DE102009021126A1

DE102009021126A1 - Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102009021126A1
Application number: DE102009021126A
Authority: DE
Inventors: Bertram Zapp; Manfred Maier; Johannes Hoehl
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2009-05-13
Filing date: 2009-05-13
Publication date: 2010-11-18
Also published as: EP2430293A1; JP2012526939A; US8479703B2; US20120055441A1; WO2010130322A1

Abstract

Brennkraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse, einer Kurbelwelle und wenigstens einer schmiermittelbeaufschlagbaren Kurbelwellenlagerung zur Lagerung der Kurbelwelle im Kurbelgehäuse, wobei die wenigstens eine Kurbelwellenlagerung wenigstens zwei gesonderte Schmiermittelzuführungen umfasst.

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse, einer Kurbelwelle und wenigstens einer schmiermittelbeaufschlagbaren Kurbelwellenlagerung zur Lagerung der Kurbelwelle im Kurbelgehäuse.
Bei bekannten Brennkraftmaschinen werden die Kurbelwellenlagerungen beim Betrieb der Brennkraftmaschine nur ausgehend von einer einzigen Schmiermittelzuführung mit Schmiermittel beaufschlagt.
Aufgrund dieser einseitigen Schmiermittelbeaufschlagung ergeben sich dynamisch nachteilige Effekte, welche den Schmiermittelstrom sowohl zum gegenüberliegenden Lagerbereich als auch zu den Pleuellagern deutlich einschränkt. In der Folge ist an der Kurbelwellenlagerung eine nur unzureichende Menge Schmiermittel vorhanden, sodass eine übermäßige Erwärmung auftritt. Außerdem ergibt sich an der Kurbelwellenlagerung ein hoher Druckabfall, sodass an nachfolgend zu versorgenden Lagerstellen ein nur mehr geringer Schmiermitteldruck vorherrscht. Daher ist häufig die Verwendung sehr hochwertiger und damit teurer Lagerwerkstoffe erforderlich.
Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Brennkraftmaschine bereit zu stellen, bei der beim Betrieb der Brennkraftmaschine an der Kurbelwellenlagerung eine erhöhte Menge Schmiermittel durchgesetzt werden kann, bei der ein unerwünscht hoher Druckabfall des Schmiermittels an der Kurbelwellenlagerung vermieden werden kann und bei der daher günstigere Lagerwerkstoffe verwendet werden können.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1, indem die wenigstens eine Kurbelwellenlagerung wenigstens zwei gesonderte Schmiermittelzuführungen umfasst.
Besonders zu bevorzugende Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Vorzugsweise sind die wenigstens zwei gesonderten Schmiermittelzuführungen zumindest annähernd gleichmäßig über den Umfang der Kurbelwellenlagerung verteilt. Damit wird beim Betrieb der Brennkraftmaschine ein gleichmäßiger und/oder symmetrischer Schmierfilmverlauf erreicht.
Einer bevorzugten Ausführung zufolge ist bei einer Brennkraftmaschine, bei der die wenigstens eine Kurbelwellenlagerung wenigstens zwei Lagerschalen umfasst, jeder Lagerschale eine Schmiermittelzuführung zugeordnet. Dabei ist zweckmäßigerweise die Schmiermittelzuführung in Kurbelwellenumfangsrichtung zumindest annähern mittig in der Lagerschale angeordnet.
Als sehr vorteilhaft wird es angesehen, wenn jeder Schmiermittelzuführung ein Schmiermittelkanal zugeordnet ist. Damit wird eine unabhängige und/oder ausreichende Schmiermittelversorgung der Schmiermittelzuführungen gewährleistet.
Bei einer Brennkraftmaschine, bei der das Kurbelgehäuse ein Oberteil und ein Unterteil umfasst, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn das Kurbelgehäuse-Oberteil wenigstens einen Schmiermittelkanal zur Schmiermittelbeaufschlagung einer Schmiermittelzuführung der wenigstens einen Kurbelwellenlagerung aufweist und das Kurbelgehäuse-Unterteil wenigstens einen Schmiermittelkanal zur Schmiermittelbeaufschlagung einer Schmiermittelzuführung derselben Kurbelwellenlagerung aufweist.
Nachfolgend ist unter Bezugnahme auf die einzige Figur, die schematisch und beispielhaft ein Brennkraftmaschinengehäuse mit Kurbelwelle und schmiermittelbeaufschlagbarer Kurbelwellenlagerung zeigt, ein besonders zu bevorzugendes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.
In der rechten Darstellung ist ausschnittsweise eine Brennkraftmaschine im Längsschnitt B-B entlang der Kurbelwelle 106 gezeigt. Die linke Darstellung zeigt einen Querschnitt entlang der in der rechten Darstellung mit A-A bezeichneten Linie.
Die nicht näher gezeigte Brennkraftmaschine umfasst ein Kurbelgehäuse 100. Das Kurbelgehäuse 100 ist horizontal in ein Unterteil 102 und ein Oberteil 104 geteilt. Vorliegend liegt die Trennebene auf Höhe der Kurbelwellenachse. Im Kurbelgehäuse 100 ist eine Kurbelwelle 106 drehbar gelagert.
Die Kurbelwelle 106 umfasst Wellenzapfen 124, mittels denen die Kurbelwelle 106 im Kurbelgehäuse 100 gelagert ist sowie zu den Wellenzapfen 124 achsversetzt angeordnete Hubzapfen 126, 128, die der gelagerten Aufnahme von Pleueln 134, 136 dienen. In dem dargestellten Ausschnitt ist sind ein Wellenzapfen 124 und zwei Hubzapfen 126, 128 gezeigt. Die Brennkraftmaschine weist jedoch weitere im Kurbelgehäuse 100 gelagerte Wellenzapfen und gegebenenfalls weitere Hubzapfen zur Verbindung mit Pleueln auf. Beispielsweise ist die Brennkraftmaschine eine Vierzylinder-Brennkraftmaschine in Reihenbauweise, eine Zweizylinder-Brennkraftmaschine in Boxerbauweise oder eine Einzylinder-Brennkraftmaschine zur Verwendung in einem Kraftrad.
Zur Lagerung der Kurbelwelle 106 an ihren Wellenzapfen 124 sind im Kurbelgehäuse 100 Kurbelwellenlagerung 108 ausgebildet. Die Kurbelwellenlagerung 108 ist ein Gleitlager. Dabei bildet das Kurbelgehäuse-Unterteil 102 ein Lager-Unterteil und das Kurbelgehäuse-Oberteil 104 ein Lager-Oberteil. Kurbelgehäuse-Unterteil 102 und Oberteil 104 sind insbesondere im Bereich der Kurbelwellenlagerung 108 miteinander verschraubt. Zwischen Wellenzapfen 124 und Kurbelgehäuse 100 sind Lagerschalen 110, 112 angeordnet, wobei die Lagerschale 110 dem Kurbelgehäuse-Unterteil 102 und die Lagerschalen 112 dem Kurbelgehäuse-Oberteil 104 zugeordnet ist.
Um beim Betrieb der Brennkraftmaschine eine Trennung der relativ zueinander bewegten Lageroberflächen zu erreichen, ist die Kurbelwellenlagerung 108 druckgeschmiert. Der Schmiermitteldruck wird mittels einer Schmiermittel-Pumpe bereit gestellt, als Schmiermittel wird ein additivbeaufschlagten Mineral- oder synthetisches Öl verwendet.
Zur Zuführung des Schmiermittels sind gesonderte Schmiermittelzuführungen vorgesehen, wobei dem Kurbelgehäuse-Unterteil 102 und der Lagerschale 110 eine Schmiermittelzuführung 113 und dem Kurbelgehäuse-Oberteil 104 und der Lagerschalen 112 eine Schmiermittelzuführung 115 zugeordnet ist. Die Lagerschalen 110, 112 weisen jeweils eine Bohrung zum Schmiermitteldurchlass auf. Diese Schmiermitteldurchlassbohrung ist in der Lagerschale in Kurbelwellenumfangsrichtung und in Kurbelwellenachsrichtung mittig angeordnet. Die Schmiermittelzuführungen 113, 115 sind gleichmäßig über den Umfang der Kurbelwellenlagerung 108 verteilt, das heißt die vorliegend zwei Schmiermittelzuführungen 113, 115 liegen einander gegenüber.
Zur Zuführung des Schmiermittels zur Schmiermittelzuführung 113 ist im Kurbelgehäuse-Unterteil 102 ein Schmiermittelkanal 114 vorgesehen, der sich, wie insbesondere aus dem Schnitt A-A ersichtlich, senkrecht erstreckt. Zur Zuführung des Schmiermittels zur Schmiermittelzuführung 115 ist im Kurbelgehäuse-Oberteil 104 ein Schmiermittelkanal 116 vorgesehen, der sich, wie insbesondere aus dem Schnitt A-A ersichtlich, schräg erstreckt.
Beim Betrieb der Brennkraftmaschine erfolgt eine Schmierung der Kurbelwellenlagerung 108 indem ausgehend von den Schmiermittelkanälen 114, 116 Schmiermittels zu den Schmiermittelzuführungen 113, 115 und damit zwischen die sich relativ zueinander bewegten Lageroberflächen gedrückt wird, sodass sich ein hydrodynamischer Schmierfilm aufbaut.
Die Kurbelwelle weist im Bereich der Kurbelwellenlagerung 108 quer zum Wellenzapfen 124 gerichtete Schmiermittelkanäle 118, 120 auf, die in einen zentralen Schmiermittelkanal 122 münden. Beim Betrieb der Brennkraftmaschine wird das Schmiermittel aus der Kurbelwellenlagerung 108 durch die Schmiermittelkanäle 118, 120 zum Schmiermittelkanal 122 hin abgeführt. Der Schmiermittelkanal 122 erstreckt sich, wie insbesondere aus dem Schnitt B-B ersichtlich, in der Kurbelwelle schräg ansteigend vom Hubzapfen 126 durch den Wellenzapfen 124 in den Hubzapfen 128. Ausgehend vom Schmiermittelkanal 122 sind die vorliegend jeweils zwei Lagerschalen umfassenden Lager 130, 132 der Pleuel 134, 136 schmiermittelbeaufschlagbar. Zur Schmiermittelzuführung sind quer zum Hubzapfen 126, 128 gerichtete Schmiermittelkanäle 138 vorgesehen.
Durch die Schmiermittelzufuhr an der Kurbelwellenlagerung 108 von beiden Lagerschalen 110, 112 aus ist eine kontinuierliche Schmiermittelversorgung gewährleistet. Dadurch wird auch die Schmiermittelversorgung der Pleuellager 130, 132 wesentlich verbessert, was sich günstig auf die Schmier- und Kühlleistung an diesen Lagerstellen auswirkt. Mit diesen Maßnahmen kann gegebenenfalls auf ein kostengünstigeres Lagermaterial zurück gegriffen werden.
Das gezeigte und beschriebene Beispiel stellt nur eine von mehreren möglichen Ausführungen der allgemeinen erfinderischen Idee dar. Andere Ausführungsbeispiele, in denen die Erfindung verwirklicht ist, können daher auch nur einzelne Merkmale oder Gruppen von Merkmalen gesondert von den übrigen Merkmalen des gezeigten und beschriebenen Ausführungsbeispiels aufweisen.

Claims

Brennkraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse (100), einer Kurbelwelle (106) und wenigstens einer schmiermittelbeaufschlagbaren Kurbelwellenlagerung (108) zur Lagerung der Kurbelwelle (106) im Kurbelgehäuse (100), dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Kurbelwellenlagerung (108) wenigstens zwei gesonderte Schmiermittelzuführungen (113, 115) umfasst.
Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei gesonderten Schmiermittelzuführungen (113, 115) zumindest annähernd gleichmäßig über den Umfang der Kurbelwellenlagerung (108) verteilt sind.
Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die wenigstens eine Kurbelwellenlagerung (100) wenigstens zwei Lagerschalen (110, 112) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Lagerschale (110, 112) eine Schmiermittelzuführung (113, 115) zugeordnet ist.
Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmiermittelzuführung (113, 115) in Kurbelwellenumfangsrichtung zumindest annähern mittig in der Lagerschale angeordnet ist.
Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Schmiermittelzuführung (113, 115) ein Schmiermittelkanal (114, 116) zugeordnet ist.
Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kurbelgehäuse (100) ein Oberteil (104) und ein Unterteil (102) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass – das Kurbelgehäuse-Oberteil (104) wenigstens einen Schmiermittelkanal (116) zur Schmiermittelbeaufschlagung einer Schmiermittelzuführung (115) der wenigstens einen Kurbelwellenlagerung (108) aufweist und – das Kurbelgehäuse-Unterteil (102) wenigstens einen Schmiermittelkanal (114) zur Schmiermittelbeaufschlagung einer Schmiermittelzuführung (113) derselben Kurbelwellenlagerung (108) aufweist.