[0001] Die Erfindung betrifft ein Schmiersystem mit Spritzkühlung der Kolben einer Brennkraftmaschine
nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, wie es beispielsweise aus der vom Fachbereich
11 Konstruktion und Fertigung der Technischen Universität Berlin genehmigten Dissertation
von Stefan Zima über die "Entwicklung schnellaufender Hochleistungsmotoren in Friedrichshafen",
Band 2, 1984, Seite 551, als bekannt hervorgeht.
[0002] In der eingangs zitierten Dissertation von Stefan Zima ist der Querschnitt einer
Brennkraftmaschine dargestellt, bei der die Schmierölversorgung der Schmierstellen
an Kurbelwelle und Pleuelstangen über einen zentralen Hauptkanal erfolgt, an den auch
die Spritzdüsen zur Kolbenkühlung angeschlossen sind. Dazu separate Schmiermittelkanäle,
die in den Nockenwellen als Längsbohrungen ausgebildet sind, dienen zur Zuführung
von Schmieröl zu den Schmierstellen an den Nockenwellen und der Ventilsteuerung der
Brennkraftmaschine. Bei Brennkraftmaschinen, bei denen die Spritzdüsen an den Hauptkanal
angeschlossen sind, wird, um genügend Schmieröl für die Schmierung der Schmierstellen
der Brennkraftmaschine zur Verfügung zu haben, nach dem Start und im Leerlauf die
Kolbenkühlung ausgesetzt. Hierzu dienen Regelventile, die abhängig vom Schmiermitteldruck
den Durchtritt von Schmieröl zu den Spritzdüsen stoppen, und von denen jeweils jeder
Spritzdüse eines zugeordnet ist. Solche Spritzdüsen mit zugeordneten Regelventilen
sind beispielsweise in der DE-OS 16 01 435 beschrieben. Nachteilig ist, daß die Spritzdüsen
in Verbindung mit den Regelventilen teuere und aufwendige Bauteile darstellen.
[0003] Aus der DE-PS 27 20 034 ist es bekannt, die Spritzdüsen zur Kolbenkühlung einem separaten
Schmiermittelkanal zuzuordnen, der allein zur Zuführung von Kühlöl zu den Spritzdüsen
dient. Zur Unterbrechung der Kolbenkühlung dient ein einziges Regelventil, durch das
in den entsprechenden Betriebszuständen der Brennkraftmaschine die Kühlölzufuhr zum
Schmiermittelkanal und damit zu allen Spritzdüsen auf einmal abgeschaltet wird. Nachteilig
ist, daß ein separater Schmiermittelkanal vorgesehen werden muß, der allein zur Zuleitung
von Kühlöl zu den Spritzdüsen dient. Bei den beengten Raumverhältnissen in den modernen
Motoren läßt sich ein zusätzlicher Schmierölkanal, der sich über die ganze Länge des
Motors erstreckt, in der Regel nur unter Inkaufnahme anderer Nachteile ausführen.
[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in der Startphase die Schmierung der Hauptschmierstellen
der Brennkraftmaschine sicherzustellen, zur Kolbenkühlung aber einfache Spritzdüsen
ohne integrierte Regelventile zu verwenden, und insgesamt den Aufwand für das System
zur Kolbenkühlung klein zu halten.
[0005] Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die kennzeichnenden
Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Im Gegensatz zu den anderen Schmierstellen der Brennkraftmaschine,
kann auf die Zufuhr von Schmiermittel zu den Schmierstellen der Nockenwellen bis auf
eine geringe, reduzierte Menge oder sogar vollständig eine Zeit nach dem Anlassen
der Brennkraftmaschine verzichtet werden. Die Zufuhr einer minimalen Ölmenge bzw.
das an den Schmierstellen der Nockenwellen vorhandene Restöl Ölzufuhr auch nicht statt.
Die Unterbrechung der Kolbenkühlung in anderen Betriebszuständen als in der Startphase
ist bei ausreichender Förderleistung der Schmiermittelpumpe nicht notwendig. Eine
zu starke Abkühlung der Kolben kann im Leerlauf der Brennkraftmaschine auch bei ununterbrochener
Kühlung nicht erfolgen, wenn, wie bei heutigen Motoren üblich, die Öltemperatur durch
Thermostate geregelt ist.
[0006] Besonders vorteilhaft ist, daß die Spritzdüsen nicht mehr im räumlich beengten, schlecht
zugänglichen zentralen Kurbelgehäusebereich oberhalb der Kurbelwelle angeordnet sind,
sondern in besser zugänglichen, räumlich weniger beengten Seitenbereichen des Kurbelgehäuses,
in denen die Nockenwellen liegen.
[0007] Die Erfindung wird anhand eines in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels
näher erläutert. Es zeigt die einzige Figur eine fragmentarische Querschnittsansicht
im Bereich eines Zylinders einer Brennkraftmaschine mit V-förmig angeordneten Zylindern.
[0008] Bei der in der Figur dargestellten fragmentarischen Querschnittsansicht einer Brennkraftmaschine
dient ein zentraler Hauptkanal 1, der im V zwischen den Zylinderreihen der Brennkraftmaschine
angeordnet ist, zur Versorgung der Schmierstellen an der Kurbelwelle 2 und den Pleuelstangen
3, sowie weiterer Schmierstellen der Brennkraftmaschine. Die vom Hauptkanal 1 abzweigenden
Leitungen und Kanäle zu den Schmierstellen sind nicht näher dargestellt. Zur Schmierölversorgung
der Schmierstellen an den Nockenwellen 4 und eventuell auch der nicht dargestellten
Ventilsteuerung dienen in den Nockenwellen 4 als Längsbohrungen ausgebildete Schmiermittelkanäle
5. Vom Schmiermittelkanal 5 einer Nockenwelle 4 führen Bohrungen 6 zu den Schmierstellen
an der Außenoberfläche der Nockenwelle 4. Nach dem Austritt von den Schmierflächen
der Nockenwellenlager gelangt das Schmieröl in Ringnuten 7, die über Ölzufuhrleitungen
8 mit den Spritzdüsen 9 zur Kolbenkühlung verbunden sind. Das aus den Spritzdüsen
9 austretende und von den Kolben 10 abtropfende Schmieröl gelangt in einen gemeinsamen
Schmiermittelsumpf der Brennkraftmaschine, von wo es durch eine nicht dargestellte
Schmiermittelpumpe in erneutem Kreislauf den Schmierstellen der Brennkraftmaschine
zugeführt wird.
[0009] Den Schmiermittelkanälen 5 sind, wie jedoch nicht dargestellt, Regelventile zugeordnet,
über die, beispielsweise abhängig vom Schmiermitteldruck, die Schmiermittelzufuhr
zu den Schmiermittelkanälen 5 in der Startphase der Brennkraftmaschine reduziert oder
abgeschaltet werden kann. Die Regelventile besitzen jeweils eine verschließbare Hauptbohrung
und gegebenenfalls eine Umgehungsbohrung, die einen reduzierten Schmiermittelfluß
zuläßt. Der Querschnitt der Hauptbohrung ist dabei wesentlich größer als der der Umgehungsbohrung.
Es hat sich gezeigt, daß die Lagerstellen an den Nockenwellen 4 und auch die Schmierstellen
der Ventilsteuerung eine starke Reduzierung der Schmierölzufuhr in der Start- bzw.
Warmlaufphase der Brennkraftmaschine unbeschadet überstehen. In der Regel ist an den
genannten Schmierstellen ausreichend Restöl zur Schmierung vorhanden, so daß sogar
eine gänzliche Abschaltung der Schmierölzufuhr möglich wäre. Der Schmiermittelbedarf
in der Startphase erlaubt es aber die Schmierölversorgung der Nockenwellen 4 mit der
Schmierölversorgung der Spritzdüsen 9 zu koppeln, denn in der Startphase soll eine
Kolbenkühlung nicht stattfinden, weshalb hierzu kein Schmieröl benötigt wird. Die
an den Nockenwellen benötigte reduzierte Schmiermittelmenge reicht zur Ausbildung
von Spritzstrahlen an den Spritzdüsen nicht aus. Da die Reduzierung der Schmierölversorgung
zu den Nockenwellen 4 durch zentrale, den Schmiermittelkanälen 5 zugeordnete Regelventile
erfolgt, ergibt sich hieraus der Vorteil, daß die Spritzdüsen 9 als einfache Bauteile
ohne jeweils integriertes Regelventil ausgebildet sein können. Vorteilhaft ist auch,
daß bei dem dargestellten V-Motor die Spritzdüsen 9 nicht mehr im zentralen Bereich
beim Hauptkanal 1 angeordnet sind, in welchem Bereich sehr beengte Raumverhältnisse
herrschen, sondern auf den Seiten des Kurbelgehäuses im Bereich der Schmiermittelkanäle
5 liegen, wo die Zugänglichkeit und die Raumverhältnisse wesentlich günstiger sind.
Vorteilhaft ist natürlich auch, daß auf eine separate Schmiermittelleitung, die allein
zur Zuleitung von Kühlöl zu den Spritzdüsen 9 dient, verzichtet werden kann, und die
Regelung der Zufuhr von Schmieröl zu den Spritzdüsen dennoch durch eine zentrales
Regelventil erfolgen kann.
[0010] Bei warmgelaufenem Motor ist eine Reduzierung oder Abschaltung der Schmierölzufuhr
zu den Nockenwellen 4 nicht vorgesehen. Die Spritzdüsen 9 bleiben also auch im Leerlauf
der Brennkraftmaschine an die Schmierölversorgung angeschlossen. Durch eine ausreichend
dimensionierte Schmiermittelpumpe ist dafür gesorgt, daß dennoch alle Schmierstellen
der Brennkraftmaschine ausreichend mit Schmieröl versorgt werden. Eine zu starke Abkühlung
der Kolben 10 der Brennkraftmaschine durch ununterbrochenes Anspritzen mit Schmieröl
ist nicht zu befürchten, wenn der Motor mit einem Thermostaten oder anderen geeigneten
Einrichtungen ausgerüstet ist, die die Schmieröltemperatur nicht unter einen vorbestimmten
Wert absinken lassen.
1. Schmiersystem mit Spritzkühlung der Kolben (10) einer Brennkraftmaschine, mit sich
in Längsrichtung der Brennkraftmaschine erstreckenden Schmiermittelkanälen (5), wobei
zur Versorgung der Schmierstellen an den Nockenwellen (4) der Brennkraftmaschine mit
Schmieröl zu einem Hauptkanal separate Schmiermittelkanäle (5) vorgesehen sind, ferner
mit Spritzdüsen (9), die zum Kühlen der Kolben (10) der Brennkraftmaschine Schmieröl
aus dem Schmiersystem der Brennkraftmaschine erhalten, dadurch gekennzeichnet, daß
die Spritzdüsen (9) ihr Schmieröl aus den Schmiermittelkanälen (5) zur Schmierölversorgung
der Nockenwellen (4) erhalten, und daß die über die Schmiermittelkanäle (5) zu den
Nockenwellen (4) gelangende Schmierölmenge abhängig vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine
reduzierbar ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmierölversorgung
zu den Nockenwellen (4) vollständig abstellbar ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Nockenwellen
(4) ausgebildete Längsbohrungen als Schmiermittelkanäle (5) dienen, und über von den
Längsbohrungen zur Außenoberfläche der Nockenwellen (4) führende Bohrungen (6) Schmieröl
zu den Schmierstellen an den Nockenwellen (4) gelangt, und daß das an den Schmierstellen
austretende Schmieröl über Ölzufuhrleitungen (8) zu den Spritzdüsen (9) gelangt.
