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Diese Erfindung betrifft die Schmierung von Brennkraftmaschinen und insbesondere die Schmierung eines an einer solchen Brennkraftmaschine angebrachten Turboladers.
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Es ist bekannt, dass die Leistung einer Brennkraftmaschine durch die Verwendung eines Abgasturboladers verbessert werden kann. Weiterhin ist es bekannt, ein Schmiersystem für einen solchen Turbolader vorzusehen, bei dem dem Turbolader Öl durch eine Ölversorgung von dem Motor zugeführt und durch Schwerkraft zu einem Sumpf des Motors zurückgeleitet wird. Um einen Rückstau von Öl in dem Abflussrohr dieses Turboladers zu verhindern, wird üblicherweise der Turbolader so hoch wie möglich angebracht, um ein möglichst langes Abflussrohr vorzusehen, und ein im Wesentlichen vertikales Abflussrohr zur Unterstützung des Abfließens verwendet. Dies hat den Nachteil dass die Motorhaubenlinie des Kraftfahrzeugs häufig höher als andernfalls erforderlich sein muss.
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Der Rückstau in dem Abflussrohr eines Turboladers ist ein beträchtliches Problem, da er zu einem Rückeinspeisen von Öl in den Turbolader führen kann, was Abgasqualm erzeugt und bei einem Dieselmotor auch zu einem Hochdrehen des Motors aufgrund des Einleitens von Öl in den Motor führen kann. Bei Betrieb unter diesen Bedingungen wirkt der Turbolader als kleiner ungesteuerter Gasturbinenmotor, und diese Hochdrehbedingungen führen nahezu immer zu einem Ausfall des Turboladers oder des Motors selbst.
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Eines der Probleme bei einem herkömmlichen durch Schwerkraft rückführenden System ist, dass der Ölstand im Sumpf während des Betriebs des Kraftfahrzeugs aufgrund der Ausrichtung und des dynamischen Zustands des Kraftfahrzeugs unterschiedlich ist. Bei Kurvenfahrt des Fahrzeugs wird zum Beispiel Öl durch die Zentrifugalkraft zu einer Seite des Sumpfes gepresst, wo es an der Seite des Sumpfes hochsteigt. Dies kann ein Problem sein, wenn das untere Ende des Ölrückführ- oder Ölabflussrohrs des Turboladers bedeckt wird, da dies verhindert, dass Öl zurück in den Sumpf abfließt, und führt so voraussichtlich zu einem Ölrückstau in dem Rückführrohr. Eine weitere Situation, in der diese Art von System problematisch ist, liegt vor, wenn das Fahrzeug auf steil geneigtem Gelände eingesetzt wird, wie es beispielsweise abseits der Straße vorkommt. Diese Situation des Stands der Technik lässt sich besser unter Bezug auf 6 und 7 der Begleitzeichnungen verstehen, in denen das untere Ende eines Rückführ- oder Abflussrohrs 221 eines (nicht dargestellten) Turboladers in einen Sumpf 206 eines (ebenfalls nicht dargestellten) Motors ragend gezeigt wird.
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In 6 wird die Situation mit Fahrzeug auf ebenen Boden und in 7 mit Fahrzeug an einem Gefälle θ gezeigt.
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Wenn sich das Fahrzeug an dem Gefälle 6 befindet, ist ersichtlich, dass das Ende des Abflussrohrs 221 unter dem Ölstand ist und daher ein Ölrückstau in dem Abflussrohr 221 wahrscheinlich ist. Es versteht sich, dass die große Änderung des Ölstands in dem Sumpf 206 teilweise auf die Tatsache zurückzuführen ist, dass im Sumpf ein großes Ölvolumen gespeichert werden muss, um dem Bedarf des Motors gerecht zu werden.
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Die Erfinder haben erkannt, dass bei einem sehr kleinen Ölvolumen im Sumpf ein geringes Risiko eines Bedeckens des Abflussrohrs besteht, selbst wenn dann der Winkel des Fahrzeugs geändert wird. Es ist aber nicht möglich, ein solch kleines Ölvolumen in einem normalen Sumpf zu verwenden, das es zu Ölaufnahmeproblemen und möglicherweise zu Ölmangel des Motors führen würde.
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Die
DE 100 61 816 A1 zeigt ein Schmiersystem für eine Brennkraftmaschine, das sämtliche Merkmale aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aufweist.
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Die
US 4 926 641 A offenbart ein Schmiersystem für einen Turbolader, bei dem eine Drehschieber-Vakuumpumpe genutzt wird.
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Eine Aufgabe dieser Erfindung besteht darin, eine Brennkraftmaschine mit einem verbesserten Schmiersystem an die Hand zu geben.
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Nach einer ersten erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird ein Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine mit mindestens einem Turbolader und einem Schmiersystem für den Turbolader an die Hand gegeben, wobei das Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 ausgebildet ist.
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Die Ölpumpe kann eine Motorölpumpe sein, die zur Zufuhr von Öl zu dem oder jedem Turbolader und zu der Brennkraftmaschine verwendet wird.
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Während des Betriebs des Motors kann die Pumprate der Vakuumpumpe mindestens gleich der Strömrate von Öl aus dem Turbolader oder aus allen Turboladern sein, die mit dem zweiten Tank verbunden sind, so dass im Wesentlichen kein Öl in dem zweiten Tank gespeichert wird.
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Vorzugsweise ist die Pumprate größer als die Strömrate des Öls von dem Turbolader oder von allen Turboladern in den zweiten Tank.
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Der oder jeder Turbolader kann eine jeweilige Öleinlassöffnung haben, um Öl von der Ölpumpe aufzunehmen, sowie eine jeweilige Ölauslassöffnung, um Öl von dem jeweiligen Turbolader mittels einer Rückführleitung zu dem zweiten Tank zurückzuführen.
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Jeder Turbolader kann durch eine jeweilige Rückführleitung mit dem zweiten Tank verbunden sein, und der zweite Tank kann ein geschlossenes Volumen sein, das einen mit der Vakuumpumpe verbundenen Auslass, eine gleiche Anzahl an Einlässen, wie Rückführleitungen vorhanden sind, und einen Abzug aufweist, um das Erzeugen übermäßigen Unterdrucks in dem zweiten Tank zu verhindern.
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Der Abzug kann mit einem Kurbelgehäusebereich des Motors verbunden sein.
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Der zweite Tank kann im Ölhaupttank angeordnet sein.
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Der Ölhaupttank kann vorrangig aus einem einstückigen Gussteil gebildet werden und der zweite Tank kann als Teil des den Ölhaupttank bildenden einstückigen Gussteils gebildet werden. In diesem Fall kann zumindest ein Teil des Abzugs als in das einteilige Gussteil gegossener Durchgang gebildet werden.
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Der Motor kann mindestens eine Nockenwelle aufweisen, und die Vakuumpumpe kann von einem Ende der Nockenwelle bzw. einer der Nockenwellen des Motors angetrieben werden.
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Mindestens eine Nockenwelle kann durch eine in einem Kettenkasten untergebrachte Kette angetrieben werden, und die Vakuumpumpe kann eine so angeordnete Auslassöffnung aufweisen, dass Öl zu dem Ölhaupttank durch dessen Ablassen in den Kettenkasten zurückgeführt wird.
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Der Motor kann eine durch die Kette angetriebene erste Nockenwelle und eine durch einen Zahnradantrieb der ersten Nockenwelle angetriebene zweite Nockenwelle aufweisen, in welchem Fall das von der Vakuumpumpe abgelassene Öl mindestens ein den Zahnradantrieb zwischen der ersten und zweiten Nockenwelle bildendes Zahnrad beaufschlagen kann.
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Vorzugsweise kann die Vakuumpumpe eine Drehschieberpumpe sein.
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Der Motor kann zwei Turbolader aufweisen, und jeder der Turbolader kann eine mit dem zweiten Tank verbundene Rückführleitung aufweisen.
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Der Motor kann ein V-Motor mit zwei Zylinderreihen sein, und einer der Turbolader kann so angeordnet sein, dass er Gase von einer der beiden Zylinderreihen ablässt, und der andere Turbolader kann so angeordnet sein, dass er Abgase von der anderen der beiden Zylinderreihen aufnimmt. In diesem Fall kann jeder der Turbolader unter der Zylinderreihe angeordnet sein, von der er Abgase aufnimmt.
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Die Vakuumpumpe kann über dem oder jedem Turbolader angebracht sein.
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Das Kraftfahrzeug weist ein Unterdrucksystem auf, und die Vakuumpumpe wird dazu genutzt, dem Unterdrucksystem Unterdruck zu liefern und das Strömen von Öl von dem oder jedem Turbolader zu unterstützen.
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Das Unterdrucksystem ist eine unterdruckunterstützte Bremsanlage, und die Vakuumpumpe kann so betrieben werden, dass sie in einem Unterdruckbehälter eines Bremsverstärkers, der Teil der unterdruckunterstützten Bremsanlage ist, einen Teilunterdruck erzeugt.
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Die Vakuumpumpe kann eine Drehschieber-Vakuumpumpe mit einem mit dem Unterdrucksystem verbundenen ersten Einlass und einem mit dem zweiten Tank verbundenen zweiten Einlass sein.
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Die Erfindung wird nun beispielhaft unter Bezug auf die Begleitzeichnungen beschrieben. Hierbei zeigen:
- 1 eine schematische Zeichnung eines Kraftfahrzeugs und einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine;
- 2 eine Endansicht einer in der Erfindung verwendete Brennkraftmaschine;
- 3 einen Teilquerschnitt durch einen Kettenkasten, der Teil des in 2 gezeigten Motors bildet;
- 4 eine bildliche Darstellung eines Teils des Ölhaupttanks des in 2 gezeigten Motors;
- 5 eine schaubildliche Ansicht einer Vakuumpumpe zur Verwendung in einem Schmiersystem für den in 2 gezeigten Motor, wobei bei abgenommener Endabdeckung die Position der Einlass- und Auslassöffnungen gezeigt wird;
- 6 eine schaubildliche Darstellung eines vorbekannten Öltanks eines Motors und eines Turboladerabflussrohrs, wobei der Ölstand gezeigt wird, während sich ein mit dem Motor ausgestattetes Fahrzeug auf ebenem Boden befindet; und
- 7 eine ähnliche Darstellung zu der in 6 gezeigten, die aber den Ölstand zeigt, während sich das Fahrzeug an einem Gefälle befindet.
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Nun wird die Erfindung unter besonderem Bezug auf 1 beschrieben, welche ein Kraftfahrzeug 10 mit einer Brennkraftmaschine 8 zeigt. Der Motor 8 umfasst ein Kurbelgehäuse 7 und einen Ölhaupttank oder Sumpf 6.
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Der Motor 8 ist mit einem Schmiersystem ausgestattet, um nicht nur die verschiedenen sich bewegenden Teile des Motors 8, sondern auch einen Turbolader 3 zu schmieren, der mit einem (nicht dargestellten) Abgaskrümmer des Motors 8 wirkverbunden ist, um verbesserte Motorleistung zu bieten.
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Das Schmiersystem umfasst eine Ölpumpe 2, um Schmiermittel in Form von Öl von dem Ölhaupttank 6 zu dem Turbolader 3 und insbesondere zu den Lagern des Turboladers 3 zu pumpen, einen zweiten Tank 4, um Öl von den Turboladerlagern aufzunehmen, und eine motorbetriebene Vakuumpumpe 5, um einen Teilunterdruck in dem zweiten Tank 4 vorzusehen, wodurch das Öl gezwungen wird, von den Turboladerlagern zu dem zweiten Tank 4 zu strömen, und um auch etwaiges im zweiten Tank 4 gesammeltes Öl zurück zu dem Ölhaupttank 6 zu pumpen.
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Der zweite Tank 4 ist in Form eines geschlossenen Volumens, an dem eine Rückführleitung bzw. ein Abflussrohr des Turboladers 3, eine Auslassleitung in Form eines Ölrückführrohrs der Vakuumpumpe 5 und ein Abzug, der durch ein Abzugrohr mit dem Kurbelgehäuse 7 des Motors 8 verbunden ist, angebracht sind.
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Das Abflussrohr ist an einer oberen Fläche des zweiten Tanks 4 angebracht und weist ein unteres Ende auf, das nahe der oberen Fläche des zweiten Tanks 4 angeordnet ist, so dass es unwahrscheinlich ist, dass es durch im zweiten Tank 4 gesammeltes Öl bedeckt wird. Das Abzugrohr ist ebenfalls nahe der oberen Fläche des zweiten Tanks 4 angeschlossen, so dass, wenn der Druck in dem Kurbelgehäuse 7 niedriger als der Druck in dem zweiten Tank ist, Dampf von dem vom Turbolader zurückströmenden Öl zum Kurbelgehäuse 7 zurückgeleitet werden kann.
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Die Funktion des Abzugs besteht darin, das Bilden von übermäßigem Unterdruck in dem zweiten Tank 4 durch die Pumpe 5 zu verhindern. Auch wenn es wünschenswert ist, den zweiten Tank 4 jederzeit während des Laufens des Motors 8 bei einem Druck unter Atmosphärendruck zu halten und auf jeden Fall bei einem Druck, der niedriger als der Druck des Öls in den Turboladerlagern ist, ist es nicht erwünscht, dass der Druck im zweiten Tank zu stark abfällt, da dies dazu neigt, den Ölfilm in den Turboladerlagern zu zerreißen und einen vorzeitigen Lagerverschleiß zu verursachen. Zum Beispiel und ohne Einschränkung ist bei Abfall des Drucks in dem zweiten Tank unter ??? N/m2 das Ausfallen eines Lagers wahrscheinlich. Ein Vorteil der Erfindung ist, dass es durch richtiges Bemessen des Abzugs und des Ölrückführrohrs zur Vakuumpumpe 5 möglich ist, ohne zusätzliche Ventile oder Steuerungen einen schwachen Unterdruck in dem zweiten Tank zu aufrechtzuerhalten.
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Die Vakuumpumpe 5 ist ferner mit einem Unterdrucksystem in Form eines Unterdrucktanks 9 für den Bremskraftverstärker verbunden, welcher Teil einer unterdruckunterstützten Bremsanlage bildet. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung der Erfindung ist, dass eine einzige Vakuumpumpe 5 verwendet wird, um dem zweiten Tank Unterdruck zu liefern und für jegliche unterdruckbetriebene Vorrichtung im Kraftfahrzeug 10 eine Unterdruckquelle zu liefern. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn der Motor des Kraftfahrzeugs 10 ein Dieselmotor ist, denn in einem solchen Fall ist es üblich, eine Vakuumpumpe vorzusehen, um Unterdruck für den Bremskreis zu liefern, und daher können die vorteilhaften Wirkungen der Erfindung ohne Notwendigkeit einer weiteren Pumpe erhalten werden, da die gleiche Pumpe, die normalerweise nur zum Liefern von Unterdruck für die Bremsanlage verwendet wird, bei offensichtlichen Kosteneinsparungen verwendet werden kann.
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Der Betrieb des Systems ist wie folgt: bei Anlassen des Motors 8 ist es wahrscheinlich, dass eine kleine Menge Öl vom Turbolader 3 zurückgeflossen ist und sich im zweiten Tank 4 gesammelt hat. Sobald der Motor läuft, wird Öl von der Pumpe 2 vom Ölhaupttank 6 zu den Turboladerlagern gepumpt und beginnt, gezwungen durch den Teilunterdruck, der durch die Pumpe 5 in dem zweiten Tank 4 gebildet wurde, vom Turbolader 3 zu dem zweiten Tank 4 durch das Abflussrohr zu strömen. Wenn der Motor 8 sich im Leerlauf befindet, ist die Strömrate der Pumpe 5 im Wesentlichen gleich der Strömrate des Öls vom Turbolader 3 zum zweiten Tank 4 und der Druck im zweiten Tank 4 ist etwas unter oder im Wesentlichen gleich dem Atmosphärendruck, doch sobald die Drehzahl des Motors 8 steigt, wird der Unterdruck im zweiten Tank 4 größer. Dies liegt daran, dass die Vakuumpumpe 5 vom Motor 8 angetrieben wird und daher durch die Drehzahl beeinflusst wird. Es versteht sich, dass die Vakuumpumpe alternativ hydraulisch oder elektrisch angetrieben werden könnte, in welchem Fall die Strömrate der Pumpe unabhängig von der Motordrehzahl wäre.
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Wenn der Motor 8 über der Leerlaufdrehzahl läuft, überschreitet die Strömrate der Pumpe 5 die Strömrate des zum zweiten Tank 4 zurückfließenden Öls, so dass nach ein paar Minuten Betrieb wenig oder kein Öl mehr im zweiten Tank 4 verbleibt.
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Dies gewährleistet, dass die Ausrichtung des Fahrzeugs innerhalb der Stabilitätsgrenzen des Kraftfahrzeugs keine nachteilige Wirkung auf das Strömen von Öl vom Turbolader 3 hat und dass Öl nicht vom Abflussrohr zurück in den Turbolader 3 strömen kann.
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Öl und Dampf, die aus dem Turbolader 3 austreten, werden von der Vakuumpumpe 5 durch den zweiten Tank 4 in den Haupttank 6 gesaugt, in dem sie zur Wiederverwendung getrennt werden. Das zu dem Ölhaupttank 6 zurückgeführte Öl wird wiederverwendet, um den Motor 8 und den Turbolader 3 zu schmieren, und mitgeführter Dampf oder Ölnebel wird dem Kurbelgehäuse zugeführt, wo er in Gas und Fluid getrennt wird. Das Gas aus dem Dampf wird dann in normaler Weise durch ein Kurbelgehäuse-Ventilationssystem durchgeleitet und das Fluid darf zurück zu dem Hauptöltank 6 strömen.
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Daher ist ersichtlich, dass ein in der Erfindung verwendetes Schmiersystem eine verbesserte Turboladerschmierung bei praktisch keinen Extrakosten oder Komplexität bietet.
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Unter Bezug auf 2 bis 5 wird eine bevorzugte erfindungsgemäße Ausführung bei einem V8-Dieselmotor 108 mit zwei Zylinderreihen angewendet gezeigt. Jede Zylinderreihe hat einen so angeordneten Turbolader 103, dass er Abgase von dem Motor 108 durch einen Abgaskrümmer aufnimmt. Jeder der Turbolader 103 ist unter der Zylinderreihe angebracht, mit welcher er wirkverbunden ist, wodurch die Höhe des Motors 108 minimiert wird.
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Jeder der Turbolader 103 wird mit Öl von einer (nicht dargestellten) Motorölpumpe beliefert, die auch dazu dient, verschiedenen anderen Komponenten des Motors 108 Öl zuzuführen. Das Öl wird in einem Ölhaupttank oder Sumpf 106 gespeichert, der an dem unteren Ende des Motors 108 befestigt ist, und wird von der Motorölpumpe vom Sumpf 106 durch verschiedene im Motor 108 ausgebildete innere Durchlässe gepumpt. Jeder Turbolader 103 weist eine jeweilige Öleinlassöffnung, um Öl über eine in dem (nicht dargestellten) Motor ausgebildete innere Ölzufuhrleitung von der Motorölpumpe zu erhalten, sowie eine jeweilige Ölauslassöffnung, um Öl von dem jeweiligen Turbolader zu einem zweiten Tank oder Turbosumpf 104 zurückzuführen.
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Die Öleinlass- und Ölauslassöffnungen jedes Turboladers 103 sind mit in dem jeweiligen Turbolader 103 angeordneten Lagern verbunden und dienen der Zufuhr und Rückleitung von Öl von den Lagern des Turboladers 103.
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Zwischen der Auslassöffnung jedes Turboladers 103 und dem Turbosumpf 104 ist eine Rückführleitung in Form eines Abflussrohrs 121 angeschlossen, um das Zurückleiten von Öl von den Lagern zu dem Turbosumpf 104 zu ermöglichen.
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Wie am Besten unter Bezug auf 4 ersichtlich ist, ist der Ölhaupttank 106 als einstückiges Gussteil ausgebildet, und der zweite Tank oder Turbosumpf 104 ist in dem Ölhaupttank 106 angeordnet und ist als Teil des zur Bildung des Ölhaupttanks 106 verwendeten einstückigen Gussteils ausgebildet.
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Der in 4 gezeigte Turbosumpf 104 ist nicht vollständig, da er bei Einsatz mit einem Deckel versehen ist, um ein geschlossenes Volumen zu bilden, und wie nachstehend erläutert verschiedene mit ihm verbundene Rohre aufweist.
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Die Abflussrohre 121 von den Turboladern 103 treten dichtend durch jeweilige Öffnungen 140, die in einer Wand des zur Bildung des Ölhaupttanks 106 verwendeten Gussteils ausgebildet sind, und sind dichtend an den nahe des oberen Endes des Turbosumpfs 104 ausgebildeten Öffnungen 130 angebracht.
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Ein Abzug für den Turbosumpf 104 ist in Form eines Durchlasses 142 ausgebildet, der in das den Ölhaupttank 106 bildende Gussteil eingegossen ist. Der Durchlass 142 wirkt bei Einsatz mit einem weiteren (nicht dargestellten) in dem Motor 108 ausgebildeten Durchlass zusammen, der Dampf zu und von einem Kurbelgehäusebereich des Motors 108 strömen lässt. Diese Verbindung beschränkt den Unterdruck, der in dem Turbosumpf 101 ausgebildet werden kann, da bei Erreichen eines bestimmten Unterdruckwerts im Turbosumpf 104 Gas und/oder Öldampf dazu neigt, von dem Kurbelgehäuse des Motors 108 in den Turbosumpf 104 zu strömen. Es ist wichtig, den Unterdruck zu beschränken, der im Turbosumpf 104 erzeugt werden kann, da bei Erzeugen eines zu hohen Unterdrucks das Öl dazu neigt, aus den Turboladerlagern herausgesaugt zu werden, was ein Zerreißen des Ölfilms bewirkt, der in den Lagern vorhanden sein muss, wodurch ein vorzeitiger Lagerverschleiß verursacht wird.
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Eine weitere Öffnung 150 ist in der Wand des Ölhaupttanks 106 ausgebildet, an welcher ein Ölrückführrohr 122 dichtend angeschlossen ist, das dazu dient, Öl und Öldampf von dem Turbosumpf 104 zu einer motorbetriebenen Drehschieber-Vakuumpumpe 105 zu befördern.
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Das Ölrückführrohr 122 ist mit einer Öffnung 151 nahe dem Boden des Turbosumpfes 104 verbunden, so dass im Wesentliche das gesamte im Turbosumpf 104 gesammelte Öl durch die Vakuumpumpe 105 herausgepumpt und zum Ölhaupttank 106 zurückgeführt werden kann.
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Unter besonderem Bezug auf 2, 3 und 5 ist das obere Ende des Ölrückführrohrs 122 mit einem zweiten Einlass zur Drehschieber-Vakuumpumpe 105 verbunden. Wie unter Bezug auf 5 ersichtlich ist, ist die Drehschieber-Vakuumpumpe von herkömmlicher Form mit einem Rotor 110, der eine Lamelle 112 in einer Kammer gleitend lagert. Ein erster Einlass 113 in die Kammer der Drehschieberpumpe 105 ist bei Einsatz mit einem Unterdrucksystem verbunden, beispielsweise einer (nicht dargestellten) Bremsanlage mit Unterdruckunterstützung. Eine Auslassöffnung 115 ist vorgesehen, um Fluid und Dampf aus der Kammer abzulassen, wenn der Rotor 110 in Richtung des Pfeils „R“ gedreht wird. Ein (nicht dargestelltes) Klappenventil an der Rückseite der Pumpe 105 lässt Fluid durch die Auslassöffnung 115 aus- aber nicht einströmen.
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Die Pumpe 105 ist an einem Kettengehäuse 120 befestigt, welches dazu dient, eine Kette 126 zu umschließen, die eine (nicht dargestellte) Kurbelwelle des Motors 108 mit einer Nockenwelle 125 treibend verbindet. Die Drehschieber-Vakuumpumpe 105 ist so positioniert, dass sie über den beiden Turboladern 103 angebracht ist, so dass aus den Turboladern 103 austretendes Öl nach unten zum Turbosumpf 104 strömt und dann nach oben zur Pumpe 105. Um sicherzustellen, dass die Lamelle 112 richtig gegenüber der Kammer abdichten kann, wird der Pumpe 105 vom Motor 108 eine kleine Menge Öl zugeführt. Aufgrund des verwendeten Pumpentyps ist aber kein wirkliches Pumpenvorfüllen erforderlich und die Pumpe 105 beginnt zu arbeiten, sobald sich der Rotor 110 zu drehen beginnt.
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Das Kettengehäuse 120 ist an einer Endwand 124 des Motors 108, der die Nockenwelle 125 lagert, dichtend angebracht. Der Motor 108 weist insgesamt vier Nockenwellen auf, zwei pro Zylinderreihe, und die äußere Nockenwelle 125 der rechten Zylinderreihe dient dazu, den Rotor 110 der Pumpe 105 direkt anzutreiben. Die andere (nicht dargestellte) Nockenwelle der rechten Zylinderreihe wird durch ein treibend an dem Ende der äußeren Nockenwelle 125 angebrachtes Zahnrad 127, das mit einem (nicht dargestellten), an der inneren Nockenwelle befestigten komplementären Zahnrad greift, angetrieben.
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Die Auslassöffnung der Drehschieberpumpe 105 wirkt mit einer in dem Kettengehäuse 120 ausgebildeten Öffnung 128 zusammen, so dass aus der Pumpe 105 austretendes Öl und Dampf in das Kettengehäuse gedrückt werden und das Zahnrad 127 beaufschlagen. Dies ist vorteilhaft, da unter bestimmten Bedingungen das Strom aus der Vakuumpumpe einem feinen Sprühnebel gleich kommt und das Beaufschlagen des Zahnrads 127 dazu neigt, die Tröpfchengröße zu vergrößern, wodurch das Sammeln und Umwälzen des Öls unterstützt wird.
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Das in das Kettengehäuse 120 gepresste Öl strömt unter der Schwerkraftwirkung nach unten durch das Kettengehäuse 120 und wird im Ölhaupttank 106 gesammelt, von wo es wiederverwendet werden kann.
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Der Motor 108 ist mit einer Kurbelgehäuseentlüftungsanlage ausgestattet, um aus zurückströmendem Öl gewonnene Gase zu einem (nicht dargestellten) Ansaugkrümmer des Motors 108 zurückzuleiten.
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Um sicherzustellen, dass während des Laufens des Motors 108 im Wesentlichen kein Öl im Turbosumpf 104 gespeichert wird, wird die Pumpleistung der Vakuumpumpe 105 so gewählt, dass sie etwas über der Strömrate von Öl von den beiden Turboladern 103 zu dem Turbosumpf 104 liegt. Zwar kann aufgrund des schwerkraftbedingten Zurückströmens während Motorabschaltbedingungen eine kleine Menge Öl im Turbosumpf 104 bei Motoranlassen vorhanden sein, doch sobald der Motor zu arbeiten beginnt, wird dieses Öl schnell aus dem Turbosumpf 104 entfernt und zum Ölhaupttank 106 zurückgeleitet. Der Turbosumpf 104 stellt daher eine Unterbrechung in der Strömstrecke von den Turboladern 103 zurück zu dem Ölhaupttank 106 dar, da Öl nicht die Abflussrohre 121 hinaufgesaugt werden kann, sobald Öl in den Turbosumpf gelangt.
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Bei Leerlauf des Motors gibt es praktisch keinen Unterdruck im Turbosumpf, da die Strömleistung des Abzugs 142 im Wesentlichen gleich der Strömrate der Pumpe 105 ist, wenn aber die Motordrehzahl ansteigt, wird die Strömrate der Pumpe größer und kann daher den Teilunterdruck im Turbosumpf 104 anheben. Aufgrund des durch den Abzug 142 ausgebildeten vorbestimmten Lecks ist aber die Größenordnung des in dem Turbosumpf 104 ausgebildeten Teilunterdrucks nie so groß, dass ein Zerreißen des Ölfilms in den Lagern der Turbolader 103 verursacht wird.
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Es versteht sich, dass bei einer solchen Anordnung die Gesamthöhe des Motors unverändert beleibt und dass die Kosten für die Implementierung eines solchen Systems relativ gering sind, da die verwendete Vakuumpumpe die gleiche Pumpe ist, die häufig bei einem Dieselmotor als Unterdruckquelle verwendet wird. Ferner kann die gleiche Pumpe verwendet werden, um das Ablassen von Öl von an dem Motor angebrachten Turboladern zu unterstützen und auch um eine Unterdruckquelle für ein an dem Fahrzeug angebrachtes unterdruckbetriebenes System zu bieten.
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Da während des Motorbetriebs immer eine kleine Druckdifferenz zwischen dem Druck des Öls in den Turboladerlagern und dem unteren Druck im Turbosumpf 104 vorliegt, neigt Öl immer dazu, unabhängig von der Ausrichtung des Motors 108 hin zum Turbosumpf 104 zu strömen.
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In dieser bevorzugten Ausführung wird die Vakuumpumpe zwar direkt vom Motor angetrieben, dies ist aber nicht erforderlich, und sie könnte durch jede geeignete Antriebskraftquelle angetrieben werden.
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Die Erfindung wurde bezüglich ihrer Verwendung einer in einem Kraftfahrzeug eingebauten Brennkraftmaschine beschrieben und ist hierfür besonders vorteilhaft, doch versteht sich, dass sie bei jedem Turbomotor verwendet werden könnte.
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Es versteht sich für den Fachmann auf dem Gebiet, dass die Erfindung zwar beispielhaft unter Bezug auf eine Reihe von spezifischen Ausführungen beschrieben wurde, sie aber nicht auf diese Ausführungen beschränkt ist und verschiedene alternative Ausführungen oder Abwandlungen der offenbarten Ausführungen vorgenommen werden können, ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen.
