DE4105529A1 - Schmiersystem fuer eine brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Schmiersystem für eine Brennkraftmaschine, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bei Schmiersystemen herkömmlicher Art wird das Niveau des Ölsumpfes in der Ölwanne zwischen der Minimal- und der Maximal-Markierung eines Öl­ meßstabes eingestellt. Sinkt das Niveau in den Bereich der Minimal-Mar­ kierung, so besteht nur noch wenig Reserve (an ausreichender Schmier­ menge), z. B. zur Überbrückung einer längeren Fahrt unter harten Be­ triebsbedingungen. Dies führt dazu, daß Fahrzeugführer oder Serviceper­ sonal (z. B. an Tankstellen) bestrebt sind, bei Kontrollen den maxima­ len Ölstand einzustellen, was bei gegebenen Gebinden (zumeist in Halb­ liter- oder Einliterdosen) oft zum Überfüllen und zu den damit verbun­ denen Auswirkungen (Ölpantschen etc.) führt.

Aufgabe der Erfindung ist es, das gattungsgemäße Schmiersystem mit ein­ fachen Mitteln so weiterzubilden, daß eine Verbesserung des Ölhaushal­ tes erzielt und die gegebenenfalls im Bereich des minimalen oder maxi­ malen Ölstandes auftretenden schädlichen Auswirkungen vermieden sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfin­ dung sind den weiteren Patentansprüchen entnehmbar.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird mit dem Start der Brenn­ kraftmaschine eine dem Volumen des Zwischenspeichers entsprechende Öl­ menge aus dem Ölsumpf abgezogen bzw. der Maximalstand automatisch abge­ senkt. Dadurch wird beispielsweise ein Ölpantschen mit den damit ver­ bundenen Auswirkungen mit Sicherheit vermieden. Durch das Ventil, wel­ ches bevorzugt ein einfaches Schwimmerventil im Ölsumpf der Brennkraft­ maschine sein kann, wird jedoch ein Absenken unterhalb des Minimalstan­ des vermieden. Dabei dient die im Zwischenspeicher zurückgehaltene Öl­ menge auch dazu, den Minimalstand solange konstant zu halten, bis die im Zwischenspeicher befindliche Ölmenge aufgebraucht ist. Wird die Brennkraftmaschine hingegen stillgesetzt, so entleert sich der Zwi­ schenspeicher über den zum Ölsumpf offenen Ablauf, so daß nach Ver­ streichen einer kurzen Zeitdauer über den Ölmeßstab wiederum die in der Brennkraftmaschine befindliche Ölmenge abgefragt werden kann. Diese Maßnahme hat unter anderem den Vorteil, daß gemäß Anspruch 7 die Be­ füllmenge der Brennkraftmaschine mit Schmieröl erhöht werden kann.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann gemäß den Merkmalen der Ansprüche 5 und 6 der Zwischenspeicher zugleich als Wärmetauscher mit dem Kühlmittel der Brennkraftmaschine ausgeführt sein. Damit wird zunächst eine schnellere Erwärmung des Schmieröles auf die Betriebstem­ peratur des Kühlmittels und anschließend eine Kühlung des Schmieröles erreicht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Die schematische Zeichnung zeigt einen Querschnitt durch eine Hubkolben-Brennkraftmaschine mit Wasserkühlung und einem Druckumlauf-Schmiersystem mit in den Rücklauf eingeschaltetem Zwischenspeicher.

Eine nur schematisch angedeutete Hubkolben-Brennkraftmaschine 10 her­ kömmlicher Bauart weist ein Zylinder-Kurbel-Gehäuse 12, einen Zylinder­ kopf 14 und eine an das Gehäuse 12 angebaute Ölwanne 16 auf. Die Brenn­ kraftmaschine 10 ist mit einem nicht dargestellten Druckumlauf-Schmier- System versehen, welches sich in bekannter Weise aus einer in die Öl­ wanne einragenden Ansaugleitung, einer Schmierölpumpe, zu den Lager­ stellen der Brennkraftmaschine führenden Druckleitungen und Rücklauf­ leitungen in den in der Ölwanne 16 befindlichen Ölsumpf 18 zusammen­ setzt. Die Druck- bzw. Rücklaufleitungen sind zumeist durch in die Ge­ häuse 12, 14 eingebrachte Kanäle gestaltet. Bei stillstehender Brenn­ kraftmaschine 10 soll der Ölstand in der Ölwanne 16 zumindest bei Mini­ mal min., höchstens jedoch bei Maximal max. liegen, was durch entspre­ chende Markierungen auf dem Ölmeßstab 20 meßbar ist.

Das zum Schmieren der Ventilbetätigungselemente (nicht dargestellt) hinauf zum Zylinderkopf 14 der Brennkraftmaschine geförderte Schmieröl läuft über eine Rücklaufleitung bzw. einen Zulauf 22 in einen Zwischen­ speicher 24 mit einem definierten Volumen. Von der Unterseite des Zwi­ schenspeichers 24 zweigt eine Ablaufleitung 26 ab, die innerhalb des Zylinder-Kurbel-Gehäuses 12 in die Ölwanne 16 bzw. in den Ölsumpf 18 zurückführt.

Ferner zweigt an einer geodätisch hochliegenden Stelle des Zwischen­ speichers 24 eine Überlaufleitung 28 ab, die ebenfalls an den Schmier­ ölsumpf 18 angeschlossen ist. Die Darstellung der Leitungen 22, 26, 28 ist nur schematisch; die Leitungen können abhängig von den baulichen Gegebenheiten auch durch unmittelbar integrierte Kanäle gebildet sein.

Der Zwischenspeicher 24 ist unmittelbar an die äußere Wand 30 des Kühl­ wassermantels um die Zylinder der Brennkraftmaschine angeordnet; er kann zumindest teilweise unmittelbar an diese angegossen sein. Inner­ halb des Zwischenspeichers 24 ist eine Prallwand 32 vorgesehen, die das über den Zulauf 22 einströmende Schmieröl zum verbesserten Wärmetausch unmittelbar an die Wand 30 ablenkt.

In der Ablaufleitung 26 ist im Schmierölsumpf 18 eine zum Schmieröl­ sumpf offene Drosselstelle 34 und ein Schwimmerventil 36 vorgesehen. Der Querschnitt der Drosselstelle 34 ist kleiner als der Querschnitt des Zulaufes 22. Das Schwimmerventil 36 ist derart angeordnet, daß dessen Schwimmerkörper 38 das Ventil dann aufsteuert, wenn der Ölstand im Ölsumpf 18 den Minimalstand erreicht bzw. darunter absinkt.

Im Ausführungsbeispiel beträgt das Volumen des Zwischenspeichers 24 ein Liter und die Maximal-Markierung am Ölmeßstab 20 ist nach oben derart verschoben, daß beim Maximalstand 0,7 Liter mehr Schmieröl als regulär (ohne Zwischenspeicher) eingefüllt ist. Wird die Brennkraftmaschine ge­ startet und damit das Druckumlauf-Schmiersystem in Betrieb gesetzt, so füllt sich über den Zulauf 22 innerhalb kürzester Zeit der Zwischen­ speicher 24, wodurch der Schmierölstand automatisch ca. auf den Stand B max. abgesenkt wird.

Zugleich tritt aus dem Zwischenspeicher 24 über die Ablaufleitung 26 und die Drosselstelle 34 eine definierte Schmierölmenge wieder aus, die jedoch geringer ist, als die über den Zulauf 22 nachströmende Schmier­ ölmenge. Der Überschuß an rücklaufendem Schmieröl wird zunächst an der Wand 30 beheizt oder gekühlt und strömt dann über den Überlauf 28 in den Ölsumpf 18 zurück.

Wird beim Betrieb der Brennkraftmaschine 10 Schmieröl verbraucht, so sinkt zunächst der Ölstand B max. bis auf den Wert min. ab, wobei nun­ mehr das Schwimmerventil 36 zu öffnen beginnt. Dies bewirkt, daß über eine längere Zeit der Betriebsdauer sich der Zwischenbehälter 24 ver­ mehrt entleert. Erst wenn das über den Zulauf 22 in den Zwischenspei­ cher zurücklaufende Schmieröl bei voll geöffnetem Schwimmerventil 36 sofort weiter über die Ablaufleitung 26 ohne wesentliche Verzögerung in den Schmierölsumpf 18 zurückläuft (Zwischenbehälter 24 leer), ist der tatsächliche Minimalstand erreicht. Dieser wird dann auch angezeigt (über den Ölmeßstab 20), wenn die Brennkraftmaschine 10 stillgesetzt ist.

Ist dieser absolute Minimalstand nicht erreicht, so wird beim Still­ setzen der Brennkraftmaschine der Zwischenspeicher 24 über die Drossel­ stelle 34 wieder entleert, so daß kurze Zeit nach dem Stillsetzen der Brennkraftmaschine über den Ölmeßstab 20 die vollständig in der Brenn­ kraftmaschine 10 befindliche Ölmenge abgefragt bzw. gemessen werden kann.

Der Zwischenspeicher 24 dient somit einerseits als Wärmetauscher für das Schmieröl, er senkt im Betrieb den maximalen Ölstand auf einen Be­ triebsstand B max. ab und dient schließlich als Reserve zur Aufrechter­ haltung des minimalen Ölstandes min. über einen längeren Betriebszeit­ punkt. Ferner kann durch den Zwischenspeicher 24 ohne Vergrößerung des Volumens der Ölwanne 16 die in Umlauf befindliche Schmierölmenge erhöht werden.

Claims (7)

1. Schmiersystem für eine Brennkraftmaschine, bei dem das Schmieröl aus einer Ölwanne (Ölsumpf) angesaugt und zu den Lagerstellen der Brennkraftmaschine gepumpt wird und von dort drucklos in den Öl­ sumpf zurückläuft, dadurch gekennzeichnet, daß in den Rücklauf ein oberhalb des Ölsumpfes (18) liegender Zwischenspeicher (24) einge­ schaltet ist, dessen Ablaufquerschnitt (34) geringer als der Zu­ laufquerschnitt (22) ist und daß im Ablauf (26) ein vom Ölstand ab­ hängiges Ventil (36) angeordnet ist, welches bei einem minimalen Ölstand min. den Ablaufquerschnitt aufsteuert.

2. Schmiersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenspeicher (24) einen Überlauf (28) als zweiten Ablauf auf­ weist.

3. Schmiersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Ablaufleitung (26) des Zwischenspeichers (24) ein im Öl­ sumpf (18) liegendes Schwimmerventil (36) angeordnet ist, welches bei einem minimalen Schmierölstand (min) den Ablaufquerschnitt auf­ steuert.

4. Schmiersystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ablaufleitung (26) eine zum Ölsumpf (18) offene Drosselstelle (34) als Ablauf vorgesehen ist.

5. Schmiersystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß der Zwischenspeicher (24) als Wärmetau­ scher unmittelbar am Gehäuse (12) der Brennkraftmaschine (10) ange­ ordnet ist.

6. Schmiersystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenspeicher (24) im Gießverfahren zumindest teilweise mit dem Gehäuse (12) der Brennkraftmaschine einstückig ausgebildet ist.

7. Schmiersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Be­ füllmenge der Brennkraftmaschine (10) mit Schmieröl um zumindest den halben Befüllwert des Zwischenspeicher (24) erhöht ist (z. B. durch Anhebung der Markierung (max) des Ölmeßstabes 20).