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Trockensumpf-Schmierölsystem für Brennkraftmaschinen Die Erfindung
betrifft ein Trockens.umpf-Schmierölsystem für Brennkraftmaschinen, bei welchen
der Ölbehälter und die Ölwanne in einem Stück vereinigt sind, welches einen vorderen
und einen rückwärtigen Ölsumpf und den zwischen diesen angeordneten Ölbehälter aufweist,
wobei :das Öl durch Rückförderpumpen aus den Ölsümpfen in den Ölbehälter und aus
diesem durch die Hauptschmierpumpe zu den Schmierstellen gefördert wird.
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Die Unterbringung eines in sich geschlossenen Ölbehälters in :der
Ölwanne hat zur Folge, daß der Ölvorrat :eine verhältnismäßig geringe Tiefe aufweist.
Taucht nun - wie es bei einem bekannten System der eingangs genannten Gattung der
Fall ist - das Saugrohr der Druckpumpe in einen über die ganze Länge durchgehenden
Raum ein, so kann bei Lageänderung der Brennkraftmaschine die Saugöffnung austauchen.
Um nun den vorhandenen Ölvorrat weitgehend ausnutzen zu können, ohne die Gefahr
des Austauchens in Kauf nehmen zu müssen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß
der Ölbehälter durch eine Trennwand in einen größeren Vorratsraum, welcher mit den
Ölsümpfen über einen kali.brierten Abfluß verbunden ist, und einen kleineren Saugraum
unterteilt ist, welcher die Mündung der Förderleitung der Rückförderpumpen und den
Saugkorb der Druckpumpe aufweist, wobei die quer zur Maschinenlängsachse verlaufende
Trennwand in an sich bekannter Weise zu einer den Saugraum in einem wesentlichen
Teil seiner Längserstreckung überdeckende, den Öl-
stand im Saugraum bestimmenden
überlaufstauwand verlängert ist.
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Es ist bereits bekannt, den Ölvorrat in der nach dem Motorraum hin
offenen Ölwanne unterzubringen und durch Rückförderpumpen fortwährend Öl in denjenigen
Teil der Ölwanne zu fördern, aus dem die Druckpumpe absaugt. Auch ist der Saugraum
in diesem bekannten Fall mit einer Überlaufstauwand abgedeckt, welche bei Längsneigungen
einen ausreichenden Ölstand im Saugraum aufrechterhält. Gegenüber dieser bekannten
Ausführung läßt sich durch das erfindungsgemäße Trockensumpfsystem eine niedrigere
Bauhöhe der Ölwanne erzielen; zudem werden Ölverluste an den Wellendurchführungen
völlig vermieden. Für einen ständigen Umlauf des im Vorratsraum befindlichen Öls
sorgt der kaliibrierte Abfluß in den Ölsumpf.
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Inder Zeichnung- ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
dargestellt.
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Fig.1 zeigt eine Rückansicht eines bevorzugten Motors, bei welchem
die Erfindung zur Anwendung gelangt ist; Fig. 2 zeigt eine Aufsicht .auf die Motorölwanne,
im wesentlichen nach der Linie 2-2 der Fing. 1; Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt
durch _die Ölwanne; Fiig. 4 zeigt einen schematischen Längsschnitt durch die Ölwanne
und veranschaulicht den Ölfluß; Fig.5 zeigt eine schematische schaubildliche Darstellung
der Ölwanne; sie zeigt die relative Lage der Teile zueinander und; veranschaulicht
den Ölfluß; Fig.6 zeigt eine schematische schaubildliche Darstellung des Motorkurbelgehäuses
und zeigt den Ölfluß und die Ölverteilung; Fig. 7 zeigt einen Querschnitt im wesentlichen
nach der Linie 7-7 von Fig. 2.
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Fig. 1 zeigt eine Brennkraftmaschine 10 mit einem Kurbelgehäuse
11, einer Kurbelwelle 12, Zylindern 13 und Kolben 14. Ein Ölwannenaufbau 15 ist
durch Bolzenschrauben 16 mit der unteren Seite dies Kurbelgehäuses 11 verbunden.
Fig. 1 zeigt das Schwungrad-oder Hinterende des vorzugsweise für Fahrzeuge dienenden
Motors. Eine IVIehrfachölpumpenanordnung 18
ist in der Nähe des Hinterendes
des Motors 10 befestigt.
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Gemäß .den Fig.2 und 3 hat .der dargestellte Ölwannenaufbau 15 zwei
im wesentlichen stirnseitig angeordnete Hauptwände 20 und 21, welche die Ölwanne
in drei Hauptteile trennen, nämlich einen sammelgrubenartigen vorderen Sumpfteil
22, einen hinteren Sumpfteil23 und einen dazwischenliegenden ölbehälter 24. Der
Ölbehälter 24 ist :durch eine Wand 25 in einen Druckpumpensaugraum 24a und einen:
Vorratsraum24b getrennt. Es ist ersichtlich, daß die Sumpfteile
22
und 23 nach dem Kurbelgehäuse .hin offen sind, während der Ölbehälter 24 von dem
Kurbelgehäuse durch einen Decke126 getrennt ist, der nach vorn und hinten abfallende
Abschnitte 26a bzw. 26b
hat, welche an einer sich quer erstreckenden Kante
27 zusammentreffen, die im wesentlichen mittig zu den Enden des Ölwannenaufbaus
15 liegt. Auf dieseWeise läuft Tropföl aus dem Kurbelgehäuse von oben im wesentlichen
gleichmäßig zu jedem Sumpf, jedoch fließt es nicht in den Ölbehälter 24.
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Die Mehrfachölpumpenanordnung 18 umfaßt, wie aus den Fi:g.4 und 5
ersichtlich, drei Pumpen, nämlich eine Rückförderpumpe 30, eine Druck- oder Hauptschmierpumpe31
und eine Kolbenkühlpumpe32. Die Ansaugstutzen 33a bzw. 34a der Ansaugrohre 33 =-ind
34 der Rückförderpumpe 30 sind im vorderen und hinteren Sumpfteil 22 bzw. 23 aalgeordnet
und eine Rückförderölleitung35 liegt mit ihremAusl.aß 35d im Druckpumpensaugraum24a,
welcher auf diese Weise fortlaufend mit 01 .gefüllt wird.
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Die Hauptschmierpumpe 31 ist mit einem Ansaugrohr 36 mit Ansaugstutzen
36a versehen, welcher mit einer Sammelgrube 36b verbunden ist, die 61 durch einen
Durchgan.g36c aufnimmt, der mit dem untersten Teil des Druckpumpensaugraums 24a
verbunden ist und mittels Rohren und gebohrten Durchgängen mit Ölkühlern und -filtern
(nicht dargestellt) und von dort mit einer Schmieröldruckleitung 37 in Verbindung
steht, welche mit den Kurbelwellenlagern 38, wie in Fig. 6 gezeigt, verbunden ist.
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Die Druck- oder Hauptschmierpumpe 31 ist so ausgebildet, daß sie eine
niedrigere Förderleistung als die Rückförderpumpe 30 hat, so d:aß das Öl im Druckpumpensaugraum
24a stets, wie durch die gestrichelte Linie 40 in Fig. 4 angedeutet ist, auf seinem
maximalen Stand gehalten wird.
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Der Druckpumpensaugraum 24a ist mit einer Überlaufstauwand45 versehen.,
die mit der Wand. 25 verbunden ist und den Hauptteil des Saugraums 24a überdeckt.
Die Stauwand45 befindet sich im Abstand von der Unterseite des Deckels 26, so daß
Öl aus dem Saugraum 24a in den Vorratsraum 24b überströmen kann. Die Stauwand 45
dient sowohl dazu, während des Betriebs mit nach vorn geneigtem Motor in dem Saugraum
einen maximalen Ölspiegel, der durch die Linie40 bzw. 46 in Fig. 4 angedeutet ist,
aufrechtzuerhalten, als auch dazu, das überlaufende Öl zu entschäumen.
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Das 61 im Vorratsraum24b wird in begrenzten Umlauf gesetzt, indem
Ablauflöcher 50 in .den Ecken der Vorderenden und Rohre51 vorgesehen sind, die sich
vom Vorratsraum 24b durch den Saugraum 24 a erstrecken und ein Auslaßloch 52 am
hinteren Ende haben. Wenn der Motor 10 nach hinten geneigt ist, fließt 61 in den
hinteren Sumpfteil 23; wenn der Motor nach vorn geneigt ist, fließt Öl in den vorderen
Sumpfteil 22 und wenn der Motor gerade steht oder seitlich geneigt ist, fließt Öl
im wesentlichen gleichmäßig in beide Sumpfteile22 und 23. Die Menge von aus dem
Vorratsraum 24b ausfließendem Öl wird durch .den Ouerschnitt der Löcher 50 und 52
bestimmt. Das Öl in den Sumpfteilen 22 bzw. 23 wird von der Rückförderpumpe 30 aufgenommen
und in den Saugraum 24a zurückgeführt, so ,daß auf .diese Weise in diesem der vorgenannte
maximale Ölspiegel unabhängig vom Ölspiegel im Vorratsraum24b gewährleistet wird,
welcher auf ein Minimum fallen könnte, das durch die gestrichelte Linie 53 in Fig.
4 .angedeutet ist, ohne die Druckhöhe an dem Druck-Pumpeneinlaß zu beeinträchtigen.
Es ist ein Öleinfüllrohr 55 vorgesehen, um das Nachfüllen von Öl unmittelbar in
den Saugraum 24a zu gestatten. Der Ölspiegel im S@augraum24a ist jedoch kein Maß
für den Gesamtölvorrat des Systems und es ist daher ein üblicher Meßstab 56 im Vorratsraum
24 b vorgesehen.
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Bei Motoren für hohe Leistungen ist im allgemeinen eine Ölkühlung
der Kolben erforderlich. Gewöhnlich wird hierzu ein Teil des Öls .aus dem üblichen
Schmierölsystem benutzt, aber bei großen luftgekühlten Motoren -ist der für Kühlzwecke
erforderliche Ölbedarf so groß, daß Rohre, Filtersysteme und Nebensahlußventile
mit übermäßig großen Dimensionen vorhanden sein müssen. Es ist deshalb eine getrennte
Kolbenkühlpumpe 32 vorgesehen, welche 01 von einem vertieften Teil 23a des Sumpfteils
23 durch ein Einlaßrohr57 mit Saugkorb57 a aufnimmt und es mittels Rohre und Kanäle
unmittelbar zu einem Kolbenkühlverteilerrohr 58 und von dort für Düsen 59 fördert,
welche das Öl auf die Kalben sprühen.
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Mit Rücksicht auf die hohe Geschwindigkeit der Ölabgabe sowohl durch
die Hauptschmierpumpe 31 als auch die Kolbenkühlpumpe 32 ist es nicht zweckmäßig,
wenn sich die Saugkörbe an derselben Stelle in der Ölwanne befinden. Der Druckpumpensaugkorb
ist daher unabhängig vom Kolbenkühlpumpensaugkorb, und da eine ausreichende Schmierung
wichtiger als die Kolbenkühlung ist, ist der Druckpumpenzufuhr der Vorrang bei -der
Ausbildung der Ölwanne gegeben. Um jedoch einen normalen Ölfluß zu der Kolbenkühlpu@mp.e32
zugewährleisten, liegt ihrSaugkorb 57a in dem vertieften Teil 23a .des hinteren
Sumpfteils 23, welcher sieh an einem tieferen Punkt befindet aas der Rückförderpumpeneinlaß
34a. Der Kühlpumpeneinlaß 57a wird ferner vorzugsweise in den hinteren S:umpfteil23
anstatt in den vorderen Sumpftei122 gelegt, so daß bei?rn Berganfahren des Fahrzeugs,
d. h. wenn der Motor 10 seine größte Belastung erfährt, eine volle Ölzufuhr zur
Kolbenkühlpumpe32 sichergestellt ist; beim Bergabfahren des Fahrzeugs, .d. h. wenn
der Motor unter geringerer Belastung steht, ist der Ablauf von Öl von dem hinteren
Sumpfteil 23 weg unwesentlich, da die Kolbenkühlung dann nicht notwendig
ist.
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Ein thermostatisch ,gesteuertes Nebensch:lußventil 60 ist für die
Kolb,enkühlpumpe 32 vorgesehen, wie dies in Fig. 5 angedeutet ist. Wenn der Motor
relativ kalt ist, ist das Ventil 60 offen und das 01 fließt von der Kolbenkühlpumpe
32 zurück in den hinteren Sumpfteil 23. Wenn die Motortemperatur infolge
einer stärkeren Belastung steigt, schließt das Ventil 60, und es beginnt die Kühlölabgabe
zu den Kolben. Ein übliches Entlastungsventil 61 ist auch auf der Druckseite
der Druckpumpe31 eingeschaltet, und es gibt Öl bei einem vorbestimmten überdruck
in den hinteren Sumpfteil 23 ab.