[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine mit einer Kurbelkastenspülung versehene Zweitakt-Brennkraftmaschine,
bei der im Ansaugkanal eine an eine Schmierölleitung angeschlossene Düse angeordnet
ist, die das Schmieröl aus einem Schmiermittelreservoir mittels Unterdruck ansaugt.
[0002] Eine solche Brennkraftmaschine wurde z.B. durch die DE-AS 1 244 472 bekannt. Bei
dieser bekannten Maschine ist ein Vergaser vorgesehen, der einen koaxial im Ansaugkanal
angeordneten Vorzerstäuber aufweist, in den einerseits eine Zuleitung für das Kraftstoff-Luftgemisch
und anderseits eine Zuleitung für das Schmieröl mündet. Bei dieser bekannten Brennkraftmaschine
ergibt sich der Nachteil, daß nur Schmieröl mit extrem niedriger Viskosität verwendet
werden kann. Weiters ergeben sich beim Betrieb bei niedrigen Temperaturen häufig Probleme,
da dabei eine genügende Zerstäubung des Schmieröls nicht immer sichergestellt werden
kann und ein Ausfall der Schmierung auftreten kann, der eine schwere Beschädigung
der Maschine verursachen kann.
[0003] Weiters wurden durch die DE-PS 949 855 eine Zweitakt-Brennkraftmaschine mit Kurbelkastenspülung
bekannt, bei der für die Schmierölzufuhr eine Pumpe vorgesehen ist, die das Schmieröl
aus einem Vorratsbehälter zu einer im Ansaugkanal im Abstand von einem Venturirohr
angeordneten Düse pumpt. Bei dieser bekannten.Maschine wird daher das Schmieröl nicht
angesaugt, sondern.unter Druck zur Schmieröldüse gefördert.
[0004] Bei dieser Lösung ergibt sich der Nachteil eines hohen mechanischen Aufwandes für
die Regelung und die Druckerzeugung des Schmiermittels, wobei die Regelung praktisch
nur in Verbindung mit dem Kraftstoffgemisch-Regelorgan erfolgen kann.
[0005] Ausgehend von einer Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art besteht die Aufgabe
der vorliegenden Erfindung im wesentlichen darin, auf konstruktiv einfache und betriebssichere
Weise für eine Schmierung und Kühlung der bewegten Teile des Kurbeltriebs zu sorgen,
wobei die in den Kurbelkasten eingebrachte Schmiermittelmenge zur Vermeidung eines
unnötig hohen Verbrauches auf die jeweiligen Anforderungen der Maschine abgestellt
sein soll.
[0006] Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Düse im engsten Querschnitt eines
nach Art eines Venturirohres ausgebildeten Kanalabschnittes angeordnet ist, und daß
für die Kraftstoffzufuhr, wie an sich bekannt-, -eine Einspritzpumpe vorgesehen ist.
Da sich die Düse für das Schmiermittel an der engsten Stelle des nach Art eines Venturirohres
ausgebildeten Kanales befindet, ist die Ansaugwirkung groß genug, um auf eine Schmierölpumpe
verzichten zu können, wodurch sich ein entsprechend einfacher mechanischer Aufbau
ergibt. Außerdem wird dadurch auch auf einfache Weise eine den jeweiligen Anforderungen
der Brennkraftmaschine entsprechende, im wesentlichen drehzahlproportionale Dosierung
der eingebrachten Schmiermittelmenge sichergestellt, da der im nach Art eines Venturirohres
ausgeführten Kanalabschnitt auftretende und die durch die Düsenöffnung austretende
Schmiermittelmenge unmittelbar beeinflussende Unterdruck unter anderem von der Strömungsgeschwindigkeit
und damit der Drehzahl der Maschine abhängt.
[0007] In diesem Zusammenhang kann die Düsenöffnung gemäß einer anderen Weiterbildung der
Erfindung zumindest annähernd im Zentrum des engsten Querschnittes des Kanalabschnittes
angeordnet sein und in Strömungsrichtung weisen, was zu einer weiteren Verbesserung
der Einbringung und Verteilung des Schmiermittels in die einströmende Ansaugluft beiträgt.
[0008] Bei einer als Diesel-Maschine ausgeführten erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine kann
gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung die Schmiermittelzuleitung bzw. das
Schmiermittelreservoir über eine Verbindungsleitung mit dem Kraftstoffbehälter der
Brennkraftmaschine in Verbindung stehen. Damit kann unter Ausnutzung der noch ausreichend
hohen Schmierwirkung vom Diesel-Kraftstoff auf einen separaten Vorratsbehälter für
das Schmiermedium überhaupt verzichtet werden. Durch die Beimengung des Diesel-Kraftstoffes
in Nebelform zur Ansaugluft wird auch eine stetige Erneuerung des im Kurbelkasten
befindlichen Schmiermittelnebels bewirkt, was eine ständig gleichbleibende hohe Güte
der Schmierung bzw. Kühlung sicherstellt.
[0009] In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, wenn die der Ansaugluft als
Schmiermittel zugefügte Kraftstoffmenge über eine Abstimmung des-Durchmesserunterschiedes
im als Venturirohr ausgeführten-Kanalabschnitt und des Durchmessers der Düsenöffnung
auf einen Wert unterhalb der für den Leerlauf der Maschine erforderlichen Menge gehalten
ist, da dann keinerlei zusätzliche Maßnahmen zur Ermöglichung der Abstellung der Brennkraftmaschine
erforderlich sind. Würde diese obere Grenze für die der Ansaugluft als Schmiermittel
zugefügte Kraftstoffmenge nocht festgesetzt, so könnte die Brennkraftmaschine beim
Abstellen der normalen Kraftstoffzufuhr mit der der Ansaugluft zugefügten Kraftstoffmenge
weiterlaufen, was aber an sich auch beispielsweise durch Vorsehung von entsprechenden
Absperrorganen in der Schmiermittelzuleitung berücksichtigt werden könnte.
[0010] Die Düseneinrichtung bzw. der nach Art eines Venturirohres ausgebildete Kanalabschnitt
kann gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung als separater Leichtmetall-
oder Kunststoffspritzguß- bzw. -preßteil ausgeführt sein und auch ein Rückschlagventil
bzw. eine Rückschlagklappe umfassen. Diese sehr einfache Ausbildung ermöglicht eine
günstige Formgebung für den Kanalabschnitt und zufolge der Anordnung der Rückschlageinrichtung
zur Verhinderung des Austretens der Ansaugluft aus dem
Kurbelkasten während des nach unten gehenden und den Kurbelkasteninhalt überschiebenden
Weges des Kolbens in diesem separaten Teil auf eine einfache und platzsparende Ausbildung.
[0011] Besonders vorteilhaft ist in diesem Zusammenhang eine weitere Ausgestaltung der Erfindung,
gemäß der der nach Art eines Venturirohres ausgebildete Kanalabschnitt aus zwei im
wesentlichen identischen Hälften besteht, die in einer dessen Achse enthaltenden Mittelebene
verbunden sind und daß in diesem Teil verlaufende Zuführungsleitungen der Schmiermittelzuleitung
in dieser Mittelebene liegen, da diese Ausgestaltung eine sehr einfache, zweckmäßige
und kostengünstige Herstellung erlaubt.
[0012] Bei einer einseitig fliegend gelagerten Kurbelwelle kann nach einer anderen Weiterbildung
der Erfindung der separate Kanalabschnitt konzentrisch zur Kurbelwellenachse dicht
in eine öffnung an dem der Kurbelwellenlagerung gegenüberliegenden Teil des Kurbelgehäuses
eingesetzt und unmittelbar vom Luftfilter umgeben sein, was eine Ausnutzung des durch
die einseitige Kurbelwellenlagerung zur Verfügung stehenden Platzes und damit eine
besonders kompakte Konstruktion ermöglicht.
[0013] Die Schmiermittelzuleitung im-Kurbelgehäuse kann in diesem Zusammenhang eine in die
öffnung für den separaten Kanalabschnitt mündende Bohrung aufweisen, die über eine
Ringausnehmung mit den Zuführungsleitungen zur Düsenöffnung im eingesetzten Kanalabschnitt
in Verbindung steht, was die Montage der Anordnung vereinfacht und eine Verdrehung
des nach Art eines Venturirohres ausgebildeten Kanalabschnittes in der öffnung im
Kurbelgehäuse unproblematisch macht.
[0014] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann das Schmiermittelreservoir
in einem, auch die einseitige Kurbelwellenlagerung sowie gegebenenfalls die Nockenbetätigung
einer Einspritzpumpe aufnehmenden vom Kurbelkasten abgetrennten Raum des Kurbelgehäuses
untergebracht sein, wobei ein von der umlaufenden Kurbelwelle betätigter Eintauchverteiler,
insbesonders ein umlaufendes Band od. dgl., für diesen abgetrennten Raum vorgesehen
ist. über diesen Eintauchverteiler kann die Schmierung der bei dieser Anordnung außerhalb
des Kurbelkastens liegenden Kurbelwellenhauptlager auf einfache Weise sichergestellt
werden, ohne daß es zusätzlicher Bohrungen, Zuführungsleitungen od. dgl. bedarf.
[0015] Die Erfindung wird im folgenden anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles
näher erläutert.
[0016] Es zeigen:
Figur 1 eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine im Schnitt durch die Zylinder- und
Kurbelwellenachse,
Figur 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1,
Figur 3 ein Detail zu Fig..1 in Ansicht,
Figur 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV-in Fig. 1 und
Figur 5 einen Schnitt nach der Linie V-V in Fig. 4.
[0017] Die schlitzgesteuerte Zweitakt-Brennkraftmaschine mit Kraftstoffeinspritzung, vorzugsweise
Dieselmotor, weist ein Gehäuse 1 auf, das aus den Teilen 1' und 1" besteht, wobei
die Teilungsebene 6 senkrecht zur Kurbelwellenachse 3 und durch die Längsmitten der
Pleuellager am Kolbenbolzen und an Kurbelzapfen 4 bzw. 5 verläuft. Die Gehäuseteile
1' und 1" sind miteinander mittels einer größeren Anzahl von Schrauben 7, die in den
Gehäuseteil 1" eingeschraubt sind und den Gehäuseteil 1' durchsetzen, miteinander
fest und dicht verbunden. Der Gehäuseteil 1' bildet einen Raum, welcher ein Schmiermittelreservoir
8 bildet, dessen Schmiermittelspiegel 9 durch an sich bekannte hier nicht dargestellte
Mittel, wie Schwimmer69',etc.,auf eine konstante Höhe geregelt wird. Der Raum 8 ist
abtriebsseitig durch die mit dem Gehäuseteil 1' über Schrauben
10 fest verbundene Lagerplatte
' 11 abgeschlossen.
[0018] Die Kurbelwelle 12 ist im Gehäuseteil 1' und in der Lagerplatte 11 mittels Kugellagern
13 bzw.
14 (Hauptlager) fliegend gelagert. Am freien Ende der Kurbelwelle 12 befindet sich
das Gegengewicht 15, welches das Kugellager 13 mit einem Wulst 15' teilweise hintergreift.
Die Umfangskonturen 16 des Gegengewichtes 15 sowie die Umfangskonturen 17 und 18 des
Wulstes 15' verlaufen konzentrisch zur Kurbelwelle 3 und bilden mit den entsprechenden
Wänden 19 und 20 des Gehäuseteiles 1' beim Vorbeigang Zwischenräume, die so gering
als technisch möglich und ausführbar gehalten sind. In Richtung der Kurbelwellenachse
3 schließt an das Gegengewicht 15 der Kurbelzapfen 21 an, der einseitig über die Kurbel
22 mit der Kurbelwelle 12 verbunden ist. Der Kurbelzapfen 21 ist über das dazugehörige
Lager 21' mittels der einstückigen Pleuelstange 23 über den Kolbenbolzen 25, der in
Augen 30' am Kolben 24 gelagert ist, mit dem Kolben 24 antriebsverbunden. Der Schaft
23' des Pleuels 23 ist gegenüber der Kolben- bzw. Zylinderachse 26 exzentrisch und
zwar in Richtung weg vom Kurbelwellenlager 13 versetzt ausgebildet. Die Außenkonturen
27 des Kurbelzapfenlagerauges 28 sowie die Außenkontur 29 des Kolbenbolzenlagerauges
30 des Pleuels 23 sind jeweils konzentrisch zu den Lagerachsen ausgeführt.
[0019] Das Kolbenhemd 24' des Kolbens 24 weist auf der Seite des Gegengewichts 15 Ausnehmungen
31 auf, in die das Gegengewicht 15 im Bereich der unteren Totpunktlage mit geringem
Spiel eintritt. Das Gegengewicht 15 bzw. die Kurbel 22 weist eine zur Achse des Kurbelzapfens
21 konzentrische Nut 32 auf,in welche das Kurbelzapfenlagerauge 28 eintritt. Durch
diese Maßnahmen wurde es möglich, die Schadräume relativ klein zu halten.
[0020] Der Kolben 24 ist in der Zylinderbüchse 33 gleitbar gelagert, die ihrerseits einstückig
mit dem mit Kühlrippen 34 versehenen Zylinderkopf 35 ausgebildet ist. Diese Zylinderkopf-Zylinderbüchsen-Einheit
ist zwischen den beiden Gehäuseteilen 1' und 1" festgeklemmt, zu welchem Zweck die
Zylinderbüchse 33 mit einem umlaufenden Flansch 36' versehen ist. Die Trennfuge zwischen
dem Zylinderkopf 35 und dem Gehäuse 1 ist mit 35' bezeichnet.
[0021] Die Zylinderbüchse 33 weist Einlaßschlitze 36 für die im.Kurbelraum 40 verdichtete
Luft und Auslaßschlitze 37 für die Verbrennungsgase auf, die beide vom Kolben 24 gesteuert
werden. Im Bereich 33' der Zylinderbüchse 33 befinden sich keine Spülschlitze, weil
das Kolbenhemd 24' in diesem Bereich die Ausnehmungen 31 aufweist. Die Einlaßschlitze
36 werden aus einem Raum 38 gespeist, der seinerseits mit den zumindest im Gehäuseteil
1' im Bereich der Teilungsebene 6 angeordneten überströmkanälen 39 mit dem Kurbelraum
40 in Strömungsverbindung steht. Diese Ausführung der überströmkanäle 39 hat unter
anderem auch den Vorteil, daß diese kernlos form- und gießbar sind. Die Auslaßschlitze
37 sind über einen Auslaßkanal 41 mit der schalldämpfend wirkenden Auspuffeinrichtung
42 in Strömungsverbindung, welche ihrerseits mittels der Schrauben 43 am Gehäuseteil
1' befestigt ist und den Auslaßstutzen 44 aufweist.
[0022] Abtriebsseitig ist u.a. ein Kühlgebläse 45 vorgesehen, das mittels der zentralen
Schraube 46 mit der Kurbelwelle 12 fest verbunden ist. Die Kühlluft wird über eine
Verbindungsleitung 47 den Kühlrippen 34 zugeführt, zu welchem Zweck letztere eine
Ummantelung aufweisen, die teilweise von einem Schalenteil 48 und teilweise von der
Innenwand 49 des Kraftstofftanks 50 gebildet wird.
[0023] Dem im Kolben 24 angeordneten Brennraum 51 wird Kraftstoff über die Düse 52 zugeführt
und zwar über die Einspritzleitung 53,'die mit der im Detail nicht dargestellten Einspritzpumpe
54 verbunden ist. Der Nocken 55 der Einspritzpumpe sitzt in dem durch die Kurbelwellenhauptlager
13 und 14 abgetrennten Raum 54' des Kurbelgehäuses 1 auf der Kurbelwelle 12 und ist
mit dieser drehfest verbunden. Die Schmierung des Einspritznockens 55 sowie der Kurbelwellenhauptlager
13 und 14 erfolgt durch einen Sprühnebel, der über ein endloses Band 56 aus flexiblem
Material, welches an der Kurbelwelle 12 aufgehängt ist, von dieser mitgenommen wird
und unter den Kraftstoffspiegel 9 eintaucht, erzeugt wird.
[0024] Die Schmierung der Triebwerksteile erfolgt über eine Düseneinrichtung 57, welcher
als Schmiermittel dienender Kraftstoff über die abgewinkelte Schmiermittelzuleitung
58 zugeführt wird. Diese Düseneinrichtung 57 steht auch mit der über das Luftfilter
59 einströmenden Ansaugluft in Verbindung. Der Kurbelgehäuseteil 1" besitzt eine zur
Kurbelwellenachse 3 koaxiale kreiszylindrische öffnung 67, in welche der nach Art
eines Venturirohres ausgebildete Kanalabschnitt 60 eingesetzt ist. Der genannte Kanalabschnitt
60 besteht aus zwei identischen Hälften 60', die in einer dessen Achse 64 enthaltenden
Mittelebene 66 geteilt sind. Die beiden identischen Kanalabschnitt-Hälften 60' bestehen
vorzugsweise aus Kunststoffspri
'tzguß und werden durch Zusammenkleben miteinander verbunden.
[0025] In der Mittel- bzw. Teilungsbene 66 befinden sich Zuführleitungen 65 für den Schmierstoff,
welche in beiden Teilen identisch als offene Nuten ausgebildet sind und nach Zusammenkleben
der beiden Kanalabschnitt-Hälften 60' geschlossene Leitungen ergeben. Diese Zuführleitungen
65 werden von einer Ringausnehmung 68 gespeist, die ihrerseits am Umfang durch zylindrische
öffnung 67 abgeschlossen ist und über die Schmiermittelzuleitung 68 und eine Verbindungsleitung
70 mit dem Schmiermittelreservoir 8 in Verbindung steht, wobei in diese Verbindungsleitung
ein Schwimmer 69'eingebaut ist. Im Bereich des engsten Querschnittes 61 des Kanalabschnittes
60 ist in einer Kreuzrippe 69 eine etwa in Richtung der Achse 64 verlaufende Düse
62 vorgesehen, deren Öffnung mit 62' bezeichnet ist. An dem der Düse 62 entgegengesetzten
Ende des Kanalabschnittes 60 befinden sich die beiden durchbrochenen Stirnwände 70
und 71, zwischen welchen eine z.B. aus einer Blechscheibe bestehende Rückschlagklappe
63 in Richtung der Achse 64 beweglich angeordnet ist. Aus dem durch die beiden Stirnwände
70 und 71 begrenzten Bewegungsraum 72 der Rückschlagklappe 63 mündet ein Umfangsschlitz
73 in den Kurbelraum 40 aus. Dadurch wird erreicht, daß die Rückschlagklappe 63 beim
Ansaugen an die Stirnwand 70 gepreßt wird, wodurch die Ansaugluft frei durch den Umfangsschlitz
73 in das Kurbelgehäuse einströmen kann. Beim Komprimieren hingegen wird die Rückschlagklappe
63 an die Stirnwand 71 angepreßt, wodurch ein Rückströmen von Ansaugluft unterbunden
ist.
[0026] Bei jedem Ansaugtakt entsteht an der Düsenöffnung 62', welche im Bereich des engsten
Querschnitts 61 des nach Art eines Venturirohres ausgebildeten Kanalabschnitts 60
angeordnet ist, ein Unterdruck, durch welchen über die Düse 62 eine dosierte Menge
Schmierstoff angesaugt wird. Dieser Schmierstoff mischt sich in Nebelform mit der
Ansaugluft, sodaß dieser Schmierstoff fein verteilt in den Kurbelraum 40 gelangt und
dort alle beweglichen Teile schmiert. Der Spiegel 9 im Schmiermittelreservoir 8 wird
durch bekannte Mittel, welche im Bedarfsfalle Kraftstoff aus dem Kraftstoffbehälter
50 zuleiten, konstant gehalten. Die der Ansaugluft als Schmiermittel auf diese Weise
zugefügte Kraftstoffmenge wird durch eine Abstimmung des Durchmesserunterschiedes
im Venturirohr und des Durchmessers der Düsenöffnung 62' auf einen Wert unterhalb
der für den Leerlauf der Maschine erforderlichen Menge eingestellt.
1. Mit einer Kurbelkastenspülung versehene Zweitakt-Brennkraftmaschine, bei der im
Ansaugkanal eine an eine Schmierölleitung angeschlossene Düse angeordnet ist, die
das Schmieröl aus einem Schmiermittelreservoir mittels Unterdruck ansaugt, dadurch
gekennzeichnet, daß die Düse (62) im engsten Querschnitt (61) eines nach Art eines
Venturirohres ausgebildeten Kanalabschnittes (60) angeordnet ist, und daß für die
Kraftstoffzufuhr, wie an sich bekannt, eine Einspritzpumpe (54) vorgesehen ist.
2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnung (62')
zumindest annähernd im Zentrum des engsten Querschnittes (61) des Kanalabschnittes
(60) angeordnet ist und in Strömungsrichtung weist.
3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, ausgeführt als Diesel-Maschine, dadurch
gekennzeichnet, daß die -Schmiermittelzuleitung (58) bzw. das Schmiermittelreservoir
(8) über eine Verbindungsleitung (70') mit dem Kraftstoffbehälter (50) der Brennkraftmaschine
in Verbindung steht.
4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die der Ansaugluft
als Schmiermittel zugefügte Kraftstoffmenge über eine Abstimmung des Durchmesserunterschiedes
im als Venturirohr ausgeführten Kanalabschnitt (60) und des Durchmessers der Düsenöffnung
(62') auf einem Wert unterhalb der für den Leerlauf der Maschine erforderlichen Menge
gehalten ist.
5. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,daß
die Düseneinrichtung (57) bzw. der nach Art eines Venturirohres ausgebildete Kanalabschnitt
(60) als separater Leichtmetall- oder Kunststoffspritzguß- bzw. -preßteil ausgeführt
ist und auch ein Rückschlagventil bzw. eine Rückschlagklappe (63) umfaßt.
6. Brennkraftmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der nach Art eines
Venturirohres ausgebildete Kanalabschnitt (60) aus zwei im wesentlichen identischen
Hälften (60') besteht, die in einer dessen Achse (64) enthaltenden Mittelebene (66)
verbunden sind, und daß in diesem Teil verlaufende Zuführungsleitungen (65) der Schmiermittelzuleitung
(58) in dieser Mittelebene (66) liegen.
7. Brennkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer einseitig
fliegend gelagerten Kurbelwelle (12) der Kanalabschnitt (60) konzentrisch zur Kurbelwellenachse
(3) dicht in eine Öffnung (67) an dem der Kurbelwellenlagerung gegenüberliegenden
Teil (1") des Kurbelgehäuses (1) eingesetzt und unmittelbar vom Luftfilter (59) umgeben
ist.
8. Brennkraftmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmiermittelzuleitung
(58) im Kurbelgehäuse (1) eine in die Öffnung (67) für den Kanalabschnitt (60) mündende
Bohrung aufweist, die über eine Ringausnehmung (68) mit den Zuführungsleitungen (65)
zur Düsenöffnung (62') im eingesetzten Kanalabschnitt (60) in Verbindung steht.
9. Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 3 und 8, dadurch - gekennzeichnet, daß das
Schmiermittelreservoir (8) in einem, auch die einseitige Kurbelwellenlagerung sowie
ggf. die Betätigungsnocken (55) der Einspritzpumpe (54) aufnehmenden, vom Kurbelkasten
abgetrennten Raum (54') des Kurbelgehäuses (1) untergebracht ist, wobei ein von der
umlaufenden Kurbelwelle (12) betätigter Eintauchverteiler, insbesonders ein umlaufendes
endloses Band (56) od. dgl., für diesen abgetrennten Raum vorgesehen ist.