DE-102016107704-B4 - Verbrennungsmotor

Abstract

Verbrennungsmotor, mit mindestens einem Zylinder (12) und mit einer Kurbelwelle (14), an der mindestens eine Pleuelstange (1) angreift, wobei die oder jede Pleuelstange (1) ein Hublagerauge (3) zur Anbindung derselben an die Kurbelwelle (14) und ein Pleuellagerauge (2) aufweist, wobei Hauptlager (16) der Kurbelwelle (14) mit Hilfe eines mindestens eine erste Ölpumpe (17, 18) aufweisenden ersten Hydraulikölkreislaufs (15) über eine Hauptlagergalerie (20) mit Hydrauliköl versorgbar sind, wobei die mindestens eine erste Ölpumpe (17, 18) eingerichtet ist, Hydrauliköl aus einem Ölvorratsbehälter (19) anzusaugen, wobei ausgehend von der Hauptlagergalerie (20) jedem Hauptlager (16) der Kurbelwelle (14) ein Teilstrom an Hydrauliköl zur Schmierung dem jeweiligen Hauptlager (16) der Kurbelwelle (14) zuführbar ist, wobei das Hublagerauge (3) der oder jeder Pleuelstange (1) mit Hilfe eines mindestens eine zweite Ölpumpe (25) aufweisenden zweiten Hydraulikölkreislaufs (24) über die Kurbelwelle (14) mit Hydrauliköl versorgbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Hydraulikölkreislauf (24) vom ersten Hydraulikölkreislauf (15) unabhängig ist, wobei die zweite Ölpumpe (25) eingerichtet ist, ebenfalls Hydrauliköl aus dem Ölvorratsbehälter (19) anzusaugen, der erste Hydraulikölkreislauf (15) und der zweite Hydraulikölkreislauf (24) stromabwärts der zweiten Ölpumpe (25) des zweiten Hydraulikölkreislaufs (24) sowie stromabwärts eines Schaltventils (26) des zweiten Hydraulikölkreislaufs (24) über ein Rückschlagventil (27) miteinander gekoppelt sind, wobei das Rückschlagventil (27) eine Ölströmung vom zweiten Hydraulikölkreislauf (24) in den ersten Hydraulikölkreislauf (15) hinein zulässt, jedoch eine umgekehrte Ölströmung vom ersten Hydraulikölkreislauf (15) in Richtung auf den zweiten Hydraulikölkreislauf (24) unterbindet.

Inventors

• Albrecht Reustle
• Andreas Misala

Assignees

• DR. ING. H.C. F. PORSCHE AKTIENGESELLSCHAFT

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20160426

Claims (10)

1. Verbrennungsmotor, mit mindestens einem Zylinder (12) und mit einer Kurbelwelle (14), an der mindestens eine Pleuelstange (1) angreift, wobei die oder jede Pleuelstange (1) ein Hublagerauge (3) zur Anbindung derselben an die Kurbelwelle (14) und ein Pleuellagerauge (2) aufweist, wobei Hauptlager (16) der Kurbelwelle (14) mit Hilfe eines mindestens eine erste Ölpumpe (17, 18) aufweisenden ersten Hydraulikölkreislaufs (15) über eine Hauptlagergalerie (20) mit Hydrauliköl versorgbar sind, wobei die mindestens eine erste Ölpumpe (17, 18) eingerichtet ist, Hydrauliköl aus einem Ölvorratsbehälter (19) anzusaugen, wobei ausgehend von der Hauptlagergalerie (20) jedem Hauptlager (16) der Kurbelwelle (14) ein Teilstrom an Hydrauliköl zur Schmierung dem jeweiligen Hauptlager (16) der Kurbelwelle (14) zuführbar ist, wobei das Hublagerauge (3) der oder jeder Pleuelstange (1) mit Hilfe eines mindestens eine zweite Ölpumpe (25) aufweisenden zweiten Hydraulikölkreislaufs (24) über die Kurbelwelle (14) mit Hydrauliköl versorgbar ist, dadurch gekennzeichnet , dass der zweite Hydraulikölkreislauf (24) vom ersten Hydraulikölkreislauf (15) unabhängig ist, wobei die zweite Ölpumpe (25) eingerichtet ist, ebenfalls Hydrauliköl aus dem Ölvorratsbehälter (19) anzusaugen, der erste Hydraulikölkreislauf (15) und der zweite Hydraulikölkreislauf (24) stromabwärts der zweiten Ölpumpe (25) des zweiten Hydraulikölkreislaufs (24) sowie stromabwärts eines Schaltventils (26) des zweiten Hydraulikölkreislaufs (24) über ein Rückschlagventil (27) miteinander gekoppelt sind, wobei das Rückschlagventil (27) eine Ölströmung vom zweiten Hydraulikölkreislauf (24) in den ersten Hydraulikölkreislauf (15) hinein zulässt, jedoch eine umgekehrte Ölströmung vom ersten Hydraulikölkreislauf (15) in Richtung auf den zweiten Hydraulikölkreislauf (24) unterbindet.
2. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass mindestens ein Zylinderkopf (13) inklusive von Nockenwellenlagern und/oder Nockenwellenverstellern der oder jeder im jeweiligen Zylinderkopf (13) gelagerten Nockenwelle über den ersten Hydraulikölkreislauf (15) mit Hydrauliköl versorgbar ist.
3. Verbrennungsmotor nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet , dass eine zum jeweiligen Zylinderkopf (13) führende Hydraulikölleitung (30) von der Hauptlagergalerie (20) abzweigt.
4. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass mindestens ein Zylinderkopf (13) inklusive von Nockenwellenlagern und/oder Nockenwellenverstellern der oder jeder im jeweiligen Zylinderkopf (13) gelagerten Nockenwelle über den zweiten Hydraulikölkreislauf (24) mit Hydrauliköl versorgbar ist.
5. Verbrennungsmotor nach Anspruch 4 , dadurch gekennzeichnet , dass eine zum jeweiligen Zylinderkopf (13) führende Hydraulikölleitung stromauf einer Zentral-Öleinspeisung (29) in die Kurbelwelle (14) vom zweiten Hydraulikölkreislauf (24) abzweigt.
6. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass mindestens ein Zylinderkopf (13) sowohl über den ersten Hydraulikölkreislauf (15) als auch über den zweiten Hydraulikölkreislauf (24) mit Hydrauliköl versorgbar ist, nämlich derart, dass eine erste Gruppe von Nockenwellenlagern der oder jeder im jeweiligen Zylinderkopf (13) gelagerten Nockenwelle (34) über den ersten Hydraulikölkreislauf (15) mit Hydrauliköl versorgbar ist, und dass eine zweite Gruppe von Nockenwellenlagern und Nockenwellenversteller (35) der oder jeder im jeweiligen Zylinderkopf (13) gelagerten Nockenwelle (34) über den zweiten Hydraulikölkreislauf (24) mit Hydrauliköl versorgbar ist.
7. Verbrennungsmotor nach Anspruch 4 , dadurch gekennzeichnet , dass eine erste zum jeweiligen Zylinderkopf (13) führende Hydraulikölleitung (30a) von der Hauptlagergalerie (20) abzweigt, und dass eine zweite zum jeweiligen Zylinderkopf (13) führende Hydraulikölleitung (30b) stromauf einer Zentral-Öleinspeisung (29) in die Kurbelwelle (14) vom zweiten Hydraulikölkreislauf (24) abzweigt.
8. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 2 bis 7 , dadurch gekennzeichnet , dass ein Steuertrieb zum Antreiben der oder jeder im jeweiligen Zylinderkopf (13) gelagerten Nockenwelle über den ersten Hydraulikölkreislauf (15) mit Hydrauliköl versorgbar ist.
9. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 8 , dadurch gekennzeichnet , dass derselbe zur Bereitstellung eines variabel einstellbaren Verdichtungsverhältnisses Pleuelstangen (1) mit einer Exzenter-Verstelleinrichtung (6) zur Verstellung einer effektiven Pleuelstangenlänge aufweist, wobei die Exzenter-Verstelleinrichtung (6) der jeweiligen Pleuelstange (1) einen Exzenterkörper (9) und an dem Exzenterkörper (9) angreifende Exzenterstangen aufweist, die von einem in mit den Exzenterstangen zusammenwirkenden Hydraulikkammern herrschenden Hydraulikdruck beaufschlagt sind, und wobei die Exzenter-Verstelleinrichtung (6) der jeweiligen Pleuelstange (1) über den zweiten Hydraulikölkreislaufs (24) mit Hydrauliköl versorgbar ist.
10. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 9 , dadurch gekennzeichnet dass der zweite Hydraulikölkreislauf (24) stromabwärts der zweiten Ölpumpe (25) das Schaltventil (26) und stromabwärts des Schaltventils (26) einen Druckgeber (28) umfasst, wobei dann, wenn der Druckgeber (28) des zweiten Hydraulikölkreislaufs (24) einen Öldruck im zweiten Hydraulikölkreislauf misst, der kleiner als ein Grenzwert ist, das Schaltventil (26) eine erste Schaltstellung einnimmt, in der das von der zweiten Ölpumpe (25) des zweiten Hydraulikölkreislaufs (24) geförderte Öl dem zweiten Hydraulikölkreislauf (24) zuführbar ist, wohingegen dann, wenn der Druckgeber (28) des zweiten Hydraulikölkreislaufs (24) einen Öldruck im zweiten Hydraulikölkreislauf misst, der größer als ein Grenzwert ist, das Schaltventil (26) eine zweite Schaltstellung einnimmt, in der das von der zweiten Ölpumpe (25) geförderte Öl dem ersten Hydraulikölkreislauf (15) zuführbar ist, und zwar über das zwischen den zweiten Hydraulikölkreislauf (24) und den ersten Hydraulikölkreislauf (15) stromabwärts des Schaltventils (26) geschaltete Rückschlagventil (27).

Description

Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor, insbesondere einen Verbrennungsmotor mit variablem Verdichtungsverhältnis. Bei Verbrennungsmotoren wirkt sich ein hohes Verdichtungsverhältnis positiv auf den Wirkungsgrad aus. Unter dem Verdichtungsverhältnis wird das Verhältnis des gesamten Zylinderraumes vor der Verdichtung zum verbliebenen Zylinderraum nach der Verdichtung verstanden. Bei Verbrennungsmotoren mit Fremdzündung, wie bei Ottomotoren, die in der Regel ein festes Verdichtungsverhältnis aufweisen, darf das Verdichtungsverhältnis jedoch nur so hoch gewählt werden, dass bei Volllastbetrieb ein sogenanntes „Klopfen“ vermieden wird. Jedoch könnte für den weitaus häufiger auftretenden Teillastbereich des Verbrennungsmotors, also bei geringer Zylinderfüllung, das Verdichtungsverhältnis mit höheren Werten gewählt werden, ohne dass ein „Klopfen“ auftreten würde. Der wichtige Teillastbereich eines Verbrennungsmotors kann verbessert werden, wenn das Verdichtungsverhältnis variabel einstellbar ist. Aus der DE 10 2010 016 037 A1 ist ein Verbrennungsmotor mit einem einstellbaren Verdichtungsverhältnis bekannt. Pleuelstangen, die über ein Hublagerauge und ein Pleuellagerauge verfügen, sind über das Hublagerauge an eine Kurbelwelle und über das Pleuellagerauge an einen jeweiligen Zylinderkolben des Verbrennungsmotors anbindbar. Jeder Pleuelstange ist eine Exzenter-Verstelleinrichtung zugeordnet, die einen Exzenterkörper und Exzenterstangen aufweist. Der Exzenterkörper weist eine exzentrisch zu einem Mittelpunkt des Pleuellagerauges angeordnete Kolbenbolzenbohrung mit einem Mittelpunkt auf, wobei die Kolbenbolzenbohrung einen Kolbenbolzen aufnimmt. Die Exzenter-Verstelleinrichtung dient der Verstellung einer effektiven Pleuelstangenlänge leff, wobei als Pleuelstangenlänge der Abstand des Mittelpunkts der Kolbenbolzenbohrung zu einem Mittelpunkt des Hublagerauges zu verstehen ist. Zur Verdrehung des Exzenterkörpers und damit zur Veränderung der effektiven Pleuelstangenlänge leff sind die Exzenterstangen der Exzenter-Verstelleinrichtung verlagerbar. Jeder Exzenterstange ist ein Kolben zugeordnet, der in einer Hydraulikkammer verschiebbar gelagert bzw. geführt ist. In den Hydraulikkammern herrscht ein Hydraulikdruck, der auf die den Exzenterstangen zugeordneten Kolben einwirkt, wobei abhängig von der Ölmenge in den Hydraulikkammern die Verlagerung der Exzenterstangen möglich ist oder nicht möglich ist. Die Verstellung der Exzenter-Verstelleinrichtung eines Verbrennungsmotors mit variablem Verdichtungsverhältnis wird durch Einwirken von Massen- und Lastkräften des Verbrennungsmotors initiiert, die bei einem Arbeitstakt des Verbrennungsmotors auf die Exzenter-Verstelleinrichtung wirken. Während eines Arbeitstakts verändern sich die Wirkungsrichtungen der auf die Exzenter-Verstelleinrichtung wirkenden Kräfte ständig. Die Verstellbewegung der Exzenter-Verstelleinrichtung wird durch die mit Hydrauliköl beaufschlagten Kolben, die auf die Exzenterstangen einwirken, unterstützt, wobei die Kolben ein Rückstellen der Exzenter-Verstelleinrichtung aufgrund variierender Kraftwirkungsrichtungen der auf die Exzenter-Verstelleinrichtung wirkenden Kräfte verhindern. Die Exzenterstangen, die mit den Kolben zusammenwirken, sind zu beiden Seiten des Exzenterkörpers an denselben angebunden. Die Hydraulikkammern, in welchen die Kolben geführt sind, sind von dem Hublagerauge aus über Hydraulikölzulaufleitungen und mit Hydrauliköl beaufschlagbar bzw. befüllbar. Rückschlagventile der jeweiligen Pleuelstange verhindern ein Rückfließen des Hydrauliköls aus den Hydraulikkammern zurück in die Hydraulikölzulaufleitungen. In einer Bohrung der jeweiligen Pleuelstange ist ein Umschaltventil aufgenommen. Die Hydraulikkammern stehen über Hydraulikölablaufleitungen mit der Bohrung in Kontakt, welche das Umschaltventil aufnimmt. Die Schaltstellung des Umschaltventils bestimmt, welche der Hydraulikkammern mit Hydrauliköl befüllt und welche der Hydraulikkammern entleert wird, wobei hiervon die Verstellrichtung bzw. Verdrehrichtung der Exzenter-Verstelleinrichtung abhängt. Das Hydrauliköl, welches auf die in den Hydraulikkammern geführten Kolben der Exzenterstangen einwirkt, wird den Hydraulikkammern vom Hublagerauge der jeweiligen Pleuelstange aus über die Hydraulikölzulaufleitungen zugeführt, wobei die jeweilige Pleuelstange derart mit dem Hublagerauge an der Kurbelwelle angreift, dass zwischen der Kurbelwelle, nämlich einem Kurbelwellenlagerzapfen derselben, und dem Hublagerauge eine Pleuellagerschale angeordnet ist. Das Hydrauliköl wird über die Kurbelwelle zugeführt und gelangt über die Pleuellagerschale und das Hublagerauge in die Hydraulikölzulaufleitungen. Über die Hydraulikölablaufleitungen können die Hydraulikkammern abhängig von der Schaltstellung des Umschaltventils entlüftet werden. Hiervon hängt die Verstellrichtung bzw. Verdrehrichtung der Exzenter-Verstelleinrichtung ab. Die DE 10 2012 019 176 A1 zeigt einen weiteren Verbrennungsmotor mit