DE2532240C3 - Aufgeladene Brennkraftmaschine mit einem mit einer Schmieröl-Zulaufleitung versehenen Hohlraum im Bereich der Gaswechselventilführung - Google Patents

Description

Eindringen vcn einem gasförmigen Druckmedium in den durch das Spiel gebildeten Spalt zwischen Führung und vorderem Ende des Ventilschaftes bis zum Ringhohlraum, bzw. ein Ölverlust durch Austreten von Öl in den Gaswechselkanal völlig vermieden wird und auch dieser Bereich im wesentlichen ständig unter Schmierung läuft

Dies wird bei einer Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch erreicht, daß der statische Druck des dem Hohlraum ständig zugeführten Schmieröls niedriger als der niedrigste in der Gaswechseüeitung herrschende Druck ist

Durch diese erfindungsgemäße Anordnung wird also erreicht, daß in dem Ringhohlraum Schmieröl ständig unter Überdruck steht, welches in den Spielspalt in '5 Richtung zum vorderen Ende der Ventilführung eindringen kann und durch den Druck des gasförmigen Druckmediums im Gaswechselkanal, d. h. im Einlaß- oder Auslaßkanal, daran gehindert ist, aus dem Spielspalt der Ventilführung auszufließen, so daß Ölverluste nicht auftreten können.

Es ist zwar an sich bekannt (US-PS 23 54 92b/, einem Umfangshohlraum im Ventilschaft Drucköl zuzuführen, um die Schmierung zu verbessern. Diese bekannte Anordnung dient jedoch ausschließlich dazu, die Verteilung des Ölfilms zwischen Ventilschaft und Führung zu verbessern. Der Umfangshohlraum besteht aus einer oder mehreren im Ventilschaft selbst eingearbeiteten Nuten, welche während der Bewegung des Ventilschaftes zwischen einer Zuführöffnung und einer Abführöffnung für das Drucköl vorbeigleiten. Dabei wird das darin enthaltene Öl ausgetauscht, wobei dieses Schmieröl dann während der Bewegung des Schaftes in der Führung über deren Gleitfläche verteilt wird. Eine Sperre gegen in den Spielspalt eindringendes gasförmiges Druckmedium wird mit dieser bekannten Anordnung nicht erreicht. Auch bei dieser bekannten Anordnung würde das vordere Ende des Ventilschaftes trocken laufen. Außerdem wird durch die Einarbeitung einer oder menrerer Umfangsnuten in den Ventilschaft ■"> dieser in unzulässigem Umfang geschwächt.

Vorzugsweise Weiterbildungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt schematisch einen Axialschnitt durch einen Ventilsitz mit einem Einlaßventil.

Das Ventil Ϊ einer Brennkraftmaschine mit Aufladung (beispielsweise eines Dieselmotors) weist einen mit einem Ventilsitz zusammenwirkenden Ventilteller und einen Ventilschaft 3 auf. Der Ventilschaft ist in einer Ventilführung 4 gelagert, die durch eine in einer Bohrung 5 im Zylinderkopf 2 der Brennkraftmaschine festgelegte Hülse gebildet ist. Das freie Ende des Ventilschafts wird im gezeigten Ausführungsbeispiel durch einen Kipphebel 6 gegen die Kraft einer Feder 7 betätigt. Der Innenraum unter dem Gehäusedeckel 8 wird durch Öleinspritzung bei einem Druck nahe dem Atmosphärendruck durch eine nicht dargestellte be- M kannte Einrichtung mit Schmieröl gespeist.

Bei der alternierenden Bewegung des Ventilschaftes 3 in der Ventilführung 4 wird öl infolge der Pumpwirkung aus dem Gehäuse mitgenommen, so daß eine Schmierung zwischen dem Ventilschaft und der Ventilführung 4 gewährleistet ist. Eine Abschrägung 9 an der gehäuseseitigen Innenkante der führung 4 unterstützt die Pumpwirkung.

Um einen Ölfilm zwischen dem dem Gaswechselkanal U zugewandten Endabschnitt der Ventilführung * und dem Ventilschaft 3 aufrecht zu erhalten, ist in der Wand der Ventilführung 4 in einem Abstand 1\ von dem Führungsende, der geringer als der Ventilhub /2 ist, ein Ringhohlraum 10 vorgesehen. Der Hohlraum 10 steht in ständiger Verbindung mit einer Zone, in der ein dem Atmosphärendruck entsprechender Druck herrscht Bei der dargestellten Ausführungsform besteht die Verbindung aus einem axialen Durchlaß 12, der in der Außenwand der Ventilführung 4 vorgesehen ist und in das Innere des Gehäusedeckels 8 mündet, sowie aus einer Bohrung 14, die den Durchlaß 12 mit dem Ringhohlraum 10 verbindet. Ferner ist eine ölzuführleitung vorgesehen, über die ständig öl in den Hohlraum 10 gelangt Diese ölzuführleitung besteht aus einem dem Durchlaß 12 ähnlichen Durchlaß 15, der jedoch nicht am rückwärtigen Ende der Führung 4 mündet. Dieser Durchlaß steht einerseits über eine Bohrung 16 mit dem Hohlraum 10 und ander.-, seits über eine Bohrung Yi im Zylinderkopf mit einem N'ippei 18 in Verbindung, über den Drucköl von dem allgemeinen Druckschmiermittelkreislauf der Brennkraftmaschine hereintritt

Diese Leiden Leitungen sind so bemessen, daß der Druckverlauf bei der Zirkulation vom Nippel 18 bis zur Rückführung in das Gehäuse stromabwärts vom Hohlraum 10 so bemessen ist, daß der Druck im Hohlraum über, aber nahe bei dem im Gehäuse herrschenden Druck, d. h. nahe dem Atmosphärendruck, liegt. Dies wird insbesondere dadurch erzielt, daß der Durchlaß 17, der Durchlaß 15 und/oder die Bohrung 16 Querschnitte aufweisen, die wesentlich geringer bemessen sind als jene der Bohrung 14 und des Durchlasses 12. Dei Querschnitt der Rückleitung ist entlang der gesamten Länge der Rückleitung größer bemessen als der Querschnitt des Hohlraumes. Die Ölmenge, die von dem Nippel 18 zu dem Hohlraum 10 zirkulieit, ist üurch den Druckabfall stromaufwärts des Hohlraums, d. h. durch die Dimensionierung der Zufuhrleitung bestimmt. Durtii entsprechende Auswahl der Bohrungsdurchmesser der Bohrungen 16 und 14 kann der Druck im Hohlraum bestimmt werden.

Die Bohrungen 16 und 14 münden vorzugsweise an diametral entgegengesetzten Punkten des Hohlraumes 10. Diese Maßnahme ist jedoch nicht unbedingt erforderlich, da durch entsprechende andere Auslegung die Anordnung der Bohrungen 16 und 14 anders sein kann.

Mehrere abgewandelte Ausführungsformen der Erfindung sind möglich. Insbesondere können mehrere Hohlräume entlang dem Ventilschaft verteilt angeordnet sei™., obwohl dieser aufwendige Aufbau zur Lösung in der Regel nicht erforderlich ist. Der Hohlraum 10 kann mit der Innenseite der Ventilführung über Bohrungen oder Kanäle, die um die Führung angeordnet sind, in Verbindung stehen, so daß eine einfachere Fertigung der Innenfläche möglich ist. Die Durchlässe 15 und 12 können durch abgeflachte Teile ersetzt werden.

Die Betriebsweise der Brennkraftmaschine iit wie folgt:

Der Abschnitt des Ventilschaftes, der weitab von der Gaswechselleitung liegt, wird aufgrund der Pumpwirkung vom Gehäuse her geschmiert. Der Abschnitt des Ventilschaftes nahe der Gaswechselleitung wird dadurch geschmiert, daß sich ein Ölfilm bildet, der dadurch entsteht, daß öl mit geringem Überdruck aus dem

Hohlraum der ständig mit Frischöl versorgt wird, in den Spalt eindringt bzw. mitgenommen wird. Der Ölfilm bildet einen Stopfen, so daß kein Gas in den Spielspalt eindringt. Eine Überhitzung des Öls erfolgt nicht, da dies ständig erneuert wird. Bei der ständigen Zirkulation des Öls tritt zusätzlich der Vorteil auf, der insbesondere bei Auslaßventilen von Bedeutung ist, daß der Ventilschaft und somit die gesamte Ventilanordnung gekühlt wird. Dieser Vorteil tritt ohne zusätzliche Kühlung und ohne übermäßigen Ölverbrauch auf. Der Druck des im Hohlraum vorrätigen Öls liegt unterhalb des Drucks in der vorderen öffnung des Spielspalts. Durch Einleiten von Öl, das unter geringem Druck steht, tritt nicht die Schwierigkeit auf wie bei Brennkraftmaschinen mit Hochdruckschmierung. Es sind keine zusätzlichen Fertigungsgenauigkeiten einzuhalten, und die Leitungen sind so dimensioniert, daß sie mit gängigen Toleranzen Bei einer Ventilführung mit einem Innendurchmessci von 11 mm weisen die Leitungen, wenn sie bcispiclswei se in halbflacher Form vorgesehen sind, eine Tiefe in dei Größenordnung von I mm auf. und die Bohrung 16 hai

Ί 1,5 mm und eine Bohrung 14 3 mm Durchmesser.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist eir hängendes Ventil gezeigt, dessen Ventilschaft an seinen" vom Ventilteller abgewandten Abschnitt durch Mitrei Ben von öl aus dem Gehäuse geschmiert ist. Wenn die

in vorgesehene Schmiermitlelnienge nicht ausreicht odci wenn die geführte Länge bedeutend ist. können ein odei mehrere zusätzliche Hohlräume auf dieselbe Art unc Weise angeordnet sein wie der Hohlraum 10, beispiels weise zwischen den gleichen Leitungen 15 und 12. Diese

\ί Ausbildungsform ist auch für liegende oder stehend) Ventile geeignet, so daß eine .Schmierung der Führung an den beiden gegenüberliegenden linden aufrechter

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Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Aufgeladene Brennkraftmaschine mit wenigstens einem Gaswechselventil, dessen Schaft mit Spiel in einer Ventilführung gleitend angeordnet ist, deren eines Ende im Bereich der durch das Ventil gesteuerten Gaswechselleitung mündet, wobei das freie Ende des Schaftes von einer in einem mit Schmieröl versorgten Gehäuse untergebrachten Steuereinrichtung betätigt wird und wenigstens ein zwischen Schaft und Ventilführung in der Nähe des gaswechselleitungsseitigen Ventilführungsendes gebildeter Hohlraum mit einer in bzw. an der Ventilführung vorgesehenen Rückleitung in das Gehäuseinnere ständig in Verbindung steht, und mit einer in den Hohlraum mündenden Schmieröl-Zulaufleitung, dadurch gekennzeichnet, daß der statische Druck des dem Hohlraum (10) ständig zugeführten Schmieröls niedriger als der niedrigste in der Gaswechselleitung (11) herrschende Druck ist

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (10) mit dem Schaft (3) in eine.n Bereich der Führung in Verbindung steht, dessen Abstand von dem Ende der Führung ungefähr gleich dem Ventilhub (6) ist.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der statische Druck nahe dem Atmosphärendruck liegt und höher als dieser ist.

4. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprache, dadurch gekennzeichnet, daß die Zulaufleitung (16,15,17.18) wenigstens stellenweise einen Querschnitt aufweist, der kleiner als jener der Rückleitung (12) ist, die ins Gehäi^einnere als Raum unter Atmosphärendruck mündet.

5. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückleitung (12) wenigstens durch eine Nut oder ein axial verlaufendes, abgeschrägtes Teil an der Außenwand der Führung begrenzt ist.

6. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zulaufleitung durch eine Nut oder einen halbflachen Abschnitt (15) begrenzt ist, der in der Außenwand der Ventilführung längs eines Teils der Ventilführung angeordnet ist, über einen Durchlaß (17) mit einem Anschlußnippel (18) für Drucköl und über eine Bohrung (16) mit dem Hohlraum (10) verbunden ist.

7. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (10) als Hohlkehle in der Innenwand der Ventilführung oder als mit der Innenwand der Ventilführung über mehrere, in gleichmäßigen Winkelabständen um den Schaft angeordnete, radial verlaufende Bohrungen in Verbindung stehende Hohlkehle in der Außenwand der Führung ausgebildet ist.

8. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Einlaß- und einem Auslaßventil für jeden Zylinder, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen für die Einlaßventile und für die Auslaßventile unterschiedlich dimensioniert sind, so daß in den entsprechenden Hohlräumen (10) verschiedene Drucke herrschen.

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Schmierung der Ventilschäfte bei aufgeladenen Brennkraftmaschinen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1,

Bei Brennkraftmaschinen mit Aufladung herrscht in dem Zuführkanal zum Zylinder ein erheblicher Überdruck. Auch im Abgaskanal herrscht, insbesondere wenn die Abgase als Energieträger, z. B. für eine Abgasturbine des Ladegebläses herangezogen sind, ein erheblicher Überdruck. Dieser Überdruck bewirkt, daß gasförmiges Druckmedium in den durch das Spiel des Ventilschaftes in dessen Führung bedingten Spalt eindringt und das Schmiermittel zumindest über eine erhebliche Strecke zurückdrückt, so daß die Gefahr besteht, daß der Ventilschaft an seinem vorderen Ende trocken läuft

Um dies zu vermeiden, ist es bekannt (DE-OS 23 17 127), im Bereich des vorderen Endes des Ventilschaftes einen um diesen verlaufenden Honlraum, z. B. eine Umfangsnut in der Führung, auszubilden und diese mit einer Stelle atmosphärischen Drucks, z. B. mit dem die Einrichtung für die Betätigung der Ventile (Stößel, Kipphebel od. dgl.) aufnehmenden Raum, zu verbinden. Durch diese Anordnung kann vom Vorderende entlang dem Ventilschaft in den Spielspalt eindringendes gasförmiges Druckmedium nur bis zu den Hohlraum gelangen und wird dann über die Verbindungsleitung abgeführt. Der Schmierfilm im Hauptteil der Schaftführung wird also nicht beeinflußt.

Dabei ist es bekannt, in diesen den Ventilschaft

μ umgebenden Hohlraum Öl zuzuführen. Da zumindest im Zuführkanal in der Regel auch bei geschlossenem Ventil der Ladedruck herrscht, besteht die Gefahr, daß, bevor das dem Hohlraum zugeführte Öl durch die Bewegung des Ventils eine zusätzliche Schmierung des Ventilschaftes bewirken kann, dieses im Hohlraum enthaltene Öl durch das gasformige Druckmedium verdrängt wird, so daß diese Schmierung nicht oder nur ungenügend zur Wirkung kommt.

Um eine ständige Zuführung von O; unter Druck in einen um den Ventilschaft liegenden Ringhohlraum zu erreichen, ist es bekannt (DD-PS 65 499), anstelle der vorstehend beschriebenen Entlastung des Hohlraumes zur Atmosphäre die Ringhohlräume aller Ventile durch entsprechende Leitungen miteinander zu verbinden, so daß durch Verdrängung das entlang dem Ventilschaft aus dem Einlaß- bzw. Abgaskanal eindringende gasförmige Druckmedium das Schmiermittel in einen Ringhohlraum eines anderen, nicht durch Druck in der Gaswechselleitung belasteten Ventiles preßt, um dadurch eine zusätzliche Druckschmierung zu ermöglichen. Bei dieser bekannten Anordnung pulsiert der Drick des Schmieröls jedoch in sehr kurzen Zeitabständen, wobei eine erhebliche Verzögerung der ölbewegung durch die Massenträgheit und den Strömungswiderstand in den Leitungen entsteht, so daß auch diese bekannte Anordnung das Problem nur ungenügend löst. Außerdem arbeitet diese bekannte Anordnung ebenfalls nach dem bekannten Prinzip, nach dem Druckgas entlang dem Spielspalt bis an den Ringhohlraum vordringt, so daß auch hier das vordere Ende des gerade belasteten Ventilschaftes in seiner Führung trocken läuft. Da die Druckwirkung durch das zwischen den Ringhohlräumen bewegte Öl kaum beeinflußbar ist, besteht andererseits die Gefahr, daß 'uei hohem Druck Schmieröl in den Gaswcchselkanal ausgepreßt wird.

Es ist die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe, eine Schmieranordnung für Ventile bei Brennkraftmaschinen mit Aufladung zu schaffen, bei weicher das