DE10136171A1

DE10136171A1 - Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE10136171A1
Application number: DE2001136171
Authority: DE
Inventors: Wolf Boll
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Daimler AG
Priority date: 2001-07-25
Filing date: 2001-07-25
Publication date: 2003-02-13

Abstract

Es ist bekannt, bei Brennkraftmaschinen eine Ölheizeinrichtung in Form eines elektrischen Heizstabes in die Ölwanne des Motors zu verbauen. Durch die Beheizung des Motoröls soll ein leichtes Anlassen und Anfahren mit verringertem Treibstoffverbrauch erzielt werden. Die Aufheizung des Motoröls in der Ölwanne hat jedoch den Nachteil, dass diese Beheizungsmaßnahme erst relativ spät, das heißt nach einer gewissen Zeitverzögerung, wirkt. Das Fahrzeug legt daher zunächst einige Kilometer mit kaltem Öl zurück, so dass es zu einer Erhöhung der Verbrauchs- und Abgaswerte kommt. DOLLAR A Um eine schnelle Aufheizung des Motoröls zu erreichen, wird vorgeschlagen, eine elektrische Ölheizeinrichtung am Kurbelgehäuse in einer Hauptölverteilungsleitung für die Kurbelwellenlager vorzusehen. Durch die Aufheizung des Öls in unmittelbarer Nähe seiner Verbrauchsstellen, insbesondere den Kurbelwellenlagern und an der Nockenwelle, lassen sich der Verbrauch und die Abgaswerte im Kaltstart der Brennkraftmaschine deutlich verringern. DOLLAR A Die Erfindung ist für Brennkraftmaschinen vorgesehen.

Description

Die Erfindung geht aus von einer Brennkraftmaschine nach der Gattung des Anspruchs 1.
Es ist bereits eine Brennkraftmaschine bekannt (DE 31 04 971 A1), bei der eine Ölheizeinrichtung in Form eines elektrischen Heizstabes in eine Ölwanne des Motors verbaut ist. Durch die Beheizung des Motoröls soll ein leichtes Anlassen und Anfahren mit verringertem Treibstoffverbrauch erzielt werden. Die Aufheizung des Motoröls in der Ölwanne hat jedoch den Nachteil, dass diese Beheizungsmaßnahme erst relativ spät, das heißt nach einer gewissen Zeitverzögerung, wirkt. Das Fahrzeug legt daher zunächst einige Kilometer mit kaltem Öl zurück, so dass es zu einer Erhöhung der Verbrauchs- und Abgaswerte kommt.

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Brennkraftmaschine mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass die Aufheizung des Motoröls sehr schnell und nahe an seinen Verbrauchsstellen, insbesondere den Kurbelwellenlagern und an der Nockenwelle, erfolgt. Dies hat zur Folge, dass sich durch die schnelle Motorölerwärmung, insbesondere im Lagerbereich, der Verbrauch und die Abgaswerte im Kaltstart und der nachfolgenden Aufwärmphase der Brennkraftmaschine deutlich verringern lassen.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Brennkraftmaschine möglich.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Die Zeichnung zeigt in schematisch vereinfachter Schnittdarstellung teilweise ein Kurbelgehäuse 1 einer Brennkraftmaschine, in welchem eine Ölheizeinrichtung 8 untergebracht ist.
Das Kurbelgehäuse 1 weist eine Hauptölverteilungsleitung 2 auf, in welche Öl von einer nicht näher dargestellten Pumpe beispielweise über einen Ölfilter gefördert wird. Die Hauptölverteilungsleitung 2 mündet in einen zylindrischen Raum 3, der sich beidseitig quer zur Hauptölverteilungsleitung 2 erstreckt und in welchem die Ölheizeinrichtung 8 in Form eines Heizstabes untergebracht ist. Zwischen dem Heizstab 8 und dem Raum 3 liegt ein Ringraum vor, in welchem das Öl vom Heizstab 8 erwärmt wird. Der Raum 3 wird von einem querschnittsgleichen Heizraum 5 weitergeführt, in den parallel zum Heizstab 8 verlaufend eine querschnittskleinere Hauptölversorgungsleitung 7 und beispielweise eine quer zum Heizstab 8 verlaufende querschnittskleinere Nockenwelleversorgungsleitung 9 mündet. Die Hauptölversorgungsleitung 7 verzweigt sich in mehrere Kurbelwellenlagerleitungen 10 für die einzelnen, nicht näher dargestellten Kurbelwellenlager.
Der Heizstab 8 ist über einen Gewindestopfen 12 in ein Gewinde 14 im Kurbelgehäuse 1 verschraubt. Die Erfindung sieht nun vor, den elektrischen Heizstab 8 im Kaltstart der Brennkraftmaschine zu aktivieren, so dass es möglichst schnell zu einer Aufheizung des Öls an seinen Verbrauchsstellen in der Brennkraftmaschine, insbesondere der Kurbelwellenlager und an der zumindest einen Nockenwelle und an den Nockenwellenlager, kommt. Es empfiehlt sich daher, den Heizstab 8 möglichst zentral am Beginn der Ölhauptverteilungsleitung 2 anzuordnen. Das Öl dringt durch die Hauptölverteilungsleitung 2 zu dem Heizstab 8, so dass es zu einer Erwärmung des Öls in dem Ringraum 3 und dem nachgeschalteten Heizraum 5 kommt. Von diesem Heizraum 5 wird das erwärmte Öl dann auf die Ölversorgungskanäle der Brennkraftmaschine, wie die Hauptölversorgungsleitung 7 für die Kurbelwellenlager und die Nockenwelleversorgungsleitung 9 für die Nockenwelle, verteilt.
In einer weiteren, nicht näher ausgeführten Ausgestaltung der Erfindung können bei großen Motoren noch weitere Heizstäbe seriell und/oder parallel im Ölkreislauf installiert sein, so zum Beispiel in der Verteilerleitung 9 für die zumindest eine Nockenwelle.
Das Zuspeisen der elektrischen Heizleistung für den Heizstab 8 belastet über die Wirkungsgradkette den Kraftstoffverbrauch der Brennkraftmaschine. Daher ist es sinnvoll, die Beheizung erst in einem Öltemperaturbereich von unterhalb 30 Grad Celsius zu betreiben. Oberhalb von 30 Grad Celsius ist die Zuheizung über den Heizstab 8 nur wenig sinnvoll, da es beim Betrieb der Brennkraftmaschine ohnehin zu einem schnellen Erwärmen des Motoröls kommt. Der genaue Betriebsbereich für die Zuschaltung des Heizstabes 8 hängt von der jeweiligen Ölsorte ab. Weil die exakte Abschalt- bzw. Zuschalttemperatur für den Heizstab 8 keinen sehr entscheidenden Einfluss auf die Verbauchsbilanz hat, kann man eine Abschalt- bzw. Zuschalttemperatur festlegen, die dann für alle freigegebenen Öle der Brennkraftmaschine gültig ist. Andererseits ist es auch möglich, im Leerlauf über die Drosselklappenstellung auf die Ölreibleitung zu schließen und in einem Motorsteuergerät einen Algorithmus zu hinterlegen, der dann selbstständig eine optimale Abschalt- bzw. Zuschalttemperatur für den Heizstab 8 findet. Es ist daher vorteilhaft, den Heizstab 8 mittels eines elektronischen Motorsteuergeräts 15 zu betätigen, welches vorab und laufend prüft, ob das elektrische Bordnetz der Brennkraftmaschine die Zusatzbelastung noch verkraftet.
Die Erfindung eignet sich insbesondere für Fahrzeuge, die mit einem verstärkten Bordnetz (42 Volt) ausgestattet sind, wie Brennkraftmaschinen mit Starter-Generatoren und Hybridfahrzeuge.
Für den Fall, dass es sich um eine Brennkraftmaschine mit Starter-Generator-Einrichtung handelt, kann es vorteilhaft sein, den Heizstab 8 auch oberhalb von 30 Grad Celsius Bezugstemperatur noch mit Strom zu beaufschlagen, um das Öl anzuwärmen, wenn in Fahrzeugbremsphasen elektrische Energie vom Starter-Generator erzeugt wird bzw. vorliegt, die dann nicht anderweitig nützlicher verwendet werden kann. Die vorgesehene Zusatzbeheizung des Motoröls auch bei höheren Temperaturen erfolgt somit wirkungsgradneutral ohne Verbrauchsnachteile.

Claims

1. Brennkraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse und Kurbelwellenlagern, einer Ölversorgung und einer elektrischen Ölheizeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölheizeinrichtung (8) am Kurbelgehäuse (1) in einer Hauptölverteilungsleitung (2, 3) für die Kurbelwellenlager vorgesehen ist.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölheizeinrichtung in Form eines Heizstabes (8) ausgebildet ist.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizstab (8) über einen Gewindestopfen (14) seitlich in das Kurbelgehäuse (1) eingebracht ist.

4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptölverteilungsleitung (2, 3) stromab der Ölheizeinrichtung (8) in eine Ölversorgungsleitung (9) für zumindest eine Nockenwelle der Brennkraftmaschine verzweigt.

5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass stromab der Ölheizeinrichtung (8) ein Heizraum (5) vorgesehen ist, der die Hauptölverteilungsleitung (2, 3) weiterführt und in den eine Hauptölversorgungsleitung (7) für die Kurbelwellenlager und eine Ölversorgungsleitung (9) für zumindest eine Nockenwelle der Brennkraftmaschine mündet.

6. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Steuerung der Ölheizeinrichtung (8) ein Motorsteuergerät (15) vorgesehen ist.

7. Brennkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine über einen Starter-Generator verfügt.