DE19852158A1 - Brennkraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse und mit wenigstens einem Zylinderkopf - Google Patents

Abstract

Eine Brennkraftmaschine ist mit einem Kurbelgehäuse und mit wenigstens einem Zylinderkopf versehen, welcher mit dem Kurbelgehäuse durch in Bohrungen des Kurbelgehäuses und des wenigstens einen Zylinderkopfes angeordnete Zylinderkopfschrauben verbunden ist. Zur Schmierung und/oder Kühlung der Brennkraftmaschine und/oder von mit der Brennkraftmaschine verbundenen Verbrauchern zirkuliert in dem Kurbelgehäuse und in dem Zylinderkopf Öl. Die Bohrungen für die Zylinderkopfschrauben sind für die Aufnahme und den Transport des Öls vorgesehen. Das Öl ist nach dem Verlassen der Bohrungen in einer zentralen Ölverteilungsleitung geführt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse und mit wenigstens einem Zylinder­ kopf, welcher mit dem Kurbelgehäuse durch in Bohrungen des Kurbelgehäuses und des wenigstens einen Zylinder­ kopfes angeordnete Zylinderkopfschrauben verbunden ist, nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher de­ finierten Art.

Gattungsgemäße Brennkraftmaschinen sind beispielsweise aus der DE 30 43 173 A1 oder der DE 31 10 274 C2 be­ kannt.

Bei derartigen Brennkraftmaschinen ergibt sich, insbe­ sondere wenn das Kurbelgehäuse und der Zylinderkopf aus einer Aluminiumlegierung oder einer anderen Leichtmetallegierung besteht, das Problem, daß die aus Stahl bestehenden Zylinderkopfschrauben mit zunehmen­ der Erwärmung der Brennkraftmaschine, was eine Folge der Erwärmung des in der Brennkraftmaschine enthalte­ nen Öls ist, sich weniger stark ausdehnen als das Ma­ terial des Kurbelgehäuses. Dies führt zu Spannungen im Kurbelgehäuse und in den Zylinderkopfschrauben und dadurch auch zu einer schlechteren Verbindung zwischen dem Kurbelgehäuse und dem Zylinderkopf.

Aus der DE 41 16 941 C1 und der DE 196 15 234 C2 sind Brennkraftmaschinen bekannt, bei welchen in Bohrungen zur Befestigung von Lagerböcken für eine Nockenwelle Öl geführt wird.

Aus der DE 24 37 448 A1 ist es bekannt, die Zylinder­ kopfschrauben hohl auszubilden und als Ölrücklauf zu verwenden.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Brenn­ kraftmaschine zu schaffen, bei welcher es ermöglicht wird, daß sich bei der Erwärmung der Brennkraftmaschi­ ne die Zylinderkopfschrauben um einen ähnlichen Betrag wie das Kurbelgehäuse und der Zylinderkopf ausdehnen.

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

Dadurch, daß die Zylinderkopfschraubenbohrungen zum Transport von Öl verwendet werden, fällt die Isolation derselben durch die in den Zylinderkopfschraubenboh­ rungen stehende Luft weg und es ergibt sich eine gleichmäßige Erwärmung der Zylinderkopfschrauben und des Kurbelgehäuses bzw. des Zylinderkopfes, da nunmehr erfindungsgemäß sämtliche der genannten Teile von fließendem Öl umspült werden. Somit dehnen sich auch die Zylinderkopfschrauben mit zunehmender Erwärmung der Brennkraftmaschine aus und es werden vorteilhaf­ terweise Spannungen vermieden.

Durch die zentrale Ölverteilungsleitung kann das Öl aus den Zylinderkopfschraubenbohrungen in sehr vor­ teilhafter Weise dem Zylinderkopf oder anderen mit der Brennkraftmaschine verbundenen Verbrauchern zugeführt werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus dem nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig dar­ gestellten Ausführungsbeispiel.

Es zeigt:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine;

Fig. 2 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemä­ ßen Ölverteilungsleitung in einer Trennfläche zwischen dem Kurbelgehäuse und dem Zylinder­ kopf; und

Fig. 3 eine zweite Ausführungsform der erfindungsge­ mäßen Ölverteilungsleitung im Zylinderkopf.

Fig. 1 zeigt eine Brennkraftmaschine 1 mit einem Kur­ belgehäuse 2 und einem in an sich bekannter Weise über dem Kurbelgehäuse 2 angeordneten Zylinderkopf 3. Unter dem Kurbelgehäuse 2 ist ein Behälter 4 zur Aufnahme von Öl zur Schmierung und Kühlung der Brennkraftma­ schine 1 angeordnet.

Oberhalb des Ölbehälters 4 befinden sich zwei Aus­ gleichswellen 5 sowie eine Kurbelwelle 6, welche in an sich bekannter Weise in Lagerstellen 7 gelagert ist, wobei im vorliegenden Schnitt nur eine Kurbelwellenla­ gerstelle 7 dargestellt ist. Die Anzahl der Kurbelwel­ lenlagerstellen 7 kann selbstverständlich den notwen­ digen Gegebenheiten angepaßt werden. Der Zylinderkopf 3 ist mit dem Kurbelgehäuse 2 über Zylinderkopfschrau­ ben 8 verbunden, welche sich in Bohrungen 9 in dem Kurbelgehäuse 2 und in dem Zylinderkopf 3 befinden. An dem dem Ölbehälter 4 zugewandten Ende sind die Bohrun­ gen 9 mit Gewinden 10 versehen, in welche die Zylin­ derkopfschrauben 8 eingreifen. Da es sich bei der Brennkraftmaschine 1 im vorliegenden Fall um eine Rei­ hen-Brennkraftmaschine 1 handelt, liegen die Gewinde 10 unterhalb der Kurbelwelle 6 und verbinden somit ein Lagergehäuse 2a, welches zu dem Kurbelgehäuse 2 gehört und unter demselben angeordnet ist, mit dem Kurbelge­ häuse 2.

In dem Zylinderkopf 3 befinden sich Ein- bzw. Auslaß­ kanäle 11, welche in an sich bekannter Weise von Gas­ wechselventilen 12 geöffnet bzw. verschlossen werden. Die Gaswechselventile 12 werden wiederum durch eine sich ebenfalls in dem Zylinderkopf 3 befindlichen Noc­ kenwelle 13 gesteuert. Selbstverständlich befinden sich in dem Zylinderkopf 3 noch weitere Bauteile, wel­ che jedoch ebenfalls an sich bekannt sind und im fol­ genden nicht näher beschrieben werden.

Die Bohrungen 9 für die Zylinderkopfschrauben 8, im folgenden auch als Zylinderkopfschraubenbohrungen 9 bezeichnet, sind dafür vorgesehen, Öl von dem Kurbel­ gehäuse 2 in den Zylinderkopf 3 zu befördern. Hierzu verläuft eine Zuleitung 14 von außen her durch das Kurbelgehäuse 2 in jede Zylinderkopfschraubenbohrung 9 einer Längsseite des Kurbelgehäuses 2. In Fig. 1 ist erkennbar, daß die Zylinderkopfschraubenbohrungen 9 in der gleichen Schnittebene liegen wie die Kurbelwellen­ lagerstellen 7.

Jeder Kurbelwellenlagerstelle 7 sind zwei Zylinder­ kopfschraubenbohrungen 9 zugeordnet, welche über ein Leitungssystem 15 miteinander verbunden sind. Jedes Leitungssystem 15 besteht aus einer ersten Leitung 16, welche das Öl von der Zylinderkopfschraubenbohrung 9 zu einer Tasche 17 befördert. Die Taschen 17 sind je­ weils den Kurbelwellenlagerstellen 7 in deren oberem Bereich zugeordnet und in das Kurbelgehäuse 2 einge­ gossen. Von jeder Tasche 17 verläuft eine zweite Lei­ tung 18 zu der der Zuleitung 14 gegenüberliegenden Zylinderkopfschraubenbohrung 9 der jeweiligen Kurbel­ wellenlagerstelle 7. Somit kann das an nur einer Seite des Kurbelgehäuses 2 eintretende Öl durch sämtliche Zylinderkopfschraubenbohrungen 9 nach oben in Richtung des Zylinderkopfes 3 gepumpt werden. Hierzu sind zu­ sätzlich eine Ölpumpe und ein Ölfilter vorgesehen, welche jedoch nicht dargestellt sind und von an sich bekannter Bauweise sein können. Vorzugsweise befinden sie sich jedoch vor der Zuleitung 14 außerhalb des Kurbelgehäuses 2. Durch die Taschen 17 ergibt sich des weiteren eine einfache Schmierung der Kurbelwellenla­ gerstellen 7.

Durch die Führung des Öls in den Zylinderkopfschrau­ benbohrungen 9 werden beim Erwärmen der Brennkraftma­ schine 1 bzw. des Öls in der Brennkraftmaschine 1 auch die Zylinderkopfschrauben 8 in gleichem Maße wie das Kurbelgehäuse 2 und der Zylinderkopf 3 erwärmt. Hier­ durch ergibt sich für die Zylinderkopfschrauben 8 eine ähnliche Dehnung wie für das Kurbelgehäuse 2 und den Zylinderkopf 3.

Von den Zylinderkopfschraubenbohrungen 9 gelangt das Öl in eine zentrale Ölverteilungsleitung 19, welche gemäß Fig. 1 als Nut in dem Zylinderkopf 3 oberhalb einer Trennfläche 20 zwischen dem Kurbelgehäuse 2 und dem Zylinderkopf 3 ausgebildet ist und direkt an die Zylinderkopfschraubenbohrungen 9 anschließt.

Fig. 2 zeigt eine Ansicht auf die Trennfläche 20 des Kurbelgehäuses 2. Zusätzlich zu dem in Fig. 1 Darge­ stellten sind hierbei Zylinderbohrungen 21, Was­ serübertrittskanäle 22 sowie Ölrücklaufbohrungen 23 erkennbar. Die Wasserübertrittskanäle 22 dienen zur an sich bekannten Versorgung des Zylinderkopfs 3 mit Kühlwasser, welches sich ebenfalls in dem Kurbelgehäu­ se 2 befindet. In den Ölrücklaufbohrungen 23 wird das­ jenige Öl, welches den Zylinderkopf 3 sowie weitere, nicht dargestellte Verbraucher der Brennkraftmaschine 1 durchlaufen hat, durch das Kurbelgehäuse 2 in den Ölbehälter 4 zurückgeleitet.

Die zentrale Ölverteilungsleitung 19 ist in der Aus­ führungsform gemäß Fig. 2 als umlaufende Nut in dem Kurbelgehäuse 2 ausgebildet. Alternativ könnte sich auch jeweils eine Nut in dem Kurbelgehäuse 2 und dem Zylinderkopf 3 befinden, welche dann gemeinsam die Ölverteilungsleitung 19 bilden. Die Breite, die Tiefe und die Bauform der Ölverteilungsleitung 19 hängt von den jeweiligen Gegebenheiten der Brennkraftmaschine 1 ab. Bei der Ausbildung der Ölverteilungsleitung 19 als Nut kann diese gefräst oder eingegossen sein.

Die Ölverteilungsleitung 19 verläuft an sämtlichen Zylinderbohrungen 21 entlang auf beiden Längsseiten des Kurbelgehäuses 2 und unter Umständen an einer Stirnseite desselben. Von beliebigen Punkten können dann nicht dargestellte Stichleitungen bzw. Versor­ gungsleitungen in den Zylinderkopf 3 oder zu den be­ reits oben erwähnten Verbrauchern geführt werden. Die­ se Verbraucher können beispielsweise die Nockenwelle 13 oder auch ein nicht dargestellter Turbolader sein. Durch eine nicht dargestellte, jedoch an sich bekannte Zylinderkopfdichtung zwischen dem Kurbelgehäuse 2 und dem Zylinderkopf 3 kann die Ölverteilungsleitung 19 abgedichtet werden.

Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der zentra­ len Ölverteilungsleitung 19, welche in diesem Fall in dem Zylinderkopf 3 angeordnet ist. Hierbei wird das Öl über die Trennfläche 20 hinaus in den Zylinderkopf­ schraubenbohrungen 9 geführt und gelangt über Stichleitungen 24 von den Zylinderkopfschraubenbohrun­ gen 9 in die zentrale Ölverteilungsleitung 19. Von der Ölverteilungsleitung 19 gehen weitere Leitungen 25 zu Versorgungsräumen 26, welche sich auf einem weiter unten liegenden Niveau als die Ölverteilungsleitung 19 befinden. Dadurch kann auch beim Abstellen der Brenn­ kraftmaschine 1, bei welchem das Öl von der Ölvertei­ lungsleitung 19 über die in Fig. 3 nicht dargestellten Ölrücklaufbohrungen 23 zu dem Kurbelgehäuse 2 zurück­ fließt, noch Öl in den Versorgungsräumen 26 verblei­ ben, welches dann bei einem erneuten Start der Brenn­ kraftmaschine 1 für eine schnelle Schmierung derselben sorgt. Die Leitungen 19, 24 und 25 können hierbei ge­ bohrt oder durch entsprechende Kerne in das Material des Zylinderkopfes 3 eingegossen sein.

Die Brennkraftmaschine 1 ist im vorliegenden Fall in Reihenbauweise ausgebildet, es könnte sich jedoch selbstverständlich auch um eine Brennkraftmaschine 1 der V-Bauweise handeln. Dabei könnten die Zylinder­ kopfschrauben 8 in einem solchen Fall nicht unter die Mitte der Kurbelwelle 6 geführt werden, wobei dann zur Verschraubung des Lagerdeckels 2a mit dem Kurbelgehäu­ se 2 zusätzliche Schrauben notwendig wären. Die Füh­ rung des Öls in den Zylinderkopfschraubenbohrungen 9 wäre jedoch genauso möglich, wobei dann selbstver­ ständlich entweder in beiden Trennflächen 20 oder in beiden Zylinderköpfen 3 die Ölverteilungsleitung 19 vorgesehen wäre. Selbstverständlich wäre auch eine W-Anordnung der Brennkraftmaschine 1 denkbar, welche dann drei Zylinderköpfe 3 aufweisen würde. Sogar bei einer Brennkraftmaschine 1 der Stern-Bauform könnte die oben beschriebene Art der Ölverteilung angewendet werden.

Claims (12)

1. Brennkraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse und mit wenigstens einem Zylinderkopf, welcher mit dem Kurbelgehäuse durch in Bohrungen des Kurbelgehäu­ ses und des wenigstens einen Zylinderkopfes ange­ ordnete Zylinderkopfschrauben verbunden ist, wobei zur Schmierung und/oder Kühlung der Brennkraftma­ schine und/oder von mit der Brennkraftmaschine verbundenen Verbrauchern in dem Kurbelgehäuse und in dem Zylinderkopf Öl zirkuliert, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (9) für die Zylinderkopfschrauben (10) für die Aufnahme und den Transport des Öls vorgesehen sind, und daß das Öl nach dem Verlassen der Bohrungen (9) in einer zentralen Ölvertei­ lungsleitung (19) geführt ist.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölverteilungsleitung (19) im Bereich einer Trennfläche (20) zwischen dem Kurbelgehäuse (2) und dem Zylinderkopf (3) angeordnet ist.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölverteilungsleitung (19) als Nut in dem Kur­ belgehäuse (2) ausgebildet ist.

4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölverteilungsleitung (19) als Nut in dem Zy­ linderkopf (3) ausgebildet ist.

5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölverteilungsleitung (19) als Nut in dem Kur­ belgehäuse (2) und im Zylinderkopf (3) ausgebildet ist.

6. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölverteilungsleitung (19) in oder an dem Zy­ linderkopf (3) angeordnet ist.

7. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß von der Ölverteilungsleitung (19) zu den Verbrau­ chern Versorgungsleitungen ausgehen.

8. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei Zylinderkopfschraubenbohrungen (9) einer Kurbelwellenlagerstelle (7) zugeordnet sind, wobei die beiden Zylinderkopfschraubenbohrungen (9) jeweils durch ein Leitungssystem (15) mitein­ ander verbunden sind.

9. Brennkraftmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungssysteme (15) jeweils eine erste Lei­ tung (16), eine in dem Kurbelgehäuse (2) an den Kurbelwellenlagerstellen (7) sich befindliche Ta­ sche (17) und eine zweite Leitung (18) aufweisen, wobei die erste Leitung von der ersten Zylinder­ kopfschraubenbohrung (9) zu der Tasche (17) ver­ läuft, und wobei die zweite Leitung (18) von der Tasche (17) zu der zweiten Zylinderkopfschrauben­ bohrung (9) verläuft.

10. Brennkraftmaschine nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Kurbelgehäuse (2) Zuleitungen (14) zur Zu­ leitung von Öl zu den ersten Zylinderkopfschrau­ benbohrungen (9) vorgesehen sind.

11. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß Ölrücklaufbohrungen (23) zur Rückführung des Öls von dem Zylinderkopf (3) zu dem Kurbelgehäuse (2) vorgesehen sind.

12. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölverteilungsleitung (19) im Zylinderkopf (3) mit Versorgungsräumen (26) verbunden ist, welche unterhalb der Ölverteilungsleitung (19) angeordnet sind, so daß ein Teil des Öls beim Abstellen der Brennkraftmaschine (1) in den Versorgungsräumen (26) verbleibt.