AT502968B1

AT502968B1 - Antriebssystem

Info

Publication number: AT502968B1
Application number: AT782007A
Authority: AT
Inventors: Harald Dipl Ing Stuetz; Alexander Dipl Ing Maier
Original assignee: Avl List Gmbh
Priority date: 2007-01-15
Filing date: 2007-01-15
Publication date: 2008-06-15
Also published as: AT502968A2; AT502968A3

Description

2 AT 502 968 B1

Die Erfindung betrifft ein Antriebssystem, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einer ein Motorschmiersystem aufweisenden Brennkraftmaschine, welches mit einem Motorschmierstoff betreibbar ist, wobei «in und derselbe Betriebsstoff als Motorschmierstoff und als Kraftstoff für die Brennkraftmaschine einsetzbar ist und wobei vorzugsweise derselbe Betriebsstoffbehälter für den Motorschmierstoff und den Kraftstoff vorgesehen ist, sowie mit zumindest einem ein Getriebeschmiersystem mit einem Getriebeschmierstoff aufweisenden Getriebe im Antriebsstrang, und/oder mit zumindest einem mit einer Hydraulikflüssigkeit arbeitenden Hydrauliksystem, wobei der Getriebeschmierstoff des Getriebeschmiersystem und/oder die Hydraulikflüssigkeit des Hydrauliksystems derselbe Betriebsstoff ist wie der Kraftstoff.

Aus der WO 99/23364 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Schmierung und gleichzeitiger Kraftstoffversorgung eines Pflanzenöl-tauglichen Verbrennungsmotors bekannt, bei dem der Verbrennungsmotor ausschließlich mit Pflanzenöl betrieben wird, indem während des Betriebs kontinuierlich ein additiviertes Pflanzenöl als Schmierstoff zugeführt und der gebrauchte Pflanzenöl-Schmierstoff zusammen mit frischem Pflanzenöl-Kraftstoff im Motor dosiert als Motorenkraftstoff verbrannt wird.

Die DE 43 25 194 C2 beschreibt eine dieselmotorische Viertakt-Brennkraftmaschine, bei der das Kraftstofffördersystem den Kraftstoff aus dem Schmierölsumpfbehälter entnimmt und ein Kraftstoffvorratstank so mit dem Schmierölsumpfbehälter verbunden ist, dass in diesem immer annähernd das gleiche Flüssigkeitsniveau vorherrscht.

Die DE 101 25 437 A1 beschreibt ein Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine und einem dieser zugeordneten Kraftstofftank, aus dem Kraftstoff der Brennkraftmaschine zuführbar ist. Dabei wird das Kühlöl einer Lamellen-Kupplungsanordnung als Kraftstofföl der Brennkraftmaschine zugeführt. Als Kraftstofföl wird Pflanzenöl verwendet.

Die EP 1 533 487 A2 beschreibt eine Diesel-Brennkraftmaschine, bei der das Schmierölsystem, das Kühlsystem und die Antriebseinheit, die das Getriebe und/oder eine Hydraulikeinheit umfasst, aus einem gemeinsamen Tank mit Naturöl betrieben werden kann. Der Systemkreislauf des Getriebe- und Hydrauliköls, des Schmieröls für den Motor und für den Kraftstoff der Einspritzpumpe wird nacheinander aus einem gemeinsamen Versorgungskreislauf gespeist, wobei der Versorgungskreislauf kontinuierlich durch Naturöl aus dem gemeinsamen Tank ergänzt wird und das Naturöl für die einzelnen Systemkreisläufe an die jeweils optimalen Viskositäten unter Nutzung des Temperaturverlaufes der einzelnen Systemkreisläufe angepasst wird.

Die DE 44 18 856 A1 offenbart ein Verfahren und eine Einrichtung zum Einsatz von Pflanzenölkraftstoff und/oder verflüssigtem Fett in herkömmlichen Dieselmotoren. Dabei wird der Pflanzenölkraftstoff auf ein ähnliches Viskositätsverhalten wie Dieselkraftstoff erwärmt. Ein ähnliches Verfahren ist auch aus der DE 20 2006 000 566 U1 bekannt.

Dadurch, dass als Motorschmierstoff der Kraftstoff eingesetzt wird und der verbrauchte Motorschmierstoff in der Brennkraftmaschine verbrannt wird, kann auf Motorölwechsel verzichtet werden, was sich besonders vorteilhaft auf den Betriebsaufwand auswirkt.

Bei herkömmlichen Antriebssystemen für ein Fahrzeug sind jedoch neben dem Kraftstoff und dem Motorschmierstoff weitere Betriebsstoffe, beispielsweise zur Schmierung des Getriebes oder zum Betreiben von Hilfssystemen, wie Bremssystemen oder Lenkhilfssystemen, erforderlich.

Aufgabe der Erfindung ist es, den Betriebsaufwand eines Antriebssystems zu vermindern.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass die Motorölwanne des Motorschmiersystems, der Getriebeölbehälter des Getriebeschmiersystems und/oder der Hydraulikölbehälter des Hydrauliksystems ein integraler Bestandteil des Betriebsstoffbehälters ist. Der Getriebeschmier- 3 AT 502 968 B1

Stoff und die Hydraulikflüssigkeit können dabei aus dem gleichen Behälter entnommen werden wie der Betriebsstoff.

Um den Betriebsstoff auf den jeweiligen Einsatz als Motorschmierstoff, Getriebeschmierstoff oder als Hydraulikflüssigkeit anzupassen, ist die Verwendung von Additiven vorteilhaft. Dabei kann entweder ein universelles Additiv für alle Funktionen zugesetzt werden, oder das Motorschmiersystem, das Getriebeschmiersystem und das Hydrauliksystem mit jeweils einem eigenen Additiv-Zuführsystem verbunden sein.

Als Betriebsstoff kann vorteilhafterweise ein biologisch abbaubares Pflanzenöl eingesetzt werden.

Eine ausreichende Versorgung des Motorschmiersystems, des Getriebeschmiersystems und des Hydrauliksystems mit dem Betriebsstoff kann gewährleistet werden, wenn die Zufuhr des Motorschmierstoffes, des Getriebeschmierstoffes und/oder der Hydraulikflüssigkeit füllstandsgesteuert erfolgt. Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass zumindest eine zum Behälter führende Rückflussleitung von dem Ölsumpf des Motorschmiersystems, des Getriebeschmiersystems und/oder des Hydrauliksystems ausgeht. Verbrauchter Motorschmierstoff, Getriebeschmierstoff oder verbrauchtes Hydrauliköl wird direkt in dosierter Form der Brennkraftmaschine zur Verbrennung zugeführt oder über die Rücklaufleitung in den Betriebsstoffbehälter eingespeist. Für den Motorkaltstart kann ein Pufferspeicher vorgesehen sein, der mit Betriebsstoff gefüllt ist, welcher während des Motorbetriebes vorgewärmt wurde. Nach langen Fahrzeugstandzeiten, insbesondere bei tiefen Außentemperaturen kann eine Vorwärmung des Betriebsstoffes vor dem Motorstart vorgesehen sein. Es ist auch möglich, eine Standheizung für die Vorwärmung des Betriebsstoffes einzusetzen.

Weiters kann vorgesehen sein, dass der Betriebsstoff über einen Wärmetauscher während des Motorbetriebs vorgewärmt wird. Dieser Wärmetauscher kann mit dem Abgassystem, vorzugsweise mit dem Auslassröhrenwerk der Brennkraftmaschine in Verbindung stehen.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figur näher erläutert.

Ein Antriebssystem 1 für ein Fahrzeug weist eine Brennkraftmaschine 2 mit einem Motorschmiersystem 3, einem Getriebe 4 mit einem Getriebeschmiersystem 5 und ein Hydrauliksystem 6 auf. Ein Betriebsstoffbehälter 7 ist über Zuführleitungen 8 mit dem Motorschmiersystem 3, mit dem Getriebeschmiersystem 5 und mit dem Hydrauliksystem 6 verbunden. Weiters ist der Betriebsstoffbehälter 7 über Kraftstoffleitungen 9 und eine Förderpumpe 10 mit zumindest einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung 11 der Brennkraftmaschine 2 verbunden. Der im Betriebsstoffbehälter 7 enthaltene Betriebsstoff wird somit als Kraftstoff, als Motorschmierstoff, als Getriebeschmierstoff und als Hydraulikflüssigkeit eingesetzt. Dabei wird dem Betriebsstoff vor der Zuführung zum Motorschmiersystem 3, zum Getriebeschmiersystem 5 und zum Hydrauliksystem 6 zumindest ein Additiv aus einem Additiv-Behälter 12 und über eine Dosierpumpe 13 zudosiert.

Das Motorschmiersystem 3, das Getriebeschmiersystem 5 und das Hydrauliksystem 6 weist Füllstandssensoren 15, 16, 17 auf, über welche der jeweilige Stand des Motorschmiermittels, des Getriebeschmiermittels und der Hydraulikflüssigkeit überwacht werden kann. Die Zuführung des Betriebsstoffes zum Motorschmiersystem 3, zum Getriebeschmiersystem 5 und zum Hydrauliksystem 6 erfolgt gesteuert über Steuerventile 18, 19, 20 in Abhängigkeit des Füllstandes, in den Ölsumpf der Ölwanne 3a, des Ölsammlers 5a, bzw. des Hydraulikbehälters 6a.

Die Ölwanne 3a, der Ölsammler 5a und der Hydraulikbehälter 6a, ist jeweils über ein Rückflussventil 21, 22, 23 mit einer Rückflussleitung 24 verbunden, über welche der verbrauchte Betriebsstoff über ein Rückschlagventil 24a der Kraftstoffleitung 9 zur Verbrennung in der

Claims

4 AT 502 968 B1 Brennkraftmaschine 2 zugeführt werden kann. Die Steuerventile, 18, 19, 20, sowie die Rückflussventile 21, 22, 23 und die Füllstandssensoren 15, 16, 17 sind mit einer Steuereinrichtung ECU verbunden. Wesentlich ist, dass der Kraftstoff, der Motorschmierstoff, der Getriebeschmierstoff und die Hydraulikflüssigkeit durch denselben Betriebsstoff gebildet ist. Der Betriebsstoff kann dabei aus unraffiniertem Pflanzenöl bestehen. Motorschmierstoff, Getriebeschmierstoff, Hydraulikflüssigkeit und Kraftstoff werden aus demselben Betriebsstoffbehälter 7 versorgt. Der verbrauchte Motorschmierstoff, Getriebeschmierstoff, bzw. die verbrauchte Hydraulikflüssigkeit werden als Kraftstoff verbrannt, lange bevor ihre Lebensdauergrenze erreicht ist. Der verbrauchte Betriebsstoff wird entweder in die Kraftstoffleitung 9 oder nach dem Prinzip der Trockensumpfschmierung direkt in den Betriebsstoffbehälter 7 eingespeist, wie durch strichlierte Linien in der Figur angedeutet ist. Nach langen Fahrzeugstandzeiten, insbesondere bei tiefen Außentemperaturen, ist es sinnvoll, den Betriebsstoff über eine Vorwärmeinrichtung 25, 26 vor dem Motorstart vorzuwärmen. Die Vorwärmeinrichtung 25, 26 kann beispielsweise durch eine Standheizung gebildet sein. Um eine Kraftstoffvorwärmung auch während des Motorbetriebes zu gewährleisten, kann als Vorwärmeinrichtung zumindest ein Wärmetauscher 25, 26 eingesetzt werden. Dieser kann als Modul mit dem Auslassröhrenwerk kombiniert ausgeführt sein. Für den Motorstart kann ein eigener Pufferspeicher 27 verwendet werden, der eine bestimmte Menge Kraftstoff speichert, der während des Motorbetriebes vorgewärmt wurde. Die Ölwanne 3a des Motorschmiersystems 3, der Ölsammler 5a des Getriebeschmiersystems 5 und/oder der Hydraulikbehälter 6a kann als integraler Anteil des Betriebsstoffbehälters 7 ausgeführt sein. Das rücklaufende Motorschmieröl wird nach dem Prinzip der Trockensumpfschmierung wieder in den Betriebsstofftank 7 zurückgeführt. Patentansprüche: 1. Antriebssystem (1), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einer ein Motorschmiersystem (3) aufweisenden Brennkraftmaschine (2), welches mit einem Motorschmierstoff betreibbar ist, wobei ein und derselbe Betriebsstoff als Motorschmierstoff und als Kraftstoff für die Brennkraftmaschine (2) einsetzbar ist und wobei vorzugsweise derselbe Betriebsstoffbehälter (7) für den Motorschmierstoff und den Kraftstoff vorgesehen ist, sowie mit zumindest einem ein Getriebeschmiersystem (5) mit einem Getriebeschmierstoff aufweisenden Getriebe (4) im Antriebsstrang, und/oder mit zumindest einem mit einer Hydraulikflüssigkeit arbeitenden Hydrauliksystem (6), wobei der Getriebeschmierstoff des Getriebeschmiersystem (5) und/oder die Hydraulikflüssigkeit des Hydrauliksystems (6) derselbe Betriebsstoff ist wie der Kraftstoff, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorölwanne (3a) des Motorschmiersystems (3), der Getriebeölbehälter (5a) des Getriebeschmiersystems -(5) und/oder der Hydraulikölbehälter (6a) des Hydrauliksystems (6) ein integraler Bestandteil des Betriebsstoffbehälters (7) ist.
2. Antriebssystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für den Getriebeschmierstoff und/oder für die Hydraulikflüssigkeit derselbe Betriebsstoffbehälter (7) vorgesehen ist, wie für den Kraftstoff.
3. Antriebssystem (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Motorschmiersystem (3), das Getriebeschmiersystem (5) und/oder das Hydrauliksystem (6) mit 5 AT 502 968 B1 zumindest einer Zuführvorrichtung für zumindest ein Additiv verbunden ist.
4. Antriebssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoff, der Motorschmierstoff, der Getriebeschmierstoff und/oder die Hydraulikflüssigkeit ein biologisch abbaubares Medium, vorzugsweise ein Pflanzenöl ist.
5. Antriebssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zufuhr des Motorschmierstoffes, des Getriebeschmierstoffes und/oder der Hydraulikflüssigkeit füllstandsgesteuert erfolgt.
6. Antriebssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine zum Schmierstoffbehälter (7) führende Rückflussleitung (24) vom Ölsumpf (3a) des Motorschmiersystems (3), des Ölsammlers (5a) des Getriebeschmiersystems (5) und/oder vom Hydraulikbehälter (6a) des Hydrauliksystems (6) ausgeht.
7. Antriebssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebsstoff zumindest in der Warmlaufphase über eine Vorwärmeinrichtung (25, 26) aufheizbar ist.
8. Antriebssystem (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorwärmeinrichtung (25, 26) ein Zusatzheizeinrichtung, vorzugsweise eine Standheizung ist.
9. Antriebssystem (1) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorwärmeinrichtung (25, 26) einen vorzugsweise mit dem Abgassystem, besonders vorzugsweise mit dem Auslassröhrenwerk verbundenen Wärmetauscher aufweist.
10. Antriebssystem (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Pufferspeicher (27) zur Zwischenlagerung des vorgewärmten Betriebsstoffes vorgesehen ist. Hiezu 1 Blatt Zeichnungen