DE3711792A1

DE3711792A1 - Lubricating and/or cooling oil supply for an engine, especially an internal combustion engine

Info

Publication number: DE3711792A1
Application number: DE19873711792
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl Ing Voigt
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1986-04-18
Filing date: 1987-04-08
Publication date: 1987-10-22

Abstract

In order to eliminate an otherwise usual prefeed pump for delivering oil through the riser pipe (11) between oil sump (1) and oil tank (8) arranged above, from which an oil feed line (10), equipped with an oil pump (9) and leading to the lubrication or cooling points (4) of the engine, emerges, the oil sump (1) is closed to the atmosphere and the riser pipe (11) dimensioned so that the gas and/or vapour pressure in the area of the oil sump (1) is sufficient to deliver oil into the oil tank (8) provided with a venting connection (14) (Fig. 1). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Schmier- und/oder Kühlölversorgung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a lubricating and / or cooling oil supply according to the preamble of claim 1.

Übliche Trockensumpf-Ölsysteme benötigen zwei Pumpen, nämlich eine tief angeordnete Vorförderpumpe zur Nachlieferung von Öl aus der Ölwanne in den Ölbehälter und eine Druckölpumpe in der Ölförderleitung. Die Vorförderpumpe muß für ein relativ großes Fördervolumen ausgelegt sein, da dem sich in der Ölwanne ansammelnden, aus der Maschine zurückgelieferten Öl zwangsläufig Luft sowie bei Brennkraftmaschinen Verbren nungsgase beigemischt sind.Usual dry sump oil systems require two pumps, namely a deep one Pre-feed pump for the subsequent delivery of oil from the oil pan into the oil tank and a Pressure oil pump in the oil delivery line. The prefeed pump must be for a relatively large one Delivery volume must be designed, since the accumulating in the oil pan from which Machine returned oil inevitably air and burn in internal combustion engines Gases are added.

Die ältere Patentanmeldung P 35 42 955.0 beschreibt eine Schmier- und/oder Kühlöl versorgung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, die eine eigentliche Vorförder pumpe in der Steigleitung vermeidet. Bei dieser Konstruktion ist der Ölbehälter gegen die Atmosphäre abgeschlossen, und das sich oberhalb des Ölspiegels im Ölbehälter ansammelnde Gas- bzw. Luftvolumen wird mittels einer mit einer Vakuumpumpe bestückten Leitung in die mit der Atmosphäre in Verbindung stehende Ölwanne gesaugt. Der dabei oberhalb des Ölspiegels im Ölbehälter erzeugte Unterdruck dient dazu, durch die Steig leitung Öl aus der Ölwanne in den Ölbehälter zu saugen.The older patent application P 35 42 955.0 describes a lubricating and / or cooling oil Supply according to the preamble of claim 1, which is an actual pre-conveyor pump in the riser avoids. With this construction, the oil tank is against the atmosphere is closed, and that is above the oil level in the oil tank The accumulating gas or air volume is equipped with a vacuum pump Sucked the line into the oil pan connected to the atmosphere. The one there The negative pressure generated above the oil level in the oil tank is used by the climb line to draw oil from the oil pan into the oil tank.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schmier- und/oder Kühlölversorgung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art so auszubilden, daß auch auf eine derartige Vakuumpumpe zum Transport von Öl durch die Steigleitung verzichtet werden kann. The invention has for its object a lubrication and / or cooling oil supply the type specified in the preamble of claim 1 so that also no such vacuum pump for transporting oil through the riser can be.

Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe besteht in den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1, vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung beschreiben die Unteran sprüche.The achievement of the object consists in the characterizing features of claim 1, advantageous embodiments of the invention describe the Unteran claims.

Die Erfindung nutzt also in konstruktiv äußerst einfacher Art die Auftriebskräfte der an sich unerwünschten Gase und Dämpfe im Bereich der Ölwanne (d.h. sowohl in dem gegen die Atmosphäre abgeschlossenen Volumen oberhalb des Ölspiegels in der Ölwanne als auch innerhalb des Ölvolumens derselben) dazu aus, die erforderliche Ölmenge durch die Steigleitung aus der Ölwanne in den Ölbehälter zu transportieren.The invention thus uses the buoyancy forces of the in a structurally extremely simple manner undesirable gases and vapors in the area of the oil pan (i.e. both in the volume sealed off from the atmosphere above the oil level in the oil pan as well as within the oil volume thereof) to the required amount of oil through the riser pipe from the oil pan into the oil tank.

An dieser Stelle sei bezüglich des Standes der Technik ergänzend auf die DE-PS 12 56 476 oder das DE-GM 84 33 272 hingewiesen, aus denen die - dort als Nachteil in Kauf genommene - Tatsache als bekannt hervorgeht, daß die die Entlüftungsleitung einer Ölwanne durchströmende Luft Öl mitreißt und dieses aus ihr entfernt und mittels einer Pumpe wieder in die Ölwanne transportiert werden muß. Diesen Druckschriften ist jedoch kein Hinweis auf eine Ölversorgung mit oberhalb der Ölwanne angeordnetem, mit dieser durch eine Steigleitung verbundenen Ölbehälter zu entnehmen, von dem die eigentliche Ölversorgungsleitung zu den einzelnen Schmier- bzw. Kühlstellen der Brennkraftmaschine abgeht.At this point, with regard to the prior art, supplementary to DE-PS 12 56 476 or the DE-GM 84 33 272 pointed out from which the - there as a disadvantage in purchase taken - fact that the ventilation line of a Air flowing through the oil pan entrains oil and removes it from it and by means of a Pump must be transported back into the oil pan. This pamphlet is however, no indication of an oil supply with an arranged above the oil pan, with this oil container connected by a riser, from which the actual oil supply line to the individual lubrication or cooling points of the Internal combustion engine goes off.

Im folgenden werden mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert.The following are several embodiments of the invention with reference to the drawing explained.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch eine mit der erfindungsgemäßen Ölversorgung ausgerüstete Hubkolben-Brennkraftmaschine und die Fig. 1 shows a vertical section through a reciprocating piston internal combustion engine equipped with the oil supply according to the invention and the

Fig. 2 und 3 senkrechte Schnitte durch den Bereich des Ölbe hälters bei unterschiedlichen Ölpegelständen in demselben. Fig. 2 and 3 vertical sections through the area of the Ölbe container at different oil levels in the same.

Betrachtet man zunächst Fig. 1, so erkennt man von der Brennkraftmaschine den von der Ölwanne 1 umschlossenen Kurbelraum 2 mit Kurbelwelle 3 und zu schmierendem Kurbelwellenlager 4, Hubkolben 5 im Zylinder 6 sowie bei 7 die die nicht dargestellten Gaswechselventile antreibende Nockenwelle.Looking first at Fig. 1, one can see from the internal combustion engine the crankcase 2 enclosed by the oil pan 1 with crankshaft 3 and crankshaft bearing 4 to be lubricated, reciprocating piston 5 in the cylinder 6 and at 7 the camshaft driving the gas exchange valves (not shown).

Das Öl wird den Schmierstellen, also beispielsweise dem Kurbellager 4, nicht direkt aus der Ölwanne 1 bzw. dem Kurbelraum 2, sondern aus dem oberhalb der Ölwanne 1 angeordneten Ölbehälter 8 über die mit der Ölpumpe 9 bestückte Ölförderleitung 10 zugeführt. Zum Transport des Öls, das sich nach Erfüllung seiner Schmier- und Kühlaufgaben wieder in der Ölwanne 1 angesammelt hat, aus dieser in den Ölbehälter 8 dient die Steigleitung 11, die pumpenlos ausgeführt, aber dafür so bemessen ist, daß sie unter der Wirkung der im Ölvolumen der Ölwanne 1 befindlichen Gas- und Dampfblasen 12 sowie unter der Wirkung des Drucks oberhalb des Ölvolumens in der Ölwanne 1 die erforderliche Ölmenge in den Ölbehälter 8 nachliefert. Der Druck in der Ölwanne bzw. oberhalb des Ölspiegels derselben im Kurbelraum 2 wird durch Gasleckagen 13 zwischen der Lauffläche des Zylinders 6 und dem Kolben 5 bzw. den Dichtringen desselben erzeugt. Voraussetzung dafür ist verständlicherweise eine Abdichtung der Ölwanne 1 bzw. des Kurbelraums 2 gegen die Atmosphäre; der Entlüftungsanschluß 14 befindet sich daher oberhalb des Ölspiegels im Ölbehälter 8.The oil is supplied to the lubrication points, for example the crank bearing 4 , not directly from the oil pan 1 or the crank chamber 2 , but from the oil tank 8 arranged above the oil pan 1 via the oil delivery line 10 equipped with the oil pump 9 . To transport the oil, which has accumulated again in the oil pan 1 after fulfilling its lubrication and cooling tasks, from this into the oil tank 8 , the riser 11 is used , which is pump-free, but is dimensioned so that it under the effect of the Oil volume of the oil pan 1 located gas and steam bubbles 12 and under the effect of the pressure above the oil volume in the oil pan 1, the required amount of oil in the oil container 8 delivers. The pressure in the oil pan or above the oil level in the crank chamber 2 is generated by gas leaks 13 between the running surface of the cylinder 6 and the piston 5 or the sealing rings thereof. The prerequisite for this is understandably a seal of the oil pan 1 or the crank chamber 2 against the atmosphere; the vent connection 14 is therefore located above the oil level in the oil tank 8 .

Im stationären Betriebszustand liegt der Ölspiegel in der Ölwanne 1 in Höhe des unteren offenen Endes der Steigleitung 11.In the stationary operating state, the oil level in the oil pan 1 is at the level of the lower open end of the riser 11 .

Wie ersichtlich, sind alle Bestandteile der Ölversorgung in die Brennkraftmaschine integriert, so daß ein guter Wärmeaustausch und damit ein kurzer Warmlauf der Maschine nach einem Kaltstart sichergestellt sind.As can be seen, all components of the oil supply to the internal combustion engine are integrated, so that a good heat exchange and thus a short warm-up of the machine are ensured after a cold start.

Zur Unterstützung der pneumatisch erzeugten Förderkräfte für das Öl durch die Steiglei tung 11 können zusätzliche Maßnahmen getroffen sein. So kann der Entlüftungsanschluß 14, wie an sich bekannt, mit einer Unterdruck führenden Stelle des Ansaugsystems der Brennkraftmaschine in Verbindung stehen. Weiterhin kann es zweckmäßig sein, insbesondere während solcher Betriebszustände der Maschine, in denen die Leckagen 13 nur einen relativ geringen Druck im Kurbelraum 2 erzeugen, also im Leerlauf- oder Schubbetrieb, gleichsam eine Erhöhung der Leckage vorzusehen. Hierzu dient in Fig. 1 die Leitung 15, die von der Lauffläche des Zylinders 6 abgeht und der Ölwanne 1 bzw. dem Kurbelraum 2 einen Druck zuführt, der von dem Gasdruck im Brennraum 16 des Zylinders 6 herrührt. Die Erzeugung einer derartigen zusätzlichen Leckage wird aber nur in den beschriebenen, bezüglich der Ölversorgung kritischen Betriebszuständen der Maschine durch das Ventil 17 zugelassen, das in Abhängigkeit von einem das Unterschreiten eines vorgegebenen Mindestwerts des Ölstands im Ölbehälter 8 anzeigenden Signals betätigt wird.Additional measures can be taken to support the pneumatically generated conveying forces for the oil through the riser 11 . Thus, the ventilation connection 14 , as is known per se, can be connected to a vacuum-carrying point of the intake system of the internal combustion engine. Furthermore, it may be expedient to provide an increase in the leakage, as it were, in particular during those operating states of the machine in which the leakages 13 generate only a relatively low pressure in the crank chamber 2 , that is to say in idle or overrun mode. For this purpose, line 15 is used in FIG. 1, which leads from the running surface of the cylinder 6 and supplies the oil pan 1 or the crank chamber 2 with a pressure which results from the gas pressure in the combustion chamber 16 of the cylinder 6 . However, the generation of such an additional leakage is only permitted in the described operating states of the machine, which are critical with regard to the oil supply, through the valve 17 , which is actuated as a function of a signal indicating that the oil level in the oil tank 8 falls below a predetermined minimum value.

Um ein Leerlaufen des Ölbehälters 8 in Stillstandsphasen der Maschine auszuschließen, liegt auch in der Ölförderleitung 10 ein Ventil 18, das in Abhängigkeit vom Öldruck betätigt wird.In order to prevent the oil container 8 from running dry when the machine is at a standstill, there is also a valve 18 in the oil delivery line 10 which is actuated as a function of the oil pressure.

Eine weitere Maßnahme zur Sicherstellung der Ölversorgung zeigen die Fig. 2 und 3. Die bereits in Fig. 1 vorkommenden Teile, d.h. der Ölbehälter 8, das ölbehälterseitige Ende der Ölförderleitung 10 und die Steigleitung 11, sind mit denselben Bezugszeichen wie in Fig. 1 gekennzeichnet. Die Einmündungsstellen von Förderleitung 10 und Steiglei tung 11 in den Ölbehälter 8 liegen eng nebeneinander, so daß beide von der mit dem Schwimmer 20 versehenenen Schwimmerkappe 21 übergriffen sind. Die Schwimmer kappe 21, die mit Öffnungen 22 für Leckgas und Dämpfe versehen ist, bildet mit der Hülse 23 und dem Endbereich der Steigleitung 11 eine teleskopartige Anordnung, die bei relativ hohem Ölstand im Ölbehälter 8 (siehe Fig. 2) unter der Wirkung des Schwim mers 20 und der Druckfeder 24 gleichsam auseinandergezogen ist, so daß das Steigrohr 11 Öl in den Ölbehälter 8 liefert und die Ölförderleitung 10 Öl aus dem Ölbehälter 8 absaugt.A further measure to ensure the oil supply is shown in FIGS. 2 and 3. The parts already occurring in FIG. 1, ie the oil tank 8 , the oil tank end of the oil delivery line 10 and the riser 11 are identified by the same reference numerals as in FIG. 1 . The junction sites of the conveying line 10 and Steiglei tung 11 in the oil tank 8 are located close to each other, so that both are overlapped by the versehenenen with the float 20 floats cap 21st The float cap 21 , which is provided with openings 22 for leakage gas and vapors, forms with the sleeve 23 and the end region of the riser 11 a telescopic arrangement which at a relatively high oil level in the oil container 8 (see Fig. 2) under the effect of the swim mers 20 and the compression spring 24 is pulled apart, so to speak, so that the riser 11 delivers oil to the oil tank 8 and the oil delivery line 10 sucks oil from the oil tank 8 .

Sobald aber der Ölspiegel im Ölbehälter 8 einen vorgegebenen Minimalwert unterschreitet, nimmt die Teleskopanordnung die in Fig. 3 dargestellte Lage ein: Durch das Gewicht von Schwimmerkappe 21 nebst Schwimmer 20 und Hülse 23 senken sich diese Teile entgegen der Kraft der Feder 24 so weit, daß sie die Einmündungsstellen von Steiglei tung 11 und Förderleitung 10 gegen das eigentliche Ölbehältervolumen abdichten; nunmehr wird praktisch gas- und dampffreies Öl direkt aus der Steigleitung 11 in die Ölförderlei tung 10 unter Umgehung des eigentlichen Ölbehälters 8 geliefert.However, as soon as the oil level in the oil tank 8 falls below a predetermined minimum value, the telescopic arrangement assumes the position shown in FIG. 3: due to the weight of the float cap 21 together with the float 20 and the sleeve 23 , these parts are reduced so far against the force of the spring 24 that they seal the junction of riser 11 and delivery line 10 against the actual oil tank volume; now practically gas and vapor-free oil is supplied directly from the riser 11 into the oil production line 10 bypassing the actual oil container 8 .

Dieses Öl ist, wie gesagt, praktisch blasenfrei, da die anhand Fig. 3 erläuterte Wirkungs weise der Schwimmerkappe 21 voraussetzungsgemäß nur dann vorliegt, wenn infolge geringer Gasleckagen ein für die Ölförderung ausreichender Druckaufbau im Bereich der Ölwanne 1 nicht sichergestellt ist.This oil is, as I said, practically bubble-free, since the effect of the float cap 21 explained with reference to FIG. 3 is only present if a sufficient pressure build-up in the area of the oil pan 1 is not ensured due to low gas leakages.

Mit der Erfindung ist also eine Möglichkeit geschaffen, praktisch ohne zusätzlichen konstruktiven Aufwand die sonst bei üblichen Trocksumpfschmierungen erforderliche Vorförderpumpe einzusparen.The invention thus creates a possibility, practically without additional constructive effort that is otherwise required with conventional dry sump lubrication Saving the pre-feed pump.

Claims

1.Lubrication and / or cooling oil supply for a machine, in particular an internal combustion engine, with an oil pan fed with returning oil, an oil tank arranged higher than this, a pumpless riser between the two, the outlet point serving for the oil transport from the oil pan into the oil tank of the oil level is in the oil tank, from which an oil delivery line equipped with an oil pump to the machine goes out below its oil level, and with oil transport caused by a pneumatic pressure difference through the riser, characterized in that the oil pan ( 1 ) connects to the atmosphere only via a ventilation connection ( 14 ) of the oil container ( 8 ) and the riser ( 11 ) is connected, the cross section of which is dimensioned such that the pressure increase in the oil pan ( 1 ) caused by the access of air and / or other gases during operation of the machine causes the Oil tank ( 8 ) to be supplied with oil through the riser ( 1 1 ) transported.

2. Oil supply according to claim 1, characterized in that the oil container ( 8 ), the riser ( 11 ) and the oil delivery line ( 10 ) together with the oil pump ( 9 ) are integrated into the machine.

3. Oil supply according to claim 1 or 2, characterized in that the machine is an internal combustion engine with an intake line and the ventilation connection ( 14 ) opens into this.

4. Oil supply according to one of claims 1 to 3, characterized in that an oil pressure-operated shut-off valve ( 18 ) is arranged in the oil delivery line ( 10 ).

5. Oil supply according to one of claims 1 to 4, characterized in that the machine is an internal combustion engine and at least one line ( 15 ) for supplying a pressure to the gas pressure in at least one combustion chamber ( 16 ) of the machine to the oil pan ( 1 ) is provided is.

6. Oil supply according to claim 5, characterized in that in a reciprocating internal combustion engine, the line ( 15 ) goes from the area of a cylinder surface.

7. Oil supply according to claim 6, characterized in that in the line ( 15 ) is only a valve ( 17 ) releasing this when the oil level ( 8 ) falls below a predetermined level.

8. Oil supply according to one of claims 1 to 7, characterized in that the oil container ( 8 ) has an oil level actuated valve ( 20 , 21 , 22 , 23 ) for producing an oil tank ( 8 ) if it falls below a predetermined oil level in it immediate short circuit between Oil delivery line ( 10 ) and riser ( 11 ) is assigned.

9. Oil supply according to claim 8, characterized in that the oil level actuated valve contains the oil container side orifices of oil delivery line ( 10 ) and riser line ( 11 ) overlapping float cap ( 21 ).