Hubkolben-Brennkraftmaschine

Abstract

 Bei einer Hubkolben-Brennkraftmaschine, insbesondere für Fahrzeuge, dessen unten offenes Zylinderkurbelgehäuse 1 durch eine Ölwanne 11 abgeschlossen ist, ist zwischen der Kurbelwelle 3 und dem Boden der Ölwanne 11 ein Einsatz 13 angeordnet, der sich über die ganze Lähge der unteren Öffnung des Zylinderkurbelgehäuses 1 und in Querrichtung etwa von der Ebene, in der die Zylinderlängsachsen liegen, in Drehrichtung D der Kurbelwelle bis zur betreffenden Längskante der genannten unteren Öffnung erstreckt. Durch den Einsatz 13 wird verhindert, daß die durch die Drehung der Kurbelwelle 3 in Rotation versetzte Luft Öl aus der Ölwanne 11 in Wellendrehrichtung D bis in den Bewegungsbereich der Pleuel 8 und der Kurbelwangen 7 verdrängt. Andererseits kann das aus den Wellenlagern 4 austretende Spritzöl außerhalb des Einsatzes 13 direkt und im Bereich des Einsatzes 13 über die Vertiefungen 16 in die Ölwanne 11 gelangen. Durch die Seitenwände 17 der Vertiefungen 16 wird ein Übertreten von Spritzöl in den Bewegungsbereich der Kurbelwangen 7 oder Pleuel 8 bzw. Pleuelköpfe 8a weitgehend vermieden.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Hubkolben - Brennkraftmaschine entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] Bei einer bekannten Brennkraftmaschine dieser Art (DE-OS 19 48 186) erstreckt sich der Einsatz in geringem Abstand von der Bewegungsbahn der Pleuel von einer Längskante der unteren öffnung des Zylinderkurbelgehäuses zur anderen Längskante, und er ist nahe dieser beiden Längskanten mit Öffnungen versehen, durch welche das von den umlaufenden Teilen der Kurbelwelle mitgerissene Öl nach unten in den Raum zwischen dem Einsatz und der ölwanne abfließen soll. Obgleich der Einsatz an die Bewegungsbahn der Pleuel angepaßt ist, kann sich wegen der Lage der Öffnungen im oberen Bereich des Einsatzes Öl in dessen unteren Bereich ansammeln, in das die Pleuelköpfe eintauchen, sodaß trotz des Einsatzes Ölpanschverluste eintreten.

[0003] Es hat sich nun gezeigt, daß auch bei Hubkolben - Brennkraftmaschinen, bei denen der Ölspiegel in der Ölwanne normalerweise unter den Bewegungsbahnen der Pleuelköpfe und der Kurbelwangen liegt, erhebliche Verluste durch ölpanschen eintreten. Eine Untersuchung dieses Phänomens hat ergeben, daß die Luft im Kurbelgehäuse durch die Drehung der Kurbelwelle von den Pleuelköpfen und den Kurbelwangen mitgerissen wird und mit großer Geschwindigkeit im Kurbelgehäuse in Drehrichtung der Kurbelwelle rotiert. Durch diese rotierende Luft wird ein Staudruck erzeugt, der auf das Öl in der Ölwanne wirkt und dieses Öl in Drehrichtung der Kurbelwelle verdrängt, sodaß es in den Bewegungsbereich der Pleuelköpfe und Kurbelwangen kommt. Der aus der DE-OS 19 48 186 bekannte Einsatz kann diese Verdrängung des öls nicht verhindern, da der Staudruck durch die Öffnungen auf der einen Seite des Einsatzes auf das Öl in der darunterliegenden ölwanne wirken kann und außerdem im Bereich der Öffnungen auf der anderen Seite des Einsatzes durch den Luftwirbel ein Sog erzeugt wird, der das Obertreten von Öl aus diesen Öffnungen in den Bewegungsbereich der Pleuelköpfe und Kurbelwangen unterstützt.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Hubkolben-Brennkraftmaschine der angegebenen Art das Eintauchen der Pleuelköpfe und der Kurbelwangen in das Öl und die dadurch hervorgerufenes Verlustleistung mit geringem Aufwand auf ein Minimum zu verringern.

[0005] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sich der Einsatz ohne Unterbrechung von derjenigen Längskante der unteren Öffnung des Zylinderkurbelgehäuses,die in Drehrichtung der Kurbelwelle hinter der die Zylindermittelachsen enthaltenden Ebene liegt, entgegen der genannten Drehrichtung im wesentlichen bis zu dieser Ebene erstreckt und den in der genannten Drehrichtung nacheilenden Bereich der Ölwanne von dem Innenraum des Zylinderkurbelgehäuses trennt.

[0006] Durch den erfindungsgemäßen Vorschlag wird verhindert, daß das öl in der Ölwanne durch den Staudruck, der von dem vorher erwähnten Luftwirbel erzeugt wird, in den Bereich der Pleuelköpfe und Kurbelwangen verdrängt wird.

[0007] Vorzugsweise erstreckt sich der Einsatz nur im wesentlichen bis zu der genannten die Zylindermittelachsen enthaltenden Ebene, wobei seine freie Längskante oberhalb des Ölspiegels in der Ölwanne liegt. Unterhalb der Kurbelwellenlager ist der Einsatz mit Vertiefungen versehen, deren Seitenwände sich bis nahe an die Laufkreise der benachbarten Kurbelwangen erstrecken und deren tiefste Stelle an der freien Längskante des Einsatzes liegt. Dadurch kann bereits etwa die Hälfte des aus den Kurbelwellenlagern austretenden Spritzöls direkt in die Ölwanne gelangen, während die andere Hälfte in die unterhalb der Kurbelwellenlager angeordneten Vertiefungen abtropft und von dort in die ölwanne abfließen kann. Da die Seitenwände diese Vertiefungen bis nahe an den Laufkreis der Kurbelwangen herangezogen sind, kann nur sehr wenig Öl in den Bereich des Einsatzes gelangen, in dem die Kurbelwangen und die Pleuelköpfe umlaufen.

[0008] Um zu gewährleisten, daß zwischen der freien Längskante des Einsatzes und dem sich 'im Betrieb einstellenden ölspiegels stets ein Abstand vorhanden ist, der das Obertreten von öl aus der ölwanne in den Einsatz zumindest weitgehend verhindert, Ist es zweckmäßig, den Einsatz zumindest in seinem in Drehrichtung hinteren Bereich im Querschnitt den Bewegungsbahnen der Kurbelwangen und der Pleuelköpfe anzupassen, also etwa viertelkreisförmig auszubilden, sodaß das beim Beschleunigen, beim Bergfahren sowie durch die Luftbewegung im Kurbelgehäuse verdrängte Öl hinter bzw. unter dem Einsatz ansteigen kann und sich der Ölspiegel im Bereich der freien Längskante des Einsatzes absenkt.

[0009] Um die Stabilität des Einsatzes zu erhöhen, kann dieser sich auch von einer Längskante der unteren öffnung zur anderen erstrecken, wobei in dem Bereich zwischen der in bezug auf die Drehrichtung der Kurbelwelle nacheilenden Längskante der unteren öffnung des Zylinderkurbelgehäuses und der die Zylindermittelachsen enthaltenden Ebene Durchbrüche für den Abfluß des Öls aus den Kurbelwellenlagern in die darunterliegende Ölwanne vorgesehen sind.

[0010] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer Abwandlung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 einen Querschnitt eines Zylinderkurbelgehäuses einer Hubkolben-Brennkraftmaschine mit angeflanschter Ölwanne,

Fig. 2·eine Ansicht des Zylinderkurbelgehäuses von Fig. 1 von unten, wobei die ölwanne weggelassen ist,

Fig. 3 einen Schnitt entlang Linie 3-3 in Fig. 1

Fig. 4 einen Schnitt entlang Linie 4-4 in Fig. 1 und

Fig. 5 eine Ansicht ähnlich Fig. 2 mit einem abgewandelten Einsatz.

[0011] In Fig. 1 ist mit 1 ein Zylinderkurbelgehäuse bezeichnet, das mehrere Zylinderbohrungen 2 aufweist und in dem eine Kurbelwelle 3 über Lager 4 gelagert ist. Die Kurbelwelle 3 setzt sich aus den in den Lagern 4 gelagerten Grundlagerzapfen 5, den zwischen benachbarten Grundlagerzapfen 5 angeordneten Pleuellagerzapfen 6 und den die Pleuellagerzapfen 6 mit den Grundlagerzapfen 5 verbindenden, als Ausgleichgewichte ausgebildeten Kurbelwangen 7 zusammen. Die Anzahl der Pleuellagerzapfen 6 entspricht der Anzahl der Zylinderbohrungen 2, und jeder Pleuellagerzapfen 6 ist mittels eines Pleuels 8 mit einem in der zugehörigen Zylinderbohrung 2 angeordneten Hubkolben 9 verbunden.

[0012] Das Zylinderkurbelgehäuse 1 Ist nach unten zu offen und seine untere Öffnung 10 Ist durch eine angeflanschte Ölwanne 11 abgeschlossen. In der ölwanne Ist in üblicher Weise ein Saugkorb 12 einer Schmierölpumpe angeordnet. Zwischen der Kurbelwelle 3 und dem Boden der Ölwanne 11 ist ein Einsatz 13 angeordnet, der sich im wesentlichen über die ganze Länge der unteren Öffnung 10 des Zylinderkurbelgehäuses 1 und, wie insbesondere aus Fig. 3 und 4 ersichtlich ist, von der Ebene 14, in der die Zylindermittelachsen liegen, in Drehrichtung D der Kurbelwelle 3 bis zu der betreffenden Längskante 15 der unteren öffnung 10 des Zylinderkurbelgehäuses 1 erstreckt. Unterhalb der Kurbelwellenlager 4 ist der Einsatz 13 mit Vertiefungen 16 versehen, deren Seitenwände 17 sich bis nahe an die Laufkreise 18 der Kurbelwangen 7 erstrecken und parallel zu diesen verlaufen, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist. Die tiefste Stelle 19 jeder Vertiefung liegt an der freien Längskante 20 des Einsatzes 13. Zwischen den Vertiefungen 16 ist der Einsatz 13 in seinem in Drehrichtung D hinteren Bereich eng, an die Läufbahn 21 (Pleuelgeige) der Pleuel 8 bzw. der Pleuelköpfe 8a angepaßt, wie insbesondere aus Fig. 4 ersichtlich ist. Dadurch entstehen zwischen benachbarten Vertiefungen 16 Taschen 22. Die freie Kante 20 des Einsatzes 13 liegt im Bereich der Taschen 22 in einem solchen Abstand vom ölspiegel 23, daß normalerweise kein öl aus der Ölwanne 11 in die Taschen 22 gelangen kann, jedoch möglichst tief, damit sich nur wenig öl in den Taschen 22 sammeln kann.

[0013] Das aus den Kurbelwellenlagern 4 austretende Spritzöl kann etwa zur Hälfte durch den von dem Einsatz 13 nicht überdeckten Bereich der unteren öffnung 10 des Zylinderkurbelgehäuses 1 direkt in die ölwanne 11 gelangen. Der restliche Teil des Spritzöls gelangt in die Vertiefungen 16 und kann von dort in die ölwanne 11 abfließen, da ihre tiefste Stelle 19 an der freien Kante 20 liegt. Die Neigung des Bodens der Vertiefungen 19 zur Waagrechten kannz.B. 3° betragen. Da die seitlichen Begrenzungswände 17 der Vertiefungen 16 bis nahe an die Laufbahnen 18 der Kurbelwangen 7 herangezogen sind, kann nur wenig Öl in den Bewegungsbereich der Kurbelwangen 7 und in die Taschen 22 gelangen. Die geringe Ölmenge, die sich in den Taschen 22 ansammeln kann, wird von den Pleuelköpfen 8a immer wieder mitgenommen und in die ölwanne 11 geschleudert. Gegebenenfalls kann an der tiefsten Stelle jeder Tasche 22 eine Ablaufbohrung vorgesehen werden. Der Einsatz 13 verhindert vor allem, daß die durch die Drehbewegung der Kurbelwelle 3 mit erissene Luft Öl aus der Ölwanne 11 in der Drehrichtung D der Kurbelwelle in den in Fig. 3 und 4 rechten Teil der ölwanne 11 ver drärigt. Ohne den Einsatz 13 würde sich dabei der in Fig. 4 strichpunktiert eingezeichnete Ölspiegel 24 einstellen, bei dem, wie ersichtlich, zumindest die Pleuelköpfe 8a in das Öl eintauchen würden. Durch den Einsatz 13 wird dies wirksam vermieden. Durch die Anpassung des Einsatzes 13 an die Laufbahnen 18 bzw. 21 der Kurbelwangen 7 und der Pleuel 8 bzw. Pleuelköpfe 8a in dem in Drehrichtung D hinteren Bereich kann das durch die erwähnte Luftbewegung verdrängte Öl unter dem Einsatz 13 ansteigen, womit sich der Ölspiegel im Bereich der freien Kante 20 des Einsatzes 13 absenkt und die Sicherheit gegen ein Öbertreten von Öl in die Taschen 22 erhöht wird, zumal anzustreben ist, daß die freie Kante 20 im Bereich der Taschen 22 möglichst tief gezogen wird, um den Ölstand in den Taschen 22 gering zu halten. Der Einsatz 13 verhindert auch, daß beim Befahren von Steigungen und beim Beschleunigen das öl in den Bewegungsbereich der Pleuel bzw. Pleuelköpfe der in Fahrtrichtung hinteren Zylinder gelangt.

[0014] Der Einsatz 13 kann aus Blech oder Kunststoff bestehen und wird mittels Schrauben 25 an die Unterseite des Zylinderkurbelgehäuses 1 angeschraubt.

[0015] Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. unterscheidet sich von demjenigen gemäß Fig. 2 im wesentlichen nur dadurch, daßsich der Einsatz 13a von der einen Längskante 15a bis zur anderen Längskante 30 der unteren öffnung 10 a des Zylinderkurbelgehäuses la erstreckt und in dem Bereich zwischen der nacheilenden Längskante 30 und der die Zylindermittelachsen enthaltenden Ebene 14a mit Durchbrüchen 32 für den Abfluß des Öls aus den Kurbelwellenlagern 4a in die darunterliegende Ölwanne versehen ist. Die dadurch gebildeten Stege 31 versteifen die Längskante 19a und verhindern ein Schwingen derselben im Betrieb. Die Stege 31 sind vorzugsweise in der Ebene der Kurbelwellenlager 4a angeordnet, sind jedoch beträchtlich schmaler als diese, so daß der Abfluß des Öls aus diesen Lagern durch die Stege 31 nicht behindert wird.

Ansprüche

1. Hubkolben-Brennkraftmaschine, insbesondere für Fahrzeuge mit einem Zylinderkurbelgehäuse (1) mit einer Mehrzahl von Zylindern (2) mit in einer gemeinsamen Ebene (14) liegenden Mittelachsen, in dem über Lager (4) eine Kurbelwelle (3) mit Pleuellagerzapfen (6) und Kurbelwangen (7) gelagert ist und das eine untere öffnung (10) mit parallel zur Kurbelwelle (3) verlaufenden Längskanten aufweist, die von einer ölwanne (11) abgeschlossen ist, und mit einem zwischen der Kurbelwelle (3) und dem Boden der Ölwanne (11) angeordneten Einsatz (13), der sich im wesentlichen über die ganze Länge der unteren Öffnung (10) des Zylinderkurbelgehäuses (1) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Einsatz (13) ohne Unterbrechung von derjenigen Längskante (15) der unteren öffnung (10) des Zylinderkurbelgehäuses (1), die in Drehrichtung (D) der Kurbelwelle (3) hinter der die Zylindermittelachsen enthalten den Ebene,(14) liegt, entgegen der genannten Drehrichtung (D) im wesentlichen bis zu dieser Ebene (14) erstreckt und den in der genannten Drehrichtung (D) voreilenden Bereich der ölwanne (11) von dem Innenraum des Zylinderkurbelgehäuses (1) trennt.

2. Hubkolben-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Einsatz (13) im wesentlichen nur bis zu der genannten Ebene (14) erstreckt, daß seine freie Längskante (20) oberhalb des ölspiegels in der ölwanne (11) liegt,und daß er unterhalb der Kurbelwellenlager'(4) mit Vertiefungen (16) versehen ist, deren Seitenwände (17) sich bis nahe an die Laufkreise der benachbarten Kurbelwangen (7) erstrecken und deren tiefste Stelle (19) an der freien Längskante (20) des Einsatzes (13) liegt.

3. Hubkolben-Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (13) im Bereich (22) zwischen benachbarten Vertiefungen (16) in dem in Drehrichtung (D) der Kurbelwelle (3) hinteren Bereich eng an die Laufbahn (21) der Pleuel (8) angepaßt ist.

4. Hubkolben-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Einsatz (13a) von der einen Längskante (15a) bis zur anderen Längskante (30) der unteren öffnung (10a) des Zylnnderkurbelgehäuses (la) erstreckt und in dem Bereich zwischen der in bezug auf die genannte Drehrichtung (D) nacheilenden Längskante (30) der unteren öffnung (10a) des Zylinderkurbelgehäuses (la) und der die Zylindermittelachsen enthaltenden Ebene (14a) mit Durchbüchen (32) für den Abfluß des öls aus den Kurbelwellenlagern (4a) in die darunterliegende ölwanne versehen ist.

5. Hubkolben-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (13) entlang der betreffenden Längskante(n) (15 bzw. 15a, 30) der unteren Öffnung (10) des Zylinderkurbelgehäuses (1) an dieses angeschraubt ist.

Zeichnung