DE19944293B4

DE19944293B4 - Motorschmiersystem

Info

Publication number: DE19944293B4
Application number: DE19944293A
Authority: DE
Inventors: Gregory Paul Birmingham Prior; Frank R. Beverly Hills Zsirai; Ambyr D. Pinckney Peterson
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1998-09-21
Filing date: 1999-09-15
Publication date: 2006-04-13
Anticipated expiration: 2019-09-16
Also published as: DE19944293A1; US5988129A

Abstract

Motor mit oben liegender, horizontaler Nockenwelle (10) mit einem Schmiersystem, umfassend einen Zylinderkopf (14), eine Ventilsteuerungsanordnung (23) mit einer von dem Zylinderkopf (14) drehbar getragenen Nockenwelle (30) mit einer Längsachse, eine ölgeschmierte Nockenwellenantriebskette (52), die mit der Nockenwelle (30) über ein Nockenwellenantriebskettenrad (54) in Eingriff steht und dazu dient, diese zu drehen, und eine Ventilsteuerungsschmieranordnung (56), die oberhalb des Zylinderkopfes (14) angeordnet ist und eine Ablenkplatte (58) umfasst, die radial in Bezug auf das Nockenwellenantriebskettenrad (54) angeordnet ist, sich teilweise um Nockenwellenantriebskettenrad (52) herum erstreckt, wobei die Ablenkplatte (58) eine zur Seite weisende Fläche ist, die sich in den Bereich einer oberhalb der Ventilsteuerungsanordnung (23) angeordneten und zu der Längsachse der Nockenwelle parallelen Rinne (60) hinein erstreckt, und dazu dient, verspritztes Öl, das von der Nockenwellenantriebskette (52) ausgeht, aufzufangen und das Öl zu der Rinne (60) zu leiten, um Öl auf die Ventilsteuerungsanordnung (23) zu verteilen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Motorschmiersystem für Motoren mit oben liegender, horizontaler Nockenwelle (OHC).
Motorschmiersysteme haben viele Funktionen, wie Verschleißschutz, Korrosionsschutz und Motorkühlung. Ein Nachteil von diesen ist, dass Motorleistung auf den Betrieb einer Hochdruckölpumpe zur Verteilung von Öl durch Kanäle in dem Motor umgelenkt wird, was den Motorwirkungsgrad verringert. Motoren mit oben liegender, horizontaler Nockenwelle (OHC) stellen eine Herausforderung dar, die Ventilsteuerung geeignet und zuverlässig zu schmieren, ohne übermäßige Anforderungen an das Motorschmiersystems zu stellen.
Bei einem Motor mit innerer, kettengetriebener Nockenwelle (OHC), verursacht die Fliehkraft, während die Kette um das Nockenwellenkettenrad herum angetrieben wird, ein stetiges Spritzen von Öl von der Kette und dem Nockenwellenkettenrad auf den Zylinderkopfdeckel. Das Öl fließt in den Motorölbehälter ab, ohne eine Schmierung der Ventilsteuerungsbauteile zu liefern. Diese Quelle von nicht unter Druck stehendem Öl stellt eine Möglichkeit dar, eine Schmierung der Ventilsteuerungsbauteile zu schaffen.

Aus der EP 0 620 361 A1 ist ein Brennkraftmotor mit einer in einer Normallage vertikalen Kurbelwelle und einer Transmission zwischen Kurbelwelle und Nockenwelle bekannt. Der Transmissionsraum ist als Ölvorratsraum ausgebildet, wobei auch in Schräglagen des Motors der jeweils am tiefsten gelegene Abschnitt der Transmission in das Öl eintaucht, um eine Motorschmierung zu erhalten. Eine durch eine Gehäusewand gebildete Prallfläche für von der Transmission weggeschleudertes Öl erzeugt Spritzöl oder Ölnebel. Zur Schmierung von Lagerstellen können Ölrinnen vorgesehen werden.

Aus der US 1 699 658 ist eine Schmieranordnung bekannt, bei der Öl mit Hilfe einer Pumpe aus einer Ölwanne in eine Rinne geleitet wird, die horizontal angeordnet ist, und von der das Öl durch Schlitze über eine Nockenwelle und Teile einer Ventilanordnung fließt.

Die US 2 881 863 beschreibt einen Brennkraftmotor, bei dem unter Druck stehendes, gefiltertes Öl in eine oberhalb einer Nockenwelle angeordnete Rinne geleitet wird, um Lagerflächen der Nockenwelle zu schmieren.

Aus der GB 183 567 ist ein Verbrennungsmotor mit oben liegender, horizontal angeordneter Nockenwelle bekannt, in dem eine Rinne oberhalb der Nockenwelle angeordnet ist. Öl wird zunächst in ein Reservoir gepumpt, aus dem dann der Überlauf über die Rinne in ein weiteres Reservoir fließt. Die Rinne weist Auslassöffnungen auf, durch die Öl über die Nockenwelle gesprüht wird.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, für einen Motor mit oben liegender, horizontaler Nockenwelle eine zuverlässige und gleichmäßige Schmierung der Ventilsteuerungsbauteile bereitzustellen, ohne zusätzliche Anforderungen an die Ölpumpe zu stellen oder den Öldruck des Systems zu verringern.

Diese Aufgabe wird durch ein Motorschmiersystem gemäß Anspruch 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in der Beschreibung, den Figuren sowie den Unteransprüchen beschrieben.

Die Erfindung ist ein Motorschmiersystem, das eine Ventilsteuerungsschmieranordnung für einen Motor mit oben liegender Nockenwelle umfasst. Während des Betriebes fängt eine Ablenkplatte nicht unter Druck stehendes, verspritztes Öl von einem Nockenwellenkettenrad und einer Antriebskette auf, bevor dieses in den Motorölbehälter zurückkehrt. Eine Behälterrinne transportiert und verteilt das aufgefangene Öl auf eine Nockenwelle. Strategisch angeordnete Auslässe der Rinne lenken Überlauföl derart, daß es wahlweise auf Ventilsteuerungsbauteile darunter gerichtet wird und diese geschmiert werden. Die Ventilsteuerungsschmieranordnung sammelt, transportiert und leitet wahlweise Schmiermittel, ohne zusätzliche Anforderungen an die Ölpumpe zu stellen oder den Öldruck des Systems zu verringern.

Die Erfindung wird dem folgenden beispielhaft anhand der Zeichnung beschrieben, in dieser ist
1 eine schematische Frontansicht im Schnitt eines Teils eines Motors mit obenliegender Nockenwelle, der die vorliegende Erfindung ausführt,
2 eine Perspektivansicht eines Teils des Motors mit obenliegender Nockenwelle von 1 und
3 ein Schnitt 3-3 von 2.
In 1 ist ein Motor mit einer einzigen obenliegenden Nockenwelle veranschaulicht, der allgemein mit 10 bezeichnet ist und einen Motorzylinderblock 12, einen Motorzylinderkopf 14 und einen Zylinderkopfdeckel 16 umfaßt. Der Zylinderkopf 14 ist an dem Zylinderblock 12 angebracht, und der Zylinderkopfdeckel 16 bedeckt den Zylinderkopf. Der Zylinderblock 12 weist mehrere Motorzylinder 18 auf. Ein Motorkolben 20 ist in jedem Zy linder 18 zur Auf- und Abbewegung in diesem angeordnet. Die Zylinder 18 sind von einem Zylinderkopf 14 bedeckt. Der Kolben 20 und der Zylinderkopf 14 wirken zusammen, so daß zwischen diesen ein Brennraum 22 festgelegt ist.
Eine Ventilsteuerungsanordnung 23 umfaßt Einlaß- und Auslaßventile 24 und 26, die von Einlaß- und Auslaßnocken 28 und 29 angetrieben werden, die auf einer drehbaren Nockenwelle 30 angeordnet sind. Jeder Zylinder 18 weist ein Einlaßventil 24 auf, um dem Brennraum 22 Luft, und bei manchen Anwendungen Kraftstoff, aus einem Ansaugkanal 31 zuzuführen, und ein Auslaßventil 26, um Verbrennungsgase durch einen Auslaßkanal 32 auszustoßen.
Der Zylinderkopf 14 unterstützt drehbar die in Längsrichtung verlaufende Nockenwelle 30 in Nockenwellenquertraglageranordnungen 34. Nockenwellenlagerdeckel 36 sind mit dem Zylinderkopf 14 verschraubt, so daß die Nockenwelle 30 an dem Zylinderkopf befestigt ist. Ein Motorschmiersystem liefert den Nockenwellentraglageranordnungen 34 Öl durch Druckölöffnungen, nicht gezeigt, in dem Zylinderkopf 14. Einlaß- und Auslaßnocken 28, 29 betätigen die Einlaß- und Auslaßventile 24, 26 über Einlaß- und Auslaßnockenkipphebel 42 und 43. Fest stehende Spielausgleicher 44 sind zwischen den Ventilen 24, 26 und Kipphebeln 42, 43 angeordnet und bewirken, daß das Ventilspiel verringert wird. In der gezeigten Ausgestaltung berührt jeder Kipphebel 42, 43 den entsprechenden Nocken 28, 29 direkt über einen Rollenstößel 46, der einen Ventilschaft 48 betätigt, um das Ventil gegen eine in Schließrichtung wirkende Vorspannung einer Rückstellfeder 50 zu öffnen.
Eine Kurbelwelle, nicht gezeigt, treibt die Nockenwelle 30 über eine ölgeschmierte Nockenwellenantriebskette 52 an, die mit einem Nockenwellenkettenrad 54 in Eingriff steht, das am Ende der Nockenwelle befestigt ist, 2.
Die 2 und 3 veranschaulichen eine Ventilsteuerungsschmieranordnung 56, die einen Ablenkplattenabschnitt 58 und einen Behälterrinnenabschnitt 60 umfaßt und ein Teil des Motorschmiersystems ist. Die Ablenkplatte 58 ist eine im allgemeinen zur Seite weisende Fläche, die sich derart in den Bereich der Rinne 60 hinein erstreckt, daß die Strömung des von der Ablenkplatte 58 aufgefangenen Öls in die Rinne 60 hinein umgelenkt wird. Dabei weist die Ablenkplatte 58 bevorzugt eine in Richtung der Rinne 60 verlaufende Krümmung auf. Bei der in den Figuren gezeigten bevorzugten Ausführungsform ist die Rinne 60 ein nach oben weisender, U-förmiger Kanal. Die Rinne 60 ist an einem Ende von einer Endwand 62 verschlossen, die einen Behälter 63 festlegt. Die Rinne 60 umfaßt Seitenauslässe 64, die Schlitze oder Löcher sein können, die sich auf einer Höhe zwischen ihrem Unterteil 66 und ihrem Oberteil 68 befinden. Nach außen hervortretende Elemente bzw. Vertiefungen 70 in der Außenfläche 72 der Rinne befinden sich unter den Seitenauslässen 64, um Öltropfen 73 von dem Öl, das aus den Seitenauslässen herausströmt, abzuscheiden. Die Ventilsteuerungsschmieranordnung 56 kann aus irgendeinem Material bestehen, das in einer Ölumgebung haltbar ist, wie Stahl, Aluminium oder Polymermaterial.
Die Ventilsteuerungsschmieranordnung 56 ist oberhalb des Zylinderkopfes 14 innerhalb eines Deckelvolumens 74 angeordnet, das durch den Zylinderkopf und den Zylinderkopfdeckel 16 festgelegt ist. Die Ablenkplatte 58 ist radial von der Antriebskette 52 beabstandet und erstreckt sich teilweise um die Antriebskette 52 und das Nockenwellenkettenrad 54 herum. Die Rinne 60 ist neben und oberhalb der Nockenwelle 30 parallel zur Längsachse der Nockenwelle angeordnet.
Während des Betriebes wird die Antriebskette 52 von dem Motorschmiersystem geschmiert, vorwiegend wenn sie durch den Motorölbehälter, nicht gezeigt, hindurchtritt. Während die Kette 52 um das Kettenrad 54 herum angetrieben wird, erzeugt die Fliehkraft ein stetiges Spritzen von Öl von der Kette und den Nockenwellenkettenrädern. Das verspritzte Öl wird an der Innenfläche 76 der Ablenkplatte 58 aufgefangen und strömt derart entlang der Ablenkplatte 58, wie sich die Ablenkplatte in den Bereich der Rinne 60 hinein erstreckt. Das Öl füllt den Behälter 63, bis der Ölspiegel die Höhe der Seitenauslässe 64 erreicht, wodurch zugelassen wird, daß Öl im allgemeinen gleichmäßig aus den Seitenauslässen herausläuft. Das Öl strömt entlang der Außenfläche 72 der Rinne 60, so daß es sich an den nach außen hervortretenden Vertiefungen 70 sammelt. Die Vertiefungen 70 wirken als Abscheidungspunkte, um das Öl auf die Ventilsteuerungsanordnung 23 darunter, insbesondere auf die Nocken 28, 29 oder Rollenstößel 46, zu richten und zu lenken.
Bei der vorliegenden Erfindung kann das Öl, das bei einer ersten Schmierung der Antriebskette 52 und des Nockenwellenkettenrades 54 verwendet worden ist, effizient an einer zweiten Stelle wiederverwendet werden, ohne dem System eine Schmierbelastung hinzuzufügen oder den Öldruck des Systems zu verringern.
Obwohl die Erfindung bei einem Motor mit einer einzigen obenliegenden Nockenwelle offenbart worden ist, ist sie gleichermaßen auf einen Motor mit zwei obenliegenden Nockenwellen anwendbar. Eine Ventilsteuerungsschmieranordnung kann oberhalb von jeder Nockenwelle angebracht sein, wobei die Ablenkplatte derart angeordnet ist, daß sie Öl von einer Kurbelwelle-Nockenwelle-Antriebskette oder einer Nockenwelle-Nockenwelle-Antriebskette auffängt.
Ein Motor mit obenliegender Nockenwelle 10 mit einem Motorschmiersystem umfaßt zusammengefaßt eine Ventilsteuerungsanordnung 23, die eine Nockenwelle 30 aufweist, die von einem Zylinderkopf 14 drehbar getragen ist. Eine ölgeschmierte Nockenwellenantriebskette 52 steht mit der Nockenwelle 30 in Eingriff, um diese zu drehen. Eine Ventilsteuerungsschmieranordnung 56 ist oberhalb des Zylinderkopfes 14 angeordnet und umfaßt eine Ablenkplatte 58, die radial in bezug auf die Antriebskette 52 angeordnet ist, um verspritztes Öl, das von der Antriebskette 52 ausgeht, aufzufangen, und eine Rinne 60, die oberhalb der Ventilsteuerungsanordnung 23 angeordnet ist. Die Rinne 60 ist als ein nach oben weisender, U-förmiger Kanal ausgestaltet, der eine Endwand 62 aufweist, um die Rinne 60 zu verschließen, wodurch ein Behälter 63 festgelegt ist, um Öl von der Ablenkplatte 58 zu sammeln. Seitenauslässe 64 lassen es zu, daß Öl aus der Rinne 60 dort herausläuft, wo nach außen hervortretende Vertiefungen 70 als Abscheidungspunkte wirken, um eine Schmierung auf die Ventilsteuerungsanordnung 23 zu richten.

Claims

Motor mit oben liegender, horizontaler Nockenwelle (10) mit einem Schmiersystem, umfassend einen Zylinderkopf (14), eine Ventilsteuerungsanordnung (23) mit einer von dem Zylinderkopf (14) drehbar getragenen Nockenwelle (30) mit einer Längsachse, eine ölgeschmierte Nockenwellenantriebskette (52), die mit der Nockenwelle (30) über ein Nockenwellenantriebskettenrad (54) in Eingriff steht und dazu dient, diese zu drehen, und eine Ventilsteuerungsschmieranordnung (56), die oberhalb des Zylinderkopfes (14) angeordnet ist und eine Ablenkplatte (58) umfasst, die radial in Bezug auf das Nockenwellenantriebskettenrad (54) angeordnet ist, sich teilweise um Nockenwellenantriebskettenrad (52) herum erstreckt, wobei die Ablenkplatte (58) eine zur Seite weisende Fläche ist, die sich in den Bereich einer oberhalb der Ventilsteuerungsanordnung (23) angeordneten und zu der Längsachse der Nockenwelle parallelen Rinne (60) hinein erstreckt, und dazu dient, verspritztes Öl, das von der Nockenwellenantriebskette (52) ausgeht, aufzufangen und das Öl zu der Rinne (60) zu leiten, um Öl auf die Ventilsteuerungsanordnung (23) zu verteilen.
Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rinne (60) als ein nach oben weisender, U-förmiger Kanal ausgestaltet ist, der eine Endwand (62) umfasst, um die Rinne (60) zu verschließen und dadurch in dieser einen Behälter (63) festzulegen und somit Öl von der Ablenkplatte (58) zu sammeln, und der Seitenauslässe (64) umfasst, die ermöglichen, dass Öl aus der Rinne (60) zur Verteilung auf die Ventilsteuerungsanordnung (23) herausläuft.
Motor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rinne (60) nach außen hervortretende Elemente oder Vertiefungen (70) zum Abscheiden von Öul umfasst, das aus den Seitenauslässen (64) herausläuft, um die Schmierung auf die Ventilsteuerungsanordnung (23) zu richten.