EP0638708A1 - Schmierölkreislauf für eine Brennkraftmaschine mit einer ventilgesteuerten Nachfülleinrichtung - Google Patents

Schmierölkreislauf für eine Brennkraftmaschine mit einer ventilgesteuerten Nachfülleinrichtung Download PDF

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EP0638708A1
EP0638708A1 EP94110532A EP94110532A EP0638708A1 EP 0638708 A1 EP0638708 A1 EP 0638708A1 EP 94110532 A EP94110532 A EP 94110532A EP 94110532 A EP94110532 A EP 94110532A EP 0638708 A1 EP0638708 A1 EP 0638708A1
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pressure
refill
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Daimler Benz AG
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    • F01M11/0458Lubricant filling and draining

Definitions

  • the invention relates to a lubricating oil circuit for an internal combustion engine with a suction pump in the lubricating oil supply of an oil pan for supplying lubricating oil to lubricating points of the internal combustion engine via a delivery line and with a valve-controlled refill device, according to the features specified in the preamble of claim 1.
  • Such a lubricating oil circuit is known from DE-AS 1 450 254, in which a refill device prevents overfilling or emptying of the oil sump of the internal combustion engine. Excess lubricating oil is pumped into an additional oil tank. A pressure pump with a lower output arranged in the refill line continuously pumps the oil from the additional container into the oil pan of the internal combustion engine. An electrically operable multi-way valve is provided downstream of this pressure pump, which connects the refill line to the oil pan or briefly to a distributor system for the lubrication of lubrication points located outside the internal combustion engine.
  • the invention has for its object to provide measures in the lubricating oil circuit of an internal combustion engine, by means of which, in addition to extending the oil change intervals, a frequent oil exchange can also be implemented and is always almost constant Oil level between a maximum and minimum limit value in the oil pan of the internal combustion engine is ensured.
  • the measures according to the invention enable automatic refilling of the engine or lubricating oil from the additional oil tank into the oil pan of the internal combustion engine in a simple manner, with rapid oil aging being avoided by replacing the engine oil which is always present. The need for the annoying refill of foreign oil no longer exists.
  • additional oil can be supplied continuously until a maximum oil level is reached in the oil pan through the pressure valve acted upon by engine oil pressure.
  • the spring-loaded pressure valve assumes its blocking position, in which no engine oil can flow from the oil pan into the additional oil tank or vice versa if the internal combustion engine is in an inclined position.
  • a total of engine oil can be refilled or can only be replaced by a route control, and in another case (claim 7) engine oil can be exchanged and refilled at the same time.
  • lubricating oil circuit 1 for an internal combustion engine 2 with a valve-controlled refill device or a lubricating oil supply compensation.
  • a suction pump denoted by 3 sucks lubricating oil from the lubricating oil supply of an oil pan 4 and conveys it via a delivery line 5 to lubrication points of the internal combustion engine 2, which are not shown in detail Interposition of a controllable and designed as a 2/2-way solenoid valve 9 leads.
  • the solenoid valve 9 receives a changeover pulse from the oil level sensor A and switches from its blocking position to the flow position. This position is maintained until a certain minimum oil level in the oil pan 4 is reached.
  • the flow position can also be maintained depending on the time, e.g. 30 seconds.
  • the lubricating oil circuit 1 has two solenoid valves 20, 21, which are designed as 3/2-way valves, as well as a spring-loaded displacement piston 22 and a check valve 23, which is arranged in a suction line 24 connected to the additional oil container 8.
  • an operating hours counter B sends a changeover pulse every four hours to the solenoid valve 20 interposed in the pressure oil supply line 7, which is transferred from its rest position to the open position, whereby pressurized engine oil flows into a cylinder 25 and moves it in the cylinder 25 longitudinally displaceable displacer 22 against the Return spring 26 to the right.
  • the engine oil present in the spring chamber 27, which was previously sucked out of the additional oil tank 8 via the check valve 23, is displaced, fed into the refill line 10 and conveyed into the lubricating oil reservoir of the oil pan 4 via the pressure valve designed as a check valve 29.
  • the solenoid valve 20 switches back to the rest position shown and the return spring 26 now moves the displacer 22 back into its basic position, displaced motor oil being conveyed to the solenoid valve 21 via the solenoid valve 20.
  • This solenoid valve 21 controls (as shown) the oil flow depending on the oil level via an exchange line 27 into the additional oil tank 8 or in the other position of the solenoid valve 21 via a refill auxiliary line 28 into the oil pan 4.
  • the refill auxiliary line 28 opens downstream of the pressure valve or check valve 29 into the refill line 10th
  • FIG. 3 largely corresponds to that according to FIG. 1, but the pressure valve in the refill line 10 is a check valve 29, furthermore a hydraulic motor 30 driven by the oil flow is provided in the pressure supply line 7 downstream of the solenoid valve 9 drives an oil pump 32 inserted in the refill line 10 upstream of the check valve 29.
  • the solenoid valve 9, a 2/2-way valve is switched into the open position by the oil level sensor, engine oil flows to the hydraulic motor 30 and from there into the ventilated additional oil tank 8 the driven oil pump 32 sucks oil from the additional oil tank 8 and pumps it into the oil pan 4.
  • the delivery rate of the oil pump 32 is slightly larger than the volume flow through the hydraulic motor 30; the oil level in the oil pan 4 thus rises only slowly.
  • the 2/2-way valve only returns to the initial position or closed position when the maximum oil level has been reached and is indicated by the oil level sensor A.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Schmierölkreislauf (1) für eine Brennkraftmaschine (2) mit einer Saugpumpe (3) im Schmierölvorrat einer Ölwanne (4) zur Schmierölversorgung von Schmierstellen der Brennkraftmaschine (2) und mit einer ventilgesteuerten selbsttätig arbeitenden Nachfülleinrichtung zur Ergänzung des in der Ölwanne (4) vorhandenen Schmierölvorrats aus einem einen Zusatzölvorrat enthaltenden Zusatzölbehälter (8). <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Schmierölkreislauf für eine Brennkraftmaschine mit einer Saugpumpe im Schmierölvorrat einer Ölwanne zur Schmierölversorgung von Schmierstellen der Brennkraftmaschine über eine Förderleitung und mit einer ventilgesteuerten Nachfülleinrichtung, nach den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.
  • Aus der DE-AS 1 450 254 ist ein derartiger Schmierölkreislauf bekannt, bei dem eine Nachfülleinrichtung eine Überfüllung oder Entleerung des Ölsumpfs der Brennkraftmaschine vermeidet. Überschüssiges Schmieröl wird mittels einer Pumpe in einen Zusatzölbehälter gefördert. Eine in der Nachfülleitung angeordnete Druckpumpe mit geringerer Leistung fördert das Öl ständig aus dem Zusatzbehälter in die Ölwanne der Brennkraftmaschine. Stromab dieser Druckpumpe ist ein elektrisch betätigbares Mehrwegeventil vorgesehen, das die Nachfülleitung mit der Ölwanne oder kurzzeitig mit einer Verteileranlage für die Schmierung von außerhalb der Brennkraftmaschine gelegenen Schmierstellen verbindet.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, im Schmierölkreislauf einer Brennkraftmaschine Maßnahmen vorzusehen, durch die neben einer Verlängerung der Ölwechselintervalle auch ein häufiger Ölaustausch realisierbar und stets ein nahezu gleichbleibender Ölstand zwischen einem maximalen und minimalen Grenzwert in der Ölwanne der Brennkraftmaschine sichergestellt ist.
  • Zur Lösung der Aufgabe dienen erfindungsgemäß die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale.
  • Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ist auf einfache Weise eine selbsttätige Nachfüllung des Motor- bzw. Schmieröls aus dem Zusatzölbehälter in die Ölwanne der Brennkraftmaschine ermöglicht, wobei durch den Austausch des stets vorhandenen Motoröls eine schnelle Ölalterung vermieden wird. Die Notwendigkeit zur lästigen Fremdölnachfüllung besteht nicht mehr. In dem einen Fall (Anspruch 1) ist Zusatzöl bis zum Erreichen eines maximalen Ölstandes in der Ölwanne durch das von Motoröldruck beaufschlagte Druckventil kontinuierlich zuführbar. Bei Motorstillstand nimmt das federbelastete Druckventil seine Sperrstellung ein, in der bei ungünstigen schräglagen der Brennkraftmaschine kein Motoröl aus der Ölwanne in den Zusatzölbehälter oder umgekehrt fließen kann. In dem anderen Fall (Anspruch 4) ist durch eine Wegesteuerung entweder insgesamt Motoröl nachfüllbar oder lediglich austauschbar und in einem weiteren Fall (Anspruch 7) Motoröl austauschbar und gleichzeitig nachfüllbar.
  • In den jeweiligen Unteransprüchen sind noch förderliche Weiterbildungen der Erfindung angegeben.
  • In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
  • Fig.1
    einen Schmierölkreislauf mit ventilgesteuerter Nachfülleinrichtung mit druckgesteuertem Kolbenschieberventil,
    Fig. 2
    eine andere Ausgestaltung des Schmierölkreislaufs mit Verdrängerkolben und
    Fig. 3
    eine andere Ausgestaltung des Schmierölkreislaufs mit einem gesteuerten Hydrosystem.
  • In Fig. 1 ist ein Schmierölkreislauf 1 für eine Brennkraftmaschine 2 mit einer ventilgesteuerten Nachfülleinrichtung bzw. einem Schmierölvorratsausgleich gezeigt.
  • Eine mit 3 bezeichnete Saugpumpe saugt aus dem Schmierölvorrat einer Ölwanne 4 Schmieröl und fördert es über eine Förderleitung 5 zu nicht näher dargestellten Schmierstellen der Brennkraftmaschine 2. Von der Förderleitung 5 zweigt stromab eines Rückschlagventiles 6 eine Druckölzuführleitung 7 ab, die zu einem belüfteten Zusatzölbehälter 8 unter Zwischenschaltung eines ansteuerbaren und als 2/2-Wegeventiles ausgebildeten Magnetventiles 9 führt. Eine Nachfülleitung 10 mit einem Druckventil 11, das als Kolbenschieberventil ausgeführt ist, verbindet den Zusatzölbehälter 8 mit der Ölwanne 4, und zwar mit einem Ansaugschnorchel 12 der Saugpumpe 3, der im Mündungsbereich der Nachfülleitung 10 als Venturidüse 13 ausgebildet ist. Eine von der Druckölzuführleitung 7 stromauf des Magnetventiles 9 wegführende Steuerleitung 14, alternativ kann sie auch von der Förderleitung 5 abzweigen, ist an dem Kolbenschieberventil 11 angeschlossen, welches aus einem federbelasteten und vom Motoröldruck beaufschlagbaren Kolben 15 mit einer Ringnut 16 besteht, die mit Steuerbohrungen 17,18 im zylindrischen Gehäuse 19 des Kolbenschieberventiles 11 zusammenwirkt.
  • Bei Motorstart entsteht in der durchmessermäßig relativ kleinen Nachfülleitung 10, z.B. 2 mm Innendurchmesser, ein Unterdruck. Durch den Motoröldruck in der Förder-, Druckölzuführ- und Steuerleitung 5,7,14 wird bei geschlossenem Magnetventil 9 der druckbeaufschlagte Kolben 15 von seiner der Ruhestellung entsprechenden Sperrstellung in die Arbeitsstellung entgegen der Federkraft überführt und somit eine Nachfüllverbindung von dem Zusatzölbehälter 8 zur Ölwanne 4 hergestellt. Schmieröl wird aus dem Zusatzölbehälter 8 kontinuierlich abgesaugt.
  • Sobald der Ölstand in der Ölwanne 4 einen bestimmten maximalen Ölstand erreicht hat, erhält das Magnetventil 9 von dem Ölstandsgeber A einen Umschaltimpuls und schaltet von seiner Sperrstellung in Durchflußstellung. Diese Stellung wird solange beibehalten, bis ein bestimmter minimaler Ölstand in der Ölwanne 4 erreicht ist. Die Beibehaltung der Durchflußstellung kann auch zeitabhängig erfolgen, z.B. 30 Sekunden. Bei Durchflußstellung des Magnetventiles 9 wird kein Einfluß auf die Schaltstellung des Kolbens 15 ausgeübt, da der Druck in der Steuerleitung 14 ausreicht, den Kolben 15 weiterhin auf Durchgangsstellung zu halten. Erst bei Motorstillstand ergibt sich die Sperrstellung bzw. die Unterbrechung der Strömungsverbindung zwischen Ölwanne 4 und dem Zusatzölbehälter 8.
  • In Fig. 2 weist der Schmierölkreislauf 1 zwei Magnetventile 20,21 auf, die als 3/2-Wegeventile ausgebildet sind, sowie einen federbelasteten Verdrängerkolben 22 und ein Rückschlagventil 23, das in einer an dem Zusatzölbehalter 8 angeschlossenen Saugleitung 24 angeordnet ist.
  • Bei dieser Ausführung sendet z.B. ein Betriebsstundenzähler B alle vier Stunden einen Umschaltimpuls an das in der Druckölzuführleitung 7 zwischengeschaltete Magnetventil 20, das von seiner dargestellten Ruhestellung in die Öffnungsstellung überführt wird, dabei fließt unter Druck stehendes Motoröl in einen Zylinder 25 und bewegt den in dem Zylinder 25 längsverschiebbar geführten Verdrängerkolben 22 gegen die Rückstellfeder 26 nach rechts. Gleichzeitig wird das in dem Federraum 27 vorhandene Motoröl, das zuvor über das Rückschlagventil 23 aus dem Zusatzölbehälter 8 angesaugt wurde, verdrängt, in die Nachfülleitung 10 geleitet und über das als Rückschlagventil 29 ausgebildete Druckventil in den Schmierölvorrat der Ölwanne 4 gefördert.
  • Nach etwa 30 Sekunden schaltet das Magnetventil 20 wieder in die gezeigte Ruhestellung um und die Rückstellfeder 26 bewegt jetzt den Verdrängerkolben 22 wieder in seine Grundstellung zurück, wobei verdrängtes Motoröl über das Magnetventil 20 zum Magnetventil 21 gefördert wird. Dieses Magnetventil 21 steuert (wie dargestellt) ölstandsgeberabhängig den Ölstrom über eine Austauschleitung 27 in den Zusatzölbehälter 8 oder in der anderen Stellung des Magnetventiles 21 über eine Nachfüllhilfsleitung 28 in die Ölwanne 4. Die Nachfüllhilfsleitung 28 mündet stromab des Druckventiles bzw. Rückschlagventiles 29 in die Nachfülleitung 10.
  • Das in Fig. 3 gezeigte Ausführungsbeispiel entspricht weitgehend demjenigen nach Fig. 1, jedoch ist das Druckventil in der Nachfülleitung 10 ein Rückschlagventil 29, ferner ist in der Druckzuführleitung 7 stromab des Magnetventiles 9 ein vom Ölstrom angetriebener Hydromotor 30 vorgesehen, der über eine Welle 31 eine in der Nachfülleitung 10 stromauf des Rückschlagventiles 29 eingesetzte Ölpumpe 32 antreibt.
  • Sobald bei diesem Schmierölkreislauf 1 der Ölstand einen minimalen Wert erreicht, wird durch den Ölstandsgeber das Magnetventil 9, ein 2/2-Wegeventil, in Öffnungsstellung geschaltet, Motoröl fließt zu dem Hydromotor 30 und von dort aus in den belüfteten Zusatzölbehälter 8. Gleichzeitig wird durch die angetriebene Ölpumpe 32 Öl aus dem Zusatzölbehälter 8 abgesaugt und in die Ölwanne 4 gepumpt. Die Förderleistung der Ölpumpe 32 ist geringfügig größer als der Volumenstrom durch den Hydromotor 30; der Ölstand in der Ölwanne 4 steigt somit nur langsam an.
  • Es wird also gleichzeitig Motoröl ausgetauscht und nachgefüllt.
  • Das 2/2-Wegeventil geht erst dann wieder in Ausgangsstellung bzw. Schließstellung zurück, wenn der maximale Ölstand erreicht ist und vom Ölstandsgeber A angezeigt wird.

Claims (8)

  1. Schmierölkreislauf für eine Brennkraftmaschine mit einer Saugpumpe im Schmierölvorrat einer Ölwanne zur Schmierölversorgung von Schmierstellen der Brennkraftmaschine über eine Förderleitung, mit einer ventilgesteuerten Nachfülleinrichtung zur Ergänzung des in der Ölwanne vorhandenen Schmierölvorrats aus einem einen Zusatzölvorrat enthaltenden Zusatzölbehälter mit einer zwischen Ölwanne und Zusatzbehälter vorgesehenen Druckölzuführleitung und einer ein Druckventil aufweisenden Nachfülleitung,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß in der von der Förderleitung (5) abzweigenden Druckölzuführleitung (7) ein von einem Ölstandsgeber (A) bei Erreichen eines maximalen Ölstands in der Ölwanne (4) ansteuerbares Magnetventil zur Freigabe der Strömungsverbindung zum Zusatzölbehälter (8) vorgesehen ist und daß bei Erreichen eines minimalen Ölstandes oder in Abhängigkeit von der Zeit die Strömungsverbindung durch das in Schließstellung überführbare Magnetventil (9) aufhebbar ist, und daß das Druckventil in beiden Stellungen des Magnetventiles (9) auf Durchflußstellung in der zur Ölwanne (4) führenden Nachfülleitung (10) geschaltet und beim Stillsetzen der Brennkraftmaschine in eine den Ölfluß zur Ölwanne sperrende Stellung einrückbar ist.
  2. Schmierölkreislauf nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß von der Druckölzuführleitung (7) stromauf des als 2/2-Wegeventil (9) ausgebildeten Magnetventiles eine mit dem Druckventil (11) in der Nachfülleitung (10) zusammenwirkende Steuerleitung (14) abzweigt und daß die Nachfülleitung (10) in einen verengten Querschnitt auf der Saugseite der Saugpumpe (3) einmündet.
  3. Schmierölkreislauf nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Druckventil als Kolbenschieberventil (11) ausgebildet ist, das durch Druckölbeaufschlagung bei geschlossenem 2/2-Wegeventil (9) die zuvor unterbrochene Nachfülleitung (10) aufsteuert.
  4. Schmierölkreislauf für eine Brennkraftmaschine mit einer Saugpumpe im Schmierölvorrat einer Ölwanne zur Schmierölversorgung von Schmierstellen der Brennkraftmaschine über eine Förderleitung, mit einer ventilgesteuerten Nachfülleinrichtung zur Ergänzung des in der Ölwanne vorhandenen Schmierölvorrats aus einem einen Zusatzölvorrat enthaltenden Zusatzölbehälter, mit einer zwischen Ölwanne und Zusatzölbehälter vorgesehene Druckölzuführleitung und einer ein Druckventil aufweisenden Nachfülleitung,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß in der von der Förderleitung (5) abzweigenden Druckölzuführleitung (7) ein zeitabhängig arbeitendes Magnetventil (20) vorgesehen ist, das einerseits mit einem ölstandsabhängig arbeitenden Magnetventil (21) zur Wegesteuerung der Strömungsverbindung zum Zusatzbehälter (8) oder direkt zur Nachfülleitung (10) und andererseits mit einem druckbeaufschlagbaren federbelasteten Verdrängerkolben (22) zusammenwirkt, durch den aus dem Zusatzbehälter (8) über ein Rückschlagventil (23) entnommenes Zusatzöl durch die Nachfülleitung (10) in die Ölwanne (4) förderbar ist.
  5. Schmierölkreislauf nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß beide Magnetventile als 3/2-Wegeventil (20,21) ausgebildet sind und bei eingerückter Arbeitsstellung des ersten 3/2-Wegeventiles (20) durch den in einem Zylinder (25) längsverschiebbar geführten Verdrängerkolben (22) verdrängtes Zusatzöl in die Ölwanne (4) förderbar ist, jedoch bei Ruhestellung des ersten 3/2-Wegeventiles (20) und Kolbendruckentlastung Motoröl über das zweite 3/2-Wegeventil (21) entweder über eine Nachfüllhilfsleitung (28) in die Ölwanne (4) oder über eine Austauschleitung (27) in den Zusatzölbehälter (8) leitbar ist.
  6. Schmierölkreislauf nach den Ansprüchen 4 u. 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das in der Nachfülleitung (10) angeordnete Druckventil als Rückschlagventil (29) ausgebildet ist.
  7. Schmierölkreislauf für eine Brennkraftmaschine mit einer Saugpumpe im Schmierölvorrat einer Ölwanne zur Schmierölversorgung von Schmierstellen der Brennkraftmaschine über eine Förderleitung, mit einer ventilgesteuerten Nachfülleinrichtung zur Ergänzung des in der Ölwanne vorhandenen Schmierölvorrats aus einem einen Zusatzölvorrat enthaltenden Zusatzölbehälter, mit einer zwischen Ölwanne und Zusatzölbehälter vorgesehenen Druckölzuführleitung und einer Nachfülleitung,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß in der von der Förderleitung (5) abzweigenden Druckölzuführleitung (7) ein von einem Ölstandsgeber (A) bei Unterschreiten eines definierten Ölstands in der Ölwanne (4) ansteuerbares Magnetventil sowie ein stromab von diesem liegenden Hydromotor (30) vorgesehen ist, durch den eine in der Nachfülleitung (10) angeordnete Ölpumpe (32) bei in Arbeitsstellung eingerücktem Magnetventil antreibbar ist, wobei die Förderleistung der Ölpumpe (32) größer ist der Volumenölstrom durch den Hydromotor (30).
  8. Schmierölkreislauf nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das in der Nachfülleitung (10) stromab der Ölpumpe (32) angeordnete Druckventil als Rückschlagventil (29) und das Magnetventil in der Druckölzuführleitung (7) als 2/2-Wegeventil ausgebildet ist.
EP19940110532 1993-08-13 1994-07-06 Schmierölkreislauf für eine Brennkraftmaschine mit einer ventilgesteuerten Nachfülleinrichtung Expired - Lifetime EP0638708B1 (de)

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