DE102012020027A1 - Reciprocating piston internal combustion engine for passenger car, has lever element pivoted at bearing position at crank pin, where one bearing position is designed for supplying lubricant to other bearing position from lubrication mist - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine mit wenigstens einem variabel einstellbaren Verdichtungsverhältnis gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to a reciprocating internal combustion engine with at least one variably adjustable compression ratio according to the preamble of patent claim 1.
Eine solche Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine ist der
Die Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine umfasst wenigstens ein einem Kolben der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine zugeordnetes Hauptpleuel, welches an zumindest einer zweiten Lagerstelle an dem Hebelelement relativ zu dem Hebelelement drehbar gelagert ist. Darüber hinaus ist wenigstens ein Nebenpleuel vorgesehen, welches einerseits an wenigstens einer dritten Lagerstelle an dem Hebelelement relativ zu dem Hebelelement drehbar gelagert und andererseits an wenigstens einer vierten Lagerstelle an einer um eine Drehachse drehbaren Stellwelle relativ zur Stellwelle drehbar gelagert ist.The reciprocating internal combustion engine comprises at least one piston of the reciprocating internal combustion engine associated Hauptpleuel, which is rotatably mounted on at least one second bearing point on the lever member relative to the lever member. In addition, at least one Nebenpleuel is provided, which is rotatably mounted on at least one third bearing point on the lever member relative to the lever member and on the other hand rotatably mounted at least a fourth bearing on a rotatable about an axis of rotation control shaft relative to the actuating shaft.
Die Stellwelle der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine dient dabei zum Einstellen des Verdichtungsverhältnisses. Wird die Stellwelle um ihre Drehachse gedreht, so wird dadurch über das Nebenpleuel eine Drehung des Hebelelements relativ zum Hubzapfen und dadurch eine Verschiebung des in einem Brennraum, insbesondere einem Zylinder, aufgenommenen Kolbens relativ zum Brennraum bewirkt.The control shaft of the reciprocating internal combustion engine serves to set the compression ratio. If the control shaft is rotated about its axis of rotation, rotation of the lever element relative to the crank pin and thereby displacement of the piston received in a combustion chamber, in particular a cylinder, relative to the combustion chamber are thereby effected via the secondary connecting rod.
Zum Versorgen wenigstens einer der Lagerstelle mit einem Schmiermittel, insbesondere Schmieröl, sind Kanäle vorgesehen, welche sich in der Kurbelwelle, insbesondere in dem Hubzapfen, im Hebelelement, im Hauptpleuel sowie in Verbindungsmitteln zum Koppeln der einzelnen Komponenten miteinander verlaufen. Über die Kanäle wird das Schmiermittel zu der entsprechenden Lagerstelle geführt, so dass die Lagerstelle mit sogenanntem Druckschmiermittel bzw. Drucköl direkt versorgt werden. Diese Kanäle sind jedoch aufwändig und kompliziert zu fertigen. Die Schmiermittelversorgung des Hauptpleuels erfolgt über eine Schmiermittelspritze im Hebelelement, was auch aufwändig und kostenintensiv herzustellende Kanäle und/oder Nuten erfordert.To supply at least one of the bearing with a lubricant, in particular lubricating oil, channels are provided, which extend in the crankshaft, in particular in the crank pin, in the lever member, in Hauptpleuel and in connecting means for coupling the individual components together. Through the channels, the lubricant is guided to the corresponding bearing point, so that the bearing point are supplied directly with so-called pressure lubricant or pressure oil. However, these channels are complex and complicated to manufacture. The supply of lubricant to the Hauptpleuels via a lubricant syringe in the lever element, which also requires consuming and costly to produce channels and / or grooves.
Die Schmiermittelversorgung durch Druckschmiermittel oder Spritzöl belastet außerdem einen Schmiermittelkreislauf der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine, da eine Pumpe zum Fördern des Schmiermittels hinsichtlich ihrer Leistung und somit hinsichtlich ihrer äußeren Abmessungen groß ausgelegt werden muss. Um das Schmiermittel aus den Kanälen in der entsprechenden Lagerstelle zu verteilen, sind zudem Nuten erforderlich. Im Bereich dieser Nuten wird eine Druckverteilung eines hydrodynamischen Schmiermittelfilms gestört, so dass eine Lagertragfähigkeit der Lagerstelle abnimmt, was wiederum große und schwere Lager erfordert. Außerdem stellen die Kanäle Schwächungen der entsprechenden Komponenten dar, welche in der Folge hinsichtlich ihrer Abmessungen stärker und hinsichtlich ihres Gewichts schwerer ausgelegt werden müssen.The lubricant supply by pressure lubricant or spray oil also loads a lubricant circuit of the reciprocating internal combustion engine, since a pump for conveying the lubricant in terms of their performance and thus in terms of their external dimensions must be made large. In order to distribute the lubricant from the channels in the corresponding bearing, grooves are also required. In the area of these grooves, a pressure distribution of a hydrodynamic lubricant film is disturbed, so that a bearing capacity of the bearing decreases, which in turn requires large and heavy bearings. In addition, the channels represent weakenings of the corresponding components, which subsequently have to be made heavier in terms of their dimensions and heavier in terms of their weight.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher eine Schmiermittelversorgung wenigstens einer der Lagerstellen auf besonders einfache und kostengünstige Weise realisiert ist.It is therefore an object of the present invention to provide a reciprocating internal combustion engine of the type mentioned, in which a lubricant supply at least one of the bearings is realized in a particularly simple and cost-effective manner.
Diese Aufgabe wird durch eine Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a reciprocating internal combustion engine having the features of patent claim 1. Advantageous embodiments with expedient and non-trivial developments of the invention are specified in the remaining claims.
Um eine Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine, insbesondere für einen Kraftwagen, der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art zu schaffen, bei welcher eine Schmiermittelversorgung zumindest einer der Lagerstellen auf besonders einfache und kostengünstige Weise realisiert ist, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass wenigstens eine der Lagerstellen für eine Versorgung der wenigstens einen Lagerstelle mit Schmiermittel aus einem Schmiermittelnebel ausgelegt ist, der in einem die wenigstens eine Lagerstelle umgebenden Gehäuseelemente der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine aufgenommen ist. Dies bedeutet, dass das Schmiermittel aus dem im Gehäuseelement ohnehin vorhandenen Schmiermittelnebel, insbesondere Ölnebel, verwendet wird, um die wenigstens eine Lagerstelle mit dem Schmiermittel zu kühlen und/oder zu schmieren.In order to provide a reciprocating internal combustion engine, in particular for a motor vehicle specified in the preamble of patent claim 1, in which a lubricant supply at least one of the bearings is realized in a particularly simple and cost-effective manner, it is inventively provided that at least one of the bearings for a supply of the at least one bearing point is designed with lubricant from a lubricant mist, which is accommodated in a surrounding the at least one bearing housing elements of the reciprocating internal combustion engine. This means that the lubricant from the lubricant mist, in particular oil mist, which is present anyway in the housing element is used in order to cool and / or lubricate the at least one bearing point with the lubricant.
Ein solcher Schmiermittelnebel liegt insbesondere in einem sogenannten Kurbelraum der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine, in welchem die Kurbelwelle zumindest bereichsweise aufgenommen ist, vor. Besonders bei hohen Lasten und/oder Drehzahlen der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine bzw. ihrer Kurbelwelle, wenn etwaige Spritzdüsen zum Beaufschlagen des Kolbens mit Schmiermittel den Kolben mit einer relativ großen Menge an Schmiermittel anspritzen, fällt reichlich Schmiermittelnebel an, dessen Schmiermittelanteil zum Schmieren der wenigstens einen Lagerstelle genutzt wird. Hierdurch ist eine bedarfsgerechte Versorgung der wenigstens einen Lagerstelle realisierbar.Such a lubricant mist is in particular in a so-called crank chamber of the reciprocating internal combustion engine, in which the crankshaft is received at least partially before. Especially at high loads and / or speeds of the reciprocating internal combustion engine or its crankshaft, if any spray nozzles for applying the piston with lubricant, the piston with a relatively large amount Spray lubricant, accumulates plenty of lubricant mist whose lubricant content is used to lubricate the at least one bearing point. As a result, a needs-based supply of at least one bearing point can be realized.
Infolge der Versorgung der wenigstens einen Lagerstelle mit Schmiermittel aus dem Schmiermittelnebel können aufwändig und kostenintensiv herzustellende Kanäle, insbesondere Bohrungen, welche sich in der Kurbelwelle, im Querhebel und/oder in anderweitigen Komponenten der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine erstrecken, vermieden werden. In der Folge kann die Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine zeit- und kostengünstig hergestellt werden.As a result of the supply of at least one bearing point with lubricant from the lubricant mist consuming and costly to produce channels, in particular holes, which extend in the crankshaft, the transverse lever and / or in other components of the reciprocating internal combustion engine can be avoided. As a result, the reciprocating internal combustion engine can be produced in a timely and cost-effective manner.
Darüber hinaus führt der Entfall derartiger Kanäle dazu, dass insbesondere das Hebelelement hinsichtlich seines Gewichts leicht und hinsichtlich seiner äußeren Abmessungen klein und kompakt ausgestaltet werden kann, was zu einem nur geringen Bauraumbedarf sowie zu geringen Massenkräften führt. Somit können bei gleichem Auswuchtgrad Gegengewichte der Kurbelwelle besonders klein gehalten werden. Dies führt auch zu einem besonders geringen Gesamtgewicht der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine.In addition, the elimination of such channels means that in particular the lever element can be made small and compact in terms of its weight and in terms of its external dimensions, resulting in only a small space requirement and low mass forces. Thus counterweights of the crankshaft can be kept particularly small with the same degree of balance. This also leads to a particularly low total weight of the reciprocating internal combustion engine.
Ferner können innere Kräfte der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine und somit Reibungsverluste besonders gering gehalten werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass durch die Versorgung der wenigstens einen Lagerstelle mit Schmiermittel aus dem Schmiermittelnebel eine Pumpe eines Schmiermittelkreislaufs der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine nicht durch eine Versorgung der wenigstens einen Lagerstelle mit Schmiermittel zusätzlich belastet wird. Die Pumpe zum Fördern von Schmiermittel kann somit hinsichtlich ihrer Leistung und/oder ihrer äußeren Abmessungen gering bzw. klein ausgestaltet werden, so dass sich Reibungsverluste der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine besonders gering halten lassen.Furthermore, internal forces of the reciprocating internal combustion engine and thus friction losses can be kept particularly low. Another advantage is that by supplying the at least one bearing point with lubricant from the lubricant mist a pump of a lubricant circuit of the reciprocating internal combustion engine is not additionally burdened by a supply of at least one bearing with lubricant. The pump for conveying lubricant can thus be made low or small in terms of their performance and / or their outer dimensions, so that friction losses of the reciprocating internal combustion engine can be kept particularly low.
Zum besonders vorteilhaften Nutzen des Schmiermittels aus dem Schmiermittelnebel ist bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass der wenigstens einen Lagerstelle zumindest ein Fangelement zum Einfangen des Schmiermittels aus dem Schmiermittelnebel zugeordnet ist. Vorteilhafterweise umfasst das Fangelement wenigstens eine Ausnehmung einer Oberfläche des Hebelelements, d. h. eine sogenannte Schmiermittelfangtasche, die beispielsweise von dem Hubzapfen abspritzendes Schmiermittel gezielt auffangen kann.For a particularly advantageous use of the lubricant from the lubricant mist is provided in a particularly advantageous embodiment of the invention that the at least one bearing point is assigned at least one catch element for capturing the lubricant from the lubricant mist. Advantageously, the catch element comprises at least one recess of a surface of the lever element, d. H. a so-called lubricant catching pocket, which can specifically absorb, for example, lubricant spraying from the crankpin.
Vorteilhafterweise ist wenigstens ein Führungselement, insbesondere ein Leitungselement, vorgesehen, mittels welchem das eingefangene bzw. aufgefangene Schmiermittel dann zu wenigstens einem Lagerspalt der wenigstens einen Lagerstelle geführt wird.Advantageously, at least one guide element, in particular a line element, is provided, by means of which the captured or trapped lubricant is then guided to at least one bearing gap of the at least one bearing point.
Alternativ oder zusätzlich umfasst die wenigstens eine Lagerstelle ein Wellenelement und ein das Wellenelement außenumfangsseitig in Umfangsrichtung des Wellenelements zumindest bereichsweise umgebendes Nabenelement, wobei das Nabenelement und/oder das Wellenelement zumindest eine schräg zur axialen Richtung des Wellenelements verlaufende Fase aufweist. Durch diese Fase ist das Nabenelement bzw. das Wellenelement bezogen auf die axiale Richtung angeschrägt, wodurch das Schmiermittel aus dem Schmiermittelnebel bei einer Drehbewegung des Nabenelements relativ zum Wellenelement bzw. umgekehrt in die wenigstens eine Lagerstelle hineingezogen wird. Dadurch kann eine sichere Versorgung der wenigstens einen Lagerstelle mit Schmiermittel gewährleistet werden.Alternatively or additionally, the at least one bearing point comprises a shaft element and a hub element at least partially surrounding the shaft element on the outer peripheral side in the circumferential direction of the shaft element, wherein the hub element and / or the shaft element has at least one chamfer running obliquely to the axial direction of the shaft element. By this chamfer, the hub member or the shaft member is bevelled with respect to the axial direction, whereby the lubricant from the lubricant mist in a rotational movement of the hub member relative to the shaft member or vice versa is drawn into the at least one bearing. As a result, a secure supply of at least one bearing point can be ensured with lubricant.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawing. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or in the figures alone can be used not only in the respectively indicated combination but also in other combinations or in isolation, without the scope of To leave invention.
Die Zeichnung zeigt in:The drawing shows in:
Die Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine weist wenigstens einen Brennraum in Form eines Zylinders auf, dessen Verdichtungsverhältnis variabel einstellbar ist. Die Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine umfasst ferner eine in
Die Hebelanordnung
Die Hebelanordnung
Andererseits ist das Hauptpleuel
Bezogen auf die zweite Lagerstelle
Des Weiteren weist die Hebelanordnung
Die dritte Lagerstelle
Die dritte Lagerstelle
Der vierten Lagerstelle
Wie aus
In
Um nun die zweite Lagerstelle
Wie aus
Das Fangelement
Die jeweiligen Fasen
Wie aus
Auch das Fangelement
Die Fasen
Auch das Fangelement
Da auch die dritte Lagerstelle
Anhand von
Aus
Bei der Hebelanordnung
In
In
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Hebelanordnunglever assembly
- 1212
- Querhebeltransverse lever
- 1414
- erste Lagerstellefirst depository
- 1515
- Lageraufnahmebearing seat
- 1616
- HauptpleuelHauptpleuel
- 1717
- Hubstroke
- 1818
- erstes Pleuelaugefirst connecting rod eye
- 1919
- Drehachseaxis of rotation
- 2020
- zweite Lagerstellesecond depository
- 2121
- Hubstroke
- 2222
- Zweites PleuelaugeSecond connecting rod eye
- 2424
- Bolzenbolt
- 2626
- Lageraufnahmebearing seat
- 2727
- Lascheflap
- 2828
- Lageraufnahmebearing seat
- 2929
- Lascheflap
- 3030
- Sicherungselementfuse element
- 3232
- Sicherungselementfuse element
- 3434
- Schraubescrew
- 3636
- Muttermother
- 3838
- Nebenpleuelauxiliary connecting rod
- 4040
- dritte Lagerstellethird depository
- 4242
- vierte Lagerstellefourth depository
- 4444
- Drehachseaxis of rotation
- 4646
- Drittes PleuelaugeThird connecting rod eye
- 4848
- Lageraufnahmebearing seat
- 4949
- Bolzenbolt
- 5050
- Lageraufnahmebearing seat
- 5252
- Sicherungselementfuse element
- 5454
- Sicherungselementfuse element
- 5656
- Schraubescrew
- 5858
- Muttermother
- 5959
- Lascheflap
- 6060
- viertes Pleuelaugefourth connecting rod eye
- 6161
- Lascheflap
- 6262
- Fangelementcatching element
- 6363
- Zylinderachsecylinder axis
- 6464
- Anschrägungbevel
- 6565
- Auskehlunggroove
- 6666
- Stirnseitefront
- 6868
- Stirnseitefront
- 7070
- Anschrägungbevel
- 7272
- Stirnseitefront
- 7474
- Stirnseitefront
- 7676
- Fasechamfer
- 7878
- Fasechamfer
- 8080
- Anschrägungbevel
- 8282
- Anschrägungbevel
- 8484
- Fangelementcatching element
- 8686
- Fasechamfer
- 8888
- Stirnseitefront
- 9090
- Stirnseitefront
- 9292
- Fasechamfer
- 9494
- Fangelementcatching element
- 9696
- Fasechamfer
- 9797
- Anlaufbundstop collar
- 9898
- Stellwelleactuating shaft
- 9999
- Anlaufbundstop collar
- 100100
- SchmiermittelfangtascheLubricant collecting pocket
- 101101
- Kurbelwellecrankshaft
- 102102
- SchmiermittelfangtascheLubricant collecting pocket
- 103103
- Hubzapfencrank pins
- 104104
- SchmiermittelfangtascheLubricant collecting pocket
- 105105
- Lagerflächestorage area
- 106106
- SchmiermittelfangtascheLubricant collecting pocket
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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- US 2012/0111143 A1 [0002] US 2012/0111143 A1 [0002]
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DE102012020027A1 true DE102012020027A1 (en) | 2013-05-02 |
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Legal Events
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R230 | Request for early publication | ||
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