DE4342799A1 - Ölgekühlte Hubkolben-Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine ölgekühlte oder öl- luftgekühlte Hubkolben-Brennkraftmaschi­ ne mit einem Zylinderkurbelgehäuse, insbesondere nach dem Oberbegriff des An­ spruchs 1.

Im SAE-Paper 891864 ist in Fig. 11 eine gattungsgemäße Hubkolben-Brennkraftma­ schine mit einem Ölthermostaten und mit Anschlüssen für eine Ölheizung dargestellt. Diese Lösung ist relativ aufwendig, da es sich um ein am Zylinderkurbelgehäuse ange­ schraubtes Zusatzteil mit entsprechenden Dichtflächen handelt. Außerdem ist dieses Zusatzteil relativ schwer zugänglich, da es sich unter der Kühlluftführungshaube der Hubkolben-Brennkraftmaschine befindet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hubkolben-Brennkraftmaschine zu schaffen, deren Ölarmaturen mit geringem Fertigungsaufwand herstellbar und von außen ohne Zusatzmaßnahmen erreichbar sind sowie möglichst wenig Dichtflächen aufweisen.

Die Aufgabe wird gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1. Durch das Einarbeiten der Ölarmaturen in das Zylinderkurbelgehäuse sind diese in demselben integriert, wodurch sich ein Zusatzteil und dessen Dichtflächen erübrigt. Dadurch werden Herstellungs-, Montage-, Betriebs-, Reklamations- und Lagerkosten gespart. Außerdem entfällt die Möglichkeit einer Falschmontage. Die Zugänglichkeit von außen gestattet eine leichte Bedienung, Justage und Kontrolle der Ölarmaturen.

Es ist von Vorteil, daß als Ölarmaturen ein Ölthermostat, ein Ölfiltersockel, ein Druckhal­ teventil, ein Heizungsventil, ein Auslaufschutzventil, ein Heizungszulaufstück und ein Heizungsrücklaufstück vorgesehen sind, wobei das Druckhalteventil, das Heizungsventil, das Auslaufschutzventil, das Heizungszulaufstück und das Heizungsrücklaufstück eine Ventilleiste bilden. Diese Ölarmaturen stehen im funktionalem Zusammenhang. Der Öl­ thermostat steuert den Ölstrom zu Ölfiltersockel und Ölkühler, das Druckhalteventil hält den Öldruck im Kühl- und Schmierölsystem der Hubkolben-Brennkraftmaschine konstant, die übrigen Ölarmaturen dienen einer ölgespeisten Heizung. Die Zusammenfassung des Druckhalteventils und der Heizungsarmaturen in einer Ventilleiste minimiert deren Platz­ bedarf. Deshalb ist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung nach An­ spruch 3 deren Unterbringung am schwungradseitigen Ende der Hubkolben-Brennkraft­ maschine möglich. Damit bietet sich viel Platz zur Unterbringung weiterer Anbauteile an der Seitenwand der Hubkolben-Brennkraftmaschine.

Von Vorteil ist auch, daß die Ventilleiste und der Ölfiltersockel außerhalb einer Kühlluft­ führungshaube angeordnet sind. Dadurch können diese Teile ohne Demontage der Kühlluftführungshaube kontrolliert, bedient und gewartet werden. Das vereinfacht nicht nur die Arbeit, sondern ermöglicht es, auch bei laufendem Motor dieselbe durchzufüh­ ren, ohne die Hubkolben-Brennkraftmaschine durch Abnahme der Kühlluftführungshau­ be und damit durch Außerkraftsetzen der Kühlung zu gefährden.

Es hat sich für den Fertigungsaufwand und den Platzbedarf als vorteilhaft herausgestellt, daß die Ölarmaturen senkrecht zur Längsebene des Zylinderkurbelgehäuses angeordnet sind und daß die Ölarmaturen der Ventilleiste und der Ölthermostat in einer gemeinsa­ men Ebene liegen. Dadurch ist eine gemeinsame Bearbeitungsrichtung für sämtliche Öl­ armaturen gewährleistet. Außerdem weist die relativ schmale Ventilleiste einen geringen Platzbedarf auf, so daß die Seitenwand der Hubkolben-Brennkraftmaschine hinreichend Platz für weitere Anbauteile aufweist. Das ist insbesondere einer Motorversion mit nur zwei Zylindern wichtig, da hierbei sämtliche erforderlichen Anbauteile auf einer relativ schmalen Seitenwand des Zylinderkurbelgehäuses untergebracht werden müssen.

Es ist von Vorteil, daß der Ölthermostat, der Ölfiltersockel, das Druckhalteventil, das Heizungsventil, das Auslaufschutzventil, das Heizungszulaufstück und das Heizungs­ rücklaufstück über eine im Zylinderkurbelgehäuse eingegossene Verbindungsleitung in Strömungsverbindung stehen. Auf diese Weise sind die Ölarmaturen ohne mechanische Bearbeitung in Strömungsverbindung, wodurch der Bearbeitungsaufwand minimiert ist.

Durch eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung, bei der die eingegossene Verbin­ dungsleitung im Bereich einer Regelstangenbohrung eine zum Inneren des Zylinderkur­ belgehäuses hin offene Stelle aufweist, die durch ein Übergangsrohr überbrückt ist, das in die Verbindungsleitung eingepreßt ist, wird erreicht, daß der Gußkern für die Verbin­ dungsleitung an beiden Enden eine großzügige und damit lagegenaue Auflage erhält und eine einfache Strömungsverbindung vom Ölthermostat zu den übrigen Ölarmaturen verwirklicht ist.

Es ist von Vorteil, daß die Verbindungsleitung in der Ebene eines Ölwannenflansches im spitzen Winkel gegen eine Seitenwand der Ölwanne gerichtet ist. Auf diese Weise wird das abgesteuerte Öl ohne Ölschaumbildung tangential zurück in die Ölwanne befördert. Damit ist eine störungsfreie Schmierung und ein sicherer Betrieb bei Ventilstößeln mit hydraulischem Spielausgleich gewährleistet.

Weiterhin ist von Vorteil, daß alle Ölarmaturen ausgenommen der Ölfiltersockel durch Gewindestopfen verschließbar sind, die gleiche Abmessungen aufweisen. Dadurch er­ geben sich Fertigungs-, Montage- und logistische Vorteile. Der Fall, daß sämtliche Öl­ armaturen bis auf den Ölfiltersockel mit einem Gewindestopfen verschlossen werden müssen, tritt bei einer Ausführung ohne Ölthermostat und ohne Ölheizung ein.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt ist.

Es zeigen:

Fig. 1 Querschnitt durch die Ventilleiste 2,

Fig. 2 Draufsicht auf die Seitenwand des Zylinderkurbelgehäuses mit den Ölar­ maturen und mit gestrichelt dargestellten Ölleitungen,

Fig. 3 Vertikalschnitt durch den Ölfiltersockel.

Fig. 1 zeigt am zylinderkopfseitigen Ende 25 des Zylinderkurbelgehäuses 1 einen Öl­ einlauf 21, der über eine Drosselbohrung 49 in Strömungsverbindung mit den nicht dar­ gestellten Zylinderkühlräumen steht und einer Kopfölquerbohrung, die über eine Kopföl­ rückleitung 47 in Strömungsverbindung mit einem nicht dargestellten Zylinderkopf steht. Der Öleinlauf 21 und die Kopfölquerbohrung führen zu einem Ölthermostat 5. Dieser besteht aus einem Dehnkörper 23 und einem von diesem betätigten Kolbenschieber 24. Dieser ist als Hohlkörper mit einem Steuerschlitz ausgebildet, der eine Steuerkante 42 aufweist. Je nach Temperatur des durch den Ölzulauf 21 zuströmenden Öls gibt die Steuerkante 42 einen mehr oder weniger großen Querschnitt zu einem Ölkühlerzulauf 26 frei und drosselt gleichzeitig den Ölablauf durch den hohlen Kolbenschieber 24 in eine Verbindungsleitung 12. Diese verbindet den Ölthermostat 5 mit einem Ölfiltersockel 18 und Ölarmaturen einer Ventilleiste 2. Die Verbindungsleitung 12 ist gegossen und mün­ det in der Dichtebene eines Ölwannenflanschs 20 in eine Ölwanne 16. Im Bereich einer Regelstangenbohrung 13 ist die Verbindungsleitung 12 zum Inneren des Kurbelgehäu­ ses hin offen gestaltet. Die offene Stelle 14 wird durch ein Übergangsrohr 15 überbrückt, das in die von dem zylinderkopfseitigen Ende 25 nachgearbeitete Verbindungsleitung 12 gepreßt ist. Am zylinderkopfseitigen Ende 25 ist die Verbindungsleitung 12 durch einen Verbindungsleitungsstopfen 43 öldicht verschlossen. Dasselbe gilt für die Bohrung für den Kolbenschieber 24.

Die Verbindungsleitung 12 führt weiter zu einem Druckhalteventil 6. Dieses sorgt für die Aufrechterhaltung des Öldrucks im Ölschmier- und -kühlsystem der Brennkraftmaschine. Auf dem Wege zum Druckhalteventil 6 zweigt ein Teil der Verbindungsleitung 12 zu dem Ölfiltersockel 18 ab.

Nach dem Druckhalteventil 6 führt die Verbindungsleitung 12 zu einer Heizungszulauf­ bohrung 9 und weiter über ein Heizungsventil 7 vorbei an einer Heizungsrücklaufboh­ rung 10 mit einem Auslaufschutzventil 8 zu einem Leitungsaustritt 44, aus dem das ab­ gesteuerte Öl in die Ölwanne 16 austritt. Der Leitungsaustritt 44 befindet sich in unmit­ telbarer Nähe der Seitenwand der Ölwanne 16 mit tangentialer Ausrichtung zu dersel­ ben.

Fig. 1 zeigt weiterhin einen Teil eines Kurbelwellenlagers 37, ein Nockenwellenlager 36 und eine Ölversorgungsleitung 35. Aus Fig. 1 geht klar hervor, daß die Ventilleiste 2 in der Seitenwand 11 des Kurbelgehäuses 1 eingearbeitet ist.

Fig. 2 zeigt die Lage der Ventilleiste 2 am schwungradseitigen Ende 3 des Zylinderkur­ belgehäuses 1. Außerdem ist der Ölfiltersockel 18 dargestellt. Dieser weist einen äuße­ ren Ringflansch 31 und einen inneren Ringflansch 32 auf. Zwischen diesen ist ein Ring­ raum 38 und im Zentrum des Ölfiltersockels 18 eine zentrale Gewindebohrung 33 vorge­ sehen. Der gegossene Ringraum 38 steht über eine erste Ölfiltersockelbohrung 40 mit der gegossenen Verbindungsleitung 12 in Strömungsverbindung und über eine zweite Ölfiltersockelbohrung 41 mit einer Ölrücklaufleitung 39. Diese steht über eine Querboh­ rung 46 in Strömungsverbindung mit einer Verbindungsbohrung 45, die in einen Ölküh­ lerrücklauf 27 mündet.

Das in Fig. 2 nicht dargestellte Ölfilter 19 wird mit Hilfe einer Hohlschraube am Ölfilter­ sockel 18 befestigt, die in die zentrale Gewindebohrung 33 eingeschraubt wird. Alterna­ tiv besteht die Möglichkeit, einen ebenfalls nicht dargestellten Ölfilteradapter mit Hilfe zweier Gewindebohrungen 30 am Ölfiltersockel 18 zu befestigen. In diesem Fall nimmt das Ölfilter 19 eine senkrechte Einbaulage ein. Für den Fall der waagerechten Einbau­ lage des Ölfilters 19 unmittelbar am Ölfiltersockel 18 können die Gewindebohrungen 30 zur Befestigung einer nicht dargestellten Ölfangschale dienen.

Fig. 2 zeigt außerdem einen Kraftstoffeinspritzpumpenflansch 28, an dem eine nicht dargestellte Einzelkraftstoffeinspritzpumpe befestigt ist.

Fig. 3 zeigt den Ölfiltersockel 18 im Schnitt mit dem daran unmittelbar angeschraubten Ölfilter 19. Von der zentralen Gewindebohrung 33 führt eine Schmierölbohrung 34 zur Schmierölversorgungsbohrung 35, von der aus die Nockenwellenlager 36 und die Kur­ belwellenlager 37 mit Schmieröl versorgt werden. Fig. 3 zeigt außerdem, wie die Schmierölbohrung 34 zwischen der Regelstangenbohrung 13 mit der Regelstange 29 und dem Nockenwellenlager 36 angeordnet ist.

Bei einer vereinfachten Ausführung der ölgekühlten Hubkolben-Brennkraftmaschine ist der Thermostat 5 ersetzt durch eine Büchse, die in die Führungsbohrung des Kolben­ schiebers 24 im Bereich der Verbindungsbohrung 12 eingepreßt ist und diese gegenüber der Führungsbohrung des Kolbenschiebers 24 abdichtet und nur die Verbindung zwischen dem Ölzulauf 21 und dem Ölkühlerzulauf 26 aufrechterhält. Beim Fortfall der Ölheizung entfallen das Heizungszulaufstück 9, das Heizungsrücklaufstück 10, das Hei­ zungsventil 7 und das Auslaufschutzventil 8. In diesem Fall werden sämtliche Bohrung der Ventilleiste 2 mit gleichen Gewindestopfen 22 verschlossen.

Die erfindungsgemäße Anordnung funktioniert folgendermaßen

Das Öl der ölgekühlten Hubkolben-Brennkraftmaschine gelangt nach Durchströmen der nicht dargestellten Kühlräume über den Ölzulauf 21 zum Ölthermostat 5. Vor Erreichen der Betriebstemperatur des Öls steht der Kolbenschieber 24 in der in Fig. 1 dargestell­ ten Position. Dabei schließt die Steuerkante 42 des Kolbenschiebers 24 den Ölkühlerzu­ lauf 26 ab, wodurch das Öl nicht zu dem Ölkühler gelangt und somit nicht gekühlt wird. Es gelangt durch den hohlen Kolbenschieber 24 in die Verbindungsleitung 12 und von dort über die erste Ölfiltersockelbohrung 40 in den gegossenen Ringraum 38 des Ölfil­ tersockels 18. Bei Überschreiten der Betriebstemperatur des Öls dehnt sich der Dehn­ körper 23 des Ölthermostats 5 aus und verschiebt den Kolbenschieber 24. Dadurch gibt die Steuerkante 42 des Kolbenschiebers 24 den Ölkühlerzulauf 26 frei, wodurch eine je nach Öltemperatur mehr oder weniger große Ölmenge in den Ölkühlerzulauf 26 und damit in den nicht dargestellten Ölkühler gelangt. Von diesem tritt das gekühlte Öl über den Ölkühlerrücklauf 27 in die Verbindungsbohrung 45 und weiter über die Querbohrung 46 in die Kühlerrücklaufleitung 39. Von dort gelangt das gekühlte Öl über die zweite Ölfil­ tersockelbohrung 41 in den Ringraum 38. Der Ringraum 38 steht mit dem Zulauf des Ölfilters 19 in Strömungsverbindung. Nach Durchströmen des Ölfilters 19 gelangt das gereinigte Öl über eine nicht dargestellte Hohlschraube in die zentrale Gewindebohrung 33 und weiter über die Schmierölbohrung 34 in die Schmierölversorgungsbohrung 35. Von dieser aus werden unter anderem die Nockenwellenlager 36 und die Kurbelwellen­ lager 37 mit gereinigtem und gekühltem Schmieröl versorgt.

Das Druckhalteventil 6 in der Verbindungsleitung 12 dient zur Aufrechterhaltung des er­ forderlichen Systemdrucks. Da die von einer nicht dargestellten Ölpumpe geförderte Öl­ menge die benötigte übersteigt, wird ein Teil des geförderten Öls über das Druckhalte­ ventil durch die Verbindungsleitung 12 zu deren Leitungsaustritt 44 und von dort zurück in die Ölwanne 16 gefördert. Dabei sichern Lage und Austrittsrichtung des Leitungsaus­ tritts 44 ein verschäumungsfreies Eintreten des Öls in die Ölwanne 16.

Das vom Druckhalteventil 6 abgesteuerte Öl steht zu Heizzwecken zur Verfügung. Ein nicht dargestellter Heizungswärmetauscher steht über ein nicht dargestelltes Heizungs­ ventil mit dem Heizungszulaufstück 9 und dem Heizungsrücklaufstück 10 in Strömungs­ verbindung. Nach Öffnen des Heizungsdosierventils strömt das Öl in den Heizungswär­ metauscher. Dabei wird der Zwangsdurchlauf durch den Heizungswärmetauscher von einem Heizungsventil 7 garantiert, das einen Kurzschluß des Heizungswärmetauschers verhindert. Ein Leerlaufen des gesamten Heizungssystems, das eine Verfälschung des Ölstandes in der Ölwanne zur Folge hätte, wird durch das Auslaufschutzventil 8 verhin­ dert.

Die erfindungsgemäße Anordnung bietet den Vorteil einer kostengünstiger und raumspa­ renden Anordnung der Ölarmaturen in der Ventilleiste, die jederzeit von außen zugäng­ lich sind.

Claims (9)

1. Ölgekühlte Hubkolben-Brennkraftmaschine mit einem Zylinderkurbelgehäuse, in dem eine Kurbelwelle drehbar gelagert ist, an der mindestens eine Pleuelstange mit einem in einer Zylinderbuchse geführten Kolben angelenkt ist, das von einem Zylinder­ kopf und einer Ölwanne dichtend abschließbar ist und das Ölarmaturen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölarmaturen im Zylinderkurbelgehäuse (1) eingearbei­ tet und von außen zugänglich angeordnet sind.

2. Ölgekühlte Hubkolben-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Ölarmaturen ein Ölthermostat (5), ein Ölfiltersockel (18), ein Druckhalteventil (6), ein Heizungsventil (7), ein Auslaufschutzventil (8), ein Hei­ zungszulaufstück (9) und ein Heizungsrücklaufstück (10) vorgesehen sind, wobei das Druckhalteventil (6), das Heizungsventil (7), das Auslaufschutzventil (8), das Heizungs­ zulaufstück (9) und das Heizungsrücklaufstück (10) eine Ventilleiste (2) bilden.

3. Ölgekühlte Hubkolben-Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölarmaturen im Bereich einer Seitenwand (11) des Zy­ linderkurbelgehäuses (1) und an dessen schwungradseitigen Ende (3) angeordnet sind.

4. Ölgekühlte Hubkolben-Brennkraftmaschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilleiste (2) und der Ölfiltersockel (18) außerhalb einer Kühlluftführungshaube (17) angeordnet sind.

5. Ölgekühlte Hubkolben-Brennkraftmaschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölarmaturen senkrecht zur Längsebene des Zylinder­ kurbelgehäuses (1) angeordnet sind und daß die Ölarmaturen der Ventilleiste (2) und der Ölthermostat (5) in einer gemeinsamen Ebene liegen.

6. Ölgekühlte Hubkolben-Brennkraftmaschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ölthermostat (5), der Ölfiltersockel (18), das Druckhal­ teventil (6), das Heizungsventil (7), das Auslaufschutzventil (8), das Heizungszulaufstück (9) und das Heizungsrücklaufstück (10) über eine im Zylinderkurbelgehäuse (1) eingegossene Verbindungsleitung (12) in Strömungsverbindung stehen.

7. Ölgekühlte Hubkolben-Brennkraftmaschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die eingegossene Verbindungsleitung (12) im Bereich einer Regelstangenbohrung (13) eine zum Inneren des Zylinderkurbelgehäuses (1) hin offene Stelle (14) aufweist, die durch ein Übergangsrohr (15) überbrückt ist, das in die Verbindungsleitung (12) eingepreßt ist.

8. Ölgekühlte Hubkolben-Brennkraftmaschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitung (12) in der Ebene eines Öl­ wannenflansches (20) im spitzen Winkel gegen eine Seitenwand der Ölwanne (16) ge­ richtet ist.

9. Ölgekühlte Hubkolben-Brennkraftmaschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß alle Ölarmaturen bis auf den Ölfiltersockel (18) durch Ge­ windestopfen (22) verschließbar sind, die gleiche Abmessungen aufweisen.