DE19624387C2 - Kaltstartvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kaltstartvorrichtung bei einem Dieselmotor, insbesondere einem Einzy­ linder-Dieselmotor mit Direkteinspritzung, bei welcher dem Schmiermittelkreislauf entnommenes Öl in einem oberhalb dem Ansaugkanal angeordneten Ölgefäß gesammelt und daraus über eine Verbin­ dungsleitung dem Ansaugkanal zugeführt wird.

Bei einer derartigen bekannten Kaltstartvorrich­ tung (EP 0342270 B1) ist das Ölgefäß unmittelbar an eine Ölbohrung des Schmierkreises des Motors angeschlossen. Zum Regulieren seiner Füllmenge ist ein Überlauf in dem Kipphebelraum vorgesehen. Mittels eines Chokes kann das Ölgefäß auch nur vorübergehend mit dem Schmierkreis verbunden sein. Eine Zuführbohrung im Zylinderkopf verbin­ det das Ölgefäß direkt mit dem Ansaugkanal. Diese Zuführbohrung ist normalerweise durch Verschluß­ ventilmittel verschlossen; sie kann vorüberge­ hend, nämlich im Falle eines Kaltstarts, geöffnet werden, so daß der Inhalt des Ölgefäßes durch die Schwerkraft in den Ansaugkanal fließt.

Die bekannte Kaltstartvorrichtung erfordert zu ihrer Versorgung entsprechende Schmierölbohrungen im Bereich des Zylinderkopfes und des Zylinder­ kopfdeckels; wegen des im Ölgefäß anstehenden Öldrucks muß das Ölgefäß sicher nach außen abge­ dichtet sein, was wegen der durch eine Bohrung eines Gewindedeckels nach außen geführten Betäti­ gungsstange der Verschlußventilmittel problema­ tisch ist. Die Verschlußventilmittel müssen regelmäßig auf Dichtheit überprüft werden, da andernfalls mit ständigen Ölverlusten in den Ansaugkanal zu rechnen ist. Schließlich ermög­ licht die bekannte Kaltstartvorrichtung keine dosierte Ölzufuhr als Kaltstarthilfe. Eine ähnlich aufgebaute Kaltstarteinrichtung wird in der DD-PS 97 714 beschrieben.

Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine sich während des Motorbe­ triebs von selbst befüllende Kaltstartvorrichtung zu schaffen, welche von Druckschwankungen im Schmierölkreislauf unbeeinflußt ist, die Zufuhr einer dosierten Ölmenge aus dem Ölgefäß in den Ansaugkanal ermöglicht und bei der eine ungewollte Einspeisung von Lecköl in den Ansaug­ kanal auszuschließen ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Kaltstartvorrichtung ist das Ölgefäß nicht an eine Öldruckleitung der Motorschmierung angeschlossen, sondern im Bereich des Zylinderkopfs derart angeordnet, daß sich dort Spritzöl bevorzugt aus dem Kipphebelraum sammelt. Das Ölgefäß ist also zum Auffangen von Spritzöl entsprechend offen ausgebildet, so daß sich ein besonderer Überlauf erübrigt; überschüs­ siges Öl würde über den Rand des Ölgefäßes wieder zurück in den Kipphebelraum abfließen.

Erfindungsgemäß ist die Vorrichtung zum Dosieren einer bestimmten Ölmenge aus dem Ölgefäß außerdem zum Fördern dieser Ölmenge in den Ansaugkanal geeignet ausgebildet. Gesonderte Verschlußventil­ mittel sind nicht erforderlich. Stattdessen ist vorgesehen, daß das Ölgefäß zumindest teilweise im Zylinderkopf angeordnet ist und eine einseitig offene Pumpenbohrung zur Aufnahme eines Pumpen­ kolbens umfaßt, der gegenüber der Pumpenbohrung mittels einer Ringdichtung abgedichtet ist. Dadurch, daß der Pumpenkolben vollständig aus der Pumpenbohrung ausziehbar ist, kann das Spritzöl aus dem Ölgefäß in die Pumpenbohrung einströmen, um von dort bei gegenläufiger Bewegung des Pumpenkolbens durch die Verbindungsleitung in den Ansaugkanal gefördert zu werden.

Die Förderung erfolgt dabei vorteilhaft durch eine bodennahe Wandöffnung der Pumpenbohrung, die über eine Steigbohrung mit einer Zuführbohrung in den Ansaugkanal verbunden ist. Dabei wird die durch den Förderhub des Kolbens aus der Pumpenbohrung verdrängte Ölmenge erst über die Steigbohrung angehoben, bevor sie durch Schwerkraft über die Zuführbohrung in den Ansaugkanal gelangt. Es spielt also keine Rolle, ob der Pumpenkolben angehoben oder auf den Boden der Pumpenbohrung abgesenkt ist; ein Ölfluß durch die Zuführbohrung kann nur während des Förderhubs des Pumpenkolbens zustandekommen, so daß sich gesonderte Ventilmittel, die ein ungewolltes Abströmen von Öl in den Ansaugkanal verhindern, erübrigen.

Nach einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der Pumpenkolben mittels eines von außen zugänglichen Betätigungs­ knopfs, der am Ende einer Kolbenverlängerung angeordnet ist, handbetätigbar ist. Der Betäti­ gungsknopf kann dabei in der eingefahrenen Lage des Pumpenkolbens von außen auf dem Zylinderkopfdeckel aufliegen, z. B. gegen einen Sitz im Zylinderkopfdeckel anschlagen.

Vorteilhaft ist vorgesehen, daß die Kolben­ verlängerung in einer Führungsbohrung im Zylinderkopfdeckel geführt und mittels einer Ringdichtung gegenüber dieser abgedichtet ist.

Um sicherzustellen, daß der Pumpenkolben über die Pumpenbohrung angehoben wird, so daß deren gesamtes Volumen als Dosage zur Verfügung steht, ist vorgesehen, daß die Kolbenverlängerung mit radialen Vorsprüngen versehen ist, welche zusam­ men mit gehäuseseitigen Anschlägen den maximalen Kolbenhub begrenzen. Erst bei nachfolgendem nach unten Drücken des Pumpenkolbens tritt dieser wieder in die Pumpenbohrung ein, deren Wand gegenüber er abgedichtet ist. Ab Herstellen der Dichtwirkung erfolgt der eigentliche Förderhub, welcher mit dem Anschlagen des Betätigungsknopfs auf seinem Sitz im Zylinderkopfdeckel beendet ist. Das dabei aus der Pumpenbohrung verdrängte Öl gelangt somit in genau dosierter Menge vor das Einlaßventil im Ansaugkanal.

Um die Befüllung der Pumpenbohrung mit Spritzöl sicherzustellen, ist erfindungsgemäß ferner vorgesehen, daß das Ölgefäß oberhalb der Pumpen­ bohrung einen gegenüber dieser trichterförmig erweiterten Sammelraum umfaßt, der über der Pumpenbohrung zum Kipphebelraum hin mit einem niedrigen Randsteg endet, und daß eine Spritzwand des Zylinderkopfdeckels oberhalb des Sammelraums und innerhalb des Randstegs angeordnet ist, von wo aus Spritzöl in den Sammelraum geleitet wird. Von dort gelangt es dann in die Pumpenbohrung über dem darin eingefahrenen Pumpenkolben bzw., wenn dieser nach oben aus der Pumpenbohrung herausgezogen ist, am Pumpenkolben vorbei in die Pumpenbohrung.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Teilschnitt durch Zylinderkopf und Zylinderkopfdeckel im Bereich der Kalt­ startvorrichtung beim eingefahrenem Pumpenkolben und

Fig. 2 einen weiteren, gegenüber Fig. 1 verla­ gerten Teilschnitt durch Zylinderkopf und Zylinderkopfdeckel im Bereich der Kalt­ startvorrichtung mit ausgezogenem Pumpen­ kolben.

Fig. 1 zeigt einen Teilschnitt durch einen Einzylinder-Dieselmotor im Bereich des Zylinder­ kopfs 1 mit Zylinderkopfdeckel 2, zwischen denen eine Zylinderkopfdeckeldichtung 3 angeordnet ist. Im Kipphebelraum 4 des Zylinderkopfdeckels 2 ist der Kipphebel 5 dargestellt, dessen rechtes Ende auf einer Ventilstange 6 aufsitzt, die in einer Ventilführungsbuchse 7 geführt und mittels einer Ventilfeder 8 abgestützt ist. Der Kipphebel 5 ist im Bereich des oberen Endes eines Zugankers 9 gelagert. Im Zylinderkopf 1 ist ein Sammelraum 10 ausgebildet, dessen Hoden 11 trichterförmig zu einer zentralen Pumpenbohrung 12 verläuft, in welche ein mit Ringdichtung 13 versehen Pumpen­ kolben 14 eingreift. Der Pumpenkolben 14 besitzt eine Kolbenverlängerung 15, welche im Bereich ihres oberen Endes einen Betätigungsknopf 16 trägt. Ein Halsteil 17 der Kolbenverlängerung 15 ist in einer Führungsbohrung 18 des Zylinderkopfdeckels 2 geführt und mittels einer Ringdichtung 19 gegen deren Wand abgedichtet. Die Kolbenverlängerung 15 besitzt radiale Vorsprünge 20, welche zusammen mit gehäuseseitigen Anschlägen 21 den maximalen Ausfahrhub des Pumpenkolbens begrenzen, wie in Fig. 2 darge­ stellt.

Ein Spritzölstrahl 22 wird versorgt aus der Bohrung 23 für den Zuganker 9, von wo er über Düsenbohrungen 24 in einer Beilagscheibe 25 gegen die Innenseite des Zylinderkopfdeckels 2 gelangt und von dort in Richtung des Pfeils P gegen eine Spritzwand 26 des Zylinderkopfdeckels 2 reflektiert wird. Von dort gelangt das Spritzöl hinter den Randsteg 27 in den Sammelraum 10 des Ölgefäßes 28. Im Ölgefäß 28 sammelt sich Spritzöl an, bis ein maximaler Ölstand erreicht wird, welcher durch den Randsteg 27 vorgegeben ist. Den Randsteg 27 überflutendes Öl gelangt aus dem Kipphebelraum des Zylinderkopfs 1 wieder nach unten in den Kurbelraum des Motors.

In der Normalstellung befindet sich der Pumpen­ kolben in der in Fig. 1 gezeichneten eingescho­ benen Lage, d. h. das Spritzöl sammelt sich über dem Pumpenkolben 14 an. Zum Dosieren einer Kaltstart-Ölmenge wird der Pumpenkolben wie in Fig. 2 dargestellt ausgezogen, bis zu der gezeig­ ten Anschlagposition. Sobald der Pumpenkolben 14 aus der Pumpenbohrung 12 ausgetreten ist, strömt das Öl, welches sich über dem Pumpenkolben 14 angesammelt hat, um den Pumpenkolben herum gemäß Pfeil F und füllt die Pumpenbohrung 12 bis zum Rand und darüber an. Wird danach der Pumpenkolben 14 wieder nach unten gefahren, so verdrängt er das Öl aus der Pumpenbohrung 12 durch eine bodennahe Wandöffnung 29, eine Steigbohrung 30, eine Querbohrung 31 in eine Zuführbohrung 32, durch welche das zunächst über die Steigbohrung 30 nach oben geförderte Öl nach unten in den Ansaugkanal 33 abfließt, wo es für die Verbrennung beim Kaltstart oberhalb des Einlaßventils 34 zur Verfügung steht.

Während gemäß Fig. 2 die Schnittebene durch das Einlaßventil 34 verläuft, so daß man die Verbindungsleitung zwischen der Pumpenbohrung 12 und dem Ansaugkanal 33 erkennen kann, ist gemäß Fig. 1 ein demgegenüber versetzter Schnitt durch das Auslaßventil dargestellt, von welchem die Ventilstange 6 sichtbar ist.

Weder in der in Fig. 1 gezeigten abgesenkten Stellung des Pumpenkolbens 14 noch in der in Fig. 2 dargestellten angehobenen Stellung des Pumpen­ kolbens 14 kann Öl aus dem Ölgefäß 28 über die Zuführbohrung 32 in den Ansaugkanal 33 abfließen. Erst durch das Betätigen des angehobenen Pumpenkolbens 14, indem letzterer durch Eindrücken des Betätigungsknopfs 16 nach unten bewegt wird, kommt es zur Förderung einer durch die Größe der Pumpenbohrung 12 definierten Ölmenge, welche über die Steigbohrung 30 in die Zuführbohrung 33 überströmen kann. Das Ölgefäß 28 bzw. die Pumpenbohrung 12 sind derart dimensioniert, daß ein Pumpenhub in der Regel für einen Startvorgang reicht und daß insgesamt vier bis fünf Startvorgänge hintereinander möglich sind. Ist das Ölgefäß 28 leergepumpt, so kann Motoröl von außen mittels einer Ölkanne nachgefüllt werden. Zu diesem Zweck wird der Pumpenkolben 14 ausgefahren und es wird Öl in radial und nach unten offene Ausnehmungen 35 der Kolbenverlängerung 15 nachgefüllt.

Claims (8)

1. Kaltstartvorrichtung bei einem Dieselmotor, insbesondere einem Einzylinder-Dieselmotor mit Direkteinspritzung, bei welcher dem Schmiermittelkreislauf entnommenes, aus dem Kipphebelraum aufgefangenes Spritz-Öl in einem oberhalb des Ansaugkanals (33) angeord­ neten Ölgefäß (28) gesammelt und daraus über eine Verbindungsleitung dem Ansaugkanal (33) zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung zum Dosieren und Fördern einer bestimmten Ölmenge aus dem Ölgefäß (28) vorgesehen ist und daß die Vorrichtung über eine einen Teil der Verbindungsleitung bildende Steigbohrung (30) mit dem Ansaugkanal (33) verbunden ist.

2. Kaltstartvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ölgefäß (28) zumindest teilweise im Zylinderkopf angeordnet ist und eine einsei­ tig offene Pumpenbohrung (12) zur Aufnahme eines Pumpenkolbens (14) umfaßt, der gegen­ über der Pumpenbohrung (12) mittels einer Ringdichtung (13) abgedichtet ist.

3. Kaltstartvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenkolben (14) vollständig aus der Pumpenbohrung (12) ausziehbar ist, so daß das Spritzöl aus dem Ölgefäß (28) in die Pumpen­ bohrung (12) einströmen kann, um von dort bei gegenläufiger Bewegung des Pumpenkolbens (14) in einer dem Pumpenhub entsprechend dosierten Menge durch die Verbindungsleitung in den Ansaugkanal (33) gefördert zu werden.

4. Kaltstartvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Verbindungsleitung durch eine bodennahe Wandöffnung (29) der Pumpenbohrung (12), die über die Steigbohrung (30) mit einer Zuführbohrung in den Ansaugkanal (33) verbunden ist, gebildet ist.

5. Kaltstartvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenkolben (14) mittels eines von außen zugänglichen Betätigungsknopfs (16), der am Ende einer Kolbenverlängerung (15) angeordnet ist, handbetätigbar ist.

6. Kaltstartvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenverlängerung (15) in einer Führungsbohrung (18) im Zylinderkopfdeckel (2) geführt und mittels einer Ringdichtung (19) gegenüber dieser abgedichtet ist.

7. Kaltstartvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenverlängerung (15) mit radialen Vorsprüngen (20) versehen ist, welche zusam­ men mit gehäuseseitigen Anschlägen (21) den maximalen Hub des Pumpenkolbens (14) begrenzen.

8. Kaltstartvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ölgefäß (28) oberhalb der Pumpenboh­ rung (12) einen gegenüber dieser trichterför­ mig erweiterten Sammelraum (10) umfaßt, der über der Pumpenbohrung (12) zum Kipphebelraum (4) hin mit einem niedrigen Randsteg (27) endet und daß eine Spritzwand (26) des Zylin­ derkopfdeckels (2) oberhalb des Sammelraums (10) und innerhalb des Randstegs (27) angeordnet ist, von wo aus Spritzöl in den Sammelraum (10) geleitet wird.