DE19910271B4

DE19910271B4 - Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE19910271B4
Application number: DE1999110271
Authority: DE
Inventors: Dietmar Lagies; Manfred Mäthner
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1999-03-08
Filing date: 1999-03-08
Publication date: 2014-04-03
Anticipated expiration: 2019-03-09
Also published as: DE19910271A1

Abstract

Brennkraftmaschine der Hubkolbenmotorenbauart mit wenigstens zwei V-förmig zueinander an einem gemeinsamen Kurbelgehäuse (1) angeordneten Zylinderbänken (3) und mit einer Öl für einen Schmierkreislauf der Brennkraftmaschine aus einem Vorratsbehälter (15) fördernden Ölpumpe (17), wobei die Ölpumpe (17) und der Ölvorratsbehälter (15) in das Kurbelgehäuse (1) integriert sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine der Hubkolbenmotorenbauart mit wenigstens zwei V-förmig zueinander an einem gemeinsamen Kurbelgehäuse angeordneten Zylinderbänken und mit einer Öl für einen Schmierkreislauf der Brennkraftmaschine fördernden Ölpumpe, wobei die Ölpumpe in das Kurbelgehäuse integriert ist, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Bei einer derartigen aus der Schrift DE 40 32 591 bekannten Brennkraftmaschine der Hubkolbenmotorenbauart sind zwei V-förmig zueinander angeordnete Zylinderbänke mit jeweils sechs Zylindern an einem gemeinsamen Kurbelgehäuse angeordnet. Zur Versorgung der Brennkraftmaschine mit den Betriebsstoffen Kühlwasser und Schmieröl sind dabei zwei Pumpensätze vorgesehen, die jeweils aus einer Wasserpumpe sowie einer Ölsaugpumpe und einer Öldruckpumpe bestehen und die jeweils an einer der beiden Längsseiten des Motorgehäuses angeordnet sind.
Dabei weist die bekannte Brennkraftmaschine jedoch den Nachteil auf, dass die Pumpensätze durch ihre Anordnung außerhalb des Motorgehäuses zusätzlichen Bauraum beanspruchen, der an modernen Fahrzeugen mit derartigen Brennkraftmaschinen häufig nicht in ausreichendem Maße zur Verfügung steht.
Ein weiterer Nachteil einer derartigen außenliegenden Anordnung der Pumpen besteht in der aufwendigen Verschlauchung und entsprechenden Abdichtung zwischen Pumpe, Vorratsbehälter und Motor, um sicher zu gewährleisten, dass keines der Betriebsmittel aufgrund von Leckage aus dem System austritt, was insbesondere für den Betriebsstoff Öl von hoher Bedeutung ist.
Aus der DE 33 42 821 C2 ist eine Brennkraftmaschine mit zwei in Reihen V-förmig angeordneten Zylindern bekannt, wobei die Zylinder der Zylinderreihen in Richtung einer Längsachse einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine gegeneinander versetzt in einem Kurbelgehäuse angeordnet sind. Eine Ölpumpe ist in einem innerhalb des Kurbelgehäuses liegenden Bereich untergebracht, welcher sich durch den Versatz der Zylinder ergibt.
Aus der DE 196 33 949 A1 ist eine Brennkraftmaschine der V-Bauart bekannt, wobei in einer Ölwanne unterhalb eines Kurbelgehäuses eine Ölpumpe angeordnet ist. Hierbei handelt es sich um eine klassische Nasssumpfschmierung bzw. Druckumlaufschmierung, bei der das Schmieröl unterhalb einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine in der Ölwanne mitgeführt wird. Die Ölpumpe saugt Öl aus der Ölwanne an, befördert es zu einem Ölfilter und von dort durch Kanäle an entsprechende Schmierstellen. Allein durch Einwirkung von Schwerkraft fließt das Öl von den Schmierstellen zurück in die Ölwanne.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennkraftmaschine der Hubkolbenmotorenbauart mit wenigstens zwei V-förmig zueinander angeordneten Zylinderbänken derart weiterzubilden, dass eine Ölpumpe platzsparend und mit möglichst wenig Aufwand hinsichtlich der Anschlussleitungen an der Brennkraftmaschine angeordnet ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Brennkraftmaschine der o. g. Art mit den in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.
Hierzu ist es bei einer Brennkraftmaschine der o. g. Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Schmierkreislauf der Brennkraftmaschine als Trockensumpfschmierung mit einem Ölvorratsbehälter ausgebildet und der Ölvorratsbehälter in das Kurbelgehäuse integriert ist.
Die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine hat gegenüber den bekannten Lösungen den Vorteil, dass durch die Anordnung der Ölpumpe und des Ölvorratsbehälters innerhalb des Kurbelgehäuses kein zusätzlicher Bauraum für diese Bauteile an der Brennkraftmaschine beansprucht wird, so dass deren Gesamteinbaumaß sich dadurch verringert. Zudem kann durch die Aufnahme des Ölvorratsbehälters für eine Trockensumpfschmierung der Kurbelwelle auf eine aufwendige Verschlauchung zwischen Pumpe, Vorratsbehälter und Schmiersteilen verzichtet werden, da sämtliche Ölführungskanäle innerhalb des Motorgehäuses verlaufen. Dies verringert den Fertigungs- und insbesondere den Montageaufwand der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine erheblich. Dabei ist es darüber hinaus zudem möglich, Ölfilter und bei Bedarf auch einen Ölkühler ebenfalls am Motorgehäuse direkt vorzusehen.
Ölpumpe und Ölvorratsbehälter sind in vorteilhafter Weise in Einbaulage der Brennkraftmaschine unterhalb der Kurbelwelle im Kurbelgehäuse angeordnet, wobei die Ölpumpe dabei vorzugsweise direkt in den Vorratsraum eingesetzt ist. Dabei ist zwischen dem im unteren Teil des Kurbelgehäuses gebildeten Ölvorratsbehälter und dem darüber liegenden, die Kurbelwelle direkt aufnehmenden Raum eine Zwischenwand gebildet, in der entsprechende Öffnungen zum Absaugen des Öl-Luft-Gemisches vorgesehen sind.
Dabei ist es weiterhin besonders vorteilhaft, die Ölpumpe über eine Öffnung in der unten liegenden Seite des Kurbelgehäuses in dieses einzusetzen, wobei diese Öffnung in einfacher Weise mittels eines Verschlussdeckels dichtend verschließbar ist.
Der Antrieb der Ölpumpe erfolgt vorteilhafterweise über einen in Längsrichtung der Brennkraftmaschine mittig und senkrecht zu deren Längsachse angeordneten Mittentrieb, der als Rädertrieb mit einer Vielzahl von Zahnrädern ausgebildet ist. Dazu ragt die Ölpumpe dichtend über eine entsprechende Öffnung mit ihrem Antriebsteil aus dem Ölvorratsbehälter in einen benachbarten Aufnahmeraum für den Mittentrieb, wo eine Antriebswelle der Ölpumpe mit einem entsprechenden Antriebs-Zahnräderwerk gekoppelt ist, das seinerseits von der Kurbelwelle antreibbar ist.
Dabei ist es besonders vorteilhaft, auch diesen Aufnahmeraum für den Mittentrieb an der Brennkraftmaschine an die Trockensumpf-Ölschmierung anzuschließen und das Öl-Luft-Gemisch über entsprechende Öffnungen mittels der Ölpumpe auch aus diesem Raum abzusaugen.
Die Ölpumpe ist dabei in vorteilhafter Weise mehrstufig ausgebildet und weist vorzugsweise drei Lenz-Stufen und zwei Druckstufen auf. Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der folgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen die 1 einen vereinfachten Schnitt durch die Brennkraftmaschine mit der Darstellung der Anordnung des Ölvorratsbehälters und der Einbaulage der Ölpumpe und die 2 eine Explosivdarstellung zur Anordnung der Ölpumpe am Kurbelgehäuse.
Das in der 1 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt eine Brennkraftmaschine der Hubkolbenmotorenbauart mit einem Zylinder-Kurbelgehäuse 1, an dem drei V-förmig zueinander angeordnete Zylinderbänke 3 zu jeweils sechs Zylindern vorgesehen sind, die in bekannter Weise mittels entsprechender Zylinderköpfe 5 und darauf aufgesetzter Zylinderkopfhauben 7 verschlossen sind. Dabei münden alle Zylinderbänke 3 mit ihrem innen liegenden Ende in einen gemeinsamen Raum 9, der das Kurbelgehäuse 1 in Längsrichtung durchragt und in dem eine nicht näher dargestellte Kurbelwelle 11 angeordnet und geführt ist. Dieser Raum 9 ist über eine Zwischenwand 13 von einem weiteren, unterhalb des Raumes 9 liegenden Raum im Kurbelgehäuse 1 abgetrennt, der einen mit Schmieröl gefüllten Ölvorratsbehälter 15 bildet. In diesen Ölvorratsbehälter 15 ist eine Ölpumpe 17 eingesetzt, die in nicht näher dargestellter Weise mehrere Saug- und Druckstufen aufweist. Die Ölpumpe 17 ist dabei über verschiedene Saugleitungen, von denen eine Saugleitung 19 beispielhaft dargestellt ist, mit dem die Kurbelwelle 11 aufnehmenden Raum 9 verbunden, wobei die Eintrittsöffnungen in diese Saugleitungen 19 möglichst weit untenliegend im Raum 9 und den übrigen abzusaugenden Räumen angeordnet sind. Dabei werden u. a. auch die querliegende Zylinderbank 3, Räume zur Aufnahme des Steuertriebes und eines später beschriebenen Mittenantriebes über entsprechende Saugleitungen von der Ölpumpe 17 abgesaugt.
Die Ölpumpe 17 weist weiterhin eine in der 1 gezeigte Förderleitung 21 auf, über die das aus dem Raum 9 und den übrigen genannten, nicht näher gezeigten abzusaugenden Räumen geförderte Öl-Luft-Gemisch in den Ölvorratsbehälter 15 gelangt.
An der untenliegenden Seite der Ölpumpe 17 ist zudem in nicht näher dargestellter Weise eine Ansaugöffnung vorgesehen, über die Öl aus dem Ölvorratsbehälter 15 ansaugbar ist. Dieses Öl wird in weiterer Folge über entsprechende Kanäle 31 (siehe 2) im Kurbelgehäuse 1 einem am Kurbelgehäuse 1 angeordneten, nicht näher gezeigten Ölfilter zugeführt und nach dessen Durchströmen als Frischöl über entsprechende Förderkanäle im Kurbelgehäuse 1 an die einzelnen Schmierstellen der Brennkraftmaschine, z. B. innerhalb des Raumes 9 gefördert. Dabei ist die Ölpumpe 17 mehrstufig ausgebildet und weist vorzugsweise drei Lenz-Stufen und zwei Druckstufen auf.
In der 2 ist die Einbaulage der Ölpumpe 17 am Kurbelgehäuse 1 dargestellt, wobei diese Darstellung gegenüber der 1 um 90° gedreht ist. Dabei weist das Kurbelgehäuse 1 an seiner in Einbaulage der Brennkraftmaschine untenliegenden Seite eine Aufnahmeöffnung 23 auf, über die die Ölpumpe 17 gemäß Pfeil in das Kurbelgehäuse 1 einsetzbar ist und die über einen Verschlussdeckel 25 über entsprechende Verschraubungen dichtend verschließbar ist. Die Ölpumpe 17 wird dabei so am Kurbelgehäuse 1 befestigt, dass deren Ansaug- und Förderöffnungen mit den entsprechenden Kanaleintritts- und -austrittsöffnungen 19, 21, 31 im Kurbelgehäuse 1 fluchten, wobei die im Boden der Ölpumpe 17 vorgesehene Ansaugöffnung in der Schemadarstellung der 2 nicht näher gezeigt ist. Zur Aufnahme eines nicht näher dargestellten Ölfilters ist dabei, benachbart zur eingebauten Ölpumpe 17, eine gewölbte Wand 27 am Kurbelgehäuse 1 vorgesehen. Über entsprechende Überströmkanäle im Kurbelgehäuse 1, von denen in der 2 lediglich eine Eintrittsöffnung 31 dargestellt ist, erfolgt dabei die Ölströmung zwischen Ölpumpe 17 und dem Ölfilter, wobei es auf diese Weise möglich ist, das Ölfilter innerhalb des Kurbelgehäuses 1 anzuordnen und auch hier auf zusätzliche externe Leitungsverbindungen zu verzichten.
Der Antrieb der Ölpumpe 17 erfolgt über einen Zahnradantrieb 29, der in einen nicht näher gezeigten Zwischenraum ragt, der zwischen zwei Teilen einer geteilten mittleren Zylinderbank 3 gebildet ist und in dem zudem der Steuertrieb der Brennkraftmaschine, senkrecht zu deren Längsachse in nicht näher dargestellter Weise angeordnet ist. Die Ölpumpe 17 ragt dazu mit einem Antriebsteil 33 dichtend durch eine entsprechende Gehäuseöffnung 35 in einer Zwischenwand des Kurbelgehäuses 1, so dass der Zwischenraum vom den Ölvorratsbehälter 15 bildenden Raum abgetrennt ist. Der Antrieb des Zahnradantriebes 29 der Ölpumpe 17 ist dabei vorzugsweise über den Steuertrieb der Brennkraftmaschine mit der Kurbelwelle gekoppelt, wobei die Schmierung der Zahnräder über den zentralen Schmierkreislauf der Brennkraftmaschine erfolgt.
Der Schmierkreislauf der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine ist dabei als sogenannte Trockensumpfschmierung ausgebildet und erfolgt in folgender Weise. Während des Betriebs der Brennkraftmaschine wird von der mit motorsynchroner Drehzahl angetriebenen Ölpumpe 17 über die Saugleitungen 19 ein Öl-Luft-Gemisch aus dem die Kurbelwelle 11 aufnehmenden Raum 9 sowie verschiedenen Nebenräumen abgesaugt und in den Ölvorratsbehälter 15 gefördert, so dass sich in diesen Räumen 9 kein stehendes Ölvolumen bilden kann.
In einer weiteren Stufe der Ölpumpe 17 wird zugleich Öl aus dem Vorratsbehälter 15 angesaugt und über einen Ölfilter über entsprechende Ölführungskanäle innerhalb des Kurbelgehäuses 1 als Frischöl an die entsprechenden Schmierstellen der Brennkraftmaschine, z. B. innerhalb des Raumes 9 gefördert. Dort strömt das Öl in bekannter Weise über Austrittsöffnungen entlang der zu schmierenden Bauteile zurück an den Boden dieser Räume und wird dort als Öl-Luft-Gemisch erneut abgesaugt.
Dabei ist es mit der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine in konstruktiv einfacher Weise möglich, sämtliche ölführenden Baugruppen in das Kurbelgehäuse 1 zu integrieren, was neben einer Verringerung des Gesamtbaumaßes der Brennkraftmaschine auch einen Verzicht auf externe Ölleitungen und deren aufwendiges Abdichten möglich macht.

Claims

Brennkraftmaschine der Hubkolbenmotorenbauart mit wenigstens zwei V-förmig zueinander an einem gemeinsamen Kurbelgehäuse (1) angeordneten Zylinderbänken (3) und mit einer Öl für einen Schmierkreislauf der Brennkraftmaschine fördernden Ölpumpe (17), wobei die Ölpumpe (17) in das Kurbelgehäuse (1) integriert ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmierkreislauf der Brennkraftmaschine als Trockensumpfschmierung mit einem Ölvorratsbehälter (15) ausgebildet und der Ölvorratsbehälter (15) in das Kurbelgehäuse (1) integriert ist.
Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölpumpe (17) in Einbaulage der Brennkraftmaschine unterhalb einer Kurbelwelle (11) im Kurbelgehäuse (1) angeordnet ist.
Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ölvorratsbehälter (15) durch einen in Einbaulage der Brennkraftmaschine unterhalb der Kurbelwelle (11) liegenden Teil des Kurbelgehäuses (1) gebildet ist, der durch eine Zwischenwand (13) von einem die Kurbelwelle (11) aufnehmenden Raum (9) abgetrennt ist.
Brennkraftmaschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölpumpe (17) innerhalb des Vorratsbehälters (15) angeordnet ist.
Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölpumpe (17) aus einem eine Kurbelwelle (11) der Brennkraftmaschine aufnehmenden Raum (9) Öl über eine Saugleitung (19) absaugt, deren Eintrittsöffnung vorzugsweise an einem unteren Bereich des Kurbelwellenraumes (9) vorgesehen ist.
Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölpumpe (17) über eine Öffnung (23) an einer in Einbaulage der Brennkraftmaschine unten liegenden Seite des Kurbelgehäuses (1) in dieses einsetzbar ist, wobei die Öffnung (23) mittels eines Verschlußdeckels (25) dichtend verschließbar ist.
Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölpumpe (17) über einen in Längsrichtung der Brennkraftmaschine mittig und senkrecht zu deren Längsachse angeordneten Antrieb (29), vorzugsweise einen Zahnrad-Rädertrieb, rotierend angetrieben wird.
Brennkraftmaschine nach Anspruch 4 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Zahnradantrieb (29) der Ölpumpe (17) außerhalb des Ölvorratsbehälters (15) angeordnet ist, wobei ein Antriebsteil der Ölpumpe (17) dichtend durch eine entsprechende Gehäuseöffnung (35) an einer Zwischenwand des Kurbelgehäuses (1) ragt.