DE102008061058B4 - Multi-cylinder internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Mehrzylindrige Brennkraftmaschine (1) mit einem Schmiermittel (16) aufweisenden Schmiermittelkreislauf, der mit einem Kurbelgehäuse (4) der Brennkraftmaschine (1) verbunden ist, und mit mindestens einer Pumpe (12) zum Erzeugen eines Unterdrucks im Kurbelgehäuse (4), wobei die Pumpe (12) über einen durch die Brennkraftmaschine (1) führenden Kanal (5) mit einzelnen Zylindern (2) der Brennkraftmaschine (1) zugeordneten Zylinderkurbelgehäusen (3) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass jedem der Zylinderkurbelgehäuse (3) ein in dem Kanal (5) angeordneter Schmiermittelabscheider (8) zugeordnet ist, sodass jeder Schmiermittelabscheider (8) sein abgeschiedenes Schmiermittel (16) in das ihm zugehörige Zylinderkurbelgehäuse (3) abscheidet.Multi-cylinder internal combustion engine (1) having a lubricant circuit (16) with a lubricant, which is connected to a crankcase (4) of the internal combustion engine (1), and having at least one pump (12) for generating a negative pressure in the crankcase (4), wherein the pump (12) is connected via a through the internal combustion engine (1) leading channel (5) with individual cylinders (2) of the internal combustion engine (1) associated with cylinder crankcases (3), characterized in that each of the cylinder crankcases (3) in the channel (3) 5) arranged lubricant separator (8) is assigned, so that each lubricant separator (8) deposits its deposited lubricant (16) in the associated cylinder crankcase (3).
Description
Die Erfindung betrifft eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine mit einem Schmiermittel aufweisenden Schmiermittelkreislauf, der mit einem Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine verbunden ist, und mit mindestens einer Pumpe zum Erzeugen eines Unterdrucks im Kurbelgehäuse, wobei die Pumpe über einen durch die Brennkraftmaschine führenden Kanal mit einzelnen Zylindern der Brennkraftmaschine zugeordneten Zylinderkurbelgehäusen verbunden ist.The invention relates to a multi-cylinder internal combustion engine having a lubricant lubricant circuit, which is connected to a crankcase of the internal combustion engine, and having at least one pump for generating a negative pressure in the crankcase, wherein the pump via a channel leading through the internal combustion engine with individual cylinders of the internal combustion engine associated cylinder crankcases connected is.
Im Stand der Technik sind Brennkraftmaschinen bekannt, die zum Absaugen von schmiermittelhaltigen Dämpfen aus dem Kurbelgehäuse das Kurbelgehäuse mit einem Unterdruck beaufschlagen. Hierzu ist eine Pumpe vorgesehen. Eine solche Anordnung ist beispielsweise aus der
Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift
Weiterhin beschreibt die Druckschrift
Aufgabe der Erfindung ist es, eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine der gattungsgemäßen Art bereitzustellen, die diese unerwünschten Erscheinungen stark reduziert oder insgesamt ausschließt. In vorteilhafter Weise soll hierbei eine wirksame Unterdruckerzeugung im Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine und eine möglichst effiziente Ölabscheidung ermöglicht werden.The object of the invention is to provide a multi-cylinder internal combustion engine of the generic type, which greatly reduces or completely excludes these undesirable phenomena. Advantageously, in this case an effective vacuum generation in the crankcase of the internal combustion engine and the most efficient oil separation should be possible.
Hierzu wird eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine mit einem Schmiermittel aufweisenden Schmiermittelkreislauf vorgeschlagen, der mit einem Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine verbunden ist, und mit mindestens einer Pumpe zum Erzeugen eines Unterdrucks im Kurbelgehäuse. Es ist vorgesehen, dass die Pumpe über einen durch die Brennkraftmaschine führenden Kanal mit einzelnen Zylindern der Brennkraftmaschine zugeordneten Zylinderkurbelgehäusen verbunden ist. Erfindungsgemäß ist zudem vorgesehen, dass jedem der Zylinderkurbelgehäuse ein in dem Kanal angeordneter Schmiermittelabscheider zugeordnet ist, sodass jeder Schmiermittelabscheider sein abgeschiedenes Schmiermittel in das ihm zugehörige Zylinderkurbelgehäuse abscheidet. Das Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine weist demzufolge Zylinderkurbelgehäuse auf, die jeweils einem Zylinder zugeordnet sind. Die Pumpe, die den Unterdruck im Kurbelgehäuse erzeugt, ist über den Kanal mit den einzelnen Zylinderkurbelgehäusen verbunden. Es erfolgt demzufolge nicht eine Unterdruckbeaufschlagung des Kurbelgehäuses an einer zentralen Stelle mit entsprechendem, relativ großem Druckgradienten zu den einzelnen Zylindern hin. Vielmehr erfolgt eine Druckbeaufschlagung in fast paralleler Weise mit nur sehr geringen Druckgradienten in die einzelnen Zylinderkurbelgehäuse hinein.For this purpose, a multi-cylinder internal combustion engine having a lubricant lubricant circuit is proposed, which is connected to a crankcase of the internal combustion engine, and with at least one pump for generating a negative pressure in the crankcase. It is envisaged that the pump is connected via a leading channel through the internal combustion engine with individual cylinders of the engine associated with the cylinder crankcases. According to the invention, it is additionally provided that each of the cylinder crankcases is assigned a lubricant separator arranged in the channel, so that each lubricant separator deposits its separated lubricant into its associated cylinder crankcase. The crankcase of the internal combustion engine therefore has cylinder crankcases which are each associated with a cylinder. The pump, which generates the negative pressure in the crankcase, is connected via the channel with the individual cylinder crankcases. Consequently, there is no negative pressure on the crankcase at a central point with a corresponding, relatively large pressure gradient towards the individual cylinders. Rather, a pressurization takes place in almost parallel manner with only very small pressure gradients in the individual cylinder crankcase.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Pumpe im Kanal angeordnet. Eine längere Unterdruckstrecke ist hierbei nicht erforderlich.In a preferred embodiment, the pump is arranged in the channel. A longer negative pressure section is not required here.
Bevorzugt weist die Pumpe einen Impeller auf beziehungsweise ist eine Impellerpumpe. Auf diese Weise lassen sich bauraumsparende, leistungsfähige Pumpenanordnungen realisieren.Preferably, the pump has an impeller or is an impeller pump. In this way, space-saving, efficient pump arrangements can be realized.
Die Pumpe wird bevorzugt von der Brennkraftmaschine angetrieben, also in einer solchen Art und Weise, dass sie keines separaten Antriebs, beispielsweise durch Elektromotoren, bedarf (wenngleich ein solcher aber selbstverständlich möglich ist). Die Pumpe ist demzufolge bevorzugt mechanisch an bewegte Teile der Brennkraftmaschine gekoppelt, etwa an einem Endlostrieb.The pump is preferably driven by the internal combustion engine, that is, in such a way that it does not require a separate drive, for example by electric motors (although such, of course, is possible). The pump is therefore preferred mechanically coupled to moving parts of the internal combustion engine, such as a Endlostrieb.
In dem Kanal ist mindestens ein Schmiermittelabscheider angeordnet. Die Abscheidung von Schmiermittel aus den aus dem Kurbelgehäuse gesaugten, schmiermittelhaltigen Dämpfen erfolgt demzufolge direkt im Kanal, nicht über separate Ölabscheider. Außerhalb der Brennkraftmaschine liegende, separate Ölabscheidevorrichtungen können dadurch ersatzlos entfallen. Ferner wird der Weg- und Transportverlust von Schmiermittel vermieden, wie er in separaten Ölabscheidern und deren Verrohrungen vorkommt. Der Schmiermittelabscheider liegt im Kanal und damit an der Stelle, an der die Absaugung der schmiermittelhaltigen Dämpfe aus dem Zylindergehäuse erfolgt, eine unnötige Wegführung von abgeschiedenem Schmiermittel ist deshalb nicht erforderlich.In the channel at least one lubricant separator is arranged. The separation of lubricant from the extracted from the crankcase, lubricant-containing vapors is therefore directly in the channel, not on separate oil separator. Outside of the engine lying, separate oil separation devices can be omitted without replacement. It also avoids the loss of lubricant, as occurs in separate oil separators and their piping. The lubricant separator is located in the channel and thus at the point at which the extraction of the lubricant-containing vapors from the cylinder housing, an unnecessary removal of separated lubricant is therefore not required.
Erfindungsgemäß sind im Kanal mehrere, jeweils einem Zylinderkurbelgehäuse zugeordnete Schmiermittelabscheider angeordnet. In dieser Ausführungsform weist jedes Zylinderkurbelgehäuse einen ihm zugeordneten Schmiermittelabscheider auf. Die Schmiermittelabscheidung erfolgt demzufolge sehr vorteilhaft an jedem Zylinderkurbelgehäuse. Hierdurch wird eine besonders effektive Abscheidung unmittelbar im Bereich des jeweiligen Zylinders, nämlich in seinem Zylinderkurbelgehäuse beziehungsweise diesem zugeordnet, bewirkt.According to the invention, a plurality of lubricant separators, each associated with a cylinder crankcase, are arranged in the passage. In this embodiment, each cylinder crankcase has an associated therewith lubricant separator. The lubricant separation is therefore very beneficial to each cylinder crankcase. As a result, a particularly effective deposition is effected directly in the region of the respective cylinder, namely in its cylinder crankcase or this.
Es ist vorgesehen, dass jeder Schmiermittelabscheider sein abgeschiedenes Schmiermittel in das ihm zugehörige Zylinderkurbelgehäuse abscheidet. Es sind demzufolge Öffnungen vorgesehen, die den Austritt von im Schmiermittelabscheider abgeschiedenem Schmiermittel in das jeweils zugehörige Zylinderkurbelgehäuse ermöglichen. Auf diese Weise wird vermieden, dass Schmiermittel, das aus dem Bereich eines Zylinders beziehungsweise des diesem zugeordneten Zylinderkurbelgehäuses in der schmiermittelhaltigen Luft abgesaugt wird, unnötig in einen zentralen Schmiermittelsammelbehälter zurückgeleitet wird. Auf diese Weise kann sehr vorteilhaft vermieden werden, dass bei einer in ungünstigen Betriebsumständen durchaus möglichen, ungleichmäßigen Ölaustragung aus einem Zylinderkurbelgehäuse dort bei gleichmäßigem Ableiten des ausgetragenen Schmiermittels eine Gefahr von Mangelschmierung entstehen könnte; vielmehr wird so sichergestellt, dass jedem Zylinderkurbelgehäuse das aus ihm stammende Schmiermittel zurückgeleitet wird.It is envisaged that each lubricant separator deposits its deposited lubricant into the associated cylinder crankcase. Accordingly, openings are provided which allow the outlet of lubricant separated in the lubricant separator into the respectively associated cylinder crankcase. In this way it is avoided that lubricant which is sucked out of the region of a cylinder or of the cylinder crankcase associated therewith in the lubricant-containing air is unnecessarily returned to a central lubricant reservoir. In this way, can be avoided very advantageous that at a in unfavorable operating circumstances quite possible, uneven Ölaustragung from a cylinder crankcase there with uniform discharge of the discharged lubricant could cause a risk of lack of lubrication; Rather, it is thus ensured that each cylinder crankcase the lubricant originating from it is returned.
Bevorzugt sind die Schmiermittelabscheider Schleuderabscheider. Schleuderabscheider sind wirksam und einfach im Aufbau, sie bedienen sich der Zentrifugalkraft und kommen ohne bauraumaufwendige Konstruktion aus, wie sie beispielsweise bei Labyrinthabscheidern oder Zyklonabscheidern erforderlich ist.The lubricant separators are preferably centrifugal separators. Centrifugal separators are effective and simple in construction, they use the centrifugal force and come with no space-consuming construction of, as required for example in Labyrinthabscheidern or cyclone separators.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Schmiermittelabscheider Kegelabscheider. Kegelabscheider sind solche Abscheider, die zumindest abschnittsweise eine Kegel- oder Kegelabschnittskontur aufweisen. Die Kegelabschnittskontur ist hierbei von Öffnungen durchsetzt, durch die Schmiermittel austreten kann, wenn der Kegelabscheider in Rotation versetzt wird.In a particularly preferred embodiment, the lubricant separators are cone separators. Cone separators are such separators, which at least in sections have a conical or conical section contour. The conical section contour is in this case penetrated by openings through which lubricant can escape when the conical precipitator is set in rotation.
In einer weiteren Ausführungsform sind im Kanal Lagerstellen für die Schleuderabscheider angeordnet. Über diese Lagerstellen lässt sich ein ruhiger Lauf der rotierenden Schleuderabscheider erzielen.In a further embodiment, bearing points for the centrifugal separators are arranged in the channel. These bearings allow a smooth running of the rotating centrifugal separator can be achieved.
Die Pumpe und die Schmiermittelabscheider sind in einer weiteren Ausführungsform über eine Drehmomentenübertragungsstrecke miteinander verbunden. Pumpe und Schmiermittelabscheider unterliegen demzufolge dem gleichen Antrieb; das Drehmoment zu ihrer Rotation stammt von demselben Antrieb, insbesondere von der Brennkraftmaschine selbst, beispielsweise über einen Riemen- oder Kettentrieb oder über ein Getriebe.The pump and the lubricant separator are connected to each other in a further embodiment via a torque transmission path. Pump and lubricant separator are therefore subject to the same drive; the torque for its rotation comes from the same drive, in particular from the internal combustion engine itself, for example via a belt or chain drive or via a transmission.
In einer weiteren Ausführungsform sind die Schmiermittelabscheider miteinander über ein längs innerhalb des Kanals verlaufendes Abluftrohr verbunden. Über das Abluftrohr erfolgt die Absaugung der vom Schmiermittel befreiten Gase, insbesondere Luft, bevorzugt zur Zuführung zum Saugrohr. Das Abluftrohr ist demzufolge eine zentrale Ableitung der von Schmiermittel befreiten Gase.In another embodiment, the lubricant separators are connected to each other via an exhaust pipe extending longitudinally within the duct. About the exhaust pipe extraction of the liberated from the lubricant gases, in particular air, preferably for feeding to the suction pipe. The exhaust pipe is therefore a central discharge of the liberated from lubricant gases.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Abluftrohr die Drehmomentübertragungsstrecke. Die Momentübertragung zum Antrieb zur Bewirkung der Rotation der Schmiermittelabscheider erfolgt demzufolge über das Abluftrohr oder zumindest auch über das Abluftrohr (es kann eine weitere Welle zentral des Abluftrohrs vorgesehen sein, beziehungsweise eine entsprechende Lagerachse).In a particularly preferred embodiment, the exhaust pipe is the torque transmission path. The torque transmission to the drive for effecting the rotation of the lubricant separator is therefore carried out via the exhaust pipe or at least also via the exhaust pipe (there may be another shaft centrally of the exhaust pipe, or a corresponding bearing axis).
Auf diese Weise lässt sich eine sehr einfache und bauraumsparende Konstruktion erzielen, die beispielsweise auch sehr vorteilhaft in einem Innen-V eines in V-Form ausgebildeten mehrzylindrigen Motors angeordnet werden kann. In einer solchen Ausführung in einem Innen-V, beispielsweise eines V8-Motors, ist es beispielsweise auch möglich, den Kanal mit jeweils zwei Zylindern beziehungsweise zwei Zylinderkurbelgehäusen, nämlich einem pro Zylinderbank, gleichzeitig zu verbinden, so dass sie insgesamt in vier Segmenten jeweils zwei Zylinderkurbelgehäuse (eines einer jeden Bank) zusammengeführt liegen und mit dem Kanal verbunden sind.In this way, a very simple and space-saving design can be achieved, which can for example also be arranged very advantageously in an inner V of a V-shaped multi-cylinder engine. In such an embodiment in an inside V, for example a V8 engine, it is also possible, for example, the channel with two cylinders or two cylinder crankcases, namely one per cylinder bank to connect at the same time, so that they total in four segments two Cylinder crankcase (one of each bank) are merged and connected to the channel.
In einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass eine Anordnung von Schmiermittelabscheidern und Abluftrohr als Ausgleichswelle, insbesondere zum Ausgleich von Massekräften erster Ordnung, ausgebildet ist. Auf diese Weise lässt sich sehr einfach eine bauraumsparende Mehrfachnutzung erreichen. Insbesondere kann hierbei auch vorgesehen sein, dass nicht die Ausgleichswelle an dem Abluftrohr beziehungsweise einer in diesem laufenden, zentralen Welle ausgebildet ist, sondern dass das Abluftrohr mit den Schmiermittelabscheidern und dem. Kanal um eine Ausgleichswelle herum ausgebildet ist beziehungsweise zumindest teilweise von der Ausgleichswelle gebildet ist. In a further, particularly preferred embodiment, it is provided that an arrangement of lubricant separators and exhaust air pipe is designed as a balance shaft, in particular for balancing first-order mass forces. In this way, a space-saving multiple use can be achieved very easily. In particular, it can also be provided that the balance shaft is not formed on the exhaust pipe or in this running, central shaft, but that the exhaust pipe with the Schmiermittelabscheidern and the. Channel is formed around a balance shaft around or is at least partially formed by the balance shaft.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus Kombinationen derselben.Further advantageous embodiments will become apparent from the dependent claims and combinations thereof.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, ohne aber hierauf beschränkt zu sein.The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment, but without being limited thereto.
Es zeigenShow it
Im Bereich der Pumpe
Je nach Ausbildung und Anbringung von Gewichten beziehungsweise Ungleichgewichtsverteilung kann die Welle
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- BrennkraftmaschineInternal combustion engine
- 22
- Zylindercylinder
- 33
- Zylinderkurbelgehäusecylinder crankcase
- 44
- Kurbelgehäusecrankcase
- 55
- Kanalchannel
- 66
- Außenrohrouter tube
- 77
- Wellewave
- 88th
- Schmiermittelabscheiderlubricant separator
- 99
- KegelabscheiderKegelabscheider
- 1010
- SchleuderabscheiderSchleuderabscheider
- 1111
- Abluftrohrexhaust pipe
- 1212
- Pumpepump
- 1313
- Impellerimpeller
- 1414
- Abluftexhaust
- 1515
- Schmiermittel-Luft-GemischLubricant-air mixture
- 1616
- Schmiermittellubricant
- 1717
- Lagerungstorage
- 1818
- KettenradSprocket
- 1919
- Montageplattemounting plate
- 2020
- Baueinheitunit
- 2121
- Zu- und AblaufbohrungenInlet and outlet bores
- 2222
- Kegelendecone end
- 2323
- Propellerstrukturpropeller structure
- 2424
- DrehmomentenübertragungsstreckeTorque transmission link
- PKG P KG
- KurbelgehäuseunterdruckCrankcase vacuum
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