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Dokumentenidentifikation DE102004044995B4 04.12.2008
Titel Ventile verwendendes Schmiersystem, um verschiedene Motoröldruckanforderungen zu erfüllen
Anmelder General Motors Corp. (n.d.Ges.d. Staates Delaware), Detroit, Mich., US
Erfinder Plenzler, Jeremy M., Royal Oak, Mich., US;
Zheng, Liyun, Troy, Mich., US
Vertreter Manitz, Finsterwald & Partner GbR, 80336 München
DE-Anmeldedatum 16.09.2004
DE-Aktenzeichen 102004044995
Offenlegungstag 28.04.2005
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 04.12.2008
Veröffentlichungstag im Patentblatt 04.12.2008
IPC-Hauptklasse F01M 1/16(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse F01M 11/03(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   F01L 1/344(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   F01L 1/14(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   F01M 9/10(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   

Beschreibung[de]

Diese Erfindung betrifft Motorölsysteme und insbesondere ein System mit Druckventilen, um einen Öldurchfluss und -druck für verschiedene Schmier- und Betätigungsfunktionen zu optimieren.

Verbrennungsmotoren können Schmieröl zu vielen Zwecken verwenden, wie zum Beispiel zum Schmieren beweglicher Teile, zum Betätigen von Nockenphasenstellern und zum Steuern von Ventilstößeln zur gestuften Ventilbetätigung wie auch Zylinderabschaltung. Nockenphasensteller und Zylinderabschaltungsvorrichtungen erfordern während des Motorbetriebs allgemein einen höheren Öldruck zur Betätigung, als die bewegbaren Teile des Motors für eine richtige Schmierung benötigen.

Eine Methode zur Maximierung des Motorwirkungsgrades besteht darin, eine kleinere Ölpumpe zu verwenden, die nur die minimale Menge an Öldruck vorsieht, die erforderlich ist, um einen Motorverschleiß zu verhindern. Jedoch liefern kleinere Ölpumpen nicht ausreichend Öldruck, um einen Nockenphasensteller oder Schaltstößel bei niedrigen Motordrehzahlen und Leerlaufdrehzahlen betätigen zu können. Somit kann die Nockenphasenverstellung, die gestufte Ventilbetätigung wie auch Zylinderabschaltung nur bei höheren Motordrehzahlen erreicht werden.

Eine andere Methode besteht darin, eine größere Ölpumpe zu verwenden, die ausreichend Öldruck vorsieht, um den Nockenphasensteller oder Schaltstößel bei niedrigen Motordrehzahlen betreiben zu können.

Diese Methode erlaubt eine Phasenverstellung, einen gestuften Ventilbetrieb wie auch eine Zylinderabschaltung bei niedrigeren Motordrehzahlen, um die zeitliche Ventilsteuerung zu ändern und den Motorwirkungsgrad zu erhöhen. Jedoch erfolgen die Verbesserungen des Wirkungsgrades nicht ohne Kosten. Ein höherer, durch die größere Ölpumpe erzeugter Druck liefert einen zu großen Durchfluss, der die sich bewegenden Teile des Motors zu stark schmiert und zusätzliche Energie erfordert, um die Pumpe anzutreiben, wodurch parasitäre Verluste erzeugt werden, die den Motorwirkungsgrad verringern.

Ferner ist aus der JP 2001-336 410 A ein Ölversorgungssystem für einen Verbrennungsmotor bekannt, bei dem von einer Versorgungsleitung zu einem Nockenwellensteller eine Leitung mit einem Steuerventil abzweigt, mit dem der Druck in der zu dem Nockenwellenversteller führenden Versorgungsleitung gesteuert werden kann.

Ein anderes Ölversorgungssystem wird in der DE 102 09 197 A1 beschrieben, bei dem mittels eines elektromagnetisch betätigbaren 3/3-Wegeventils der Ölstrom zu einem Nockenwellensteller selektiv blockiert werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Schmiersystem zum selektiven Regulieren des Öldruckes eines Verbrennungsmotors zu schaffen, mit dem der Motorwirkungsgrad erhöht werden kann, während ermöglicht wird, dass der Motor bei niedrigen Motordrehzahlen einen Nockenphasensteller oder Schaltstößel betreiben kann, ohne dass die Ölpumpenabgabe stark erhöht werden muss.

Diese Aufgabe wird mit einem Schmiersystem gelöst, welches die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.

Ebenfalls anhängige Anmeldungen, die mit dem Gegenstand der vorliegenden Erfindung in Verbindung stehen, wurden gleichzeitig mit dieser Anmeldung am 18. September 2003 als U.S. Anmeldung Nr. 10/666,745, U.S. Anmeldung Nr. 10/666,864 und U.S. Anmeldung Nr. 10/667,233 eingereicht.

Die vorliegende Erfindung sieht ein Ölsystem für einen Verbrennungsmotor mit Öldrucksteuerventilen vor, um Öldrücke in dem Motor zu optimieren, während der Motorwirkungsgrad erhöht wird, indem durch eine zu starke Schmierung erzeugte parasitäre Verluste minimiert werden.

Bei einer beispielhaften Ausführungsform umfasst das Ölsystem eine Ölpumpe mit einem Einlass und einem Auslass. Ein Ölaufnehmer, der mit dem Einlass verbunden ist, erstreckt sich in einen Motorölsumpf, um Öl in das Ölsystem zu ziehen. Der Auslass der Ölpumpe ist mit einer Hauptölzufuhr verbunden, die Öl an einen Hauptlagerdurchgang und einen Nockenphasensteller liefert. Das an den Nockenphasensteller gelieferte Öl wird dazu verwendet, den Nockenphasensteller zu betätigen, während das an den Hauptlagerdurchgang gelieferte Öl hauptsächlich zu Schmierzwecken verwendet wird. Zusätzlich wird ein gewisser Anteil des in den Hauptlagerdurchgang gepumpten Öls durch eine Nockendurchgangszufuhr an einen Nockendurchgang in einem oberen Teil des Motors zur Schmierung eines Ventiltriebs geliefert. Wenn Schaltstößel vorhanden sind, kann ein gewisser Anteil des an den Nockenphasensteller oder den Nockendurchgang gelieferten Öls an die Schaltstößel umgelenkt werden, um einen gestuften Ventilbetrieb oder eine Zylinderabschaltung zu ermöglichen.

Ein erstes druckerhöhendes Ventil, das zwischen der Hauptölzufuhr und dem Hauptlagerdurchgang verbunden ist, besitzt eine kleine Öffnung, die so ausgebildet ist, dass ein minimaler Öldurchfluss an den Hauptlagerdurchgang erfolgt, während der Ölpumpenaustrag niedrig ist. Wenn der Ölpumpenaustrag zunimmt, reagiert das druckerhöhende Ventil, indem zusätzliche Öffnungen bereit gestellt werden, um einen zusätzlichen Durchfluss durch das Ventil hindurch zu ermöglichen.

Die Beschränkung des Öldurchflusses, die durch das erste druckerhöhende Ventil erzeugt wird, steigert den Öldruck zu der Hauptölzufuhr und dem Nockenphasensteller, während der Hauptlagerdurchgang bei einem niedrigeren Öldruck arbeitet. Dies erlaubt eine Nockenphasenverstellung bei Motorleerlauf oder anderen Bedingungen, wenn der Ölpumpendruck normalerweise zu niedrig ist, um den Nockenphasensteller zu betätigen. Der zusätzliche an den Nockenphasensteller gelieferte Öldruck erlaubt, dass der Phasensteller die zeitliche Ventilsteuerung bei allen Motordrehzahlen variieren kann, ohne dass die Größe der Ölpumpe stark vergrößert werden muss. Die Verwendung einer kleineren Ölpumpe verringert parasitäre Verluste, wodurch der Motorwirkungsgrad gesteigert wird.

Ein zweites druckerhöhendes Ventil, das zwischen dem Hauptlagerdurchgang und dem Nockendurchgang verbunden ist, besitzt eine kleine Öffnung, die so ausgebildet ist, dass ein minimaler Öldurchfluss an den Nockendurchgang erfolgt, während der Ölpumpenaustrag niedrig ist. Wenn der Ölpumpenaustrag zunimmt, reagiert das druckerhöhende Ventil, indem zusätzliche Öffnungen bereit gestellt werden, um einen zusätzlichen Durchfluss durch das Ventil hindurch zu ermöglichen.

Die Beschränkung des Öldurchflusses, die durch das zweite druckerhöhende Ventil erzeugt wird, steigert den Öldruck zu dem Hauptlagerdurchgang, während der Nockendurchgang bei einem niedrigeren Öldruck arbeitet. Dies erlaubt, dass der Nockendurchgang bei einem niedrigeren Öldruck arbeiten kann, als der Hauptlagerdurchgang, um Motorölanforderungen zu verringern, wodurch ermöglicht wird, dass der Motor mit einer kleineren Ölpumpe arbeiten kann, die parasitäre Verluste verringert, wodurch der Motorwirkungsgrad gesteigert wird.

Ein Druckreglerventil, das zwischen dem zweiten druckerhöhenden Ventil und dem Nockendurchgang positioniert ist, regelt den Druck zu dem Nockendurchgang, um die Schaltstößel für einen gestuften Ventilbetrieb oder eine Zylinderabschaltung zu steuern. Wenn eine Betriebsstufe mit niedrigem Ventilhub ausgeführt werden soll, hält das Druckreglerventil einen niedrigen Öldruck zu den Schaltstößeln aufrecht. Wenn eine Betriebsstufe mit hohem Ventilhub erwünscht ist, hält das Druckreglerventil einen hohen Öldruck zu den Schaltstößeln aufrecht, wodurch ein hoher Ventilhub bewirkt wird. Wenn die Schaltstößel zur Zylinderabschaltung verwendet werden, kann das Druckreglerventil dazu verwendet werden, einen angemessenen Öldruck zur Zylinderabschaltung oder einen normalen Öldruck für einen Standardmotorbetrieb zu liefern.

Diese und andere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung bestimmter spezifischer Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen besser offensichtlich.

1 ist eine Darstellung eines Verbrennungsmotors, der ein Ölsystem mit einem Nockenphasensteller gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst;

2 ist eine Darstellung eines Anteils eines direkt wirkenden Ventiltriebs mit Schaltstößeln, von der Anteile weggebrochen sind, um die inneren Merkmale der Komponenten zu zeigen;

3 ist eine Ansicht eines beispielhaften Ölsystems für den Motor von 1;

4 ist eine Darstellung eines ersten druckerhöhenden Ventils für das Ölsystem; und

5 ist eine Darstellung eines zweiten druckerhöhenden Ventils für das Ölsystem; und

6 ist eine schematische Ansicht eines Druckreglerventils für das Ölsystem.

In 1 bezeichnet Bezugszeichen 10 allgemein einen Verbrennungsmotor. Der Motor umfasst einen Zylinderblock 12 mit einer Bank aus Zylindern 14, die Kolben 16 umfassen, die mit einer Kurbelwelle 18 verbunden sind. Ein Zylinderkopf 20 trägt Ansaug- und Abgasventile 21, 22, die durch Nockenwellen 24, 26 betätigt werden. Ein Nockenphasensteller 28 ist an der Abgasnockenwelle 26 befestigt, um die Abgasventilsteuerung zu variieren. Eine Ölwanne 30 unterhalb des Blockes bildet einen Ölsumpf für den Motor.

2 zeigt einen Abgasabschnitt eines Motorventiltriebes 32 zur Verwendung in einem Kolbenmotor mit obenliegender Nockenwelle. Der Ventiltrieb 32 umfasst eine Abgasnockenwelle 26, die durch ein Antriebskettenrad 34, das durch eine Kette 36 (1) mit der Motorkurbelwelle 18 verbunden ist, angetrieben ist. Ein Nockenphasensteller 28 ist zwischen dem Kettenrad 34 und der Nockenwelle 26 verbunden, um die zeitliche Steuerung der Nockenwelle bezüglich der Kolbenbewegung und anderer Betriebsfunktionen des Motors und bezüglich anderer Nockenwellen des Motors zu variieren.

Die Abgasventile 22 werden durch Schaltventilstößel 38 betätigt, die mit Nocken 40 der Nockenwelle 26 in Eingriff stehen. Die Schaltventilstößel 38 reagieren auf Öldruck, um die Größe des Ventilhubes, der für die zugeordneten Abgasventile 22 vorgesehen wird, zu deaktivieren oder selektiv zu ändern. Genauer kann der an die Schaltstößel 38 gelieferte Öldruck dazu verwendet werden, den Ventilhub zu verringern oder den Ventilhub zur Zylinderabschaltung außer Betrieb zu setzen.

3 zeigt die Durchgänge eines Ölsystems 44 in dem Motor 10. Das Ölsystem umfasst eine motorbetriebene Ölpumpe 46 mit einem Einlass 48 und einem Auslass 50. Ein Ölaufnehmer 52, der mit der Pumpe 46 verbunden ist, erstreckt sich in den Sumpf der Ölwanne 30. Die Pumpe 46 ist über ein Ölfilter 54 mit einer Hauptölzufuhr 56 verbunden. Die Hauptölzufuhr 56 verteilt Öl an eine Nockenphasenstellerzufuhr 58 und einen Hauptlagerdurchgang 60. Der Hauptlagerdurchgang 60 liefert Öl an die Hauptlager der Kurbelwelle und die Lager der Pleuelstangen, die nicht gezeigt sind. Der Hauptlagerdurchgang 60 ist mit einer Nockendurchgangszufuhr 62 verbunden, die Öl an einen Nockendurchgang 64 zum Schmieren von Nockenwellenlagern und des Ventiltriebs bzw. -zahnrads 66 innerhalb des Zylinderkopfs 20 des Motors 10 führt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein erstes druckerhöhendes Ventil 68, das in 4 zu sehen ist, zwischen der Hauptölzufuhr 56 und dem Hauptlagerdurchgang 60 verbunden. Das erste druckerhöhende Ventil 68 besitzt ein rohrförmiges Gehäuse 70, das einen verschiebbaren Durchflusssteuerkolben 72 umgibt. Der Kolben 72 definiert innen eine Öffnung 74. Eine Vorspannfeder 76 zwischen dem Kolben 72 und einem Auslassende 78 des Gehäuses 70 drückt den Kolben 72 in Richtung eines Einlassendes 80 des Gehäuses, um eine große Einlassöffnung 82 in dem Gehäuse zu schließen. Mehrere Bypassöffnungen 84 erstrecken sich durch eine rohrförmige Wand des Gehäuses 70 benachbart des Einlassendes 80.

Unter Bedingungen mit niedrigem Öldruck hält die Vorspannfeder 76 den Durchflusssteuerkolben 72 an dem Einlassende 80 des Gehäuses 70, wobei die Bypassöffnungen 84 geschlossen werden und nur ein Öldurchfluss durch die Öffnung 74 des druckerhöhenden Ventils 68 erlaubt wird.

Wenn der Öldruck an dem Einlassende 80 des Gehäuses 70 zunimmt, beginnt der Kolben 72 in Richtung des Auslassendes 78 zu gleiten und drückt die Vorspannfeder 76 zusammen. Wenn sich der Kolben 72 in Richtung des Auslassendes 78 bewegt, erlaubt der Kolben, dass eintretendes Öl durch die Bypassöffnungen 84 strömen kann, um den Öldruck zu dem Nockendurchgang 64 zu erhöhen. Wenn der Öldruck an dem Einlassende 80 des Gehäuses 70 verringert wird, drückt die Vorspannfeder 76 den Kolben 72 zurück in Richtung des Einlassendes 80, um die Bypassöffnungen 84 zu schließen und den Öldruck zu dem Nockendurchgang 64 zu verringern.

Ein zweites druckerhöhendes Ventil 86, das in 5 zu sehen ist, ist zwischen dem Hauptlagerdurchgang 60 und dem Nockendurchgang 64 verbunden. Das druckerhöhende Ventil 86 besitzt ein rohrförmiges Gehäuse 88, das einen verschiebbaren Durchflusssteuerkolben 90 umgibt. Der Kolben 90 definiert innen eine Öffnung 92. Eine Vorspannfeder 94 zwischen dem Kolben 90 und einem Auslassende 96 des Gehäuses 88 drückt den Kolben 90 in Richtung eines Einlassendes 98 des Gehäuses, um eine große Einlassöffnung 100 in dem Gehäuse zu schließen. Mehrere Bypassöffnungen 102 erstrecken sich durch eine rohrförmige Wand des Gehäuses 88 benachbart des Einlassendes 98.

Unter Bedingungen mit niedrigem Öldruck hält die Vorspannfeder 94 den Durchflusssteuerkolben 90 an dem Einlassende 98 des Gehäuses 88, wobei die Bypassöffnungen 102 geschlossen werden und nur ein Öldurchfluss durch die Öffnung 92 des druckerhöhenden Ventils 86 erlaubt wird.

Wenn der Öldruck an dem Einlassende 98 des Gehäuses 88 zunimmt, beginnt der Kolben 90 in Richtung des Auslassendes 96 zu gleiten und drückt die Vorspannfeder 94 zusammen. Wenn sich der Kolben 90 in Richtung des Auslassendes 96 bewegt, erlaubt der Kolben, dass eintretendes Öl durch die Bypassöffnungen 102 strömen kann, um den Öldruck zu dem Nockendurchgang 64 zu erhöhen. Wenn der Öldruck an dem Einlassende 98 des Gehäuses 88 verringert wird, drückt die Vorspannfeder 94 den Kolben 90 zurück in Richtung des Einlassendes 98, um die Bypassöffnungen 102 zu schließen und den Öldruck zu dem Nockendurchgang 64 zu verringern.

Ein Druckregelventil 104, das in 6 gezeigt ist, ist zwischen dem Nockendurchgang 64 und dem druckerhöhenden Ventil 86 verbunden. Das Druckregelventil 104 besitzt ein Gehäuse 106, das eine Kolbenbaugruppe 108 umgibt, die einen ersten und zweiten verschiebbaren Durchflussteuerkolben 110, 112 umfasst. Die Kolben 110, 112 sind entgegengesetzt beabstandet und benachbart eines Einlasses 114 und eines Auslasses 116 positioniert. Eine Vorspannfeder 118, die über der Kolbenbaugruppe 108 positioniert ist, spannt die Kolben 110, 112 in Richtung des unteren Endes 120 des Gehäuses 106 vor, um die Kolben von dem Einlass 114 weg zu beabstanden und damit einen maximalen Durchfluss durch das Ventil 104 zu erlauben. Alternativ dazu kann ein Solenoid anstelle der Feder 118 verwendet werden, um die Anordnung der Kolben 110, 112 in dem Gehäuse 106 zu steuern. Ein Drucksteuereinlass 122 lenkt einen Anteil des eintretenden Öls an eine untere Fläche 124 des Kolbens 112 um, um die Größe des Öldruckes, der auf die untere Fläche wirkt, zu erhöhen. Infolgedessen hebt der Druck die Kolbenbaugruppe 108 gegen die Feder 118 an, was zur Folge hat, dass der zweite Kolben 112 den Einlass 114 blockiert, wodurch der Durchfluss durch das Ventil 104 verringert wird.

Wie in den 3 bis 6 gezeigt ist, nimmt der Einlass 114 des Druckregelventils 104 Öl von der Nockendurchgangszufuhr 62 auf. Die Stellung der Kolben 110, 112 bezüglich des Einlasses 114 regelt die Menge an Öl, das durch das Ventil 114 an den Nockendurchgang 64 geführt wird, um die Größe des Öldruckes, der an die Schaltstößel 38 des Ventiltriebes 32 geliefert wird, zu steuern. Bevorzugt sieht das Druckregelventil 104 einen niedrigen Öldruck für einen niedrigen Ventilhub oder einen Normalbetrieb des Ventiltriebes 32 und nach Bedarf einen höheren Öldruck für eine Betriebsstufe mit hohem Ventilhub oder eine Zylinderabschaltung vor.

Wenn der eintretende Öldruck in den Drucksteuereinlass 122 zunimmt, bewegt sich die Kolbenbaugruppe 108 zu der Vorspannfeder 118, was zur Folge hat, dass der zweite Kolben 112 den Durchfluss durch den Einlass 114 teilweise blockiert, um einen vorbestimmten maximalen Öldruck zu dem Nockendurchgang 64 und den Schaltstößeln 38 beizubehalten. Wenn der eintretende Öldruck zu dem Drucksteuereinlass 122 abnimmt, bewegt das Vorspannfedersystem 118 die Kolbenbaugruppe 108 in Richtung ihrer Ursprungsstellung, wodurch der Einlass 114 geöffnet wird, um die Beschränkung durch das Ventil 104 zu verringern.

Während des Motorbetriebs zieht die Ölpumpe 46 Öl von der Ölwanne 30 durch den Ölaufnehmer 52. Das Öl wird dann durch den Pumpenauslass 50 und einen Ölfilter 54 an die Hauptölzufuhr 56 gepumpt. Das Öl in der Hauptölzufuhr 56 wird dann an den Hauptlagerdurchgang 60 und den Nockenphasensteller 28 geführt. Ein gewisser Anteil des Öls in dem Hauptlagerdurchgang 60 strömt an den Nockendurchgang 64 durch das druckerhöhende Ventil 68.

Bei niedrigeren Motordrehzahlen, wenn die Ölpumpenabgabe minimal ist, strömt nur ein kleiner Anteil des Öls, das durch das Ölsystem 44 gepumpt wird, durch die Öffnung 74 des druckerhöhenden Ventils 68. Der Rest des Öls, das nicht durch die Öffnung 74 strömt, baut einen Öldruck an dem Einlassende 80 des druckerhöhenden Ventils 68 auf, was einen Rückdruck in der Hauptölzufuhr 56 erzeugt und seinerseits den Öldruck zu dem Nockenphasensteller 28 erhöht. Dies erlaubt, dass der Nockenphasensteller 28 bei Leerlaufbedingungen und Bedingungen mit niedriger Drehzahl arbeiten kann, wenn der Ölpumpendruck ansonsten für eine Betätigung des Nockenphasenstellers zu niedrig wäre. Diese Beschränkung des Öldurchflusses zu dem Hauptlagerdurchgang 60 bei niedrigeren Motordrehzahlen beschränkt die Öldurchflussanforderungen des Systems, wodurch ermöglicht wird, dass der Motor 10 mit einer kleineren, effizienteren Ölpumpe arbeiten kann.

Ein Anteil des in den Hauptlagerdurchgang strömenden Öls wird durch die Öffnung 92 des druckerhöhenden Ventils 86 gepumpt. Der Rest des Öls, das nicht durch die Öffnung 92 strömt, baut einen Öldruck an dem Einlassende 98 des druckerhöhenden Ventils 86 auf, was den Öldruck in dem Hauptlagerdurchgang erhöht. Diese Beschränkung des Öldurchflusses zu der Nockendurchgangszufuhr 62 begrenzt die Öldurchflussanforderungen des Systems, wodurch erlaubt wird, den Motor 10 mit einer kleineren, effizienteren Ölpumpe zu betreiben.

Das Druckreglerventil 104 reguliert einen Öldurchfluss von der Nockendurchgangszufuhr 62 zu dem Nockendurchgang 64 und den Schaltstößeln 38. Bei einem Betrieb mit niedrigem Öldruck, wie beispielsweise einem Leerlaufbetrieb oder Betrieb mit niedriger Drehzahl, behält die Größe des Einlasses 114 einen Öldruck zu dem Nockendurchgang 64bei, der optimal ist, damit die Schaltstößel 38 mit niedrigem Ventilhub arbeiten können.

Wenn die Motordrehzahl zunimmt, steigt die Abgabe von der Ölpumpe 34, was zur Folge hat, dass der Öldruck in dem System 32 zunimmt. Wenn der Öldruck an dem Einlassende 80 zunimmt, wird der Kolben 72 in Richtung des Auslassendes 78 gegen die Vorspannfeder 76 verschoben. Die Bewegung des Kolbens 72 erhöht einen Durchfluss durch das druckerhöhende Ventil 68, indem die Bypassöffnungen 84 geöffnet werden. Der erhöhte Öldurchfluss durch das druckerhöhende Ventil 68 steigert den Öldruck in dem Hauptlagerdurchgang 60.

Der erhöhte Öldruck zu dem Hauptlagerdurchgang 60 hat zur Folge, dass der Kolben 90 des druckerhöhenden Ventils 86 in Richtung des Auslassendes 96 gegen die Vorspannfeder 94 verschoben wird. Die Bewegung des Kolbens 90 erhöht den Durchfluss durch das druckerhöhende Ventil 86, indem die Bypassöffnungen 102 geöffnet werden. Der erhöhte Öldurchfluss durch das druckerhöhende Ventil erhöht den Öldurchfluss zu der Nockendurchgangszufuhr 62.

Der erhöhte Öldurchfluss in der Nockendurchgangszufuhr 62 hat zur Folge, dass der Druck an der unteren Fläche 124 des Kolbens 112 zunimmt, was zur Folge hat, dass die Kolbenbaugruppe 108 in dem Gehäuse 106 aufwärts bewegt wird und die Vorspannfeder 94 zusammendrückt. Wenn sich die Kolbenbaugruppe 108 aufwärts bewegt, beschränkt der zweite Kolben 112 einen Durchfluss durch den Einlass 114, um einen hohen Öldruck zu den Schaltstößeln 38 beizubehalten und damit einen Betrieb mit hohem Ventilhub zu bewirken.

Alternativ dazu kann, wenn der Motor mit Schaltstößeln 38 zur Zylinderabschaltung ausgestattet ist, die Zylinderabschaltung dadurch erreicht werden, dass die Öldurchflussraten durch das Druckreglerventil nach Bedarf geändert werden, so dass bei niedrigeren Motordrehzahlen die Schaltstößel 38 einen angemessenen Öldruck zur Zylinderabschaltung erhalten.

Zusammenfassend weist ein Schmiersystem für einen Verbrennungsmotor Ventile auf, um einen Öldurchfluss durch einen Motor zu optimieren und damit einen Wirkungsgrad zu erhöhen. Das Schmiersystem umfasst eine über den Motor betriebene Ölpumpe, die so verbunden ist, um unter Druck stehendes Öl durch eine Hauptölzufuhr an einen Hauptlagerdurchgang, einen Nockendurchgang, einen Nockenphasensteller wie auch Schaltventilstößel zu liefern. Ein Paar Druck erhöhender Ventile, die mit dem Hauptlagerdurchgang und dem Nockendurchgang verbunden sind, beschränken selektiv einen Öldurchfluss zu dem Nockendurchgang und dem Hauptlagerdurchgang, um einen an den Nockenphasensteller gelieferten Öldruck anzuheben. Ein Druckreglerventil ist mit dem Nockendurchgang verbunden, um einen Öldruck zu steuern, der an die Schaltstößel zur Zylinderabschaltung oder für einen gestuften Ventilbetrieb geliefert wird. Die Optimierung des Öldurchflusses erlaubt, dass der Motor eine kleinere Ölpumpe verwenden kann und dadurch einen größeren Motorwirkungsgrad hat, während für eine Betätigung des Nockenphasenstellers oder der Schaltstößel über den gesamten Motordrehzahlbereich gesorgt wird.


Anspruch[de]
Schmiersystem (44) für einen Verbrennungsmotor (10), wobei das System (44) umfasst:

eine durch den Motor (10) betriebene Ölpumpe (46), die unter Druck stehendes Öl durch eine Hauptölzufuhr (56) an einen Hauptlagerdurchgang (60), einen Nockendurchgang (64) und einen Nockenphasensteller (28) liefert;

ein erstes druckerhöhendes Ventil (68), das zwischen der Ölpumpe (46) und dem Hauptlagerdurchgang (60) verbunden ist und dazu dient, einen Durchfluss zu dem Hauptlagerdurchgang (60) selektiv zu beschränken und dadurch einen an den Nockenphasensteller (28) gelieferten Öldruck auf ein gewünschtes Betriebsniveau zu erhöhen, das größer als das des Öldrucks ist, der an den Hauptlagerdurchgang (60) geliefert wird;

ein zweites druckerhöhendes Ventil (86), das zwischen dem Hauptlagerdurchgang (60) und dem Nockendurchgang (64) verbunden ist und dazu dient, einen Öldurchfluss zu dem Nockendurchgang (64) selektiv zu beschränken und dadurch einen an den Hauptlagerdurchgang (60) und den Nockenphasensteller (28) gelieferten Öldruck auf ein gewünschtes Betriebsniveau anzuheben, das größer als das des Öldrucks ist, der an den Nockendurchgang (64) geliefert wird; und

ein Druckreglerventil (104), das zwischen dem zweiten druckerhöhenden Ventil (86) und dem Nockendurchgang (64) verbunden ist und dazu dient, einen Öldruck zu dem Nockendurchgang (64) zu regulieren, um damit einen Betrieb des Ventiltriebs (32) zu ändern.
System nach Anspruch 1, wobei das Druckreglerventil (104) während eines Motorbetriebs für eine Betriebsstufe mit niedrigem Ventilhub einen niedrigen Öldruck zu Schaltstößeln (38) beibehält. System nach Anspruch 1, wobei das Druckreglerventil (104) während eines Motorbetriebs für eine Betriebsstufe mit hohem Ventilhub einen hohen Öldruck zu Schaltstößeln (38) beibehält. System nach Anspruch 1, wobei das Druckreglerventil (104) während eines Motorbetriebs zur Zylinderabschaltung einen angemessenen Öldruck zu Schaltstößeln (38) liefert. System nach Anspruch 1, wobei das erste druckerhöhende Ventil (68) eine offene Öffnung (74) umfasst, die einen Öldurchfluss zu dem Nockendurchgang (64) und dem Hauptlagerdurchgang (60) beschränkt, um bei niedrigeren Motordrehzahlen einen gewünschten minimalen Öldruck zu dem Nockenphasensteller (28) beizubehalten. System nach Anspruch 1, wobei das zweite druckerhöhende Ventil (86) eine offene Öffnung (92) umfasst, die einen Öldurchfluss zu dem Nockendurchgang (64) beschränkt, um bei niedrigeren Motordrehzahlen einen gewünschten minimalen Öldruck zu dem Hauptlagerdurchgang (60) und dem Nockenphasensteller (28) beizubehalten. System nach Anspruch 5, wobei das erste druckerhöhende Ventil (68) während eines Motorbetriebs einen angemessenen Öldruck für den Nockenphasensteller (28) beibehält. System nach Anspruch 6, wobei das zweite druckerhöhende Ventil (86) einen Öldruck zu dem Nockendurchgang (64) erhöht, wenn die Motordrehzahl zunimmt. System nach Anspruch 1, wobei der Nockendurchgang (64) Öl von dem Hauptlagerdurchgang (60) aufnimmt. System nach Anspruch 1, mit einem Ölaufnehmer (52), der mit einem Einlass der Pumpe (46) verbunden ist, um Öl von einer Motorölwanne (30) aufzunehmen. System nach Anspruch 1, mit einem Ölfilter (54), der zwischen einem Auslass der Ölpumpe (46) und der Hauptölzufuhr (56) verbunden ist.






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