DE19526285A1 - Device for lubricant supply of valve gear of internal combustion engine - Google Patents
Device for lubricant supply of valve gear of internal combustion engineInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Schmierstoffversorgung eines Ventil triebs einer Brennkraftmaschine, welcher Ventiltrieb besteht aus wenigstens einer Nockenwelle, deren Nocken mit Nockenfolgern im Hubsinn zusammen wirken und jeder Nockenfolger zumindest einem Gaswechselventil zugeordnet ist, wobei Schmierstoff über Austrittsöffnungen zumindest einer Schmierstoff leitung zwischen eine Kontaktfläche des jeweiligen Nockens und seines ihm zugeordneten Nockenfolgers gespritzt wird.The invention relates to a device for supplying lubricant to a valve Driven an internal combustion engine, which valve train consists of at least a camshaft, whose cams together with cam followers in the stroke direction act and each cam follower assigned at least one gas exchange valve is, lubricant via outlet openings at least one lubricant line between a contact surface of the respective cam and its assigned cam follower is injected.
Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der DE-A 39 35 923 vorbe kannt. Bei dieser wird ebenfalls bei als Schlepphebeln ausgebildeten Nockenfol gern Schmierstoff über eine separate Schmierstoffleitung mit diskreten Austritts öffnungen den Kontaktflächen zugeführt. Nachteilig bei dieser Ausführung ist es, daß die einem Schmiermitteleintritt am entferntesten liegenden Austrittsöff nungen, aufgrund des abnehmenden Schmierstoffdrucks in dieser Schmierstoff leitung, bei gewissen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine nur noch eine mangelhafte Schmierung ihrer ihnen zugeordneten jeweiligen Kontaktfläche realisieren können. Gleichzeitig kann es auftreten, daß an den dem Schmier stoffeintritt in die Schmierstoffleitung unmittelbar benachbarten Austrittsöff nungen; ein Schmierstoffüberschuß zu verzeichnen ist. Ebenso ist bei dem Schmierstoffversorgungssystem nach dem als gattungsbildend betrachteten Dokument DE-A 39 35 923 keine Maßnahme einer Abschaltung des Öldrucks in der separaten Schmierstoffleitung getroffen. Durch die hiermit permanente Beaufschlagung der Kontaktstellen mit Schmierstoff erfolgt ein unnötig großer Schmierstoffdurchsatz. Diese direkte Spritzölzuführung erweist sich oftmals nach Erreichen der Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine als unnötig, weil sich dann ohnehin mit abnehmender Schmierstoffviskosität ein ausreichender Ölne bel bzw. eine Spritzölbeaufschlagung von weiteren Verbrauchsstellen im Zylin derkopfbereich ausbildet. Andererseits kann diese "starre" Schmierstoffbeauf schlagung der Kontaktflächen, insbesondere bei Kaltstartphasen der Brenn kraftmaschine und somit hochviskosem Schmierstoff, zu einer Mangelschmie rung der jeweiligen Kontaktstellen führen, weil es in diesem Betriebszeitraum nicht gelingt, ausreichend Schmierstoff durch die Austrittsöffnungen der separa ten Schmierstoffleitung zu den Kontaktstellen zu fördern. Dies wird ebenfalls begünstigt durch die geodätisch relativ hochliegende Positionierung dieser Schmierstoffleitung.Such a device is for example from DE-A 39 35 923 knows. This also applies to cam followers designed as cam followers like lubricant via a separate lubricant line with a discrete outlet openings fed to the contact surfaces. The disadvantage of this version is that that the most distant outlet opening a lubricant inlet due to the decreasing lubricant pressure in this lubricant line, with certain operating states of the internal combustion engine only one inadequate lubrication of their respective contact surface can realize. At the same time, it can occur that the lubricant Material entry into the lubricant line immediately adjacent outlet opening mentions; there is an excess of lubricant. Likewise with the Lubricant supply system according to that considered to be generic Document DE-A 39 35 923 no measure of switching off the oil pressure met in the separate lubricant line. Through the permanent The contact points with lubricant are unnecessarily large Lubricant throughput. This direct spray oil supply is often proven Reaching the operating temperature of the engine as unnecessary because of then sufficient oil anyway with decreasing lubricant viscosity bel or a spray of oil from other consumption points in the Zylin the head area. On the other hand, this "rigid" lubricant can striking the contact surfaces, especially during cold start phases of the burn engine and thus highly viscous lubricant, to deficient lubrication of the respective contact points because it is in this operating period unsuccessful, enough lubricant through the outlet openings of the separa promote the lubricant line to the contact points. This will also favored by the geodetically relatively high positioning of these Lubricant line.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei der die aufgezeigten Nachteile beseitigt sind und insbesondere mit einfachen Mitteln eine den jeweiligen Betriebs verhältnissen der Brennkraftmaschine optimal angepaßte Schmierstoffversorgung der Kontaktstellen im Zylinderkopfbereich geschaffen ist. The invention is therefore based on the object of a device at the outset to create the type mentioned, in which the disadvantages identified are eliminated are and in particular with simple means one of the respective company Conditions of the internal combustion engine optimally adapted lubricant supply the contact points in the cylinder head area is created.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Austrittsöffnungen, ausgehend von einem Eintritt für den Schmierstoff in die Schmierstoffleitung in Richtung von dessen gegenüberliegendem Ende, mit zunehmendem Durch messer ausgebildet sind, wobei die Durchmesser eine derartige Größe auf weisen, daß an jeder Austrittsöffnung ein in etwa gleicher Schmierstoffdruck vorliegt bzw. wird diese Aufgabe gemeinsam mit den eben genannten Mitteln dadurch gelöst, daß der Schmierstoffleitung zusätzlich eine Schalteinrichtung vorgeordnet ist, über die mit sinkender Schmierstoffviskosität aufgrund steigen der Schmierstofftemperatur eine Drosselung bzw. Abschaltung der Schmierstoff beaufschlagung der Schmierstoffleitung herstellbar ist.According to the invention, this object is achieved in that the outlet openings, starting from an entry for the lubricant into the lubricant line in Direction from its opposite end, with increasing through knives are formed, the diameter of such a size indicate that at each outlet opening approximately the same lubricant pressure this task exists or will be carried out together with the means just mentioned solved in that the lubricant line additionally a switching device upstream, over which increase with decreasing lubricant viscosity due to the lubricant temperature a throttling or switching off the lubricant can be applied to the lubricant line.
Durch diese Maßnahmen wird eine gleichmäßige Beaufschlagung der Kontakt flächen zwischen Nocken und Nockenfolger geschaffen, da auch die dem Eintritt für Schmierstoff in die Schmierstoffleitung am entferntesten liegenden Austrittsöffnungen über ihren vergrößerten Durchmesser einen in etwa gegen über den dem Eintritt benachbarten Austrittsöffnungen gleichen Schmierstoff druck realisieren. Wird nun dieser Schmierstoffleitung die separate Schaltein richtung vorgeordnet, kann in Abhängigkeit der Betriebsparameter der Brenn kraftmaschine die Schmierstoffzufuhr in der Schmierstoffleitung gedrosselt bzw. abgeschaltet werden. Diese Abschaltung ist insbesondere bei Erreichen der Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine vorgesehen, weil dann der ver wendete Schmierstoff relativ niedrigviskos vorliegt und somit durch sich aus bildenden Schmierstoffnebel und Spritzschmierung von anderen Verbrauchern im Zylinderkopf eine ausreichende Schmierung der jeweiligen Kontaktfläche zwischen Nocken und Nockenfolger erfolgt. Durch diese Schalteinrichtung gelingt es, den Schmierstoffbedarf der Brennkraftmaschine weiter abzusenken. Dies bedeutet, daß es beispielsweise möglich sein kann, die verwendete Öl pumpe zu verkleinern. Gleichzeitig sinkt das Risiko des unerwünschten Ab sinkens des Schmierstoffdrucks in den weiteren Schmierstoffleitungen der Brennkraftmaschine bei Heißlauf dieser. Werden die erfindungsgemäßen Maß nahmen gemeinsam mit weiteren Maßnahmen, wie beispielsweise der Reduzie rung der Nockenwellenlagerstellen und der Substitution von hydraulischen Ventilspielausgleichselementen gegen mechanische Ventilspielausgleichsele mente durchgeführt, verringert sich nochmals der erforderliche Schmierstoff bedarf der Brennkraftmaschine, wodurch wiederum die Ölpumpe kleiner dimensioniert werden kann.Through these measures, the contact is applied evenly surfaces between the cam and the cam follower, since the Entrance for lubricant in the most distant lubricant line Outlet openings over their enlarged diameter approximately counter over the same lubricant adjacent to the inlet realize pressure. Now this lubricant line becomes the separate switch upstream direction, depending on the operating parameters of the burner engine throttled the lubricant supply in the lubricant line or be switched off. This shutdown is particularly when the Operating temperature of the internal combustion engine provided because then the ver applied lubricant is relatively low viscosity and therefore inherently forming lubricant mist and splash lubrication from other consumers Adequate lubrication of the respective contact surface in the cylinder head between cam and cam follower. Through this switching device succeeds in further reducing the lubricant requirement of the internal combustion engine. This means that it may be possible, for example, the oil used pump down. At the same time, the risk of unwanted down decreases decrease in the lubricant pressure in the other lubricant lines of the Internal combustion engine when this runs hot. Become the measure of the invention took together with other measures, such as the reduction tion of the camshaft bearings and the substitution of hydraulic Valve clearance compensation elements against mechanical valve clearance compensation elements the lubricant required is reduced again requires the internal combustion engine, which in turn makes the oil pump smaller can be dimensioned.
In Ausgestaltung der Erfindung ist es hierfür ebenfalls vorgesehen, die Kontakt fläche des Nockens am Nockenfolger als bevorzugt wälzgelagerte Rolle herzu stellen. Durch diese Maßnahme ist ebenfalls mit einer Reibungs- und Ver schleißabsenkung im Ventiltrieb zu rechnen. Die eingesparten Reibungsverluste stehen somit als erhöhte Antriebsleistung an der Kurbelwelle zur Verfügung bzw. bewirken diese eine Absenkung des Kraftstoffverbrauchs.In an embodiment of the invention, the contact is also provided for this surface of the cam on the cam follower as the preferred roller bearing put. This measure is also a friction and Ver wear reduction in the valve train to be expected. The saved friction losses are therefore available as increased drive power on the crankshaft or cause a reduction in fuel consumption.
Vorteilhaft kann die erfindungsgemäße Schmierstoffleitung in einem Ventiltrieb mit zwei obenliegenden Nockenwellen eingesetzt werden, wobei sie dann zwischen diesen Nockenwellen verlaufend angeordnet ist. Da somit nicht jeder Nockenwelle eine separate Schmierstoffleitung zugeordnet ist, verringert sich der Bauaufwand im Zylinderkopfbereich.The lubricant line according to the invention can advantageously be used in a valve train can be used with two overhead camshafts, then they is arranged running between these camshafts. Because not everyone A separate lubricant line is assigned to the camshaft the construction effort in the cylinder head area.
In Konkretisierung der Erfindung ist es vorgeschlagen, die Schmierstoffleitung mit orthogonalen Trägern zu versehen, deren Enden an Lagerschalen für die Nockenwellen befestigt sind. Denkbar ist es beispielsweise, eine Schmierstoff versorgung der Schmierstoffleitung über zumindest einen dieser Träger, ausge hend vom Nockenwellenlager, herzustellen.In more specific terms, the lubricant line is proposed to be provided with orthogonal supports, the ends of which on bearing shells for the Camshafts are attached. For example, a lubricant is conceivable supply of the lubricant line via at least one of these carriers, out starting from the camshaft bearing.
Wird, wie oben schon ausgeführt, die Kontaktfläche im Schlepphebel als wälz gelagerte Rolle ausgeführt, ist durch die separate Schmierung über die Schmier stoffleitung eine hervorragende Kühlung der Wälzanordnung geschaffen.As already explained above, the contact surface in the rocker arm is rolling stored roller is carried out by the separate lubrication over the lubrication excellent cooling of the rolling arrangement created.
Die der Schmierstoffleitung vorgeordnete Schalteinrichtung kann wahlweise als temperatur- bzw. druckgesteuertes Schaltventil vorgesehen sein. Auf die Ausge staltung eines derartigen Ventils wird an dieser Stelle nicht näher eingegangen, weil dies der Fachwelt allgemein bekannt ist. Denkbar ist es beispielsweise, daß das- temperaturgesteuerte Schaltventil bei Erreichen einer bestimmten Betriebs temperatur der Brennkraftmaschine den Schmierstoffdruck in der separaten Schmierstoffleitung abschaltet. Das druckgesteuerte Schaltventil muß einen derartigen Schaltvorgang realisieren, daß durch dieses nach Erstbefeuerung der Brennkraftmaschine, bei welchem Betriebszustand ein relativ hochviskoser Schmierstoff vorliegt und somit ein hoher Rückstaudruck in der Hauptleitung über der entsprechenden Schmierstoffpumpe zu verzeichnen ist, eine Beauf schlagung der separaten Schmierstoffleitung im Zylinderkopf erfolgt. Erst nach dem die Brennkraftmaschine ihre Betriebstemperatur erreicht hat und über das der Schmierstoffpumpe in aller Regel nachgeschaltete Druckregulierventil ein relativ konstanter Schmierstoffdruck eingestellt wird, kann ebenfalls durch das druckgesteuerte Schaltventil der Schmierstoffdruck in der separaten Leitung abgeschaltet werden.The switching device upstream of the lubricant line can optionally be used as temperature or pressure controlled switching valve may be provided. On the Ausge design of such a valve is not discussed in more detail at this point, because this is generally known to the experts. It is conceivable, for example, that the temperature-controlled switching valve when a certain operation is reached temperature of the internal combustion engine the lubricant pressure in the separate Lubricant line switches off. The pressure-controlled switching valve must be one realize such switching process that by this after first firing the Internal combustion engine, in which operating state a relatively highly viscous Lubricant is present and therefore a high back pressure in the main line above the corresponding lubricant pump, a Beauf separate lubricant line in the cylinder head. Only after which the internal combustion engine has reached its operating temperature and the pressure regulating valve, which is usually connected downstream of the lubricant pump relatively constant lubricant pressure can also be set by the pressure controlled switching valve the lubricant pressure in the separate line be switched off.
Die Erfindung ist nicht nur denkbar bei Ventiltrieben, bei denen der Nockenhub auf das jeweilige Gaswechselventil über einen Schlepphebel übertragen wird, ebenso ist eine Anwendung bei allen weiteren Ventiltriebsarten, beispielsweise Kipphebelanordnungen bzw. bei direktbetätigten Ventiltrieben denkbar.The invention is not only conceivable for valve drives in which the cam stroke is transferred to the respective gas exchange valve via a rocker arm, is also an application for all other types of valve train, for example Rocker arm arrangements or conceivable for directly actuated valve drives.
Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:The invention is shown in the drawing. Show it:
Fig. 1 einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Ventiltrieb und Fig. 1 shows a cross section through a valve train according to the invention and
Fig. 2 in einer Draufsicht eine Teilansicht auf einen Ventiltrieb nach Fig. 1. FIG. 2 is a top view of a partial view of a valve train according to FIG. 1.
Aus Fig. 1 geht ein an sich bekannter Ventiltrieb 1 hervor. Dieser ist hier als Schlepphebeltrieb ausgelegt und besteht aus zwei parallel zueinander verlaufen den Nockenwellen 2, 3. Jede Nockenwelle 2, 3 weist Nocken 4, 5 auf. Die Nocken 4, 5 kommunizieren im Hubsinn mit ihnen zugeordneten Nockenfol gern 6. Eine Kontaktfläche der Nockenfolger 6 zu den Nocken 4, 5 ist hier als wälzgelagerte Rolle 7 ausgebildet. Einenends sind die als Schlepphebel ausge bildeten Nockenfolger 6 über je ein hydraulisches Abstützelement 8 abgestützt, wobei sie anderenends im Hubsinn auf je ein Gaswechselventil 9 einwirken. Jede Nockenwelle 2, 3 ist über Nockenwellenlager mit Lagerschalen 10 gegen über einem Zylinderkopf 11 fixiert.From Fig. 1, a known per se valve train 1 shows. This is designed as a rocker arm drive and consists of two camshafts 2 , 3 running parallel to each other. Each camshaft 2 , 3 has cams 4 , 5 . The cams 4 , 5 communicate in the stroke direction with associated cam followers 6 . A contact surface of the cam followers 6 with the cams 4 , 5 is designed here as a roller 7 with roller bearings. On the one hand, the cam followers 6 formed as rocker arms are each supported by a hydraulic support element 8 , while at the other end they act on a gas exchange valve 9 in the stroke direction. Each camshaft 2 , 3 is fixed via camshaft bearings with bearing shells 10 against a cylinder head 11 .
Zwischen diesen Nockenwellen 2, 3 verläuft parallel zu diesen eine Schmier stoffleitung 12. Diese Schmierstoffleitung 12 weist nach Fig. 2 einenends einen Eintritt 13 für Schmierstoff auf. Dieser Eintritt 13 kommuniziert mit einer nicht näher dargestellten Steigleitung 14 für Schmierstoff, welche einer nicht darge stellten Schmierstoffpumpe in Fließrichtung des Schmierstoffs nachgeordnet ist.Between these camshafts 2 , 3 runs a lubricant line 12 parallel to these. According to FIG. 2, this lubricant line 12 has an inlet 13 for lubricant at one end. This inlet 13 communicates with a riser 14 , not shown, for lubricant, which is arranged downstream of a lubricant pump, not shown, in the direction of flow of the lubricant.
Wie der Fig. 2 zu entnehmen ist, weist die Schmierstoffleitung 12 Austrittsöff nungen 15 für Schmierstoff auf. Diese Austrittsöffnungen 15 sind derart angeord net, daß eine Spritzbeaufschlagung einer Kontaktfläche zwischen den Nocken 4, 5 und der ihnen zugeordneten Rolle 7 des jeweiligen Nockenfolgers 6 erfolgt. Wie der Fachmann sich aus Fig. 2 entnehmen kann, sind dabei die Durchmesser der Austrittsöffnungen 15 derart ausgebildet, daß sie, ausgehend von dem Eintritt 13 der Schmierstoffleitung 12, sich vergrößern. Somit ist eine gleichmäßige Druckbeaufschlagung auch der dem Eintritt 13 entferntesten Austrittsöffnungen 15 mit Schmierstoff geschaffen.As can be seen in FIG. 2, the lubricant line 12 has outlet openings 15 for lubricant. These outlet openings 15 are arranged in such a way that spraying of a contact surface between the cams 4 , 5 and the associated roller 7 of the respective cam follower 6 takes place. As the skilled artisan can be seen from Fig. 2, the diameter of the outlet openings 15 thereby are designed such that, starting from the entrance 13 of the lubricant line 12, increase. A uniform pressurization of the outlet openings 15 furthest from the inlet 13 is thus created with lubricant.
Des weiteren ist es vorgesehen, der Schmierstoffleitung 12 eine Schalteinrich tung 16 vorzuordnen. Über diese Schalteinrichtung 16, die beispielsweise als temperatur- oder druckgesteuertes Schaltventil ausgebildet sein kann, kann der Schmierstoffdruck in dieser separaten Schmierstoffleitung 12 vollständig oder zumindest teilweise abgeschaltet werden (siehe Zusammenfassung der Erfin dung). Diese Abschaltung soll insbesondere nach dem Warmlaufen der Brenn kraftmaschine nach ihrer Erst- bzw. Wiederbefeuerung erfolgen, weil dann ohnehin im Zylinderkopfbereich eine ausreichende Schmierung der Kontakt stellen zwischen den Nocken 2, 3 und ihren gegen laufenden Rollen 7 der Nockenfolger 6 durch Ölnebel bzw. anderweitige Spritzschmierung geschaffen ist. Durch diese Maßnahmen gelingt es zum einen, in der Kaltlaufphase der Brennkraftmaschine die Rollen 7 der Nockenfolger 6 hervorragend zu schmie ren und zu kühlen, weil sich zu diesem Betriebszeitpunkt noch nicht genügend Ölnebel ausgebildet hat und zum anderen, die Förderleistung der Ölpumpe abzusenken. Letztgenannte Maßnahme rührt daher, weil durch den weggefalle nen Verbraucher nicht mehr eine so starke Schmierstoffdruckabsenkung im Schmierstoffkreislauf oberhalb der Schmierstoffpumpe festzustellen ist.Furthermore, provision is made for the lubricant line 12 to be preceded by a switching device 16 . The lubricant pressure in this separate lubricant line 12 can be completely or at least partially switched off via this switching device 16 , which can be designed, for example, as a temperature or pressure-controlled switching valve (see summary of the invention). This shutdown should take place in particular after warming up the internal combustion engine after its first or re-firing, because then in the cylinder head area anyway provide sufficient lubrication of the contact between the cams 2 , 3 and their counter-rotating rollers 7 of the cam follower 6 by oil mist or otherwise Spray lubrication is created. These measures on the one hand succeeds in the cold running phase of the internal combustion engine, the rollers 7 of the cam followers 6 excellent lubrication and cooling, because at this point in time not enough oil mist has formed and on the other hand, to lower the delivery rate of the oil pump. The last-mentioned measure stems from the fact that the drop in the lubricant pressure in the lubricant circuit above the lubricant pump is no longer ascertainable due to the loss of the consumer.
Aus Fig. 1 geht es schließlich hervor, daß die Schmierstoffleitung 12, welche zwischen beiden Nockenwellen 2, 3 parallel zu diesen verläuft, über sich orthogonal zu dieser erstreckende Träger 18 mit Enden 19 auf den Lagerschalen 10 befestigt ist. Denkbar ist jedoch auch eine Befestigung der Schmierstoff leitung 12 über brückenartige und nicht näher bezeichnete Träger zwischen den Nockenwellen 2, 3.From Fig. 1 it is clear, finally, that the lubricant duct 12, which extends between two camshafts 2, 3 parallel to the latter, is mounted on orthogonally extending to this support 18 having ends 19 to the bearing shells 10. However, it is also conceivable to attach the lubricant line 12 via bridge-like and unspecified supports between the camshafts 2 , 3 .
BezugszeichenlisteReference list
1 Ventiltrieb
2 Nockenwelle
3 Nockenwelle
4 Nocken
5 Nocken
6 Nockenfolger
7 Rolle
8 Abstützelement
9 Gaswechselventil
10 Lagerschale
11 Zylinderkopf
12 Schmierstoffleitung
13 Eintritt
14 Steigleitung
15 Austrittsöffnungen
16 Schalteinrichtung
17 Ende
18 Träger
19 Ende 1 valve train
2 camshafts
3 camshaft
4 cams
5 cams
6 cam followers
7 roll
8 support element
9 gas exchange valve
10 bearing shell
11 cylinder head
12 lubricant line
13 entry
14 riser
15 outlet openings
16 switching device
17 end
18 carriers
19 end
Claims (7)
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