DD223900A1

DD223900A1 - Schmierung von brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DD223900A1
Application number: DD26363884A
Authority: DD
Inventors: Hans-Dieter Langenhan
Original assignee: Automobilwerk Eisenach Veb
Priority date: 1984-05-31
Filing date: 1984-05-31
Publication date: 1985-06-26

Abstract

Schmierung von Brennkraftmaschinen mit einem ueber den Brennraeumen angeordneten Ventiltrieb, welches die Maschine schneller belastbar macht, den Kaltstartverschleiss und den Verbrauch beim Kaltstart verringert sowie die Schadstoff-Emission waehrend der Warmlaufphase reduziert. Es soll die Warmlaufphase abgekuerzt werden, indem die Maschine schneller die Betriebstemperatur erreicht. Dazu ist ueber den Brennraeumen eine Oelsammelmulde 9 vorgesehen, die von aus Schmierstellen des Ventiltriebes austretendem Oel gespeist ist und zwei Oelruecklaufkanaele 12, 15 zur Oelwanne 2 hat. Ein Oelruecklaufkanal 14 ist als Ueberlauf ausgebildet und tritt erst bei einem erhoehten Oelstandsniveau in Funktion, wenn Nockenerhebungen bzw. oszillierende Teile des Ventiltriebes bereits in das Oelvolumen der Oelsammelmulde 9 eintauchen. Der zweite Oelruecklaufkanal 11 beginnt an der tiefsten Stelle der Oelsammelmulde 9. Er ist von einem Thermoventil 13 gesteuert, welches bei Betriebstemperatur oeffnet. Die Erfindung ist bei ventilgesteuerten Verbrennungsmotoren, vorzugsweise Viertaktmotoren, anwendbar. Figur

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft die Schmierung von Brennkraftmaschinen, insbesondere Brennkraftmaschinen mit oben- ·, liegender Nockenwelle.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die Schmierstellen der bewegten Teile von Brennkraftmaschinen werden über Kanäle durch eine ölpumpe mit öl versorgt. Dabei wird das öl aus einer ölwanne oder einem'ölvorratsbehälter abgesaugt und mit Druck den Schmierstellen zugeführt» Das an der Schmierstelle austretende öl fließt über relativ groß bemessene - Rücklaufkanäle entweder direkt in die ölwanne zurück oder es sammelt sich in einem ölsammelraum, aus dem es durch eine ölrückführungspumpe wieder in den .01.-vorratsbehälter gefördert wird.

Unabhängig von der Ausführung des Schmiersystems solcher Motoren tritt besonders an der Nockenwelle ein erheblicher Anteil des geförderten Öls aus, da dort , die freiliegenden Nockenbahnen gegenüber den Betäti-

2Q gungsorganen der Ventile, wie z. B. Stößel oder Kipphebel, geschmiert werden.

Dabei ist konstruktiv abzusichern, daß alle Schmier- \ stellen auch bei kalter Maschine und kaltem öl so ausreichend versorgt werden, daß der Motor keinen Schaden nimmt. Das gelingt häufig nicht- vollkommen, so daß in Betriebsanleitungen für Motoren der Hinweis zu finden ist, daß bis zur Erreichung der Betriebstemperatur keinesfalls die Höchstleistung abgefordert werden darf. Desweiteren ist schnelles Erreichen der Betriebstemperatur maßgeblich für sparsamen Verbrauch von Kraftstoff. ^λ

-./ '> - 2 -

Es ist deshalb bekannt, zur Erleichterung des Startens das Schmiermittel z. B. durch einen im ölvorratsbehälter angeordneten elektrischen Heizkörper anzuwärmen. (DE-AS 1158756) Ebenso ist es bekannt, das Kühlwasser des Motors vor dem Start elektrisch zu erwärmen und damit indirekt auch das öl. Beide Maßnahmen vermeiden zwar den für den Motor schädlichen Kaltstart, sie sind jedoch nur dort anwendbar, wo der Motor regelmäßig in der Nähe einer Stromquelle gestartet werden kann. Bei Fahrzeugmotoren ist das nicht der Fall.

Es sind auch Einrichtungen zum Aufheizen des Schmieröls bekannt, bei denen während der Anwärmphase das öl durch eine oder mehrere Bohrungen unterhalb des Abgaskanals gepumpt wird und dort die vyärme vom Abgas aufnehmen kann. Ein Thermoventil schaltet den Durchgang. (DE-P 945 543)

Wahrend des Dauerbetriebes werden aber die Teile des Abgaskanals sehr stark aufgeheizt. Das in den Bohrungen verbleibende öl verkokt dann oder wird zumindest geschädigt und verunreinigt somit den Gesamtölvorrat. ' Bei einem bekannten Schmiersystem für Brennkraftmaschinen (GB-P 1220098) wird ,ein Teilölstrom oberhalb der Brennräume im Zylinderkopf entlang geführt. Das öl nimmt dort auch relativ schnell Wärme auf. Es bedarf jedoch erhebliche Zeit, ehe die gesamte ölmenge erwärmt ist und während dieser Zeit, kann zur Vermeidung von übermäßigem Verschleiß die Maschine nicht mit Vollast gefahren werden.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine Brennkraftmaschine schneller belastbar zu machen, den Kaltstartyerschleiß und den Kraftstoffverbrauch beim Kaltstart zu verringern sowie die Schadstoff-Emission während der Warmlaufphase zu reduzieren. .

- - 3 -. Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Schmierung einer Brennkraftmaschine so zu beeinflussen, daß die Warmlaufphase abgekürzt wird und damit schneller die Betriebstemperatur erreicht wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß unmittelbar über den Brennräunien eine ölsammelmulde vorgesehen ist, die von aus einer oder mehreren Schmiers^ellen austretendem öl gespeist ist und mit Ho mindestens zwei ölrücklaufkanälen zur ölwanne oder

dergleichen versehen ist, wobei der eine ölrücklauf- \ . kanal als Überlauf ein vorgegebenes ölstandsniveau

in der ölsammelmulde zeitweilig sichert, während der andere ölrücklaufkanal an der tiefsten Stelle der ^5 ölsammelmulde angeordnet mit einem Thermoventil

versehen ist, welches bei Erreichen der Betriebs- ' temperatur des Öls der Brennkraftmaschine öffnet. Die Schmierstelle oberhalb der Sammelmulde ist vorzugsweise der Ventiltrieb bzw. die Nockenwelle. ®^as ölstandsniveau in der ölsammelmulde ist bei kalter Brennkraftmaschine vorzugsweise so, daß oszillierende Teile des Ventiltriebes und/oder die Nockenerhebungen ; . der Nockenwelle in das öl in der ölsammelraulde eintauchen,

bis das Thermoventil öffnet und den zweiten ölrücklauf^v 25 Kanal freigibt.

Ausführungsbeispiel

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend _anhand einer Zeichnung näher beschrieben. Die Figur der Zeichnung zeigt eine Viertaktbrennkraftmaschine teilweise im Schnitt dargestellt. „ Ein Motorblock 1 ist nach unten mit einer ölwanne 2 verschlossen und trägt oben einen Zylinderkopf 3, welcher mit einem Zylinderkopfdeckel 4 verschlossen ist.

In der ölwanne 2 befindet sich der ölvorrat der Brennkraftmaschine. In den ölvorrat taucht ein Ansauafilter

Saug- "

5, welcher an einer leleitung 6 einer Ölpumpe .7 befestigt ist. Die ölpumpe 7 ist auf ihrer Druckseite mit nicht dargestellten ölkanälen verbunden, welche das öl zu den Schmierstellen leiten. Im Zylinderkopf 3 befindet sich der Ventilraum 8 und als Teil des Ventilraumes 8 eine ölsammelmulde 9.. Die ölsammelmulde 9 überdeckt annähernd die zwischen den Ventilführungen (nicht dargestellt) verbleibende Grundfläche 10 des Ventilraumes 8. An der tiefsten Stelle der Grundfläche 10 befindet sich eine öffnung 11 zu einem ölrücklaufkanal 12. In diesem ölrücklaufkanal 12 ist ein Thermoveritil 13 angeordnet, welches .

bei Erreichen einer vorgegebenen Betriebstemperatur · öffnet. Eine zweite öffnung 14 zu einem weiteren ölrücklaufkanal 15 befindet/sich auf einem gegenüber der öffnung 11 erhöhten Niveau wie z, B, auf einer Erhöhung 16 der Grundfläche 10 des Ventilraumes .8.

. ' '.'' , *^r'- " ." η auch .

Im Ventilraum 8 .befindet sich (etHi die Nockenwelle 17 sowie der weitere (nicht dargestellte) Ventilbetätigungsmechanismus,,wie z. B. Kipphebel oder Stößelführungen. Federn, Einstellmechanismen und dergleichen. Die zweite öffnung 14 liegt auf einem Niveau, unter welchem auch oszillierende Teile wie Ventilfedern liegen und/oder welches auch von dan Nockenerhebüngen 18 der Nockenwelle 17 berührt wird.

Beim Starten der Brennkraftmaschine wird in an sich ^r bekannter Weise durch die ölpumpe 7 öl über das Ansaug-.' filter 5 aus der ölwanne gepumpt und durch Kanäle den S_chmierstellen zugeführt. Eine wesentliche ölmenge erhaltensomit die Nockenwelle 17 und der übrige im Ventilraum 8 befindliche Ventiltrieb. Das aus den'Schmierstellen austretende noch kalte öl sammelt sich in der ölsammeimulde 9. Es kann daraus vorerst nicht abfließen, da bei kaltem Motor das Thermoventil 13 geschlossen ist (bzw. nur einen sehr geringen Querschnitt freigibt).

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Die ölsammelmulde 9 füllt sich daher bis auf die Höhe der zweiten öffnung 14. Die Grundfläche 10 der ölsammel· mulde 9 erwärmt sich jedoch infolge der Nähe der Brenhräume und der Abgaskanäle schnell. Dia dort anfallende Wärme wird von dem, relativ großen ölvolumen in der ölsammelmulde 9 infolge seiner langen Verweilzeit wesentlich besser aufgenommen als bei bloßem Durchlauf. Die schnelle Erwärmung des in der ölsammelmulde 9 befindlichen Öls wird noch dadurch unterstützt, daß infolge des angehobenen ölniveaus oszillierende Teile des Ventiltriebes bzw, die Nockenerhebungen 18 in das ölvolumen der gefüllten ölsammelmulde 9 eintauchen und somit erhöhte Planscharbeit verrichten. Diese Planscharbeit wird zusätzlich in Wärmeenergie umgewandelt. Als · Nebeneffekt tritt verbesserte Schmierung des Vsntil-. triebes während der Warmlaufphase der Maschine ein. Während der Warmlaufphase weiter in den Ventilraum S gelangendes öl fließt durch die öffnung 14 in den ölrücklaufkanal 15 und durch diesen in die ölwanne 2 zurück..Sobald das öl in der ölsammelmulde 9 die Betriebstemperatur erreicht hat, spricht das Thermoventil 13 an und öffnet den ölrücklaufkanal 12..(Das Ansprechen des Thermoventils 13 wird zuverlässiger, wenn auch im geschlossenen Zustand ein kleiner Ouerschnitt offen bleibt und somit eine geringe ölmenge fließen kann). Dadurch kann das öl aus der ölsammelmulde 9 durch die an der tiefsten Stelle der Grundfläche 10 angeordneten öffnung 11 in die ölwanne 2 abfließen. Die Brennkraftmaschine wird somit bei Betriebs· temperatur auf übliche Weise geschmiert.

Der Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß eine wesentliche Teilmenge des Schmieröls durch größere Verweilzeit an der wärmsten Stelle des Ventilraumes S . , schnell erwärmt wird und die Erwärmung durch mechanische Arbeit (Planscharbeit) intensiviert wird.

Somit kann die verschleißintensive Warmlaufphase ohne Zufuhr von Fremdenergie optimal verkürzt werden ' und gleichzeitig während dieser Phase wird der Ventiltrieb mit ölüberschuß geschmiert. Im Ergebnis wird die Lebensdauer der Maschine größer und der Kraftstoffverbrauch geringer.

Claims

Patentansprüche

1. Schmierung von Brennkraftmaschinen, insbesondere Brennkraftmaschinen mit obenliegender Nockenwelle., gekennzeichnet dadurch, daß unmittelbar über den Brennräumen eine ölsammelmulde (9) vorgesehen ist, die durch öl aus dem Schmierkreislauf gespeist wird und mit mindestens zwei ölrücklaufkanälen (12; 15) zur ölwanne (2) oder dergleichen versehen ist, wobei der eine ölrücklaufkanal (15) als

-Q Überlauf ein vorgegebenes Ölstandsniveau in der ölsammelmulde (9) zweitweilig sichert, während der andere ölrücklaufkanal (12) von einer öffnung (11) an der tiefsten Stelle der ölsammelmulde (9)· angeordnet mit einem Thermovent?.l (13) versehen

^c ist, welches bei Erreichen der Betriebstemperatur des Öls der Brennkraftmaschine öffnet.
2. Schmierung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die ölsammelmulde (9) am Boden'des Ventilraumes (8) des Zylinderkopfes (3) angeordnet ist und'von

2Q aus den Schmierstellen des Ventiltriebes austretendem öl gespeist ist.
3. Schmierung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß sich in der ölsammelmulde (9) bei kalter Brennkraftmaschine ein ölstandsniveau einstellt, daß oszillierende Teile des Ventiltriebes und/oder die Nocken.erhebungen (18) der Nockenwelle (1.7). in das öl in der ölsammelmulde (9) eintauchen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungew,