DE3720462A1

DE3720462A1 - Arrangement for cooling and lubricating a compressor

Info

Publication number: DE3720462A1
Application number: DE19873720462
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl Ing Kaltenthaler; Werner Dipl Ing Teiwes
Original assignee: Wabco Westinghouse Fahrzeugbremsen GmbH
Current assignee: Wabco Westinghouse Fahrzeugbremsen GmbH
Priority date: 1987-06-20
Filing date: 1987-06-20
Publication date: 1988-12-29

Abstract

Combined cooling and lubricating systems (1, 7) have as a rule separate oil returns (6, 12), a sump (10) being situated between the lubricating system (7) and the return (12) of the lubricating system. Swirling in the sump (10) may impede the outflow from the sump. By running the two oil returns (6, 12) together, an improvement in the oil outflow from the sump (10) is achieved by injector effect. The return (6) of the cooling system (1) opens into the return (12) of the lubricating system (7) or extends into it. The outlet (14) of the return line (6) of the cooling system (1) is directed in the flow direction of the return line (12) of the lubricating system (7). The arrangement is suitable for compressors with a combined oil cooling and lubricating system. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Kühlen und Schmieren eines Kompressors gemäß dem Oberbe griff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a device for cooling and lubricating a compressor according to the Oberbe handle of claim 1.

Druckölgeschmierte Kompressoren weisen in der Regel ein Schmiersystem auf, durch das die Lage des Kurbeltriebes zwecks Schmierung mit Drucköl versorgt werden. Das aus den Lagern des Kurbeltriebes austre tende Drucköl wird in einem normalerweise im Kurbelgehäuse befindlichen Sumpf gesammelt und über einen Schmiersystemauslaß und einer daran angeschlos senen Rücklaufleitung in einen Rücklaufbehälter geführt. Die Abführung des Öls aus dem Sumpf erfolgt gewöhnlich durch die Schwerkraft des Öls, wobei der Rücklaufbehälter unterhalb des Sumpfniveaus angeord net ist.Pressure oil lubricated compressors usually have a lubrication system through which the position of the Crank drive supplied with pressure oil for lubrication will. That come out of the bearings of the crank mechanism pressure oil is usually in a Crankcase sump collected and over a lubrication system outlet and one connected to it its return line into a return tank guided. The oil is removed from the sump usually by the gravity of the oil, the Return tank arranged below the sump level is not.

Bei Kompressoren, die neben dem erwähnten Schmier system des Kurbeltriebes einen mit einem Kühlsystem ausgestatteten Zylinderkopf aufweisen, ist es üblich, beide Systeme durch eine gemeinsame Drucköl quelle zu speisen. Hierbei dient das Drucköl im Kühlsystem der Kühlung des Zylinderkopfes und/oder des Zylinders und im Schmiersystem der Schmierung des Kurbeltriebes. Das von der Druckölquelle geför derte Öl wird nach Durchströmen des Kühlsystems über eine am Kühlsystemauslaß angeschlossene Rücklauflei tung in einen Rücklaufbehälter des kombinierten Öl- und Schmiersystems geleitet. For compressors, in addition to the lubrication mentioned system of the crank mechanism one with a cooling system equipped cylinder head, it is usual, both systems through a common pressure oil source to dine. Here, the pressure oil in the Cooling system for cooling the cylinder head and / or of the cylinder and in the lubrication system of the lubrication of the crank mechanism. That from the pressure oil source After the cooling system has flowed through, the excess oil is released a return line connected to the cooling system outlet into a return tank of the combined oil and lubrication system.

Das im Sumpf befindliche Öl kann während des Kompres sorbetriebes mechanischen Einflüssen ausgesetzt sein, die ein Abfließen des Öls in den Rücklauf stören. So können z.B. durch die Bewegung des Kurbeltriebes und durch Druckschwankungen infolge Pumpwirkung des Kompressorkolbens im Kurbelgehäuse Verwirbelungen und Schwingungen von Luft und Öl auftreten, die ein gleichmäßiges Abfließen des Öls aus dem Sumpf erschweren. Auch kann durch eine während des Betriebes entstandene Schräglage des Kompressors das Sumpfniveau eine unerwünschte Höhe erreichen, bei der der Kurbeltrieb durch Eintauchen in das Öl die erwähnten nachteiligen Verwirbelungen verursacht.The oil in the sump can be removed during the compress mechanical operation be a drain of the oil into the return to disturb. For example, through the movement of the Crank drive and due to pressure fluctuations as a result Pump effect of the compressor piston in the crankcase Turbulence and vibrations of air and oil occur, a steady drainage of the oil complicate from the swamp. Can also by inclined position of the Compressor the sump level to an undesirable height reach at which the crank mechanism by immersion in the oil the adverse swirls mentioned caused.

Schließlich können auch bei einem in einem Fahrzeug installierten Kompressor durch Fahrschwingungen oder durch ein Eigenschwingungsverhalten des den Kompres sor tragenden Bauteils auf den Kompressor Vibrationen übertragen werden, die zu einem Ölrückstau in einem Sumpf des Kurbelgehäuses führen.Finally, you can also use one in a vehicle installed compressor due to driving vibrations or through a natural vibration behavior of the compress sor bearing component on the compressor vibrations transferred to an oil backlog in one Guide the sump of the crankcase.

Ein solchermaßen gestörter Ölabfluß aus dem Sumpf des Kurbelgehäuses hat in nachteiliger Weise einen erhöhten Ölverbrauch des Kompressors und einen erhöhten Anteil an Öl in der vom Kompressor geförder ten Druckluft zur Folge.An oil drain from the sump that is disturbed in this way the crankcase has a disadvantageous increased oil consumption of the compressor and one increased proportion of oil in the pumped by the compressor compressed air.

Es ist denkbar, den Sumpf durch den Einsatz einer dem Sumpf nachgeschalteten Pumpe zu evakuieren. Dies würde jedoch für den vorgesehenen Verwendungszweck einen relativ großen Bauaufwand und einen zusätzlichen Energieverbraucher erfordern.It is conceivable to use a swamp to evacuate the pump downstream of the sump. This however, would be for the intended use a relatively large construction effort and one require additional energy consumers.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde eine Einrichtung der eingangs genannten Art mit einfachen Mitteln so zu verbessern, daß der Abfluß des Öls aus dem Sumpf des Kurbelgehäuses, auch unter hierfür nachteiligen Betriebsbedingungen, erheblich verbes sert wird.The invention is therefore based on the object Setup of the type mentioned with simple Means to improve so that the drain of the oil from the sump of the crankcase, also under this adverse operating conditions, considerably verbes sert.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved by the in claim 1 specified invention solved. Further training and are advantageous embodiments of the invention specified in the subclaims.

Die Erfindung bedient sich eines an sich bekannten Injektorprinzips.The invention uses one known per se Injector principle.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß die Rücklaufmenge pro Zeiteinheit aus dem Sumpf des Kurbelgehäuses durch eine Variierung des Verhältnisses des Ausgangsquerschnittes der Rücklaufleitung des Kühlsystems zum Querschnitt der Rücklaufleitung des Schmiersystems steuerbar ist.The invention has the advantage that the return quantity per unit of time from the sump of the crankcase by varying the ratio of the Output cross section of the return line of the Cooling system to the cross section of the return line of the Lubrication system is controllable.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich daraus, daß der Ölverbrauch des Kompressors, sowie der Anteil des Öls, in der von dem Kompressor geförderten Druck luft, niedrig gehalten wird.Another advantage arises from the fact that the Oil consumption of the compressor, as well as the proportion of the Oil, in the pressure delivered by the compressor air, is kept low.

Die Erfindung hat weiterhin den Vorteil, daß für das Kühl- und Schmiersystem nur eine zwischen dem Sumpf des Kurbelgehäuses und dem Rücklaufbehälter angeordnete Rücklaufleitung benötigt wird.The invention also has the advantage that for Cooling and lubrication system only one between the Sump of the crankcase and the return tank arranged return line is required.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich daraus, daß die Erfindung in vorhandene Einrichtungen mit kombiniertem Öl- und Schmiersystem der eingangs beschriebenen Art mit relativ geringem Aufwand nachträglich einge baut werden kann.Another advantage arises from the fact that the Invention in existing facilities with combined Oil and lubrication system of the type described in the introduction retrofitted with relatively little effort can be built.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels, das in der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert.The invention is based on an embodiment, that is shown in the drawing, explained in more detail.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ein richtung zum Kühlen und Schmieren eines Kompressors mit einer Ölabsaugvorrichtung; Figure 1 is a schematic representation of a device for cooling and lubricating a compressor with an oil suction device.

Fig. 2 eine detaillierte Darstellung der Ölab saugvorrichtung der Einrichtung gemäß Fig. 1 FIG. 2 shows a detailed illustration of the oil suction device of the device according to FIG. 1

Fig. 3 eine Variante der Ölabsaugvorrichtung ge mäß Fig. 2. Fig. 3 shows a variant of the oil discharge accelerator as FIG. 2.

Die Ölabsaugvorrichtung dient dazu die Ölabfuhr aus dem Sumpf des Schmiersystems zu verbessern.The oil suction device is used for oil removal to improve the sump of the lubrication system.

Fig. 1 zeigt ein in einem Zylinderkopf eines Kompres sors angeordnetes Kühlsystem (1) mit einem Kühlsystem einlaß (2) und einem Kühlsystemauslaß (3), das von einer Druckölquelle (4) über eine Leitung (5) mit zur Kühlung des Zylinderkopfes dienenden Drucköl gespeist wird. Das Drucköl wird aus dem Kühlsystem über eine erste Rücklaufleitung (6) abgeführt. Fig. 1 shows a arranged in a cylinder head of a compressor compressor cooling system ( 1 ) with a cooling system inlet ( 2 ) and a cooling system outlet ( 3 ) from a pressure oil source ( 4 ) via a line ( 5 ) with cooling oil for the cylinder head is fed. The pressure oil is discharged from the cooling system via a first return line ( 6 ).

Ein im Kurbelgehäuse des Kompressors angeordnetes Schmiersystem (7), das zur Schmierung eines Kurbel triebes dient, wird über eine Leitung (8) und einen Schmiersystemeinlaß (9) von der Druckölquelle (4) mit Drucköl gespeist. Das aus dem Labyrinth des Schmiersystems (7) austretende Drucköl wird in einem im Kurbelgehäuse angeordneten Sumpf (10) aufgefangen und über einen Schmiersystemauslaß (11) und einer zweiten Rücklaufleitung (12) in einen Rücklaufbehäl ter (13) abgeführt.A arranged in the crankcase of the compressor lubrication system ( 7 ), which serves to lubricate a crank mechanism, is fed via a line ( 8 ) and a lubrication system inlet ( 9 ) from the pressure oil source ( 4 ) with pressure oil. The emerging from the labyrinth of the lubrication system ( 7 ) pressure oil is collected in a sump ( 10 ) arranged in the crankcase and discharged via a lubrication system outlet ( 11 ) and a second return line ( 12 ) into a return container ( 13 ).

Die erste Rücklaufleitung (6) mündet in die zweite Rücklaufleitung (12), oder ist in diese hineinge führt. Der Ausgang (14) der ersten Rücklaufleitung (6) ist in Strömungsrichtung der zweiten Rücklauf leitung (12) gerichtet. Der Ausgang (14) ist nahe dem Schmiermittelauslaß (11) angeordnet. In vor teilhafter Weise wird für das Kühl- und Schmier system nur eine zwischen dem Sumpf (10) des Kur belgehäuses und dem Rücklaufbehälter (13) ange ordnete Rücklaufleitung (12) benötigt.The first return line ( 6 ) opens into the second return line ( 12 ) or leads into it. The output ( 14 ) of the first return line ( 6 ) is directed in the flow direction of the second return line ( 12 ). The outlet ( 14 ) is arranged near the lubricant outlet ( 11 ). In geous manner, only one between the sump ( 10 ) of the cure belgehäuses and the return tank ( 13 ) arranged return line ( 12 ) is required for the cooling and lubrication system.

Die Strömungsgeschwindigkeit des den Ausgang (14) verlassenen Drucköls ist höher als die Abflußge schwindigkeit des aus dem Sumpf (10) abfließenden Drucköls, so daß nach Art einer an sich bekannten Injektorwirkung am Schmiersystemauslaß (11) ein Sog entsteht, durch den der Abfluß des Drucköls aus dem Sumpf (10) beschleunigt wird.The flow rate of the outlet ( 14 ) leaving pressure oil is higher than the Abflußge speed of the sump ( 10 ) flowing pressure oil, so that, in the manner of a known injector effect at the lubrication system outlet ( 11 ), a suction occurs through which the discharge of the pressure oil is accelerated from the swamp ( 10 ).

Die Sogwirkung am Schmiersystemauslaß (11) ist durch das Verhältnis des Querschnittes des Ausgangs (14) zum Querschnitt der zweiten Rücklaufleitung (12) im Bereich des Ausgangs (14) bestimmt. Durch Verände rung des Verhältnisses dieser Querschnitte zueinan der ist die Abflußgeschwindigkeit des Drucköls aus dem Sumpf (10) steuerbar und kann demzufolge den jeweils gegebenen Betriebsbedingungen angepaßt werden.The suction effect at the lubrication system outlet ( 11 ) is determined by the ratio of the cross section of the outlet ( 14 ) to the cross section of the second return line ( 12 ) in the region of the outlet ( 14 ). By changing the ratio of these cross sections to each other, the outflow speed of the pressure oil from the sump ( 10 ) is controllable and can therefore be adapted to the given operating conditions.

Gemäß Fig. 2 ist der Querschnitt des Ausgangs (14) gegenüber dem Querschnitt der ersten Rücklaufleitung (6) durch den Einsatz einer Düse (15) verkleinert, so daß die Austrittsgeschwindigkeit des Drucköls aus dem Ausgang (14) und damit die Sogwirkung am Schmier systemauslaß (11) erhöht wird. Eine Steigerung der Sogwirkung ist auch erreichbar, wenn der Schmier systemauslaß (11) mit einem vom Sumpf (10) zum Ausgang (14) hin sich verjüngenden Querschnitt als Düse (16) ausgebildet ist.Referring to FIG. 2, the cross section of the output (14) is reduced relative to the cross section of the first return line (6) by using a nozzle (15) such that the exit velocity of the pressurized oil from the outlet (14) and thus the suction system outlet at the grease ( 11 ) is increased. An increase in the suction effect can also be achieved if the lubrication system outlet ( 11 ) is designed as a nozzle ( 16 ) with a cross-section tapering from the sump ( 10 ) to the outlet ( 14 ).

Gemäß Fig. 2 ist die erste Rücklaufleitung (6) als ein die Wände des Zylinders und des Kurbelgehäuses durchdringender Kanal ausgebildet, der durch ein in den Schmiersystemauslaß mündendes Rohr (17) fortge setzt ist.Referring to FIG. 2, the first return line (6) is formed as a cylinder and the walls of the crankcase penetrating channel, advanced training courses through an opening into the Schmiersystemauslaß tube (17) is set.

Gemäß Fig. 3 erfolgt die Zusammenführung des Kühl systemauslasses (3) mit dem Schmiersystemauslaß (11) in einer als T-förmig ausgebildeten Rohrverschrau bung (18), die in das Kurbelgehäuse im Bereich des Sumpfes (10) eingeschraubt ist. Die erste Rücklauf leitung (6) ist mittels einer als Überwurfmutter (19) und einer Dichtung (20) ausgebildeten Rohrver schraubung (19, 20) mit dem T-Stück (18) verschraubt. Die Stirnfläche (21) der ersten Rücklaufleitung (6) ist verschlossen. Der Ausgang (14) ist seitlich, den Mantel der ersten Rücklaufleitung (6) durchdringend angeordnet. Der Ausgang (14) ist in Strömungsrich tung der zweiten Rücklaufleitung (12) gerichtet. Die Bauweise der Absaugvorrichtung gemäß Fig. 3 gestattet einen nachträglichen Einbau mit relativ geringem Aufwand.Referring to FIG. 3, the merging of the cooling takes place systemauslasses (3) with the bung Schmiersystemauslaß (11) in a recess formed as a T-shaped Rohrverschrau (18), which is screwed into the crankcase in the area of the sump (10). The first return line ( 6 ) is screwed to the T-piece ( 18 ) by means of a pipe connection ( 19 , 20 ) designed as a union nut ( 19 ) and a seal ( 20 ). The end face ( 21 ) of the first return line ( 6 ) is closed. The outlet ( 14 ) is arranged laterally, penetrating the jacket of the first return line ( 6 ). The outlet ( 14 ) is directed in the direction of flow of the second return line ( 12 ). The construction of the suction device according to FIG. 3 permits retrofitting with relatively little effort.

Claims

1. Device for cooling and lubricating a compressor with the following features:

a) The compressor has a cooling system provided with a cylinder head with a cooling system inlet and a cooling system outlet and a first return line connected to the cooling system outlet;
b) the compressor has a crank mechanism provided with a lubrication system with a lubrication system inlet and a sump;
c) the sump has a lubrication system outlet with a second return line connected thereto;
d) a pressure oil source is provided which is connected to the cooling system inlet and to the lubrication system inlet;

characterized by the following features:

e) The first return line ( 6 ) opens into the second return line ( 12 );
f) the output ( 14 ) of the first Rücklauflei device ( 6 ) is directed in the flow direction of the second return line ( 12 ).

2. Device according to claim 1, characterized in that the output ( 14 ) of the first return line ( 6 ) near the lubrication system output ( 11 ) is arranged.

3. Device according to claims 1 or 2, characterized in that the outlet end ( 14 ) associated line end of the first return line ( 6 ) is designed as a nozzle ( 15 ). ( Fig. 2)

4. Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the lubrication system outlet ( 11 ) with a from the sump ( 10 ) to the outlet ( 14 ) of the first return line ( 6 ) tapering cross section formed as a nozzle ( 16 ) is. ( Fig. 2)

5. Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the lubrication system outlet ( 11 ) and the second return line ( 12 ) is formed by a T-shaped tube screw connection ( 18 ) screwed into the crankcase in the region of the sump ( 10 ) , into which the first return line ( 6 ) extends with its outlet ( 14 ) and is screwed to the T-shaped pipe screw connection ( 18 ) by means of a union nut ( 19 ) and a seal ( 20 ). ( Fig. 3)