EP1360400A1 - Ölauffangvorrichtung für eine brennkraftmaschine - Google Patents

Ölauffangvorrichtung für eine brennkraftmaschine

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EP1360400A1
EP1360400A1 EP02710035A EP02710035A EP1360400A1 EP 1360400 A1 EP1360400 A1 EP 1360400A1 EP 02710035 A EP02710035 A EP 02710035A EP 02710035 A EP02710035 A EP 02710035A EP 1360400 A1 EP1360400 A1 EP 1360400A1
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EP
European Patent Office
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oil
oil collecting
installation space
collecting device
internal combustion
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EP02710035A
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Manfred Batzill
Markus Huber
Thomas Fassl
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Dr Ing HCF Porsche AG
Original Assignee
Dr Ing HCF Porsche AG
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    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01M11/0004—Oilsumps
    • F01M2011/005—Oilsumps with special anti-turbulence means, e.g. anti-foaming means or intermediate plates

Definitions

  • the invention relates to an oil collecting device for an internal combustion engine according to the features of the preamble of claim 1.
  • an oil suction is provided with which the oil is supplied to the consumers again.
  • Corresponding oil guide ribs are provided for the targeted return of the oil located in the flatter installation space section.
  • the object of the invention is to design an oil collecting device for an internal combustion engine in such a way that, on the one hand, safe and rapid oil return from the consumers to the oil sump is ensured and, on the other hand, it is ensured that, even when the internal combustion engine is at an angle, the lubricating oil flows back from the deeper installation space section is prevented in the crankcase and / or in the flatter installation space section.
  • These two functions are said to be related to manufacturing be integrated in a simple manner and therefore also cost-effectively in the oil collecting device.
  • the insert which is designed separately from the oil collecting device, is designed on the one hand with an oil barrier required between the two installation space sections and also has oil return channels through which the oil flowing back from the cylinder head goes directly to below the oil level of the lubricating oil located in the lower installation space section.
  • the insert consists of a middle part with an oil holding edge and an oil bulkhead and two side parts, in which oil pressure channels from the cylinder head are integrated.
  • the insert part is advantageously made of plastic and thus contributes overall to a reduction in weight of the internal combustion engine.
  • a plastic insert is easy to manufacture, e.g. by injection molding.
  • 1 is a first perspective view of an oil collecting device
  • Fig. 7 is a section along the line Vll-Vll in Fig. 3 and
  • FIG 8 shows a two-stage oil pump used in the oil collecting device.
  • An oil collecting housing 2 has an installation space section 4, which is referred to in the following as the first oil collecting space and in which the oil necessary for the lubricating oil supply of the internal combustion engine accumulates.
  • An oil snorkel 6 is placed at its deepest point in the first oil collecting space 4, which leads via a first oil suction line 8 to the suction side of an oil pump 10.
  • a second installation space 12 Arranged in the oil collecting housing 2 is a second installation space 12, which is referred to below as the second oil collection space and which is flatter than the first oil collection space 4.
  • An oil snorkel 14 is also arranged at its lowest point in the second oil collection chamber 12, which is connected via a second oil suction line 16 to a second suction side of the oil pump 10 designed as a double pump
  • a plastic insert 18 is inserted into the oil collecting housing 2, the structure of which is described in more detail below.
  • the insert part 18 has a middle part 20 which, as shown in particular in FIGS. 2 and 3, separates the two oil collecting spaces 4, 12 from one another in the installed state.
  • the middle part 20 has a first side wall 22 oriented towards the first oil collecting space 4, which is provided with a curved wall section 23 forming a bulkhead for the lubricating oil.
  • This tongue and groove connection is additionally sealed by silicone or soft foam, since it is intended to prevent lubricating oil from the first oil collecting space when the motor vehicle is at an incline 4 arrives in the second oil collecting space 12.
  • the first side wall 22 of the insert part 18 is designed such that the lubricating oil can flow from the first oil collecting space 4 under the central part 20, in particular when the engine is at an angle. This section of space is thus also used to hold the oil volume required for a reliable supply of lubricating oil.
  • a top wall 26 of the central part 20 is lowered towards the center (see section line IV - IV in FIG. 3) of the oil collecting housing 2 and consists of two lowered partial surfaces 26a and 26b which merge into a straight partial surface 26c in the middle.
  • the side edge 28 of the top wall 26, which is oriented towards the first oil collecting space 4, hereinafter referred to as the oil holding edge, serves as an oil barrier which prevents the lubricating oil from passing from the first oil collecting space 4 into the second oil collecting space 12 when the vehicle is traveling uphill.
  • the second oil suction line 16 leading to the second oil collecting space 12 runs above the centrally aligned straight partial surface 26c.
  • Two side parts 30 and 32 are integrally formed on the central part 20, in which part of the oil return channels leading from the cylinder head to the first oil collecting space 4 are integrated.
  • the two side parts 30 and 32 have oil return openings 34, which are surrounded by sealing rings 36. That in the embodiment with five
  • Oil return openings 34 provided side part 32 extends over the entire length of the oil collecting housing 2, while the side part 30 provided with four oil return openings 34 in the exemplary embodiment extends from the second oil collection space 12 to the beginning of the first oil collection space 4.
  • the oil return openings 34 arranged in the two side parts 30 and 32 each open into an oil collection channel 38 and 40, which are each provided with an oil drain opening 42 and 44 at their lower ends. Except for the oil return openings 34 to the crankcase (not shown), the two oil collection channels 38 and 40 are closed off by cover elements 46, which are fastened to the side parts 30, 32, for example by vibration welding.
  • the holes made on the flange surface of the crankcase lower part corresponding to the oil return openings 34 sit sealingly with their bore edges on the sealing rings 36.
  • the oil return channels integrated in the crankcase 5 and the oil collection channels 38 and 40 reaching up to below the oil level of the lubricating oil located in the first oil collecting space 4 ensure that the lubricating oil is quickly fed into the first oil collecting space 4 by the consumers despite the pressure pulsations caused by the crankshaft and piston movements got back.
  • the lubricating oil from the main bearings of the crankshaft and the lubricating oil from the spray nozzles (not shown) for piston cooling are collected and pumped back into the first oil collecting chamber 14 via the second oil suction line 16.
  • the plastic insert 15 18 fixed by the engagement of the side wall 24 in the holding groove 48 is screwed captively in the oil collecting housing 2 with the aid of fastening tabs 50 formed on the middle part 20 and on the two side parts 30 and 32.
  • a sealing surface 52 is provided, via which the insert part 18 is sealed with respect to the oil guide housing 2 with its two side parts 30 and 32.
  • the insert 18 is designed, in particular due to the oil holding edge 28 and the oil bulkhead 23 designed as an oil barrier, in such a way that the lubricating oil is prevented from the first oil collecting chamber 4 into the crank chamber and / or into the second even when the motor vehicle is climbing up to 45 ° Oil collecting space 12 25 can cross.
  • the oil suction line 16 arranged in the second oil collecting space 12 ensures that, regardless of the incline of the vehicle, the lubricating oil from the second oil collecting space 12 passes through the oil suction line 16 and via an air separator 54 m to the first oil collecting space 4, from where it is carried out with the aid of the first Pump stage is fed back to the consumers. Since both Pump stages are constantly in operation, the air separator 54 ensures that the air drawn in from the second oil collecting space 12, particularly when driving downhill or braking the motor vehicle, is separated and thus does not reach the crankcase or the consumers.

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Abstract

The invention relates to an oil collecting device for an internal combustion engine, comprising an oil collecting housing (2) arranged under a crankcase, consisting of at least two sections with varying depths of space construction. An oil suction line (8) is disposed in a deeper section thereof (4) and used to transport the lubricating oil to the consumer via a pump. According to the invention, a separate insert (18) is secured in the oil collecting housing (2), comprising an oil barrier (22, 28) arranged across the longitudinal extension of the oil collector housing (4) preventing the lubricating oil from flowing back from the deeper construction space section (4) into the crank area and/or into the flatter construction space surface (12) when the internal combustion engine is in a transversal position, in addition to comprising oil return channels (34, 38, 40) for the lubricating oil flowing back from the cylinder head.

Description

Ölauffangvorrichtung für eine Brennkraftmaschine
Die Erfindung geht aus von einer Ölauffangvorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
5
Aus der US-PS 5 103 782 ist eine gattungsgemäße Ölauffangvorrichtung bekannt, bei der die Ölwanne bzw. das Olauffanggehause der Brennkraftmaschine über die Längserstreckung des Kurbelgehäuses zwei unterschiedlich tief ausgebildete Bauraumabschnitte aufweist. Im tieferen, als Ölwanne ausgebildeten Bauraumabschnitt ist
10 eine Ölabsaugung vorgesehen, mit der das Öl den Verbrauchern wieder zugeführt wird. Zur gezielten Rückführung des im flacheren Bauraumabschnitt befindlichen Öls sind entsprechende Ölleitrippen vorgesehen. Bei Steigfahrten, insbesondere bei, einem geländegängigen Kraftfahrzeug, besteht die Gefahr, dass das im tieferen, . Bauraumabschnitt befindliche Schmieröl über den flacheren Bauraumabschnitt wieder in
15 das Kurbelgehäuse gelangt. Neben Panschverlusten besteht die Gefahr, dass im Bereich der Ölabsaugung nicht genügend Öl für die Ölversorgung zu den Verbrauchern zur Verfügung steht, bzw. dass Luft statt Öl angesaugt wird.
Es ist weiterhin bekannt (siehe Sonderdruck aus MTZ Motortechnische Zeitschrift 52, 20 1991, S. 9, 10), Schmieröl aus dem Zylinderkopf über in einem Ölwannenoberteil integrierte Öl- Rücklaufkanäle, die sich bis unterhalb des Ölspiegels erstrecken, in den Ölsumpf zurückzuleiten.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Ölauffangvorrichtung für eine Brennkraftmaschine so 25 zu gestalten, dass einerseits eine sichere und schnelle Ölrückführung von den Verbrauchern zum Ölsumpf gewährleistet ist und dass andererseits sichergestellt ist, dass auch bei Schräglage der Brennkraftmaschine ein Zurückfließen des Schmieröls aus dem tieferen Bauraumabschnitt in den Kurbelraum und/oder in den flacheren Bauraumabschnitt verhindert wird. Diese beiden Funktionen sollen fertigungstechnisch auf einfache Art und Weise und damit auch kostengünstig in der Ölauffangvorrichtung integriert sein.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale. Das als separat zur Ölauffangvorrichtung ausgebildete Einlegeteil ist einerseits mit einer zwischen den beiden Bauraumabschnitten erforderlichen Ölbarriere ausgebildet und verfügt darüber hinaus über Olruckfuhrkanale, über die das aus dem Zylinderkopf zurückfließende Öl auf direktem Weg bis unter den Ölspiegel des im tieferen Bauraumabschnitt befindlichen Schmieröls gelangt. Damit ist das Olauffanggehause gusstechnisch einfach herstellbar, da die beiden vorbeschriebenen Funktionen im separat zum Olauffanggehause ausgebildeten Einlegeteil umgesetzt sind.
In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der erfindungsgemäßen Ölauffangvorrichtung-enthalten. Das Einlegeteil besteht aus einem eine Ölhaltekante und eine Ölschottwand aufweisenden Mittelteil und zwei Seitenteilen, in denen Olruckfuhrkanale vom Zylinderkopf integriert sind.
Das Einlegeteil besteht in vorteilhafter Weise aus Kunststoff und trägt damit insgesamt zu einer Gewichtsreduzierung der Brennkraftmaschine bei. Darüber hinaus lässt sich ein derartiges Kunststoff-Einlegeteil fertigungstechnisch einfach, z.B. durch Spritzgießen, herstellen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung und Zeichnung näher erläutert. Letztere zeigt in
Fig. 1 Eine erste Perspektivansicht einer Ölauffangvorrichtung,
Fig. 2 eine zweite Perspektivansicht einer Ölauffangvorrichtung,
Fig. 3 eine Draufsicht auf die Ölauffangvorrichtung,
Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 3, Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V in Fig. 3,
Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie Vl-Vl in Fig. 3,
Fig. 7 einen Schnitt entlang der Linie Vll-Vll in Fig. 3 und
Fig. 8 eine in der Ölauffangvorrichtung eingesetzte zweistufige Ölpumpe.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Ein Olauffanggehause 2 weist einen Bauraumabschnitt 4 auf, der im folgenden als erster Olsammelraum bezeichnet wird, und in dem sich das für die Schmierölversorgung der Brennkraftmaschine notwendige Öl ansammelt. Im ersten Olsammelraum 4 ist an seiner tiefsten Stelle ein Olschnorchel 6 plaziert, der über eine erste Olabsaugleitung 8 zu der Saugseite einer Ölpumpe 10 führt. Im Olauffanggehause 2 ist ein zweiter Bauraum 12 angeordnet, der im folgenden als zweiter Olsammelraum bezeichnet wird, und der gegenüber dem ersten Olsammelraum 4 flacher ausgebildet ist. Im zweiten Olsammelraum 12 ist an seiner tiefsten Stelle ebenfalls ein Olschnorchel 14 angeordnet, der über eine zweite Olabsaugleitung 16 mit einer zweiten Saugseite der als Doppelpumpe ausgebildeten Ölpumpe 10 verbunden ist
In das Olauffanggehause 2 ist ein Kunststoff-Einlegeteil 18 eingesetzt, dessen Aufbau im folgenden näher beschrieben wird. Das Einlegeteil 18 weist ein Mittelteil 20 auf, das, wie insbesondere Fig. 2 und 3 verdeutlicht, im eingebauten Zustand die beiden Olsammelräume 4, 12 voneinander abtrennt. Dabei weist das Mittelteil 20 eine erste, zum ersten Olsammelraum 4 hin ausgerichtete Seitenwand 22 auf, die mit einem, eine Schottwand für das Schmieröl bildenden gekrümmten Wandabschnitt 23 versehen ist. Eine zweite, die beiden Olsammelräume 4, 12 abtrennende Seitenwand 24 greift in eine am Boden des Ölsammelraumes 12 angeordnete und quer zur Längserstreckung des Ölauffanggehäuses 2 verlaufende Haltenut 48 ein. Diese Nut - Feder - Verbindung wird noch zusätzlich durch Silikon oder Weichschaum abgedichtet, da verhindert werden soll, dass bei einer Schräglage des Kraftfahrzeuges Schmieröl aus dem ersten Olsammelraum 4 in den zweiten Olsammelraum 12 gelangt. Dagegen ist die erste Seitenwand 22 des Einlegeteils 18 so ausgebildet, dass das Schmieröl insbesondere bei Schräglage des Motors aus dem ersten Olsammelraum 4 unter das Mittelteil 20 fließen kann. Damit wird dieser Raumabschnitt auch zur Aufnahme des für eine zuverlässige Schmierölversorgung erforderlichen Ölvolumens genutzt.
Eine Deckwand 26 des Mittelteils 20 ist zur Mitte (siehe Schnittlinie IV - IV in Fig. 3) des Ölauffanggehäuses 2 hin abgesenkt und besteht aus zwei abgesenkten Teilflächen 26a und 26b, die in der Mitte in eine gerade Teilfläche 26c übergehen. Die zum ersten Olsammelraum 4 hin ausgerichtete Seitenkante 28 der Deckwand 26, im folgenden als Ölhaltekante bezeichnet, dient als Ölbarriere, die bei Bergfahrten des Fahrzeuges verhindert, dass das Schmieröl vom ersten Olsammelraum 4 in den zweiten Olsammelraum 12 übertritt. Wie aus Fig. 8 ersichtlich, verläuft oberhalb der zentral ausgerichteten geraden Teilfläche 26c die zum zweiten Olsammelraum 12 führende zweite Olabsaugleitung 16.
An das Mittelteil 20 sind zwei Seitenteile 30 und 32 angeformt, in denen ein Teil der vom Zylinderkopf zum ersten Olsammelraum 4 führenden Ölrücklaufkanäle integriert sind. Dazu weisen die beiden Seitenteile 30 und 32 Olrücklauföffnungen 34 auf, die von Dichtringen 36 umschlossen sind. Das im Ausführungsbeispiel mit fünf
Olrücklauföffnungen 34 versehene Seitenteil 32 erstreckt sich über die gesamte Länge des Ölauffanggehäuses 2, während sich das im Ausführungsbeispiel mit vier Olrücklauföffnungen 34 versehene Seitenteil 30 vom zweiten Olsammelraum 12 bis zum Anfang des ersten Ölsammelraums 4 erstreckt. Die in den beiden Seitenteilen 30 und 32 angeordneten Olrücklauföffnungen 34 münden in jeweils einen Olsammelkanal 38 und 40 ein, die an ihren unteren Enden mit jeweils einer Ölablauföffnung 42 und 44 versehen sind. Die beiden Ölsammelkanäle 38 und 40 sind bis auf die Olrücklauföffnungen 34 zum Kurbelgehäuse hin (nicht dargestellt) durch Deckelelemente 46 abgeschlossen, die z.B. durch Vibrationsschweißen an den Seitenteilen 30, 32 befestigt sind. Bei der Verschraubung des Ölauffanggehäuses 2 an einem nicht dargestellten Kurbelgehäuseunterteil sitzen die auf der Flanschfläche des Kurbelgehäuseunterteils korrespondierend zu den Olrücklauföffnungen 34 eingebrachten Bohrungen dichtend mit ihren Bohrungsrändern auf den Dichtringen 36 auf. Durch die im Kurbelgehäuse 5 integrierten Ölrücklaufkanäle und die bis unter den Ölspiegel des im ersten Ölsammelraums 4 befindlichen Schmieröls reichenden Ölsammelkanäle 38 und 40 wird sichergestellt, dass das Schmieröl von den Verbrauchern trotz der durch die Kurbelwellen- und Kolbenbewegungen verursachten Druckpulsationen schnell in den ersten Olsammelraum 4 zurück gelangt. Im zweiten Olsammelraum 12 wird das 10 Schmieröl von den Hauptlagern der Kurbelwelle und das Schmieröl aus den nicht dargestellten Spritzdüsen für die Kolbenkühlung aufgefangen und über die zweite Olabsaugleitung 16 in den ersten Olsammelraum 14 zurück gepumpt.
Das durch den Eingriff der Seitenwand 24 in die Haltenut 48 fixierte Kunststoff-Einlegeteil 15 18 wird mit Hilfe von am Mittelteil 20 und an den beiden Seitenteilen 30 und 32 angeformten Befestigungslaschen 50 im Olauffanggehause 2 verliersicher verschraubt. An den beiden Längsseiten des Ölauffanggehäuses 2 ist eine Dichtfläche 52 vorgesehen, über die das Einlegeteil 18 gegenüber dem Ölführungsgehäuse 2 mit seinen beiden Seitenteilen 30 und 32 abgedichtet wird.
20
Das Einlegeteil 18 ist insbesondere aufgrund der als Ölbarriere ausgebildeten Ölhaltekante 28 und der Ölschottwand 23 so ausgelegt, dass auch bei Steigungsfahrten des Kraftfahrzeugs von bis zu 45° verhindert wird, dass das Schmieröl aus dem ersten Olsammelraum 4 in den Kurbelraum und/oder in den zweiten Olsammelraum 12 25 übertreten kann. Durch die im zweiten Olsammelraum 12 angeordnete Olabsaugleitung 16 wird sichergestellt, dass unabhängig von der Steigungslage des Fahrzeugs das Schmieröl aus dem zweiten Olsammelraum 12 über die Olabsaugleitung 16 und über einen Luftabscheider 54 m den ersten Olsammelraum 4 gelangt, von wo es aus mit Hilfe der ersten Pumpenstufe den Verbrauchern wieder zugeführt wird. Da beide Pumpenstufen ständig in Betrieb sind, wird durch den Luftabscheider 54 sichergestellt, dass die insbesondere bei Abwärtsfahrten oder beim Bremsen des Kraftfahrzeugs aus dem zweiten Olsammelraum 12 angesaugte Luft abgeschieden wird und damit nicht in das Kurbelgehäuse bzw. zu den Verbrauchern gelangt.

Claims

Patentansprüche
1. Ölauffangvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einem unterhalb eines Kurbelgehäuses angeordneten Olauffanggehause, das mindestens zwei Abschnitte mit unterschiedlicher Bauraumtiefe aufweist, wobei in einem tieferen
Bauraumabschnitt eine Olabsaugleitung vorgesehen ist, mit der das Schmieröl über eine Pumpe zu den Verbrauchern gefördert wird, dadurch gekennzeichnet, dass im Olauffanggehause (2) ein separates Einlegeteil (18) befestigt ist, das einerseits eine im wesentlichen quer zur Längserstreckung des Ölauffanggehäuses (2) ausgerichtete Ölbarriere (22, 28) aufweist, die ein Zurückfließen des Schmieröls aus dem tieferen Bauraumabschnitt (4) in den Kurbelraum und/oder in den flacheren Bauraumabschnitt (12) bei Schräglage der Brennkraftmaschine verhindert und das andererseits Olruckfuhrkanale (34, 38, 40) für das aus dem Zylinderkopf zurückfließende Schmieröl aufweist.
2. Ölauffangvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlegeteil (18) aus einem die beiden Bauraumabschnitte (4, 12) abtrennenden und eine Ölhaltekante (28) aufweisenden Mittelteil (20) und zwei die Olruckfuhrkanale (34, 38, 40) aufnehmenden Seitenteilen (30, 32) besteht.
3. Ölauffangvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Seitenteile (30, 32) Olrücklauföffnungen (34) aufweisen, die jeweils in einen Sammelkanal (38, 40) einmünden, die sich bis in den tieferen Bauraumabschnitt (12) hinein erstrecken.
4. Ölauffangvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlegeteil (18) aus Kunststoff besteht und im Olauffanggehause (2) verschraubt ist. Ölauffangvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im flacheren Bauraumabschnitt (4) eine Haltenut (48) vorgesehen ist, in die eine Seitenwand (24) des Mittelteils (20) eingreift.
EP02710035A 2001-02-07 2002-01-25 Ölauffangvorrichtung für eine brennkraftmaschine Expired - Lifetime EP1360400B1 (de)

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