DE3633094A1 - Oelkreislaeufe einer brennkraftmaschine - Google Patents
Oelkreislaeufe einer brennkraftmaschineInfo
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- F01M5/005—Controlling temperature of lubricant
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine ge
mäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE-OS 35 09 095 ist eine ölgekühlte Brennkraftma
schine bekannt, bei der das Schmier- bzw. Kühlöl für die
Beheizung beispielsweise eines Fahrgastraumes nutzbar ist.
Dabei sind Wärmetauscher, die dem Öl die zur Beheizung des
Fahrgastraums nötige Energie entziehen, in einer Bypaßlei
tung für einen Ölkühler und in einer Zufuhrleitung zu dem
Schmierkreislauf der Brennkraftmaschine angeordnet. Nach
teilig an dieser Anordnung ist es, daß dem Kühlkreislauf
der Brennkraftmaschine durch die Parallelschaltung von Öl
kühler und Heiz-Wärmetauscher immer Energie entzogen wird.
Dies ist besonders bei Kaltstarts unerwünscht, da sich
während der Warmlaufphase der Brennkraftmaschine das Öl
möglichst schnell erwärmen soll. Der zweite Heiz-Wärme
tauscher ist so in den Schmierölkreislauf eingeschaltet,
daß er die durch die Schmierung der Brennkraftmaschine er
zeugte Wärmeenergie des Öls nicht nutzen kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, Ölkreisläufe einer Brenn
kraftmaschine schaltungstechnisch so zu gestalten, daß ei
ne leistungsfähige Entnahme von Wärmeenergie für Heiz
zwecke aus den Ölkreisläufen möglich ist.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein Heiz-Wärme
tauscher in einer gemeinsamen Rückführleitung des Schmier
kreislaufs und des Kühlkreislaufs angeordnet ist, wobei
die Rückführleitung in ein Ölreservoir mündet. Durch diese
Anordnung wird die durch den Kühlvorgang von dem Öl auf
genommene Wärmeenergie unmittelbar und die bei dem
Schmiervorgang von dem Öl aufgenommene Wärmeenergie für
Heizzwecke genutzt. Weiterhin ist der Heiz-Wärmetauscher
über eine von einem Stromregelventil gesteuerte Bypaßlei
tung umgehbar. Dadurch wird erreicht, daß beispielsweise
bei kalter Brennkraftmaschine durch die Umgehung des
Heiz-Wärmetauschers dem Öl keine Wärmeenergie entzogen
wird und die Brennkraftmaschine somit rasch ihre Betriebs
temperatur erreicht. Das Stromregelventil kann ausschließ
lich manuell betätigbar sein. Vorteilhaft ist es aber,
wenn in dem Stromregelventil ein Thermostat integriert
ist, der erst ab einer bestimmten vorgebbaren Temperatur
des Öls eine manuelle Beeinflußbarkeit im Sinne einer
Durchströmung des Heiz-Wärmetauschers zuläßt. Ebenso ist
es in bestimmten Anwendungsfällen vorgesehen, daß ein wei
terer Thermostat oberhalb einer vorgebbaren Temperatur des
Öls das Stromregelventil in dem Sinne steuert, daß das ge
samte Öl durch den Heiz-Wärmetauscher geleitet wird. Durch
diese Maßnahme wird erreicht, daß in kritischen Tempera
turbereichen eine zusätzliche Kühlung des Öls durch den
Heiz-Wärmetauscher erfolgen kann.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung fördert eine Pumpe
das sich in der Ölwanne der Brennkraftmaschine befindliche
Öl in die gemeinsame Rückführleitung des Schmier- und
Kühlöls. In der Ölwanne des Motors sammelt sich beispiels
weise das von den Lagerstellen zurückfließende Schmieröl
sowie das zur Kolbenschmierung und Kolbenkühlung verwende
te Öl. Durch den Einsatz der Pumpe ist die Lage des
Heiz-Wärmetauschers frei wählbar und kann optimal den ge
gebenen Anbaubedingungen der Brennkraftmaschine angepaßt
werden. Eine oder je nach Ausführung der Brennkraftmaschi
ne mehrere Überdruckleitungen des Schmierkreislaufs münden
direkt in die gemeinsame Rückführleitung. Dies hat den
Vorteil, daß das dermaßen abgesteuerte, unter Druck
stehende Öl nicht von der Pumpe gefördert werden muß. Bei
bestimmten Ausführungsformen kann es auch zweckmäßig sein,
eine oder mehrere Überdruckleitungen des Schmierkreislaufs
in die Ölwanne der Brennkraftmaschine münden zu lassen.
In einer weiteren Ausgestaltung ist das Ölreservoir als
unabhängig von der Ölwanne angeordneter Behälter ausgebil
det, der über eine Entlüftungsleitung mit der Ölwanne ver
bunden ist. Dabei herrscht in dem Behälter maximal ein
geringer Überdruck, der durch den Kurbelgehäuseüberdruck
bestimmt ist. Bei einer derartigen Ausbildung brauchen die
Verbindungsleitungen von und zu dem Behälter nicht als
besonders hochdruckfeste Leitungen ausgelegt sein.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist das Ölreser
voir als unabhängig von der Ölwanne angeordneter ge
schlossener Behälter ausgebildet, der über eine Überdruck
leitung mit der Ölwanne verbunden ist. Dabei drückt in
Weiterbildung der Erfindung die das aus der Ölwanne in den
Behälter fördernde Pumpe das in dem Behälter befindliche
Öl in den Schmier- und Kühlkreislauf. Ein in der Über
druckleitung angeordnete Überdruckventil ist so einge
stellt, daß es die Überdruckleitung erst dann öffnet, wenn
der Staudruck in dem Schmier- bzw. Kühlkreislauf einen
vorgegebenen Wert überschreitet.
In Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, in den
Kühlkreislauf eine Umwälzpumpe einzusetzen. Diese Umwälz
pumpe ist in vorteilhafter Weise mit variabler Drehzahl
antreibbar. Damit kann der Öldurchsatz durch den Kühl
kreislauf der Brennkraftmaschine in bestmöglicher Weise
dem Kühlbedarf angepaßt werden. Beispielsweise kann die
Drehzahlsteuerung der Umwälzpumpe von einem Thermostaten
gesteuert werden, der die Temperatur der Brennkraftmaschi
ne an verschiedenen Stellen mißt. Damit ist es möglich,
bei einem Kaltstart der Brennkraftmaschine die Umwälzpumpe
so lange im Stillstand zu belassen, bis die Brennkraftma
schine eine bestimmte Mindesttemperatur erreicht hat. Da
nach kann mit zunehmender Brennkraftmaschinentemperatur
die Förderleistung der Umwälzpumpe bis zu einem Maximal
wert gesteigert werden. Dabei ist die Versorgung des
Schmierkreislaufs mit Öl von dieser Steuerung vollkommen
unabhängig, da sich in dem gesamten Kühlkreislauf der in
dem Behälter herrschende Überdruck einstellt, und somit
der variable Massendurchsatz durch den Kühlkreislauf kei
nen Einfluß auf die Schmierölversorgung der Brennkraftma
schine nimmt. Wird der Behälter nicht mit Überdruck be
trieben bzw. nur mit dem geringen Kurbelgehäuseüberdruck,
ist es in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, eine ge
meinsame Förderpumpe in den Schmier- und Kühlkreislauf der
Brennkraftmaschine anzuordnen. Dadurch kann die Lage des
Behälters unabhängig von geodätischen Gegebenheiten erfol
gen.
In Weiterbildung der Erfindung ist in der Zuführleitung
des Schmierkreislaufs ein Absperrventil angeordnet. Dieses
Absperrventil ist bei laufender Brennkraftmaschine geöff
net und schließt sich beim Abstellen der Brennkraftmaschi
ne automatisch. Dadurch wird beim Startvorgang der Brenn
kraftmaschine, bei dem das Absperrventil automatisch ge
öffnet wird, eine Vorschmierung der Brennkraftmaschine
durch den Abbau des in dem Behälter herrschenden Über
drucks erreicht. Ein Rückfluß des Öls in die Ölwanne über
die Pumpe, die das Öl aus der Ölwanne in den Behälter för
dert, wird durch ein entsprechendes Rückschlagventil in
dieser Leitung verhindert.
Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen der Brennkraftma
schine ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschrei
bung, in der in den Figuren dargestellte Ausführungsbei
spiele der Erfindung beschrieben sind. Es zeigen:
Fig. 1 ein Schema der Ölkreisläufe gemäß einer ersten
Variante,
Fig. 2 ein Schema der Ölkreisläufe gemäß weiterer Ausfüh
rungsformen.
Aus einem Ölresevoir 1 saugt eine Umwälzpumpe 2 Öl in ei
nen Schmierkreislauf 3 und einen Kühlkreislauf 4. von dem
Schmierkreislauf 3 gelangt das austretende Öl in eine Öl
wanne 5 der Brennkraftmaschine. Aus der Ölwanne 5 wird das
Öl von einer Pumpe 6 über eine Rückführleitung 7 in das
Ölreservoir zurückgepumpt. In die Rückführleitung 7 ge
langt ebenfalls das aus dem Kühlkreislauf 4 austretende
Öl. In der gemeinsamen Rückführleitung 7 des Schmierkreis
laufs 3 und des Kühlkreislaufs 4 ist ein Heizkreislauf 8
angeordnet.
Das von der Umwälzpumpe 2 in den Schmierkreislauf 3 geför
derte Öl wird von einem Filter 9 gereinigt und gelangt
über ein entsprechendes Leitungssystem zu den nicht näher
dargestellten Schmierstellen 10 der Brennkraftmaschine. An
geeigneter Stelle ist (sind) an einer oder mehreren
Schmierstellen 10 ein oder mehrere Überdruckventil(e) 11
angeordnet, das (die) bei einem zu hohen Schmieröldruck an
den Schmierstellen 10 das Öl über eine Abführleitung 12
absteuert (absteuern). Die Abführleitung 12 mündet in dem
Ausführungsbeispiel direkt in die Rückführleitung 7. Es
kann auch zweckmäßig oder notwendig sein, die Rückführlei
tung 12 in die Ölwanne 5 einmünden zu lassen. Weiterhin
besteht der Schmierkreislauf 3 aus einer parallel zu den
Schmierstellen 10 von dem Filter 9 ölversorgten Kolben
schmierung und Kolbenkühlung 13, wobei in der Zulauflei
tung ein Überdruckventil 14 angeordnet sein kann. Das von
der Kolbenschmierung und Kolbenkühlung 13 kommende Öl ge
langt ebenfalls in die Ölwanne 5.
Das von der Pumpe 2 in den Kühlkreislauf 4 geförderte Öl
wird zuerst zu den kühlenden Teilen 15 der Brennkraftma
schine geleitet. Die zu kühlenden Teile 15 sind beispiels
weise Zylinderblock und Zylinderkopf der Brennkrafmaschi
ne, wobei diese Teile nacheinander oder parallel durch
strömt werden können. Ebenfalls ist es vorgesehen, nur den
Zylinderblock mit Öl zu kühlen, während der Zylinderkopf
luftgekühlt ist oder umgekehrt. Weiterhin ist die Erfin
dung für wassergekühlte Brennkraftmaschinen anwendbar, bei
denen der Kühlkreislauf 4 als Zusatzkühlsystem eingesetzt
ist. Von den zu kühlenden Teilen 15 gelangt das Öl in ein
Thermostatventil 16, daß das Öl in einen Kühler 17 oder in
eine den Kühler 17 umgehende Bypaßleitung 18 leitet. So
wohl der aus dem Kühler 17 als auch aus der Bypaßleitung
18 austretende Ölstrom mündet in die Rückführleitung 7.
Ein Temperaturfühler 19 des Thermostatventils 16 mißt die
Temperatur des in die zu kühlenden Teile 15 der Brenn
kraftmaschine eintretenden Öls. Dadurch liegt eine von der
Kühlwärme nicht direkt beeinflußte Kühlerbeaufschlagung
vor; vielmehr wird eine für den Schmierkreislauf zulässige
Maximaltemperatur als Mischtemperatur ermöglicht. Die in
der Rückführleitung 7 vereinten Ölströme des Schmierkreis
laufs 3 und des Kühlkreislaufs 4 gelangen eingangs des
Heizkreislaufs 8 in ein Stromregelventil 20, um von diesem
in einen Heiz-Wärmetauscher 21 oder in eine den Heiz-Wär
metauscher 21 umgehende Bypaßleitung 22 gesteuert zu wer
den. Mit dem Stromregelventil 20 sind die in dem Heiz-Wär
metauscher 21 und in die Bypaßleitung 22 gelangenden Öl
ströme in weiten Temperaturbereichen des Öls stufenlos än
derbar. Weiterhin ist eine Thermostateinrichtung in dem
Stromregelventil 20 vorgesehen, die das Öl bei Temperatu
ren unterhalb eines vorgegebenen Werts ausschließlich in
die Bypaßleitung 22 steuert. Ebenfalls ist eine Thermostat
einrichtung vorgesehen, die das Öl bei Temperaturen ober
halb eines vorgebbaren Werts ausschließlich in den
Heiz-Wärmetauscher 21 steuert. Durch diese beiden Zusatz
einrichtungen wird erreicht, daß dem Öl bei niedrigen Öl
temperaturen keine Wärmeenergie entzogen wird und somit
das Öl bzw. die Brennkraftmaschine schnell ihre Betriebs
temperatur erreicht. Bei hohen Temperaturen wird durch das
Durchleiten durch den Heiz-Wärmetauscher 21 ein zusätzli
cher Kühleffekt des Öls erreicht. Von dem Heiz-Wärmetau
scher 21 und der Bypaßleitung 22 gelangt das Öl in das Öl
reservoir 1. Das Ölreservoir 1 ist als ein an geeigneter
Stelle der Brennkraftmaschine angeordneter Trockensumpfbe
hälter ausgeführt, der über eine Entlüftungsleitung 23 mit
der Ölwanne 5 der Brennkraftmaschine verbunden ist. Das
Ölreservoir 1 ist beispielsweise in die Außenwandungen der
Brennkraftmaschine im Bereich zwischen der Kurbelwellen
ebene und der Zylinderkopfebene der Brennkraftmaschine an
geordnet. Diese Ausführung ermöglicht eine sehr kompakte
Bauform der Brennkraftmaschine, die zu dem durch die
spezielle Anordnung des Ölresevoirs zusätzlich geräusch
isolierend wirkt.
Das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfin
dung beinhaltet mehrere Detailvarianten für den Schmier
kreislauf 3 a, ist aber im grundsätzlichen Aufbau, wie un
ter Fig. 1 beschrieben, ausgeführt. Das in der Ölwanne 5
der Brennkraftmaschine angesammelte Öl wird von der Pumpe
6 in die Rückführleitung 7 gefördert und von dort über den
Heizkreislauf 8 in das Ölreservoir 1 a gepumpt. Das Öl
reservoir 1 a ist als geschlossener Behälter ausgeführt,
der über eine Überdruckleitung 24 mit einem eingesetzten
Überdruckventil 25 mit der Ölwanne 5 verbunden ist. Eine
Leitung 26 führt das in dem Ölreservoir 1 a unter Druck
stehende Öl einmal über eine Zufuhrleitung 27 in den
Schmierkreislauf 3 a und parallel dazu zu einer Umwälzpumpe
2 a. Die Umwälzpumpe 2 a versorgt den Kühlkreislauf 4 mit Öl
wie zuvor unter Fig. 1 beschrieben. Dabei ist die Umwälz
pumpe 2 a mit einem variablen Antrieb ausgestattet, wodurch
eine individuelle Anpassung der Förderleistung an den
Kühlbedarf der Brennkraftmaschine ermöglicht wird. Dadurch
kann einerseits das Öl schneller seine Betriebstemperatur
erreichen andererseits wird bei Stillstand der Umwälzpumpe
2 a zusätzliche Leistung der Brennkraftmaschine für andere
Zwecke nutzbar.
In die Zufuhrleitung 27 ist in einer Detailvariante ein
Absperrventil 28 eingesetzt sowie auf der Druckseite der
Pumpe 6 ein Rückschlagventil 29. Das mechanisch druck-
und/oder elektrisch-betätigte Absperrventil ist bei lau
fender Brennkraftmaschine geöffnet, d.h., die Zufuhrlei
tung 27 ist mit dem Schmierkreislauf 3 a verbunden. Beim
Abstellen der Brennkraftmaschine wird das Absperrventil 28
automatisch geschlossen und somit ein von dem Überdruck
ventil 25 bestimmter Druck in dem Ölresevoir 1 a bzw. in
dem Kühlkreislauf 4 und dem Heizkreislauf 8 aufrechterhal
ten. Ein Abfließen des Öls über die Pumpe 6 wird durch das
vorgeschaltete Rückschlagventil 29 verhindert. Vor oder
während des Starts der Brennkraftmaschine wird das Ab
sperrventil 28 geöffnet und das in der Zufuhrleitung 27
unter Druck stehende Öl gelangt in den Schmierkreislauf 3 a
und sorgt für eine Vorschmierung der Brennkraftmaschine.
Der Schmierkreislauf 3 a weist im Unterschied zu dem in Fig. 1
beschriebenen Schmierkreislauf 3 beispielsweise eine
thermostatgesteuerte Kolbenschmierung und Kolbenkühlung 13
auf. Dabei ist in den entsprechenden Zufuhrleitungen ein
Thermostat 30 angeordnet, das in einer weiteren Details
variante durch ein parallelgeschaltetes Überdruckventil 31
ergänzt wird. Durch diese thermostatgesteuerte Kolben
schmierung und Kolbenkühlung 13 ist eine bessere Anpassung
der Schmierung und Kühlung im Hinblick auf die Erforder
nisse des gesamten Kreislaufs ermöglicht.
Claims (9)
1. Brennkraftmaschine, bei der das in den Ölkreisläu
fen befindliche Öl für Schmierzwecke, für Kühlzwecke und
für Heizzwecke nutzbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß
ein Heiz-Wärmetauscher (21) in einer gemeinsamen Rückführ
leitung (7) des Schmierkreislaufs (3) und des Kühlkreis
laufs (4) angeordnet ist und der Heiz-Wärmetauscher (21)
über eine von einem Stromregelventil (20) gesteuerte By
paßleitung (22) umgehbar ist, wobei die gemeinsame Rück
führleitung (7) in ein Ölreservoir (1, 1 a) mündet.
2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß eine Pumpe (6) das in einer Ölwanne (5) der
Brennkraftmaschine befindliche Öl des Schmierkreislaufs
(3) unmittelbar in die gemeinsame Rückführleitung (7) för
dert.
3. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 oder
2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Überdruckleitung mit
einem Überdruckventil (11) des Schmierkreislaufs (3) über
eine Abführleitung (12) in die gemeinsame Rückführleitung
(7) mündet.
4. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis
3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ölreservoir (1, 1 a) als
unabhängig von der Ölwanne (5) angeordneter, druckloser
Behälter ausgebildet ist, der über eine Entlüftungsleitung
(23) mit der Ölwanne (5) verbunden ist.
5. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis
3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ölreservoir (1, 1 a) als
unabhängig von der Ölwanne (5) angeordneter, druckdichter
Behälter ausgebildet ist, der über eine Überdruckleitung
(24) und ein Überdruckventil (25) mit der Ölwanne (5) ver
bunden ist.
6. Brennkraftmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß eine Umwälzpumpe (2, 2 a) das in dem Ölreser
voir (1, 1 a) befindliche Öl in den Schmierkreislauf (3,
3 a) und in den Kühlkreislauf (4) fördert.
7. Brennkraftmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß das in dem geschlossenen Ölreservoir (1, 1 a)
befindliche Öl durch den von der Pumpe (6) erzeugten För
derdruck in den Schmierkreislauf (3, 3 a) und den Kühl
kreislauf (4) gedrückt wird.
8. Brennkraftmaschine nach Anspruch 5 und 7, dadurch
gekennzeichnet, daß in dem Kühlkreislauf (4) eine Umwälz
pumpe (2, 2 a) angeordnet ist.
9. Brennkraftmaschine nach Anspruch 5, 7 und 8, da
durch gekennzeichnet, daß in dem Schmierkreislauf (3, 3 a)
ein Absperrventil (28) angeordnet ist, daß beim Abstellen
der Brennkraftmaschine schließbar ist und bei lnbetrieb
nahme der Brennkraftmaschine zu öffnen ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863633094 DE3633094A1 (de) | 1986-09-29 | 1986-09-29 | Oelkreislaeufe einer brennkraftmaschine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863633094 DE3633094A1 (de) | 1986-09-29 | 1986-09-29 | Oelkreislaeufe einer brennkraftmaschine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3633094A1 true DE3633094A1 (de) | 1988-03-31 |
Family
ID=6310618
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19863633094 Withdrawn DE3633094A1 (de) | 1986-09-29 | 1986-09-29 | Oelkreislaeufe einer brennkraftmaschine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3633094A1 (de) |
Cited By (3)
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1986
- 1986-09-29 DE DE19863633094 patent/DE3633094A1/de not_active Withdrawn
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---|---|---|---|
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