EP0744533B1 - Brennkraftmaschine - Google Patents

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EP0744533B1
EP0744533B1 EP19950107778 EP95107778A EP0744533B1 EP 0744533 B1 EP0744533 B1 EP 0744533B1 EP 19950107778 EP19950107778 EP 19950107778 EP 95107778 A EP95107778 A EP 95107778A EP 0744533 B1 EP0744533 B1 EP 0744533B1
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oil
combustion engine
internal combustion
oil pump
crankshaft
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Andreas Schneider
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Dr Ing HCF Porsche AG
Renault SA
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Dr Ing HCF Porsche AG
Renault SA
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01M1/00—Pressure lubrication
    • F01M1/10—Lubricating systems characterised by the provision therein of lubricant venting or purifying means, e.g. of filters
    • F01M2001/1007—Lubricating systems characterised by the provision therein of lubricant venting or purifying means, e.g. of filters characterised by the purification means combined with other functions
    • F01M2001/1014—Lubricating systems characterised by the provision therein of lubricant venting or purifying means, e.g. of filters characterised by the purification means combined with other functions comprising supply of additives
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    • F01M11/0004—Oilsumps
    • F01M2011/0079—Oilsumps with the oil pump integrated or fixed to sump

Definitions

  • the invention relates to an internal combustion engine of the genus Main claim.
  • Such an internal combustion engine is, for example, in DE 32 03 312 C2 described.
  • the lubricating oil supply of this internal combustion engine takes place via a Oil pump, which is designed as an internal gear pump and in an end cover the crankcase is inserted.
  • the oil pump is on a shaft journal Crankshaft fitted and driven by this.
  • So driven and arranged internal gear pumps lead to an increase in the axial length the internal combustion engine. It also requires the training of Pump housing in housing parts of the internal combustion engine a considerable Manufacturing effort. Flange a separate pump housing to the Front of the internal combustion engine would further increase the overall length to lead.
  • such internal gear pumps are of defined sizes not always able to have a sufficient volume of lubricant available put.
  • depending on the shape of the oil pan is a relative great suction height given by the arrangement on the crankshaft.
  • the invention is based on the object of an internal combustion engine according to the genus of the main claim so that the lubricating oil supply is possible with high delivery volumes, the oil pump on simple and space-saving way to be housed on or in the internal combustion engine.
  • the arrangement of the oil pump should be the external dimensions of the Do not significantly change the internal combustion engine.
  • one should be as possible low suction head of the pump and thus security against cavitation and a possible high efficiency can be guaranteed.
  • a particularly space-saving, easy-to-install accommodation at very Low suction head is given when the oil pump on the underside of the Crankshaft bearing frame is attached.
  • the oil pump can thus be within the Install the space enclosed by the oil pan so that no additional Sealing effort on the housing of the internal combustion engine must be operated and an increase in length, apart from the pure pump drive, avoided becomes.
  • By placing the oil pump in the area of the front of the Internal combustion engine is a simple drive of the oil pump via an end Stub shaft of the crankshaft possible. Also on the sealing of the oil pump itself can due to the housing within the closed off from the oil pan Lower demands are made of space.
  • the drive of the oil pump can be done with a simple arrangement Belt drive, in particular a chain drive, take place so that the Manufacturing tolerances with regard to the pump drive are low are.
  • the drive via a gear transmission would also be possible without any problems.
  • this partitioning can Take up oil channels that connect the oil pump to one or manufactures several risers. By placing horizontal oil channels in it Foreclosure arises without significant additional manufacturing expenditure Double use of the known partitioning of the crankshaft space.
  • the internal combustion engine shown as an embodiment in FIGS. 1 to 3 is as four-cylinder in-line engine with a crankcase 1 in open-deck design educated.
  • the crankcase 1 has four cylinder liners 2 in which pistons 3 are guided, the connecting rods 4 are connected to a crankshaft 5.
  • the crankshaft 5 is mounted in the crankcase 1, the upper bearing halves 6 in the crankcase are trained.
  • the lower bearing halves 7 are formed in bearing bridges 8 which are combined into a ladder-like crankshaft bearing frame 9.
  • the Crankshaft bearing frame 9 is made of light metal and has in the range lower bearing halves 7 ferrous metal inserts 10.
  • the crankshaft 5 receiving space 11 is through a cover 12 with oil scoops down sealed off.
  • the cover is integral with the crankshaft bearing frame 9 connected.
  • the crankcase 1 is on its underside by a flanged oil pan 13 locked. When the internal combustion engine is operating, it forms in the oil pan below the cover 12 of the crankshaft bearing frame 9 from an oil sump, which for Lubricant supply to the internal combustion engine is used.
  • To the bottom of the Cover 12 or the crankshaft bearing frame 9 is a gear pump 14 flanged, the two gears 15, 16 meshing with each other in external engagement having.
  • the drive shaft 17 of the gear pump 14 is in the area of the front End wall 18 of the oil pan 13 provided with a sprocket 19, which has a Drive chain 20 with one on the front stub shaft 21 of the crankshaft 5 attached chain wheel 22 is driven. Both sprockets 19, 22 and Drive chain 20 are located within the crankcase 1 and the oil pan 13 enclosed space.
  • the suction line 23 of the gear pump 14 is provided with a suction basket 24 which in the lower region of the oil pan 13 below that which arises during operation Oil level is arranged.
  • the opposite end of the Connecting tube 25 is inserted into an opening 27 in the oil pan 13, which with a heat exchanger 28 is connected, which is attached to the outside of the oil pan is.
  • the pumped oil of the gear pump 14 flows through the heat exchanger 28 and a downstream oil filter 29, from where it flows through the Heat exchanger 28 is conveyed into an oil nozzle 30 projecting into the oil pan 13.
  • This oil nozzle 30 is connected to a pipe connection 31, which is part of a existing horizontal oil gallery 32 is several oil channels.
  • This horizontal Oil gallery 32 is integrally formed on the underside of the cover 12 and includes one over almost the entire length of the internal combustion engine extending longitudinal channel 33 and two side channels 34, 35.
  • the longitudinal channel 33 and the side channels 34 and 35 are closed at the ends and with vertical extending riser 36, not shown, via which the individual areas to be lubricated, e.g. Crankshaft bearings, Camshaft bearings, rocker arm bearings, camshaft adjustment, Spray oil cooling and the like are supplied with lubricant.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Description

Die Erfindung geht aus von einer Brennkraftmaschine nach der Gattung des Hauptanspruches.
Eine derartige Brennkraftmaschine ist beispielsweise in der DE 32 03 312 C2 beschrieben. Die Schmierölversorgung dieser Brennkraftmaschine erfolgt über eine Ölpumpe, die als Innenzahnradpumpe ausgebildet und in eine stirnseitige Abdeckung des Kurbelgehäuses eingesetzt ist. Die Ölpumpe ist dabei auf einen Wellenzapfen der Kurbelwelle aufgesetzt und von dieser angetrieben. Derartig angetriebene und angeordnete Innenzahnradpumpen führen zu einer Vergrößerung der axialen Baulänge der Brennkraftmaschine. Darüber hinaus erfordert die Ausbildung des Pumpengehäuses in Gehäuseteilen der Brennkraftmaschine einen erheblichen Fertigungsaufwand. Ein Anflanschen eines separaten Pumpengehäuses an die Stirnseite der Brennkraftmaschine würde zu einer weiteren Vergrößerung der Baulänge führen. Darüber hinaus sind derartige Innenzahnradpumpen bei definierten Baugrößen nicht immer in der Lage, ein ausreichendes Schmiermittelvolumen zur Verfügung zu stellen. Weiterhin ist in Abhängigkeit von der Formgebung der Ölwanne eine relativ große Saughöhe durch die Anordnung auf der Kurbelwelle gegeben.
Aus der DE 31 42 458 A1 ist eine Brennkraftmaschine bekannt, bei der die Ölpumpe als Zahnradpumpe mit zwei im Außeneingriff kämmenden Zahnrädern ausgebildet ist, die ebenfalls in einer stirnseitigen Abdeckung des Kurbelgehäuses untergebracht ist. Mit einer derartigen Zahnradpumpe ist zwar eine Vergrößerung des Fördervolumens möglich, der Antrieb und die Unterbringung der Pumpe führen jedoch zu erheblichen Aufwendungen an Gehäusebauteilen der Brennkraftmaschine.
In der GB-A-2 280 934 wird eine Brennkraftmaschine behandelt, bei der unterhalb einer Kurbelwelle eine Ölpumpe vorgesehen ist. Diese Ölpumpe ist in eine Ausnehmung eines Kurbelwellenlagerrahmens eingesetzt.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Brennkraftmaschine nach der Gattung des Hauptanspruches so auszubilden, daß die Schmierölversorgung mit hohen Fördervolumina möglich ist, wobei die Ölpumpe auf einfache und platzsparende Weise an bzw. in der Brennkraftmaschine untergebracht werden soll. Die Anordnung der Ölpumpe soll dabei die äußeren Abmessungen der Brennkraftmaschine nicht wesentlich verändern. Darüber hinaus soll eine möglichst geringe Saughöhe der Pumpe und damit Sicherheit vor Kavitation und ein möglichst hoher Wirkungsgrad gewährleistet sein.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches gelöst. Durch Anbringung der Ölpumpe am Kurbelwellen-Lagerrahmen ist eine einfache und platzsparende Anbringung der Ölpumpe möglich, ohne daß aufwendige Gehäuseeinschnitte und Abdichtungen erforderlich sind. Darüber hinaus führt die Anbringung der Ölpumpe am Kurbelwellen-Lagerrahmen zu einer geringen Saughöhe, durch die Sicherheit vor Kaviation und geringe Saugverluste sichergestellt sind. Durch die Anbringung der Ölpumpe am Kurbelwellen-Lagerrahmen ist gegenüber der stirnseitigen, seitlichen und/oder externen Unterbringung der Ölpumpe eine flexiblere Unterbringung der Steigleitungen zur Schmierölversorgung möglich.
Eine besonders platzsparende, einfach anzubringende Unterbringung bei sehr geringer Saughöhe ist gegeben, wenn die Ölpumpe an der Unterseite des Kurbelwellen-Lagerrahmens angebracht ist. Die Ölpumpe läßt sich damit innerhalb des von der Ölwanne umschlossenen Raumes anbringen, so daß kein zusätzlicher Dichtungsaufwand am Gehäuse der Brennkraftmaschine betrieben werden muß und eine Vergrößerung der Baulänge, abgesehen vom reinen Pumpenantrieb, vermieden wird. Durch Unterbringung der Ölpumpe im Bereich der Stirnseite der Brennkraftmaschine ist ein einfacher Antrieb der Ölpumpe über einen endseitigen Wellenstummel der Kurbelwelle möglich. Auch an die Abdichtung der Ölpumpe selbst können aufgrund der Unterbringung innerhalb des von der Ölwanne abgeschlossenen Raumes geringere Anforderungen gestellt werden.
Der Antrieb der Ölpumpe kann bei stirnseitiger Anordnung durch einen einfachen Umschlingungstrieb, insbesondere einen Kettentrieb, erfolgen, so daß die Anforderungen an die Fertigungstoleranzen im Hinblick auf den Pumpenantrieb gering sind. Der Antrieb über ein Zahnradgetriebe wäre jedoch auch ohne weiteres möglich.
Ist der Kurbelwellen-Lagerrahmen an seiner Unterseite durch eine an sich bekannte voll- oder teilflächig abschottende Abdeckung versehen, kann diese Abschottung Ölkanäle aufnehmen, die eine Verbindung zwischen der Ölpumpe und einer oder mehreren Steigleitungen herstellt. Durch Unterbringung horizontaler Ölkanäle in dieser Abschottung ergibt sich ohne wesentlichen fertigungstechnischen Mehraufwand eine Doppelnutzung der an sich bekannten Abschottung des Kurbelwellenraumes.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung und Zeichnung näher erläutert. Letztere zeigt in
Fig. 1
eine Ansicht der geöffneten Unterseite des Kurbelgehäuses,
Fig. 2
einen nur teilweise dargestellten Querschnitt der Brennkraftmaschine entlang der Linie II-II nach Fig. 1 und
Fig. 3
einen nur teilweise dargestellten Längsschnitt der Brennkraftmaschine entlang der Linie III-III nach Fig. 1.
Die in den Fig. 1 bis 3 als Ausführungsbeispiel dargestellte Brennkraftmaschine ist als vierzylindriger Reihenmotor mit einem Kurbelgehäuse 1 in Open-Deck-Bauweise ausgebildet. Das Kurbelgehäuse 1 hat vier Zylinderlaufbuchsen 2, in denen Kolben 3 geführt sind, deren Pleuel 4 mit einer Kurbelwelle 5 verbunden sind. Die Kurbelwelle 5 ist im Kurbelgehäuse 1 gelagert, wobei im Kurbelgehäuse die oberen Lagerhälften 6 ausgebildet sind. Die unteren Lagerhälften 7 sind in Lagerbrücken 8 ausgebildet, die zu einem leiterartigen Kurbelwellen-Lagerrahmen 9 zusammengefaßt sind. Der Kurbelwellen-Lagerrahmen 9 ist aus Leichtmetall gefertigt und hat im Bereich der unteren Lagerhälften 7 eisenmetallische Einsätze 10. Der die Kurbelwelle 5 aufnehmende Raum 11 ist durch eine Abdeckung 12 mit Ölhobeln nach unten abgeschottet. Die Abdeckung ist einstückig mit dem Kurbelwellen-Lagerrahmen 9 verbunden.
Das Kurbelgehäuse 1 ist an seiner Unterseite durch eine angeflanschte Ölwanne 13 verschlossen. Im Betrieb der Brennkraftmaschine bildet sich in der Ölwanne unterhalb der Abdeckung 12 des Kurbelwellen-Lagerrahmens 9 ein Ölsumpf aus, der zur Schmiermittelversorgung der Brennkraftmaschine dient. An die Unterseite der Abdeckung 12 bzw. des Kurbelwellen-Lagerrahmens 9 ist eine Zahnradpumpe 14 angeflanscht, die zwei im Außeneingriff miteinander kämmende Zahnräder 15, 16 aufweist. Die Antriebswelle 17 der Zahnradpumpe 14 ist im Bereich der vorderen Stirnwand 18 der Ölwanne 13 mit einem Kettenrad 19 versehen, das über eine Antriebskette 20 mit einem auf dem stirnseitigen Wellenstummel 21 der Kurbelwelle 5 befestigten Kettenrad 22 angetrieben wird. Beide Kettenräder 19, 22 und die Antriebskette 20 befinden sich innerhalb des vom Kurbelgehäuse 1 und der Ölwanne 13 umschlossenen Raumes.
Die Saugleitung 23 der Zahnradpumpe 14 ist mit einem Saugkorb 24 versehen, der im unteren Bereich der Ölwanne 13 unterhalb des sich im Betrieb einstellenden Ölspiegels angeordnet ist. Über den Saugkorb 24 und die Saugleitung 23 saugt die Zahnradpumpe 14 Schmiermittel (Öl) an und fördert es in ein Verbindungsrohr 25, das in das Pumpengehäuse 26 eingesteckt ist. Das gegenüberliegende Ende des Verbindungsrohres 25 ist in eine Öffnung 27 in der Ölwanne 13 eingesteckt, die mit einem Wärmetauscher 28 verbunden ist, der an die Außenseite der Ölwanne angesetzt ist. Das geförderte Öl der Zahnradpumpe 14 durchströmt den Wärmetauscher 28 und einen nachgeschalteten Ölfilter 29, von wo es nach erneutem Durchströmen des Wärmetauschers 28 in einen in die Ölwanne 13 ragenden Ölstutzen 30 gefördert wird. Dieser Ölstutzen 30 ist mit einem Rohranschluß 31 verbunden, der Teil einer aus mehreren Ölkanälen bestehenden horizontalen Ölgalerie 32 ist. Diese horizontale Ölgalerie 32 ist einstückig an der Unterseite der Abdeckung 12 ausgebildet und umfasst einen sich über nahezu die gesamte Länge der Brennkraftmaschine erstreckenden Längskanal 33 und zwei Seitenkanäle 34, 35. Der Längskanal 33 und die Seitenkanäle 34 und 35 sind jeweils endseitig verschlossen und mit vertikal verlaufenden, nicht näher dargestellten Steigleitungen 36 verbunden, über die die einzelnen zu schmierenden Bereiche, z.B. Kurbelwellenlagerung, Nockenwellenlagerung, Schlepphebellagerung, Nockenwellenverstellung, Spritzölkühlung und ähnliches mit Schmiermittel versorgt werden.

Claims (5)

  1. Brennkraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse (1), einem daran befestigten Kurbelwellen-Lagerrahmen (9) und einer die Kurbelgehäuseunterseite verschließenden Ölwanne (13), und mit einem von einer am Kurbelwellen-Lagerrahmen angebrachten Ölpumpe (14) gespeisten Schmierölverteilungssystem, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurbelwellen-Lagerrahmen (9) an seiner Unterseite eine den Kurbelwellenraum teilweise abschottende Abdeckung (12) aufweist, die von der Ölpumpe (14) gespeiste Ölkanäle (32 bis 35) aufweist.
  2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölpumpe (14) an der Unterseite des Kurbelwellen-Lagerrahmens (9), innerhalb des von der Ölwanne (13) umschlossenen Raumes und im Bereich einer der Stirnseiten der Brennkraftmaschine angeordnet ist.
  3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölpumpe (14) über einen Umschlingungstrieb (19, 20, 22) von der Kurbelwelle (5) angetrieben ist.
  4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölpumpe (14) an der Abdeckung (12) befestigt ist.
  5. Brennkraftmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölpumpe (14) über ein Rohrelement (25) mit einem externen Ölfilterelement (29) verbunden ist.
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EP0744533A1 EP0744533A1 (de) 1996-11-27
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