rückschlagventils zuverlässig aufzubauen. Vielmehr kann es durch das angesaugte Öl/Luftgemisch zu einer Ölverschäumung und damit neben einem schlechten Wir­ kungsgrad der Ölpumpe auch zu einem mangelnden Öl­ durchsatz kommen.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung eine Brenn­ kraftmaschine mit einer Ölpumpe und einem Ölvorratsbe­ hälter zu schaffen, bei welcher es möglich ist ein Leerlaufen der Ölkreisläufe eines Kurbelgehäuses bei einem Stillstand der Brennkraftmaschine und der Ölpum­ pe zu vermeiden und sicherzustellen, daß bei dem Start der Brennkraftmaschine in dem Kurbelgehäuse sofort ausreichend Öl zur Kühlung und Schmierung der Brenn­ kraftmaschine verfügbar ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch den kenn­ zeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.

Die saugseitig einzige Verbindung von Ölkreisläufen mit einem Ölvorratsbehälter erfolgt über einen Saug­ schnorchel. Mit einem in dem Saugschnorchel integrier­ ten Ventil wird ein Leerlaufen sämtlicher Ölreser­ voirs, die höher als der Ölvorratsbehälter liegen, verhindert.

Das in dem Saugschnorchel integrierte Ventil kann da­ bei von dem durch die Ölpumpe geförderten Ölvolumen­ strom druckseitig über einen Kolben geöffnet werden, so daß sofort nach dem Anlaufen der Ölpumpe die Ver­ bindung zwischen Ölvorratsbehälter und den Ölkreisläu­ fen sichergestellt ist. Dadurch, daß der Ölpumpe bei ihrem Start saugseitig immer Öl zur Verfügung steht, welches sich im oberen Teil des Saugschnorchels über dem Ventilteller und einer Mischkammer saugseitig di­ rekt vor der Ölpumpe befindet, erhält die Pumpe immer eine ausreichende Menge an Öl. Es kann zu keiner Ver­ schäumung des Öls kommen, da durch die Zuleitung von sämtlichen höherliegenden Ölreservoirs in die Misch­ kammer sichergestellt ist, daß sich im normalen Be­ trieb keine Luft saugseitig vor der Pumpe befindet.

In einer besonders vorteilhaften Ausführung der Erfin­ dung kann der über dem Saugschnorchel angeordnete Ein­ tritt des Öls aus wenigstens einem der höherliegenden Ölreservoirs als eine düsenförmige Eintrittsöffnung ausgeführt sein. Strömt nun Öl durch diese düsenförmi­ ge Öffnung in die Mischkammer vor der Pumpe, so kommt es zu einem Unterdruck in dem Saugschnorchel (vergleichbar dem Prinzip einer Wasserstrahlpumpe), welcher zusätzlich zu dem Ansaugen des Öls aus dem Ölvorratsbehälter beiträgt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildun­ gen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und den nachfolgend anhand der Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispielen.

Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Brenn­ kraftmaschine mit wenigstens einem Ölkreis­ lauf, einer Ölpumpe, einem Ölvorratsbehälter und einem Sauggehäuse, welches einen Saug­ schnorchel mit einem Ventil in geschlossenem Zustand aufweist; und

Fig. 2 die Anordnung gemäß Fig. 1 mit geöffnetem Ven­ til.

In Fig. 1 ist eine Brennkraftmaschine 1 mit einer Öl­ pumpe 2, einem der Ölkreisläufe 3, einem Ölvorratsbe­ hälter 4 bzw. einer Ölwanne 4 und einem Sauggehäuse 5 dargestellt (zum Teil nur schematisch, gestrichelt angedeutet). Das Sauggehäuse 5 der Ölpumpe 2 ist über einen Saugschnorchel 6 mit einem integrierten Ventil 7 mit dem Ölvorratsbehälter 4 verbunden. Dabei endet der Saugschnorchel 6 in dem Ölvorratsbehälter 4 mit einem Saugkorb 8 unterhalb der Oberfläche des in dem Ölvor­ ratsbehälter 4 enthaltenen Öls. Weiterhin ist eine Mischkammer 9 zu erkennen, welche saugseitig vor der Ölpumpe 2 angeordnet ist und über eine Verbindungsöff­ nung 10 direkt mit der Ölpumpe 2 verbunden ist. In die Mischkammer 9 tritt weiter eine Zuleitung 11 von we­ nigstens einem der Ölkreisläufe 3 ein, die von den höher als der Ölvorratsbehälter 4 liegenden Teilen des oder der Ölkreisläufe 3 gespeist wird. Dabei ist die Zuleitung 11 in die Mischkammer 9 mit einer über dem Saugschnorchel 6 angeordneten düsenförmigen Öffnung 12 versehen.

In dem Saugschnorchel 6 ist ein Ventil 7 angeordnet, das aus einem Ventilschaft 13 und einem Ventilteller 14 besteht. Zur Betätigung des Ventils 7 weist der dem Ventilteller 14 diametral entgegengesetzte Teil des Ventilschafts 13 einen Kolben 15 auf, welcher in einem Zylinder 16 beweglich ist und den Zylinder 16 in eine untere Arbeitskammer 17 und eine obere Arbeitskammer 18 unterteilt. In der unteren Arbeitskammer 17 ist eine Feder 19 angeordnet, die das Ventil 7 in ge­ schlossenem Zustand (wie in Fig. 1 dargestellt) halten kann, solange in der oberen Arbeitskammer 18, welche über die Verbindungsleitung 20 druckseitig mit der Ölpumpe 2 verbunden ist, kein durch die Ölpumpe 2 er­ zeugter Druck herrscht. Das Ventil 7 bleibt also ge­ schlossen, wenn die Ölpumpe 2 und damit die Brenn­ kraftmaschine 1 nicht in Betrieb ist.

In dem in Fig. 1 dargestellten Zustand mit geschlosse­ nem Ventil 7 befindet sich ein kleinerer Durchmesser 21 des Ventilschafts 13 im Bereich einer mit dem Saug­ schnorchel 6 verbundenen Führung 22. Dabei ist der Durchmesser der Führung 22 in der Art ausgeführt, daß in dem dargestellten, geschlossenen Ventilzustand der kleinere Durchmesser 21 des Ventilschafts 13 in der Führung 22 Spiel aufweist. Dadurch ist es dem Ventil­ teller 14 leichter möglich sich dicht an den Saugkorb 8 anzulegen und den Saugschnorchel 6 gegenüber dem Ölvorratsbehälter 4 abzudichten. Durch das Spiel zwi­ schen dem kleineren Durchmesser 21 des Ventilschafts und der Führung 22 sind zwischen dem Ventilteller 14 und dem Saugkorb 8 nicht die Toleranzen erforderlich, welche notwendig sein würden, wenn der Ventilschaft 13 spielfrei in der Führung 22 geführt wäre.

In Fig. 2 ist der geöffnete Zustand des Ventils 7 dar­ gestellt, welcher sich bei laufender Ölpumpe 2 ein­ stellt. Die Ölpumpe 2 saugt Öl aus der immer mit Öl gefüllten Mischkammer 9 durch die Verbindungsöffnung 10 an und fördert dieses Öl druckseitig in den oder die Ölkreisläufe 3. Dabei gelangt auch Öl in die druckseitig mit der Pumpe über die Verbindungsleitung 20 verbundene obere Arbeitskammer 18 des Zylinders 16. Dadurch wird das Ventil 7 geöffnet und die Feder 19 zusammengedrückt, wobei das Öl aus der unteren Ar­ beitskammer 17 durch eine saugseitige Verbindung in Form einer Ausgleichsöffnung 23 in die Mischkammer 9 gedrückt wird.

Der Ventilschaft 13 des geöffneten Ventils 7 liegt dabei mit einem größeren Durchmesser 24 spielfrei im Bereich der Führung 22. Den Übergang des Ventilschafts 13 zwischen den beiden dargestellten Zuständen er­ leichtert dabei ein konischer Übergang 25 zwischen dem kleineren Durchmesser 21 und dem größeren Durchmesser 24 des Ventilschafts 13. Die in Fig. 2 dargestellten Pfeile 26, 27 zeigen dabei den Weg des umgewälzten Öls, während die Pfeile 28, 29 den Weg des angesaugten bzw. zurückfließenden Öls aus der Ölwanne 4 andeuten.

Die spielfreie Führung des Ventilschafts 13 im geöff­ neten Zustand des Ventils 7 dient dazu, zu vermeiden, daß das zwischen Saugkorb 8 und Ventilteller 14 strö­ mende Öl (durch die Pfeile 28, 29 angedeutet) ein Schwingen des Ventils 7 bewirkt. Dieses Schwingen des Ventils 7 würde eine erhöhte Geräuschentwicklung zur Folge haben. Daneben wäre auch eine beschleunigte Ma­ terialermüdung, insbesondere des Ventilschafts 13, zu befürchten. Außerdem würde der Wirkungsgrad des gesam­ ten Ansaugsystems sich wegen der höheren Druckverluste in dem Saugschnorchel 6 verschlechtern.

Claims (8)

1. Brennkraftmaschine mit einer Ölpumpe und einem Ölvorratsbehälter, wobei der Ölvorratsbehälter über einen Saugschnorchel mit einer Mischkammer in Verbindung steht, wobei diese Mischkammer saugsei­ tig vor der Ölpumpe angeordnet ist, und wobei die Brennkraftmaschine mehrere Ölkreisläufe aufweist, welche wenigstens teilweise höher als der Ölvor­ ratsbehälter angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Ölkreisläufe (3) ausschließ­ lich über die Mischkammer (9) und den Saugschnor­ chel (6) eine Verbindung mit dem Ölvorratsbehälter (4) aufweist, und daß der Saugschnorchel (6) ein steuerbares Ventil (7) aufweist, wobei das Ventil (7) in Abhängigkeit von den durch die Ölpumpe (2) erzeugten Druckverhältnissen steuerbar ist.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (7) einen Zylinder (16) und einen Kol­ ben (15) aufweist, wobei der Kolben (15) durch Druckdifferenz zwischen der Druckseite und der Saugseite der Ölpumpe(2) betätigbar ist.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (15) den Zylinder (16) in zwei Arbeits­ räume (17, 18) teilt, und wobei einer der Arbeits­ räume (18) eine druckseitige Verbindung (20) mit der Ölpumpe (2) und der andere Arbeitsraum (17) eine saugseitige Verbindung (23) mit der Ölpumpe (2) aufweist.

4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der saugseitig mit der Ölpumpe (2) verbundene Ar­ beitsraum (17) des Zylinders (16) eine Feder (19) aufweist, wobei die Feder (19) auf den Kolben (15) eine Kraft in Richtung der druckseitig mit der Öl­ pumpe (2) verbundenen Arbeitskammer (18) auf­ bringt.

5. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (15) über einen Ventilschaft (13) mit einem Ventilteller (14) verbunden ist, wobei der Ventilschaft (13) wenigstens zwei verschiedene Durchmesser (21, 24) aufweist, und wobei der Saug­ schnorchel (6) eine Führung (22) aufweist, in wel­ cher der größere Durchmesser (24) des Ventil­ schafts (13) praktisch spielfrei führbar ist.

6. Brennkraftmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschaft (13) zwischen den unterschiedlichen Durchmessern (21, 24) einen konischen Übergang (25) aufweist.

7. Brennkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung (22) in dem Saugschnorchel (6) im Be­ reich des konischen Übergangs (25) des Ventil­ schafts (13) angeordnet ist.

8. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine mit der Mischkammer (9) ver­ bundene Ölkreislauf (3) im Bereich seines oberhalb des Saugschnorchels (6) angeordneten Eintritts in die Mischkammer (9) eine düsenförmige Öffnung (12) aufweist.