DD223900A1

DD223900A1 - LUBRICATION OF INTERNAL COMBUSTION ENGINES

Info

Publication number: DD223900A1
Application number: DD26363884A
Authority: DD
Inventors: Hans-Dieter Langenhan
Original assignee: Automobilwerk Eisenach Veb
Priority date: 1984-05-31
Filing date: 1984-05-31
Publication date: 1985-06-26

Abstract

Schmierung von Brennkraftmaschinen mit einem ueber den Brennraeumen angeordneten Ventiltrieb, welches die Maschine schneller belastbar macht, den Kaltstartverschleiss und den Verbrauch beim Kaltstart verringert sowie die Schadstoff-Emission waehrend der Warmlaufphase reduziert. Es soll die Warmlaufphase abgekuerzt werden, indem die Maschine schneller die Betriebstemperatur erreicht. Dazu ist ueber den Brennraeumen eine Oelsammelmulde 9 vorgesehen, die von aus Schmierstellen des Ventiltriebes austretendem Oel gespeist ist und zwei Oelruecklaufkanaele 12, 15 zur Oelwanne 2 hat. Ein Oelruecklaufkanal 14 ist als Ueberlauf ausgebildet und tritt erst bei einem erhoehten Oelstandsniveau in Funktion, wenn Nockenerhebungen bzw. oszillierende Teile des Ventiltriebes bereits in das Oelvolumen der Oelsammelmulde 9 eintauchen. Der zweite Oelruecklaufkanal 11 beginnt an der tiefsten Stelle der Oelsammelmulde 9. Er ist von einem Thermoventil 13 gesteuert, welches bei Betriebstemperatur oeffnet. Die Erfindung ist bei ventilgesteuerten Verbrennungsmotoren, vorzugsweise Viertaktmotoren, anwendbar. FigurLubrication of internal combustion engines with a valve drive arranged above the combustion chamber, which makes the machine faster loadable, reduces the cold start wear and consumption during cold start and reduces the emission of pollutants during the warm-up phase. It should be shortened the warm-up phase by the machine reaches the operating temperature faster. For this purpose, an oil collecting trough 9 is provided over the combustion chambers, which is fed by leaking from lubrication points of the valve train oil and two oil return channels 12, 15 to the oil pan 2 has. An oil return passage 14 is formed as an overflow and occurs only at an elevated Oelstandsniveau in function when cam lobes or oscillating parts of the valve train already dive into the oil volume of the oil collection well 9. The second oil return passage 11 begins at the lowest point of the oil collection well 9. It is controlled by a thermo valve 13, which opens at operating temperature. The invention is applicable to valve-controlled internal combustion engines, preferably four-stroke engines. figure

Description

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft die Schmierung von Brennkraftmaschinen, insbesondere Brennkraftmaschinen mit oben- ·, liegender Nockenwelle.The invention relates to the lubrication of internal combustion engines, in particular internal combustion engines with overhead camshaft lying.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Die Schmierstellen der bewegten Teile von Brennkraftmaschinen werden über Kanäle durch eine ölpumpe mit öl versorgt. Dabei wird das öl aus einer ölwanne oder einem'ölvorratsbehälter abgesaugt und mit Druck den Schmierstellen zugeführt» Das an der Schmierstelle austretende öl fließt über relativ groß bemessene - Rücklaufkanäle entweder direkt in die ölwanne zurück oder es sammelt sich in einem ölsammelraum, aus dem es durch eine ölrückführungspumpe wieder in den .01.-vorratsbehälter gefördert wird.The lubrication points of the moving parts of internal combustion engines are supplied via channels by an oil pump with oil. The oil is sucked out of an oil pan or an oil reservoir and fed to the lubrication points with pressure. "The oil leaving the lubrication point flows back into the oil sump via relatively large return channels or it collects in an oil collecting chamber from which it flows an oil return pump is fed back into the .01.-Reservoir.

Unabhängig von der Ausführung des Schmiersystems solcher Motoren tritt besonders an der Nockenwelle ein erheblicher Anteil des geförderten Öls aus, da dort , die freiliegenden Nockenbahnen gegenüber den Betäti-Regardless of the design of the lubrication system of such engines, a significant portion of the pumped oil escapes especially at the camshaft, since there, the exposed cam tracks relative to the actuating

2Q gungsorganen der Ventile, wie z. B. Stößel oder Kipphebel, geschmiert werden.2Q supply organs of the valves, such. B. plunger or rocker arm to be lubricated.

Dabei ist konstruktiv abzusichern, daß alle Schmier- \ stellen auch bei kalter Maschine und kaltem öl so ausreichend versorgt werden, daß der Motor keinen Schaden nimmt. Das gelingt häufig nicht- vollkommen, so daß in Betriebsanleitungen für Motoren der Hinweis zu finden ist, daß bis zur Erreichung der Betriebstemperatur keinesfalls die Höchstleistung abgefordert werden darf. Desweiteren ist schnelles Erreichen der Betriebstemperatur maßgeblich für sparsamen Verbrauch von Kraftstoff. ^λ It is to be ensured constructively that all lubricating points are adequately supplied, even with a cold machine and cold oil, so that the engine is not damaged. This is often not perfect, so that in manuals for engines to find the note that the maximum power may be required to reach the operating temperature under any circumstances. Furthermore, fast reaching the operating temperature is crucial for economical fuel consumption. ^λ

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Es ist deshalb bekannt, zur Erleichterung des Startens das Schmiermittel z. B. durch einen im ölvorratsbehälter angeordneten elektrischen Heizkörper anzuwärmen. (DE-AS 1158756) Ebenso ist es bekannt, das Kühlwasser des Motors vor dem Start elektrisch zu erwärmen und damit indirekt auch das öl. Beide Maßnahmen vermeiden zwar den für den Motor schädlichen Kaltstart, sie sind jedoch nur dort anwendbar, wo der Motor regelmäßig in der Nähe einer Stromquelle gestartet werden kann. Bei Fahrzeugmotoren ist das nicht der Fall.It is therefore known, for ease of starting the lubricant z. B. to be heated by a arranged in the oil reservoir electric radiator. (DE-AS 1158756) It is also known to heat the cooling water of the engine before starting electrically and thus indirectly the oil. Although both measures avoid the damaging of the engine cold start, but they are only applicable where the engine can be started regularly in the vicinity of a power source. This is not the case with vehicle engines.

Es sind auch Einrichtungen zum Aufheizen des Schmieröls bekannt, bei denen während der Anwärmphase das öl durch eine oder mehrere Bohrungen unterhalb des Abgaskanals gepumpt wird und dort die vyärme vom Abgas aufnehmen kann. Ein Thermoventil schaltet den Durchgang. (DE-P 945 543)There are also known means for heating the lubricating oil, in which during the Anwärmphase the oil is pumped through one or more holes below the exhaust duct and there can absorb the vyärme of the exhaust gas. A thermo valve switches the passage. (DE-P 945 543)

Wahrend des Dauerbetriebes werden aber die Teile des Abgaskanals sehr stark aufgeheizt. Das in den Bohrungen verbleibende öl verkokt dann oder wird zumindest geschädigt und verunreinigt somit den Gesamtölvorrat. ' Bei einem bekannten Schmiersystem für Brennkraftmaschinen (GB-P 1220098) wird ,ein Teilölstrom oberhalb der Brennräume im Zylinderkopf entlang geführt. Das öl nimmt dort auch relativ schnell Wärme auf. Es bedarf jedoch erhebliche Zeit, ehe die gesamte ölmenge erwärmt ist und während dieser Zeit, kann zur Vermeidung von übermäßigem Verschleiß die Maschine nicht mit Vollast gefahren werden.During continuous operation, however, the parts of the exhaust duct are heated up very much. The remaining oil in the holes then coked or is at least damaged and thus contaminated the total oil supply. In a known lubrication system for internal combustion engines (GB-P 1220098), a partial flow of oil is conducted above the combustion chambers in the cylinder head. The oil also absorbs heat there relatively quickly. However, it takes considerable time before the entire amount of oil is heated and during this time, the machine can not be driven at full load to avoid excessive wear.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine Brennkraftmaschine schneller belastbar zu machen, den Kaltstartyerschleiß und den Kraftstoffverbrauch beim Kaltstart zu verringern sowie die Schadstoff-Emission während der Warmlaufphase zu reduzieren. .The object of the invention is to make an internal combustion engine faster loadable to reduce the Kaltstartyerschleiß and fuel consumption during cold start and to reduce the emission of pollutants during the warm-up phase. ,

- - 3 -. Darlegung des Wesens der Erfindung - - 3 -. Explanation of the essence of the invention

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Schmierung einer Brennkraftmaschine so zu beeinflussen, daß die Warmlaufphase abgekürzt wird und damit schneller die Betriebstemperatur erreicht wird.The object of the invention is to influence the lubrication of an internal combustion engine so that the warm-up phase is shortened and thus the operating temperature is reached faster.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß unmittelbar über den Brennräunien eine ölsammelmulde vorgesehen ist, die von aus einer oder mehreren Schmiers^ellen austretendem öl gespeist ist und mit Ho mindestens zwei ölrücklaufkanälen zur ölwanne oderAccording to the invention, this object is achieved in that directly above the Brennräunien a Ölsammelmulde is provided, which is fed by escaping from one or more lubricating oil ellen and with Ho at least two oil return channels to the oil pan or

dergleichen versehen ist, wobei der eine ölrücklauf- \ . kanal als Überlauf ein vorgegebenes ölstandsniveauThe like is provided, wherein the one oil return \. channel as overflow a given oil level

in der ölsammelmulde zeitweilig sichert, während der andere ölrücklaufkanal an der tiefsten Stelle der ^5 ölsammelmulde angeordnet mit einem Thermoventilin the oil collecting recess temporarily secures, while the other oil return channel at the lowest point of the ^ 5 oil collection well arranged with a thermo valve

versehen ist, welches bei Erreichen der Betriebs- ' temperatur des Öls der Brennkraftmaschine öffnet. Die Schmierstelle oberhalb der Sammelmulde ist vorzugsweise der Ventiltrieb bzw. die Nockenwelle. ®^as ölstandsniveau in der ölsammelmulde ist bei kalter Brennkraftmaschine vorzugsweise so, daß oszillierende Teile des Ventiltriebes und/oder die Nockenerhebungen ; . der Nockenwelle in das öl in der ölsammelraulde eintauchen,is provided, which opens upon reaching the operating 'temperature of the oil of the internal combustion engine. The lubrication point above the collecting trough is preferably the valve drive or the camshaft. ® ^as oil level in the oil sump is at a cold internal combustion engine is preferably such that oscillating parts of the valve gear and / or the cam lobes; , immerse the camshaft in the oil in the oil collecting nozzle,

bis das Thermoventil öffnet und den zweiten ölrücklauf^v 25 Kanal freigibt.until the thermo valve opens and releases the second oil return ^v 25 channel.

Ausführungsbeispielembodiment

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend _anhand einer Zeichnung näher beschrieben. Die Figur der Zeichnung zeigt eine Viertaktbrennkraftmaschine teilweise im Schnitt dargestellt. „ Ein Motorblock 1 ist nach unten mit einer ölwanne 2 verschlossen und trägt oben einen Zylinderkopf 3, welcher mit einem Zylinderkopfdeckel 4 verschlossen ist.An embodiment of the invention is described below _a hand of a drawing. The figure of the drawing shows a four-stroke internal combustion engine partially shown in section. "An engine block 1 is closed at the bottom with an oil pan 2 and carries at the top a cylinder head 3, which is closed with a cylinder head cover 4.

In der ölwanne 2 befindet sich der ölvorrat der Brennkraftmaschine. In den ölvorrat taucht ein AnsauafilterIn the oil pan 2 is the oil reservoir of the internal combustion engine. In the oil supply dives an Ansauafilter

Saug- " suction "

5, welcher an einer leleitung 6 einer Ölpumpe .7 befestigt ist. Die ölpumpe 7 ist auf ihrer Druckseite mit nicht dargestellten ölkanälen verbunden, welche das öl zu den Schmierstellen leiten. Im Zylinderkopf 3 befindet sich der Ventilraum 8 und als Teil des Ventilraumes 8 eine ölsammelmulde 9.. Die ölsammelmulde 9 überdeckt annähernd die zwischen den Ventilführungen (nicht dargestellt) verbleibende Grundfläche 10 des Ventilraumes 8. An der tiefsten Stelle der Grundfläche 10 befindet sich eine öffnung 11 zu einem ölrücklaufkanal 12. In diesem ölrücklaufkanal 12 ist ein Thermoveritil 13 angeordnet, welches .5, which is attached to a leleitung 6 an oil pump .7. The oil pump 7 is connected on its pressure side with oil passages, not shown, which conduct the oil to the lubrication points. In the cylinder head 3 is the valve chamber 8 and as part of the valve chamber 8 a oil collecting 9 .. The oil collecting 9 almost covers the between the valve guides (not shown) remaining base 10 of the valve chamber 8. At the lowest point of the base 10 there is an opening 11 to an oil return passage 12. In this oil return passage 12, a thermal override 13 is arranged, which.

bei Erreichen einer vorgegebenen Betriebstemperatur · öffnet. Eine zweite öffnung 14 zu einem weiteren ölrücklaufkanal 15 befindet/sich auf einem gegenüber der öffnung 11 erhöhten Niveau wie z, B, auf einer Erhöhung 16 der Grundfläche 10 des Ventilraumes .8.when reaching a predetermined operating temperature · opens. A second opening 14 to a further oil return channel 15 is / on an elevated relative to the opening 11 level as z, B, on an increase 16 of the base 10 of the valve chamber .8.

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Im Ventilraum 8 .befindet sich (etHi die Nockenwelle 17 sowie der weitere (nicht dargestellte) Ventilbetätigungsmechanismus,,wie z. B. Kipphebel oder Stößelführungen. Federn, Einstellmechanismen und dergleichen. Die zweite öffnung 14 liegt auf einem Niveau, unter welchem auch oszillierende Teile wie Ventilfedern liegen und/oder welches auch von dan Nockenerhebüngen 18 der Nockenwelle 17 berührt wird.In the valve space 8., The cam shaft 17 and the other valve actuating mechanism (not shown), such as rocker arms or plunger guides, springs, adjusting mechanisms, etc. are located, and the second opening 14 is at a level including oscillating parts like valve springs are and / or which is also touched by dan Nockenerhebüngen 18 of the camshaft 17.

Beim Starten der Brennkraftmaschine wird in an sich ^r bekannter Weise durch die ölpumpe 7 öl über das Ansaug-.' filter 5 aus der ölwanne gepumpt und durch Kanäle den S_chmierstellen zugeführt. Eine wesentliche ölmenge erhaltensomit die Nockenwelle 17 und der übrige im Ventilraum 8 befindliche Ventiltrieb. Das aus den'Schmierstellen austretende noch kalte öl sammelt sich in der ölsammeimulde 9. Es kann daraus vorerst nicht abfließen, da bei kaltem Motor das Thermoventil 13 geschlossen ist (bzw. nur einen sehr geringen Querschnitt freigibt).Is at startup of the internal combustion engine in a ^r a known manner by the oil pump 7 via the suction oil. ' filter 5 from the oil pan is pumped and supplied through channels to the S _c hmierstellen. A substantial amount of oil is thus obtained with the camshaft 17 and the remainder of the valve space 8 located in the valve train. The cold oil that escapes from the lubricating points accumulates in the oil collecting recess 9. It can not flow away for the time being because, when the engine is cold, the thermal valve 13 is closed (or releases only a very small cross section).

- 5 - - 5 -

Die ölsammelmulde 9 füllt sich daher bis auf die Höhe der zweiten öffnung 14. Die Grundfläche 10 der ölsammel· mulde 9 erwärmt sich jedoch infolge der Nähe der Brenhräume und der Abgaskanäle schnell. Dia dort anfallende Wärme wird von dem, relativ großen ölvolumen in der ölsammelmulde 9 infolge seiner langen Verweilzeit wesentlich besser aufgenommen als bei bloßem Durchlauf. Die schnelle Erwärmung des in der ölsammelmulde 9 befindlichen Öls wird noch dadurch unterstützt, daß infolge des angehobenen ölniveaus oszillierende Teile des Ventiltriebes bzw, die Nockenerhebungen 18 in das ölvolumen der gefüllten ölsammelmulde 9 eintauchen und somit erhöhte Planscharbeit verrichten. Diese Planscharbeit wird zusätzlich in Wärmeenergie umgewandelt. Als · Nebeneffekt tritt verbesserte Schmierung des Vsntil-. triebes während der Warmlaufphase der Maschine ein. Während der Warmlaufphase weiter in den Ventilraum S gelangendes öl fließt durch die öffnung 14 in den ölrücklaufkanal 15 und durch diesen in die ölwanne 2 zurück..Sobald das öl in der ölsammelmulde 9 die Betriebstemperatur erreicht hat, spricht das Thermoventil 13 an und öffnet den ölrücklaufkanal 12..(Das Ansprechen des Thermoventils 13 wird zuverlässiger, wenn auch im geschlossenen Zustand ein kleiner Ouerschnitt offen bleibt und somit eine geringe ölmenge fließen kann). Dadurch kann das öl aus der ölsammelmulde 9 durch die an der tiefsten Stelle der Grundfläche 10 angeordneten öffnung 11 in die ölwanne 2 abfließen. Die Brennkraftmaschine wird somit bei Betriebs· temperatur auf übliche Weise geschmiert.The oil collecting trough 9 therefore fills up to the level of the second opening 14. However, the base surface 10 of the oil collecting trough 9 heats up rapidly owing to the proximity of the fuel chambers and the exhaust gas ducts. Dia occurring there heat is much better absorbed by the, relatively large volume of oil in the oil collection tray 9 due to its long residence time as a mere run. The rapid heating of the oil in the oil collecting 9 is still supported by the fact that due to the raised oil levels oscillating parts of the valve train and the cam lobes 18 dive into the oil volume of the filled oil collecting 9 and thus perform increased splashing. This splashing work is also converted into heat energy. As a side effect occurs improved lubrication of the Vsntil-. Drive during the warm-up phase of the machine. During the warm-up phase, further oil entering the valve chamber S flows through the opening 14 into the oil return channel 15 and through it into the oil sump 2. As soon as the oil in the oil sump 9 has reached the operating temperature, the thermo valve 13 responds and opens the oil return channel 12 .. (The response of the thermo valve 13 is more reliable, although a small Ouerschnitt remains open when closed and thus a small amount of oil can flow). As a result, the oil can flow out of the oil collecting trough 9 into the oil pan 2 through the opening 11 arranged at the lowest point of the base surface 10. The internal combustion engine is thus lubricated at operating temperature in the usual way.

Der Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß eine wesentliche Teilmenge des Schmieröls durch größere Verweilzeit an der wärmsten Stelle des Ventilraumes S . , schnell erwärmt wird und die Erwärmung durch mechanische Arbeit (Planscharbeit) intensiviert wird.The advantage of the invention is the fact that a substantial portion of the lubricating oil by a larger residence time at the warmest point of the valve space S. , is heated quickly and the heating is intensified by mechanical work (splashing).

Somit kann die verschleißintensive Warmlaufphase ohne Zufuhr von Fremdenergie optimal verkürzt werden ' und gleichzeitig während dieser Phase wird der Ventiltrieb mit ölüberschuß geschmiert. Im Ergebnis wird die Lebensdauer der Maschine größer und der Kraftstoffverbrauch geringer.Thus, the wear-intensive warm-up phase without supply of external energy can be optimally shortened 'and at the same time during this phase, the valve train is lubricated with excess oil. As a result, the life of the engine becomes longer and the fuel consumption becomes lower.

Claims

claims

1. Lubrication of internal combustion engines, in particular internal combustion engines with overhead camshaft., Characterized in that immediately above the combustion chambers an oil collection well (9) is provided which is fed by oil from the lubrication circuit and with at least two oil return channels (12, 15) to the oil pan ( 2) or the like, wherein the one oil return passage (15) as

-Q overflow a given level of oil level in the oil collection well (9) temporarily secures, while the other oil return channel (12) of an opening (11) at the lowest point of the oil collection well (9) arranged · provided with a thermovent .l (13)

^ c, which opens upon reaching the operating temperature of the oil of the internal combustion engine.

2. Lubrication according to claim 1, characterized in that the oil collecting trough (9) at the bottom of the valve chamber (8) of the cylinder head (3) is arranged and'von

2Q is fed from the lubricating points of the valve train escaping oil.

3. lubrication according to claim 1 and 2, characterized in that in the oil collecting trough (9) at cold internal combustion engine sets an oil level that oscillating parts of the valve train and / or Nocken.erhebungen (18) of the camshaft (1.7). immerse in the oil in the oil collection tray (9).

For this purpose, 1 sheet Zeichew,