DE112006000098T5

DE112006000098T5 - Motorblockstruktur

Info

Publication number: DE112006000098T5
Application number: DE112006000098T
Authority: DE
Inventors: Gary White Lake Hazelton; Franz Garden City Dcearli; Scott Clarkston Kociba; Christopher Grand Blanc Zwolensky
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2005-09-13
Filing date: 2006-09-12
Publication date: 2008-07-24
Also published as: US7204224B2; WO2007033160A2; US20070056548A1; WO2007033160A3

Abstract

Verbrennungsmotor, der umfasst:
ein Kurbelgehäuse mit einer Vielzahl von Hauptlagerdeckeln, die sich zwischen einem Paar von Seitenwänden erstrecken; und
eine obere Ölwanne, die derart ausgestaltet ist, dass sie mit einer entsprechenden Fläche des Kurbelgehäuses abdichtend in Eingriff steht;
wobei die obere Ölwanne an dem Kurbelgehäuse an den Hauptlagerdeckeln und den Seitenwänden befestigt ist, wodurch die obere Ölwanne und das Kurbelgehäuse zu einer einheitlichen Struktur integriert sind.

Description

Technisches Gebiet
Diese Erfindung betrifft Verbrennungsmotoren und im Spezielleren eine Anordnung eines Motors und einer zugehörigen Ölwanne zur Motorgeräuschreduktion.
Hintergrund der Erfindung
Im Stand der Technik von Verbrennungsmotoren einschließlich Dieselmotoren wurde vorgeschlagen, dass das von einem Motorbetrieb erzeugte Geräusch mithilfe verschiedener Mittel wie z. B. ein Versteifen von Abschnitten der Motorstruktur, Umschließen von Abschnitten des Motors mit Geräuschabsorptions- oder Abfangschildern oder -abdeckungen und/oder das Anbringen von verschiedenen äußeren Komponenten der Motorstruktur wie z. B. Zylinderkopfdeckel und Ölwannen mithilfe von geräuschisolierenden Befestigungsmitteln reduziert werden kann. Einige vorgeschlagene Anordnungen umfassen Nachteile in Form erhöhter Kosten und verminderter Wartungsfreundlichkeit des Motors oder seiner Anlage wie auch, in einigen Fällen, eine schwierigere Montage des Motors.
Verbrennungsmotoren können Schmieröl für viele Zwecke verwenden, die z. B. das Schmieren von beweglichen Teilen, das Betätigen von Nockenwellenverstellersystemen und das Steuern von Schaltventilstösseln zur Ventiltaktung und Zylinderabschaltung umfassen. Typischerweise ist eine Ölwanne unter einem Zylinderblock und einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors angeordnet und ausgestaltet, um Öl aufzunehmen, das ab läuft oder auf andere Weise von dem Zylinderblock, der Kurbelwelle und/oder Hauptlagern, die die Kurbelwelle lagern, ausgestoßen wird. Das Öl sammelt sich in einem Sumpf der Ölwanne und wird dann von einer Sumpfaufnahmestelle in ein dem Motor zugehöriges Schmiersystem gepumpt.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung sieht einen Verbrennungsmotor mit zumindest einem Kurbelgehäuse und einer oberen Ölwanne vor. Das Kurbelgehäuse umfasst eine Vielzahl von Hauptlagerdeckeln, die sich zwischen einem Paar von Seitenwänden erstrecken, wobei ein erster Satz von Öffnungen in den Hauptlagerdeckeln und ein zweiter Satz von Öffnungen in den Seitenwänden vorhanden ist. Die obere Ölwanne ist derart ausgestaltet, dass sie mit einer entsprechenden Fläche des Kurbelgehäuses abdichtend in Eingriff steht, und umfasst einen dritten und einen vierten Satz von Öffnungen hierdurch. Wenn die obere Ölwanne mit dem Kurbelgehäuse in Eingriff steht, ist der erste Satz von Öffnungen mit dem dritten Satz von Öffnungen ausgerichtet und der zweite Satz von Öffnungen ist mit dem vierten Satz von Öffnungen ausgerichtet. Ein erster Satz von Befestigungselementen kann sich durch den ersten und den dritten Satz von Öffnungen erstrecken, während sich ein zweiter Satz von Befestigungselementen sich durch den zweiten und den vierten Satz von Öffnungen erstrecken kann. Wenn der erste und der zweite Satz von Befestigungselementen in Eingriff stehen, integrieren sie die obere Ölwanne sowohl mit den Kurbelgehäuseseitenwänden als auch den Hauptlagerdeckeln, um eine Schwingung und eine Geräuschabstrahlung von dem Motor zu reduzieren.
Der Verbrennungsmotor kann auch eine untere Ölwanne umfassen, die einen Sumpf definiert, wobei die obere Ölwanne an der unteren Ölwanne angebracht ist. Die obere Ölwanne kann einen Ölfilterverteiler und/oder einen Ölabstreifer umfassen und ist vorzugsweise derart ausgestaltet, dass sie ferner ein Schwallblech bereitstellt. Die obere Ölwanne kann ferner eine Vielzahl von Öldurchgängen umfassen, um ein korrektes Funktionieren des Verbrennungsmotors zu erleichtern.
Die oben stehenden Merkmale und Vorteile sowie weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind einfach aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der besten Arten zum Ausführen der Erfindung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen ersichtlich.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 zeigt einen Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 zeigt eine perspektivische Darstellung des Motors von 1, wobei eine obere Ölwanne von einem Kurbelgehäuse entfernt ist; und
3 zeigt eine Unterseite des Motors von 1, wobei die obere Ölwanne von dem Kurbelgehäuse entfernt ist.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Bezug nehmend auf die Zeichnungen, wobei sich gleiche Bezugsziffern auf gleiche Komponenten beziehen, zeigt 1 einen Verbrennungsmotor, allgemein bei 10 bezeichnet, der eine obere Ölwanne 12 umfasst, die an ei nem Kurbelgehäuse 14 befestigt ist, wobei eine untere Ölwanne 16 an einer Unterseite der oberen Ölwanne 12 befestigt ist. Die untere Ölwanne 16 definiert einen Behälter zum Sammeln des Öls, das verwendet wird, um die Verbrennungsmotorkomponenten während des Betriebes davon zu schmieren. Vorzugsweise bestehen die Ölwannen 12, 16 aus einem Gussmaterial wie z. B. einem legierten Aluminium oder einem anderen geeigneten Leichtmaterial.
Die 2 und 3 zeigen den Motor 10, wobei die obere Ölwanne 12 von dem Kurbelgehäuse 14 entfernt ist. 2 zeigt eine Oberseite der oberen Ölwanne 12 in größerem Detail, während 3 den Motor 10 von einer Unterseite davon zeigt, um das erfinderische Konzept besser zu illustrieren, wobei die Unterseite der oberen Ölwanne 12 im Detail gezeigt ist.
Die obere Ölwanne 12 umfasst vorzugsweise Stege 18, die ihr Festigkeit und Steifigkeit verleihen. Die Stege 18 ermöglichen es, dass die obere Ölwanne 12 Größenänderungen auf Grund von Kräften, die durch den Motor 10 auf sie aufgebracht werden, widersteht, während sie auch die Verwendung von dünneren Wänden zulassen, um dadurch das Gesamtgewicht zu reduzieren. Es sollte einzusehen sein, dass die Ausgestaltung der oberen Ölwanne 12 und der zugehörigen Stege 18 lediglich illustrativ ist; spezielle Ausgestaltungen der Stege 18 können variieren. Die obere Ölwanne 12 umfasst Ölrücklaufschlitze 20 und einen Getriebeanschlussflansch 21 zum Befestigen an einem Fahrzeuggetriebe. Überdies umfasst die obere Ölwanne 12 einen Ölfilterverteiler 22 und einen Ölabstreifer 24 und dient ferner als ein Schwallblech, wie im Stand der Technik bekannt. Durch Integrieren dieser Teile reduziert die obere Ölwanne 12 die Gesamtanzahl von Teilen, die für ein korrektes Funktionieren des Motors 10 erforderlich ist.
Das Kurbelgehäuse 14 umfasst eine Vielzahl von Hauptlagerdeckeln 26, die zwischen Seitenwänden 28 angeordnet sind. Ein Dichtungsflansch 30 kann zwischen dem Kurbelgehäuse 14 und der oberen Ölwanne 12 angeordnet sein, um eine fluiddichte Abdichtung dazwischen sicherzustellen. Eine Vielzahl von Ölrücklauföffnungen 31 erstreckt sich durch die Seitenwände 28 um zuzulassen, dass Öl von den Zylinderköpfen abläuft, wie im Stand der Technik bekannt. Das Kurbelgehäuse 14 umfasst ferner einen Getriebeanschlussflansch 32 zum Befestigen an dem Fahrzeuggetriebe.
Wie in 3 gezeigt, umfassen die Hauptlagerdeckel 26 einen ersten Satz von vorzugsweise mit einem Gewinde versehenen Öffnungen 34, während die Kurbelgehäuseseitenwände 28 einen zweiten Satz von vorzugsweise mit einem Gewinde versehenen Öffnungen 36 umfassen. Darüber hinaus umfasst die obere Ölwanne 12 einen dritten und einen vierten Satz von Öffnungen 38, 40. Wie in den Zeichnungen gezeigt, sind die Öffnungen 34, 36, 38, 40 derart vorgesehen, dass der erste und der zweite Satz von Öffnungen 34, 36 eine im Wesentlichen dreieckige Anordnung erzeugen, während der dritte und der vierte Satz von Öffnungen 38, 40 in ähnlicher Weise eine im Wesentlichen dreieckige Anordnung erzeugen. Allerdings kann innerhalb des Umfangs der Erfindung jede beliebige Konfiguration verwendet werden. Die obere Ölwanne 12 passt derart zu dem Kurbelgehäuse 14, dass die Öffnungen 34 mit den Öffnungen 38 ausgerichtet sind, während die Öffnungen 36 mit den Öffnungen 40 ausgerichtet sind.
Ein erster Satz von vorzugsweise mit einem Gewinde versehenen Befestigungselementen 42 erstreckt sich durch den ersten Satz von Öffnungen 34 innerhalb der Hauptlagerdeckel 26 und durch den dritten Satz von Öffnungen 38 durch die obere Ölwanne 12. In ähnlicher Weise erstreckt sich ein zweiter Satz von vorzugsweise mit einem Gewinde versehenen Befestigungselementen 44 erstreckt sich durch den zweiten Satz von Öffnungen 36 innerhalb der Seitenwände 28 des Kurbelgehäuses 14 und durch den vierten Satz von Öffnungen 40 durch die obere Ölwanne 12. Der erste und der zweite Satz von Befestigungselementen 42, 44 integrieren somit das Kurbelgehäuse 14, die obere Ölwanne 12 und die Hauptlagerdeckel 26 zu einer einheitlichen Struktur. Das heißt, die obere Ölwanne 12 ist effektiv ein strukturelles Element des Kurbelgehäuses 14 und verbindet die Hauptlagerdeckel 26 miteinander, während sie auch an den Kurbelgehäuseseitenwänden 28 befestigt ist. Die einheitliche Struktur verringert Verformungen an den Hauptlagerdeckeln 26, denen sie durch die Kurbelwelle 14 unterworfen sind, wodurch eine Schwingung und eine Geräuschabstrahlung von dem Motor 10 begrenzt werden, ohne das Motorgewicht zu erhöhen. Insbesondere werden durch Befestigen der oberen Ölwanne 12 an beiden Kurbelgehäuseseitenwänden 28 und den Hauptlagerdeckeln 28 Lagerbelastungen unter den Seitenwänden 28 und den Hauptlagerdeckeln 26 aufgeteilt.
Es sollte angemerkt werden, dass in der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie in den Zeichnungen gezeigt, der zweite Satz von Befestigungselementen 44 sich durch eine Unterseite der Seitenwände 28 und nicht durch eine Seite der Seitenwände 28 erstreckt. Das Anordnen des zweiten Satzes von Öffnungen 36 auf diese Weise erleichtert die Befestigung von verschiedenen weiteren Fahrzeugkomponenten an dem Kurbelgehäuse 14. Beispielsweise können typische am Motor befestigte Komponenten wie z. B. ein Klimaanlagenkompressor oder eine Servolenkungspumpe an der Seite der Seitenwände 28 befestigt werden, ohne dass es notwendig ist, den zweiten Satz von Befestigungselementen 44 zu vermeiden. Somit bietet die vorliegende Erfindung durch das Leiten des zweiten Satzes von Befestigungselementen 44 durch die Unterseite der Seitenwände 28 eine überlegene Festigkeit und Steifigkeit, während der Verlust von Befestigungsraum um das Kurbelgehäuse 14 herum minimiert ist.
Unter neuerlicher Bezugnahme auf 2 ist die obere Ölwanne 12 vorzugsweise derart ausgestaltet, dass sie eine Vielzahl von Öldurchgängen umfasst. Im Speziellen pumpt eine Ölpumpe (nicht gezeigt) Öl durch einen Öleinlass 46 in die obere Ölwanne 12. Ungefähr 10% des Öls, das durch den Öleinlass 46 eintritt, tritt durch einen Reinigerauslass 48 aus und bewegt sich zu einem Ölreiniger (nicht gezeigt) weiter. Die anderen 90% des durch den Öleinlass 46 eintretenden Öls treten durch einen Kühlerauslass 50 zu einem Ölkühler (nicht gezeigt) aus und treten dann durch einen Kühlereinlass 52 wiederum in die obere Ölwanne 12 ein. Darüber hinaus tritt Öl auch durch den Ölfilterverteiler 22 nach dem Durchströmen eines Ölfilters (nicht gezeigt) in den Motor 10 ein und bewegt sich durch einen Motorauslass 54 zu dem Kurbelgehäuse 14 weiter. Somit ist ersichtlich, dass die obere Ölwanne 12 gemäß der vorliegenden Erfindung eine Vielzahl von Öldurchgängen vorsieht, um ein korrektes Funktionieren des Motors 10 zu erleichtern.
Während die besten Arten zum Auszuführen der Erfindung im Detail beschrieben wurden, sollte einzusehen sein, dass die verwendete Terminologie durch den Wortlaut bedingt ist und der Beschreibung dienen und keine Einschränkung darstellen soll. Der Fachmann auf dem Gebiet, auf das sich die Erfindung bezieht, wird erkennen, dass im Licht der oben stehenden Lehre zahlreiche Abwandlungen der vorliegenden Erfindung möglich sind. Es sollte daher einzusehen sein, dass die Erfindung innerhalb des Umfangs der beiliegenden Ansprüche auf eine im Wesentlichen gleichartige Weise anders als hierin speziell beschrieben ausgeführt werden kann.
Zusammenfassung
Ein Verbrennungsmotor umfasst ein Kurbelgehäuse und eine obere Ölwanne. Das Kurbelgehäuse umfasst eine Vielzahl von Hauptlagerdeckeln, die sich zwischen einem Paar von Seitenwänden erstrecken, wobei Öffnungen in den Hauptlagerdeckeln und in den Seitenwänden vorhanden sind. Die obere Ölwanne ist derart ausgestaltet, dass sie mit dem Kurbelgehäuse abdichtend in Eingriff steht, und umfasst Öffnungen hierdurch, die mit den Öffnungen in den Hauptlagerdeckeln und den Seitenwänden ausgerichtet sind, wenn die obere Ölwanne mit dem Kurbelgehäuse in Eingriff steht. Befestigungselemente binden die obere Ölwanne sowohl an die Kurbelgehäuseseitenwände als auch die Hauptlagerdeckel strukturell an. Der Motor kann ferner eine untere Ölwanne umfassen, die einen Sumpf definiert und an der oberen Ölwanne befestigt ist. Die obere Ölwanne umfasst vorzugsweise einen Ölfilterverteiler, einen Ölabstreifer und eine Vielzahl von Öldurchgängen, während sie auch ein Schwallblech vorsieht.

Claims

Verbrennungsmotor, der umfasst: ein Kurbelgehäuse mit einer Vielzahl von Hauptlagerdeckeln, die sich zwischen einem Paar von Seitenwänden erstrecken; und eine obere Ölwanne, die derart ausgestaltet ist, dass sie mit einer entsprechenden Fläche des Kurbelgehäuses abdichtend in Eingriff steht; wobei die obere Ölwanne an dem Kurbelgehäuse an den Hauptlagerdeckeln und den Seitenwänden befestigt ist, wodurch die obere Ölwanne und das Kurbelgehäuse zu einer einheitlichen Struktur integriert sind.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, wobei die Hauptlagerdeckel einen ersten Satz von Öffnungen definieren, das Paar von Seitenwänden einen zweiten Satz von Öffnungen definiert und die obere Ölwanne einen dritten und einen vierten Satz von Öffnungen definiert und wobei die obere Ölwanne mit dem Kurbelgehäuse abdichtend in Eingriff steht, sodass der erste Satz von Öffnungen mit dem dritten Satz von Öffnungen ausgerichtet ist und der zweite Satz von Öffnungen mit dem vierten Satz von Öffnungen ausgerichtet ist.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 2, ferner umfassend einen ersten Satz von Befestigungselementen, die sich durch den ersten und den dritten Satz von Öffnungen erstrecken, und einen zweiten Satz von Befestigungselementen, die sich durch den zweiten und den vierten Satz von Öffnungen erstrecken, wodurch der erste und der zweite Satz von Befestigungselementen die obere Ölwanne und das Kurbelgehäuse zu einer einheitlichen Struktur integrieren.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, ferner umfassend eine untere Ölwanne, die einen Sumpf definiert, wobei die untere Ölwanne derart ausgestaltet ist, dass sie an der oberen Ölwanne befestigt ist.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, wobei die obere Ölwanne einen Ölfilterverteiler definiert, der so ausgestaltet ist, dass er Öl von dem Verbrennungsmotor zu einem Ölfilter leitet.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, wobei die obere Ölwanne ein Ölabstreifelement umfasst.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, wobei die obere Ölwanne derart ausgestaltet ist, dass sie ein Schwallblech vorsieht.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, wobei die obere Ölwanne eine Vielzahl von Durchgangen definiert, um ein korrektes Funktionieren des Verbrennungsmotors zu erleichtern.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 8, wobei die Vielzahl von Öldurchgängen derart ausgestaltet ist, dass sie einen ersten Anteil von Öl, der in den Verbrennungsmotor eintritt, zu einem Ölreiniger umleitet und einen zweiten Anteil von Öl, der in den Verbrennungsmotor eintritt, zu einem Ölkühler umleitet.
Verbrennungsmotor, der umfasst: ein Kurbelgehäuse mit einer Vielzahl von Hauptlagerdeckeln, die sich zwischen einem Paar von Seitenwänden erstrecken; eine untere Ölwanne, die einen Sumpf definiert; und eine obere Ölwanne, die an der unteren Ölwanne befestigt und derart ausgestaltet ist, dass sie mit dem Kurbelgehäuse abdichtend in Eingriff steht, wobei die obere Ölwanne zumindest eines von einem Ölfilterverteiler und einem Ölabstreifelement umfasst; wobei die obere Ölwanne an dem Kurbelgehäuse an den Hauptlagerdeckeln und den Seitenwänden befestigt ist, wodurch die obere Ölwanne und das Kurbelgehäuse zu einer einheitlichen Struktur integriert sind.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 10, wobei die obere Ölwanne derart ausgestaltet ist, dass sie ein Schwallblech für den Verbrennungsmotor vorsieht.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 10, wobei die obere Ölwanne eine Vielzahl von Öldurchgängen umfasst, um ein korrektes Funktionieren des Verbrennungsmotor zu erleichtern.
Verbrennungsmotor, der umfasst: ein Kurbelgehäuse mit einer Vielzahl von Hauptlagerdeckeln, die sich zwischen einem Paar von Seitenwänden erstrecken, wobei die Hauptlagerdeckel einen ersten Satz von Öffnungen darin umfassen und das Paar von Seitenwänden einen zweiten Satz von Öffnungen darin umfasst; eine obere Ölwanne, die derart ausgestaltet ist, dass sie mit einer entsprechenden Fläche des Kurbelgehäuses abdichtend in Eingriff steht, wobei die obere Ölwanne einen dritten und vierten Satz von Öffnungen hierdurch umfasst, wobei der erste Satz von Öffnungen mit dem dritten Satz von Öffnungen ausgerichtet ist und der zweite Satz von Öffnungen mit dem vierten Satz von Öffnungen ausgerich tet ist, wenn die obere Ölwanne mit dem Kurbelgehäuse in Eingriff steht; und einen ersten Satz von Befestigungselementen, die sich durch den ersten und den dritten Satz von Öffnungen erstrecken, und einen zweiten Satz von Befestigungselementen, die sich durch den zweiten und den vierten Satz von Öffnungen erstrecken, um die obere Ölwanne mit den Seitenwänden und den Hauptlagerdeckeln strukturell zu integrieren und dadurch Schwingung und Geräuschabstrahlung von dem Verbrennungsmotor zu reduzieren.