DE102021104766A1 - TUNNELY SWAMP WITH OIL INLET VALVE ARRANGEMENT - Google Patents
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Abstract
Ein Verbrennungsmotor (2) mit Öleinlassrohren (107, 207) wird bereitgestellt, die Ölzuläufe (105, 205) auf beiden Seiten eines tunnelartigen Sumpfes (4) definieren. Jedes Öleinlassrohr (107, 207) beinhaltet ein Ventil (103, 203), das betätigbar ist, um den jeweiligen Strömungsweg (102, 202) zu schließen, wenn der jeweilige Sumpfabschnitt (100, 200) um die Längsachse (L) des Motors (2) nach oben gekippt ist. Die Zuläufe (105, 205) können so angeordnet sein, dass sie in einer minimalen Ölmenge (O) eingetaucht bleiben, die in jedem Sumpfabschnitt (100, 200) gehalten wird, während der Motor (2) über seinen maximalen Winkelbereich um sowohl die Längs- als auch die Breitenachse (L, W) gekippt ist.An internal combustion engine (2) with oil inlet pipes (107, 207) is provided which define oil inlets (105, 205) on both sides of a tunnel-like sump (4). Each oil inlet pipe (107, 207) contains a valve (103, 203) which can be actuated to close the respective flow path (102, 202) when the respective sump section (100, 200) is about the longitudinal axis (L) of the engine ( 2) is tilted up. The inlets (105, 205) can be arranged so that they remain immersed in a minimum amount of oil (O), which is held in each sump section (100, 200), while the engine (2) over its maximum angular range around both the longitudinal - as well as the latitude axis (L, W) is tilted.
Description
Gebiet der TechnikField of technology
Diese Offenbarung betrifft tunnelartige Sümpfe zum Halten von Schmieröl, wie beispielsweise bei Traktormotoren verwendet, und allgemeiner Öleinlassventilanordnungen zur Verwendung im Sumpf eines Verbrennungsmotors.This disclosure relates to tunnel-type sumps for holding lubricating oil such as used in tractor engines and, more generally, to oil inlet valve assemblies for use in the sump of an internal combustion engine.
Stand der TechnikState of the art
Landwirtschaftliche Traktoren haben große Räder, um den Aufbau über weichem und unebenem Boden anzuheben. Um die Stabilität zu gewährleisten, ist es üblich, den Motor möglichst niedrig auf der Mittellängsachse des Fahrzeugs zu positionieren. Dies ist jedoch auch die optimale Position für die Antriebswelle, die Leistung zu der Rückseite des Fahrzeugs überträgt.Agricultural tractors have large wheels to lift the structure over soft and uneven ground. To ensure stability, it is customary to position the engine as low as possible on the central longitudinal axis of the vehicle. However, this is also the optimal position for the driveshaft, which transfers power to the rear of the vehicle.
Um den Motor über der Antriebswelle niedrig zu positionieren, kann ein Traktormotor mit einem tunnelartigen Sumpf ausgestattet werden. Ein tunnelartiger Sumpf ist ein Sumpf, der auf gegenüberliegenden Seiten des Motors in zwei Sumpfabschnitte unterteilt ist, mit einem Rücksprung, als Getriebetunnel bezeichnet, der axial entlang dem Boden des Motors zwischen den zwei Sumpfabschnitten verläuft, um die Antriebswelle aufzunehmen. Die Ölpumpe ist zum Ansaugen von Öl aus separaten Öleinlässen angeordnet, die jeweils in den beiden Sumpfabschnitten angeordnet sind. Jeder Sumpfabschnitt kann in der Breitenabmessung des Motors relativ schmal sein.To position the engine low above the drive shaft, a tractor engine can be equipped with a tunnel-like sump. A tunnel-like sump is a sump that is divided into two sump sections on opposite sides of the engine with a recess, called a transmission tunnel, that runs axially along the bottom of the engine between the two sump sections to receive the drive shaft. The oil pump is arranged to suck in oil from separate oil inlets, which are each arranged in the two sump sections. Each sump section can be relatively narrow in the width dimension of the engine.
Bei der Verwendung, wenn das Fahrzeug um seine Längsachse gekippt wird, zum Beispiel wenn es geneigtes Gelände quert, kann Öl, das zum Sumpf zurück fließt, dazu tendieren, mehr zum Sumpfabschnitt auf der niedrigeren Seite des Fahrzeugs zu fließen, sodass durch den Betrieb der Pumpe Öl nach und nach vom höheren Sumpfabschnitt zum niedrigeren Sumpfabschnitt gelangt. Wenn der Pegel des Öls im höheren Sumpfabschnitt unter den Pegel des Einlasses fällt, kann die Pumpe Luft durch den Einlass ansaugen, was zu unerwünschten Lufteinschlüssen des Ölstroms zu den beweglichen Teilen des Motors führt.In use, when the vehicle is tilted about its longitudinal axis, for example when traversing sloping terrain, oil flowing back to the sump may tend to flow more to the sump section on the lower side of the vehicle, so operating the Pump oil gradually passes from the higher sump section to the lower sump section. If the level of the oil in the higher sump section drops below the level of the inlet, the pump may draw air through the inlet, creating undesirable air pockets in the oil flow to the moving parts of the engine.
Verschiedene Ventilanordnungen wurden vorgeschlagen, um Luft aus dem Schmieröl, das aus einem Sumpf in gängigerer Bauweise, wie in den meisten Verbrennungsmotoren verwendet, ansaugt, auszuschließen. Es ist zum Beispiel aus der
Kurzdarstellung der OffenbarungSummary of the disclosure
Hierin offenbart wird ein Verbrennungsmotor mit einer Vielzahl von Verbrennungsräumen, die entlang einer Längsachse des Motors beabstandet sind, mit mindestens einer Pumpe, einem Sumpf zum Sammeln von Öl, einem ersten Strömungsweg, der ein erstes Ventil mit einem ersten Ventilelement aufweist, und einem zweiten Strömungsweg, der ein zweites Ventil mit einem zweiten Ventilelement aufweist.Disclosed herein is an internal combustion engine having a plurality of combustion chambers spaced along a longitudinal axis of the engine with at least one pump, a sump for collecting oil, a first flow path having a first valve with a first valve element, and a second flow path having a second valve with a second valve element.
Jeder Strömungsweg weist einen jeweiligen Zulauf in den Sumpf auf und erstreckt sich von dem jeweiligen Zulauf zu der mindestens einen Pumpe. Die mindestens eine Pumpe ist so angeordnet, dass sie Öl aus dem Sumpf über jeden der Strömungswege ansaugt.Each flow path has a respective inlet into the sump and extends from the respective inlet to the at least one pump. The at least one pump is arranged to draw oil from the sump via each of the flow paths.
Jedes Ventilelement ist in eine offene Ruhestellung in einer normalen Gebrauchsstellung des Motors vorgespannt und aus der Ruhestellung in eine geschlossene Stellung beweglich, um den jeweiligen Strömungsweg durch Kippen des Motors um seine Längsachse zu blockieren.Each valve element is biased to an open position of rest in a normal position of use of the motor and is movable from the position of rest to a closed position in order to block the respective flow path by tilting the motor about its longitudinal axis.
Der Sumpf ist in erste und zweite Sumpfabschnitte unterteilt, die auf gegenüberliegenden ersten und zweiten Seiten einer Bezugsebene angeordnet sind, die die Längsachse enthält und den Motor zweiteilt, wobei die Bezugsebene in der normalen Gebrauchsstellung des Motors vertikal ist. Die Zuläufe der ersten und zweiten Strömungswege sind jeweils in den ersten und zweiten Sumpfabschnitten angeordnet.The sump is divided into first and second sump sections disposed on opposite first and second sides of a reference plane containing the longitudinal axis and dividing the engine in two, the reference plane being vertical in the normal use position of the engine. The inlets of the first and second flow paths are each arranged in the first and second sump sections.
Das erste Ventilelement ist von der Ruhestellung in die geschlossene Stellung durch Bewegung des ersten Sumpfabschnitts nach oben in Drehung um die Längsachse relativ zu dem zweiten Sumpfabschnitt beweglich. Ähnlich ist das zweite Ventilelement durch Bewegung von der Ruhestellung in die geschlossene Stellung des zweiten Sumpfabschnitts nach oben in Drehung um die Längsachse relativ zu dem ersten Sumpfabschnitt beweglich.The first valve element can be moved from the rest position to the closed position by moving the first sump section upwards in rotation about the longitudinal axis relative to the second sump section. Similarly, by moving from the rest position to the closed position of the second sump section upward, the second valve element is movable in rotation about the longitudinal axis relative to the first sump section.
Weitere Merkmale und Vorteile werden aus der veranschaulichenden Ausführungsform offensichtlich, die nun, nur beispielhaft und ohne Einschränkung des Umfangs der Ansprüche und in Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben wird, in denen Folgendes gilt:Further features and advantages will become apparent from the illustrative embodiment which will now be described, by way of example only and without limiting the scope of the claims and with reference to the accompanying drawings, in which:
FigurenlisteFigure list
-
1 stellt einen Traktor mit einem Verbrennungsmotor in einer normalen Gebrauchsstellung dar;1 Fig. 3 shows a tractor with an internal combustion engine in a normal position of use; -
2 stellt den Motor in seiner normalen Gebrauchsstellung in vereinfachter End- und Seitenansicht dar;2 shows the engine in its normal position of use in simplified end and side views; -
3 stellt einen Teil eines Öleinlassrohrs des Motors, einschließlich eines Ventils, dar, wobei der Ventilkörper teilweise weggeschnitten ist, um das bewegliche Ventilelement offenzulegen;3 Figure 13 illustrates a portion of an oil inlet pipe of the engine including a valve with the valve body partially cut away to reveal the movable valve element; -
4 stellt das erste Öleinlassrohr in seiner Gebrauchsstellung in einem ersten Sumpfabschnitt des Motors dar (ohne Öl veranschaulicht);4th Figure 8 illustrates the first oil inlet tube in its in-use position in a first sump section of the engine (illustrated without oil); -
5 stellt den ersten Sumpfabschnitt (ohne Öl) mit dem Ventilkörper teilweise weggeschnitten dar, wie in3 dargestellt;5 FIG. 10 shows the first sump section (without oil) with the valve body partially cut away, as in FIG3 shown; -
6 ist eine schematische Endansicht des Sumpfes in der normalen Gebrauchsstellung von1 bis2 , wobei jeder Sumpfabschnitt eine gleiche Ölmenge enthält;6th FIG. 14 is a schematic end view of the sump in the normal use position of FIG1 until2 each sump section containing an equal amount of oil; -
7 stellt den Sumpf um die Längsachse des Motors in eine Zwischenwinkelstellung gekippt dar, wobei der erste Sumpfabschnitt relativ zu dem zweiten Sumpfabschnitt angehoben ist und eine minimale Ölmenge enthält;7th shows the sump tilted about the longitudinal axis of the engine to an intermediate angular position with the first sump section raised relative to the second sump section and containing a minimal amount of oil; -
8 ist eine schematische Seitenansicht des Sumpfes, die den ersten Sumpfabschnitt in der normalen Gebrauchsstellung und eine Ölmenge enthaltend darstellt, die der des zweiten Sumpfabschnitts entspricht, wie in6 dargestellt;8th FIG. 13 is a schematic side view of the sump showing the first sump section in the normal use position and containing an amount of oil equivalent to that of the second sump section, as in FIG6th shown; -
9 stellt den ersten Sumpfabschnitt in der normalen Gebrauchsstellung und die minimale Ölmenge enthaltend dar;9 shows the first sump section in the normal use position and containing the minimum amount of oil; -
10 ist ein schematischer Schnitt in einer EbeneP2 , die die Breitenachse enthält und normal zur Längsachse ist, der den Sumpf in einer maximal gekippten Stellung um sowohl die Längsals auch die Breitenachsen darstellt, wobei der erste Sumpfabschnitt die minimale Ölmenge enthält; und10 is a schematic section in a planeP2 which includes the latitudinal axis and is normal to the longitudinal axis representing the sump in a maximally tilted position about both the longitudinal and latitudinal axes, the first sump portion containing the minimum amount of oil; and -
11 ist eine schematische Seitenansicht des Inneren des Sumpfes in der Position von10 , die entlang der Breitenachse betrachtet wird und den ersten Sumpfabschnitt darstellt, der die minimale Ölmenge enthält.11 FIG. 13 is a schematic side view of the interior of the sump in the position of FIG10 which is viewed along the latitudinal axis and depicts the first sump section containing the minimum amount of oil.
Bezugsziffern und Zeichen, die in mehr als einer der Figuren erscheinen, geben in diesen jeweils dieselben oder entsprechende Teile an.Reference numbers and characters that appear in more than one of the figures indicate the same or corresponding parts therein.
Detaillierte BeschreibungDetailed description
Bezugnehmend auf
Selbstverständlich kann der Motor
Der Motor
Eine Breitenachse
Bezugnehmend ebenfalls auf
Eine Drehung um die Längsachse
Mindestens eine Pumpe
Der erste Strömungsweg
Es versteht sich, dass das entgegengesetzte Ende des maximalen Winkelbereichs durch einen Winkel
Bezugnehmend auf
Aufgrund der Blickrichtung entlang der Breitenachse
Der maximale Winkelbereich für den Normalbetrieb des Motors kann durch den maximalen Bodensteigungswinkel definiert werden, auf dem die Maschine arbeiten kann. Somit kann der maximale Winkelbereich einen relativ größeren maximalen Kippwinkel nur beim Rollen und Neigen (wenn die Maschine in eine Richtung weist, die mit dem Steigungswinkel ausgerichtet oder zu diesem normal ist) gleich dem maximalen Bodensteigungswinkel und einen relativ kleineren, gleich dem maximalen Kippwinkel gleichzeitig beim Rollen und Neigen (wenn die Maschine in 45° Azimut relativ zum Steigungswinkel weist) erlauben. Die maximal gekippte Stellung in einer Winkelrichtung weg von der normalen Gebrauchsstellung, gleichzeitig sowohl beim Rollen und Steigen, kann zum Beispiel durch einen Kippwinkel
Bezugnehmend auf
Jedes Ventil
Wie am besten in
Die Kugeln oder andere Ventilelemente
Erneut bezugnehmend auf
Ähnlich, obwohl nicht veranschaulicht, ist das zweite Ventilelement
Der Motor
Jeder Zulauf
Um dies zu erreichen, kann jeder der ersten und zweiten Sumpfabschnitte
Die Zwischenwinkelstellung ist durch die Konfiguration der Ventile
Die Konfiguration der Sumpfabschnitte kann durch Testen ermittelt werden, um das oben genannte Kriterium zu erfüllen. In der Praxis hängt dies von zahlreichen Details ab, die im Stand der Technik bekannt sind, einschließlich der Längen-, Breiten- und Tiefenabmessungen der jeweiligen Sumpfabschnitte, der Höhe des Getriebetunnels und der Anordnung der Innenflächen des Motorblocks und der beweglichen Teile, die die Routen definieren, über die Öl in verschiedenen Winkelstellungen des Motors zum Sumpf zurückkehrt, sowie der empfohlenen Ölmenge, die im Motor gehalten wird.The configuration of the sump sections can be determined by testing to meet the above criterion. In practice, this will depend on numerous details known in the art including the length, width and depth dimensions of the respective sump sections, the height of the transmission tunnel and the location the inner surfaces of the engine block and moving parts that define the routes through which oil returns to the sump at various engine angles, and the recommended amount of oil that is held in the engine.
Die minimale Ölmenge, die in jedem Sumpfabschnitt
Das heißt, wenn zumindest die Mindestmenge an Öl
Gewerbliche AnwendbarkeitCommercial applicability
Um auf ein Kippen um die Längsachse
Die neuartige Ventilanordnung kann eingesetzt werden, um Lufteinschlüsse des Ölstroms zu verhindern, der aus einem Tunnelsumpf angesaugt wird, selbst wenn jeder Sumpfabschnitt
Insbesondere kann jeder Sumpfabschnitt
Auf diese Weise kann ein Ventil in einer angehobenen Stellung oberhalb des Bodens des Sumpfes angeordnet sein und dennoch verhindert werden, dass Luft in den offenen Steigerabschnitt
Eine angehobene Ventilstellung kann auch kleine Winkelbewegungen des Fahrzeugs
In den Ansprüchen werden Bezugsziffern und Zeichen in Klammern nur zur einfacheren Bezugnahme bereitgestellt und sind nicht als einschränkende Merkmale zu betrachten.In the claims, reference numbers and characters in parentheses are provided for ease of reference only and are not to be regarded as restrictive features.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
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Legal Events
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