DE19852158C2 - Brennkraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse und mit wenigstens einem Zylinderkopf - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse und mit wenigstens einem Zylinder­ kopf, welcher mit dem Kurbelgehäuse durch in Bohrungen des Kurbelgehäuses und des wenigstens einen Zylinder­ kopfes angeordnete Zylinderkopfschrauben verbunden ist, nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher de­ finierten Art.

Gattungsgemäße Brennkraftmaschine sind beispielsweise aus der DE 34 36 426 C2 oder der US-PS 4 944 265 be­ kannt. Das durch die Zylinderkopfschraubenbohrungen strömende Öl wird, je nach Strömungsrichtung, zu einer Ölverteilungsleitung geführt oder strömt von derselben in die Zylinderkopfschraubenbohrungen. Bei der US-PS 4 944 265 ist die Zylinderkopfdichtung so ausgeführt, daß sie in einem Teilbereich als Kanal zur Ölvertei­ lung dient. Die Ölverteilungsleitung befindet sich bei diesen bekannten Vorrichtungen jeweils im Zylinder­ kopf. Dies bringt jedoch fertigungstechnische Probleme mit sich, welche zu einer Erhöhung der Kosten zur Her­ stellung dieser Brennkraftmaschinen führen.

Aus der DE 197 29 971 C1 ist eine Brennkraftmaschine bekannt, die ein Kurbelgehäuse und einen unterhalb des Kurbelgehäuses angebrachten Kurbelwellenlagerrahmen aufweist. Hierbei befindet sich in der dem Kurbelwel­ lenlagerrahmen zugewandten Seite des Kurbelgehäuses eine zentrale Ölgalerie, über die die Bohrungen für die Zylinderkopfschrauben entlang sämtlicher Zylinder­ bohrungen mit Öl versorgt werden können.

Weitere Brennkraftmaschinen sind beispielsweise aus der DE 30 43 173 A1 oder der DE 31 10 274 C2 bekannt.

Bei derartigen Brennkraftmaschinen ergibt sich, insbe­ sondere wenn das Kurbelgehäuse und der Zylinderkopf aus einer Aluminiumlegierung oder einer anderen Leichtmetallegierung besteht, das Problem, daß die aus Stahl bestehenden Zylinderkopfschrauben mit zunehmen­ der Erwärmung der Brennkraftmaschine, was eine Folge der Erwärmung des in der Brennkraftmaschine enthalte­ nen Öls ist, sich weniger stark ausdehnen als das Ma­ terial des Kurbelgehäuses. Dies führt zu Spannungen im Kurbelgehäuse und in den Zylinderkopfschrauben und dadurch auch zu einer schlechteren Verbindung zwischen dem Kurbelgehäuse und dem Zylinderkopf.

Aus der DE 41 16 944 C1 und der DE 196 15 234 C1 sind Brennkraftmaschinen bekannt, bei welchen in Bohrungen zur Befestigung von Lagerböcken für eine Nockenwelle Öl geführt wird.

Aus der DE 24 37 448 A1 ist es bekannt, die Zylinder­ kopfschrauben hohl auszubilden und als Ölrücklauf zu verwenden.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Brenn­ kraftmaschine zu schaffen, bei welcher das aus den Bohrungen der Zylinderkopfschrauben aus- oder einströ­ mende Öl in einer Ölverteilungsleitung geführt ist, welche einfach und kostengünstig herzustellen ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kenn­ zeichnenden Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.

Durch die zentrale Ölverteilungsleitung kann das Öl aus den Zylinderkopfschraubenbohrungen in sehr vor­ teilhafter Weise dem Zylinderkopf oder anderen mit der Brennkraftmaschine verbundenen Verbrauchern zugeführt werden. Die Anordnung der Ölverteilungsleitung im Be­ reich einer Trennfläche zwischen dem Kurbelgehäuse und dem Zylinderkopf bringt dabei fertigungstechnische Vorteile mit sich, da es durch die erfindungsgemäße Anordnung möglich ist, die Ölverteilungsleitung be­ reits beim Herstellen des Kurbelgehäuses bzw. des Zy­ linderkopfes vorzusehen und aus diesem Grund keine aufwendige Nachbearbeitung erforderlich ist. Bei­ spielsweise beim Gießen kann hierdurch auf komplizier­ te Kerne verzichtet werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus dem nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig dar­ gestellten Ausführungsbeispiel.

Es zeigt:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine; und

Fig. 2 die erfindungsgemäße Ölverteilungsleitung in einer Trennfläche zwischen dem Kurbelgehäuse und dem Zylinderkopf.

Fig. 1 zeigt eine Brennkraftmaschine 1 mit einem Kur­ belgehäuse 2 und einem in an sich bekannter Weise über dem Kurbelgehäuse 2 angeordneten Zylinderkopf 3. Unter dem Kurbelgehäuse 2 ist ein Behälter 4 zur Aufnahme von Öl zur Schmierung und Kühlung der Brennkraftma­ schine 1 angeordnet.

Oberhalb des Ölbehälters 4 befinden sich zwei Aus­ gleichswellen 5 sowie eine Kurbelwelle 6, welche in an sich bekannter Weise in Lagerstellen 7 gelagert ist, wobei im vorliegenden Schnitt nur eine Kurbelwellenla­ gerstelle 7 dargestellt ist. Die Anzahl der Kurbelwel­ lenlagerstellen 7 kann selbstverständlich den notwen­ digen Gegebenheiten angepaßt werden. Der Zylinderkopf 3 ist mit dem Kurbelgehäuse 2 über Zylinderkopfschrau­ ben 8 verbunden, welche sich in Bohrungen 9 in dem Kurbelgehäuse 2 und in dem Zylinderkopf 3 befinden. An dem dem Ölbehälter 4 zugewandten Ende sind die Bohrun­ gen 9 mit Gewinden 10 versehen, in welche die Zylin­ derkopfschrauben 8 eingreifen. Da es sich bei der Brennkraftmaschine 1 im vorliegenden Fall um eine Rei­ hen-Brennkraftmaschine 1 handelt, liegen die Gewinde 10 unterhalb der Kurbelwelle 6 und verbinden somit ein Lagergehäuse 2a, welches zu dem Kurbelgehäuse 2 gehört und unter demselben angeordnet ist, mit dem Kurbelge­ häuse 2.

In dem Zylinderkopf 3 befinden sich Ein- bzw. Auslaß­ kanäle 11, welche in an sich bekannter Weise von Gas­ wechselventilen 12 geöffnet bzw. verschlossen werden. Die Gaswechselventile 12 werden wiederum durch eine sich ebenfalls in dem Zylinderkopf 3 befindlichen Noc­ kenwelle 13 gesteuert. Selbstverständlich befinden sich in dem Zylinderkopf 3 noch weitere Bauteile, wel­ che jedoch ebenfalls an sich bekannt sind und im fol­ genden nicht näher beschrieben werden.

Die Bohrungen 9 für die Zylinderkopfschrauben 8, im folgenden auch als Zylinderkopfschraubenbohrungen 9 bezeichnet, sind dafür vorgesehen, Öl von dem Kurbel­ gehäuse 2 in den Zylinderkopf 3 zu befördern. Hierzu verläuft eine Zuleitung 14 von außen her durch das Kurbelgehäuse 2 in jede Zylinderkopfschraubenbohrung 9 einer Längsseite des Kurbelgehäuses 2. In Fig. 1 ist erkennbar, daß die Zylinderkopfschraubenbohrungen 9 in der gleichen Schnittebene liegen wie die Kurbelwellen­ lagerstellen 7.

Jeder Kurbelwellenlagerstelle 7 sind zwei Zylinder­ kopfschraubenbohrungen 9 zugeordnet, welche über ein Leitungssystem 15 miteinander verbunden sind. Jedes Leitungssystem 15 besteht aus einer ersten Leitung 16, welche das Öl von der Zylinderkopfschraubenbohrung 9 zu einer Tasche 17 befördert. Die Taschen 17 sind je­ weils den Kurbelwellenlagerstellen 7 in deren oberem Bereich zugeordnet und in das Kurbelgehäuse 2 einge­ gossen. Von jeder Tasche 17 verläuft eine zweite Lei­ tung 18 zu der der Zuleitung 14 gegenüberliegenden Zylinderkopfschraubenbohrung 9 der jeweiligen Kurbel­ wellenlagerstelle 7. Somit kann das an nur einer Seite des Kurbelgehäuses 2 eintretende Öl durch sämtliche Zylinderkopfschraubenbohrungen 9 nach oben in Richtung des Zylinderkopfes 3 gepumpt werden. Hierzu sind zu­ sätzlich eine Ölpumpe und ein Ölfilter vorgesehen, welche jedoch nicht dargestellt sind und von an sich bekannter Bauweise sein können. Vorzugsweise befinden sie sich jedoch vor der Zuleitung 14 außerhalb des Kurbelgehäuses 2. Durch die Taschen 17 ergibt sich des weiteren eine einfache Schmierung der Kurbelwellenla­ gerstellen 7.

Durch die Führung des Öls in den Zylinderkopfschrau­ benbohrungen 9 werden beim Erwärmen der Brennkraftma­ schine 1 bzw. des Öls in der Brennkraftmaschine 1 auch die Zylinderkopfschrauben 8 in gleichem Maße wie das Kurbelgehäuse 2 und der Zylinderkopf 3 erwärmt. Hier­ durch ergibt sich für die Zylinderkopfschrauben 8 eine ähnliche Dehnung wie für das Kurbelgehäuse 2 und den Zylinderkopf 3.

Von den Zylinderkopfschraubenbohrungen 9 gelangt das Öl in eine zentrale Ölverteilungsleitung 19, welche gemäß Fig. 1 als Nut in dem Zylinderkopf 3 oberhalb einer Trennfläche 20 zwischen dem Kurbelgehäuse 2 und dem Zylinderkopf 3 ausgebildet ist und direkt an die Zylinderkopfschraubenbohrungen 9 anschließt.

Fig. 2 zeigt eine Ansicht auf die Trennfläche 20 des Kurbelgehäuses 2. Zusätzlich zu dem in Fig. 1 Darge­ stellten sind hierbei Zylinderbohrungen 21, Was­ serübertrittskanäle 22 sowie Ölrücklaufbohrungen 23 erkennbar. Die Wasserübertrittskanäle 22 dienen zur an sich bekannten Versorgung des Zylinderkopfs 3 mit Kühlwasser, welches sich ebenfalls in dem Kurbelgehäu­ se 2 befindet. In den Ölrücklaufbohrungen 23 wird das­ jenige Öl, welches den Zylinderkopf 3 sowie weitere, nicht dargestellte Verbraucher der Brennkraftmaschine 1 durchlaufen hat, durch das Kurbelgehäuse 2 in den Ölbehälter 4 zurückgeleitet.

Die zentrale Ölverteilungsleitung 19 ist in der Aus­ führungsform gemäß Fig. 2 als umlaufende Nut in dem Kurbelgehäuse 2 ausgebildet. Alternativ könnte sich auch jeweils eine Nut in dem Kurbelgehäuse 2 und dem Zylinderkopf 3 befinden, welche dann gemeinsam die Ölverteilungsleitung 19 bilden. Die Breite, die Tiefe und die Bauform der Ölverteilungsleitung 19 hängt von den jeweiligen Gegebenheiten der Brennkraftmaschine 1 ab. Bei der Ausbildung der Ölverteilungsleitung 19 als Nut kann diese gefräst oder eingegossen sein.

Die Ölverteilungsleitung 19 verläuft an sämtlichen Zylinderbohrungen 21 entlang auf beiden Längsseiten des Kurbelgehäuses 2 sowie an einer Stirnseite dessel­ ben. Von beliebigen Punkten können dann nicht darge­ stellte Stichleitungen bzw. Versorgungsleitungen in den Zylinderkopf 3 oder zu den bereits oben erwähnten Verbrauchern geführt werden. Diese Verbraucher können beispielsweise die Nockenwelle 13 oder auch ein nicht dargestellter Turbolader sein. Durch eine nicht darge­ stellte, jedoch an sich bekannte Zylinderkopfdichtung zwischen dem Kurbelgehäuse 2 und dem Zylinderkopf 3 kann die Ölverteilungsleitung 19 abgedichtet werden.

Die Brennkraftmaschine 1 ist im vorliegenden Fall in Reihenbauweise ausgebildet, es könnte sich jedoch selbstverständlich auch um eine Brennkraftmaschine 1 der V-Bauweise handeln. Dabei könnten die Zylinder­ kopfschrauben 8 in einem solchen Fall nicht unter die Mitte der Kurbelwelle 6 geführt werden, wobei dann zur Verschraubung des Lagerdeckels 2a mit dem Kurbelgehäu­ se 2 zusätzliche Schrauben notwendig wären. Die Füh­ rung des Öls in den Zylinderkopfschraubenbohrungen 9 wäre jedoch genauso möglich, wobei dann selbstver­ ständlich entweder in beiden Trennflächen 20 oder in beiden Zylinderköpfen 3 die Ölverteilungsleitung 19 vorgesehen wäre. Selbstverständlich wäre auch eine W- Anordnung der Brennkraftmaschine 1 denkbar, welche dann drei Zylinderköpfe 3 aufweisen würde. Sogar bei einer Brennkraftmaschine 1 der Stern-Bauform könnte die oben beschriebene Art der Ölverteilung angewendet werden.

Claims (9)

1. Brennkraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse und mit wenigstens einem Zylinderkopf, welcher mit dem Kurbelgehäuse durch in Bohrungen des Kurbelgehäu­ ses und des wenigstens einen Zylinderkopfes ange­ ordnete Zylinderkopfschrauben verbunden ist, wobei zur Schmierung und/oder Kühlung der Brennkraftma­ schine und/oder von mit der Brennkraftmaschine verbundenen Verbrauchern in dem Kurbelgehäuse und in dem Zylinderkopf Öl zirkuliert, wobei die Boh­ rungen für die Zylinderkopfschrauben für die Auf­ nahme und den Transport des Öls vorgesehen sind, und wobei das Öl nach dem Verlassen der Bohrungen in einer zentralen Ölverteilungsleitung geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölverteilungsleitung (19) im Bereich einer Trennfläche (20) zwischen dem Kurbelgehäuse (2) und dem Zylinderkopf (3) angeordnet ist.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölverteilungsleitung (19) als Nut in dem Kur­ belgehäuse (2) ausgebildet ist.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölverteilungsleitung (19) als Nut in dem Zy­ linderkopf (3) ausgebildet ist.

4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölverteilungsleitung (19) als Nut in dem Kur­ belgehäuse (2) und im Zylinderkopf (3) ausgebildet ist.

5. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß von der Ölverteilungsleitung (19) zu den Verbrau­ chern Versorgungsleitungen ausgehen.

6. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei Zylinderkopfschraubenbohrungen (9) einer Kurbelwellenlagerstelle (7) zugeordnet sind, wobei die beiden Zylinderkopfschraubenbohrungen (9) jeweils durch ein Leitungssystem (15) mitein­ ander verbunden sind.

7. Brennkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungssysteme (15) jeweils eine erste Lei­ tung (16), eine in dem Kurbelgehäuse (2) an den Kurbelwellenlagerstellen (7) sich befindliche Ta­ sche (17) und eine zweite Leitung (18) aufweisen, wobei die erste Leitung von der ersten Zylinder­ kopfschraubenbohrung (9) zu der Tasche (17) ver­ läuft, und wobei die zweite Leitung (18) von der Tasche (17) zu der zweiten Zylinderkopfschrauben­ bohrung (9) verläuft.

8. Brennkraftmaschine nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Kurbelgehäuse (2) Zuleitungen (14) zur Zu­ leitung von Öl zu den ersten Zylinderkopfschrau­ benbohrungen (9) vorgesehen sind.

9. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Ölrücklaufbohrungen (23) zur Rückführung des Öls von dem Zylinderkopf (3) zu dem Kurbelgehäuse (2) vorgesehen sind.