EP0961015B1 - Ölpumpe und Kühlflüssigkeitspumpe einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Ölpumpe und Kühlflüssigkeitspumpe einer Brennkraftmaschine Download PDF

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EP0961015B1
EP0961015B1 EP99109893A EP99109893A EP0961015B1 EP 0961015 B1 EP0961015 B1 EP 0961015B1 EP 99109893 A EP99109893 A EP 99109893A EP 99109893 A EP99109893 A EP 99109893A EP 0961015 B1 EP0961015 B1 EP 0961015B1
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EP
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combustion engine
crankcase
internal combustion
cooling
engine according
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Herbert Schleiermacher
Lothar Bauer
Peter Oswald
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Deutz AG
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Deutz AG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B67/00—Engines characterised by the arrangement of auxiliary apparatus not being otherwise provided for, e.g. the apparatus having different functions; Driving auxiliary apparatus from engines, not otherwise provided for
    • F02B67/04—Engines characterised by the arrangement of auxiliary apparatus not being otherwise provided for, e.g. the apparatus having different functions; Driving auxiliary apparatus from engines, not otherwise provided for of mechanically-driven auxiliary apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M1/00—Pressure lubrication
    • F01M1/02—Pressure lubrication using lubricating pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P5/00—Pumping cooling-air or liquid coolants
    • F01P5/10—Pumping liquid coolant; Arrangements of coolant pumps
    • F01P5/12—Pump-driving arrangements

Definitions

  • the invention relates to an internal combustion engine with a crankcase, in which a crankshaft is rotatably mounted, at least a connecting rod carrying a piston is articulated, the Piston in one of a cylinder head to form a work space covered cylinder is movable and being in the crankcase at least one recess is let into the one Oil pump and a coolant pump can be used, the one behind the other arranged by a common drive wheel are driven into a common recess, wherein the recess in an apron of the crankcase as a continuous Inlet opening and one side to a front of the Crankcase is aligned.
  • crankcase described in this document has in particular, channels integrated into the crankcase for guidance of lubricating oil and cooling water including the corresponding oil pump and coolant pump.
  • Such as the necessary ones Heat exchanger on the oil circuit and the coolant circuit is not the subject of this Patent application.
  • the invention has for its object an internal combustion engine to provide, in the arrangement and assembly of attachments is improved.
  • a coolant thermostat housing is mounted on the crankcase, wherein the coolant thermostat housing a heat exchanger inlet connection and a heat exchanger return connection with integrated thermostatic valve and a heating flow connection and has a heating return connection. So that is at one single component all the necessary external connection options integrated for the coolant circuit, so that here a clear Installation possibility is created.
  • the coolant thermostat housing mounted across the opening on the crankcase.
  • the corresponding connections are on the long side of the Internal combustion engine accessible and from the area of the wheel drive pulled out.
  • the drive wheel is on the end face arranged outside the opening and the oil pump and the coolant pump are connected to the drive wheel in this order arranged in the opening. This makes it possible to necessary media guides to or from the pumps in the Arrange crankcase while the drive is accessible outside the opening is arranged.
  • the oil pump and coolant pump are also included the drive wheel pre-assembled and as a unit to the Internal combustion engine attached.
  • the unit can possibly be as Supplier part to be manufactured and complete during assembly line assembly be grown. Because only one for both pumps the only component used is the total assembly time shortened.
  • the housing parts of Oil pump and coolant pump made of aluminum, preferably manufactured in the die casting process. This represents a manufacturing inexpensive form of training. Of course it is within the framework the invention also possible, here other materials and casting processes apply.
  • the coolant pump wheel covered by a lid covering the opening on the drive wheel closes opposite side. This is in the maintenance or Repair case the coolant pump wheel and an adjacent one Ring seal without extensive disassembly of the complete Coolant pump and oil pump easily accessible and can be changed if necessary.
  • the partially illustrated crankcase 1 is for a four-cylinder, self-igniting series internal combustion engine designed and instructed another main bearing 2 for mounting a crankshaft, not shown on.
  • the crankcase has one on the flywheel side Apron 3, which is designed as a bulge and among others for receiving an oil pump 4 and a coolant pump 5 serves. These two pumps are driven by a drive wheel 6 (FIG 2) via an idler gear from the crankshaft on the flywheel side the internal combustion engine driven.
  • the openings below of the two pumps in the crankcase can, for example, under other balance shafts.
  • the oil pump 4 and the coolant pump 5 can be preassembled as a structural unit and this assembly is completely in the opening 7 ( Figure 2) the crankcase 1 inserted and fixed with fasteners 8.
  • This housing part 12 has a ring shoulder 13 which cooperating with a shoulder 14 in the opening 7 a contact surface for the unit 9 forms. Against this investment area the assembly 9 pressed with the fasteners 8.
  • the coolant pump 5 On the housing part 12 connects the coolant pump 5, which has an annular seal 15 in the area of the shaft 10 relative to the housing part 12 is sealed. The coolant pump 5 is compared to the The outside 16 of the apron 3 is closed off by a cover 17.
  • a suction pipe 18 is the oil from the oil pan of the internal combustion engine sucked in and gets into a suction chamber 19 of the oil pump 4.
  • Von the suction chamber 19 the oil from the gears 4a, 4b in one Pressure chamber 20 promoted and passes from this into a pressure oil channel 21.
  • This pressure oil channel 21 guides the oil through an oil gallery, the among other things control devices, filter devices and the like includes, in the oil circuit of the internal combustion engine.
  • Over a Leakage oil line 22 is leakage oil from a leakage space 23 in the Housing part 12 guided into the wheel drive chamber or suction chamber 19.
  • a coolant leakage space 25 On the leakage space 23 connects an oil seal 24, on the opposite Page is a coolant leakage space 25. From this coolant leakage space 25, the leakage liquid into a gutter that is in line with the environment in Connection is established, but the majority of the trapped Leakage liquid evaporates in this channel.
  • the coolant thermostat housing 26 a heat exchanger reflux connection 27, the communicates with the suction chamber of the coolant pump 5.
  • the cooling liquid which is in the water is preferred in a coolant pressure chamber 28 promoted, which opens into a coolant pressure channel 29. Of The cooling liquid becomes further in this cooling liquid pressure channel 29 passed to the cooling points of the internal combustion engine.
  • the coolant thermostat housing has 26 next to the heat exchanger reflux connection 27 a heat exchanger inflow connection 30 on that with the heat exchanger reflux connection 27 is connected via a thermostatic valve 31. Furthermore points the coolant thermostat housing 26 has a heater flow connection 32 and a heater return port 33.

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Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse, in dem eine Kurbelwelle drehbar gelagert ist, an der zumindest ein einen Kolben tragendes Pleuel angelenkt ist, wobei der Kolben in einem von einem Zylinderkopf unter Bildung eines Arbeitsraumes abgedeckten Zylinder bewegbar ist und wobei in das Kurbelgehäuse zumindest eine Ausnehmung eingelassen ist, in die eine Ölpumpe und eine Kühlflüssigkeitspumpe einsetzbar ist, die hintereinanderliegend angeordnet von einem gemeinsamen Antriebsrad angetrieben in eine gemeinsame Ausnehmung eingesetzt sind, wobei die Ausnehmung in eine Schürze des Kurbelgehäuses als durchgehende Öffnung eingelassen und einseitig zu einer Stirnseite des Kurbelgehäuses ausgerichtet ist.
Eine derartige Brennkraftmaschine ist aus der EP 05 05 346 A1 bekannt. Das in diesem Dokument beschriebene Kurbelgehäuse weist insbesondere in das Kurbelgehäuse integrierte Kanäle zur Führung von Schmieröl und Kühlwasser einschließlich der entsprechenden Ölpumpe und Kühlflüssigkeitspumpe auf. Wie beispielsweise die notwendigen Wärmetauscher an den Ölkreislauf und den Kühlflüssigkeitskreislauf angeschlossen werden ist nicht Gegenstand dieser Patentanmeldung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennkraftmaschine bereit zu stellen, bei der die Anordnung und Montage von Anbauteilen verbessert ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein Kühlflüssigkeitsthermostatgehäuse an das Kurbelgehäuse montiert ist, wobei das Kühlflüssigkeitsthermostatgehäuse einen Wärmetauscherzuflussanschluss und einen Wärmetauscherrückflussanschluss mit integriertem Thermostatventil sowie einen Heizungsvorlaufanschluss und einen Heizungsrücklaufanschluss aufweist. Damit sind an einem einzigen Bauteil sämtliche nötigen externen Anschlussmöglichkeiten für den Kühlflüssigkeitskreislauf integriert, so dass hier eine übersichtliche Montagemöglichkeit geschaffen ist.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das Kühlflüssigkeitsthermostatgehäuse quer zu der Öffnung an das Kurbelgehäuse montiert. Dadurch sind die entsprechenden Anschlüsse an der Längsseite der Brennkraftmaschine zugänglich und aus dem Bereich des Rädertrieb herausgezogen.
Durch die hintereinanderliegende Anordnung der beiden Pumpen in einer durchgehenden Öffnung in einer Schürze des Kurbelgehäuses ist im Übrigen der Herstellungsaufwand des Kurbelgehäuses gegenüber bekannten Lösungen dadurch reduziert, dass beispielsweise beim Gießen des Kurbelgehäuses nur noch ein entsprechend geformter durchgehender Gießkern benötigt wird. Auch die nachfolgende mechanische Bearbeitung ist dadurch, dass beispielsweise nur eine durchgehende Öffnung vorhanden ist, vereinfacht. Dadurch, dass die Öffnung durchgehend ist, ist darüber hinaus der Gießkern auf beiden Seiten optimal fixierbar und ebenfalls die anschließende Entfernung des Gießkerns leichter durchführbar, wie auch die Reinigung. Durch den gemeinsamen Antrieb von einem gemeinsamen Antriebsrad von einer Stirnseite des Kurbelgehäuses aus ist der Rädertrieb gegenüber konventionellen Lösungen mit nebeneinanderliegenden Pumpen und mindestens ein Antriebsrad verringert.
In Weiterbildung der Erfindung ist das Antriebsrad auf der Stirnseite außerhalb der Öffnung angeordnet und die Ölpumpe und die Kühlflüssigkeitspumpe sind in dieser Reihenfolge an das Antriebsrad anschließend in der Öffnung angeordnet. Dadurch ist es möglich, die notwendigen Mediumsführungen zu bzw. von den Pumpen in dem Kurbelgehäuse anzuordnen, während der Antrieb zugänglich außerhalb der Öffnung angeordnet ist.
Weiterhin sind die Ölpumpe und die Kühlflüssigkeitspumpe einschließlich dem Antriebsrad vormontiert und als Baueinheit an die Brennkraftmaschine angebaut. Somit kann die Baueinheit ggf. als Zulieferteil hergestellt werden und bei der Fließbandmontage komplett angebaut werden. Dadurch, dass für beide Pumpen nur eine einzige Baueinheit zur Anwendung kommt, ist die Montagezeit insgesamt verkürzbar.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Gehäuseteile von Ölpumpe und Kühlflüssigkeitspumpe aus Aluminium, vorzugsweise im Druckgießverfahren hergestellt. Dies stellt eine herstellungsmäßig günstige Ausbildungsform dar. Selbstverständlich ist es aber im Rahmen der Erfindung auch möglich, hier andere Materialien und Gießverfahren anzuwenden.
In Weiterbildung der Erfindung ist in die Öffnung ein Absatz eingelassen, der eine Anlagefläche für die Baueinheit bildet. Dies bildet eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung, da somit bei der Montage die Baueinheit bis zum Anschlag in die Öffnung eingeschoben wird und mit Befestigungen am Kurbelgehäuse verspannt wird. Die Befestigungen sind ungleichmäßig verteilt, so dass auch in Urrifangsrichtung eine exakte Positionierung gewährleistet ist. Eine Falschmontage ist damit ausgeschlossen.
Weiterhin sind ein Ölsaugraum und ein Öldruckraum in das Kurbelgehäuse eingelassen, ebenso wie ein Kühlflüssigkeitsdruckraum in das Kurbelgehäuse direkt eingelassen ist. Damit sind bis auf die Kühlflüssigkeitszufuhr sämtliche Mediumsführungen direkt in das Kurbelgehäuse integriert, so dass hier keine zusätzlichen externen Leitungen oder Anschlüsse nötig sind.
In Weiterbildung der Erfindung ist das Kühlflüssigkeitspumpenrad von einem Deckel abgedeckt, der die Öffnung auf der dem Antriebsrad gegenüberliegenden Seite verschließt. Dadurch ist im Wartungsoder Reparaturfall das Kühlflüssigkeitspumpenrad und eine danebenliegende Ringdichtung ohne aufwendige Demontage der kompletten Kühlflüssigkeitspumpe und der Ölpumpe leicht zugänglich und kann ggf. gewechselt werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnungsbeschreibung, in der ein in den Figuren dargestelltes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben ist.
Es zeigen:
Figur 1:
einen Kurbelgehäuseausschnitt,
Figur 2:
einen Schnitt durch die Ölpumpe und Kühlflüssigkeitspumpe,
Figur 3:
einen weiteren Schnitt durch die Ölpumpe und Kühlflüssigkeitspumpe,
Figur 4:
eine teilweise geschnittene Stirnansicht des Kurbelgehäuses mit Mediumsführungen und Kühlflüssigkeitsthermostatgehäuse und
Figur 5:
eine Ansicht des Kühlflüssigkeitsthermostatgehäuses.
Das teilweise dargestellte Kurbelgehäuse 1 ist für eine vierzylindrige, selbstzündende Reihenbrennkraftmaschine ausgelegt und weist unter anderem Hauptlager 2 zur Lagerung einer nicht dargestellten Kurbelwelle auf. Auf der Schwungradseite weist das Kurbelgehäuse eine Schürze 3 auf, die als Ausbuchtung ausgebildet ist und unter anderem zur Aufnahme einer Ölpumpe 4 und einer Kühlflüssigkeitspumpe 5 dient. Diese beiden Pumpen werden von einem Antriebsrad 6 (Figur 2) über ein Zwischenrad von der Kurbelwelle auf der Schwungradseite der Brennkraftmaschine angetrieben. Die Öffnungen unterhalb der beiden Pumpen im Kurbelgehäuse können beispielsweise unter anderem Ausgleichswellen aufnehmen. Wie später erläutert wird, sind die Ölpumpe 4 und die Kühlflüssigkeitspumpe 5 als Baueinheit vormontierbar und diese Baueinheit wird komplett in die Öffnung 7 (Figur 2) des Kurbelgehäuses 1 eingesetzt und mit Befestigungen 8 festgelegt.
Bei der Schnittdarstellung nach Figur 2 liegt auf der rechten Seite die Schwungradseite des Kurbelgehäuses 1 gemäß Figur 1 und zeigt die als Schürze 3 ausgebildete Ausbuchtung des Kurbelgehäuses 1 mit der durchgehenden Öffnung 7 zur Aufnahme der Baueinheit 9, bestehend aus Ölpumpe 4, Kühlflüssigkeitspumpe 5 und Antriebsrad 6. Die Ölpumpe 4 und die Kühlflüssigkeitspumpe 5 sind auf einer gemeinsamen Welle 10 angeordnet, die auch das Antriebsrad 6 trägt. Die Ölpumpe 4 weist ein außenverzahntes Zahnrad 4a und ein innenverzahntes Zahnrad 4b auf, die zusammenwirkend die Ölpumpe 4 bilden. Gegenüber dem Antriebsrad 6 wird die Ölpumpe 4 durch ein Ölpumpendeckel 11 abgeschlossen. Gegenüberliegend schließt sich an die Ölpumpe 4 ein Gehäuseteil 12 an, das im übrigen wie alle anderen Gehäuseteile und Deckel aus Aluminium im Druckgießverfahren herstellbar ist. Dieses Gehäuseteil 12 weist einen Ringabsatz 13 auf, der mit einem Absatz 14 in der Öffnung 7 zusammenwirkend eine Anlagefläche für die Baueinheit 9 bildet. Gegen diese Anlagefläche wird die Baueinheit 9 mit den Befestigungen 8 angedrückt. An das Gehäuseteil 12 schließt die Kühlflüssigkeitspumpe 5 an, die über eine Ringdichtung 15 im Bereich der Welle 10 gegenüber dem Gehäuseteil 12 abgedichtet ist. Die Kühlflüssigkeitspumpe 5 wird gegenüber der Außenseite 16 der Schürze 3 von einem Deckel 17 abgeschlossen.
Bezugnehmend auf die Figuren 2, 3 und 4 wird die Anordnung und der Verlauf der Kühlflüssigkeitskanäle und Ölkanäle erläutert. Über ein Saugrohr 18 wird das Öl aus der Ölwanne der Brennkraftmaschine angesaugt und gelangt in einen Saugraum 19 der Ölpumpe 4. Von dem Saugraum 19 wird das Öl von den Zahnrädern 4a, 4b in einen Druckraum 20 gefördert und gelangt von diesen in einen Druckölkanal 21. Dieser Druckölkanal 21 leitet das Öl über eine Ölgalerie, die unter anderem Absteuereinrichtungen, Filtereinrichtungen und ähnliches beinhaltet, in den Ölkreislauf der Brennkraftmaschine. Über eine Leckölleitung 22 wird Leckageöl von einem Leckageraum 23 in dem Gehäuseteil 12 in den Rädertriebraum bzw. Saugraum 19 geführt. An den Leckageraum 23 schließt eine Öldichtung 24 an, auf deren gegenüberliegender Seite sich ein Kühlflüssigkeitsleckageraum 25 befindet. Von diesem Kühlflüssigkeitsleckageraum 25 wird die Leckageflüssigkeit in eine Auffangrinne abgeleitet, die mit der Umgebung in Verbindung steht, wobei aber der überwiegende Teil der aufgefangenen Leckageflüssigkeit in dieser Rinne verdampft. Der Kühlflüssigkeitspumpe 5 wird die Kühlflüssigkeit über das Kühlflüssigkeitsthermostatgehäuse 26 zugeführt. Hierzu weist das Kühlflüssigkeitsthermostatgehäuse 26 einen Wärmetauscherrückflußanschluß 27 auf, der mit dem Saugraum der Kühlflüssigkeitspumpe 5 in Verbindung steht. Von der Kühlflüssigkeitspumpe 5 wird dann die Kühlflussigkeit, die im übrigen bevorzugt Wasser ist, in einen Kühlflüssigkeitsdruckraum 28 gefördert, der in einen Kühlflüssigkeitsdruckkanal 29 einmündet. Von diesem Kühlflüssigkeitsdruckkanal 29 wird die Kühlflüssigkeit weiter zu den Kühlstellen der Brennkraftmaschine geleitet.
Ausweislich der Figur 5 weist das Kühlflüssigkeitsthermostatgehäuse 26 neben dem Wärmetauscherrückflußanschluß 27 einen Wärmetauscherzuflußanschluß 30 auf, der mit dem Wärmetauscherrückflußanschluß 27 über ein Thermostatventil 31 verbunden ist. Weiterhin weist das Kühlflüssigkeitsthermostatgehäuse 26 einen Heizungsvorlaufanschluß 32 und einen Heizungsrücklaufanschluß 33 auf.

Claims (9)

  1. Brennkraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse, in dem eine Kurbelwelle drehbar gelagert ist, an der zumindest ein einen Kolben tragendes Pleuel angelenkt ist, wobei der Kolben in einem von einem Zylinderkopf unter Bildung eines Arbeitsraumes abgedeckten Zylinder bewegbar ist und wobei in das Kurbelgehäuse zumindest eine Ausnehmung eingelassen ist, in die eine Ölpumpe und eine Kühlflüssigkeitspumpe eingesetzt sind, die hintereinanderliegend angeordnet von einem gemeinsamen Antriebsrad angetrieben in eine gemeinsame Ausnehmung eingesetzt sind, wobei die Ausnehmung in eine Schürze des Kurbelgehäuses als durchgehende Öffnung eingelassen und einseitig zu einer Stirnseite des Kurbelgehäuses ausgerichtet ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass ein Kühlflüssigkeitsthermostatgehäuse (26) an das Kurbelgehäuse (1) montiert ist, wobei das Kühlflüssigkeitsthermostatgehäuse (26) einen Wärmetauscherzuflussanschluss (30) und einen Wärmetauscherrückflussanschluss (27) mit integriertem Thermostatventil (31) sowie einen Heizungsvorlaufanschluss (32) und einen Heizungsrücklaufanschluss (33) aufweist.
  2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlflüssigkeitsthermostatgehäuse (26) quer zu der Öffnung (7) an das Kurbelgehäuse (1) montiert ist.
  3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsrad (6) auf der Stirnseite außerhalb der Öffnung (7) angeordnet ist und dass die Ölpumpe (4) und die Kühlflüssigkeitspumpe (5) in dieser Reihenfolge an das Antriebsrad (6) anschließend in der Öffnung (7) angeordnet sind.
  4. Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Ölpumpe (4) und die Kühlflüssigkeitspumpe (5) einschließlich dem Antriebsrad (6) vormontiert sind und als Baueinheit (9) an die Brennkraftmaschine angebaut sind.
  5. Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseteile (12) von Ölpumpe (4) und Kühlflüssigkeitspumpe (5) aus Aluminium vorzugsweise im Druckgießverfahren hergestellt sind.
  6. Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass in die Öffnung (7) ein Absatz (14) eingelassen ist, der eine Anlagefläche für die Baueinheit (9) bildet.
  7. Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass ein Ölsaugraum (19) und ein Öldruckraum (20) in das Kurbelgehäuse (1) eingelassen sind.
  8. Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass ein Kühlflüssigkeitsdruckraum (28) in das Kurbelgehäuse (1) eingelassen ist.
  9. Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlflüssigkeitspumpenrad (34) von einem Deckel (17) abgedeckt ist, der die Öffnung (7) auf der dem Antriebsrad (6) gegenüberliegenden Seite verschließt.
EP99109893A 1998-05-29 1999-05-19 Ölpumpe und Kühlflüssigkeitspumpe einer Brennkraftmaschine Expired - Lifetime EP0961015B1 (de)

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DE19824006 1998-05-29

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Publication Number Publication Date
EP0961015A2 EP0961015A2 (de) 1999-12-01
EP0961015A3 EP0961015A3 (de) 1999-12-08
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