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Zusätzliche Schmierung für die Zylinder von Brennkraftmaschinen Die
Erfindung bezieht sich auf die. zusätzliche Schmierung der Zylinder und Kolben von
Brennkraftmaschinen. Sie geht von der Erkenntnis aus, daß beim Betriebe von Brennkraftmaschinen
zwei verschiedenartige Betriebszustände auftreten, welche die normale Schmierung
der Zylinder und Kolben, die üblicherweise durch Spritzöl aus der Kurbelwanne oder
von den Pleuellagern oder Kolbenbolzen erfolgt, ungünstig beeinflussen und eine
vollkommene Schmierung zwischen Kolben und Zylinder zeitweise sogar unmöglich machen.
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Der erste dieser ungünstigen Betriebszustände besteht beim Start des
kalten Motors nach längerem Stillstand. Beim Stillsetzen des Motors fließt das an
den Kolben und Zylinderwandungen haftende 01 teilweise wieder in das Kurbelgehäuse
zurück. Das vom Betriebe her warme Öl kühlt in der Öl-
wanne ab und
wird zähflüssiger. Wird der kalte Motor nuntnehr angedreht, so wird bei Vergasermotoren
ein reiches Brennstoff-Luft-Gemisch in den Zylinder angesaugt, von dem sich ein
erheblicher Teil an den kalten Zy-
linderwandungen niederschlägt. Die Folge
ist, daß der nur noch schwache Ölfilm von den Zylindern teilweise abgewaschen und
derartig verdünnt wird, daß beim Start des kalten Motors trockene Reibung zwischen
Kolben und Zylinder entsteht, so lange, bis die Schmierung durch das Spritzöl von
unten her einsetzt. Beim Start des kalten Motors dauert es eine geraume Zeit, bis
das kalte und zähflüssige Motorenöl von der Ölpumpe durch die engen Schmierkanäle
des Schmiersystems gefördert wird, und während dieser Zeit herrscht zwischen Kolben
und Zylinder ungenügende Schmierung, welche zum Verschleiß dieser Gleitflächen führt.
Zu der
trockenen Reibung zwischen Kolben und Zy-
linder beim
Start des kalten Motors kommt noch eine weitere Verschleißwirkung hinzu, nämlich
die ätzende Wirkung der sich im kalten Motor bildenden Verbrennungskondensate, welche
auf die ungenügend -eschmiert.--n Zylinderlaufbahnen ungehindert einwirken können.
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Die zweite ungünstige Beeinflussung der Schmierung zwischen Kolben
und Zylinder tritt bei längerem Lauf des Motors unter Vollast ein. Eine lange andauernde
hohe Belastung der Brennkraftmaschinen, insbesondere der Kraftfahrzeugmotoren, führt
zu starker Erwärmung, welche sich naturgemäß auf die Viscosität des Motorenschrnieröles
ungünstig auswirkt. Das Motorenschmieröl wird beim längeren Vollastlauf dünnflüssig
und kann nicht mehr genügenden Schutz gegen ein Berühren der Gleitflächen, insbesondere
zwischen Kolben und Zylinder, bieten, so daß unter dieser Betriebsbedingung sehr
leicht ein hoher Verschleiß und Kolbenheißlauf, Kolbenfressen u. dgl. eintritt.
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Es sind Vorrichtungen bekannt, welche während des Motorenbetriebes
ein zusätzliches Schmiermittel durch die Ansaugleitung an die Zylinder von Verbrennungsmotoren
fördern und welche die Zufuhr des zusätzlichen Schmiermittels in Abhängigkeit von
der Motorentemperatur und von der Motorendrehzahl bzw. von der Drosselklappenstellung
bzw. von der Höhe des Unterdruckes in der Ansaugleitung steuern. Bei diesen Vorrichtungen
erfolgt die Zufuhr des zusätzlichen Schmiermittels ohne Unterbrechung während der
gesamten Betriebsdauer des Motors, wobei der Umstand außer acht gelassen ist, daß
der Motor bei normaler Drehzahl und Belastung bereits konstruktionsbedingt genügend
Schtnieröl von unten her an die Zylinderwandungen fördert. Sie haben daher den Nachteil,
daß bei normaler Motorendrehzahl und -temperatur im - Verbrennungsraum ein Überfluß
an Schmierrnittel entsteht, welcher zu Störungen, wie erhöhte Ölkohlebildung,
verölte Kerzen u. dgl., führt.
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Die Erfindung dagegen geht von der Erkenntnis aus, daß während des
normalen Motorenbetriebes, d. h. nachdem der Motor eine ausreichende Erwärmung
erreicht hat und sofern nicht eine übermäßig hohe Beanspruchung durch Belastung
auf Vollast stattfindet, die vorgesehene Schmierung mit dem üb-
lichen Motorenschmieröl
vorn Kurbelgehäuse oder vom Olsumpf her durchaus genügend ist und daß während dieser
Betriebsperiode eine weitere zusätzliche Schmierung der Zy-
linder überflüssig
und unzweckmäßig ist.
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Dagegen berücksichtigt die Erfindung die Vorzüge, die darin bestehen,
daß beim Start des kalten Motors, solange mangels genügender Erwärmung des Motors
eine ausreichende Schmierung der Zylinder und Kolben vom Kurbelgehäuse her nicht
erfolgt, sowie auch bei längerer Vollastbelastung des Motors ein zusätzliches Schmiermittel,
insbesondere kolloidaler Grapliit, in ausreichender Menge an die Zylinderwandungen
herangeführt wird.
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Die Zufuhr des kolloidalen Graphits oder eines sonstigen die Schmierung
verbessernden Mittels wird gemäß Erfindung selbsttätig gesteuert, und zwar in direkter
Abhängigkeit von den beiden eingangs erwähnten, für die Zylinderschmierung ungünstigen
Betriebszuständen. Dies geschieht in der Weise, daß die -Zufuhr des zusätzlichen
Schmiermittels vorn Start des kalten Motors an bis zur ausreichenden Erwärmung durch
ein ther-mostatisch betätigtes Absperrorgan offen gehalten wird und nach genügender
Erwärmung des Motors geschlossen wird.
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Eine zweite Steuerung, welche gleichfalls selbsttätig arbeitet, wird
in Abhängigkeit von der Drehzahl des Motors betätigt, und zwar in der Weise, daß
beim Überschreiten einer bestimmten Drehzahl die bisher abgesperrte Zufuhr des zusätzlichen
Zylinderschmiermittels geöffnet wird und so lange offene bleibt und das Schmiermittel
an die Zvlinder vordringen läßt, bis diese bestimmte hohe Drehzahl wieder unterschritten
wird.
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Der Vorteil -der Erfindung besteht darin, daß die an sich bekannten
Möglichkeiten der Steuerung von Schmiermitteln durch ein thermostatisches Absperrorgan
sowie durch eine von der Motorendrehzahl abhängige Steuerung, beispielsweise in
Verbindung mit der Drosselklappensteuerung, auf einfachste Weise zu einer selbsttätig
wirkenden Zylinderschmierung benutzt wird, weiche sowohl durch die Wahl des Schmiermittels
als auch durch die neuartige Anordnung und Wirkungsweise der Steuerung den eingangs
erwähnten, für die Zylinderschmierung ungünstigen Betriebszuständen angepaßt ist
und einen sicheren Schutz gegen Schäden durch ungenügende Schmierung gewährleistet.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel in schematischer Darstellung
wiedergegeben, welches die Anwendungsmöglichkeit der selbsttätig gesteuerten zusätzlichen
Schmierung gemäß Erfindung veranschaulicht. Es bezieht sich auf die Zufuhr von flüssigem
Kolloid-Graphit-Öl in die Ansaugleitung.
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Auf dem Motorengehäuse i ist ein Gestell 4 angeordnet, welches in
einer Aussparung den Thermostaten 5 trägt. Dieser ist in direkter Berührung
mit dem Motorengehäuse, um die Motorenwärme aufzunehmen. Die Schmiermittelleitung6,
7 führt vermittels eines Mündungsnippels
8 in die
Ansangleitung 2, und zwar in den Vergaserstutzen 3 möglichst nahe vom Vergaser
ein. Der Durchfluß von Leitung 6 zu Leitung 7 ist durch ein Ventil
9
unterbrochen.
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Das Ventil 9 wird durch einen Hebel 13 über den Druckstift
12 gesteuert. Durch- die Stellschraube 15 ist der Hebel 13 mit dem Thermostaten
5 in Berührung. Der Hebel 13 schwingt um die Achse 14 in Richtung i8-ig und
wird durch die Zugfe#der 16 über die Stellschraube 15 stets in direkter Berührung
mit dem Thermostaten 5 gehalten.
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Bei ausgekühltem Motor schrumpft der Thermostat5 zusammen und stößt
durch die Spannung der Zugfeder ig über den Hebel 13 und den Druckstift 12
den Kegel des Ventils 9 von seinem. Sitz hoch, so daß der Durchfluß des Schmiermittels
durch das Ventil 9 geöffnet ist. Diese Stellung besteht beim Start des kalten
Motors, so daß der Zufluß des Schmiermittels in die Ansaugleitung offen ist. 2vlit
zunehmender Erwärmung des Mo,-tors delint sich der Thermostat 5 aus und läßt
über den Hebel 13 den Druckstift 12 zurückweichen, so daß sich das Ventil
9 bei einer bestimmten Erwärmung unter dem Drucke der Feder io schließt.
Der Zeitpunkt für das Schließen des Ventils 9 in Abhängigkeit von der fortschreitenden
Erwärmung des Motors kann durch Einstellen der Regelschraube 15 genau dargestellt
werden. Mithin ist also bei warmem Motor das Ventil geschlossen und k' die Zufuhr
des Schmiermittels durch die Leitung 7 in die Ansaugleitung des Motors unterbrochen.
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Für das Ventil 9 ist eine zweite Steuerung vorgesehen, und
zwar durch den Nocken i i, der sich an einer drehbaren Achse befindet. Die Achse
des Nockens ii ist vermittels des HeheIS 20 in der Richtung 21-22 schwenkbar angeordnet.
Der Hebel 2o ist durch ein Gestänge mit dem Öffnungshebel für die Drosselklappe
derart verbunden, daß er von einer bestimmten Drosselklappenöffnung an in Richtung
22 bewegt wird. Hierbei hebt der Nocken ii den Ventilke'gel 9 an und gibt
den Durchfluß von Leitung 6 zu Leitun- 7
frei. Folglich ist die Zufuhr
des Schmiermittels zum Motor bei hoher Drehzahl geöffnet. Bei abnehmender Drehzahl
schließt sich entsprechend der Bewegung des Hebels der Drosselklappe durch Zurückweichen
des Nockens i i das Ventil 9 und sperrt den Zufluß des Schmiermittels von
Leitung 6 zu Leitung 7 ab.
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Somit ist also bei normalem Motorenbetrieb, d. h. wenn der
Motor genügend erwärmt ist und wenn keine besonders hohe Drehzahl durch entsprechende
Öffnung der Drosselklappe hervorgerufen wird, die Zufuhr des zusätzlichen Schmiermittels
in die Motorenzvlinder unterbrochen.