DD252413A1 - DEVICE FOR OIL PRESSURE CONTROL IN INTERNAL COMBUSTION ENGINES - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schmieroelsystem, bei dem ein Teil des Oeles zur kuehlenden Anspritzung der Kolbenunterseiten Verwendung findet, und ist zur Anwendung insbesondere bei Dieselmotoren vorgesehen. Es wird vorgeschlagen, in der vom druckoelfuehrenden Hauptkanal zu den Lagerstellen hin abzweigenden Leitung eine Drosselstelle sowie einen diese ueberbrueckenden, von einem Umgehungsventil bei hoeheren Druecken geoeffneten Umgehungskanal anzuordnen. Das Durchlassvermoegen der Drosselstelle soll dabei etwa dem der Lagerstellen im Neuzustand entsprechen. Auf diese Weise wird gewaehrleistet, dass sich die Lebensdauer des Motors deutlich erhoeht und die zu den Spritzduesen fuer die Kolbenkuehlung gelangende Oelmenge ueber den gesamten Betriebszeitraum des Motors unveraendert bleibt. Bei den Lagerstellen hingegen kommt es mit zunehmendem Verschleiss zu einem reduzierten Schmieroeldurchsatz. FigurThe invention relates to a lubricating oil system in which a part of the oil for cooling gating of the piston bottoms is used, and is intended for use in particular in diesel engines. It is proposed to arrange a throttle point in the line branching from the main pressure channel leading to the bearing points as well as a bypass channel which bridges these and opens from a bypass valve at higher pressures. The Durchlaßvermoegen the throttle point should correspond approximately to that of the bearings in new condition. In this way it is ensured that the life of the engine increases significantly and the amount of oil reaching the injection ducts for the piston cooling remains unchanged over the entire operating period of the engine. At the bearings, however, it comes with increasing wear to a reduced lubricating oil throughput. figure

Description

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, den Abbau von Öldruck und Fördermengenreserve der Ölpumpe so zu gestalten, daß die Kolbenkühlung während des gesamten erhöhten Betriebszeitraumes der Brennkraftmaschine voll und die Lagerschmierung trotz zunehmenden Verschleißes in ausreichendem Maße erhalten bleibt.The object of the invention is to make the reduction of oil pressure and flow reserve of the oil pump so that the piston cooling during the entire increased operating period of the engine full and the bearing lubrication is maintained despite increasing wear sufficiently.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöstdurch eine Aufteilung des Schmierölkreislaufes dargestellt, daß die zu den Lagerstellen der Brennkraftmaschine führende, vom Hauptkanal abzweigende Leitung eine Drosselstelle sowie ein bei höheren Drücken einen Umgehungskanal öffnendes Umgehungsventil erhält, während die Ableitung des Kühlöles aus dem Hauptkanal zu den Kolben über ein den Kühlölkanal ab einem bestimmten Betriebszustand (Druck) freigebendes Steuerventil erfolgt. Die Drosselstelle entspricht bezüglich ihrer Bemessung, d. h. hinsichtlich ihrer Drosselwirkung im wesentlichen der der Lagerstellen im Neuzustand. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, einzelnen Schmierstellen zusätzlich zur genannten zentralen Drosselstelle bzw. anstelle derselben einzelne Drosselstellen zuzuordnen, wobei das gleiche Bemessungskriterium Anwendung findet.According to the invention this object is achieved by a division of the lubricating oil circuit shown that leading to the bearing points of the engine, branching off from the main duct line receives a throttle point and at higher pressures a bypass channel opening bypass valve, while the derivative of the cooling oil from the main channel to the piston via a the cooling oil passage from a certain operating condition (pressure) releasing control valve takes place. The throttle point corresponds in terms of their design, d. H. with regard to their throttling action essentially that of the bearings when new. In a further embodiment of the invention, it is possible to assign individual lubrication points in addition to the said central throttle point or instead of the same single throttle points, wherein the same design criterion applies.

Diese Gestaltung des Schmierölkreislaufes priorisiert die Kolbenkühlung insofern, als das zu den Spritzdüsen gelangende Öl während des gesamten Betriebszeitraumes der Brennkraftmaschine das gleiche hohe Druckniveau aufweist, so daß es bei der Funktion der Kolben zu keinen thermisch bedingten Störungen kommt, wie sie ohne Anwendung der Erfindung infolge des Lagerverschleißes und des damit verbundenen Druckabfalls möglich wären.This design of the lubricating oil cycle prioritizes the piston cooling insofar as the reaching to the spray oil during the entire operating period of the internal combustion engine has the same high pressure level, so that there is no thermally induced disturbances in the function of the piston, as they result without application of the invention the bearing wear and the associated pressure drop would be possible.

Hingegen ändert sich die Schmierölversorgung der Lagerstellen. Sie erhalten im verschlissenen Zustand in etwa nur die Ölmenge, die sie auch im Neuzustand durchsetzten. Das ist möglich, nachdem gefunden wurde, daß bei Gleitlagern mit zunehmender Betriebsdauer die Schmierölzufuhr gegenüber der Vollschmierung drastisch gedrosselt werden kann, ohne daß die Tragfähigkeit abnimmt bzw. die Funktionstüchtigkeit beeinträchtigt wird.On the other hand, the lubricating oil supply of the bearings changes. In the worn condition, they only receive approximately the amount of oil that they were able to pass through when new. This is possible after it has been found that with sliding bearings with increasing operating time, the lubricating oil supply can be drastically reduced compared to the full lubrication without the load capacity decreases or the functionality is impaired.

Ausführungsbeispielembodiment

Anhand einer Zeichnung, die das Schema eines Schmierölkreislaufes für einen 4-Zylinder-Motor zeigt, wird die Erfindung näher beschrieben.With reference to a drawing showing the schematic of a lubricating oil circuit for a 4-cylinder engine, the invention will be described in more detail.

Das im Ölbehälter 1 befindliche Schmieröl 2 wird von der Ölpumpe 3 durch das Ansaugrohr 4 angesaugt und in den Hauptkanal 5 gedruckt. Das sich anschließende Steuerventil 6 gibt, sobald der Öldruck eine bestimmte Höhe erreicht hat, den Kühlölkanal 7 frei, durch den die Spritzdüsen 8, die auf die Unterseite der nicht dargestellten Kolben gerichtet sind, mit Drucköl versorgt werden.The lubricating oil 2 contained in the oil tank 1 is sucked by the oil pump 3 through the suction pipe 4 and printed in the main channel 5. The adjoining control valve 6, as soon as the oil pressure has reached a certain level, the cooling oil passage 7 free, through which the spray nozzles 8, which are directed to the underside of the piston, not shown, are supplied with pressure oil.

Eine vom Hauptkanal 5 abzweigende, mit dem Verteilungskanal 13 für die Lagerstellen 14 verbundene Leitung 9 weist erfindungsgemäß eine Drosselstelle 10 auf, deren Drosselwirkung in etwa der der Lagerstellen 14 im Neuzustand entspricht. Ein Umgehungsventil 11, das auf einen höheren Öffnungsdruck eingestellt ist als das erwähnte Steuerventil 6, gibt bei bestimmten Betriebszuständen einen Umgehungskanal 12 parallel zur Drosselstelle 10 frei.A branched off from the main channel 5, connected to the distribution channel 13 for the bearings 14 line 9 according to the invention a throttle point 10, the throttle effect corresponds approximately to that of the bearings 14 in new condition. A bypass valve 11, which is set to a higher opening pressure than the mentioned control valve 6, is at certain operating conditions, a bypass channel 12 parallel to the throttle point 10 free.

Zur Sicherung der Ölversorgung aller Lagerstellen im verschlissenen Zustand kann es notwendig sein, weitere Drosselstellen vorzusehen, insbesondere den Lagerstellen direkt vorzuschalten. Das kann z. B. vorteilhaft so geschehen, daß die sich vom Verteilungskanal 13 aus zu den Lagerstellen 14 erstreckenden Zuflußbohrungen 15 durch entsprechende Dimensionierung als Drosselstellen fungieren.To secure the oil supply to all bearings in the worn state, it may be necessary to provide more throttle points, in particular the bearings directly upstream. This can z. B. advantageously done so that the distribution channel 13 from the bearing points 14 extending inflow holes 15 act by appropriate dimensioning as throttle points.

Die Reduzierung der Fördermenge ist auch bei herkömmlich konzipierten Motoren möglich, und zwar durch Verringerung der Pumpendrehzahl. Die Fördermenge der Ölpumpe sollte dabei etwas über den für den Motorneuzustand erforderlichen Werten liegen.The reduction of the flow rate is also possible with conventionally designed engines, by reducing the pump speed. The flow rate of the oil pump should be slightly above the values required for the engine new condition.

Claims (3)

1. Einrichtung zur Öldrucksteuerung bei Brennkraftmaschinen, bei der mengenregelnde Drosselelemente Verwendung finden und vom Hauptkanal zur Schmierölversorgung ein Kühlölkanal zur Versorgung von auf die Kolbenunterseiten gerichteten Sρritzdüsen*abzweigt, wobei jeder Spritzdüse ein auf einen bestimmten Öldruck ansprechendes Ventil vorgeschaltet ist, gekennzeichnet dadurch, daß die vom Hauptkanal (5) zu den Lagerstellen (14) hin abzweigende Leitung (9) eine Drosselstelle (10) sowie einen diese überbrückenden, von einem Umgehungsventil (11) bei höheren Drücken geöffneten Umgehungskanal (12) mit der Maßgabe aufweist, daß das Druchlaßvermögen der Drosselstelle (10) etwa dem der Lagerstellen (14) im Neuzustand entspricht.1. A device for controlling the oil pressure in internal combustion engines, used in the regulating throttle elements and from the main channel for lubricating oil supply a cooling oil channel for supplying directed to the piston underside Srrzendüsen *, each spray nozzle is preceded by a responsive to a certain oil pressure valve, characterized in that the from the main channel (5) to the bearing points (14) branching line (9) has a throttle point (10) and a bridging, by a bypass valve (11) at higher pressures opened bypass channel (12) with the proviso that the Druchlaßvermögen the Throttle (10) corresponds approximately to the bearing points (14) when new. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß bestimmten Schmierstellen weitere Drosselstellen zugeordnet sind.2. Device according to claim 1, characterized in that certain lubrication points are assigned more throttle bodies. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die den Schmierstellen einzeln zugeordneten Drosselstellen anstelle der zentralen in der Leitung (9) vorgesehenen Drosselstelle (10) zur Anwendung kommen.3. Device according to claim 1 and 2, characterized in that the lubrication points individually associated throttle points instead of the central in the line (9) provided throttle point (10) are used. Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention Die Erfindung ist zur Anwendung bei Brennkraftmaschinen, insbesondere bei Dieselmotoren vorgesehen, deren Kolben durch Anspritzen von Schmieröl an die Unterseite gekühlt werden.The invention is intended for use in internal combustion engines, in particular in diesel engines, whose pistons are cooled by injecting lubricating oil to the underside. Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art Der seit längerem üblichen Kolbenkühlung mittels Spritzdüsen unter Verwendung von Öl aus dem Hauptschmiersystem der Brennkraftmaschine haftet der Mangel an, daß die notwendig hohen Öldurchsatzmengen bzw. der erforderliche hohe Abspritzdruck eine beachtliche Pumpenleistung erfordern. Dem kann beispielsweise mit der Installierung einer zusätzlichen, nur der Kolbenspritzölkühlung dienenden Ölpumpe Rechnung getragen werden. Um diesen recht aufwendigen Weg zu vermeiden, wurde vorgeschlagen, den Spritzdüsen jeweils ein Sperrorgan zuzuordnen, wobei diese Öffnungs- bzw. Schließeinrichtung derart vom Öldruck des Hauptschmiersystems gesteuert wird, daß bei Absinken dieses Druckes z. B. auf den Leeriaufdruck der Durchtritt von Öl durch das Sperrorgan verhindert wird; auf diese Weise erfolgt eine Kolbenkühlung nur im Hochleistungsbereich der Brennkraftmaschine (DD-PS 14632; Int. Cl. F01 P3/08). Nachteilig bleibt der generell notwendige hohe Schmieröldruck, um die Kolbenkühlung zu gewährleisten, während andererseits zur Schmierung der Gleitlager ein wesentlich geringerer Öldruck ausreichen würde.The long-standing piston cooling by means of spray nozzles using oil from the main lubrication system of the internal combustion engine adheres to the lack that the necessary high oil flow rates or the required high Abspritzdruck require a considerable pump performance. This can be taken into account, for example, with the installation of an additional, only the piston injection oil cooling oil pump. In order to avoid this rather expensive way, it has been proposed to assign the nozzles each a blocking member, said opening or closing device is controlled by the oil pressure of the main lubrication system such that when this pressure drops z. B. on the Leeriaufdruck the passage of oil through the locking member is prevented; In this way, piston cooling takes place only in the high-performance range of the internal combustion engine (DD-PS 14632, Int. Cl. F01 P3 / 08). The disadvantage remains the generally necessary high oil pressure to ensure the piston cooling, while on the other hand, a much lower oil pressure would be sufficient to lubricate the bearings. ,Zur differenzierten Schmierölversorgung der einzelnen Schmierstellen namentlich bei Großmotoren ist für alle Drücke ein gemeinsamer Verteilerblock vorgesehen, der eine auf den höchsten benötigten Druck abregulierbare Zulaufkammer aufweist, deren Ausgänge mit den zugeordneten Schmierstellen sowie mit wenigstens einer weiteren, auf einen niedrigeren Druck abregulierbaren Kammer für andere angeschlossene Schmierstellen verbunden sind. Für die Druckregelventile aller Kammern gibt es eine gemeinsame Rücklaufleitung. Zur Mengenregelung sind den Rückschlagventilen (notwendig zur Verhinderung des Ölablaufens aus Baugruppen, die nach Motorstillstand in Funktion bleiben) Drosselstellen nachgeordnet (DD-PS 125969; Int. Cl.² F01 M1/16). Infolge der großen Überdruckrückfördermenge, die zur vollen Schmierölversorgung bei dem späteren verschlissenen Motorzustand erforderlich ist, sind Öldruck und damit die Antriebsleistung der Pumpe sehr hoch. Unabhängig davon, daß die beschriebene Lösung keine Kolbenkühlung beinhaltet, ist festzustellen, daß die fragliche Verteilerblockkonzeption bestenfalls im Neuzustand des Motors eine Kolbenanspritzung gewährleisten würde. Bei verschlissenem Motor dagegen wäre die Funktionsfähigkeit der Spritzölkühlung der Kolben gefährdet., For differentiated lubricating oil supply of the individual lubrication points, especially in large engines for all pressures a common manifold block is provided which has a down to the highest pressure required adjustable inlet chamber whose outputs with the associated lubrication points and at least one further, adjustable to a lower pressure chamber for others connected lubrication points are connected. For the pressure control valves of all chambers, there is a common return line. For flow control, the non-return valves (necessary to prevent oil drainage from assemblies that remain in operation after engine stoppage) are arranged downstream of throttle points (DD-PS 125969, Int Cl .. ² F01 M1 / 16). Due to the large positive pressure return flow, which is required for full supply of lubricating oil in the later worn engine condition, oil pressure and thus the driving power of the pump are very high. Irrespective of the fact that the solution described does not involve piston cooling, it should be noted that the manifold block concept in question would at best guarantee piston injection when the engine is new. When the engine is worn, however, the functionality of the spray oil cooling of the piston would be at risk. Ziel der ErfindungObject of the invention Durch die Erfindung soll es ermöglicht werden, die Kolbenspritzölkühlung trotz verringerter Ölpumpenleistung zu sichern und damit die Wirtschaftlichkeit und vor allem die Lebensdauer der Brennkraftmaschine zu erhöhen.The invention should make it possible to secure the piston injection oil cooling despite reduced oil pump performance and thus to increase the efficiency and especially the life of the internal combustion engine.