DE3720063A1 - Hubkolben-brennkraftmaschine mit trockensumpfschmierung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Hubkolben-Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine derartige Brennkraftmaschine für den Fall einer Viertakt-Zweizylinder-Maschine ist aus JSAE Review, Dezember 1985, Seite 38, bekannt. Der Vorteil dieser Konstruktion ist in der Einsparung einer Ölpumpe zu sehen, die zum Transport des Öls aus der Ölwanne in den Ölbehälter dient; zu diesem Öltransport werden die sich durch die Kolbenbewegungen ergebenden Druckerhöhungen im Kurbelgehäuse ausgenutzt.

Zur Entlüftung des Kurbelgehäuses einer Viertakt-Vierzylinder-Reihenmaschine ist aus der Deutschen Patentanmeldung 0 398 I a /46 c¹ ferner eine Untertei­ lung des Kurbelgehäuses durch quer zur Achse der Kurbelwelle verlaufende Wän­ de bekannt, wodurch drei Kurbelgehäusebereiche entstehen, die jeweils gleich­ phasige Bewegungen ausführenden Kolben zugeordnet sind. Alle Kurbelgehäuse­ bereiche sind mit Leitungen versehen, die zum Ansaugsystem der Brennkraftma­ schine führen und mit als Entlüftungsventile dienenden Rückschlagventilen versehen sind, die ein Durchströmen der Leitung nur in Richtung auf das Ansaug­ system zulassen. Bei dieser Konstruktion sind die Druckverläufe innerhalb der Kurbelgehäusebereiche - bis auf den zeitlichen Versatz - praktisch identisch und liegen auf niedrigem Niveau.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hubkolben-Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 so auszubilden, daß bei einer Brennkraftmaschine mit mehreren Gruppen gleichphasige Bewegungen ausführen­ der Kolben, insbesondere bei einer Vierzylinder-Maschine, für den Transport größerer Ölmengen geeignete Druckverhältnisse auftreten, ohne daß die Abdich­ tung des Kurbelgehäuses gegen die Atmosphäre erschwert wird.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs, vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung beschreiben die Unteransprüche.

In Abweichung von der Konstruktion nach der Deutschen Patentanmeldung, bei der übrigens die den einzelnen Kurbelgehäusebereichen individuell zugeordneten Leitungen nicht in einen Ölbehälter, sondern direkt in das Saugsystem der Maschine münden, sieht die Erfindung also nur in einem mittleren Kurbelge­ häusebereich eine Verbindung mit dem Ölbehälter vor, während die diesem mitt­ leren Bereich benachbarten Kurbelgehäusebereiche über Rückschlagventile mit dem mittleren Kurbelgehäusebereich druckabhängig verbunden sind. Dadurch ist sichergestellt, daß sich während der Abwärtsbewegung der Kolben der benach­ barten Kurbelgehäusebereiche und der gleichzeitigen Aufwärtsbewegung der Kol­ ben des mittleren Kurbelgehäusebereichs in den benachbarten, das heißt stirn­ seitig an die Atmosphäre angrenzenden Kurbelgehäusebereichen keine hohen, die Dichtungen belastenden Drücke aufbauen können. Andererseits bewirkt der während dieser Betriebsphase erfolgende Öltransport aus den benachbarten Kur­ belwellenbereichen in den mittleren Kurbelwellenbereich bereits eine Art Vor­ druck in diesem, so daß bei Abwärtsbewegung der Kolben des mittleren Kurbelge­ häusebereichs sich ein relativ hoher Druck ausbildet, der den Öltransport durch die Leitung in den Ölbehälter begünstigt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung erläutert, die einen senkrechten Längsschnitt durch die hier interessierenden Bestandteile einer Vierzylinder-Viertakt-Brennkraftmaschine in Reihenbauweise wiedergibt.

Die Kolben der Maschine sind mit 1, 2, 3 und 4 bezeichnet; sie arbeiten in üblicher Weise über Pleuel auf die Kurbelwelle 5, die im Bereich ihres in der Figur rechten Endes außerhalb der Ölwanne 6 das Schwungrad 7 trägt und an ihrem in der Figur linken Ende über den Riementrieb 8 mit der Ölpumpe 9 in dem Ölbehälter 10 in Verbindung steht. Wie ersichtlich, liegt der Ölbe­ hälter 10 höher als der Ölspiegel in der Ölwanne 6, die das Kurbelgehäuse 11 nach unten begrenzt.

Durch Querwände 12 und 13 ist das Kurbelgehäuse 11 in drei Kurbelgehäusebe­ reiche 14, 15 und 16 unterteilt, die jeweils unter gleichphasige Bewegungen ausführenden Kolben bzw. Kolbengruppen liegen. So bewegen sich die mittleren Kolben 2 und 3, wie auch aus der Figur ersichtlich, gleichzeitig nach oben bzw. unten; entsprechendes gilt für die beiden äußeren Kolben 1 und 4.

Betrachtet man die Querwände 12 und 13, so sind in ihnen durch Klappen oder Zungen gebildete Ventile 17 und 18 angeordnet, die nur im Sinne eines Einströ­ mens von Öl und Gas aus den benachbarten Kurbelgehäusebereichen 14 und 16 in den mittleren Kurbelgehäusebereich 15 öffnen. Das bedeutet, daß bei Bewe­ gungen der Kolben 1 und 4 nach unten und gleichzeitigem Bewegen der Kolben 2 und 3 nach oben ohne Aufbau eines nennenswert höheren Drucks in den äußeren Kurbelgehäusebereichen 14 und 16 durch Öffnen der Ventile 17 und 18 aus diesen Bereichen Öl und Gas in den mittleren Kurbelgehäusebereich 15 transportiert wird. Bei Bewegungsumkehr der Kolben, also Bewegung der mittleren Kolben 2 und 3 nach unten, schließen die Ventile 17 und 18, so daß sich im mittleren Kurbelgehäusebereich 15 Überdruck ausbildet, der Öl und Gas durch die Steig­ leitung 19 in den Ölbehälter 10 transportiert. Die Steigleitung 19 mündet oberhalb des Ölspiegels im Ölbehälter 10 in diesen ein; der Raum oberhalb des Ölspiegels im Behälter 10 steht über die Leitung 20 mit dem nicht darge­ stellten Ansaugsystem der Brennkraftmaschine in Verbindung.

Wenn auch in manchen Fällen die Masse der bewegten Ölsäule in der Steigleitung 19 und damit ihre Trägheit ein Rückfließen des Öls in den mittleren Kurbel­ gehäusebereich 15 verhindern mag, ist es doch in vielen Fällen zweckmäßig, im Zuge der Leitung 19 ein Rückschlagventil 21 vorzusehen.

Was die Ausbildung der Ölwanne 6 anbelangt, so besitzt sie einen tiefer herab­ gezogenen mittleren Bereich 22, und die Leitung 19 tritt aus der in der Figur linken Stirnwand dieses mittleren Bereichs aus, so daß sie ohne Vergrößerung der Bauhöhe der Anordnung unmittelbar unter demjenigen Teil der Ölwanne ver­ laufen kann, der dem in der Figur linken Kurbelgehäusebereich 14 zugeordnet ist.

Durch die bodennahe Anordnung der Ventile 17 und 18 kann der Ölstand in den seitlichen Ölwannenbereichen und damit die Tiefe der Ölwanne niedrig gehalten werden.

Mit der Erfindung ist also eine Hubkolben-Brennkraftmaschine mit Trockensumpf­ schmierung geschaffen, die unter Wahrung des Vorteils der Einsparung einer Ölpumpe zum Öltransport aus der Ölwanne in einen Ölbehälter die sich im Be­ trieb der Maschine ergebenden Druckverhältnisse im Kurbelgehäuse zum Öltrans­ port ausnutzt, ohne daß die Wellendichtungen der Ölwanne gegen die Atmosphäre belastet werden.

Claims (4)

1. Hubkolben-Brennkraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse nebst Ölwanne und einem aus dieser unter Ausnutzung der im Betrieb der Maschine auf­ tretenden Druckpulsationen im Kurbelgehäuse mit Öl gespeisten Ölbehälter, aus dem eine Förderpumpe Öl zu den Schmier- und/oder Kühlstellen fördert, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschine Gruppen gleichphasige Bewegungen ausführender Kolben (1, 2, 3, 4) aufweist, die längs der Kurbelwellenachse aufeinanderfolgen und denen durch Wände (12, 13) gegeneinander abgedich­ tete Kurbelgehäusebereiche (14, 15, 16) zugeordnet sind, von denen zumin­ dest ein mittlerer (15) mit zumindest einer zum Ölbehälter (10) führenden Leitung (19) versehen ist, während die den mittleren Kurbelgehäusebereich (15) begrenzenden Wände (12, 13) bodennah mit Einwegventilen (17, 18) be­ stückt sind, die nur bei Abwärtsbewegung der den benachbarten Kurbelge­ häusebereichen (14, 16) zugeordneten Kolben (1, 4) öffnen.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ölbe­ hälter (10) höher als der Ölspiegel in der Ölwanne (6) liegt und im Zuge der Leitung (19) ein Rückschlagventil (21) angeordnet ist.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölwanne (6) im mittleren Kurbelgehäusebereich (15) etwas tiefer als in den benachbarten Kurbelgehäusebereichen (14, 16) verläuft.

4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lei­ tung (19) aus einer Stirnseite des tiefer verlaufenden Bereichs (22) der Ölwanne (6) austritt.