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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Motorrad mit einer solchen Brennkraftmaschine nach dem Anspruch 16.
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Bei der vorliegenden Brennkraftmaschine handelt es sich um eine Brennkraftmaschine mit einem Motorgehäuse mit einer Kurbelgehäusekammer und einer darin drehbar angeordneten, eine Längsmittelachse aufweisenden Kurbelwelle und mit mindestens einem Arbeitszylinder, welcher eine Kolbenlaufbahn und einen darin entlang der Kolbenlaufbahn bewegbaren Arbeitskolben aufweist, wobei der Arbeitskolben über eine Pleuelstange mit der Kurbelwelle gekoppelt ist und der Arbeitskolben einen Kolbenboden mit einer einem Brennraum zugewandten Oberseite und einer der Kurbelgehäusekammer zugewandten Unterseite aufweist. Auch weist die Brennkraftmaschine Gaswechselventile auf, welche dem Brennraum zugewandt sind.
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Bei einer solchen Brennkraftmaschine ist der dem Gasauslass zugewandte Bereich des Arbeitskolbens thermisch sehr hoch belastet, da die auslaßseitigen Gaswechselventile, also die Auslassventile, beim Ladungswechsel geöffnet werden und die hei-ßen Abgase über den den Auslassventilen zugewandten Bereich des Arbeitskolbens strömen und dabei hohe Wärmemengen an den Kolbenboden abgegeben werden.
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Es hat sich daher als vorteilhaft erwiesen, zur Kühlung des Kolbenbodens Schmieröl auf die Unterseite des Kolbenbodens zu spritzen und zwar insbesondere auf den thermisch hoch belasteten Bereich der Unterseite des Kolbenbodens, der auf der Oberseite des Kolbenbodens den Auslassventilen gegenüberliegt.
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Eine durch die Anmelderin bekannt gewordene Brennkraftmaschine, welche als Reihenmotor mit zwei Arbeitszylindern ausgebildet ist, weist im Motorgehäuse oder Kurbelgehäuse im Bereich zwischen den beiden Arbeitszylindern auf einem Steg oberhalb der Kurbelwelle jeweils zwei Spritzöldüsen auf, die einem jeweiligen Arbeitskolben zugeordnet sind und Schmieröl in Richtung der Unterseite des Kolbenbodens spritzen.
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Die Spritzöldüsen der bekannten Brennkraftmaschine werden bei der Montage der Brennkraftmaschine mittels eines Werkzeugs eingesetzt, welches eine Aufnahme für die Spritzöldüsen aufweist und die Spritzöldüsen bei noch nicht montiertem Zylinderkopf über die Oberseite des jeweiligen Arbeitszylinders durch die zylinderförmige Kolbenlaufbahn hindurch, also durch die Zylinderbohrung hindurch, in eine jeweilige Gewindebohrung des Stegs eingeschraubt werden müssen.
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Die Spritzöldüsen der bekannten Brennkraftmaschine sind also nur bei zerlegter Brennkraftmaschine zugänglich.
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Die Gewindebohrungen zur Aufnahme der Spritzöldüsen müssen mechanisch bearbeitet werden und zwar durch die Zylinderbohrungen hindurch, was fertigungstechnisch zwar beherrscht wird, aber aufwendig ist. Darüber hinaus muss das Werkzeug zur Montage der Spritzöldüsen durch die Zylinderbohrung hindurch geführt werden, was dazu führt, dass dadurch auch immer eine Gefahr der Beschädigung der bereits fertig bearbeiteten Kolbenlaufbahn besteht.
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Die bekannte Brennkraftmaschine hat sich in der Praxis bereits bestens bewährt, besitzt aber Potenzial für Verbesserungen hinsichtlich der Fertigung und Montage des Motors und auch hinsichtlich der Verbesserung der Versorgung der Unterseite des Kolbenbodens mit Schmieröl.
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Ausgehend hiervon liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Brennkraftmaschine bereitzustellen, welche einfacher hergestellt werden kann und bei der darüber hinaus die Unterseite des Kolbenbodens einfacher mit Schmieröl versorgt werden kann. Auch soll ein Motorrad mit einer solchen Brennkraftmaschine bereitgestellt werden.
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Die Erfindung weist zur Lösung dieser Aufgabe hinsichtlich der Brennkraftmaschine die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale auf. Vorteilhafte Ausgestaltungen hiervon sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben. Darüber hinaus weist die Erfindung hinsichtlich des Motorrads die im Anspruch 16 angegebenen Merkmale auf.
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Die Erfindung schafft eine Brennkraftmaschine mit einem Motorgehäuse und einer Kurbelgehäusekammer und einer darin drehbar angeordneten, eine Längsmittelachse aufweisenden Kurbelwelle, und mit mindestens einem Arbeitszylinder, welcher eine Kolbenlaufbahn und einen darin entlang der Kolbenlaufbahn bewegbaren Arbeitskolben aufweist, der über eine Pleuelstange mit der Kurbelwelle gekoppelt ist und der Arbeitskolben einen Kolbenboden mit einer einem Brennraum zugewandten Oberseite und einer der Kurbelgehäusekammer zugewandten Unterseite aufweist, und die Brennkraftmaschine Gaswechselventile aufweist, welche dem Brennraum zugewandt sind, wobei die Brennkraftmaschine mindestens eine Schmieröldüse aufweist, welche zur Beaufschlagung der Unterseite des Arbeitskolbens mit Schmieröl eingerichtet ist, wobei die Brennkraftmaschine ein langgestrecktes Ölspritzrohr mit einer Längsmittelachse aufweist, welches mit einer zum Durchtritt von Schmieröl eingerichteten Innenausnehmung versehen ist und das Ölspritzrohr eine Außenmantelfläche aufweist, von der ausgehend sich mindestens eine erste Bohrung bis zur Innenausnehmung erstreckt und das Ölspritzrohr im Kurbelgehäuse angeordnet ist und die Bohrung in Richtung zu einem ersten Bereich der Unterseite des Arbeitskolbens ausgerichtet ist.
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Die Erfindung schafft also eine Brennkraftmaschine mit mindestens einem in der Zylinderbohrung bewegbaren Arbeitskolben, der einen Kolbenboden mit einer Oberseite aufweist, welche zu dem in der Zylinderbohrung oberhalb des Arbeitskolbens angeordneten Brennraum hin ausgerichtet ist. Der Kolbenboden besitzt eine Unterseite, welche zu der im Motorgehäuse oder Kurbelgehäuse ausgebildeten Kurbelgehäusekammer hin ausgerichtet ist.
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Die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine besitzt ein langgestrecktes Ölspritzrohr, welches beispielsweise die Konfiguration eines Zylinderkörpers aufweist, der einen Durchmesser aufweist, der wesentlich kleiner ist als die Längserstreckung des Zylinderkörpers. Das Ölspritzrohr weist eine Längsmittelachse auf und besitzt eine sich entlang der Längsmittelachse erstreckende Innenausnehmung, die zum Durchtritt von Schmieröl eingerichtet ist. Auch weist das Ölspritzrohr eine Außenmantelfläche auf, welche sich entlang der Längsmittelachse erstreckt und von der aus sich mindestens eine erste Bohrung, welche sich im rechten Winkel von der Außenmantelfläche ausgehend bis zur Innenausnehmung erstreckt. Die erste Bohrung ist also mit der Innenausnehmung des Ölspritzrohrs fluidisch verbunden, sodass in die Innenausnehmung eingebrachtes Schmieröl in die erste Bohrung eintreten kann und durch die erste Bohrung hindurchtreten kann und aus der ersten Bohrung austreten kann.
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Das Ölspritzrohr ist im Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine angeordnet und die mindestens eine erste Bohrung ist zu einem ersten Bereich der Unterseite des Arbeitskolbens hin ausgerichtet. Dies führt dazu, dass das aus der ersten Bohrung austretende Schmieröl auf den ersten Bereich der Unterseite des Arbeitskolbens hin ausgerichtet ist und auf den ersten Bereich der Unterseite des Arbeitskolbens trifft.
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Auf diese Weise kann das aus der mindestens einen ersten Bohrung des Ölspritzrohrs austretende Schmieröl in Richtung zu dem ersten Bereich der Unterseite des Arbeitskolbens hin als Schmierölstrahl strömen und auf dem ersten Bereich der Unterseite des Arbeitskolbens auftreffen und dort den ersten Bereich der Unterseite des Arbeitskolbens und damit den Kolbenboden kühlen.
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Bei dem ersten Bereich der Unterseite des Arbeitskolbens kann es sich um einen thermisch hoch belasteten Bereich des Kolbenbodens handeln, der von den heißen Verbrennungsgasen der Brennkraftmaschine an der Oberseite des Kolbenbodens, also an der dem Brennraum zugewandten Oberseite des Kolbenbodens überströmt wird. Dieser Bereich ist der den Auslassventilen der Brennkraftmaschine gegenüberliegende Bereich an der Oberseite des Kolbenbodens des Arbeitskolbens.
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Dieser Bereich weist üblicherweise auch sogenannte Ventiltaschen auf, welche an der Oberseite des Kolbenbodens ausgebildet sind, also Vertiefungen an der Oberseite des Kolbenbodens, welche dafür sorgen, dass ein körperlicher Kontakt zwischen den Ventiltellern der Auslassventile und der Oberseite des Kolbenbodens vermieden wird, wenn sich der Arbeitskolben in Richtung zum oberen Totpunkt bewegt, was auch beim Auslasstakt der Brennkraftmaschine stattfindet, wenn also das Auslassventil oder die Auslassventile geöffnet sind und sich der Arbeitskolben zum Ausschieben der heißen Verbrennungsgase im Auslasstakt in Richtung zum oberen Totpunkt bewegt und dabei die heißen Verbrennungsgase über den vorstehend beschriebenen thermisch hochbelasteten Bereich des Arbeitskolbens strömen.
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Dieser thermisch hoch belastete Bereich des Arbeitskolbens, also der Kolbenboden des Arbeitskolbens, wird vom Schmierölstrahl aus der Bohrung des Ölspritzrohrs, welcher an der Unterseite des Kolbenbodens auftrifft, wirksam gekühlt.
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Es ist nach einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass das Ölspritzrohr im Kurbelgehäuse mit der Längsmittelachse weitgehend parallel zur Längsmittelachse der Kurbelwelle angeordnet ist.
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Diese Konfiguration sorgt dafür, dass das Kurbelgehäuse zur Ausbildung einer Aufnahme für das Ölspritzrohr einfach von einer seitlichen Seite des Kurbelgehäuses aus bearbeitet werden kann, beispielsweise auf einem Bearbeitungszentrum, sodass die Aufnahme beispielsweise mittels eines Bohrvorgangs auf dem Bearbeitungszentrum ausgebildet werden kann. Auch sorgt diese Konfiguration dafür, dass das Ölspritzrohr bei der Montage der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine einfach von der seitlichen Seite aus in das Kurbelgehäuse eingesetzt werden kann und somit eine aufwändige Bearbeitung der Aufnahme der Spritzöldüsen durch die Zylinderbohrung hindurch, wie das bei der bekannten Brennkraftmaschine der Fall ist, vermieden werden kann.
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Es ist nach einer Weiterbildung der Erfindung auch vorgesehen, dass das Ölspritzrohr mindestens eine zweite sich von der Außenmantelfläche bis zur Innenausnehmung erstreckende Bohrung aufweist, welche entlang der Längsmittelachse des Ölspritzrohrs beabstandet zur ersten Bohrung angeordnet ist und die zweite Bohrung in Richtung zu einem zweiten Bereich der Unterseite des Arbeitskolbens ausgerichtet ist.
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Diese Ausbildung des Ölspritzrohrs sorgt dafür, dass die zweite Bohrung beispielsweise in Richtung zu einem kleinen Pleuelauge der Pleuelstange hin ausgerichtet angeordnet ist oder auch einen Bereich an der Unterseite des Kolbenbodens seitlich des kleinen Pleuelauges bei der Hubbewegung des Kolbens im Arbeitszylinder überstreicht, also auf einen Bereich seitlich des kleinen Pleuelauges ausgerichtet ist. Das kleine Pleuelauge wird von einem Kolbenbolzen durchsetzt, der den Arbeitskolben an der Pleuelstange lösbar festgelegt und der an der Unterseite des Kolbenbodens des Arbeitskolbens angeordnet ist und von dem Schmierölstrahl, der von der zweiten Bohrung ausgeht, während der Verlagerungsbewegung des Arbeitskolbens entlang der Kolbenlaufbahn in der Zylinderbohrung des Arbeitszylinders zumindest während eines Teils einer vollständigen Umdrehung der Kurbelwelle erreicht wird.
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Diese Konfiguration sorgt somit für eine Schmierung im Bereich zwischen dem Kolbenbolzen und der Aufnahme des Kolbenbolzen an der Unterseite des Arbeitskolbens und auch für eine Kühlung der Aufnahme des Arbeitskolbens und somit des Arbeitskolbens insgesamt und auch für eine Wärmeabfuhr vom Kolbenbolzen.
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Die Konfiguration, nach der die zweite Bohrung auf einen Bereich seitlich des kleinen Pleuelauges gerichtet ist, sorgt dafür, dass während der Hubbewegung des Arbeitskolbens im Arbeitszylinder der von der zweiten Bohrung emittierte Schmierölstrahl einen Bereich seitlich des Pleuelauges überstreicht und somit der seitliche Bereich gekühlt wird. Da das auf die Unterseite des Arbeitskolbens seitlich des kleinen Pleuelauges auftreffende Schmieröl von der Auftreffstelle weg spritzt, sich also von dort verteilt, gelangt auch Schmieröl in den Schmierspalt zwischen dem Kolbenbolzen und der Kolbenbolzenaufnahme an der Unterseite des Arbeitskolbens.
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Es ist nach der Erfindung auch vorgesehen, dass zwei zweite Bohrungen seitlich im Abstand zu der in der Mitte angeordneten ersten Bohrung vorgesehen sind. Diese Konfiguration führt dazu, dass an der Unterseite des Arbeitskolbens beide Bereiche seitlich des kleinen Pleuelauges mit einem jeweiligen Schmierstoffstrahl versorgt aus der jeweiligen zweiten Bohrung werden können. Damit werden an der Unterseite des Arbeitskolbens beide Seiten seitlich des kleinen Pleuelauges gekühlt und es gelangt Schmierstoff in den Schmierspalt zwischen dem Kolbenbolzen und der Kolbenbolzenaufnahme zu beiden Seiten des kleinen Pleuelauges.
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Es ist nach einer Weiterbildung der Erfindung auch vorgesehen, dass das Ölspritzrohr eine Mehrzahl sich von der Außenmantelfläche bis zur Innenausnehmung erstreckende Bohrungen aufweist, von denen mindestens zwei in Richtung zu verschiedenen Bereichen der Unterseite des Arbeitskolbens ausgerichtet sind.
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Diese Konfiguration sorgt dafür, dass verschiedene Bereiche der Unterseite des Arbeitskolbens durch Schmierölstrahle beaufschlagt werden, welche von unterschiedlichen Bohrungen des Ölspritzrohrs ausgehen. Damit können beispielsweise ein thermisch besonders beaufschlagter Bereich an der Unterseite des Arbeitskolbens von beispielsweise zwei zueinander beabstandeten Bohrungen im Ölspritzrohr mit Schmieröl beaufschlagt werden und ein thermisch weniger belasteter Bereich an der Unterseite des Arbeitskolbens von einer dritten Bohrung im Ölspritzrohr mit Schmieröl versorgt werden. Bei diesem thermisch weniger belasteten Bereich kann es sich beispielsweise um die Kolbenbolzenaufnahme des Arbeitskolbens handeln, während die thermisch höher belasteten Bereiche die den Auslassventilen an der Oberseite des Kolbenbodens gegenüberliegenden Bereiche des Kolbenbodens sind, sodass diese Bereiche von der Unterseite des Kolbenbodens her mit zwei Schmierölstrahle aus zwei zueinander beabstandeten Bohrungen im Ölspritzrohr mit Schmieröl versorgt werden und somit besonders effektiv von der Unterseite des Kolbenbodens her gekühlt werden können.
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Es ist nach einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die Außenmantelfläche im Bereich der Bohrung eine Abflachung aufweist.
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Die Bohrung beziehungsweise die Bohrungen des Ölspritzrohrs erstrecken sich von der Außenmantelfläche in Richtung zur Innenausnehmung und sind fluidisch mit der Innenausnehmung verbunden.
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Dies führt zu einer Konfiguration einer jeweiligen zylindrischen Bohrung mit einer Zylindermantelfläche an der Innenwand der jeweiligen Bohrung, die sich von der Außenmantelfläche des Ölspritzrohrs bis zur Innenausnehmung erstreckt. Die Zylindermantelfläche weist eine sich quer zur Längsmittelachse des Ölspritzrohrs erstreckende Längserstreckung auf, an der das Schmieröl während der Strömungsbewegung durch die Bohrung hindurch anhaftet, was zu Strömungsverlusten und einer Abnahme der Strömungsgeschwindigkeit des Schmieröls durch auf ihrem Weg durch die Bohrung hindurch führt.
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Die erfindungsgemäße Konfiguration des Ölspritzrohrs löst dieses Problem dadurch, dass die Außenmantelfläche des Ölspritzrohrs im Bereich der Bohrung eine Abflachung aufweist. Diese Konfiguration nämlich sorgt dafür, dass die Fluidreibungsverluste des Schmieröls, welches durch die Bohrung hindurch tritt, reduziert werden.
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Die Anhaftung des Schmieröls an der Zylindermantelfläche der Innenwand der Bohrung führt nämlich zu Fluidreibung und somit zu Fluidreibungsverlusten, welche dazu führen, dass die kinetische Energie des Schmierölstrahls, der aus der Bohrung heraus getreten ist, geringer ist als die kinetische Energie des Schmierölstrahls, der aus einer Bohrung mit einer Zylindermantelfläche austritt, deren Längserstreckung kürzer ist.
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Durch die erfindungsgemäß vorgesehene Abflachung an der Außenmantelfläche des Ölspritzrohrs im Bereich der Bohrung wird erreicht, dass die Längserstreckung der Bohrung und damit die Längserstreckung der zu Anhaftungsverlusten führenden Zylindermantelfläche verringert wird, wodurch die Fluidreibungsverluste beim Durchtritt des Schmieröls durch die Bohrung hindurch verringert werden und somit das Schmieröl beim Austritt aus der Bohrung bei einem vorgegebenen Druck im hydraulischen Schmierölkreislauf der Brennkraftmaschine eine höhere Geschwindigkeit aufweist als bei einer Bohrung mit größerer Längserstreckung, also bei einer Bohrung, deren Längserstreckung nicht durch die Abflachung an der Außenmantelfläche des Ölspritzrohrs verkürzt wurde.
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Es hat sich auch gezeigt, dass durch diese Konfiguration mit der Abflachung eine Zentrierung des Schmierölstrahls erreicht wird und somit erreicht werden kann, dass der emittierte Schmierölstrahl weniger zur Bildung von Sprühölnebel neigt als ein Schmierölstrahl, der aus einer Bohrung mit größerer Längserstreckung emittiert wird, also aus einer Bohrung ohne Abflachung an der Außenmantelfläche des Ölspritzrohrs.
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Dieser Sprühölnebel nämlich würde sich als Ölfilm auf der Zylindermantelfläche der Kolbenlaufbahn ablagern, welcher dann von den Kolbenringen des Arbeitskolbens verdrängt werden müsste, was zu einer Zunahme der Reibleistung zwischen dem Arbeitskolben und der Zylinderlaufbahn führen würde, im Einzelnen also zu einer Zunahme der Reibleistung zwischen dem Ölabstreifring des Arbeitskolbens und der Zylinderlaufbahn.
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Die durch die Abflachung an der zylindrischen Außenmantelfläche des Ölspritzrohrs im Bereich der jeweiligen Bohrung des Ölspritzrohrs erreichte Reduzierung der Fluidreibungsverluste zwischen dem Arbeitskolben und der Zylinderlaufbahn führt dazu, dass die Reibleistung der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine verringert werden kann, ohne die durch die Schmierölstrahle erreichte Kühlleistung negativ zu beeinflussen, was wiederum ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Konfiguration der Brennkraftmaschine nach der Erfindung ist.
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Es ist nach einer Weiterbildung der Erfindung auch vorgesehen, dass die Innenausnehmung des Ölspritzrohrs von einer das Ölspritzrohr entlang der Längsmittelachse durchsetzenden Bohrung gebildet ist, welche im Bereich eines ersten stirnseitigen Endes der Bohrung einen Einlass für Schmieröl aufweist und im Bereich eines dem ersten stirnseitigen Endes gegenüberliegenden zweiten stirnseitigen Endes ein die Innenausnehmung verschließendes Verschlußelement aufweist.
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Die Konfiguration des Ölspritzrohrs mit der das Ölspritzrohr entlang der Längsmittelachse durchsetzenden Bohrung besitzt den Vorteil, dass eine einfache Fertigung des Ölspritzrohrs möglich ist, da bei einem zylinderförmigen Vollmaterial als Ausgangsbasis für die Bildung des Ölspritzrohrs der Vollzylinder nur entlang der Längsmittelachse durchbohrt werden muss zur Ausbildung der Innenausnehmung. Wenn als Ausgangsmaterial für die Bildung des Ölspritzrohrs beispielsweise ein Rohrstück verwendet wird, dann kann ein bereits die vorbestimmte Innenausnehmung aufweisendes Rohrstück zum Einsatz kommen oder aber ein Rohrstück mit einem kleineren Durchmesser der Innenausnehmung, welche dann mittels eines Bohrvorgangs zur Ausbildung der Innenausnehmung mit vorbestimmtem Durchmesser bearbeitet werden kann.
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An einem ersten stirnseitigen Ende der Innenausnehmung ist ein Einlass für Schmieröl vorgesehen und an einem, dem ersten stirnseitigen Ende gegenüberliegenden Ende der Innenausnehmung kann ein die Innenausnehmung verschließendes Verschlußelement vorgesehen sein. Dies führt dazu, dass das durch den Einlass in die Innenausnehmung eintretende Schmieröl nicht mehr durch das mit dem Verschlußelement versehene gegenüberliegende stirnseitige Ende austreten kann, sondern dass beispielsweise mit dem Ölförderdruck der Schmierstoffpumpe oder Ölförderpumpe oder Ölpumpe der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine in den Einlass gefördertes Schmieröl durch die Bohrung oder die Bohrungen entweichen muss und sich somit ein Schmierstoffstrahl oder Schmierölstrahl beziehungsweise Schmierstoffstrahle oder Schmierölstrahle ausbilden, welche in vorbestimmter Weise auf die beabsichtigten Bereiche der Unterseite des Kolbenbodens auftreffen und somit diese Bereiche schmieren und/oder kühlen, wie dies vorstehend bereits erläutert wurde.
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Es ist nach einer Weiterbildung der Erfindung auch vorgesehen, dass die Innenausnehmung im Bereich des zweiten stirnseitigen Endes eine den Innendurchmesser der Innenausnehmung erweiternde Konfiguration beziehungsweise Ausnehmung aufweist, welche zur Aufnahme des Verschlußelements ausgebildet ist.
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Diese Konfiguration weist den Vorteil auf, dass das Verschlußelement, bei dem es sich beispielsweise um eine Kugel handeln kann, in die Ausnehmung am zweiten stirnseitigen Ende eingesetzt wird und somit die Innenausnehmung an diesem zweiten stirnseitigen Ende verschließt und durch das zweite stirnseitige Ende kein Schmierstoff austreten kann.
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Es ist nach einer Weiterbildung der Erfindung auch vorgesehen, dass das Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine eine zylindrisch ausgebildete Ausnehmung aufweist, welche zur Aufnahme des Ölspritzrohrs ausgebildet ist und an einem Endbereich der Ausnehmung eine im Winkel zur Ausnehmung angeordnete Ausnehmung aufweist, in der ein Schmierölsieb angeordnet ist, welches mit einer Schmierölpumpe der Brennkraftmaschine fluidisch verbunden ist.
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In diese zylindrisch ausgebildete Ausnehmung kann das erfindungsgemäß vorgesehene Ölspritzrohr bei der Montage der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine eingesetzt werden und zwar so, dass ein Einlassbereich des Ölspritzrohrs an einer im Winkel zur Ausnehmung angeordneten Ausnehmung zur Anlage kommt, in welcher ein Schmierölsieb angeordnet ist, sodass im Ölkreislauf der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine etwaig vorhandene Verunreinigungen von dem Schmierölsieb zurückgehalten werden und nicht in die Innenausnehmung des Ölspritzrohrs gelangen können. Somit wird verhindert, dass die Innenausnehmung des Ölspritzrohrs von solchen Verunreinigungen blockiert wird beziehungsweise der Strömungsquerschnitt der Innenausnehmung durch solche Verunreinigungen reduziert wird.
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Es ist nach einer Weiterbildung der Erfindung auch vorgesehen, dass das Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine eine Aufnahme zur Anordnung eines das Ölspritzrohr gegen Verdrehen sichernden Sicherungsstiftes aufweist, welcher die Außenmantelfläche des Ölspritzrohrs durchsetzt.
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Dadurch, dass der Sicherungsstift die Außenmantelfläche des Ölspritzrohrs durchsetzt und in der Aufnahme des Kurbelgehäuses angeordnet wird, wird vermieden, dass sich das Ölspritzrohr beispielsweise aufgrund unvermeidbarer Vibrationen oder Schwingungen der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine aus der bestimmungsgemäßen Einbauposition des Ölspritzrohrs verdreht und somit wird verhindert, dass die aus der Bohrung oder den Bohrungen des Ölspritzrohrs austretenden Schmierstoffstrahle eine Winkelabweichung relativ zu den zu kühlenden Bereichen an der Unterseite des Kolbenbodens des Arbeitskolbens der Brennkraftmaschine einnehmen.
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Es ist nach einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass das Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine ein das Ölspritzrohr axial festlegendes Sicherungsmittel aufweist, welches von der Halteeinrichtung eines Kurbelwellendrehzahlsensors gebildet ist.
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Mit dieser erfindungsgemäßen Konfiguration wird eine Funktionsintegration erzielt, da mit der Festlegung des Kurbelwellendrehzahlsensors am Kurbelgehäuse oder Motorgehäuse der Brennkraftmaschine mit der Halteeinrichtung nicht nur der Kurbelwellendrehzahlsensor festgelegt wird, sondern sich die Halteeinrichtung gleichzeitig bis zum Montageort des Ölspritzrohrs erstreckt und einen stirnseitigen Endbereich des Ölspritzrohrs überdeckt und auf diese Weise erreicht wird, dass das Ölspritzrohr von der Halteeinrichtung gehalten wird und sich nicht in unbeabsichtigter Weise aus der Aufnahme des Kurbelgehäuses beziehungsweise Motorgehäuses der Brennkraftmaschine löst.
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Andererseits kann über die Demontage der Halteeinrichtung erreicht werden, dass das Ölspritzrohr aus der Aufnahme des Kurbelgehäuses oder Motorgehäuses einfach herausgezogen werden kann, was beispielsweise zu Reinigungszwecken erfolgen kann. Das Ölspritzrohr ist auf diese Weise einfach demontierbar und wieder montierbar und kann beispielsweise auch gegen ein anderes Ölspritzrohr ausgetauscht werden, sollte der Bedarf für einen Austausch gegeben sein.
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Es ist nach einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass der Arbeitskolben zwei den Kolbenboden zumindest abschnittsweise umgebende und einander gegenüberliegende Kolbenhemdsegmente aufweist und im Bereich zwischen den Kolbenhemdsegmenten eine Aufnahme ausgebildet ist, in der ein Kolbenbolzen angeordnet ist, welcher den Arbeitskolben lösbar an der Pleuelstange festlegt und zwischen der Aufnahme und den Kolbenhemdsegmenten Wandelemente angeordnet sind, welche sich von der Unterseite des Kolbenbodens weg erstrecken und an der Unterseite des Kolbenbodens kastenförmige Ausnehmungen ausbilden.
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Durch diese Konfiguration wird ein Arbeitskolben geschaffen, der an einander gegenüberliegenden Bereichen der Umfangserstreckung des Kolbenbodens Kolbenhemdsegmente aufweist, zwischen denen sich einander gegenüberliegende Wandelemente erstrecken. Zwischen den Wandelementen kann eine Querwand ausgebildet sein, sodass jeweils im Bereich der Kolbenhemdsegmente kastenförmige Bereiche vorliegen, welche sich bis in den Bereich der Aufnahme eines Kolbenbolzen an der Unterseite des Kolbenbodens des Arbeitskolbens erstrecken.
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Bei der bestimmungsgemäßen Einbaulage des Arbeitskolbens in den Arbeitszylinder liegt ein solcher, an der Unterseite des Arbeitskolbens ausgebildeter kastenförmiger Bereich unterhalb des thermisch hoch belasteten Bereichs des Kolbenbodens, der den Auslassventilen zugeordnet ist.
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Es ist von Vorteil, wenn ein von mindestens einer Bohrung des Ölspritzrohrs ausgehender Schmierölstrahl an der Unterseite des Arbeitskolbens den kastenförmigen Bereich beaufschlagt, um diesen thermisch hochbelasteten Bereich zu kühlen.
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Es ist nach einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die mindestens eine Bohrung des Ölspritzrohrs auf einen Bereich der Unterseite des Kolbenbodens ausgerichtet ist, welcher bei der Stellung des Arbeitskolbens im Bereich des oberen Umkehrpunktes des Arbeitskolbens den Auslassventilen der Gaswechselventile gegenüber liegt.
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Damit wird erreicht, dass insbesondere dieser thermisch hoch belastete Bereich des Arbeitskolbens, der den Auslassventilen gegenüberliegt, besonders durch die Schmierölstrahle oder den Schmierölstrahl gekühlt wird.
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Es ist nach einer Weiterbildung der Erfindung auch vorgesehen, dass die Brennkraftmaschine als Reihenmotor mit zwei Arbeitszylindern mit zwei Arbeitskolben ausgebildet ist und das Ölspritzrohr entlang der Längsmittelachse sechs Bohrungen aufweist, die sich jeweils von der Außenmantelfläche zur Innenausnehmung erstrecken und jeweils drei Bohrungen in Richtung zur Unterseite eines jeweiligen Arbeitskolbens ausgerichtet sind.
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Durch diese Konfiguration wird erreicht, dass pro Arbeitskolben jeweils drei Bohrungen des Ölspritzrohrs zugeordnet sind, von denen beispielsweise zwei zueinander beabstandete Bohrungen den thermisch hoch belasteten Bereich des Arbeitskolbens an der Unterseite des Arbeitskolbens mit Schmieröl beaufschlagen, während eine dritte Bohrung, welche beispielsweise zwischen den beiden zuerst genannten Bohrungen angeordnet ist, einen dritten Schmierölstrahl in Richtung zum kleinen Pleuelauge der Pleuelstange fördert, also dorthin, wo der Kolbenbolzen in der Aufnahme des Arbeitskolbens angeordnet ist und der Schmierspalt zwischen der Außenumfangsfläche des Kolbenbolzen und der Innenumfangsfläche der Aufnahme des Kolbenbodens für den Kolbenbolzen geschmiert wird.
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Auch kann nach der Erfindung der vorstehend genannte dritte Schmierölstrahl so in Richtung zur Unterseite des Kolbenbodens ausgerichtet sein, dass dieser während der gesamten Hubbewegung des Arbeitskolbens im Arbeitszylinder den thermisch hochbelasteten Auslassbereich an der Unterseite des Arbeitskolbens mit Schmieröl versorgt und die beiden zueinander beabstandeten Bohrungen in Richtung zu den beiden Seiten seitlich des kleinen Pleuelauges an der Unterseite des Arbeitskolbens hin ausgerichtet sind. Diese Konfiguration sorgt dafür, dass die beiden seitlichen Bereiche seitlich des kleinen Pleuelauges mit Schmieröl gekühlt werden und gleichzeitig der Schmierstoffspalt zwischen dem Kolbenbolzen und der Kolbenbolzenaufnahme an der Unterseite des Kolbenbodens des Arbeitskolbens mit Schmieröl versorgt wird, da sich das auf die seitlichen Seiten des Pleuelauges auftreffende Schmieröl nach dessen Auftreffen an der Unterseite des Kolbenbodens verteilt.
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Es ist nach einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die Bohrungen des Ölspritzrohrs ganz allgemein eingerichtet sind zur Bereitstellung eines Schmierölstrahls in Richtung zur Unterseite des Arbeitskolbens.
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Dadurch wird erreicht, dass verschiedene Bereiche der Unterseite des Arbeitskolbens mit einem jeweiligen Schmierölstrahl aus der jeweiligen Bohrung des Ölspritzrohrs beaufschlagt werden und zwar zur Kühlung des Kolbenbodens und zur Schmierung der Kontaktfläche zwischen dem Kolbenbolzen und der Aufnahme am Arbeitskolben für den Kolbenbolzen.
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Es ist nach einer Weiterbildung der Erfindung auch vorgesehen, dass eine Bohrung des Ölspritzrohrs derart ausgerichtet ist, dass der von der Bohrung emittierte Schmierölstrahl wenigstens während eines Abschnitts der Bewegung des Arbeitskolbens entlang der Kolbenlaufbahn auf ein oberes Pleuelauge der Pleuelstange gerichtet ist.
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Durch diese Konfiguration der Bohrung wird erreicht, dass der von dieser Bohrung emittierte Schmierölstrahl beispielsweise dann, wenn sich der Arbeitskolben in der Zylinderlaufbahn im Bereich des oberen Totpunkts oder oberen Umkehrpunktes befindet, der Schmierölstrahl den Schmierspalt zwischen der Außenmantelfläche des Kolbenbolzen und der Innenmantelfläche der Aufnahme des Kolbenbolzen am Kolbenboden des Arbeitskolbens erreicht.
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Die Erfindung schafft schließlich auch noch ein Motorrad mit einem Vorderrad und einem Hinterrad und einer Brennkraftmaschine, wie sie vorstehend erläutert wurde.
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Während die Kolbenkühlung bei der bekannten Brennkraftmaschine mittels einzelner Spritzöldüsen durchgeführt wird, ist es nach der vorliegenden Erfindung vorgesehen, die Kolbenkühlung mit einem einzelnen Bauteil zu bewerkstelligen, nämlich dem Ölspritzrohr, welches alle Arbeitskolben symmetrisch mit Schmieröl als Kühlmittel versorgt.
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Auch kann das gemeinsame oder zentrale Ölspritzrohr mit einer vorbestimmten Anzahl an Bohrungen versehen werden, sodass das Schmieröl aus einer Vielzahl von Bohrungen aus dem gemeinsamen Ölspritzrohr emittiert werden kann, wodurch in vorteilhafter Weise mit der Vielzahl oder Mehrzahl von Bohrungen verschiedene Bereiche an der Unterseite des Kolbenbodens mit Schmieröl beaufschlagt werden können. Auch weist das gemeinsame Ölspritzrohr den Vorteil auf, dass Bohrungen in unterschiedlichen Winkelstellungen relativ zu einer im rechten Winkel auf der Längsmittelachse des Ölspritzrohrs verlaufenden Hochachse des Ölspritzrohrs in das Ölspritzrohr eingebracht werden können, sodass auf diese Weise auch Schmierölstrahle implementiert werden können, welche in unterschiedlichen Winkeln relativ zur Längsmittelachse der jeweiligen Arbeitszylinder verlaufen, wodurch eine genaue Ausrichtung der aus dem gemeinsamen Ölspritzrohr emittierten Schmierölstrahle relativ zur Unterseite des Kolbenbodens möglich ist.
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Damit wird insbesondere auch erreicht, dass vermieden wird, dass die Zylinderlaufbahnen in unerwünschter Weise mit hohen Schmierölmengen beaufschlagt werden, wodurch die Reibleistung der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine verringert werden kann, ohne die Kühlleistung negativ zu beeinflussen.
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Darüber hinaus wird durch die erfindungsgemäße Konfiguration der Brennkraftmaschine auch erreicht, dass das Ölspritzrohr von einer seitlichen Seitenfläche des Kurbelgehäuses aus in eine Aufnahme des Kurbelgehäuses oder Motorgehäuses der Brennkraftmaschine eingesetzt werden kann und das Ölspritzrohr mit einem einfachen Sicherungsmittel in der Form beispielsweise eines Sicherungsbleches axial festgelegt werden kann, mit dem zusätzlich ein anderes Bauteil, wie beispielsweise ein Kurbelwellenwinkelsensor oder ein Kurbelwellendrehzahlsensor am Motorgehäuse oder Kurbelgehäuse festgelegt werden kann.
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Durch die zentrale Versorgung aller Arbeitszylinder mit einer gemeinsamen Ölleitung zur Bereitstellung von Schmieröl als Mittel zur Kühlung des jeweiligen Kolbenbodens des Arbeitskolbens des jeweiligen Arbeitszylinders wird erreicht, dass ein einzelnes oder gemeinsames Filtermedium in Form beispielsweise eines Schmierölsiebs dem gemeinsamen Ölspritzrohr in Strömungsrichtung des Schmieröls vorangestellt werden kann, um ein etwaiges Verstopfen der Bohrungen des Ölspritzrohrs zu vermeiden.
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Da das gemeinsame Ölspritzrohr beispielsweise von der Seite des Motorgehäuses her zugänglich ist, kann es auch einfach für Wartungs- und Kontrollzwecke aus dem Motorgehäuse beispielsweise während Servicearbeiten herausgenommen werden.
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Das Ölspritzrohr kann als zylindrisches Bauteil mit einer durchgehenden Bohrung ausgebildet sein, und an einer Stirnseite mit einem Verschlußelement abgedichtet werden, dieses Verschlußelement kann zusätzlich mittels eines Querstiftes, der gleichzeitig als Winkelarretierung gegen eine Verdrehung des Ölspritzrohrs relativ zum Motorgehäuse wirkt, gesichert werden, wodurch eine Funktionsintegration erzielt wird.
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Das Ölspritzrohr kann im Bereich eines stirnseitigen Endes, an dem das Schmieröl in die Innenausnehmung des Ölspritzrohrs eintritt, beispielsweise mittels eines einfachen O-Rings gegen das Motorgehäuse oder Kurbelgehäuse abgedichtet werden und kann an der Außenumfangsfläche einfache Abflachungen im Bereich der Düsenbohrungen aufweisen, um die Fluidreibungsverluste entlang der Bohrungskanäle der Düsenbohrungen zu reduzieren.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in:
- 1 eine Schnittdarstellung einer Seitenansicht einer Brennkraftmaschine gemäß einer Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung;
- 2 eine Schnittdarstellung einer Draufsichtansicht von vorne auf die Brennkraftmaschine nach der 1;
- 3 eine Schnittdarstellung einer bekannten Brennkraftmaschine zur Erläuterung der Anordnung von Schmieröldüsen der bekannten Brennkraftmaschine;
- 4 eine Teilschnittansicht der Brennkraftmaschine nach der 2;
- 5 eine perspektivische Darstellung eines Ölspritzrohrs der Brennkraftmaschine nach 4 der Zeichnung;
- 6 eine Teilschnittansicht eines Ausschnitts der Brennkraftmaschine nach 2 der Zeichnung mit einem Arbeitszylinder und einem Arbeitskolben sowie des Ölspritzrohrs nach 5;
- 7 eine perspektivische Darstellung von oben auf frei geschnittene Bereiche von zwei Arbeitskolben der Brennkraftmaschine nach 2;
- 8 eine Teilansicht eines Längsschnittes durch das Ölspritzrohr nach dem Ausschnitt A gemäß 5;
- 9 eine perspektivische Teilschnittansicht der Brennkraftmaschine nach 2 mit einem vergrößerten Ausschnitt;
- 10 eine Draufsichtansicht auf das Ölspritzrohr gemäß 5;
- 11 eine Schnittansicht gemäß dem Schnitt B-B nach 10;
- 12 eine Draufsichtansicht auf eine Unterseite eines Arbeitskolbens der Brennkraftmaschine nach 2; und
- 13 eine Seitenansicht eines schematisch dargestellten Motorrads mit der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine.
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1 der Zeichnung zeigt in einer Seitenansicht eine Schnittansicht der Brennkraftmaschine 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Die Brennkraftmaschine 1 weist ein Motorgehäuse oder Kurbelgehäuse 2 auf mit einer Kurbelgehäusekammer 3 (2) und einer darin drehbar angeordneten, eine Längsmittelachse 4 oder Drehachse aufweisenden Kurbelwelle 5.
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Darüber hinaus besitzt die Brennkraftmaschine 1 mindestens einen Arbeitszylinder 6, der eine Kolbenlaufbahn 7 und einen darin entlang der Kolbenlaufbahn 7 bewegbaren Arbeitskolben 8 aufweist. Anhand von 2 der Zeichnung ist ersichtlich, dass die Brennkraftmaschine 1 bei der dargestellten Ausführungsform zwei Arbeitszylinder 6 mit jeweils einem Arbeitskolben 8 aufweist.
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Der jeweilige Arbeitskolben 8 ist über eine jeweilige Pleuelstange 9 mit der Kurbelwelle 5 gekoppelt. Der Arbeitskolben 8 weist einen anhand von 1, 2 und auch 12 der Zeichnung ersichtlichen Kolbenboden 10 auf, der eine einem Brennraum 11 (1) ersichtliche Oberseite 12 und eine der Kurbelgehäusekammer 3 zugewandte Unterseite 13 aufweist.
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Darüber hinaus besitzt die Brennkraftmaschine 1 beispielsweise anhand von 1 der Zeichnung ersichtliche Gaswechselventile 14 und zwar in Form von Einlassventilen 15A und Auslassventilen 15B, die dem Brennraum 11 zugewandt sind.
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3 der Zeichnung zeigt eine Schnittdarstellung einer bekannten Brennkraftmaschine 1 mit zwei Arbeitszylindern 6, in denen jeweils ein Arbeitskolben 8 angeordnet ist, der über jeweils eine Pleuelstange 9 mit der Kurbelwelle 5 gekoppelt ist.
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Darüber hinaus zeigt 3 der Zeichnung auch, dass im Bereich eines Mittelstegs 16 zwischen den beiden Arbeitszylindern 6 jeweils eine Schmieröldüse 17 angeordnet ist. Die Schmieröldüsen 17 sind dazu eingerichtet, Schmierstoff beziehungsweise Schmieröl in Richtung zu einem jeweiligen Kolbenboden 10 zu befördern beziehungsweise zu spritzen, wie dies anhand der Linien beziehungsweise Strömungsbahnen 18 ersichtlich ist.
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3 der Zeichnung zeigt auch, dass sich der in der Zeichnungsebene linke Arbeitszylinder 6 im Bereich des oberen Totpunkts oder Umkehrpunktes der Hubbewegung des Arbeitskolbens 8 befindet und die Strömungsbahn 18 des die Schmieröldüse 17 verlassenden Schmierölstrahls 19 auf die Pleuelstange 9 trifft und von dieser abgelenkt wird. Es bedeutet dies mit anderen Worten, dass der Schmierölstrahl 19 von der Pleuelstange 9 abgelenkt wird und daher der mit dem Detail D markierte Bereich des Kolbenbodens 10 des Arbeitskolbens 8 abgeschattet ist, also vom Schmierölstrahl 19 nicht erreicht wird, wenn sich der Arbeitskolben 8 im Bereich des oberen Umkehrpunktes der Hubbewegung des Arbeitskolbens 8 befindet.
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Die Erfinder der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine 1 haben erkannt, dass hier Verbesserungspotenzial besteht.
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2 der Zeichnung zeigt, dass die Brennkraftmaschine 1 nach der vorliegenden Erfindung gemäß der dargestellten Ausführungsform ein langgestrecktes Ölspritzrohr 20 aufweist, welches beispielsweise auch anhand von 4 der Zeichnung ersichtlich ist.
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Das auch in 5 der Zeichnung ersichtliche Ölspritzrohr 20 weist eine Längsmittelachse 21 auf und besitzt eine anhand von 4 der Zeichnung ersichtliche und sich entlang der Längsmittelachse 21 erstreckende Innenausnehmung 22, welche beispielsweise auch anhand von 8 der Zeichnung ersichtlich ist und von einer Bohrung 56 gebildet ist, die sich entlang der Längsmittelachse 21 erstreckt.
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Die Innenausnehmung 22 ist zum Durchtritt von Schmieröl eingerichtet und das Ölspritzrohr 20 besitzt eine beispielsweise anhand von 5 und 8 der Zeichnung ersichtliche Außenmantelfläche 23. Das Ölspritzrohr 20 weist eine rohrstückförmige Konfiguration auf und kann, wie dies beispielsweise anhand von 10 der Zeichnung ersichtlich ist, als zylinderförmiger langgestreckter Körper 24 ausgebildet sein, der einen ersten Endabschnitt 25 beziehungsweise ein erstes stirnseitiges Ende 25 und einen zweiten Endabschnitt 26 beziehungsweise ein zweites stirnseitiges Ende 26 aufweist.
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10 der Zeichnung zeigt auch, dass das Ölspritzrohr 20 entlang der Längserstreckung L eine erste Bohrung 28 aufweist, welche, wie dies anhand von 8 der Zeichnung ersichtlich ist, sich bis zur Innenausnehmung 22 erstreckt und sich mit dieser in Fluidverbindung befindet.
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Darüber hinaus besitzt das Ölspritzrohr 20 bei der dargestellten Ausführungsform nach 10 eine Mehrzahl von ersten Bohrungen 28 und zweiten Bohrungen 27, welche entlang der Längserstreckung L des Ölspritzrohrs 20 zueinander beabstandet und verteilt angeordnet sind.
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5 der Zeichnung zeigt nochmals, dass sich die Bohrungen 27, 28 entlang der Längsmittelachse 21 des Ölspritzrohrs 20 im Abstand zueinander angeordnet sind und in unterschiedlichen Winkeln relativ zu einer Hochachse H des Ölspritzrohrs 20 ausgerichtet angeordnet sind.
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5 der Zeichnung zeigt, dass zwei zueinander benachbarte erste Bohrungen 28 Schmierstoffstrahle 19A emittieren, welche weitgehend parallel zueinander verlaufen und eine jeweils dazwischen angeordnete zweite Bohrung 27 einen dazu im Winkel versetzt und damit relativ zur Hochachse H nach 5 in einem anderen Winkel ausgerichteten Schmierstoffstrahl 19 emittiert. Das gleiche gilt für den in 5 dargestellten weiteren Schmierstoffstrahl 19A der weiteren ersten Bohrung 28 und die Schmierstoffstrahlen 19 der weiteren zweiten Bohrungen 27.
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4 der Zeichnung zeigt, dass sich das Ölspritzrohr 20 mit seiner Längsmittelachse 21 parallel zur Längsmittelachse 4 der Kurbelwelle 5 im Kurbelgehäuse 2 angeordnet befindet. Die 4 zeigt auch, dass die Schmierstoffstrahle 19, 19A in einer auf die Zeichnungsebene projizierten Darstellung jeweils im rechten Winkel zur Längsmittelachse 21 des Ölspritzrohrs 20 abgegeben werden. Darüber hinaus zeigt 4 auch, dass sich im Bereich eines ersten Endabschnitts 25 des Ölspritzrohrs 20 in einer Ausnehmung 50 ein Schmierölsieb 49 angeordnet befindet, welches dazu vorgesehen ist, etwaige Verunreinigungen aus dem von der Schmierölpumpe der Brennkraftmaschine 1 in Richtung zur Innenausnehmung 22 des Ölspritzrohrs 20 beförderten Schmieröls herauszusieben und auf die Art und Weise dafür zu sorgen, dass die Bohrungen 27, 28 nicht verstopfen.
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6 der Zeichnung zeigt, dass die zweite Bohrung 27 einen Schmierstoffstrahl 19 jeweils in Richtung zu einem ersten Bereich „B“ der Unterseite 13 des Kolbenbodens 10 des Arbeitskolbens 8 abgibt. Eine weitere, dazu im Abstand angeordnete zweite Bohrung 27 gibt ebenfalls einen Schmierstoffstrahl 19 in Richtung zu der Unterseite 13 des Kolbenbodens 10 ab und eine zwischen den Bohrungen 27 angeordnete erste Bohrung 28 gibt einen Schmierstoffstrahl 19A ab, der in Richtung zu dem in 6 der Zeichnung ersichtlichen Bereich „DD“ benachbart zu dem kleinen Pleuelauge 29 auftrifft. Dieser Bereich ist ein thermisch sehr hoch belasteter Bereich, dem an der Oberseite des Kolbenbodens 11 die Auslassventile 15B gegenüber liegen.
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Die beiden Schmierstoffstrahle 19 gelangen in den Bereich „B“, wie dies näher anhand von 7 der Zeichnung ersichtlich ist, also in den Bereich an der Unterseite des Kolbenbodens, den der Kolbenbolzen 30 aufnimmt, sodass der Schmierspalt 32 im Bereich zwischen dem Kolbenbolzen 30 und der (siehe auch 12) an der Unterseite 13 des Arbeitskolbens 8 gebildeten Aufnahme 31 für den Kolbenbolzen sicher mit Schmierstoff versorgt wird.
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7 der Zeichnung zeigt auch, dass die beiden Schmierstoffstrahle 19A, welche jeweils von den ersten Bohrungen 28 ausgehen, die thermisch hochbelasteten Bereiche „DD“ an der Unterseite des Kolbenbodens 10 (der in 7 zur Erläuterung und der Übersichtlichkeit der Zeichnung halber weggelassen wurde) mit Schmieröl beaufschlagen und sehr effektiv zur Kühlung des Kolbenbodens 10 beitragen, wie dies auch anhand von 6 der Zeichnung ersichtlich ist.
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Die in der Zeichnungsebene rechte Seite der 7 zeigt den zweiten Arbeitskolben 8 der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine 1 in einer Ausführungsform als Zweizylinder-Reihenmotor mit einem jeweiligen Schmierstoffstrahl 19 aus der zweiten Bohrung 27 und einem Schmierstoffstrahl 19A aus der ersten Bohrung 28, wie dies anhand von 6 der Zeichnung ersichtlich ist.
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Die ersten und zweiten Bohrungen 27, 28 bilden daher Schmierstoffdüsen aus, über die die Unterseite 13 des Arbeitskolbens 8 sehr effektiv mit Schmieröl versorgt werden kann und dadurch sehr effektiv gekühlt werden kann.
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11 der Zeichnung zeigt eine Schnittansicht gemäß der Schnittrichtung B-B nach 10 der Zeichnung. Das Ölspritzrohr 20 weist eine Außenmantelfläche 23 auf und besitzt eine Innenausnehmung 22, durch die hindurch Schmieröl von einer nicht näher dargestellten Schmierölpumpe aus dem Schmierölkreislauf der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine 1 gefördert werden kann. Das Schmieröl kann an dem ersten Endabschnitt 25 des Ölspritzrohrs 20 nach 10 der Zeichnung eintreten und wird mit dem von der Schmierölpumpe bereitgestellten Ölförderdruck beaufschlagt und durchsetzt die vollständige Innenausnehmung 22 des Ölspritzrohrs 20.
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Das auf diese Weise geförderte Schmieröl kann durch die Bohrungen 27, 28 aus der Innenausnehmung 22 des Ölspritzrohrs 20 austreten und zwar in der Form der Schmierölstrahle 19, 19A, wie sie beispielsweise in 7 der Zeichnung dargestellt sind. Das Schmieröl gelangt entlang der Innenausnehmung 22 des Ölspritzrohrs 20 bis in den Bereich eines Verschlußelements 33, welches in 8 der Zeichnung als Kugel 34 ausgebildet ist. Zu diesem Zweck besitzt die Innenausnehmung 22 im Bereich des zweiten stirnseitigen Endabschnitt 26 eine den Innendurchmesser der Innenausnehmung 22 erweiternde Ausnehmung 35, welche einen Stirnabschnitt 36 aufweist, der als Absatz ausgebildet ist und an dem die Kugel 34 anliegt, um die Innenausnehmung 22 fluiddicht zu verschließen.
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Wie es anhand von 8 der Zeichnung darüber hinaus dargestellt ist, ist im Bereich des zweiten stirnseitigen Endabschnitts 26 ein Sicherungsstift 37 oder Querstift 37 vorgesehen, der die Kugel 34 fixiert und gleichzeitig dazu vorgesehen ist, ein Verdrehen des Ölspritzrohrs 20 relativ zum Kurbelgehäuse oder Motorgehäuse 2 der Brennkraftmaschine 1 zu verhindern.
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Der Sicherungsstift 37 durchsetzt die Außenmantelfläche 23 des Ölspritzrohrs 20 und erstreckt sich bis in den Bereich der Ausnehmung 35 des Ölspritzrohrs 20.
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Wie es anhand von 9 der Zeichnung dargestellt ist, befindet sich der Sicherungsstift 37 bei bestimmungsgemäßer Anordnung des Ölspritzrohrs 20 in einer zylindrisch ausgebildeten Ausnehmung 38 des Kurbelgehäuses 2 in einer Aufnahme 39 des Kurbelgehäuses 2 angeordnet und zwar so, dass das Ölspritzrohr 20 gegen Verdrehen relativ zum Kurbelgehäuse 2 gesichert ist. Dadurch wird erreicht, dass die Schmierölstrahle 19 in bestimmungsgemäßer Weise aus den Bohrungen 27, 28 abgegeben werden und in bestimmungsgemäßer Weise auf die jeweilige Unterseite 13 des Kolbenbodens 10 des Arbeitskolbens 8 auftreffen.
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4 der Zeichnung zeigt, dass das Ölspritzrohr 20 im Kurbelgehäuse 2 mittels eines Sicherungsblechs 40 axial in der Aufnahme 39 des Kurbelgehäuses 2 fixiert ist. Mit dem Sicherungsblech 40 wird gleichzeitig ein Kurbelwellendrehzahlsensor 41 am Kurbelgehäuse 2 festgelegt, sodass hier eine vorteilhafte Funktionsintegration erzielt wird.
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10 der Zeichnung zeigt, dass im Bereich der jeweiligen Bohrung 27, 28 an der Außenmantelfläche 23 des Ölspritzrohrs 20 eine jeweilige Abflachung 42 ausgebildet ist. Diese Abflachung ist auch in 11 der Zeichnung ersichtlich. 11 der Zeichnung zeigt eine Schnittdarstellung der Bohrung 27, 28 und eine Sichtkante 43 der Außenmantelfläche 23. Wie es ohne weiteres anhand von 11 der Zeichnung ersichtlich ist, wird durch die Abflachung 42 eine Verkürzung der sich ansonsten bis zur Außenmantelfläche 23 erstreckenden jeweiligen Bohrung 27, 28 erzielt. Diese Verkürzung der Längserstreckung der Bohrung 27, 28 führt dazu, dass das aus der Innenausnehmung 22 austretende Schmieröl am oberen Endbereich 44 der jeweiligen Bohrung 27, 28 austritt und daher entlang der Bohrungen 27, 28 nicht über die sich ohne die Abflachung 42 ergebende Länge der Bohrungen 27, 28 strömt.
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Würde sich die Bohrung 27, 28 jeweils von der Innenausnehmung 22 bis zur Außenmantelfläche 23 des Ölspritzrohrs 20 erstrecken, dann wäre die Längserstreckung dieser Bohrung ohne die Abflachung 42 wesentlich größer als die Längserstreckung der Bohrung 27, 28 mit der Abflachung 42. Es bedeutet dies mit anderen Worten, dass das Schmieröl ohne die Abflachung 42 entlang einer wesentlich längeren Bohrung 27, 28 strömen würde als mit der Abflachung 42 und das Schmieröl entlang der Bohrung 27, 28 einen wesentlich längeren Weg zurücklegen würde.
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Diese wesentlich längere Bohrung 27, 28 würde dazu führen, dass das Schmieröl beim Strömen entlang der Innenumfangswand der Bohrung 27, 28 an der Innenumfangswand anhaften würde, was zu Strömungsverlusten aufgrund der Anhaftung des Schmieröls an der Innenumfangswand führen würde. Diese Strömungsverluste würden zu einer Verringerung der kinetischen Energie des aus der jeweiligen Bohrung 27, 28 emittierten Schmierölstrahls 19 führen. Dadurch würde gleichzeitig die Kühlleistung des auf die Unterseite 13 des Kolbenbodens 10 auftreffenden Schmierölstrahls 19 reduziert werden.
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Es hat sich für eine gute Ausbildung des Schmierölstrahls 19 als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Längserstreckung L1 der Bohrung 27, 28 ausgehend von einem Durchmesser d der Bohrung 27, 28 im Bereich von 2d < L1 < 4d liegt, die Längserstreckung L1 der Bohrung 27,28 also im Bereich des zweifachen bis vierfachen Durchmessers d der Bohrung 27, 28 liegt.
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12 der Zeichnung zeigt eine Draufsicht auf eine Unterseite 13 des Arbeitskolbens 8 der Brennkraftmaschine 1 nach der vorliegenden Erfindung.
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Der Arbeitskolben 8 weist ein erstes Kolbenhemdsegment 45 und ein zweites Kolbenhemdsegment 46 auf, welche einander gegenüber liegen und zwischen sich die vorstehend bereits erläuterte Aufnahme 31 für den in 7 der Zeichnung dargestellten Kolbenbolzen 30 ausbilden. Die Kolbenhemdsegmente 45, 46 sind über Wandelemente 51 mit der Aufnahme 31 für den Kolbenbolzen 30 verbunden und bilden zusammen mit den Wandelementen kastenförmige Ausnehmungen 52 aus. Der Arbeitskolben 8 weist auf diese Weise die Konfiguration eines sogenannten Kastenkolben auf.
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Das erste Kolbenhemdsegment 45 liegt bei bestimmungsgemäßer Einbaulage des Arbeitskolbens 8 im Arbeitszylinder 6 der Brennkraftmaschine 1 im Bereich der den Einlassventilen 15 zugeordneten Seite des jeweiligen Arbeitszylinders 6, während das zweite Kolbenhemdsegment 46 im Bereich der den Auslassventilen 15B zugeordneten Seite des jeweiligen Arbeitszylinders 6 liegt. Diese Konfiguration führt dazu, dass der erste Bereich 47 der Unterseite 13 des Kolbenbodens 10, der dem zweiten Kolbenhemdsegment 46 benachbart angeordnet ist, thermisch wesentlich höher belastet wird als der zweite Bereich 48 der Unterseite 13 des Kolbenbodens 10, der dem ersten Kolbenhemdsegment 45 benachbart angeordnet ist.
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Wie es anhand von 6 und 7 der Zeichnung ersichtlich ist, führt die bestimmungsgemäße Konfiguration der Brennkraftmaschine 1 dazu, dass die Schmierölstrahle 19 die Unterseite 13 des Kolbenbodens 10 des Arbeitskolbens 8 symmetrisch mit Schmieröl beaufschlagen und 12 der Zeichnung zeigt die durch die Pfeile P dargestellten Bereiche, auf denen die jeweiligen Schmierölstrahle 19 auf die Unterseite 13 des Kolbenbodens 10 des Arbeitskolbens 8 auftreffen. 12 zeigt auch den mit dem Pfeil P1 gekennzeichneten Bereich, auf den der Schmierölstrahl 19A aus der erstem Bohrung 28 auftrifft. Durch die Winkelorientierung der Bohrungen 28, und die symmetrische Anordnung der Bohrungen 27 relativ zur Bohrung 28 wird erreicht, dass die Unterseite 13 des Kolbenbodens 10 symmetrisch mit Schmieröl und damit Kühlöl beaufschlagt wird und auch, dass während der Hubbewegung des Arbeitskolbens 8 im Arbeitszylinder 6 die mit den Pfeilen P nach 12 markierten Bereiche der Unterseite 13 des Kolbenbodens 10 des Arbeitskolbens 8 überstrichen werden und damit mit Schmieröl und somit mit Kühlöl beaufschlagt werden, was zu einer effizienten Kühlung des Kolbenbodens 10 führt.
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13 der Zeichnung schließlich zeigt ein Motorrad 53 mit einem Vorderrad 54 und einem Hinterrad 55 sowie einer Brennkraftmaschine 1, wie sie vorstehend erläutert wurde.
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Hinsichtlich vorstehend im Einzelnen nicht näher erläuterter Merkmale der Erfindung wird im Übrigen ausdrücklich auf die Ansprüche und die Zeichnung verwiesen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Brennkraftmaschine
- 2
- Kurbelgehäuse, Motorgehäuse
- 3
- Kurbelgehäusekammer
- 4
- Längsmittelachse
- 5
- Kurbelwelle
- 6
- Arbeitszylinder
- 7
- Kolbenlaufbahn
- 8
- Arbeitskolben
- 9
- Pleuelstange
- 10
- Kolbenboden
- 11
- Brennraum
- 12
- Oberseite
- 13
- Unterseite
- 14
- Gaswechselventile
- 15A
- Einlassventile
- 15B
- Auslassventile
- 17
- Schmieröldüse
- 18
- Linien
- 19
- Schmierölstrahl
- 20
- Ölspritzrohr
- 21
- Längsmittelachse
- 22
- Innenausnehmung
- 23
- Außenmantelfläche
- 24
- Körper
- 25
- erster Endabschnitt
- 26
- zweiter Endabschnitt
- 27
- zweite Bohrung
- 28
- erste Bohrung
- 29
- kleines Pleuelauge
- 30
- Kolbenbolzen
- 31
- Aufnahme
- 32
- Schmierspalt
- 33
- Verschlußelement
- 34
- Kugel
- 35
- Ausnehmung
- 36
- Stirnabschnitt
- 37
- Sicherungsstift
- 38
- Ausnehmung
- 39
- Aufnahme
- 40
- Sicherungsblech
- 41
- Kurbelwellendrehzahlsensor
- 42
- Abflachung
- 43
- Sichtkante
- 44
- oberer Endbereich
- 45
- Kolbenhemdsegment
- 46
- Kolbenhemdsegment
- 47
- Erster Bereich
- 48
- Zweiter Bereich
- 49
- Schmierölsieb
- 50
- Ausnehmung für Schmierölsieb
- 51
- Wandelement
- 52
- Ausnehmung
- 53
- Motorrad
- 54
- Vorderrad
- 55
- Hinterrad
- 56
- Bohrung
- „DD“
- erster Bereich
- „B“
- zweiter Bereich
