DE1097752B

DE1097752B - Lubrication system for internal combustion engines with coarse and fine filters

Info

Publication number: DE1097752B
Application number: DEC15726A
Authority: DE
Inventors: Herbert H Haas
Original assignee: Continental Motors Corp
Current assignee: Continental Motors Corp
Priority date: 1956-11-05
Filing date: 1957-11-02
Publication date: 1961-01-19

Description

Schmiersystem für Brennkraftmaschinen . mit Grob- und Feinfilter Die Erfindung bezieht sich auf ein Schmiersystem für Brennkraftmaschinen mit zwei verschiedenen Gruppen von Schmierstellen, deren eine über ein Grobfilter und die andere über ein Feinfilter mit Öl versorgt werden, wobei beide Filter in Parallelschaltung an das Drucksystem angeschlossen sind.Lubrication system for internal combustion engines. with coarse and fine filter Die The invention relates to a lubrication system for internal combustion engines with two different Groups of lubrication points, one through a coarse filter and the other through a Fine filters are supplied with oil, with both filters connected in parallel to the Printing system are connected.

Viele Brennkraftmaschinen besitzen eine Vielzahl von Schmierstellen, die verschiedene Feinheitsgrade gefilterten Öls erfordern. Als Beispiel sei ein. Motor genannt, bei dem etwa die Kurbelwellenhaup-tlager und Zahnräder nicht die feine Ölfiltrierung benötigen, die notwendig ist, um etwa Brennstoffeinspritzpumpen und Abgasturbolader zu schmieren. In der Tat wäre es erwünscht, eine Feinfiltrierung für die erste Gruppe vorzusehen, da sie den Hauptteil des zur Verfügung stehenden Schmierölflusses benötigt und jedes feine Filter notwendigerweise übermäßig groß sein müßte und sich sehr schnell verstopfen würde, wodurch ein häufiger Austausch notwendig würde. Hier genügt ein Filter hoher Leistung und grober Filtrierung. Ein zweites Filter feiner Filtrierung braucht nur die zweite Gruppe zu versorgen.Many internal combustion engines have a large number of lubrication points, which require different degrees of fineness of filtered oil. As an example, consider a. Engine called, in which, for example, the crankshaft main bearings and gears are not the Need fine oil filtration, which is necessary around fuel injection pumps and to lubricate the exhaust gas turbocharger. Indeed, fine filtration would be desirable Provide for the first group as they make up the bulk of what is available Oil flow required and each fine filter necessarily excessively large would have to be and would clog up very quickly, resulting in frequent replacement would be necessary. A filter with high performance and coarse filtration is sufficient here. A second filter with fine filtration only needs to supply the second group.

Nun ist bereits ein Schmiersystem bekannt, das sowohl ein Grob- als auch ein Feinfilter besitzt, wobei diese beiden Filter in Paralleschaltung an das Drucksystem angeschlossen sind. Ist das Feinfilter verstopft, dann wird über ein Ventil dieses Feinfilter umgangen und den entsprechenden Schmiergruppen ungefiltertes 01 zugeführt. Dies ist jedoch ein unerwünschter Zu-.stand. insbesondere, wenn es sich bei den zu schmierenden Maschinenteilen um sehr teure Anlagen mit ,ehr hohen Toleranzanforderung handelt, wie dies z. B. den eingangs erwähnten Einspritzpumpen und Turbola,de:rn der Fall ist. Es liegt nämlich von vornherein in der Natur der Sache, daß das Feinfilter viel häufiger verstopft ist als das Grobfilter und deshalb häufiger ausgewechselt werden muß.A lubrication system is already known which has both a coarse and a fine filter, these two filters being connected in parallel to the pressure system. If the fine filter is clogged, this fine filter is bypassed via a valve and unfiltered oil is fed to the corresponding lubrication groups. However, this is an undesirable condition. especially when the machine parts to be lubricated are very expensive systems with rather high tolerance requirements, such as B. the aforementioned injection pumps and Turbola, de: rn is the case. This is because it is in the nature of things from the outset that the fine filter is clogged much more frequently than the coarse filter and therefore has to be replaced more frequently.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, hier Abhilfe zu schaffen, und löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß bei einem Schmiersystem der eingangs genannten Gattung ein vom Druck vor den Filtern einerseits und vom Druck hinter dem Feinfilter andererseits beau.fschlagtes Absperrglied vorgesehen ist, welches bei Überschreiten eines bestimmten Druckdifferenzwertes der genannten Drücke eine den Übertritt von grobgefiltertem Öl in den dem Feinfilter nachgeschalteten Teil des Schmiersystems zulassende Verbindung öffnet.The invention has set itself the task of providing a remedy here, and solves the problem in that, in a lubrication system, the initially named genus a from the pressure in front of the filters on the one hand and from the pressure behind the fine filter on the other hand beau.fschlagtes shut-off member is provided, which if a certain pressure difference value of the mentioned pressures is exceeded, a the passage of coarsely filtered oil into the part downstream of the fine filter the connection permitting the lubrication system opens.

Bei Brennkraftmaschinen der genannten Art muß der Öldruckabfall vor den. Stellen, an denen der Öldruck tatsächlich wirksam sein soll, möglichst gering gehalten werden. Im erfindungsgemäßen System wird ein übermäßiger Druckabfall dadurch vermieden, daß für jeden Teil des Systems ein eigenes Filter vorgesehen wird. Würde alles Öl sowohl durch das Grobals auch durch das Feinfilter hindurchgeleitet werden, so würde insbesondere bei weitgehend verstopften Filtern in dieser Hintereinanderschaltung ein übermäßiger Druckabfall auftreten. Mit dem erfindungsgemäßen System durchgeführte Versuche haben gezeigt, daß die mit seiner Hilfe gewährleistete verbesserte Ölversorgung sich sehr schnell bewegender Teile bzw. für die Arbeitsweise der Maschine ausschlaggebender Teile den geringfügigen Nachteil, daß das Feinfilter häufiger ausgewechselt werden muß, in der Regel weitaus überwiegt.In internal combustion engines of the type mentioned, the oil pressure drop must occur the. Places where the oil pressure should actually be effective, as low as possible being held. In the system of the present invention, this creates an excessive pressure drop avoids having a separate filter for each part of the system. Would all oil is passed through both the coarse and the fine filter, this would be particularly the case with largely clogged filters in this series connection an excessive pressure drop may occur. Performed with the system according to the invention Tests have shown that the improved oil supply ensured with its help Very fast moving parts or more decisive for the way the machine works Share the minor disadvantage that the fine filter must be replaced more frequently must, usually far outweighs.

Die herkömmlichen Ventile sind normalerweise geschlossen. Wenn ein derartiges Ventil in einem System der vorgenannten Art benutzt wird, besteht die Gefahr, daß es, wenn die kalte Masdhine angelassen wird, in geschlossener Stellung einfriert bzw. sich festsetzt und die Maschinenteile, die vor allem geschmiert werden müssen, nicht genügend mit Öl versorgt werden, wenn das Filter verstopft oder das 01 zähflüssig ist. Demgegenüber wird das Ventil beim erfindungsgemäßen System in Richtung auf eine Stellung vorbelastet, die beim Anlassen der Maschine mindestens den Ölfluß vom Grobfilter zuläßt, bis das Öl warm wird und/oder sich das festgesetzte Ventil löst. Mit anderen Worten wird also das Ventil beim Abstellen der :Maschine immer geöffnet, wobei das Grobfilter mit den normalerweise durch. das Feinfilter versorgten., zu schmierenden Maschineteilen verbunden wird.The conventional valves are normally closed. If such a valve is used in a system of the aforementioned type, there is a risk that when the cold Masdhine is started, it will freeze or stick in the closed position and that the machine parts, which must be lubricated above all, will not have enough oil be supplied when the filter is clogged or the 01 is viscous. In contrast, the valve in the system according to the invention is preloaded in the direction of a position which, when the machine is started, allows at least the flow of oil from the coarse filter until the oil becomes warm and / or the stuck valve is released. In other words, the valve is always opened when the machine is switched off, whereby the coarse filter with the normally through. the fine filter supplied., is connected to the machine parts to be lubricated.

Schließlich wird durch die spezielle Anordnung des Ventils im erfindungsgemäßen System ein Rückfluß von Öl durch das Feinfilter verhindert, was dazu beiträgt, eine Beschädigung- des Filters zu verhüten.Finally, the special arrangement of the valve in the invention System prevents backflow of oil through the fine filter, which helps a To prevent damage to the filter.

Weitere Merkmale der, Erfindung und der durch dieselbe erzielten sich aus der nachstehenden Beschreibung ..eines erfindungsgemäßen Schmiersystems. Die Zeichnung zeigt den erfindungsgemäßen Ölkreislauf in schematischer Darstellung.Further features of the, invention and that achieved by the same from the description below .. of a lubrication system according to the invention. the The drawing shows the oil circuit according to the invention in a schematic representation.

Ein Verbrennungsmotor 10 hat zwei Baugruppen, die geschmiert werden, müssen. Die erste Gruppe ist schematisch durch die Kurbelwellenhauptlager 11 dargestellt und verbraucht den> größeren Teil des zur Verfügung stehenden Schmiermittelstroms, benötigt aber nur eine verhältnismäßig grobe Filtrierung, die Schmutzteilchen. einer Größe von ungefähr 50 bis 60 Mikron ausscheidet. Die zweite Gruppe wird durch eine Brennstoffeinspritzpumpe 12 und durch einen Abgasturbolader 13 dargestellt und benötigt einen geringeren Teil des Ölstroms, aber eine verhältnismäßig feine Filtrierung, so daß Teilchen bis ungefähr 10 bis 20 Mikrän herunter ausgeschieden werden.An internal combustion engine 10 has two assemblies that are lubricated, have to. The first group is shown schematically by the main crankshaft bearings 11 and consumes the greater part of the available lubricant flow, but only requires a relatively coarse filtration, the dirt particles. one Size of approximately 50 to 60 microns. The second group is through a Fuel injection pump 12 and represented by an exhaust gas turbocharger 13 and required a smaller part of the oil flow, but a relatively fine filtration, so that particles down to about 10 to 20 microns are excreted.

Das Schmiersystem umfäßt einen Behälter 14, eine Pumpe 15 und ein Paar Filter 16 und 17, die parallel angeordnet sind. Das Filter 16 führt das Öl der ersten Schmiergruppe zu. Das Filter 17 liefert das Öl für die zweite Schmiergruppe, wie etwa die Einspritzpumpe 12 und den Turbolader 13.The lubrication system includes a reservoir 14, a pump 15 and a A pair of filters 16 and 17 arranged in parallel. The filter 16 guides the oil to the first lubrication group. The filter 17 supplies the oil for the second lubrication group, such as the injection pump 12 and the turbocharger 13.

Das feine Filter 17 fängt selbstverständlich ebenfalls Teilchen ab, die größer sind als 10 bis. 20 Mikron, so daß dieses Filter öfter verstopft ist und ausgetauscht werden muß als das Grobfilter 16. Wenn das rechtzeitige Austauschen. des Feinfilters nicht erfolgt, ist Vorkehrung getroffen, daß Öl aus dem Grobfilter zum Gebrauch in der zweiten Schmiergruppe verfügbar ist.The fine filter 17 naturally also catches particles, that are greater than 10 to. 20 microns, so this filter gets clogged more often and must be replaced as the coarse filter 16. If the timely replacement. the fine filter does not take place, precautions have been taken to remove the oil from the coarse filter is available for use in the second lubrication group.

Öl aus dem Behälter 14 fließt durch einen Kanal 25 zu der Pumpe 15 und von dort durch einen Kanal 26 zu dem Grobfilter 16 und von dem Grobfilter 16 durch einen Kanal 27 zu der ersten Schmiergruppe. Von der Pumpe 15 fließt weiterhin Öl durch einen Kanal 28 zu dem Feinfilter 17 und dann durch ein Rückschlagventil 29 zu einem Durchlaß 30, der zur zweiten Schmiergruppe führt.Oil from the container 14 flows through a channel 25 to the pump 15 and from there through a channel 26 to the coarse filter 16 and from the coarse filter 16 through a channel 27 to the first lubrication group. From the pump 15, oil continues to flow through a channel 28 to the fine filter 17 and then through a check valve 29 to a passage 30 which leads to the second lubrication group.

Die Einlaß- und Auslaßdrücke des Filters 16 werden durch die Bezugszeichen p1 und p2 angegeben; der höchstzulässige Druckabfall d p16 durch dieses Filter 16 ist z. B. ungefähr 2,1 kg/cm2. Die Einlaß- und Auslaßdrücke des Filters 17 sind mit p1 und p3 bezeichnet, und der höchstzulässige Druckabfall d p17 durch dieses Filter 17 beträgt z. B. ungefähr 1,05 kg/em2.The inlet and outlet pressures of the filter 16 are indicated by the reference numerals p1 and p2; the maximum permissible pressure drop d p16 through this filter 16 is z. B. about 2.1 kg / cm2. The inlet and outlet pressures of the filter 17 are denoted by p1 and p3, and the maximum permissible pressure drop d p17 through this filter 17 is z. B. about 1.05 kg / cm2.

Ein auf Druck ansprechendes Absperrglied 35, bestehend aus einem Kolben 36, der eine wirksame Fläche a1 besitzt, ist über eine Verbindungsleitung dem Filter-Einlaßdruck p1 ausgesetzt und durch, einen Schaft 37 mit einem Kolben 38 verbunden, der eine wirksame Fläche a2 hat, welche über eine Verbindungsleitung 39 mit denn. Feinfilter-Auslaßdruck p. beaufschlagt ist. Der Kolben 38 ist so beschaffen, daß er v-ahlweise die Verbindung zwischen den Durchlässen 27 und 30 durch entsprechende Durchlässe 40 und 41 offriet oder schließt; die Verbindung ist geöffnet, wenn er sich in der durch die gestrichelte Linie 42 dargestellen Stellung befindet. Eine Feder 43 ist vorgesehen, die das. Bestreben hat, die Kolben in die in gestrichelten Linien dargestellte Stellung zu bewegen; sie erhöht die durch den Druck p1 auf den Kolben 35 ausgeübte Kraft nur wenig, so daß ihr Einfluß vernachlässigt werden kann. Die ganze Anordnung kann also am besten als. Differentialdruckventil bezeichnet werden.A pressure-responsive shut-off member 35, consisting of a piston 36, which has an effective area a1, is exposed to the filter inlet pressure p1 via a connecting line and is connected by a shaft 37 to a piston 38, which has an effective area a2, which via a connecting line 39 with then. Fine filter outlet pressure p. is applied. The piston 38 is designed in such a way that it opens or closes the connection between the passages 27 and 30 through corresponding passages 40 and 41; the connection is open when it is in the position shown by the dashed line 42. A spring 43 is provided which has the tendency to move the pistons into the position shown in dashed lines; it only slightly increases the force exerted on the piston 35 by the pressure p1, so that its influence can be neglected. So the whole arrangement can best be called. Differential pressure valve are referred to.

Die Kolbenflächen a1 und a2 sind so gewählt, daß, wenn d p17 geringer ist als 1,05 kg/cm2, d. h., wenn das feine Filter nicht über das höchstzulässige Maß verstopft ist, die Kolben. 36 und 38 in der in voll ausgezogenen Linien gezeichneten Stellung verbleiben; der Kolben 38 schließt dann die Verbindung zwischen den Kanälen 40 und; 41 des Fein- bzw. Grobfiltersystems. Dies ist der normale Betriebszustand des Schmierö:lsystems.The piston areas a1 and a2 are selected so that when d p17 is less than 1.05 kg / cm2, that is, when the fine filter is not clogged beyond the maximum permissible level, the piston. 36 and 38 remain in the position shown in full lines; the piston 38 then closes the connection between the channels 40 and; 41 of the fine or coarse filter system. This is the normal operating condition of the lubricating oil system.

Wenn das Feinfilter 17 mehr und mehr mit Schmutz und anderen Teilchen verstopft wird, dann nimmt der Druckabfall A P17 zu; wenn A P,7 größer als 1,05 kg/=2 wird, werden die Kolben 36 und 38 nach links gedrückt, wodurch der Kolben 38 die Verbindung zwischen denn Fein- und Grobfiltersystem öffnet. Es fließt dann gefiltertes Öl von dem Grobfilter 16 direkt in den Kanal 90 zur zweiten Schmiergruppe. Da p2 größer ist als p2, schließt sich das. Ventil 29 und verhindert, daß Öl aus dem Grobfilter in das Feinfilter eindringt.As the fine filter 17 becomes more and more clogged with dirt and other particles, the pressure drop A P17 increases; if A P, 7 is greater than 1.05 kg / = 2, the pistons 36 and 38 are pressed to the left, whereby the piston 38 opens the connection between the fine and coarse filter system. Filtered oil then flows from the coarse filter 16 directly into the channel 90 to the second lubrication group. Since p2 is greater than p2, valve 29 closes and prevents oil from the coarse filter from entering the fine filter.

Für den Fall, daß das Grobfilter 16 sich so verstopft, daß 4p16 etwa 2,1 kg/cm2 übersteigt, ist ein Umgehungskanal 45 mit einem Sicherheitsventil 46 vorgesehen, das sich dann öffnet und ungefiltertes Öl um das Filter 16 herumleitet, so daß der Motor niemals vollständig ohne Schmieröl ist.In the event that the coarse filter 16 clogged so that 4p16 about Exceeds 2.1 kg / cm2, there is a bypass passage 45 with a safety valve 46 provided, which then opens and directs unfiltered oil around the filter 16, so that the engine is never completely without lubricating oil.

Wenn das Feinfilter 17 gereinigt oder ersetzt wird, dann, sinkt der Druckabfall d p17 unter 1,05 kg/cm2, und die Kolben 36 und 38 bewegen sich nach rechts, indem spie die Verbindung 40, 41 schließen. Der Druck p., öffnet das Ventil 29, und die normalen Arbeitsbedingungen sind wiederhergestellt. Wenn der Motor stillgesetzt wird und der Öldruck abfällt, drückt die Feder 43 die Kolben, 36 und 38 in die Stellung, in welcher die Verbindung 40, 41 offen ist, und sichert den Ölstrom zur zweiten Schmiergruppe, falls die Kolben oder das Feinfilter ausfallen oder durch kaltes und entsprechend starres Öl in. ihrer Wirkung beeinträchtigt werden.When the fine filter 17 is cleaned or replaced, the pressure drop d p17 drops below 1.05 kg / cm2, and the pistons 36 and 38 move to the right, in that the connection 40, 41 closes. The pressure p., Opens the valve 29, and normal working conditions are restored. When the engine is stopped and the oil pressure drops, the spring 43 pushes the pistons 36 and 38 into the position in which the connection 40, 41 is open and ensures the flow of oil to the second lubrication group if the pistons or the fine filter fail or their effectiveness can be impaired by cold and correspondingly rigid oil.

Damit ist eine unter allen Bedingungen einwandfreie Schmierung sämtlicher Schmiergruppen des Motors sichergestellt, wobei bei Ausfall des Feinfilters automatisch die Versorgung der zweiten Schmiergruppe über das Grobfilter erfolgt und erst bei Ausfall auch dieses Filters die Zuführung von ungefiltertem Öl für sämtliche Schmiergruppen des Motors eintritt.This means that perfect lubrication under all conditions is more complete Lubrication groups of the engine ensured, with automatic failure of the fine filter the second lubrication group is supplied via the coarse filter and only at If this filter also fails, unfiltered oil is supplied for all lubrication groups of the engine occurs.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Lubrication system for internal combustion engines with two different groups of lubrication points, one of which is supplied with oil via a coarse filter and the other via a fine filter, both filters being connected in parallel to the pressure system, characterized in that one of the pressure (p1 ) in front of the filters (16, 17) on the one hand and by the pressure (p3) behind the fine filter (17) on the other hand, a shut-off element (35) is provided which, when a certain pressure difference value of the said pressures (p1, p3) is exceeded, prevents the coarsely filtered Oil in the dead part of the connection (40, 41) allowing the lubrication system downstream of the fine filter (17) opens.

2. Lubrication system after Claim 1, characterized in that to prevent reverse oil flow: a check valve (29) is provided in the outlet line of the fine filter (17).

3. Lubrication system according to claim 1 or 2, characterized in that a safety valve (46) is provided to bypass the coarse filter (16) in a manner known per se. Publications considered: Swiss Patent No. 2'58 410; British Patent No. 724 726; U.S. Patent Nos. 2,2317,221, 2,253,685, 2,406,308, 2,639,783 .