AT410123B

AT410123B - Motoranordnung

Info

Publication number: AT410123B
Application number: AT0100398A
Authority: AT
Original assignee: Jenbacher Ag
Priority date: 1998-06-10
Filing date: 1998-06-10
Publication date: 2003-02-25
Also published as: DE29909629U1; ATA100398A

Description

AT 410 123 B

Die Erfindung betrifft eine Motoranordnung mit einem vorzugsweise stationären Verbrennungsmotor, in dessen Ansaugtrakt ein Verdichter angeordnet ist, wobei im oder vor dem Verdichter eine Einrichtung zum Einbringen eines Lösungsmittels vorgesehen ist, welches Ablagerungen im Verdichter entfernt bzw. verhindert.

Weiters betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Reinigen oder Reinhalten eines Verdichters eines Verbrennungsmotors, wobei in den Ansaugtrakt vor dem Verdichter oder in den Verdichter ein Lösungsmittel, vorzugsweise fein zerstäubt, eingespritzt wird.

Aufgrund der Vorschriften zur Reinhaltung der Luft wird bei Hubkolben-Motoren verlangt, die über die Kurbelraumlüftung ausströmenden, ölhaltigen Blow-by-Gase über die angesaugte Verbrennungsluft dem Motor wieder zuzuführen und zu verbrennen. Bei hochaufgeladenen Motoren kann dies aufgrund der hohen Beschleunigungen und Temperaturen im Verdichter des Turboladers zu Wandabscheidungen und damit zu einem Aufbau einer teerartigen Schmutzschicht in den Innenwandungen sowie im Diffusor des Verdichters führen, wodurch die Strömung behindert und der Wirkungsgrad des Verdichters beeinträchtigt wird. In der Folge führt dies zu einem Absinken des Ladedruckes und damit der Motorleistung.

Zur Problemlösung wurden bereits eine getrennte Verdichtung von Ansaugluft (bzw. bei gemischgeladenen Gasmotoren des Gas-Luft-Gemisches) und des Kurbelgehäusegases vorgeschlagen. Bei einem anderen Vorschlag wird periodisch eine bestimme Wassermenge (z.B. 0,5 bis 1 Liter alle 100 Bh) vor dem Verdichter eingespritzt. Der Wasserstrahl hat dabei die Form eines Schnurstrahles. Dieser wird von den Schaufeln des Verdichters zerteilt, wobei Wassertröpfchen aufgrund der hohen kinetischen Energie eine abrasive Wirkung auf an der Wand anhaftende Verschmutzungen ausüben können.

Wie die Versuche gezeigt haben, konnte mit dieser Methode jedoch keine brauchbare Reinigungswirkung erzielt werden, da die anhaftende Substanz sehr zäh ist.

Die Methode der getrennten Verdichtung ist zwar wirksam, jedoch sehr aufwendig.

Weiters ist beispielsweise aus der DE 10 52 164 B oder der DE 10 73 802 B eine Reinigungseinrichtung für einen Luftverdichter bekanntgeworden, bei der vor dem Verdichter eine Einrichtung zum Einbringen eines Lösungsmittels vorgesehen ist. Dabei ist nachteilig, daß für das Lösungsmittel ein eigener Speicherbehälter vorgesehen werden muß.

Bei einer wesentlich einfacheren Lösung, die in der SU 1 562 495 A1 gezeigt ist, wird Kraftstoff als Lösungsmittel verwendet. Dies erspart zwar den zusätzlichen Vorratsbehälter, es ist jedoch äußerst kritisch, explosiven Kraftstoff in den während des Betriebes extrem heißen Verdichter einzubringen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Motoranordnung zu schaffen, bei der mit wenig Aufwand eine wirkungsvolle Reinigung des Verdichters und eines gegebenenfalls nachgeschalteten Ladeluft-bzw. Gemischkühlers möglich ist. Außerdem soll ein günstiges Reinigungsverfahren angegeben werden.

Die erfindungsgemäße Motoranordnung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel aus dem Schmierölkreislauf des Verbrennungsmotors entnommenes Motoröl ist.

Das erfindungsgemäße Reinigungsverfahren besteht darin, daß als Lösungsmittel aus dem Schmierölkreislauf des Verbrennungsmotors entnommenes Motoröl verwendet wird.

Die Reinigungswirkung erfolgt in erster Linie durch die Eigenschaften des Lösungsmittels, wobei sich gezeigt hat, daß heißes Motoröl aus dem Schmierölkreislauf des Verbrennungsmotors selbst geeignet ist, um die teerartigen Ablagerungen im Verdichter bzw. anschließenden Kühler zu entfernen. Diese Ablagerungen werden im wesentlichen verflüssigt und mit der Gasströmung in Richtung Brennraum des Verbrennungsmotors mitgetragen. Dort erfolgt eine nahezu rückstandsfreie Verbrennung bzw. in einem allenfalls nachgeschalteten Katalysator eine Umwandlung in schadstoffreie bzw. schadstoffarme Komponenten. Im Hinblick darauf, daß Motoröl vor allem bei größeren stationären Verbrennungsmotoren in ausreichendem Maße und mit für die Reinigungswirkung günstiger erhöhter Temperatur vorliegt, ist dieses Reinigungsverfahren äußerst einfach und mit geringem Aufwand realisierbar.

Die mit der Öleinspritzung bewirkten Waschvorgänge erfolgen zweckmäßigerweise bei Motorteillast, um einerseits nicht statt der Reinigungswirkung einen erhöhten Rückstandsaufbau zu erzeugen und andererseits den Motor nicht durch die Selbstzündungseigenschaften des Lösungsmittels (bei hohem Druck und Temperaturniveau im Brennraum) zu gefährden. 2

Claims

AT 410 123 B Die pro Waschvorgang eingespritzte Ölmenge kann vorzugsweise zwischen 1 2 3ΛI und 1 %1 liegen. Besonders bevorzugt ist eine Menge zwischen Ά I und 1 I. Je nach Betriebsweise des Motors können zwischen zwei Intervallen bei der bevorzugten diskontinuierlichen Einbringung des Motoröls etwa 50 bis 300, vorzugsweise 100 bis 200 Betriebsstunden liegen. Der Waschvorgang bzw. die Dosierung kann von einem frei programmierbaren Motormanagement übernommen werden, wobei vorzugsweise das Motoröl (Schmieröl) von der Druckleitung entnommen wird und über ein vom Motormanagement angesteuertes Magnetventil einer Einspritzdüse im Ansaugtrakt zugeführt wird. Die Einspritzdüse ist vorzugsweise eine Vollkegeldüse, die das Motoröl gut zerstäubt, wodurch es auf alle strömungsführenden Wandbereiche gelangt. Die Erfindung eignet sich insbesondere, aber nicht ausschließlich für stationäre Verbrennungsmotoren, bei denen ölhaltige Blow-by-Gase aus dem Kurbelwellengehäuse dem Ansaugtrakt zugeführt werden. Die Erfindung wird anhand des nachfolgenden Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Motoranordnung, die Fig.
2 zeigt eine vergrößerte Darstellung im Bereich des Verdichters. Im Ansaugtrakt 1 des Verbrennungsmotors 2 (vorzugsweise ein stationärer Gasmotor oder Dieselmotor) ist ein Luftfilter 3, ein Verdichter 4 (Turbolader) und ein Gemisch bzw. Ladeluftkühler 5 angeordnet. Der Diffusor ist mit 13 bezeichnet und das Laufrad mit 14. Im Abgastrakt befindet sich ein Katalysator 6. Über die Leitung 7 werden aus dem Kurbelwellengehäuse des Verbrennungsmotors 2 ölhältige Blow-by-Gase in die Ansaugleitung 8 rückgeführt. Dadurch kommt es zum Aufbau einer derartigen Schmutzschicht an den Innenwandungen 4 des Verdichters 4 und auch im Kühler 5. Um diese Schmutzschicht zu vermeiden bzw. zu entfernen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß im oder vor dem Verdichter 4 eine Einrichtung zum Einbringen von aus dem Schmierölkreislauf entnommenem Motoröl vorgesehen ist. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel umfaßt diese Einrichtung im wesentlichen eine, vorzugsweise als Vollkegeldüse ausgebildete Einspritzdüse 9, eine mit der Druckleitung des Schmierölkreislaufes des Verbrennungsmotors 2 verbundene Ölleitung 10 und ein elektromagnetisch betätigbares Magnetventil 11a, 11b sowie die Steuerung 12 für dieses Magnetventil. Mit dieser Einrichtung ist es möglich, in periodischen Zeitabständen vorbestimmte Motorölmengen fein zerstäubt knapp vor dem Verdichter 4 bzw. in den Verdichter 4 einzubringen, um die gewünschte Reinigungswirkung zu erzielen. Die Einbringung erfolgt, wie bereits erwähnt, diskontinuierlich und größeren Zeitabständen. Die Steuerung 12 kann in der elektronischen Motormanagementsteuerung integriert sein. Durch das über die Leitung 10 rückgeführte und fein zerstäubt, vorzugsweise über 70°C heiße Motoröl können die derartigen Ablagerungen weitgehend verflüssigt und mit der Strömung in Richtung Brennraum des Verbrennungsmotors 2 weitergetragen werden. Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Neben einem diskontinuierlichen Betrieb, wie er oben bevorzugt dargestellt ist, ist grundsätzlich auch ein kontinuierlicher Betrieb denkbar.
PATENTANSPRÜCHE: 3 1 Motoranordnung mit einem vorzugsweise stationären Verbrennungsmotor, in dessen Ansaugtrakt ein Verdichter angeordnet ist, wobei im oder vor dem Verdichter eine Einrichtung zum Einbringen eines Lösungsmittels vorgesehen ist, welches Ablagerungen im Verdichter entfernt bzw. verhindert, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel aus dem Schmierölkreislauf des Verbrennungsmotors (2) entnommenes Motoröl ist. 2 Motoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (9, 10, 11a, 11b, 12) zum Einbringen des Motoröls eine im Ansaugtrakt, vorzugsweise knapp vor dem oder im Verdichter (4) angeordnete Vorrichtung (9) zum Zerstäuben des Motoröls aufweist. 3 Motoranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Zerstäuben eine Düse, vorzugsweise eine Vollkegeldüse (9) ist. AT 410 123 B
4. Motoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (9, 10, 11a, 11b, 12) zum Einbringen des Motoröls derart ausgebildet ist, daß sie das Motoröl in vorbestimmbaren Zeitabständen in ebenfalls vorbestimmbaren Mengen diskontinuierlich einbringt.
5. Motoranordnung nach Anspruch 4, daß ein zeitgesteuertes, elektrisch betätigbares Magnetventil (11a, 11b) zum Dosieren des Motoröls vorgesehen ist.
6. Motoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Motoröl heiß, vorzugsweise über 70°C heiß ist.
7. Motoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine vom Kurbelwellengehäuse des Verbrennungsmotors (2) ausgehende und vor dem Verdichter (2) in den Ansaugtrakt mündende Rückführleitung (7) für Blow-by-Gase vorgesehen ist.
8. Verfahren zum Reinigen oder Reinhalten eines Verdichters eines Verbrennungsmotors, wobei in den Ansaugtrakt vor dem Verdichter oder in den Verdichter ein Lösungsmittel, vorzugsweise fein zerstäubt, eingespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Lösungsmittel aus dem Schmierölkreislauf des Verbrennungsmotors entnommenes Motoröl verwendet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß über 70°C heißes Motoröl verwendet wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Motoröl diskontinuierlich eingespritzt wird, wobei die Zeitabstände vorzugsweise zwischen 50 und 300 Betriebsstunden betragen und die Menge an Motoröl pro Einspritzvorgang vorzugsweise zwischen 1/i I und 1 V4 I liegt.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbringung des Motoröls bei Motorteillast erfolgt. HIEZU 2 BLATT ZEICHNUNGEN 4