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EP0009564A1 - Schmierölkreislauf für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Schmierölkreislauf für eine Brennkraftmaschine Download PDF

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Publication number
EP0009564A1
EP0009564A1 EP79102750A EP79102750A EP0009564A1 EP 0009564 A1 EP0009564 A1 EP 0009564A1 EP 79102750 A EP79102750 A EP 79102750A EP 79102750 A EP79102750 A EP 79102750A EP 0009564 A1 EP0009564 A1 EP 0009564A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
line
lubricating oil
oil
pressure
main pressure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP79102750A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0009564B1 (de
Inventor
Heinz Dipl.-Ing. Pluequet
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kloeckner Humboldt Deutz AG
Original Assignee
Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kloeckner Humboldt Deutz AG filed Critical Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority to AT79102750T priority Critical patent/ATE1074T1/de
Publication of EP0009564A1 publication Critical patent/EP0009564A1/de
Application granted granted Critical
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Expired legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M9/00—Lubrication means having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01M1/00 - F01M7/00
    • F01M9/10—Lubrication of valve gear or auxiliaries
    • F01M9/108—Lubrication of valve gear or auxiliaries of auxiliaries
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M1/00—Pressure lubrication
    • F01M1/10—Lubricating systems characterised by the provision therein of lubricant venting or purifying means, e.g. of filters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M5/00—Heating, cooling, or controlling temperature of lubricant; Lubrication means facilitating engine starting
    • F01M5/002—Cooling

Definitions

  • the invention relates to a lubricating oil circuit for an internal combustion engine with a lubricating oil pump, which, if necessary, an oil cooler and a filter device through a main pressure line oil to storage locations of the internal combustion engine and to further distant storage locations of additional units, for. B. an exhaust gas turbocharger, promotes.
  • the additional units such. B. connect the exhaust gas turbocharger via a connecting line to the main pressure line of the internal combustion engine and provide a drain line between the turbocharger and the oil sump.
  • the connection point of the connecting line lies behind the lubricating oil cooler and the filter device for the lubricating oil, as well as behind other parts of the lubricating oil circuit such as supply lines etc. due to the necessary cooling and filtering of the oil supplied during engine operation in the flow direction Partially or completely clear, so that each time the engine is restarted, these spaces must be filled before the full oil pressure builds up and the lubricating oil can press into the bearing points.
  • nachteili g t are the more remote bearing points of auxiliary units, such as the bearings of the arranged generally level with the upper edge of the engine or even higher exhaust gas turbocharger.
  • oil of sufficient pressure in bearing points may only occur with a such a time delay that this does not adversely affect unloaded start-up and a correspondingly heavily delayed or gradual load transfer, for rapid load transfer such as occurs in the case of immediate standby units, the time when sufficient pressure oil is available is too late. This can result in severe damage to the bearing points, unless a continuous or intermittent oil supply is ensured by complex oil lubrication devices. However, such devices are far too complex and expensive, so that they can only be used for larger systems.
  • the object of the invention is achieved by the features listed in the characterizing part of patent claim 1. It is ensured by a direct pressure oil line from the lubricating oil pump or a connection point of the main pressure line just behind the lubricating oil pump that the bearing points to be supplied are supplied immediately with the interposition of an idle-proof lubricating oil filter.
  • patent claim 3 ensure that the more distant bearing points are supplied by the direct pressure oil line only in the start-up phase, the oil supply being provided by the latter after the start-up and sufficient pressure in the main pressure line. This ensures that all bearing points are supplied with cooled and, if necessary, filtered oil during normal operation of the internal combustion engine. If there is a relatively small amount of oil flowing through the direct pressure oil line and the distant bearings to be supplied tolerate an oil that has been heated and not recooled according to the engine operation, the direct pressure oil line and the usual connecting line can be maintained throughout the operating time of the engine between the main pressure line and the bearing points.
  • the object of the invention is also achieved by the features of the characterizing part of claim 4. It is assumed that the oil can only flow back through the main pressure line when the bearing points are idle or safe to drain, but this is not possible due to the shut-off device.
  • the no-load or drain protection can be ensured by designing the branch lines from the main pressure line and their adjoining rooms to the bearing points in such a way that their highest point is higher than all other rooms in the oil circuit. Even if the connecting line from the main pressure oil line to the more distant bearings, e.g. B.
  • an exhaust gas turbocharger should have run empty over lower lying bearing points, the oil pressure when the shut-off valve is opened and the filled oil chambers of the pressure oil build-up in the connecting line will then take place just as quickly as would be the case via a direct pressure oil line.
  • 1 denotes an internal combustion engine which is only shown in outline and which has an oil sump 2 from which a lubricating oil pump 3 can draw in oil.
  • a throttle valve or shut-off element 5a denoted by 5
  • main pressure line 6 in which an oil cooler 7 and a filter device 8 are installed.
  • a connecting line 1 2 is also connected to the main pressure line 6 and leads to remote bearing points 14 of an exhaust gas turbocharger 15 via a changeover valve 13. From the remote bearing points 14 R leads ückflußtechnisch 16 in the oil sump 2.
  • the lubricating oil pump 3 is connected a direct pressure oil conduit 1 7 which chmierölfilter via an idle secure S 18 leading to the reversing valve. 13
  • the changeover valve 13 is designed so that pressure in the connecting line 12, namely in the area between the main pressure line 6 and the switching valve 13, switches the latter such that a connection between the connecting line and distant bearing points 14 takes place, while in the absence of pressure or a low pressure in the Connecting line, the switching valve 13 is switched to the switching position shown in the drawing, so that the connecting line is interrupted and the direct pressure oil line is connected to the distant bearing points.
  • the throttle valve or shut-off device is actuated by means of a servo cylinder 19, a piston 20 arranged inside the servo cylinder being acted upon by the pressure in the direct pressure oil line 17 on the one hand by a spring 21 and on the other hand via a control line 22, so that the throttle valve or shut-off device is depressurized or the lowest pressure in the direct pressure oil line is closed and opened with sufficient pressure in the pressure oil line.
  • the drawing also shows dash-dotted lines for 3 bearing points 10 of the crankshaft 11 Stub lines 9a are provided, which are arranged so that they have a higher point than the main pressure line with adjoining rooms as close as possible to the bearing points, so that the lubricating oil system is designed to be idle-proof when using these stub lines and using a shut-off valve, the direct pressure oil line 17 then being omitted can.

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Abstract

Bei einem Schmierölkreislauf für eine Brennkraftmaschine (1) ist eine Schmierölpumpe (3) Ober einen Ölkühler (7) und eine Filtereinrichtung (8) mit Lagerstellen (10), einer Kurbelwelle (11) und Lagerstellen (14) eines Abgasturboladers (15) verbunden. Dabei wird durch eine direkte Druckölleitung (17) von der Schmierölpumpe (3) oder einer Anschlußstelle der Hauptdruckleitung (6) kurz hinter der Schmierölpumpe (3) sichergestellt, daß auch weiter entfernte Lagerstellen (14) sofort mit Schmieröl versorgt werden. Damit das Schmieröl bereits durch die ersten Umdrehungen der Schmierölpumpe (3) in die direkte Druckölleitung (17) gezwungen wird und nicht erst die Hauptdruckleitung auffullt, wird der Schmierölfluß durch eine Drossel (5) oder ein Absperrorgan (5a) gesteuert. Die Drossel (5) oder das Absperrorgan (5a) sind in Abhängigkeit vom Druck am Austritt der Schmierölpumpe (3) betätigbar.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen Schmierölkreislauf für eine Brennkraftmaschine mit einer Schmierölpumpe, die über ggfs. einen Ölkühler und eine Filtereinrichtung durch eine Hauptdruckleitung Öl zu Lagerstellen der Brennkraftmaschine und zu weiter entfernten Lagerstellen von Zusatzaggregaten, z. B. eines Abgasturboladers, fördert.
  • Es ist bekannt (Deutz-Motor, Typ BAM 816), die Zusatzaggregate wie z. B. den Abgasturbolader über eine Verbindungsleitung an die Hauptdruckleitung der Brennkraftmaschine anzuschließen und eine Abflußleitung zwischen Turbolader und Ölsumpf vorzusehen. Die Anschlußstelle der Verbindungsleitung liegt dabei wegen der erforderlichen Kühlung und Filterung des während des Motorbetriebs zugeführten Öls in Durchflußrichtung hinter dem Schmier- ölkühler und der Filtereinrichtung für das Schmieröl, sowie hinter anderen Teilen des Schmierölkreislaufs wie Zuleitungen usw. Bei längerem Motorstillstand läuft das Öl aus diesen Räumen teilweise oder ganz ab, so daß bei jedem erneuten Motorstart diese Räume aufgefüllt werden müssen, bevor sich der volle Öldruck aufbauen und das Schmieröl in die Lagerstellen drücken kann. Besonders be- nachteiligt sind dabei die weiter entfernten Lagerstellen von Zusatzaggregaten, wie beispielsweise die Lagerstellen des meist in Höhe der-Oberkante des Motors oder noch darüber angeordneten Abgasturboladers. Hier tritt Öl ausreichenden Druckes in Lagerstellen u.U. erst mit einer solchen zeitlichen Verzögerung ein, daß dies sich zwar beim unbelasteten Hochlauf und entsprechend stark verzögerter oder allmählicher Lastübernahme nicht nachteilig auswirkt, für schnelle Lastübernahme wie sie bei Sofortbereitschaftsaggregaten auftritt, liegt der Zeitpunkt, in dem Drucköl ausreichender Menge vorhanden ist, zu spät. Hierdurch können schwere Zerstörungen an den Lagerstellen auftreten, wenn nicht durch aufwendige Ölschmiereinrichtungen für eine kontinuierliche oder intervallmäßige Ölversorgung gesorgt wird. Derartige Einrichtungen sind aber viel zu aufwendig und zu teuer, so daß sie nur für größere Anlagen in Frage kommen.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung einen Schmierölkreislauf dahingehend zu verbessern, daß die Schmierölversorgung auch weiter entfernter Lagerstellen früh genug erfolgt, wobei dies ohne Schädigung des Schmierölkreislaufs mit einfachen Mitteln erfolgen soll.
  • Gelöst wird die Aufgabe der Erfindung durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmale. Dabei wird durch eine direkte Druckölleitung von der Schmierölpumpe oder einer Anschlußstelle der Hauptdruckleitung kurz hinter der Schmierölpumpe sichergestellt, daß die zu versorgenden Lagerstellen ggfs. unter Zwischenschaltung eines leerlaufsicheren Schmierölfilters sofort versorgt werden. Damit das Öl bereits durch die ersten Umdrehungen der Schmierölpumpe in die direkte Druckölleitung gezwungen wird und nicht den geringsten Widerstand des Auffüllvorganges der Hauptdruckleitung wählt, kann je nach vorhandenen Verhältnissen der Abfluß zur Hauptdruckleitung durch eine verstellbare Drossel bzw. Absperrorgan kurzfristig behindert bzw. unterbrochen werden, wobei mit aufkommenden Öldruck über die Steuerleitung der Zufluß zur Hauptdruckleitung voll geöffnet wird, nach Abstellen des Motors jedoch unter Federkraftwirkung wieder in die Drossel- bzw. Absperrstellung geht.
  • Durch das Merkmal des Anspruchs 2 wird eine baulich einfache und kostengünstige Anordnung der Steuerleitung empfohlen.
  • Durch die Merkmale des Patentanspruchs 3 wird sichergestellt, daß nur in der Anlaufphase die Versorgung der weiter entfernten Lagerstellen durch die direkte Druckölleitung erfolgt, wobei nach dem Hochlaufen und hinreichendem Druck in der Hauptdruckleitung die Ölversorgung durch diese erfolgt. Dadurch wird sichergestellt, daß während des normalen Betriebs der Brennkraftmaschine alle Lagerstellen durch gekühltes und ggfs. gefiltertes Öl versorgt werden. Handelt es sich um eine relativ kleine Ölmenge, die durch die direkte Druckölleitung fließt und vertragen die zu versorgenden, entfernten Lagerstellen ein entsprechend dem Motorbetrieb erwärmtes, nicht rückgekühltes Öl, so kann während der gesamten Betriebszeit des Motors die direkte Druckölleitung beibehalten werden und die übliche Verbindungsleitung zwischen Hauptdurckleitung und den Lagerstellen entfällt.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird auch durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 4 gelöst. Dabei wird von dem Gedanken ausgegangen, daß bei leerlauf- bzw. ablaufsicheren Lagerstellen das Öl nur durch die Hauptdruckleitung zurückfließen kann, was jedoch durch das Absperrorgan nicht möglich ist. Die Leerlauf- bzw. Ablaufsicherung kann dadurch gewährleistet sein, daß die Stichleitungen von der Hauptdruckleitung und ihre Nebenräume zu den Lagerstellen derart ausgebildet sind, daß deren höchster Punkt höher liegt, als alle anderen Räume des Ölkreislaufs. Selbst wenn dann noch die Verbindungsleitung von der Hauptdruckölleitung zu den entfernteren Lagerstellen, z. B. eines Abgasturboladers über tiefer liegende Lagerstellen leergelaufen sein sollte, wird dann trotzdem durch den aufkommenden Öldruck bei aufgesteuertem Absperrventil und die gefüllten Ölräume der Druckölaufbau in der Verbindungsleitung genauso schnell erfolgen, als dies über eine direkte Druckölleitung der Fall wäre.
  • Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung verwiesen, in der ein Ausführungsbeispiel vereinfacht dargestellt ist.
  • In der Zeichnung ist mit 1 eine nur skizziert dargestellte Brennkraftmaschine bezeichnet, die einen Ölsumpf 2 aufweist aus dem eine Schmierölpumpe 3 Öl ansaugen kann. An dem Druckstutzen 4 der Schmierölpumpe 3 ist ein mit 5 bezeichne Drosselventil bzw. Absperrorgan 5a angeschlossen, welches mit einer Hauptdruckleitung 6 verbunden ist, in der ein Ölkühler 7 und eine Filtereinrichtung 8 eingebaut sind. Mit der Hauptdruckleitung 6 sind Stichleitungen 9 verbunden, die zu Lagerstellen 10 einer Kurbelwelle 11 und zu sonstigen Verbrauchern führen. An die Hauptdruckleitung 6 ist weiterhin eine Verbindungsleitung 12 angeschlossen, die über ein Umschaltventil 13 zu entfernten Lagerstellen 14 eines Abgasturboladers 15 führt. Von den entfernten Lagerstellen 14 führt eine Rückflußleitung 16 in den Ölsumpf 2. An den Druckstutzen 4 der Schmierölpumpe 3 ist eine direkte Druckölleitung 17 angeschlossen, die über einen leerlaufsicheren Schmierölfilter 18 zum Umschaltventil 13 führt. Das Umschaltventil 13 ist so ausgebildet, daß Druck in der Verbindungsleitung 12, und zwar im Bereich zwischen Hauptdruckleitung 6 und Umschaltventil 13, letzteres derart umschaltet, daß eine Verbindung zwischen Verbindungsleitung und entfernten Lagerstellen 14 erfolgt, während bei Drucklosigkeit bzw. einem geringen Druck in der Verbindungsleitung das Umschaltventil 13 in die in der Zeichnung dargestellte Schaltstellung umgeschaltet ist, so daß die Verbindungsleitung unterbrochen und die direkte Druckölleitung mit den entfernten Lagerstellen verbunden ist. Das Drosselventil bzw. Absperrorgan wird mittels eines Servozylinders 19 betätigt, wobei ein innerhalb des Servozylinders angeordneter Kolben 20 einerseits von einer Feder 21 und andererseits über eine Steuerleitung 22 vom Druck in der direkten Druckölleitung 17 beaufschlagt wird, so daß das Drosselventil bzw. Absperrorgan bei Drucklosigkeit bzw. geringstem Druck in der direkten Druckölleitung geschlossen und bei hinreichendem Druck in der Druckölleitung geöffnet ist.
  • In der Zeichnung sind weiterhin, strichpunktiert dargestellt, für 3 Lagerstellen 10 der Kurbelwelle 11 Stichleitungen 9a vorgesehen, die so angeordnet sind, daß sie möglichst nahe an den Lagerstellen eine höhere Stelle als die Hauptdruckleitung mit Nebenräumen aufweisen, so daß das Schmierölsystem bei Verwendung dieser Stichleitungen und Benutzung eines Absperrventils 5a leerlaufsicher ausgestaltet ist, wobei dann die direkte Druckölleitung 17 entfallen kann.

Claims (5)

1. Schmierölkreislauf für eine Brennkraftmaschine mit einer Schmierölpumpe, die über ggfs. einen Ölkühler und eine Filtereinrichtung durch eine Hauptdruckleitung Öl zu Lagerstellen der Brennkraftmaschine und zu weiter entfernten Lagerstellen von Zusatzaggregaten, z. B. eines Abgasturboladers, fördert, dadurch gekennzeichnet, daß in der Hauptdruckleitung (6) möglichst nahe an der Schmierölpumpe (3) eine verstellbare Drossel (5) bzw. verstellbares Absperrorgan (5a) eingebaut ist, daß zwischen Drossel (5) bzw. Absperrorgan (5a) und Schmierölpumpe (3) eine direkte Druckölleitung (17) angeschlossen ist, die ggfs. unter Zwischenschaltung eines leerlaufsicheren Schmierölfilters (18) zu den weiter entfernten Lagerstellen (14) führt, und daß an der Verstelleinrichtung (19 bis 21) der Drossel (5) bzw. des Absperrorgans (5a) eine vom Druck zwischen Schmierölpumpe (3) und Drossel (5) bzw. Absperrorgan (5a) beaufschlagte Steuerleitung (22) angeschlossen ist, die die Verstelleinrichtung (19 bis 21) entgegen Federkraft (21) im Öffnungssinne betätigt.
2. Schmierölkreislauf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerleitung (22) an die direkte Druckölleitung (17) angeschlossen ist.
3. Schmierölkreislauf nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die direkte Druckölleitung (17) in eine zwischen Hauptdruckleitung (6) und den weiter entfernten Lagerstellen (14) angeordnete Ver- bindungsleitung (12) mündet und daß an der Einmündungsstelle ein Umschaltventil (13) eingebaut ist, das vom Druck in der Verbindungsleitung (12) zwischen Umschaltventil (13) und Hauptdruckleitung (6) derart betätigt wird, daß ab einem vorgebenen Druck in der Verbindungsleitung (12) die direkte Druckölleitung (17) angeschlossen und die Verbindungsleitung (12) mit den weiter entfernten Lagerstellen (14) verbunden ist, wobei bei unzureichendem Druck die Verbindungsleitung (12) abgeschlossen und die direkte Druckölleitung (17) mit den weiter entfernten Lagerstellen (14) verbunden ist.
4. Schmierölkreislauf für eine Brennkraftmaschine mit einer Schmierölpumpe, die über ggfs. einen Ölkühler und eine Filtereinrichtung durch eine Hauptdruckleitung Öl zu Lagerstellen der Brennkraftmaschine und zu weiter entfernten Lagerstellen von Zusatzaggregaten, z. B. eines Abgasturboladers fördert,
dadurch gekennzeichnet, daß in der Hauptdruckleitung (6) möglichst nahe an der Schmierölpumpe (3) ein verstellbares Absperrorgan (5a) eingebaut ist, das entgegen Federkraft (2l) im Öffnungssinne vom Druck in der Hauptdruckleitung (6) vor dem Absperrorgan (5a) betätigbar ist, und daß der Ölkühler (7), die Filtereinrichtung (8) und sonstige Räume sowie die Hauptdruckleitung (6) mit den Nebenräumen gegenüber den Lagerstellen (10) der Brennkraftmaschine (1) leerlauf- bzw. ablaufsicher ausgeführt sind.
5. Schmierölkreislauf nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen der Hauptdruckleitung (6) und den Lagerstellen (10) der Brennkraftmaschine (1) angeordneten Stichleitungen (9a) möglichst nahe an den Lagerstellen (10) eine höher als die Hauptdruckleitung (6) mit Nebenräumen angeordnete Leitungsstrecke aufweisen.
EP79102750A 1978-10-04 1979-08-01 Schmierölkreislauf für eine Brennkraftmaschine Expired EP0009564B1 (de)

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DE2843248A DE2843248C2 (de) 1978-10-04 1978-10-04 Schmierölkreislauf für eine Brennkraftmaschine

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EP0009564A1 true EP0009564A1 (de) 1980-04-16
EP0009564B1 EP0009564B1 (de) 1982-05-19

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EP (1) EP0009564B1 (de)
AT (1) ATE1074T1 (de)
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