EP1077314B1 - Verfahren zum Regeln einer Kühlung von Schmieröl einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Verfahren zum Regeln einer Kühlung von Schmieröl einer Brennkraftmaschine Download PDF

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EP1077314B1 EP00114085A EP00114085A EP1077314B1 EP 1077314 B1 EP1077314 B1 EP 1077314B1 EP 00114085 A EP00114085 A EP 00114085A EP 00114085 A EP00114085 A EP 00114085A EP 1077314 B1 EP1077314 B1 EP 1077314B1
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
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    • F01M11/0004—Oilsumps
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    • F01M11/0004—Oilsumps
    • F01M2011/0058—Fastening to the transmission

Definitions

  • the invention relates to an internal combustion engine, in particular of a motor vehicle, with an oil pan for receiving lubricating oil of a pressure circulation lubrication, wherein the Oil pan is at least partially double-walled and in the oil pan a Oil pump is provided with a suction port, and with a thermostatic valve, which, depending on a lubricating oil temperature optionally at elevated Cooling the suction with the double-walled area of the oil pan so connects that lubricating oil at least partially through the double-walled area the oil pan circulates, and with low cooling demand, the suction of the double-walled area such that the lubricating oil in the double-walled area the oil pan substantially from the circulation generated by the oil pump is separated, according to the preamble of claim 1.
  • Oil pans of internal combustion engines have in addition to their task as oil sump for the circulating engine oil also has a heat exchanger function to the primarily in the engine oil flowing frictional heat to the umstMailde air dissipate.
  • An increased heat dissipation is in particular by those with ribs profiled aluminum oil pan achieved.
  • US-A-4,296,716 discloses an internal combustion engine whose sump is so in two Chambers is divided, that the outer second chamber the bottom of the inside lying first chamber forms. Both chambers communicate via openings each other and each have a suction port, which via a thermostatic valve with the oil pump communicate. At low oil temperature, the oil becomes major conveyed from the inside first chamber, and at oil temperatures over a certain predefined limit, the oil is predominantly from the outside promoted second chamber.
  • the thermostatic valve is here by two suction lines connected to the two suction ports and located in the inside Chamber of the oil pan.
  • thermostatic valve suction lines and suction ports decreases inside the sump very much space to use, which is one in general desired compact design of the oil pan counter.
  • quite complex attachment of the intake and Saug effetive cost factor.
  • the present invention is therefore based on the object, an internal combustion engine the o.g. Art to provide, which the above-mentioned disadvantages by a inexpensive and compact arrangement of the oil supply to the pump eliminated.
  • thermostatic valve For temperature-dependent actuation of the thermostatic valve has this for example, an expansion element.
  • thermostatic valve for actuating the thermostatic valve is a spring, in particular Coil spring, provided, which the thermostatic valve in the direction of the wall Pressurized oil pan.
  • An oil flow control in the double-walled area of the oil pan is achieved by that an inner wall of the double-walled area of the oil pan punctiform or is linearly connected to an outer wall of the oil pan.
  • thermostatic valve To support a circulation in the double-walled area of the sump with lower Flow rates through the thermostatic valve is a distance between an inner wall and an outer wall of the double-walled area of the oil sump in the region of Thermostatic valve increased.
  • the thermostatic valve is designed as a cylinder valve.
  • an inner wall of the double-walled region of the oil sump is preferably made of plastic or metal, in particular sheet metal, or a casting material.
  • Oil drain plug provided which by an inner wall and an outer wall of the double-walled region of the oil pan extends so that it passes through the Inner wall seals.
  • an otherwise not shown internal combustion engine comprises an inner panel 12 such that the oil pan 10 is double-walled.
  • the Inner panel 12 is provided with a plurality of openings 14 which pass through an oil enable. Further, the inner panel 12 is multi-point or line with the Oil pan 10 connected, for example, medium welding points or lines 16.
  • thermostatic regulated cylinder valve 20 is arranged, which by a spring 22 against a bottom 24th the oil pan 10 is pressed, in which case the oil in the oil circulation of an interior 26 passes through an annular suction port 28 to the oil pump 18.
  • a thermostatic regulated cylinder valve 20th acts between the oil pan 10 and the inner panel 12 located, resting lubricating oil as a heat insulating layer and prevents unwanted heat dissipation to the environment of the oil pan 10.
  • the suction of the oil pump 18 therefore leads to an oil flow from the interior 26 via the plurality of openings 14, over the gap 34 and via the ring opening 32 to the oil pump 18, wherein a circulation of the Lubricating oils over the gap 34 with a correspondingly high heat dissipation via an outer surface of the oil pan 10 results, with the flowing over the gap 34 Lubricating oil is in heat-conducting contact.
  • the gap 34 near the cylinder valve 20 has an increased wall distance of the Inner sheet 12 from the outside of the oil pan 10 on.
  • An oil drain plug 36 screwed to the oil pan 10 is such in length formed so that it with its end an opening 38 in the inner panel 12 substantially sealing closes.
  • the oil pan 10 itself is preferably made of metal, in particular made of aluminum.
  • the Inner panel 12 may alternatively be made of a plastic.

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Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, mit einer Ölwanne zur Aufnahme von Schmieröl einer Druckumlaufschmierung, wobei die Ölwanne wenigstens teilweise doppelwandig ausgebildet ist und in der Ölwanne eine Ölpumpe mit einer Ansaugöffnung vorgesehen ist, und mit einem Thermostatventil, welches in Abhängigkeit von einer Schmieröltemperatur wahlweise bei erhöhtem Kühlbedarf die Ansaugöffnung mit dem doppelwandigen Bereich der Ölwanne derart verbindet, dass das Schmieröl wenigstens teilweise durch den doppelwandigen Bereich der Ölwanne zirkuliert, und bei niedrigem Kühlbedarf die Ansaugöffnung von dem doppelwandigen Bereich derart trennt, dass das Schmieröl im doppelwandigen Bereich der Ölwanne im wesentlichen von der durch die Ölpumpe erzeugte Zirkulation abgetrennt ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ölwannen von Verbrennungsmotoren haben neben ihrer Aufgabe als Ölsammelbehälter für das im Kreislauf befindliche Motoröl auch eine Wärmetauscherfunktion, um die vornehmlich in das Motoröl einfließende Reibungswärme an die sie umstreifende Luft abzuführen. Eine erhöhte Wärmeabfuhr wird insbesondere durch die mit Rippen profilierte Aluölwanne erzielt. Diese bei höheren Umgebungstemperaturen und hohen Motordrehzahlen gewünschte Wärmeabfuhr zur Öltemperaturbegrenzung hat jedoch bei winterlichen Fahrbedingungen den Nachteil, daß im Warmlaufbetrieb durch unerwünschte Wärmeverluste das Betriebstemperaturniveau des Motoröls nur mühsam oder nicht erreicht wird. Als Folge davon ergeben sich erhöhte Reibungsverluste und erhöhter Kraftstoffverbrauch, was wiederum eine verschlechterte Ölqualität durch Kraftstoff- und Kondenswasserverdünnung bedingt.
Aus der DE 44 31 105 A1 ist ein Verfahren zur bedarfsgerechten Kühlung des Schmieröls von Antriebsmaschinen mit Druckumlaufschmierung mit Hilfe einer teilweise doppelwandig ausgebildeten Ölwanne bekannt, wobei ein Isolierspalt vorgesehen ist, welcher in Fahrsituationen mit erhöhtem Kühlbedarf mit Schmieröl befüllt ist und in Fahrsituationen mit zu kaltem Schmieröl vorwiegend mit Luft befüllt ist. Das Ziel hierbei ist es, einen Wärmeverlust im Bereich der Ölwanne einzudämmen, so daß genügend Abwärme zum Heizen einer Fahrgastzelle und des Schmieröls zur Verfügung steht. Dies hat jedoch den Nachteil, daß lediglich die Isolierung bei gewünschter verringerter Wärmeabgabe vom Öl an die Umgebung verbessert wird. Dagegen verschlechtert sich durch das in dem Isolierspalt statisch vorhandene Öl eine Wärmeabgabe im Bereich der doppelwandigen Ölwanne. Ferner ist das Leeren des Isolierspaltes mit aufwendiger und dementsprechend kostenintensiver Mechanik und zusätzlicher Pumpe verbunden.
Die US-A-4,296,716 offenbart eine Brennkraftmaschine, deren Ölwanne derart in zwei Kammern unterteilt ist, dass die außen liegende zweite Kammer den Boden der innen liegenden ersten Kammer bildet. Beide Kammern kommunizieren über Öffnungen miteinander und weisen je eine Ansaugöffnung auf, welche über ein Thermostatventil mit der Ölpumpe in Verbindung stehen. Bei geringer Öltemperatur wird das Öl hauptsächlich aus der innen liegenden ersten Kammer gefördert, und bei Öltemperaturen über einen bestimmten vordefinierten Grenzwert wird das Öl überwiegend aus der außen liegenden zweiten Kammer gefördert. Das Thermostatventil ist hierbei durch zwei Saugleitungen mit den beiden Ansaugöffnungen verbunden und befindet sich in der innen liegenden Kammer der Ölwanne.
Diese Anordnung von Thermostatventil, Saugleitungen und Ansaugöffnungen nimmt innerhalb der Ölwanne sehr viel Bauraum in Anspruch, welches einer im Allgemeinen gewünschten kompakten Ausführung der Ölwanne entgegen steht. Außerdem stellt die recht aufwändige Befestigung der Ansaugöffnungen und Saugleitungsführung einen nicht unerheblichen Kostenfaktor dar.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Brennkraftmaschine der o.g. Art zur Verfügung zu stellen, welche die oben genannten Nachteile durch eine kostengünstige und kompakte Anordnung der Ölzuführung zur Pumpe beseitigt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Brennkraftmaschine der o.g. Art mit den in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen angegeben.
Bei einer Brennkraftmaschine der o.g. Art ist es erfindungsgemäß vorgesehen, ein Thermostatventil an einem Boden der Ölwanne gegenüber der Ansaugöffnung der Ölpumpe anzuordnen.
Dies hat den Vorteil, dass keine Saugleitungen benötigt werden, um das Schmieröl zwischen Thermostatventil und Ansaugöffnung zu transportieren, wodurch sich der Montageaufwand erheblich verringert und durch die kompakte Bauform freiwerdender Bauraum für ein größeres Ölvolumen oder einer kleiner bauenden Ölwanne genutzt werden kann.
Zum temperaturabhängigen Betätigen des Thermostatventiles weist dieses beispielsweise ein Dehnstoffelement auf.
Zweckmäßigerweise ist zum Betätigen des Thermostatventils eine Feder, insbesondere Schraubenfeder, vorgesehen, welche das Thermostatventil in Richtung Wandung der Ölwanne mit Kraft beaufschlagt.
Eine gute Zirkulation durch den doppelwandigen Bereiches der Ölwanne erzielt man dadurch, daß eine Innenwand des doppelwandigen Bereiches der Ölwanne mit mehreren Öldurchtrittsöffnungen versehen ist.
Eine Ölflußsteuerung in dem doppelwandigen Bereich der Ölwanne erzielt man dadurch, daß eine Innenwand des doppelwandigen Bereiches der Ölwanne punktförmig oder linienförmig mit einer Außenwand der Ölwanne verbunden ist.
Zum Unterstützen einer Zirkulation im doppelwandigen Bereich der Ölwanne mit niedrigeren Fließgeschwindigkeiten über das Thermostatventil ist ein Abstand zwischen einer Innenwand und einer Außenwand des doppelwandigen Bereiches der Ölwanne im Bereich des Thermostatventiles erhöht.
Dadurch, daß an einer Innenwandung des doppelwandigen Bereiches im Inneren der Ölwanne zusätzliche Schottwände mit Öffnungen vorgesehen sind, können beschleunigungsbedingte Ölspiegelveränderungen eingeschränkt werden.
Zweckmäßigerweise ist das Thermostatventil als Zylinderventil ausgebildet. Besonders bevorzugt ist eine Innenwand des doppelwandigen Bereiches der Ölwanne aus Kunststoff oder Metall, insbesondere Blech, oder einem Gußwerkstoff hergestellt.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist im Boden der Ölwanne eine Ölablaßschraube vorgesehen, welche sich durch eine Innenwand und eine Außenwand des doppelwandigen Bereiches der Ölwanne derart erstreckt, daß diese den Durchtritt durch die Innenwand abdichtet.
Weitere Merkmale, Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, sowie aus der nachstehenden Beschreibung der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung. Diese zeigt in der einzigen Fig. ein bevorzugte Ausführungsform einer Ölwanne einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine in Schnittansicht.
Die in der einzigen Fig. dargestellte bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäß ausgebildeten Ölwanne 10 einer ansonsten nicht näher dargestellten Brennkraftmaschine umfaßt ein Innenblech 12 derart, daß die Ölwanne 10 doppelwandig ausgebildet ist. Das Innenblech 12 ist mit mehreren Öffnungen 14 ausgestattet, welche einen Öldurchtritt ermöglichen. Ferner ist das Innenblech 12 mehrfach punktförmig oder linienförmig mit der Ölwanne 10 verbunden, beispielsweise mittel Schweißpunkten oder -linien 16.
Unterhalb einer in der Ölwanne 10 vorgesehenen Ölpumpe 18 ist ein thermostatisch geregeltes Zylinderventil 20 angeordnet, welches von einer Feder 22 gegen einen Boden 24 der Ölwanne 10 gedrückt wird, wobei dann das im Ölkreislauf befindliche Schmieröl von einem Innenraum 26 über eine ringförmige Ansaugöffnung 28 zur Ölpumpe 18 gelangt. In diesem Fall, welcher in der Fig. in einer linken Teilhälfte des Zylinderventils 20 veranschaulicht ist, wirkt das zwischen Ölwanne 10 und dem Innenblech 12 befindliche, ruhende Schmieröl als Wärmeisolierschicht und verhindert eine unerwünschte Wärmeabfuhr an die Umgebung der Ölwanne 10.
Mit Erreichen einer gewünschten Betriebstemperatur drückt ein Dehnstoffelement 30 des Zylinderventil 20 gegen die Feder 22 in Richtung Ölpumpe 18, so daß die ursprüngliche ringförmige Ansaugöffnung 28 teilweise oder ganz geschlossen und stattdessen eine Ringöffnung 32 wirksam wird, so daß Schmieröl aus einem Zwischenraum 34 zwischen Ölwanne 10 und Innenwand 12 angesaugt wird. Dies ist in der Fig. in einer rechten Teilhälfte des Zylinderventils 20 veranschaulicht. Die Saugwirkung der Ölpumpe 18 führt daher zu einem Ölfluß vom Innenraum 26 über die Vielzahl der Öffnungen 14, über den Zwischenraum 34 und über die Ringöffnung 32 zur Ölpumpe 18, wobei sich eine Zirkulation des Schmieröles über den Zwischenraum 34 mit einer entsprechend hohen Wärmeabfuhr über eine Außenfläche der Ölwanne 10 ergibt, mit der das über den Zwischenraum 34 strömende Schmieröl in wärmeleitenden Kontakt steht.
Zum Reduzieren einer Fließgeschwindigkeit des Schmieröls im Bereich des Zylinderventils 20 weist der Zwischenraum 34 nahe des Zylinderventils 20 einen erhöhten Wandabstand des Innenbleches 12 von der Außenseite der Ölwanne 10 auf. Durch einen linienförmigen Kontakt zwischen dem Innenblech 12 und der Ölwanne 12 wird der Ölfluß durch den Zwischenraum 34 gezielt gesteuert, so daß optimale Kühleffekte oder auch eine sichere Ölansaugung bei Kurvenfahrten gewährleistet sind.
Eine mit der Ölwanne 10 verschraubte Ölablaßschraube 36 ist in ihrer Länge derart ausgebildet, daß sie mit ihrem Ende eine Öffnung 38 im Innenblech 12 im wesentlichen dichtend verschließt. Durch zusätzliche Schottwände 40 mit Öffnungen 42 werden beschleunigungsbedingte Ölspiegelveränderungen eingeschränkt.
Die Ölwanne 10 selbst ist bevorzugt aus Metall, insbesondere aus Aluminium gefertigt. Das Innenblech 12 kann alternativ auch aus einem Kunststoff gefertigt sein.

Claims (10)

  1. Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, mit einer Ölwanne (10) zur Aufnahme von Schmieröl einer Druckumlaufschmierung, wobei die Ölwanne (10) wenigstens teilweise doppelwandig ausgebildet ist und in der Ölwanne (10) eine Ölpumpe (18) mit einer Ansaugöffnung (28) vorgesehen ist, und mit einem Thermostatventil (20), welches in Abhängigkeit von einer Schmieröltemperatur wahlweise bei erhöhtem Kühlbedarf die Ansaugöffnung (28) mit dem doppelwandigen Bereich (34) der Ölwanne (10) derart verbindet, dass das Schmieröl wenigstens teilweise durch den doppelwandigen Bereich (34) der Ölwanne (10) zirkuliert, und bei niedrigem Kühlbedarf die Ansaugöffnung (28) von dem doppelwandigen Bereich (34) derart trennt, dass das Schmieröl im doppelwandigen Bereich (34) der Ölwanne (10) im wesentlichen von der durch die Ölpumpe (18) erzeugte Zirkulation abgetrennt ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Thermostatventil (20) an einem Boden der Ölwanne (10) gegenüber der Ansaugöffnung (28) der Ölpumpe (18) angeordnet ist.
  2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Thermostatventil (20) ein Dehnstoffelement (30) aufweist.
  3. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Feder (22), insbesondere Schraubenfeder, vorgesehen ist, welche das Thermostatventil (20) in Richtung Wandung der Ölwanne (10) mit Kraft beaufschlagt.
  4. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Innenwand (12) des doppelwandigen Bereiches (34) der Ölwanne (10) mit mehreren Öldurchtrittsöffnungen (14) versehen ist.
  5. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Innenwand (12) des doppelwandigen Bereiches (34) der Ölwanne (10) punktförmig oder linienförmig mit einer Außenwand der Ölwanne (10) verbunden ist.
  6. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand zwischen einer Innenwand (12) und einer Außenwand des doppelwandigen Bereiches (34) der Ölwanne (10) im Bereich des Thermostatventiles (20) erhöht ist.
  7. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Innenwandung (12) des doppelwandigen Bereiches (34) im Inneren (26) der Ölwanne (10) zusätzliche Schottwände (40) mit Öffnungen (42) vorgesehen sind.
  8. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Thermostatventil (20) als Zylinderventil ausgebildet ist.
  9. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Innenwand (12) des doppelwandigen Bereiches (34) der Ölwanne (10) aus Kunststoff oder Metall, insbesondere Blech, oder einem Gusswerkstoff hergestellt ist.
  10. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Boden der Ölwanne (10) eine Ölablassschraube (26) vorgesehen ist, welche sich durch eine Innenwand (12) und eine Außenwand des doppelwandigen Bereiches (34) der Ölwanne (10) derart erstreckt, dass diese den Durchtritt (38) durch die Innenwand (12) abdichtet.
EP00114085A 1999-08-14 2000-07-07 Verfahren zum Regeln einer Kühlung von Schmieröl einer Brennkraftmaschine Expired - Lifetime EP1077314B1 (de)

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