EP3964698B1 - Verteileinrichtung zur verteilung von fluidströmen sowie verfahren zum betrieb eines kraftfahrzeugs mit einem verbrennungsmotor - Google Patents

Verteileinrichtung zur verteilung von fluidströmen sowie verfahren zum betrieb eines kraftfahrzeugs mit einem verbrennungsmotor Download PDF

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EP3964698B1
EP3964698B1 EP21187730.3A EP21187730A EP3964698B1 EP 3964698 B1 EP3964698 B1 EP 3964698B1 EP 21187730 A EP21187730 A EP 21187730A EP 3964698 B1 EP3964698 B1 EP 3964698B1
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EP
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channel
fluid flow
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    • F01P2007/146—Controlling of coolant flow the coolant being liquid using valves

Definitions

  • the invention relates to a distribution device for distributing fluid flows and a method for operating a motor vehicle with an internal combustion engine.
  • Piston cooling is used in modern internal combustion engines. Such piston cooling can be realized, for example, by using a fluid to cool the piston.
  • the fluid can be, for example, a lubricating oil.
  • the fluid can be applied to the pistons using so-called piston cooling nozzles.
  • piston cooling nozzles can be switched off, for example in order to deactivate the piston cooling in certain operating states in which no piston cooling is required. This can be done, for example, by means of pressure-controlled valves integrated into the piston cooling nozzles. If the valves are subjected to a pressure that exceeds a certain limit pressure, the valves open.
  • distribution devices for distributing fluid streams are known from the prior art, in which a fluid stream entering a main channel is distributed to a plurality of outlet channels branched off from the main channel.
  • a distribution device is known in which the fluid flows entering the outlet channels from the main channel can be shut off by means of a shut-off device. The shut-off takes place in such a way that the outlet channels branched off from the main channel are shut off at the same time by moving a shut-off element of the shut-off device.
  • shut-off device which makes it possible to enable different flow rates by selectively shutting off or releasing two outlet channels branched off from a main channel, which unite again after branching off from the main channel.
  • the DE 10 2012 212 597 A1 discloses an internal combustion engine in which oil spray devices branch off from a main oil channel.
  • the oil spray devices are designed to direct the oil either to a first nozzle or to a second nozzle depending on the pressure in the main oil channel.
  • the spray devices cannot be controlled independently of the oil pressure in the main oil channel, and the construction is complex since a plurality of oil spray devices are required to switch back and forth between the first and second nozzles of a plurality of cylinders.
  • the EP 1 995 472 A1 discloses a hydraulic distributor in which distribution devices are designed to connect a hydraulic oil flow to different outputs of the distributor. However, this requires comparatively complex mechanics with complicated oil distribution devices.
  • the DE 10 2013 201 390 A1 discloses an internal combustion engine with oil spray devices, in which the oil supply to the oil spray devices of deactivated cylinders can be selectively deactivated.
  • the CN 106 812 564 A also discloses selectively deactivatable oil spray devices that can be deactivated by means of a shut-off device arranged in a channel.
  • the invention is therefore based on the object of demonstrating a distribution device for distributing fluid flows and a method for operating an internal combustion engine in which the problems described above do not occur or at least occur to a reduced extent.
  • the object is achieved by a distribution device for distributing fluid flows and a method for operating an internal combustion engine according to the independent claims.
  • the dependent claims relate to advantageous embodiments.
  • the distribution device for distributing fluid flows has a main channel and a plurality of outlet channels branched off from the main channel.
  • the distribution device is designed to distribute a fluid flow entering the main channel to the outlet channels.
  • the fluid can in particular be a lubricant and/or a coolant, for example a lubricating oil, which fulfills a cooling function in addition to its lubricating function.
  • an inner channel is arranged within the main channel.
  • the inner channel is designed to direct fluid penetrating into the inner channel to at least one of the outlet channels.
  • the shut-off device has a shut-off element for shutting off a fluid flow entering the inner channel from the main channel.
  • This arrangement makes it possible to specifically shut off the fluid flow to the at least one outlet channel to which the fluid penetrating into the inner channel is directed.
  • Other outlet channels branched off from the main channel are not affected by the shutting off of the fluid flow, i.e. the fluid flow entering the main channel continues to be distributed to these outlet channels. Only those outlet channels that are supplied with fluid through the inner channel are blocked by the shut-off device.
  • the outlet channels to which the fluid penetrating into the inner channel is directed can only be reached via the inner channel by the fluid penetrating into the main channel.
  • the distribution device can be designed in such a way that the fluid flow entering the inner channel from the main channel initially washes around the inner channel as it passes through the main channel.
  • Such an embodiment, in which the inner channel is positioned within the fluid flow in the main channel offers the particular advantage that existing constructive concepts can be supplemented by the inner channel and the targeted shut-off of at least one outlet channel branched off from the main channel.
  • the flushing around the inner channel makes it possible for the outlet channels branched off from the main channel, which are not supplied with fluid via the inner channel, to continue to be reached by the fluid flow.
  • the method according to the invention for operating an internal combustion engine provides that a fluid flow directed to a piston to be cooled is interrupted by means of a shut-off element if the cylinder to which this piston belongs is not fired due to a cylinder deactivation, while at least the piston is one Another cylinder, which is fired, is further cooled by means of a fluid flow branched off from the interrupted fluid flow.
  • switching off the piston cooling of at least one cylinder can be achieved in particular by means of the distribution device described. This can be easily integrated, in particular, into existing design concepts, so that the method for operating an internal combustion engine can be carried out in an advantageous manner. In principle, however, it is also possible to enable a selective shutdown of the piston cooling of individual cylinders depending on their cylinder shutdown using other technical devices.
  • the distribution device described for selectively shutting off fluid flows other than those used for piston cooling is in particular part of a motor vehicle.
  • the fluid streams directed to the individual outlet channels can be used, for example, to supply gears with a fluid.
  • the shut-off function can be used in particular to supply these transmissions with the fluid depending on certain driving conditions. This is particularly advantageous if it is a hybrid vehicle or a vehicle with a hybrid drive. In such vehicles, parts of the drive train, in particular transmissions, are temporarily not used, especially if the motor vehicle is temporarily operated purely electrically or with a purely internal combustion engine. In these cases it is possible with the distribution device, depending on the corresponding one Operating state to cool parts of the drive train, in particular individual transmissions, selectively depending on the operating state.
  • the inner channel is formed by a tube.
  • the inner channel can in particular be pressed into the main channel.
  • the pipe that forms the inner channel can have branches that end at the branched outlet channels, which are to be supplied with the fluid through the inner channel, when the inner channel is in its intended position in the main channel.
  • the inner channel can have spacer elements. These can be separate components; alternatively and/or additionally, the spacer elements can be molded onto the component that forms the inner channel, for example a tube. The spacer elements make it possible to press a pipe into the main channel whose outside diameter is smaller than the diameter of the main channel. This makes it possible for the fluid in the main channel to flow around the inner channel.
  • the main channel can be formed by a cast component. Casting processes enable the cost-effective production of components with comparatively complicated geometries.
  • the channels can have already been created during casting; alternatively and/or additionally, it is possible for the channels to be subsequently introduced into the component, for example in the form of bores.
  • the advantage of the distribution device described is that, in contrast to comparable switchable distribution devices according to the prior art, in which the shut-off device is guided in the main channel, there are no high demands on the processing of the material surfaces that delimit the main channel.
  • the inner channel is designed as a pressed-in tube, it is possible to press it, for example, into an unprocessed or almost unprocessed casting.
  • the shut-off device can be plugged into the main channel. By plugging it into the main channel, the shut-off device can be easily installed. It is possible for the shut-off device to be attached to the component that forms the inner channel. This results in a very simple installation overall.
  • the distribution device can be assembled in a simple manner by first pressing the pipe into the main channel and then inserting the shut-off device into the main channel at the same time and is attached to the pipe.
  • the shut-off element can have a housing which is arranged within the main channel and is initially flowed through by the fluid flow entering the inner channel from the main channel before the fluid flow enters the inner channel.
  • the fluid flow flows from the main channel through the housing of the shut-off device into the inner channel.
  • the shut-off element can have a shut-off element for shutting off the fluid flow entering the inner channel from the main channel, which moves parallel to the main direction of extension of the main channel to shut off the fluid flow.
  • a shut-off element for shutting off the fluid flow entering the inner channel from the main channel, which moves parallel to the main direction of extension of the main channel to shut off the fluid flow.
  • the shut-off element can be designed in such a way that the shut-off element is subjected to forces acting in opposite directions in both directions of movement of the shut-off element due to the pressure of the fluid. In this way, it is particularly possible for the shut-off device to be designed to be pressure-balanced. In other words, this means that the actuation forces are in particular independent of the pressure of the fluid and the position of the shut-off element along its direction of movement.
  • the shut-off device is a solenoid valve.
  • a solenoid valve offers the advantage of being able to be controlled in a simple and direct manner by a control device due to its direct electrical actuation. In this way it is possible, for example, for a control device that causes a cylinder to be switched off to simultaneously switch off the piston of the switched off cylinder or the pistons of the switched off cylinders.
  • solenoid valves also offer the advantage that the actuation state of the valve is independent of the pressure of the fluid. This makes it possible, for example, to realize load states of an internal combustion engine that are associated with higher oil pressures without the shut-off device being automatically actuated.
  • the distribution device 10 shown as an example in the figures has a main channel 12. As shown, this can have a circular cross section and extend along a main extension direction X.
  • the distribution device 10 also has a plurality of outlet channels branched off from the main channel 12. In the example shown, these are the outlet channels 14, 16, 18, 20, 22 and 24.
  • the distribution device 10 can be, for example, an oil gallery of a cylinder crankcase.
  • the outlet channels 14, 16, 18, 20, 22, 24 shown in the example shown can in particular be assigned to different elements of an internal combustion engine to be lubricated and/or cooled and supply them with the fluid, which can be an oil, for example .
  • the outlet channel 14 can supply the cylinder head
  • the outlet channel 18 can supply a bearing
  • the individual outlet channels 16, 20, 22 and 24 are assigned to individual piston cooling nozzles for cooling the pistons of the cylinders of the engine.
  • each of the outlet channels 16, 20, 22 and 24 can be assigned to a piston of a cylinder of a four-cylinder engine.
  • an inner channel 26 is arranged within the main channel 12.
  • This inner channel 26 is designed to direct fluid penetrating into the inner channel 26 to at least one of the outlet channels, for example to the outlet channels 20 and 22 as shown.
  • the distribution device 10 also has a shut-off element 28 for shutting off a fluid flow entering the inner channel 26 from the main channel 12.
  • the distribution device 10 can be designed, as in the example shown, in such a way that the fluid flow entering the inner channel 26 from the main channel 12 initially washes around the inner channel 26 when passing through the main channel 12.
  • this can be made possible by the fact that the inner channel 26 is formed by a tube whose outer dimensions, or its outer diameter, is smaller than the dimensions of the main channel 12, in particular than its diameter.
  • the one from the wall of the Main channel 12 spaced arrangement of the inner channel 26 can be made possible, as in the example shown, by using suitable spacer elements 30 to fasten the inner channel 26 in the main channel 12.
  • the embodiment shown in the figures shows an inner channel 26, which can be pressed into the main channel 12 in a simple manner.
  • the inner channel 26 can have branches 31.
  • the inner channel 26 can be positioned in the main channel 12 in such a way that the branches 31 are positioned at locations where the outlet channels that are to be shut off by the shut-off device 28 branch off from the main channel 12. In the example shown, these are the exit channels 20 and 22.
  • the shut-off device 28 can be inserted into the main channel 12.
  • the shut-off element 28 can be arranged at least partially within the main channel 12, as in the example shown. This makes it possible for the fluid which penetrates from the main channel 12 into the inner channel 26 to first penetrate into a housing 32 of the shut-off element 28.
  • the housing 32 can have openings 34 which allow the fluid to penetrate into the housing 32.
  • the shut-off element 28 can have a shut-off element 36, shown as an example. As shown in the figures, the shut-off element 36 can move along the direction This process is in the Figures 2 and 3 shown. In Figure 2 the fluid can flow through the openings 34 into the inner channel 26. In Figure 3 the flow path is interrupted by the shut-off element 36.
  • shut-off device 28 can be plugged onto the inner channel 26 as shown in the example.
  • shut-off element 28 and/or inner channel 26 can have suitable end regions 38, 40. These can, for example, have insertion bevels as shown in order to make it easier to plug together the shut-off element 28 and the inner channel 26.
  • the shut-off element 28 can have a main channel 12 seal. In the example shown, this is realized by an O-ring 42. In this way, a simple seal between the shut-off element 28 and the inner channel 26 can be achieved.
  • the shut-off element 28 can be fastened in its intended position, for example with a releasable fastening element, such as a screw. In this way, the shut-off device 28 can be easily removed and installed, for example for repair and/or maintenance purposes.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Verteileinrichtung zur Verteilung von Fluidströmen sowie ein Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor.
  • Bei modernen Verbrennungsmotoren kommen Kolbenkühlungen zum Einsatz. Eine derartige Kolbenkühlung kann beispielsweise dadurch realisiert sein, dass ein Fluid zum Kühlen des Kolbens verwendet wird. Bei dem Fluid kann es sich beispielsweise um ein Schmieröl handeln. Das Fluid kann mittels sogenannter Kolbenkühldüsen auf die Kolben aufgebracht werden.
  • Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, dass derartige Kolbenkühldüsen abgeschaltet werden können, beispielsweise um die Kolbenkühlung bei bestimmten Betriebszuständen, bei denen keine Kolbenkühlung benötigt wird, zu deaktivieren. Dies kann beispielsweise mittels in die Kolbenkühldüsen integrierter druckgesteuerter Ventile erfolgen. Werden die Ventile mit einem Druck beaufschlagt, der einen gewissen Grenzdruck überschreitet, so öffnen die Ventile.
  • Alternativ sind aus dem Stand der Technik Verteileinrichtungen zum Verteilen von Fluidströmen bekannt, bei denen ein in einen Hauptkanal eintretender Fluidstrom auf eine Mehrzahl von dem Hauptkanal abgezweigter Austrittskanäle verteilt wird. Aus der FR 3 023 319 A1 ist beispielsweise eine Verteileinrichtung bekannt, bei der mittels eines Absperrorgans die aus dem Hauptkanal in die Austrittskanäle eintretenden Fluidströme abgesperrt werden können. Die Absperrung erfolgt dabei derart, dass durch das Bewegen eines Absperrelements des Absperrorgans die von dem Hauptkanal abgezweigten Austrittskanäle gleichzeitig abgesperrt werden.
  • Weiterhin ist aus der KR 10 2011 006 2408 A ein Absperrorgan bekannt, das es ermöglicht, durch das selektive Absperren oder Freigeben zweier von einem Hauptkanal abgezweigter Austrittskanäle, die sich nach ihrer Abzweigung von dem Hauptkanal wieder vereinigen, unterschiedliche Durchflussraten zu ermöglichen.
  • Nach dem Stand der Technik besteht jedoch bei derartigen Kolbenkühlungen das Problem, dass bei Verbrennungsmotoren mit Zylinderabschaltungen eine Verschlechterung der Emissionswerte auftritt. Insbesondere kann eine erhöhte Partikelbildung beobachtet werden, wenn zuvor abgeschaltete Zylinder wieder zugeschaltet und somit befeuert werden.
  • Die DE 10 2012 212 597 A1 offenbart einen Verbrennungsmotor bei dem Ölspritzeinrichtungen von einem Hauptölkanal abzweigen. Die Ölspritzeinrichtungen sind dazu ausgebildet, in Abhängigkeit von dem Druck in dem Hauptölkanal das Öl entweder zu einer ersten Düse oder zu einer zweiten Düse zu leiten. Die Spritzeinrichtungen sind jedoch nicht unabhängig vom Öldruck in dem Hauptölkanal steuerbar, zudem ist die Konstruktion aufwändig, da eine Mehrzahl Ölspritzeinrichtungen benötigt wird, um zwischen den ersten und zweiten Düsen einer Mehrzahl Zylinder hin und her zu schalten.
  • Die EP 1 995 472 A1 offenbart einen Hydraulikverteiler, bei dem Verteilungseinrichtungen dazu ausgebildet sind, einen Hydraulikölstrom auf unterschiedliche Ausgänge des Verteilers aufzuschalten. Hierfür wird jedoch eine vergleichsweise komplexe Mechanik mit kompliziert gestalteten Ölverteilungseinrichtungen benötigt.
  • Die DE 10 2013 201 390 A1 offenbart einen Verbrennungsmotor mit Ölspritzeinrichtungen, bei dem die Ölversorgung der Ölspritzeinrichtungen abgeschalteter Zylinder selektiv deaktiviert werden kann.
  • Die CN 106 812 564 A offenbart ebenfalls selektiv deaktivierbare Ölspritzeinrichtungen, die mittels eines in einem Kanal angeordneten Absperrorgans deaktiviert werden können.
  • Weitere Einrichtungen zur Verteilung von Ölströmen in Verbrennungsmotoren sind in den Druckschriften DE 37 05 817 A1 und FR 2 980 519 A1 offenbart.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Verteileinrichtung zur Verteilung von Fluidströmen und ein Verfahren zum Betrieb eines Verbrennungsmotors aufzuzeigen, bei denen die vorstehend beschriebenen Probleme nicht oder zumindest in vermindertem Umfang auftreten.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch eine Verteileinrichtung zur Verteilung von Fluidströmen und ein Verfahren zum Betrieb eines Verbrennungsmotors nach den unabhängigen Ansprüchen. Die abhängigen Ansprüchen betreffen vorteilhafte Ausführungsformen.
  • Die erfindungsgemäße Verteileinrichtung zur Verteilung von Fluidströmen weist einen Hauptkanal und eine Mehrzahl von dem Hauptkanal abgezweigte Austrittskanäle auf. Hierbei ist die Verteileinrichtung dazu ausgebildet, einen in den Hauptkanal eintretenden Fluidstrom auf die Austrittskanäle zu verteilen. Bei dem Fluid kann es sich insbesondere um ein Schmiermittel und/oder ein Kühlmittel handeln, beispielsweise um ein Schmieröl, welches ergänzend zu seiner Schmierfunktion eine Kühlfunktion erfüllt.
  • Erfindungsgemäß ist innerhalb des Hauptkanals ein innerer Kanal angeordnet. Der innere Kanal ist dazu ausgebildet, in den inneren Kanal eindringendes Fluid zu wenigstens einem der Austrittskanäle zu leiten. Die Abschalteinrichtung weist ein Absperrorgan zum Absperren eines aus dem Hauptkanal in den inneren Kanal eintretenden Fluidstroms auf.
  • Diese Anordnung ermöglicht es, den Fluidstrom zu dem wenigstens einen Austrittskanal, zu dem das in den innere Kanal eindringende Fluid geleitet wird, gezielt abzusperren. Andere von dem Hauptkanal abgezweigte Austrittskanäle sind von dem Absperren des Fluidstroms nicht betroffen, d.h. der in den Hauptkanal eintretende Fluidstrom wird weiterhin auf diese Austrittskanäle verteilt. Lediglich jene Austrittskanäle, die durch den inneren Kanal mit Fluid versorgt werden, werden durch das Absperrorgan abgesperrt. In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn die Austrittskanäle, zu denen das in den inneren Kanal eindringende Fluid geleitet wird, ausschließlich über den inneren Kanal durch das in den Hauptkanal eindringende Fluid erreichbar sind.
  • Dabei kann die Verteileinrichtung derart gestaltet sein, dass der aus dem Hauptkanal in den inneren Kanal eintretende Fluidstrom beim Passieren des Hauptkanals den inneren Kanal zunächst umspült. Eine derartige Ausgestaltung, bei der der innere Kanal innerhalb der Fluidströmung in dem Hauptkanal positioniert wird, bietet insbesondere den Vorteil, dass sich bestehende konstruktive Konzepte um den inneren Kanal und die dadurch ermöglichte gezielte Absperrung wenigstens eines von dem Hauptkanal abgezweigten Austrittskanals ergänzen lassen. Die Umspülung des inneren Kanals ermöglicht es, dass die vom Hauptkanal abgezweigten Austrittskanäle, die nicht über den inneren Kanal mit Fluid versorgt werden, weiterhin von dem Fluidstrom erreicht werden können.
  • Entsprechend sieht das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors vor, dass mittels eines Absperrorgans ein zu einem zu kühlenden Kolben geleiteter Fluidstrom unterbrochen wird, wenn der Zylinder, zu dem dieser Kolben gehört, aufgrund einer Zylinderabschaltung nicht befeuert wird, während wenigstens der Kolben eines weiteren Zylinders, der befeuert wird, mittels eines von dem unterbrochenen Fluidstrom abgezweigten Fluidstroms weiterhin gekühlt wird.
  • Die Idee, bei der Abschaltung eines Zylinders den Fluidstrom, der zum Kühlen des Kolbens dieses Zylinders zu dem Zylinder geleitet wird, abzusperren und so die Kolbenkühlung des abgeschalteten Zylinders zu stoppen beruht auf der Erkenntnis, dass hierdurch die nachteiligen Partikelemissionswerte, die im Zusammenhang mit der Zylinderabschaltung beobachtet werden konnten, beseitigt und/oder zumindest vermindert werden können. Dem Konzept liegt die Erkenntnis zugrunde, dass beim Abschalten eines Zylinders die Kolbenkühlung des abgeschalteten Zylinders dazu führt, dass die Ringstoß- und Ringstegquerschnitte sich aufgrund der fehlenden Verbrennungstemperatur in einer Weise verformen, die dazu führt, dass ein stärkerer Öltransport in den Brennraum auftritt. Zudem sinkt der Druck im Brennraum aufgrund der fehlenden Verbrennung, was ebenfalls den Öltransport vom Kurbelraum in den Brennraum fördert. Die Folge sind erhöhte Partikelemissionen, wenn der Abgeschaltete Zylinder wieder in Betrieb genommen wird. Durch die Abschaltung der Kolbenkühlung des abgeschalteten Zylinders kann diesem nachteiligen Effekt - zumindest in einem gewissen Maße - entgegengewirkt werden.
  • Es versteht sich, dass sich die Abschaltung der Kolbenkühlung wenigstens eines Zylinders insbesondere mittels der beschriebenen Verteileinrichtung erreichen lässt. Diese lässt sich insbesondere in bestehende konstruktive Konzepte leicht integrieren, so dass die Durchführung des Verfahrens zum Betrieb eines Verbrennungsmotors in vorteilhafter Weise ermöglicht werden kann. Grundsätzlich ist es jedoch auch möglich, eine selektive Abschaltung der Kolbenkühlung einzelner Zylinder in Abhängigkeit von deren Zylinderabschaltung mittels anderer technischer Einrichtungen zu ermöglichen.
  • Ebenso ist es möglich, die beschriebene Verteileinrichtung zum selektiven Absperren anderer Fluidströme als solcher, die zur Kolbenkühlung genutzt werden, zu verwenden. Die Verteileinrichtung ist hierbei jedoch insbesondere Bestandteil eines Kraftfahrzeugs. Die zu den einzelnen Austrittskanälen geleiteten Fluidströme können beispielsweise zur Versorgung von Getrieben mit einem Fluid genutzt werden. In diesem Zusammenhang kann die Absperrfunktion insbesondere genutzt werden, um diese Getriebe in Abhängigkeit bestimmter Fahrzustände mit dem Fluid zu versorgen. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn es sich um ein Hybridfahrzeug bzw. ein Fahrzeug mit einem Hybridantrieb handelt. Bei derartigen Fahrzeugen werden Teile des Antriebsstrangs, insbesondere Getriebe, zeitweise nicht genutzt, insbesondere wenn das Kraftfahrzeug temporär rein elektrisch bzw. mit reinem Verbrennungsmotor betrieben wird. In diesen Fällen ist es mit der Verteileinrichtung möglich, abhängig vom entsprechenden Betriebszustand Teile des Antriebsstranges, insbesondere einzelne Getriebe, selektiv in Abhängigkeit des Betriebszustands zu kühlen.
  • Es ist möglich, dass der innere Kanal durch ein Rohr gebildet ist. Der innere Kanal kann insbesondere in den Hauptkanal eingepresst sein. In diesem Zusammenhang ergibt sich eine kostengünstige Möglichkeit, den innerhalb des Hauptkanals angeordneten inneren Kanal zu realisieren. Das Rohr, welches den inneren Kanal bildet, kann hierbei Abzweigungen aufweisen, die an den abgezweigten Austrittskanälen, die durch den inneren Kanal mit dem Fluid versorgt werden sollen, enden, wenn sich der innere Kanal in seiner bestimmungsgemäßen Position in dem Hauptkanal befindet. Weiterhin kann der innere Kanal Abstandshalterelemente aufweisen. Bei diesen kann es sich um separate Bauteile handeln, alternativ und/oder ergänzend können die Abstandshalterelemente an das Bauteil, welches den inneren Kanal bildet, beispielsweise ein Rohr, angeformt sein. Die Abstandshalterelemente ermöglichen es, ein Rohr in den Hauptkanal einzupressen, dessen Außendurchmesser geringer ist als der Durchmesser des Hauptkanals. Dadurch wird es ermöglicht, dass das im Hauptkanal befindliche Fluid den inneren Kanal umströmen kann.
  • Der Hauptkanal kann durch ein gegossenes Bauteil gebildet sein. Gussverfahren ermöglichen die kostengünstige Darstellung von Bauteilen mit vergleichsweise komplizierten Geometrien. Die Kanäle können hierbei bereits beim Gießen erzeugt worden sein, alternativ und/oder ergänzend ist es möglich, dass die Kanäle nachträglich, beispielsweise in Gestalt von Bohrungen, in das Bauteil eingebracht sind. Der Vorteil der beschriebenen Verteileinrichtung ist es, dass im Gegensatz zu vergleichbaren abschaltbaren Verteileinrichtungen nach dem Stand der Technik, bei denen das Absperrorgan im Hauptkanal geführt wird, keine hohen Anforderungen an die Bearbeitung der Materialflächen, die den Hauptkanal begrenzen, besteht. Insbesondere bei der Ausführung des inneren Kanals als eingepresstes Rohr ist es möglich, diesen beispielsweise in ein unbearbeitetes oder nahezu unbearbeitetes Gussteil einzupressen.
  • Das Absperrorgan kann in den Hauptkanal eingesteckt sein. Durch das Einstecken in den Hauptkanal lässt sich das Absperrorgan in einfacher Weise montieren. Dabei ist es möglich, dass das Absperrorgan auf das Bauteil, welches den inneren Kanal bildet, aufgesteckt ist. Auf diese Weise ergibt sich eine insgesamt sehr einfache Montage. Insbesondere dann, wenn es sich bei dem Bauteil, welches den inneren Kanal bildet, um ein eingepresstes Rohr handelt, kann die Montage der Verteileinrichtung in einfacher Weise erfolgen, indem zunächst das Rohr in den Hauptkanal eingepresst wird und dann das Absperrorgan gleichzeitig in den Hauptkanal eingesteckt und auf das Rohr aufgesteckt wird.
  • Das Absperrorgan kann ein Gehäuse aufweisen, welches innerhalb des Hauptkanals angeordnet ist und von dem aus dem Hauptkanal in den inneren Kanal eintretenden Fluidstrom vom Hauptkanal kommend zunächst durchströmt wird, bevor der Fluidstrom in den inneren Kanal eintritt. Mit anderen Worten strömt der Fluidstrom aus dem Hauptkanal durch das Gehäuse des Absperrorgans in den inneren Kanal. Diese Kapselung des Absperrorgans in einem eigenen Gehäuse ermöglicht insbesondere dessen einfaches Handling, beispielsweise bei der Montage, insbesondere bei einer Montage durch Einstecken in den Hauptkanal im Sinne der vorstehenden Beschreibung.
  • Das Absperrorgan kann ein Absperrelement zum Absperren des aus dem Hauptkanal in den inneren Kanal eintretenden Fluidstroms aufweisen, welches sich zum Absperren des Fluidstroms parallel zur Haupterstreckungsrichtung des Hauptkanals bewegt. Eine derartige Gestaltung ermöglicht es, das Absperrorgan in einer langgestreckten Bauweise zu realisieren, so dass sich das Absperrorgan innerhalb des Hauptkanals anordnen lässt.
  • Das Absperrorgan kann derart gestaltet sein, dass das Absperrelement durch den Druck des Fluids mit einander entgegengerichtet in beide Bewegungsrichtungen des Absperrelements wirkenden Kräften beaufschlagt ist. Auf diese Weise ist es insbesondere möglich, dass Absperrorgan druckausgeglichen auszubilden. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass die Betätigungskräfte insbesondere unabhängig vom Druck des Fluids und der Position des Absperrelements entlang seiner Bewegungsrichtung ist.
  • Bei dem Absperrorgan handelt es sich um ein Magnetventil. Ein Magnetventil bietet den Vorteil, aufgrund seiner direkten elektrischen Betätigung in einfacher und direkter Weise durch eine Steuerungseinrichtung ansteuerbar zu sein. Auf diese Weise ist es möglich, dass beispielsweise eine Steuerungseinrichtung, die eine Zylinderabschaltung bewirkt, gleichzeitig die Abschaltung des Kolbens des abgeschalteten Zylinders bzw. der Kolben der abgeschalteten Zylinder bewirkt. Im Verhältnis zu druckgesteuerten Ventilen bieten Magnetventile zudem den Vorteil, dass der Betätigungszustand des Ventils unabhängig von dem Druck des Fluids ist. Hierdurch wird es beispielsweise möglich, Lastzustände eines Verbrennungsmotors zu realisieren, die mit höheren Öldrücken einhergehen, ohne dass hierdurch automatisch eine Betätigung des Absperrorgans erfolgt.
  • Weitere praktische Ausführungsformen der Erfindung sind nachfolgend im Zusammenhang mit den Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine Schnittdarstellung einer beispielhaften Verteileinrichtung,
    Fig. 2
    eine vergrößerte Schnittdarstellung des Absperrorgans der beispielhaften Verteileinrichtung aus Fig. 1 im geöffneten Zustand,
    Fig. 3
    eine der Figur 2 entsprechende Darstellung des Absperrorgans im geschlossenen Zustand.
  • Die in den Figuren beispielhaft dargestellte Verteileinrichtung 10 weist einen Hauptkanal 12 auf. Dieser kann wie dargestellt einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen und sich entlang einer Haupterstreckungsrichtung X erstrecken. Die Verteilereinrichtung 10 weist zudem eine Mehrzahl von dem Hauptkanal 12 abgezweigte Austrittskanäle auf. Im gezeigten Beispiel sind dies die Austrittskanäle 14, 16, 18, 20, 22 und 24. Bei der Verteileinrichtung 10 kann es sich beispielsweise um eine Ölgalerie eines Zylinderkurbelgehäuses handeln. Die im gezeigten Beispiel dargestellten Austrittskanäle 14, 16, 18, 20, 22, 24 können insbesondere unterschiedlichen zu schmierenden und/oder zu kühlenden Elementen eines Verbrennungsmotors zugeordnet sein und diese mit dem Fluid, bei dem es sich beispielsweise um ein Öl handeln kann, versorgen. So kann beispielsweise der Austrittskanal 14 den Zylinderkopf versorgen, der Austrittskanal 18 ein Lager, während die einzelnen Austrittskanäle 16, 20, 22 und 24 einzelnen Kolbenkühlungdüsen zum Kühlen der Kolben der Zylinder des Motors zugeordnet sind. Es kann beispielsweise jeder der Austrittskanäle 16, 20, 22 und 24 jeweils einem Kolben eines Zylinders eines vier Zylindermotors zugeordnet sein.
  • Im gezeigten Beispiel ist innerhalb des Hauptkanals 12 ein innerer Kanal 26 angeordnet. Dieser innere Kanal 26 ist dazu ausgebildet, in den inneren Kanal 26 eindringendes Fluid zu wenigstens einem der Austrittskanäle, beispielsweise wie dargestellt zu den Austrittskanälen 20 und 22, zu leiten. Die Verteileinrichtung 10 weist ferner ein Absperrorgan 28 zum Absperren eines aus dem Hauptkanal 12 in den inneren Kanal 26 eintretenden Fluidstroms auf.
  • Die Verteileinrichtung 10 kann dabei wie im gezeigten Beispiel derart gestaltet sein, dass der aus dem Hauptkanal 12 in den inneren Kanal 26 eintretende Fluidstrom beim Passieren des Hauptkanals 12 den inneren Kanal 26 zunächst umspült. Dies kann, wie im gezeigten Beispiel, dadurch ermöglicht sein, dass der innere Kanal 26 durch ein Rohr gebildet ist, dessen Außenabmessungen, respektive dessen Außendurchmesser, geringer ist als die Abmessungen des Hauptkanals 12, insbesondere als dessen Durchmesser. Die von der Wand des Hauptkanals 12 beabstandete Anordnung des inneren Kanals 26 kann wie im gezeigten Beispiel dadurch ermöglicht sein, dass mittels geeigneter Abstandhalterelemente 30 eine Befestigung des inneren Kanals 26 in dem Hauptkanal 12 erfolgt. Die in den Figuren dargestellte Ausführungsform zeigt einen inneren Kanal 26, der in einfacher Weise in den Hauptkanal 12 eingepresst werden kann. Der innere Kanal 26 kann dabei Abzweigungen 31 aufweisen. In diesem Fall kann der innere Kanal 26 so im Hauptkanal 12 positioniert sein, dass die Abzweigungen 31 Stellen positioniert sind, an denen die Austrittskanäle, die durch das Absperrorgan 28 abgesperrt werden sollen, von dem Hauptkanal 12 abgezweigt sind. Im gezeigten Beispiel sind dies die Austrittskanäle 20 und 22.
  • Wie im gezeigten Beispiel kann das Absperrorgan 28 in den Hauptkanal 12 eingesteckt sein. Dabei kann das Absperrorgan 28 wie im gezeigten Beispiel zumindest teilweise innerhalb des Hauptkanals 12 angeordnet sein. Dies ermöglicht es, dass das Fluid, welches aus dem Hauptkanal 12 in den inneren Kanal 26 eindringt, zunächst in ein Gehäuse 32 des Absperrorgans 28 eindringt. Das Gehäuse 32 kann hierfür Öffnungen 34 aufweisen, die ein Eindringen des Fluids in das Gehäuse 32 ermöglichen.
  • Das Absperrorgan 28 kann wir beispielhaft dargestellt ein Absperrelement 36 aufweisen. Wie in den Figuren dargestellt, kann sich das Absperrelement 36 entlang der Richtung X bewegen, um den Fluidstrom, der vom Hauptkanal 12 kommend durch das Gehäuse 32 des Absperrorgans 28 in den inneren Kanal 26 gelangt, abzusperren. Dieser Vorgang ist in den Figuren 2 und 3 dargestellt. In Figur 2 kann das Fluid durch die Öffnungen 34 bis in den inneren Kanal 26 strömen. In Figur 3 wird der Strömungsweg durch das Absperrelement 36 unterbrochen.
  • Das Absperrorgan 28 kann wie im gezeigten am Beispiel auf den inneren Kanal 26 aufgesteckt sein. Hierfür können Absperrorgan 28 und/oder innerer Kanal 26 geeignete Endbereiche 38, 40 aufweisen. Diese können beispielsweise wie dargestellt Einführschrägen aufweisen, um ein Zusammenstecken von Absperrorgan 28 und innerem Kanal 26 zu erleichtern.
  • Vorteilhaft kann sich auswirken, dass, beispielsweise wenn die Verteilereinrichtung 10 in einem vorstehend beschriebenen Verfahren zum Betrieb eines Verbrennungsmotors eingesetzt wird, zwischen dem Absperrorgan 28 und dem inneren Kanal 26 sowie zwischen den Abzweigungen 31 und der Wand des Hauptkanals 12 keine perfekte Abdichtung vorhanden sein muss. Es reicht, wenn der überwiegende Teil des abzusperrenden Fluidstroms unterbrochen wird, minimale Leckagen an den Dichtstellen werden bei einer derartigen Verwendung nicht zu einer Kühlwirkung führen, die den Effekt der Absperrung des Fluidstroms in Hinblick auf die Kolbenkühlung zunichtemachen würde.
  • Dementsprechend kann das Absperrorgan 28 eine Abdichtung Hauptkanal 12 aufweisen. Diese ist im gezeigten Beispiel durch einen O-Ring 42 realisiert. Auf diese Weise lässt sich eine einfache Abdichtung zwischen dem Absperrorgan 28 und dem inneren Kanal 26 erreichen. Das Absperrorgan 28 kann an seiner bestimmungsgemäßen Position beispielsweise mit einem lösbaren Befestigungselement, wie einer Schraube, befestigt sein. Auf diese Weise lässt sich das Absperrorgan 28, beispielsweise zu Reparatur- und/oder Wartungszwecken, in einfacher Weise aus- und einbauen.
    • Bezugszeichenliste
    • 10
    Verteileinrichtung
    12
    Hauptkanal
    14
    Austrittskanal
    16
    Austrittskanal
    18
    Austrittskanal
    20
    Austrittskanal
    22
    Austrittskanal
    24
    Austrittskanal
    26
    innerer Kanal
    28
    Absperrorgan
    30
    Abstandshalterelement
    31
    Abzweigungen
    32
    Gehäuse
    34
    Öffnungen
    36
    Absperrelement
    38
    Endbereich
    40
    Endbereich
    42
    O-Ring
    X
    Richtung

Claims (9)

  1. Verteileinrichtung (10) zur Verteilung von Fluidströmen, mit einem Hauptkanal (12) und einer Mehrzahl von dem Hauptkanal (12) abgezweigter Austrittskanäle (14, 16, 18, 20, 22, 24), wobei die Verteileinrichtung (10) dazu ausgebildet ist, einen in den Hauptkanal (12) eintretenden Fluidstrom auf die Austrittskanäle (14, 16, 18, 20, 22, 24) zu verteilen, wobei innerhalb des Hauptkanals (12) ein innerer Kanal (26) angeordnet ist, wobei der innere Kanal (26) dazu ausgebildet ist, in den inneren Kanal (26) eindringendes Fluid zu wenigstens einem der Austrittskanäle (20) zu leiten und wobei die Verteileinrichtung (10) ein Absperrorgan (28) zum Absperren eines aus dem Hauptkanal (12) in den inneren Kanal (26) eintretenden Fluidstroms aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Absperrorgan (28) um ein Magnetventil handelt..
  2. Verteileinrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteileinrichtung (10) derart gestaltet ist, dass der aus dem Hauptkanal (12) in den inneren Kanal (26) eintretende Fluidstrom beim Passieren des Hauptkanals (12) den inneren Kanal (26) zunächst umspült.
  3. Verteileinrichtung (10) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, der innere Kanal (26) durch ein in den Hauptkanal (12) eingepresstes Rohr gebildet ist.
  4. Verteileinrichtung (10) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptkanal (12) durch ein gegossenes Bauteil gebildet ist.
  5. Verteileinrichtung (10) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrorgan (28) in den Hauptkanal (12) eingesteckt ist, insbesondere wobei das Absperrorgan (28) auf das eingepresste Rohr aufgesteckt ist.
  6. Verteileinrichtung (10) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrorgan (28) ein Gehäuse (32) aufweist, welches innerhalb des Hauptkanals (12) angeordnet ist und von dem aus dem Hauptkanal (12) in den inneren Kanal (26) eintretenden Fluidstrom vom Hauptkanal (12) kommend zunächst durchströmt wird, bevor der Fluidstrom in den inneren Kanal (26) eintritt.
  7. Verteileinrichtung (10) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrorgan (28) ein Absperrelement (36) zum Absperren des aus dem Hauptkanal (12) in den inneren Kanal (26) eintretenden Fluidstroms aufweist, welches sich zum Absperren des Fluidstromes parallel zur Haupterstreckungsrichtung (X) des Hauptkanals (12) bewegt.
  8. Verteileinrichtung (10) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrorgan (28) derart gestaltet ist, dass Absperrelement (36) durch den Druck des Fluids mit einander entgegengerichtet in beide Bewegungsrichtungen des Absperrelements (36) wirkenden Kräften beaufschlagt ist.
  9. Verfahren zum Betrieb eines Verbrennungsmotors mittels einer Verteileinrichtung (10) nach einem der vorigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines Absperrorgans (28) ein zu einem zu kühlenden Kolben geleiteter Fluidstrom unterbrochen wird, wenn der Zylinder, zu dem dieser Kolben gehört, aufgrund einer Zylinderabschaltung nicht befeuert wird, während wenigstens der Kolben eines weiteren Zylinders, der befeuert wird, mittels eines von dem unterbrochenen Fluidstrom abgezweigten Fluidstroms weiterhin gekühlt wird.
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