DE10119723A1 - Verfahren zur Reduzierung der Rußemission bei Kraftfahrzeugen mit Brennktaftmaschine sowie Brennkraftmaschine - Google Patents

Verfahren zur Reduzierung der Rußemission bei Kraftfahrzeugen mit Brennktaftmaschine sowie Brennkraftmaschine

Info

Publication number
DE10119723A1
DE10119723A1 DE10119723A DE10119723A DE10119723A1 DE 10119723 A1 DE10119723 A1 DE 10119723A1 DE 10119723 A DE10119723 A DE 10119723A DE 10119723 A DE10119723 A DE 10119723A DE 10119723 A1 DE10119723 A1 DE 10119723A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
soot
oil
exhaust gas
soot filter
filter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE10119723A
Other languages
English (en)
Inventor
Erwin Schmidt
Siegfried Sumser
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daimler AG
Original Assignee
DaimlerChrysler AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by DaimlerChrysler AG filed Critical DaimlerChrysler AG
Priority to DE10119723A priority Critical patent/DE10119723A1/de
Publication of DE10119723A1 publication Critical patent/DE10119723A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/06—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture adding lubricant vapours
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M1/00—Pressure lubrication
    • F01M1/10—Lubricating systems characterised by the provision therein of lubricant venting or purifying means, e.g. of filters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M11/00—Component parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart from, groups F01M1/00 - F01M9/00
    • F01M11/03—Mounting or connecting of lubricant purifying means relative to the machine or engine; Details of lubricant purifying means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12—Control of the pumps
    • F02B37/24—Control of the pumps by using pumps or turbines with adjustable guide vanes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/02—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
    • F02B23/06—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
    • F02B23/0618—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston having in-cylinder means to influence the charge motion
    • F02B23/0624—Swirl flow
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/02—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
    • F02B23/06—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
    • F02B23/0636—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston the combustion space having a substantially flat and horizontal bottom
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B29/00—Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
    • F02B29/04—Cooling of air intake supply
    • F02B29/0406—Layout of the intake air cooling or coolant circuit
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
    • F02M26/05—High pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust system upstream of the turbine and reintroduced into the intake system downstream of the compressor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/09—Constructional details, e.g. structural combinations of EGR systems and supercharger systems; Arrangement of the EGR and supercharger systems with respect to the engine
    • F02M26/10—Constructional details, e.g. structural combinations of EGR systems and supercharger systems; Arrangement of the EGR and supercharger systems with respect to the engine having means to increase the pressure difference between the exhaust and intake system, e.g. venturis, variable geometry turbines, check valves using pressure pulsations or throttles in the air intake or exhaust system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/22—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F02M26/23—Layout, e.g. schematics
    • F02M26/28—Layout, e.g. schematics with liquid-cooled heat exchangers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Lubrication Details And Ventilation Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

Bei einem Verfahren zur Reduzierung der Rußemission bei Kraftfahrzeugen mit Brennkraftmaschine werden die bei der Verbrennung entstehenden Rußpartikel in einem Rußfilter aufgefangen. DOLLAR A Die Rußpartikel werden vom Kolben durch die Kolbenbewegung über die Brennraumseitenwände aus dem Brennraum in das Kurbelgehäuse unterhalb des Brennraums transportiert und anschließend durch den Rußfilter geleitet.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Reduzierung der Rußemission bei Kraftfahrzeugen mit Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 bzw. 7 und auf eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 9.
Im Zuge sich verschärfender Abgasemissionsvorschriften müssen die insbesondere bei Dieselmotoren anfallenden Rußpartikel im Abgas immer weiter reduziert werden, wozu ein Rußfilter im Ab­ gasstrang vorgesehen sein kann, in welchem die Rußpartikel auf­ gefangen und gegebenenfalls in regelmäßigen Intervallen ent­ sorgt oder aber innerhalb des Filters durch aufwendige Maßnah­ men verbrannt werden. Derartige Rußfilter im Abgasstrang haben aber den Nachteil, dass mit zunehmender Verstopfung des Filters und dadurch bedingtem geringerem freien Strömungsquerschnitt ein Staudruck stromauf des Filters aufgebaut wird, welcher ins­ besondere beim Einsatz von Abgasturboladern zu einer Ver­ schlechterung des Laderwirkungsgrades führt, da aufgrund des Staudruckes das für den Antrieb des Laders zur Verfügung ste­ hende Druckpotential reduziert wird. Dieses Problem verschärft sich bei der Verwendung feinporiger Filter, welche sicherstel­ len sollen, dass auch Rußpartikel geringer Größe aufgefangen werden. Bei einer Verschlechterung des Wirkungsgrads des Laders kann auch nur ein geringerer Ladedruck im Ansaugtrakt aufgebaut werden, wodurch in bestimmten Fahrsituationen ein Luftmangel entstehen kann, der wiederum zu einer erhöhten Rußbildung führt.
Von diesem Stand der Technik ausgehend liegt der Erfindung das, Problem zugrunde, Rußemissionen bei Kraftfahrzeugen mit Brenn­ kraftmaschine zu reduzieren.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 bzw. 7 und bei einer Brennkraftma­ schine mit den Merkmalen des Anspruches 9 gelöst.
Bei dem Verfahren zur Rußreduzierung werden die Rußpartikel vom Kolben der Brennkraftmaschine aufgrund der Kolbenbewegung über die Brennraumseitenwände aus dem Brennraum in das Kurbelgehäuse unterhalb des Brennraums transportiert und dort durch einen Rußfilter geleitet. Auf diese Weise kann ein signifikanter An­ teil der bei der Verbrennung entstehenden Rußpartikel über den Ölschmierkreislauf der Brennkraftmaschine aufgefangen und ent­ sorgt werden. Dadurch wird der über das Abgas ausgeleitete Par­ tikelstrom um einen entsprechenden Anteil reduziert und der Gas-Rußfilter im Abgasstrang entsprechend entlastet, wodurch die Lebensdauer eines in den Abgasstrang integrierten Gas- Rußfilters verlängert und ein unerwünscht hoher Staudruck stromauf des Gas-Rußfilters vermieden werden kann. Ein weiterer Vorteil ergibt sich dadurch, dass die über die Brennraumseiten­ wände vom Brennraum in das Kurbelgehäuse transportierten Ruß­ partikel üblicherweise eine geringe Partikelgröße aufweisen und der Rußfilter, welcher dem Kurbelgehäuse zur Reinigung der in das Kurbelgehäuse gelangenden Rußpartikel vorgesehen ist, ent­ sprechend auf die geringe Partikelgröße angepasst sein kann, so dass kleine Rußpartikel über den dem Kurbelgehäuse zugeordneten Rußfilter und größere Rußpartikel über den Gas-Rußfilter im Ab­ gasstrang ausgefiltert werden können. Der Rußfilter im Abgas­ strang kann auf die größeren Rußpartikel angepasst werden und einen entsprechend größeren freien Strömungsquerschnitt aufwei­ sen, so dass ein geringerer Staudruck stromauf des Rußfilters entsteht und bei Verwendung von Abgasturboladern keine signifi­ kanten Einbußen im Laderwirkungsgrad zu befürchten sind.
Die Anlagerung der Rußpartikel an die zylindrischen Brennraum­ seitenwände kann durch einen flachen Einspritzwinkel des in den Brennraum eingespritzten Kraftstoffes unterstützt werden, bei welchem der Kraftstoff im Wesentlichen unmittelbar in Richtung Brennraumseitenwände eingespritzt wird. Der Transport der an den Brennraumseitenwänden haftenden Rußpartikel aus dem Brenn­ raum in Richtung des Kurbelgehäuses erfolgt durch die schabende Hubbewegung des Kolbens, bei der Kolbenringe auf der Kolbenau­ ßenwand die Rußpartikel schabend in das Kurbelgehäuse transpor­ tieren.
Die Rußablagerung an den Brennraumseitenwänden kann außerdem durch eine verhältnismäßig flache und große Verbrennungsmulde in der der Einspritzdüse zugewandten Kolbenstirnseite unter­ stützt werden.
Der dem Kurbelgehäuse zugeordnete Rußfilter ist in einer ersten zweckmäßigen Ausführung als Öl-Rußfilter ausgeführt, durch den das sich im Ölsumpf des Kurbelgehäuses befindende Öl zur Ab­ scheidung der darin enthaltenen Rußpartikel durchgeleitet wer­ den.
Gemäß einer zweiten vorteilhaften Ausführung, die alternativ o­ der zusätzlich zu dem Öl-Rußfilter vorgesehen sein kann, ist der Rußfilter als Blow-By-Rußfilter ausgeführt, durch den das Öl-Luft-Gemisch im Kurbelgehäuse oberhalb des Ölsumpfes ein­ schließlich der darin enthaltenen Rußpartikel geleitet wird. Nach der Reinigung in dem Blow-By-Rußfilter und einer Abschei­ dung des Öls kann das gereinigte Entlüftungsgas stromab des Blow-By-Rußfilters dem Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine wie­ der zugeführt werden.
In einer bevorzugten Weiterbildung werden die Druckverluste in zumindest einem Rußfilter, gegebenenfalls aber in einer Mehr­ zahl bzw. in allen verwendeten Rußfiltern gemessen und bei Ü­ berschreitung eines zugeordneten Grenzwerts ein Meldesignal er­ zeugt, welches dem Fahrer zur Anzeige gebracht werden kann und/oder zur Steuerung von diversen Fahrzeugkomponenten heran­ gezogen werden kann, beispielsweise zur Einstellung der Kraft­ stoffeinspritzung oder der Luftzufuhr. Der Druckverlust, gemes­ sen über dem betreffenden Rußfilter, kann als Maßstab für die Zusetzung des betreffenden Filters mit Rußpartikeln herangezo­ gen werden, wobei mit zunehmendem Zusetzungsgrad der Druckver­ lust größer wird, da eine immer geringer werdende Gas- bzw. Öl­ menge den Rußfilter zu passieren in der Lage ist.
Das Verfahren kann - unabhängig oder in Kombination mit der Rußpartikelreinigung über ein dem Kurbelgehäuse zugeordneten Rußfilter - bei Brennkraftmaschinen mit Abgasturboladern einge­ setzt werden, welche einen Verdichter im Ansaugtrakt und eine Abgasturbine im Abgasstrang aufweisen, wobei der Abgasdruck stromab der Abgasturbine, jedoch stromauf eines Gas-Rußfilters im Abgasstrang überwacht wird und ein Meldesignal für den Fall erzeugt wird, dass der Staudruck stromauf des Gas-Rußfilters einen Grenzwert übersteigt. Das Meldesignal kann dem Fahrer zur Anzeige gebracht werden und/oder zur Einstellung eines der Brennkraftmaschine zugeordneten Bauteils herangezogen werden, insbesondere zur Einstellung einer variablen Turbinengeometrie der Abgasturbine, über die der wirksame Strömungsquerschnitt in der Turbine veränderlich einstellbar ist. Beispielsweise kann eine Anhebung des Staudruckes stromauf des Abgas-Rußfilters, welche eine unerwünschte Reduzierung des Druckgefälles über den Abgasturbolader zur Folge hat, durch eine Reduzierung des Strö­ mungsquerschnittes in der Abgasturbine, die eine Erhöhung des Abgasgegendruckes stromauf der Turbine bewirkt, kompensiert werden.
Die Brennkraftmaschine, welche insbesondere zur Durchführung des Verfahrens geeignet ist, weist einen Abgasturbolader mit Verdichter im Ansaugtrakt und Abgasturbine im Abgasstrang auf. Weiterhin ist ein Ölfilter zur Reinigung des im Ölsumpf im Kur­ belgehäuse aufgefangenen Schmieröls und ein Gas-Rußfilter im Abgasstrang stromab der Abgasturbine vorgesehen. Der Ölfilter ist als Öl-Rußfilter zur Reinigung des Öls von Rußpartikel aus­ gebildet. Über eine Regel- und Steuereinheit wird der Druckab­ fall über den Gas-Rußfilter und den Öl-Rußfilter überwacht und angezeigt.
Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und der Zeichnung zu ent­ nehmen, in der eine aufgeladene Brennkraftmaschine mit Abgas­ turbolader mit variabler Turbinengeometrie und je einem Rußfil­ ter im Abgasstrang, im Strömungsweg des Öls, im Ölsumpf im Kur­ belgehäuse und im Strömungsweg der Entlüftungsgase aus dem Kur­ belgehäuse vorgesehen ist.
Der Brennkraftmaschine 1 ist ein Abgasturbolader 2 mit einem Verdichter 3 im Ansaugtrakt 4 und einer Abgasturbine 5 im Ab­ gasstrang 6 zugeordnet, wobei die Abgasturbine 5 eine variabel einstellbare Turbinengeometrie 7 aufweist, über die der wirksa­ me Strömungsquerschnitt der Abgasturbine 5 zwischen einer mini­ malen Staustellung und einer maximalen Öffnungsstellung zu ver­ stellen ist. Der Abgasturbolader 2 kann sowohl in der befeuer­ ten Antriebsbetriebsweise als auch im Motorbremsbetrieb einge­ setzt werden. Der von der Abgasturbine 5 angetriebene Verdich­ ter 3 saugt Umgebungsluft an und verdichtet diese auf einen er­ höhten Druckpunkt. Die Ladeluft wird stromab des Verdichters 3 im Ansaugtrakt 4 zunächst in einem Ladeluftkühler 8 gekühlt und anschließend unter Ladedruck dem Lufteinlass 9 der Brennkraft­ maschine zugeführt. Bei geöffneten Einlassventilen 10 gelangt die Ladeluft in den Brennraum 11, in dem eine Vermischung mit Kraftstoff stattfindet, der über ein Einspritzventil 12 in den Brennraum eingespritzt wird.
Bei der Brennkraftmaschine 1 handelt es sich zweckmäßig um eine Dieselbrennkraftmaschine. Es kommt aber auch ein Otto-Motor in Frage.
Die Kraftstoffeinspritzung in den Brennraum 11 erfolgt in einem flachen Winkel in Richtung der Brennraumseitenwände. An der Stirnseite eines Kolbens 13 im Zylinder der Brennkraftmaschine befindet sich eine verhältnismäßig breite und flache Kolbenmul­ de 14, in die der Kraftstoff eingespritzt wird. Aufgrund des flachen Einspritzwinkels des Kraftstoffes und der flachen und breiten Ausführung der Kolbenmulde 14 und der Eintrittskanal­ gestaltung 9 erhält der eingespritzte Kraftstoffstrahl einen Drall in Richtung der Brennraumseitenwände. Dadurch werden Ruß­ partikel, welche bei der Verbrennung des Kraftstoffes entste­ hen, bevorzugt an der Brennraumseitenwand abgelagert. Nach der Verbrennung wird ein Auslassventil 15 zur Ableitung des ent­ standenen Abgases in den Abgasstrang 6 geöffnet. Die an den Brennraumseitenwänden abgelagerten Rußpartikel werden durch die Abwärtsbewegung des Kolbens 13, insbesondere von Kolbenringen 16, welche an der Kolbenmantelfläche radial überstehen, in Richtung eines Kurbelgehäuses 17 transportiert. Im Ausführungs­ beispiel sind drei konzentrische Kolbenringe 16 vorgesehen, wo­ bei der Rußtransport aus dem Brennraum in das Kurbelgehäuse 17 insbesondere über den obersten, dem Brennraum benachbarten Kol­ benring erfolgt.
Am Boden des Kurbelgehäuses 17 befindet sich ein Ölsumpf 18, in welchem Schmieröl 19 gesammelt ist, welches zur Schmierung der beweglichen Teile der Brennkraftmaschine verwendet wird. Die Rußpartikel gelangen über die Hubbewegung des Kolbens 13 in Pfeilrichtung 20 aus dem Brennraum 11 in das Kurbelgehäuse 17, in welchem sowohl eine Durchmischung mit dem Öl-Luft-Gemisch o­ berhalb des Ölsumpfes 18 als auch mit dem Schmieröl 19 statt­ findet.
An der tiefsten Stelle des Ölsumpfes 18 zweigt eine Ölleitung ab, in der ein Öl-Rußfilter 21 angeordnet ist, in welchem ins­ besondere die Rußpartikel aus dem Schmieröl 19 herausgefiltert werden. Stromab des Öl-Rußfilters 21 ist eine Ölpumpe 2 vorge­ sehen, bei deren Betätigung auf der Saugseite ein Unterdruck erzeugt wird, welcher dazu führt, dass das Schmieröl 19 aus dem Ölsumpf 18 durch den Öl-Rußfilter 21 gesogen wird. Auf der Druckseite der Ölpumpe 22 ist eine weitere Ölleitung 23 vorge­ sehen, über die das von Rußpartikeln gereinigte Schmieröl zu­ rück in den Ölsumpf 18 geleitet wird.
Der Öl-Rußfilter 21 kann eine austauschbare Filterpatrone ent­ halten, welche in regelmäßigen Abständen ausgetauscht werden kann. Gegebenenfalls kann auch der angesammelte Ruß über geeig­ nete Einrichtungen in regelmäßigen Abständen verbrannt werden. Die Ölpumpe 22 kann auch stromauf des Öl-Rußfilters 21 angeord­ net sein.
Zur Ableitung und Reinigung der Entlüftungsgase im Kurbelgehäu­ se 17 ist eine Entlüftungsleitung 24 vorgesehen, die das Kur­ belgehäuse 17 mit dem Ansaugtrakt 4 stromauf des Verdichters 3 verbindet. In der Entlüftungsleitung 24 ist ein Blow-By- Rußfilter 25 angeordnet, welcher die in den Entlüftungsgasen enthaltenen Rußpartikel ausfiltert. In die Entlüftungsleitung 24 ist zweckmäßig auch ein Ölabscheider integriert, welcher ge­ gebenenfalls auch mit dem Blow-By-Rußfilter 25 zusammengefasst werden kann und in welchem eine Abscheidung des Ölanteils der Entlüftungsgase stattfindet. Die von Öl und Rußpartikeln gerei­ nigte Luft wird wieder in den Ansaugtrakt 4 eingeleitet, insbe­ sondere stromauf des Verdichters 3.
Ein weiterer Gas-Rußfilter 26 ist im Abgasstrang 6 stromab der Abgasturbine 5 angeordnet.
Die Brennkraftmaschine 1 umfasst außerdem eine Abgasrückführung 27, welche aus einer Rückführleitung 28, einem Rückführventil 29 und einem Wärmetauscher 30 besteht. Die Rückführleitung 28 verbindet den Abgasstrang 6 stromauf der Abgasturbine 5 mit dem Ansaugtrakt 4 unmittelbar vor dem Lufteinlass 9. Das Rückführ­ ventil 29 kann in Abhängigkeit von Zustands- und Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine geöffnet und geschlossen werden. Bei ge­ öffnetem Rückführventil 29 wird ein Teilstrom des Abgases aus dem Abgasstrang 4 in die Rückführleitung 28 eingeführt, im Wär­ metauscher 30 gekühlt und anschließend in den Lufteinlass 9 eingeleitet.
Schließlich ist eine Regel- und Steuereinheit 31 vorgesehen, die über Signal- und Steuerleitungen 32 bis 36 diverse Kompo­ nenten der Brennkraftmaschine steuert bzw. von diesen Komponen­ ten Messsignale aufnimmt. Über eine erste Signal- und Steuer­ leitung 32 wird der gemessene Druckverlust, welcher bei Durch­ strömung des Öl-Rußfilters 21 entsteht, der Regel- und Steuer­ einheit zugeführt. Über eine weitere Signal- und Steuerleitung 33 erfolgt die Übertragung des Druckverlustes im Gas-Rußfilter 26 stromab der Abgasturbine 5 an die Regel- und Steuereinheit. Über Signalleitungen 34, 35 und 36 werden die variable Turbi­ nengeometrie 7, das Rückführventil 29 sowie die motorischen, einstellbaren Komponenten der Brennkraftmaschine, insbesondere Zeitpunkt und Menge der Kraftstoffeinspritzung, eingestellt. Gegebenenfalls kann es auch zweckmäßig sein, den in dem Blow- By-Rußfilter 29 entstehenden Druckverlust zu messen und über eine Signal- und Steuerleitung der Regel- und Steuereinheit zu­ zuführen.
Die gemessenen Druckverluste in den Rußfiltern können in der Regel- und Steuereinheit mit zugeordneten Grenzwerten vergli­ chen werden, wobei im Falle einer Überschreitung des Grenzwer­ tes eine Meldung an den Fahrer erfolgt, damit ein Wechsel des betreffenden Filters durchgeführt wird. Alternativ oder zusätz­ lich kann es zweckmäßig sein, im Falle einer Grenzwertüber­ schreitung Maßnahmen zur Einstellung diverser Fahrzeugkomponen­ ten zu treffen, insbesondere die variable Turbinengeometrie und/oder die Kraftstoffeinspritzung und/oder Drosselorgane im Ansaugtrakt zu beeinflussen.

Claims (10)

1. Verfahren zur Reduzierung der Rußemission bei Kraftfahrzeu­ gen mit einer Brennkraftmaschine, bei dem bei der Verbrennung entstehende Rußpartikel in einem Rußfilter (21, 25) aufgefangen werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Rußpartikel vom Kolben (13) durch die Kolbenbewegung über die Brennraumseitenwände aus dem Brennraum (11) in das Kurbelgehäuse (17) unterhalb des Brennraums (11) transportiert und anschließend durch den Rußfilter (21, 25) geleitet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rußpartikel in einen Ölsumpf (18) im Kurbelgehäuse (17) geleitet werden und das Öl (19) im Ölsumpf (18) zur Reini­ gung von den Rußpartikeln durch einen Öl-Rußfilter (21) gelei­ tet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Öl-Luft-Gemisch im Kurbelgehäuse (17) zur Reinigung von den darin enthaltenen Rußpartikeln als Entlüftungsgas durch einen Blow-By-Rußfilter (25) geleitet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das gereinigte Entlüftungsgas stromab des Blow-By- Rußfilters (25) dem Ansaugtrakt (4) der Brennkraftmaschine (1) zugeführt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgase im Abgasstrang (6) in einem Gas-Rußfilter (26) gereinigt werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckverlust in dem Rußfilter bzw. den Rußfiltern (21, 25, 26) überwacht und bei Überschreitung eines Grenzwerts ein Meldesignal erzeugt wird.
7. Verfahren, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennkraftmaschine (1) ein Abgasturbolader (2) mit ei­ nem Verdichter (3) im Ansaugtrakt (4) und einer Abgasturbine (5) im Abgasstrang (6) zugeordnet ist, wobei der Staudruck stromab der Abgasturbine (5), jedoch stromauf eines Gas- Rußfilters (26) überwacht und ein Meldesignal erzeugt wird, falls der Staudruck einen Grenzwert übersteigt.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasturbine (5) eine variabel einstellbare Turbinen­ geometrie (7) zur veränderlichen Einstellung des wirksamen Strömungsquerschnitts in der Abgasturbine (5) aufweist und die variable Turbinengeometrie (7) in Abhängigkeit des Staudrucks stromab der Abgasturbine (5) eingestellt wird.
9. Brennkraftmaschine, insbesondere zur Durchführung des Ver­ fahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, mit einem Abgasturbo­ lader (2) mit einem Verdichter (3) im Ansaugtrakt (4) und einer Abgasturbine (5) im Abgasstrang (6), mit einem Ölfilter zur Reinigung des in einem Ölsumpf (18) im Kurbelgehäuse (17) auf­ gefangenen Schmieröls (19), und mit einem Gas-Rußfilter (26) im Abgasstrang (6) stromab der Abgasturbine (5), dadurch gekennzeichnet, dass der Ölfilter als Öl-Rußfilter (21) zur Reinigung des Schmieröls (19) von Rußpartikeln ausgebildet ist, und dass eine Regel- und Steuereinheit (31) zur Überwachung und Anzeige des Druckabfalls über dem Gas-Rußfilter (26) und dem Öl-Rußfilter (21) vorgesehen ist.
10. Brennkraftmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasturbine (5) eine variabel einstellbare Turbinen­ geometrie (7) zur veränderlichen Einstellung des wirksamen Strömungsquerschnitts in der Abgasturbine (5) aufweist.
DE10119723A 2001-04-21 2001-04-21 Verfahren zur Reduzierung der Rußemission bei Kraftfahrzeugen mit Brennktaftmaschine sowie Brennkraftmaschine Withdrawn DE10119723A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10119723A DE10119723A1 (de) 2001-04-21 2001-04-21 Verfahren zur Reduzierung der Rußemission bei Kraftfahrzeugen mit Brennktaftmaschine sowie Brennkraftmaschine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10119723A DE10119723A1 (de) 2001-04-21 2001-04-21 Verfahren zur Reduzierung der Rußemission bei Kraftfahrzeugen mit Brennktaftmaschine sowie Brennkraftmaschine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10119723A1 true DE10119723A1 (de) 2002-10-24

Family

ID=7682326

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10119723A Withdrawn DE10119723A1 (de) 2001-04-21 2001-04-21 Verfahren zur Reduzierung der Rußemission bei Kraftfahrzeugen mit Brennktaftmaschine sowie Brennkraftmaschine

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10119723A1 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2418988A (en) * 2004-10-06 2006-04-12 Ford Global Tech Llc A soot management system for an engine
CN1789676B (zh) * 2004-10-06 2010-08-11 福特环球技术公司 煤烟过滤控制系统
DE10313192C5 (de) * 2003-03-25 2017-04-13 Volkswagen Ag Brennkraftmaschine und Verfahren zum Betreiben derselben
CN110645092A (zh) * 2019-09-12 2020-01-03 南京明能智能科技有限公司 发动机油底壳的静态清洗装置及方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10313192C5 (de) * 2003-03-25 2017-04-13 Volkswagen Ag Brennkraftmaschine und Verfahren zum Betreiben derselben
GB2418988A (en) * 2004-10-06 2006-04-12 Ford Global Tech Llc A soot management system for an engine
GB2418988B (en) * 2004-10-06 2008-09-17 Ford Global Tech Llc A soot management system for an engine
CN1789676B (zh) * 2004-10-06 2010-08-11 福特环球技术公司 煤烟过滤控制系统
CN110645092A (zh) * 2019-09-12 2020-01-03 南京明能智能科技有限公司 发动机油底壳的静态清洗装置及方法
CN110645092B (zh) * 2019-09-12 2021-08-24 南京明能智能科技有限公司 发动机油底壳的静态清洗方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102016107328B4 (de) Kurbelgehäuseentlüftung-Druckverwaltung für turboaufgeladenen Motor und Fahrzeug hiermit
DE102009011634B4 (de) Kondensatextraktor für Ladeluftkühlersysteme
DE60106471T2 (de) Kurbelgehäuse-Entlüftungssystem
DE602004001154T2 (de) Abgasreinigungsvorrichtung für Brennkraftmaschinen
EP2815089B1 (de) Kurbelgehäuseentlüftungseinrichtung
DE202013104237U1 (de) Kurbelgehäuseentlüftung über Kurbelgehäusepulsation
DE102007047762A1 (de) Sauerstoffbasierte Partikelfilterregenerationsstrategie
DE102007050087B3 (de) Verfahren zur Überwachung der Entlüftung eines Kurbelgehäuses einer Brennkraftmaschine
DE102005040526A1 (de) Kurbelgehäuseventilationssystem
DE102013214653A1 (de) Korrektur von angesammelter Asche während einer Rußmassenschätzung in einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung eines Fahrzeugs
WO2006050812A1 (de) Vorrichtung zur entlüftung eines kurbelgehäuses einer aufgeladenen brennkraftmaschine
DE112013004055T5 (de) Systeme und Verfahren für geschlossene Kurbelgehäuse-Entlüftung und -Luftfilterung
DE102006055814B4 (de) Turbogeladener Verbrennungsmotor mit Abgasrückführung
DE112010003888T5 (de) Abgasrückführungssystem und Abgasrückführungsvorrichtung für einen gleichstromgespülten Zweitakt-Dieselmotor für eine Lokomotive
DE112006001858T5 (de) Anordnung und Verfahren zum Rückführen von Abgasen in einem aufgeladenen Verbrennungsmotor
DE102009041223B4 (de) Verfahren zum Auslegen eines Antriebssystems
DE10119723A1 (de) Verfahren zur Reduzierung der Rußemission bei Kraftfahrzeugen mit Brennktaftmaschine sowie Brennkraftmaschine
DE602004012014T2 (de) Steuerungssystem für einen Motor, Motor, Steuerungsmethode für einen Motor und Computerprogramm-Produkt
DE102016105095A1 (de) Verbrennungsmotor
EP3101242B1 (de) Unterdruckerzeugung im kurbelgehäuse zur partikelzahlreduzierung
EP1556615A1 (de) Verfahen zum betreiben eines verdichters im bereich der verdichter-pumpgrenze und verdichter
DE19621936C2 (de) Ölkreislauf in einem Verbrennungsmotor
EP1882831A1 (de) Abgasanlage eines Dieselmotors
EP3101243B1 (de) Unterdruckerzeugung im kurbelgehäuse zur partikelzahlreduzierung
DE602006000190T2 (de) Steuerungssystem des Drehmoments für eine Brennkraftmaschine

Legal Events

Date Code Title Description
8139 Disposal/non-payment of the annual fee