DE3805389A1 - Kurbelgehaeuse fuer eine mehrzylinder-reihenbrennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kurbelgehäuse für eine im Viertakt arbeitende Mehrzylinder-Reihenbrennkraft­ maschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Unter einer Reihenbrennkraftmaschine ist in diesem Zu­ sammenhang eine Brennkraftmaschine mit einer oder auch mehreren, vorzugsweise zwei Zylinderreihen zu verstehen. Ein gattungsgemäßes Kurbelgehäuse ist in der DE-C 34 44 838 dargestellt. Bei diesem bekannten Kurbelge­ häuse wird durch eine bestimmte Ausbildung des Kurbel­ gehäuse-Unterteils eine Versteifung des Kurbelgehäuse- Oberteils erreicht und das aus dem Zylinderkopf in die Ölwanne zurückfließende Öl von den rotierenden Trieb­ werksteilen ferngehalten.

Bei Reihenbrennkraftmaschinen findet aufgrund der phasen­ verschobenen Bewegung der Kolben eine sich im ungünstig­ sten Fall über die ganze Länge des Kurbelgehäuses er­ streckende Hin- und Herbewegung der Luftmassen statt, die insbesondere bei V8-Brennkraftmaschinen ausgeprägt ist, bei denen die Kolbenbewegung der den ersten Zylindern gegenläufig ist, so daß das Hubvolumen eines Zylinders quer durch das ganze Kurbelgehäuse hin- und hergeschoben wird. Für diese Verschiebearbeit ist eine Leistung er­ forderlich, die bis zu 10% der Nennleistung betragen kann. Zusätzlich wird durch diese Luftmassenverschiebung ein Aufschäumen des Öls bewirkt, was zu erheblichen An­ strengungen hinsichtlich eines wirksamen Entgasens des Öls zwingt.

Die vorgenannten Probleme können mittels einer Trocken­ sumpfschmierung an sich weitgehend gelöst werden. Bei einer Trockensumpfschmierung ist jedoch neben der normalen Ölpumpe eine Absaugepumpe erforderlich, die mindestens die zweifache Förderleistung der Schmierölpumpe haben sollte, um auch Ölschaum abzusaugen und gegebenenfalls sogar einen Unterdruck im Kurbelraum zu erzeugen, damit das aus den Lagern stammende Öl schnellstmöglich abge­ führt wird. Eine derartige Absaugepumpe vermindert die verfügbare Leistung und erhöht den Kraftstoffverbrauch.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kurbelge­ häuse der gattungsgemäßen Art zu schaffen, bei dem Leistungsverluste durch Luftmassenverschiebung im Kurbel­ gehäuse vermieden sind und die Bildung von Ölschaum im Kurbelgehäuse auf ein Mindestmaß reduziert ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kenn­ zeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Vorschlag wird durch die voll­ ständige Trennung des jedem Kurbelzapfen zugeordneten Kurbelraumes von den anderen Kurbelräumen eine Verschie­ bung von Luftmassen entlang des Kurbelgehäuses ver­ mieden. Das Verdichten und Entspannen in jedem einzelnen, in sich abgeschlossenen Kurbelraum erfordert, wie be­ kannt, keine Leistung, da die beim Verdichten, d.h. bei der Abwärtsbewegung des Kolbens aufgewandte Arbeit während der nachfolgenden Entspannung durch die Auf­ wärtsbewegung des Kolbens wiedergewonnen wird. Da sich in den einzelnen Kurbelräumen ansammelndes Öl bei dem Verdichtungsvorgang durch das sich dann öffnende Ventil in die darunterliegende Ölwanne gedrückt wird, sind die einzelnen Kurbelräume stets weitgehend ölfrei, so daß Panschverluste weitgehend vermieden sind. Ein Aufschäumen des Öles findet ebenfalls nicht statt. Es kann auch nicht in der Ölwanne stattfinden, da die Ölwanne durch die Abschottung gegenüber den Kurbelräumen von der durch die Kolbenbewegungen entstehenden Luftmassenverschie­ bungen verschont ist, denn es öffnet stets nur dasjenige Ventil, in dessen zugeordneten Kurbelraum gerade der höchste Druck herrscht.

Die zwischen den einzelnen Kurbelräumen und der Ölwanne vorgesehenen Ventile können so ausgebildet sein, daß sie direkt durch den im zugeordneten Kurbelraum herr­ schenden Druck geöffnet werden. Sie können zu diesem Zweck als Platt- oder Zungenventile ausgebildet sein, die durch Eigenspannung oder durch eine Feder in der Schließstellung gehalten werden. Alternativ können Ven­ tile verwendet werden, die nicht selbständig unter dem Druck öffnen, sondern formschlüssig geöffnet werden, indem eine der in jedem Kurbelraum umlaufenden Kurbel­ wangen einen entsprechenden Nocken oder eine Nockenbahn erhält, der bzw. die das Ventil in der entsprechenden Phasenlage der Kurbelwelle öffnet. Eine weitere Mög­ lichkeit besteht darin, die Ventile als Drehschieber auszubilden, die auf einer gemeinsamen Welle sitzen und von der Kurbelwelle angetrieben werden und so an­ geordnet sind, daß jeweils der Kurbelraum, in welchem der höchste Druck herrscht, mit der Ölwanne in Ver­ bindung kommt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 einen Querschnitt einer V8-Brennkraftmaschine entlang Linie 1-1 in Fig. 2, und

Fig. 2 einen Schnitt entlang Linie 2-2 in Fig. 1.

Das in Fig. 1 und 2 dargestellte Zylinder-Kurbelgehäuse besteht aus einem Oberteil 1 und einem Unterteil 2, die entlang einer Flanschfläche 3 miteinander verbunden sind und zusammen die Lagerstellen 6 einer Kurbelwelle 4 bilden, auf deren Kurbelzapfen 5 jeweils zwei Pleuel 7 und 8 für zwei Kolben 9 und 10 angeordnet sind, die jeweils einem Zylinder einer Zylinderreihe A bzw. B zugeordnet sind. Dies ist in Fig. 1 der Einfachheit halber nur für den ersten Kurbelzapfen dargestellt.

Jedem Kurbelzapfen 5 und den auf diesem angeordneten Pleuel 7, 8 ist ein eigener Kurbelraum 12 zugeordnet, der von den anderen Kurbelräumen getrennt ist. Dabei ist jeder Kurbelraum 12 durch die am Unterteil 2 ange­ formten Seitenwände 13 und die am Oberteil 1 angeformten Seitenwände 14 (welche die Lagerstellen 6 bilden) und durch eine etwa halbovale Innenwand 15 begrenzt, die nahe der in Fig. 1 gestrichelt eingezeichneten Pleuel­ geige 16 verläuft.

An die Unterseite des Unterteils 2 ist eine Ölwanne 17 angeflanscht, in der in üblicher Weise eine nicht ge­ zeigte Ölpumpe für die Versorgung der verschiedenen Schmierstellen der Brennkraftmaschine angeordnet ist. Die Innenwand 15 des Kurbelgehäuse-Unterteils 2 ist für jeden Kurbelraum 12 mit einer im Ausführungsbeispiel rechteckigen Öffnung 18 versehen, die durch ein Ventil 19 beherrscht ist, das als Platten- oder Zungenventil aus­ gebildet ist und dessen Ventilzunge 20 selbstfedernd in der die Öffnung 18 versperrenden Schließstellung gehalten ist. Mit 21 ist ein Anschlag für die Ventil­ zunge bezeichnet. Zwischen der Ölwanne 17 und dem Unter­ teil 2 ist eine Dichtplatte 22 mit entsprechenden Öff­ nungen vorgesehen.

Das sich in den einzelnen Kurbelräumen 12 ansammelnde Öl aus den Lagern 6 wird dann in die Ölwanne 17 befördert, wenn der durch die Kolbenbewegung erzeugte Druck in den Kurbelräumen 12 die Schließkraft des betreffenden Ventils 19 überwindet. Vorzugsweise ist das Ventil so eingestellt, daß nur die positive Druckspitze pro Kurbel­ wellenumdrehung das Ventil öffnet und das vorgelagerte Öl und etwas Gas (Leckgas aus den Zylindern) in die Öl­ wanne 17 entläßt.

Um zu erreichen, daß sich das Öl bevorzugt direkt vor jedem Ventil 19 sammelt, kann an der in der Drehrichtung D der Kurbelwelle 4 hinteren oder nacheilenden Kante jeder Öffnung 18 eine hochstehende Rippe 24 vorge­ sehen sein, die sich bis nahe an die Kontur 16 der Pleuelgeige erstreckt (siehe Fig. 1).

Wie vorher erwähnt, verläuft die Innenwand 15 nahe der Kontur 16 der Pleuelgeige, weist also einen halbovalen Querschnitt auf. Das Unterteil 2 ist außerdem mit einer Außenwand 25 versehen, die zusammen mit der Innen­ wand 15 einen zur Ölwanne 17 hin offenen Entlüftungs­ raum 26 begrenzt, der in üblicher Weise mit dem An­ saugsystem der Brennkraftmaschine in Verbindung steht.

Durch die Trennung der Kurbelräume 12 voneinander wird die sonst bei Reihen-Brennkraftmaschinen und insbe­ sondere bei V8-Brennkraftmaschinen zu beobachtende Luftmassenverschiebung im Kurbelgehäuse mit der daraus resultierenden Leistungseinbuße und Ölverschäumung zu­ verlässig vermieden. Gleichermaßen werden Ölpanschver­ luste ausgeschlossen, da das sich in den einzelnen Kurbelräumen 12 sammelnde Öl durch den sich in den Kurbelräumen 12 aufbauenden Druck in die Ölwanne gefördert wird, so daß vermieden ist, daß umlaufende Triebwerksteile in Öl eintauchen.

Abweichend von dem dargestellten Ausführungsbeispiel, bei dem das Öffnen der Ventile 19 selbsttätig durch den in den Kurbelräumen 12 aufgebauten Druck erfolgt, kann auch eine Zwangsöffnung der Ventile vorgesehen werden, indem beispielsweise eine der in jedem Kurbelraum 12 umlaufenden Kurbelwangen 27 mit einem Nocken oder einer Nockenbahn versehen wird, die mit dem Ventilkörper des Ventils 19 derart zusammenwirkt, daß das Ventil geöffnet wird, wenn die Kurbelwange 27 in einer Stellung ist, in welcher der Kurbelraum 12 unter Druck steht.

Ferner wäre es denkbar, daß anstelle der Platten- oder Zungenventile 19 gemeinsam von der Kurbelwelle 4 an­ getriebene Drehschieber vorgesehen sind, die so in bezug auf die Phasenlage der Kurbelwelle angeordnet sind, daß sie jeweils den Kurbelraum 12, in welchem momentan der höchste Druck herrscht, mit der Ölwanne 17 in Verbindung bringen.

Claims (8)

1. Kurbelgehäuse für eine im Viertakt arbeitende Mehr­ zylinder-Reihenbrennkraftmaschine, in dem eine Kurbel­ welle (4) mit Pleuel (7, 8) tragenden Kurbelzapfen (5) zwischen benachbarten Kurbelzapfen sowie an ihren Enden gelagert ist und das ein Oberteil (1) und ein Unterteil (2) aufweist, an welches eine Ölwanne (17) angeflanscht ist, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Kurbelzapfen (5) und dem oder den auf diesem angeordneten Pleuel (7, 8) ein eigener Kurbelraum (12) zugeordnet ist, der von den anderen Kurbelräumen ge­ trennt und mit der Ölwanne (17) durch ein sich periodisch öffnendes Ventil (19) verbunden ist.

2. Kurbelgehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurbelräume (12) von der Ölwanne (17) durch eine Innenwand (15) getrennt sind, die einen Teil des Kurbelgehäuse-Unterteils (2) bildet und für jeden Kurbelraum eine diesen mit der Ölwanne (17) verbindende Öffnung (18) aufweist, die durch ein Ventil (19) verschlossen ist, das durch den im Kurbelraum herrschenden Druck periodisch geöffnet wird.

3. Kurbelgehäuse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (18) einen rechteckigen Querschnitt hat und als Ventil ein Zungenventil mit einer federn­ den Ventilzunge (20) verwendet ist.

4. Kurbelgehäuse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der in Drehrichtung (D) der Kurbelwelle (4) hinteren Kante jeder Öffnung (18) eine hochstehende Rippe (24) vorgesehen ist, die sich bis nahe an die Kontur der Pleuelgeige erstreckt.

5. Kurbelgehäuse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand (15) nahe der Kontur (16) der Pleuel­ geige verläuft und daß das Unterteil (2) eine Außen­ wand (25) aufweist, die zusammen mit der Innenwand (15) einen zur Ölwanne (17) hin offenen Entlüftungs­ raum (26) begrenzt.

6. Kurbelgehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurbelräume (12) von der Ölwanne (17) durch eine Innenwand (15) getrennt sind, die einen Teil des Kurbelgehäuse-Unterteils (2) bildet und für jeden Kurbelraum (12) eine diesen mit der Ölwanne (17) verbindende Öffnung (18) aufweist, die von einem Ventil beherrscht ist, das durch einen Nocken geöffnet wird, der an einer in dem Kurbelraum (12) umlaufenden Kurbelwange (27) angebracht ist.

7. Kurbelgehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurbelräume (12) von der Ölwanne (17) durch eine Innenwand (15) getrennt sind, die einen Teil des Kurbelgehäuse-Unterteils (2) bildet und für jeden Kurbelraum (12) eine diesen mit der Ölwanne (17) verbindende Öffnung aufweist, die von einem mit der Kurbelwelle (4) in Antriebsverbindung stehenden Dreh­ schieber beherrscht ist.

8. Kurbelgehäuse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die den einzelnen Kurbelräumen zugeordneten Drehschieber so relativ zueinander angeordnet sind, daß jeweils nur der Kurbelraum, in dem der höchste Druck herrscht, mit der Ölwanne in Verbindung ge­ bracht wird.