DE2514733A1 - Schmieroelzufuehrvorrichtung fuer drehkolbenmotor mit brennstoffeinspritzung - Google Patents

Schmieroelzufuehrvorrichtung fuer drehkolbenmotor mit brennstoffeinspritzung

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DE2514733A1
DE2514733A1 DE19752514733 DE2514733A DE2514733A1 DE 2514733 A1 DE2514733 A1 DE 2514733A1 DE 19752514733 DE19752514733 DE 19752514733 DE 2514733 A DE2514733 A DE 2514733A DE 2514733 A1 DE2514733 A1 DE 2514733A1
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lubricating oil
fuel
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injection valve
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DE19752514733
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Yoshikazu Hoshi
Haruyoshi Tsubouchi
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Description

  • Schm ierölzuführvorrichtung für Drehkolbenmotor mit Brennstoffeinspritzung Die Erfindung bezieht sich auf eine Schmierölzufdhrvorrichtung für eine Arbeitskammer in einem Drehkolbenmotor, der mit Brennstoffeinspritzung arbeitet.
  • Für die Brennstoffzuführeinrichtung bei dem bekannten Drehkolbenmotor wurde allein ein üblicher Vergaser mit einem Venturirohr im Einlaßkanal und einem Drosselventil stromab des Einlaßkanals verwendet, wobei sehr Brennstoff in der Schwimmerkammer durch das Venturirohr mittels Unterdrucks angesaugt wird, der durch das Venturirohr durchströmende luft erzeugt wird, wodurch sich eine Luft-Brennstoff-Mischung bildet. Beim Drehkolbenmotor mit einem solchen Vergaser wird Schmieröl üblicherweise an einer Steile stromauf des Drosselventils und im Bereich verhältnismäßig hoher Strömungsgeschwindigkeit im Vergaser eingeführt, um die Arbeitskammer des Motors zu schmieren, wobei das Schmieröl so in der durch den Einlaßkanal strömenden und in die Arbeitskammer des Motors geförderten Mischung zwecks Schmierung des gleitenden Teils zwischen den Wandflächen der Arbeitskammer und dem Drehkolben dispergiert wird.
  • In der Vergangenheit ergab sich mit einer solchen Schmierölzuführvorrichtung die Schwierigkeit, daß sie das Schmieröl bei geringem Mengendurchsatz und niedriger Strömungsgeschwindigkeit der Luft-Brennstoff-Mischung, die besonders im Niedriggeschwindigkeitsbereich in den Motor eingesaugt wird, in der Mischung nicht wirkungsvoll dispergiert und sich daher die am Drosselventil und den Wandflächen des Einlaßkanals anhaftende Ölmenge erhöhte. Die Viskosität des Schmieröls variiert erheblich mit der Atmosphärentemperatur, und die am Drosselventil und an den Wandflächen anhaftende Menge von Schmieröl erhöht sich üblicherweise während des Starts des Motors. Durch Anstieg der Temperatur des Motors wird dieses anhaftende Schmieröl direkt in die Motorarbeitskammer mitgenommen, und ein Teil des Schmieröls verbrennt, wodurch eine unerwünschte weiße Rauchbildung im Auspuffgas auftritt.
  • Es wurde für den Hubkolbenmotor bereits eine Brennstoffeinspritzungseinrichtung entwickelt, die zum Einspritzen von Brennstoff unter hohem Druck in den Einlaßkanal zum Einführen einer Mischung eingerichtet ist, die allen Arbeitsbedingungen des Motors sehr gut angepaßt ist.
  • Auch ist es als Vorteil einer solchen Brennstoffeinspritzeinrichtung bekannt, daß sie eine große Genauigkeit der Steuerung des Luft-Brennstoff- Verhältnisses in der erzeugten Mischung für alle Motorarbeitsbereiche bei einer Geschwindigkeit von niedrigen zu hohen Werten ermöglicht und daß sich der Brennstoff durch die Einspritzdüse mit hoher Geschwindigkeit einspritzen läßt. Eine solche Brennstoffeinspritzeinrichtung bewirkt eine bessere Zerstäubung des Brennstoffs sowie eine vollständige Verbrennung der Mischung, wenn der Brennstoff auf diese Weise in die Arbeitskammer des Motors gelangt.
  • Falls man eine solche Brennstoffeinspritzeinrichtung mit dem vorstehend beschriebenen Vorteil auf den Drehkolbenmotor anwendet, ergibt sich ein Problem bei der Zuführung des Schmieröls zum Schmieren der Arbeitskammer des Drehkolbenmotors. Üblicherweise wurde, wie oben erwähnt, der Drehkolbenmotor mit einer Auslaßöffnung zwischen dem Venturirohr im Vergaser und dem Drosselventil stromab des Venturirohrs versehen, durch welche Öffnung das Schmieröl zur Dispersion in der durch das Einlaßrohr strömenden Mischung eintritt. Im übrigen haftet der undispergierte Anteil des Schmieröls an den Wandflächen des Einlaßrohres und wird durch den Brennstoff abgewaschen, der einem Teil des Venturirohrs zugeführt und nachher in die Motorarbeitskammer eingeführt wird.
  • Wenn nun der Brennstoff vom Einspritzventil zugeführt wird, ordnet man das Einspritzventil stromab des Dorsselventils an. Daher strömt, wenn die Auslaßöffnung für Schmieröl wie bisher strom auf des Drosselventils vorgesehen wird, im Einlaßkanal hier nur Luft, die das an den Wandflächen des Motors haftende Schmieröl während des Niedriggeschwindigkeits- oder Niedrigtemperaturbetriebs in die Motorarbeitskammer fördern kann. Deshalb führt, wenn die Auslaßöffnung zur Zuführung des Schmieröls stromauf des Drosselventils angeordnet ist, eine solche Anordnung zu einer noch größeren an den Wandflächen haftenden Schmierölmenge und macht folglich die Schmierölzufuhr unstabiler als bei der bekannten Anordnung mit einem üblichen Vergaser.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schmierölzuführvorrichtung für einen Drehkolbenmotor mit Brennstoffeinspritzung zu sc haffen, die von besserer Wirksamkeit ist und mit der man eine völlige Genauigkeit der Steuerung der Menge des dem Motor zugeführten Schmieröls erreichen kann, wobei gleichzeitig vor allem weniger Schmieröl an den Wandflächen des Motors haftet und eine bessere Anpassung an die verschiedenen Betriebsbereiche des Motors erhältlich ist.
  • Gegenstand der Erfindung, womit diese Aufgabe gelöst wird, ist eine Schmierölzuführvorrichtung in einem Drehkolbenmotor mit einem im Einlaßkanal des Motors angeordneten Brennstoffeinspritzventil zum Einspritzen des Brennstoffs mit hoher Geschwindigkeit, mit dem Kennzeichen, daß eine Schmieröldüse stromab der aus dem Einspritzventil kommenden Brennstoffstrahlen zum Schmieren einer Arbeitskammer des Motors angeordnet ist.
  • Die Erfindung gibt also eine Einrichtung zum Mischen von Brennstoff mit einer kleinen Menge von Schmieröl und Zuführen der Mischung zu einer Arbeitskammer zwecks Schmierung derselben für einen Drehkolbenmotor an, wobei am Einlaßverteilerrohr eine Brennstoffeinspritzdüse und eine Düse zum Einspritzen von Schmieröl getrennt vorgesehen sind, das offene Ende der Schmieröleinspritzdüse an einer den von der Brennstoffeinspritzdüs e eingespritzten Brennstoffstrahlen ausgesetzten Stelle angeordnet ist und das Schmieröl in dem Brennstoffnebel dispergiert sowie damit in die Arbeitskammer des Motors eingeführt wird.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Geschwindigkeitsvektor des Brennstoffstrahls die Richtung des Schmieröls im wesentlichen in einem spitzen Winkel schneidet.
  • Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
  • Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiele näher erläutert; darin zeigen! Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch einen Drehkolbenmotor mit der erfindungsgemäßen Schmierölzuführvorrichtung und Fig. 2 und 3 Querschnitte eines Teils der Schmierölzuführvorrichtung nach zwei Ausführungsbeispielen.
  • Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung erläutert, wobei Fig. 1 ein Schmierölsystem für einen Drehkolbenmotor veranschaulicht. In einem Motorblock 1 sind zwei Arbeitskammern 2 ausgebildet, deren jede einen Drehkolben 3 aufnimmt. Zwischen dem Kolben 3 und den Innenwänden der Arbeitskammer 2 ist eine Brennstoffbrennkammer 4 vorgesehen. Der Kolben 3 hat in der Mitte eine Innenverzahnung, die in eine längs des Außenumfangs einer exzentrischen, im Motorblock 1 montierten Welle 6 ausgebildete Verzahnung eingreift. Die Rotation des Drehkolbens 3 wird so auf die Welle 6 übertragen. Die Brennkammer 4 ist durch ein Einlaßverteilerrohr 7 an eine Brennstoffzuführvorrichtung 8 angeschlossen und auch mit einem (nicht dargestellten) Auspuffverteilerrohr ve bunden.
  • Unter dem Motorblock 1 ist eine das Schmieröl enthaltende Ölwanne 9 angeordnet, das durch einen Filtereinsatz 11 in eine Getriebepumpe 12 gesaugt wird, von wo das Öl durch einen Ölkühler 13 und ein Ölfilter 14 strömt und zu einem bestimmten gleitenden, zu schmierenden Teil gefördert wird. Der Öl anteil zum Schmieren der Wandflächen der Motorarbeitskammern 2 wird durch das Ölfilter 14 geleitet, mengenmäßig durch eine Dosierölpumpe 16 zugeteilt und dann zur Brennstoffzuführvorrichtung 8 gefördert, um den Einlaßkanal zu speisen und durch das Einlaßverteilerrohr 7 in die Arbeitskammern 2 zu strömen.
  • Der genauere Aufbau der Brennstoffzuführvorrichtung 8 nach Fig. 1 ist aus Fig. 2 ersichtlich. Die Brennstoffzuführvorrichtung 8 unfaßt eine Drosselventilanordnung 21 mit einem Drosselventil 19, einen Mischungszylinder 22, ein Brennstoffeinspritzventil 23, das sich zum Mischungszylinder 22 öffnet, eine Schmieröldüse 24, ein Steuergerät 27 für das Brennstoffeinspritzventil 23 und eine Brennstoffpumpe 28 zum Zuführen des Brennstoffs zum Einspritzventil 23.
  • Am oberen Teil der Drosselventilanordnung 21 ist ein Luftreiniger 29 angeschlossen, von wo die Luft durch die Drosselventilanordnung 21, den Einlaßkanal 30 im Mischungszylinder 22 und das Einlaßverteilerrohr 7 bis zur Arbeitskammer 2 des Motors strömt.
  • Die Ansaugseite der Brennstoffpumpe 28 ist mit einem Brennstofftank 31 und die Auslaßseite der Pumpe mit dem Einspritzventil 23 verbunden. Weiter ist an der Auslaßseite ein Rücklauf mit einem Regulator 32 zur Steuerung des Drucks des Brennstoffs auf konstantem Niveau abgezweigt.
  • Die Auslaßöffnung des Einspritzventils 23 ist zum Einspritzen des Brennstoff in der dem Luftstrom im Einlaßkanal 30 unter spitzen Winkel # tangential kreuzenden Richtung vorgesehen.Die Schmieröldüse 24 ist mit der Auslaßseite der Öldosierpumpe 16 verbunden, wobe@ das offene Ende der Düse 24 in einer solchen Lage angebracht ist, daß es den Brennstoffstrahlen, die aus dem Einspritzventil 23 kommen, ausgesetzt ist. Der Dosier- oder Abmeßhebel 16a der Öldosierpumpe 16 ist mit der Öffnungseinstellung des Drosselventils 19 so verbunden, daß die Menge des dosierten Ols auf mechanischem oder elektrischem Wege entsprechend variiert wird.
  • Ein Signal wird im Steuergerät 27 entsprechend der Öffnung des Drosselventils 19 erzeugt, um die Menge des Brennstoff zu regulieren, die vom Einspritzventil 23 je nach der Öffnung des Drosselventils abgegeben wird.
  • Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird der Brennstoff vom Einspritzventil 23 während des Betriebs des Motors eingespritzt. Von der Schmieröldüse 24 wird das Öl entsprechend der Dosierung durch die Öldosierpumpe 16 eingespritzt. Das Schmieröl wird so im Brennstoffstrahl verteilt und in die Arbeitskammer 2 mitgeführt.
  • Die zur Schmierung der Arbeitskammer erforderliche Schmierölmenge kann etwa 1/150 bis 1/200 der Brennstoffmenge sein. Da die Düse 24 ziemlich nah an der Auslaßöffnung des Einspritzventils 23 angeordnet ist, ist die Strömungsgeschwindigkeit des an der Düse 24 vorbeistreichenden eingespritzten Brennstoffs hoch genug, um ein Mitreißen des Schmieröls als feinen Nebels in das Einlaßverteilerrohr 7 zu ermöglichen. Wenn die Viskosität des Schmieröls etwa bei niedriger Temperatur sehr hoch ist, kann das Schmieröl nicht vollständig zerstäubt werden, doch da die Düse 24 stets dem Strom des eingespritzten Brennstoffs ausgesetzt ist, wird das Öl durch den Brennstoff verdünnt. Folglich wird die Viskosität des Schmieröls verringert, und es läßt sich dann ohne weiteres zerstäuben. Daher kann ein großer Teil des Schmieröls als Tröpfchen in das Einlaßverteilerrohr 7 strömen.
  • Der Rest des Öls fließt in Form eines Films längs der Wandoberflächen des Mischungszylinders 22 und des Einlaßverteilerrohrs 7 in die Arbeitskammer 2. So kann die Menge von an den Wandflächen haftendem Schmieröl viel geringer als bei der bekannten Vorrichtung sein.
  • Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel wird der vom Einspritzventil 23 abgegebene Brennstoff in den Mischungszylinder 22 unter dem schon definierten spitzen Winkel e eingespritzt, so daß es erforderlich ist, die Schmieröldüse 24 in diesen Winkel mit entsprechendem Ausmaß vorragen zu lassen. Wenn jedoch die Düse 24 zu weit nach oben vorragt, verliert das Einspritzventil 23 seine Wirkung der Zerstäubung des Brennstoffs. Daher soll das Ende der Düse 24 vorzug weise unterhalb der Mittellinie C-C des Winkels 9 liegen. Das Schmieröl, das die Öldosierpumpe 16 zumißt, wird der Düse 24 intermittierend unter zeitlichen Abständen zugeführt, so daß das Schmieröl aus der Düse 24 ebenfalls intermittierend austritt. Wenn das Einspritzen des Schmieröls durch die Düse 24 mit dem Einspritzen des Brennstoffs synchron ist, kann das aus der Düse 24 austretende Schmieröl sofort im Brennstoffnebel verteilt werden, so daß sich das Haften des Öls an den Wandflächen des Motors noch weit mehr verringern läßt.
  • Übliche Kraftfahrzeug motoren haben meistens eine Leistung von 3 über 100 bis 200 PS, die gewöhnlich etwa 100 cm Schmieröl je Stunde zum Schmieren der Arbeitskammern erfordert. Wenn Öl von der Düse 24 genau so oft wie der Brennstoff vom Einspritzventil 23 eingespritzt wird, läßt sich die Menge des bei einem Mal eingeführten ÖIs erheblich verringern. Dies würde es erforderlich machen, die Genauigkeit der Öldosierpumpe 16 zu steigern. Es ist auch möglich, die Öldosierpumpe 16 derart arbeiten zu lassen, daß das Öl von der Düse 24 synchron zur Taktfolge der Brennstoffeinspritzung, z. B. jedoch nur einmal je zehn Einspritzungen, vom Brennstoffeinspritzventil eingespritzt wird.
  • Die Genauigkeit der Dosierung durch die Öldosierpumpe 16 wird nicht durch die Viskosität des Schmieröls beeinträchtigt, so daß das von der Düse 24 abgegebene Öl auf der für das Schmieren der Arbeitskammer 2 zu allen Zeiten passendsten Strömungsgeschwindigkeit gehalten wird. Daher ist es geeignet, eine Schmierung zu bewirken, die von gutem Wirkungsgrad und ausgezeichneter Anpaßbarkeit sowie mit geringerem Haften von Öl an den Wandflächen des Motors verbunden ist.
  • Fig. 3 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Schmierölzuführvorrichtung, bei dem stromab des Einspritzventils 23 ein Venturirohr 25 vorgesehen ist, in das sich die Schmieröldüse 24 öffnet. Hierbei werden die Strahlen von der Öffnung 23 a des Einspritzventils 23 durch das Venturirohr 25 gedrosselt, wo ein Teil des Brennstoffs in Berührung mit den Innenwänden des Venturirohrs strömt und das Schmieröl von der Düse 24 ansaugt, deren Öffnung in den Wandoberflächen des Venturirohrs angebracht ist, und es zusammen in die Arbeitskammer 2 einführt.
  • Bei diesem Ausführungsbeispiel erkennt man, daß das Schmieröl von der Düse 24 durch Einspritzen des Brennstoffs mit hoher Geschwindigkeit in weitem Maß zu feinen Öltröpfchen zerkleinert wird, um zusammen mit dem Brennstoff in die Arbeitskammer 2 zu strömen, wobei ein relativ kleiner Rest des Öls mit dem Brennstoff längs der Wandflächen des Einlaßverteilerrohrs 7 fließt, um ebenfalls die A rbeitskammer zu erreichen.
  • Dieses Ausführungsbeispiel zeigt eine Anordnung, bei der die Richtungen des eingespritzten Brennstoffs und der Schm ieröldüse untereinander unter rechten Winkeln gekreuzt sind, doch es ist möglich, den Winkel oC in Fig. 3 zwischen der Richtung des eingespritzten Brennstoffs und der Schmieröleintrittsrichtung auch unter 90 zu halten und dadurch eine Verringerung der Zerstäubung des Brennstoffs infolge des Vorliegens der Öffnung der Schmieröldüse 24 zu vermeiden.

Claims (5)

  1. Patent ansprüche
    1 Schmierölzuführvorrichtung in einem Drehkolbenmotor mit einem im Einlaßkanal des Motors angeordneten Brennstoffeinspritzventil zuno Einspritzen des Brennstoffs mit hoher Geschwindigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schmieröldüse (24) stromab der aus dem Einspritzventil (23) kommenden Brennstoffstrahlen zum Schmieren einer Arbeitskammer (2) des Motors angeordnet ist.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das offene Ende der Schmieröldüse (24) an einer stets den Brennstoffstrahlen ausgesetzten Stelle angeordnet ist.
  3. 3. VorrichtungnachAnspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einspritzventil (23; 23, 23a) und die Schmieröldüse (24) so zueinander ausgerichtet sind, daß die Schmieröleinspritzrichtung die Brennstoffein spritzrichtung (C-C) unter einem spitzen Winkel (z. B. oc ) schneidet.
  4. 4. Vorrichtung näch Anspruch 1, dadurch geinnzeichnet, daß das Einspritzventil (23; 23, 23a) und die Schmieröldüse (24) während des Betriebs so verbunden sind, daß die Abgabe des Schmieröls von der Düse (24) und das Einspritzen des Brennstoffs zeitlich im wesentlichen aufeinander abgestimmt sind.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der Schmierölabgabe in einem bestimmten Verhältnis zur Frequenz des Betriebs des Brennstoffeinspritzventils (23; 23, 23a) verkleinert ist.
DE19752514733 1974-04-05 1975-04-04 Schmieroelzufuehrvorrichtung fuer drehkolbenmotor mit brennstoffeinspritzung Pending DE2514733A1 (de)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2297325A1 (fr) * 1975-01-11 1976-08-06 Audi Ag Moteur a combustion interne a piston rotatif du type en trochoide
US6474965B2 (en) * 2000-05-27 2002-11-05 Brandenburgische Forschungs-Und Entwicklungsgesellschaft Cottbus Mbh Rotary piston engine having a cogwheel pump and an oil metering pump

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