DE10306571A1

DE10306571A1 - Ölwanne mit vertikalen Trennwänden

Info

Publication number: DE10306571A1
Application number: DE10306571A
Authority: DE
Inventors: Thomas M Bishop; John A Holzerland; Stanley P Nunes
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 2002-02-19
Filing date: 2003-02-17
Publication date: 2003-09-04
Anticipated expiration: 2023-02-18
Also published as: DE10306571B4; US6530354B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ölwanne zur Verwendung mit einem Motor, der eine Kurbelwelle aufweist, umfassend einen Wannenkörper zum Aufnehmen von Öl, welches aus dem Motor ausgetragen wird, wobei der Wannenkörper so ausgebildet ist, dass er unter der Kurbelwelle angeordnet werden kann. Die Ölwanne umfasst ferner eine am Wannenkörper befestigte, sich vertikal erstreckende Trennwand.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ölwanne zur Verwendung mit einem Motor.

Eine typische Ölwanne ist unterhalb eines Zylinderblocks und einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors angeordnet. Eine solche Ölwanne ist so gestaltet, dass sie Öl aufnimmt, das aus dem Zylinderblock, der Kurbelwelle und/oder aus die Kurbelwelle lagernden Kurbelwellenhauptlagern abläuft oder in anderer Weise ausgetragen wird. Das Öl sammelt sich in einem Sumpf der Ölwanne und wird dann aus einer Sumpfansaugstelle in ein Schmiersystem gepumpt, das dem Motor zugeordnet ist. Die Ölwanne kann auch mit einer horizontalen Trennwand versehen sein, die verhindert, dass sich Öl während Manövern mit hoher positiver oder negativer Beschleunigung, wie etwa plötzlichem Brems- und/ oder Beschleunigungsvorgängen, von der Ansaugstelle wegbewegt.

Während des Betriebes des Motors kann ein Teil des Öls, das sonst in die Ölwanne ablaufen würde, stattdessen von einer Kurbelwellenverwirbelung mitgerissen werden, d. h. von Luft, die mit der Kurbelwelle rotiert. Um dieses Problem anzugehen, kann der Motor mit einem oder mehreren Ölabstreifern versehen sein, die mit Befestigungsmitteln an Kurbelwellenhauptlagerdeckeln befestigt sind.

Im Rahmen dieser Erindung umfasst eine Ölwanne zur Verwendung mit einem Motor, der eine Kurbelwelle aufweist, einen Wannenkörper, der so angepasst ist, dass er unter der Kurbelwelle zum Aufnehmen von Öl, das aus dem Motor ausgetragen wird, angeordnet werden kann.

Die Ölwanne umfasst ferner eine sich vertikal erstreckende, am Wannenkörper befestigte Trennwand.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist die Trennwand so ausgebildet, dass sie Öl von der Kurbelwellenverwirbelung abstreift, die durch die Kurbelwelle entsteht. Zusätzlich oder alternativ kann die Trennwand mit dem Wannenkörper zusammenwirken, um einen Kanal zum Aufnehmen von Öl auszubilden; und die Trennwand kann so ausgebildet sein, dass sie Öl in dem Kanal vor der Kurbelwellenverwirbelung abschirmt. Ferner kann die Trennwand einstückig mit dem Wannenkörper ausgebildet sein.

Die Ölwanne kann weiterhin eine zusätzliche, am Wannenkörper befestigte Trennwand aufweisen. In solch einer Anordnung können die Trennwände mit dem Wannenkörper zusammenwirken, um einen ersten und zweiten äußeren Kanal auszubilden sowie einen inneren Kanal, der zwischen den äußeren Kanälen angeordnet ist.

Weiterhin ist im Rahmen dieser Erfindung eine Ölwanne zur Verwendung mit einem Motor vorgesehen, der eine Kurbelwelle aufweist, wobei die Kurbelwelle eine Kurbelwellenverwirbelung verursacht, wenn sich die Kurbelwelle dreht. Die Ölwanne umfasst einen Wannenkörper zum Aufnehmen von Öl, das aus dem Motor ausgetragen wird, wobei der Wannenkörper so ausgebildet ist, dass er unter der Kurbelwelle angeordnet ist. Der Wannenkörper weist einen Boden sowie Seitenwände auf, die mit dem Boden zusammenwirken, um einen flachen Abschnitt und einen tiefen Abschnitt in Fluidverbindung mit dem flachen Abschnitt auszubilden. Die Ölwanne umfasst auch erste und zweite, sich vertikal erstreckende Trennwände, die zumindest teilweise indem flachen Abschnitt des Wannenkörpers angeordnet und am Boden befestigt sind. Die Trennwände sind voneinander beabstandet angeordnet, um einen ersten und zweiten äußeren Kanal auszubilden sowie einen inneren Kanal, der zwischen den äußeren Kanälen angeordnet ist. Die erste Trennwand ist so ausgebildet, dass sie Öl von der Kurbelwellenverwirbelung abstreift und die zweite Trennwand ist so ausgebildet, dass sie Öl in dem zweiten äußeren Kanal vor der Kurbelwellenverwirbelung abschirmt.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung rein beispielhaft anhand einer vorteilhaften Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine Querschnittsansicht eines Motors vom hinteren Teil des Motors zum vorderen Teil des Motors gesehen, wobei der Motor eine Ölwanne gemäß der Erfindung aufweist;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der Ölwanne umfassend einen Wannenkörper und erste und zweite, an dem Wannenkörper befestigte, sich vertikal erstreckende Trennwände; und
Fig. 3 eine Draufsicht der Ölwanne.
Fig. 1 zeigt einen Motor 10 mit einem Zylinderblock 12 mit einer Mehrzahl von Zylindern 14, die mehrere Kolben 15 aufnehmen. Der Zylinderblock 12 umfasst ferner mehrere Ablaufdurchgänge 16, die Öl von einem oder mehr Zylinderköpfen (nicht gezeigt) und/oder von anderen Teilen des Zylinderblockes 12 ablassen.
Der Motor 10 umfasst auch eine Kurbelwelle 17, die mit den Kolben 15 über Pleuelstangen 18 verbunden ist. Die Kurbelwelle 17 wird von Kurbelwellenlagern oder -hauptlagern 19 gelagert, die durch Lagerdeckel 20 und Lagerträger 21 gehalten werden. Die Kurbelwelle 17 ist bezüglich des Zylinderblockes 12 drehbar, um die Kolben 15 in den Zylindern 14hin- und her zu bewegen. Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform dreht sich beispielsweise die Kurbelwelle 17 in eine erste Richtung, z. B. entgegen dem Uhrzeigersinn 22. Eine Drehbewegung der Kurbelwelle 17 im Kurbelgehäuse 23 bewirkt, dass sich Luft mit der Kurbelwelle 17 dreht. Diese rotierende Luft kann als Kurbelwellenverwirbelung bezeichnet werden.
Der Motor 10 umfasst ferner eine Ölwanne 24, die gemäß der Erfindung unter der Kurbelwelle 17 zur Aufnahme von Öl angeordnet ist, das aus der Kurbelwelle 17, Hauptlagern und/oder dem Zylinderblock 12 ausgetragen wird. Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform ist die Ölwanne 24 mit Befestigungsmitteln 25 direkt am Zylinderblock 12 befestigt. Wie die Fig. 1 bis 3 zeigen, weist die Ölwanne 24 einen Wannenkörper 26 mit einem Boden 28 und Seitenwänden 30 auf. Die Seitenwände 30 wirken mit dem Boden 28 zusammen und bilden einen flachen Abschnitt 32 und einen als Sumpf bezeichenbaren tiefen Abschnitt 34, wobei der tiefe Abschnitt 34 in Fluidverbindung mit dem flachen Abschnitt 32 steht. Der flache Abschnitt 32 kann unter einem vorderen Abschnitt der Kurbelwelle 17 angeordnet sein und der tiefe Abschnitt 34 kann unter einem hinteren Abschnitt der Kurbelwelle 17 angeordnet sein. Jeder der Abschnitte 32 und 34 kann mehrere Ebenen aufweisen. Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform weist beispielsweise der flache Abschnitt 32 erste, zweite bzw. dritte Ebenen 36, 37 bzw. 38 auf. Zusätzlich kann der tiefe Abschnitt 34 eine Öffnung 40 zum Aufnehmen eines Ölstandsensors (nicht gezeigt) aufweisen.
Ein Ölansaugrohr 41 erstreckt sich von einer Ölpumpe (nicht gezeigt) in die Ölwanne 24, um Öl aus der Ölwanne 24 anzusaugen. Das Rohr 41 endet an einer Ölansaugstelle 42, die im Bereich des Bodens 28 im tiefen Abschnitt 34 angeordnet ist.
Die Ölwanne 24 umfasst ferner erste und zweite, sich vertikal erstreckende Trennwände 43 bzw. 44, die in dem flachen Abschnitt 32 angeordnet und an dem Boden 28 befestigt sind. Wie in Fig. 1 gezeigt, können sich die Trennwände 43 und 44 im Wesentlichen über die gesamte Höhe des flachen Abschnitts 32 erstrecken. Ferner können die Trennwände 43 und 44 in jeder geeigneten Weise an dem Boden 28 befestigt sein, beispielsweise mit Befestigungsmitteln und/oder Schweißverbindungen. Die Trennwände 43 und 44 können auch einstückig mit dem Wannenkörper 26 ausgebildet sein.
Die Trennwände 43 und 44 sind voneinander beabstandet angeordnet und bilden einen ersten und zweiten äußeren Kanal 46 bzw. 48 sowie einen inneren Kanal 50, der zwischen den äußeren Kanälen 46 und 48 angeordnet ist. Die erste Trennwand 43 ist so gestaltet, dass sie Öl von der Kurbelwellenverwirbelung abstreift oder anderweitig entfernt, und dann dieses Öl entlang des ersten äußeren Kanals 46 und in den tiefen Abschnitt 34 führt. Die erste Trennwand 43 schirmt auch Öl im ersten äußeren Kanal 46 vor der Kurbelwellenverwirbelung ab und verhindert, dass solches Öl von der Kurbelwellenverwirbelung mitgerissen wird.
Die zweite Trennwand 44 ist so gestaltet, dass sie die Kurbelwellenverwirbelung ausreichend von einem Eindringen in die Ablaufdurchgänge 16 abhält, die an der rechten Seite des Zylinderblockes 12 angeordnet sind (von der Rückseite des Motors 10 gesehen), so dass Öl in diesen Ablaufdurchgängen 16 ausreichend in den zweiten äußeren Kanal 48 ablaufen kann. Die zweite Trennwand 44 ist auch so gestaltet, dass sie Öl in dem zweiten äußeren Kanal 48 vor der Kurbelwellenverwirbelung abschirmt, so dass dieses Öl in den tiefen Abschnitt 34 ablaufen kann. Die zweite Trennwand 44 kann auch Öl von der Kurbelwellenverwirbelung abstreifen oder anderweitig entfernen.
Die Ölwanne 24 kann auf jede geeignete Weise hergestellt werden und kann jedes geeignete Material umfassen. Z. B. kann die Ölwanne 24 aus gegossenem Aluminium hergestellt werden. Die Ölwanne 24 kann auch einem oder mehreren Bearbeitungsvorgängen unterzogen werden, um weiterhin unterschiedliche Eigenschaften der Ölwanne 24 auszubilden.
Die Ölwanne 24 der Erfindung liefert einige Vorteile gegenüber bekannten Ausgestaltungen. Zum einen ermöglichen es die Trennwände 43 und 44, mehr Öl in dem tiefen Abschnitt 34 zu sammeln, verglichen mit bekannte Ölwannen, da eine oder beide Trennwände 43 und 44 so gestaltet sein können, dass sie mitgerissenes Öl von der Kurbelwellenverwirbelung entfernen, Öl vor der Kurbelwellenverwirbelung abschirmen und/oder die Kurbelwellenverwirbelung daran hindern, in die Ablaufdurchgänge 16 in dem Zylinderblock 12 einzudringen. Als Ergebnis befindet sich typischerweise sogar während Manövern mit hoher positiver oder negativer Beschleunigung, beispielsweise Brems- und/oder Beschleunigungsvorgängen, ausreichend Öl in der Nähe der Ölansaugstelle 43, wodurch die Leistung des Schmiersystems verbessert wird. Zusätzlich kann aufgrund des erhöhten Ölanteils im tiefen Abschnitt 34 die Öltemperatur reduziert werden, wodurch sich die Lebensdauer des Öls erhöht.
Da zum anderen die Ölwanne 24 wirksam mitgerissenes Öl von der Kurbelwellenverwirbelung abtrennt, ist die Durchdringung des Öls mit Luft reduziert und die Ölqualität ist im Vergleich mit früheren Anordnungen verbessert. Als Ergebnis kann der Öldruck in dem Motor 10 verbessert werden und die Öltemperatur im Motor 10 kann reduziert werden. Zusätzlich vermindert die reduzierte Durchdringung des Öls mit Luft Belastungen an beweglichen Teilen des Motors 10, beispielsweise an der Kurbelwelle, Nockenwelle und an Lagerflächen.
Drittens kann die Ölwanne 24 signifikante Kosteneinsparungen bewirken. Da die Ölwanne 24, wie oben erwähnt, wirksam mitgerissenes Öl von der Kurbelwellenverwirbelung entfernt, können zusätzliche Ölabstreifer und damit verbundene Befestigungsmittel zum Befestigen solcher Ölabstreifer an Hauptlagerdeckeln entfallen. Da die Ölwanne 24 verglichen mit bekannten Ölwannen es ferner ermöglicht, mehr Öl in dem tiefen Abschnitt 34 zu sammeln, ist die Notwendigkeit für eine horizontale Trennwand über dem tiefen Abschnitt 34 wirkungsvoll beseitigt. Die Ölwanne 24 kann jedoch mit einer horizontalen Trennwand versehen sein, wenn dies für eine besondere Anwendung erwünscht ist.
Der operative Nutzen der Ölwanne 24 kann bei relativ hohen Motordrehzahlen, etwa 5000 Umdrehungen pro Minute (U/min) oder höher, besonders vorteilhaft sein. Der Erfinder hat erkannt, dass bekannte Motoren bei solchen Motordrehzahlen einem Ölverschleiß unterliegen und zwar aufgrund des Öls, das von der Kurbelwellenverwirbelung mitgerissen wird, und aufgrund der Kurbelwellenverwirbelung, die Öl nach oben in die Zylinderblockablaufdurchgänge drückt. Die Ölwanne 24 geht jedes dieser durch Verwirbelung verursachten Probleme effektiv an, so dass der Motor 10 bei Motordrehzahlen von 5000 U/min und höher laufen kann.
Zusammengefasst betrifft die Erfindung eine Ölwanne zur Verwendung mit einem Motor, der eine Kurbelwelle aufweist, umfassend einen Wannenkörper zum Aufnehmen von Öl, welches aus dem Motor ausgetragen wird, wobei der Wannenkörper so ausgebildet ist, dass er unter der Kurbelwelle angeordnet werden kann. Die Ölwanne umfasst ferner eine am Wannenkörper befestigte, sich vertikal erstreckende Trennwand.

Claims

1. Motor, umfassend:
eine drehbare Kurbelwelle (17), die eine Kurbelwellenverwirbelung erzeugt;
einen wenigstens eine Zylinderbohrung aufweisenden Zylinderblock (12), wobei die Kurbelwelle (17) teilweise innerhalb der Bohrung angeordnet ist und der Zylinderblock (12) Ablaufdurchgänge (16) mit Auslassöffnungen aufweist, die an einer Unterseite des Zylinderblocks (12) ausgebildet sind;
eine unterhalb der Kurbelwelle (17) angeordnete Ölwanne (24), die einen Wannenkörper (26) zum Aufnehmen von Öl aufweist, das von der Kurbelwelle (17) ausgetragen wird, sowie erste und zweite sich vertikal erstreckende, an dem Wannenkörper (26) befestigte Trennwände (43, 44), die einen ersten und einen zweiten Kanal (46, 48) bilden, wobei die Kanäle vertikal zu den Ablaufdurchgängen (16) ausgerichtet sind, wobei die erste Trennwand (43) so ausgebildet ist, dass sie Öl von der von der Kurbelwelle (17) erzeugten Kurbelwellenverwirbelung abstreift, wobei die Trennwände distale Enden aufweisen, die mit den Auslassöffnungen im Wesentlichen in einer Ebene liegen und die zweite Trennwand (44) so gestaltet ist, dass sie Öl in einem der Ablaufdurchgänge (16) vor der von der Kurbelwelle (17) erzeugten Kurbelwellenverwirbelung abschirmt.

2. Motor nach Anspruch 1, wobei die Trennwände (43, 44) einstückig mit dem Wannenkörper (26) ausgebildet sind.

3. Motor nach Anspruch 2, wobei der Wannenkörper (26) einen Boden (28) und Seitenwände (30) aufweist, die mit dem Boden (28) einen flachen Abschnitt (32) und einen tiefen Abschnitt (34) bilden, und wobei die Trennwände (43, 44) wenigstens teilweise im flachen Abschnitt (32) angeordnet sind.

4. Motor, umfassend:
einen wenigstens eine Zylinderbohrung ausbildenden Zylinderblock (12), wobei eine Kurbelwelle (17) teilweise innerhalb der Bohrung angeordnet ist und der Zylinderblock (12) Ablaufdurchgänge (16) mit Auslassöffnungen aufweist, die an einer Unterseite des Zylinderblocks (12) ausgebildet sind;
eine Kurbelwelle (17), die bezüglich des Zylinderblocks (12) drehbar ist, wobei die Kurbelwelle (17) eine Kurbelwellenverwirbelung erzeugt, wenn sich die Kurbelwelle (17) dreht;
eine unterhalb der Kurbelwelle (17) angeordnete Ölwanne (24), die Öl aufnimmt, das von der Kurbelwelle (17) und dem Zylinderblock (12) ausgetragen wird, wobei die Ölwanne (24) einen Wannenkörper (26) mit einem Boden (28) und Seitenwänden (30) umfasst, die mit dem Boden (28) zusammenwirken und einen flachen Abschnitt (32) und einen mit dem flachen Abschnitt in Fluidverbindung stehenden tiefen Abschnitt (34) ausbilden, wobei die Ölwanne (24) ferner erste und zweite, vertikal sich erstreckende Trennwände (43, 44) aufweist, die zumindest teilweise in dem flachen Abschnitt des Wannenkörpers (26) angeordnet und am Boden (28) befestigt sind, wobei die Trennwände (43, 44) voneinander beabstandet angeordnet sind und einen ersten und einen zweiten, senkrecht zu den Ablaufdurchgängen (16) ausgerichteten äußeren Kanal (46, 48) ausbilden, sowie einen inneren Kanal (50), der zwischen den äußeren Kanälen (46, 48) angeordnet ist, wobei die erste Trennwand (43) so gestaltet ist, dass sie Öl von der Kurbelwellenverwirbelung (17) abstreift und die zweite Trennwand (44) so gestaltet ist, dass sie die Kurbelwellenverwirbelung ausreichend am Eindringen in die Ablaufdurchgänge (16) des Zylinderblocks hindert, so dass Öl in den Ablaufdurchgängen (16) in den zweiten äußeren Kanal (48) ablaufen kann, wobei die zweite Trennwand (44) ferner so gestaltet ist, dass sie Öl in dem zweiten äußeren Kanal (48) vor der Kurbelwellenverwirbelung abschirmt, wobei insbesondere die Trennwände (43, 44) distale Enden aufweisen, die im Wesentlichen in der gleichen Ebene wie die Unterseite des Zylinderblocks (12) verlaufen.

5. Motor nach Anspruch 4, wobei die erste Trennwand (43) ferner so gestaltet ist, dass sie Öl im ersten Kanal (46) daran hindert, von der Kurbelwellenverwirbelung erfasst zu werden, und der Motor ferner keine Trennwand zwischen der Ölwanne (24) und dem Zylinderblock (12) aufweist.