DE102015205557B4 - Internal combustion engine and method for operating an internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Brennkraftmaschine (1), mit – wenigstens einem Brennraum (3), und – einem über einen Beiblaspfad (7) mit dem wenigstens einen Brennraum (3) kommunizierenden Kurbelgehäuse (5), wobei – die Brennkraftmaschine (1) einen Entlüftungspfad (11) zur Entlüftung des Kurbelgehäuses (5) aufweist, der mit einem ersten Ende (13) von zwei Enden (13, 15) des Entlüftungspfads (11) in das Kurbelgehäuse (5) mündet, wobei – in dem Entlüftungspfad (11) zwischen dem ersten Ende (13) und einem zweiten Ende (15) der zwei Enden (13, 15) eine Ölabscheideeinrichtung (17) angeordnet ist, wobei die Ölabscheideeinrichtung (17) als aktiv angetriebene Einrichtung ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass – die Ölabscheideeinrichtung (17) einen ansteuerbaren Antrieb (25) aufweist, wobei die Brennkraftmaschine (1) eine Steuereinrichtung (31) aufweist, die eingerichtet ist, um den ansteuerbaren Antrieb (25) abhängig von einem Druck in dem Kurbelgehäuse (5) anzusteuern.Internal combustion engine (1), with - at least one combustion chamber (3), and - one via a Beiblaspfad (7) with the at least one combustion chamber (3) communicating crankcase (5), wherein - the internal combustion engine (1) a venting path (11) for Ventilation of the crankcase (5) having a first end (13) of two ends (13, 15) of the venting path (11) opens into the crankcase (5), wherein - in the venting path (11) between the first end ( 13) and a second end (15) of the two ends (13, 15) an oil separation device (17) is arranged, wherein the oil separation device (17) is designed as an actively driven device, characterized in that - the oil separation device (17) has a controllable Drive (25), wherein the internal combustion engine (1) comprises a control device (31) which is adapted to the controllable drive (25) depending on a pressure in the crankcase (5) to control.
Description
Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine und ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine.The invention relates to an internal combustion engine and a method for operating an internal combustion engine.
Bei Brennkraftmaschinen, die wenigstens einen Brennraum und ein Kurbelgehäuse aufweisen, kommuniziert das Kurbelgehäuse typischerweise über einen Beiblaspfad mit dem Brennraum derart, dass während einer Verbrennung in dem Brennraum aufgrund des stark erhöhten Drucks Verbrennungsgase entlang des Beiblaspfads an Brennraumdichtungen vorbei in das Kurbelgehäuse gelangen können. Dieses Phänomen wird auch als „Blow By” bezeichnet, und die in das Kurbelgehäuse gelangenden Gase werden als „Blow By-Gase” bezeichnet. Zur Entlüftung des Kurbelgehäuses ist ein Entlüftungspfad vorgesehen, in dem eine Ölabscheideeinrichtung angeordnet ist, um mit den Blow By-Gasen mitgerissenes oder mitgefördertes Schmieröl abzuscheiden. Solche Ölabscheideeinrichtungen weisen typischerweise Filter auf, die einer Verschmutzung unterliegen und demnach wartungsanfällig sind. Zudem weisen herkömmliche Ölabscheidereinrichtungen ein verbesserungsfähiges Abscheideverhalten auf, wobei Verunreinigungen und Versottungen von stromabwärts der Ölabscheideeinrichtung angeordneten Komponenten durch eine unzureichende Ölabscheidung möglich sind. Dies ist insbesondere problematisch bei Fällen, in welchen der Entlüftungspfad in einen Ladepfad zur Zuführung von Verbrennungsluft oder einem Verbrennungsluft-Brennstoff-Gemisch in den Brennraum mündet, wobei Elemente des Ladepfads verunreinigt werden können oder versotten. Teilweise ist es nötig, den Druck in dem Kurbelgehäuse aufgrund von Anforderungen an die Brennkraftmaschine zumindest unter einem bestimmten Niveau zu halten oder zu regeln. Dies ist mit bestehenden Systemen zur Entlüftung und Ölabscheidung nur schwierig und in verbesserungsfähiger Weise möglich, wobei ein Absaug- oder Förderverhalten des Entlüftungspfads insbesondere von einem Verschmutzungsgrad eines Luftfilters und/oder von einem Ansaugunterdruck eines Turboladers abhängt, wenn der Entlüftungspfad in den Ladepfad mündet.In internal combustion engines having at least one combustion chamber and a crankcase, the crankcase typically communicates via a Beiblaspfad with the combustion chamber such that during combustion in the combustion chamber due to the greatly increased pressure combustion gases along the Beiblaspfads can get past the combustion chamber seals in the crankcase. This phenomenon is also referred to as "blow-by" and the gases entering the crankcase are referred to as "blow-by gases". For venting the crankcase, a venting path is provided in which an oil separation device is arranged to separate with the blow-by gases entrained or co-funded lubricating oil. Such Ölabscheideeinrichtungen typically have filters that are subject to contamination and are therefore prone to maintenance. In addition, conventional oil separator devices have an improved deposition behavior, wherein contamination and sooting of components arranged downstream of the oil separator are possible by insufficient oil separation. This is particularly problematic in cases in which the venting path opens into a charging path for supplying combustion air or a combustion air-fuel mixture into the combustion chamber, wherein elements of the charging path can be contaminated or spoil. Sometimes it is necessary to maintain or regulate the pressure in the crankcase at least below a certain level due to requirements of the internal combustion engine. This is only possible with existing systems for venting and oil separation difficult and in an improved manner, wherein a suction or conveying behavior of the venting path depends in particular on a degree of contamination of an air filter and / or a Ansaugunterdruck a turbocharger, when the venting path opens into the charging path.
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Aus der deutschen Offenlegungsschrift
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennkraftmaschine und ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine zu schaffen, wobei die genannten Nachteile nicht auftreten.The invention has for its object to provide an internal combustion engine and a method for operating an internal combustion engine, said disadvantages do not occur.
Die Aufgabe wird gelöst, indem die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche geschaffen werden. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The object is achieved by providing the subject matters of the independent claims. Advantageous embodiments emerge from the subclaims.
Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem eine Brennkraftmaschine geschaffen wird, die wenigstens einen Brennraum und ein über einen Beiblaspfad mit dem wenigstens einen Brennraum kommunizierendes Kurbelgehäuse aufweist. Dabei ist ein Entlüftungspfad zur Entlüftung des Kurbelgehäuses vorgesehen, der mit einem ersten Ende von zwei Enden des Entlüftungspfads in das Kurbelgehäuse mündet, wobei in dem Entlüftungspfad zwischen dem ersten und einem zweiten Ende der zwei Enden eine Ölabscheideeinrichtung angeordnet ist. Die Brennkraftmaschine zeichnet sich dadurch aus, dass die Ölabscheideeinrichtung als aktiv angetriebene Einrichtung ausgebildet ist. Mittels der aktiv angetriebenen Ölabscheideeinrichtung ist es insbesondere möglich, einen hohen Abscheidegrad und damit eine gründliche Reinigung der entlang des Entlüftungspfads geförderten Gase zu bewirken, sodass bevorzugt keine Verunreinigung oder Versottung von Bauteilen stromabwärts der Ölabscheideeinrichtung zu befürchten ist, wobei insbesondere stromabwärts der Ölabscheideeinrichtung entlang des Entlüftungspfads Gase mit hoher Reinheit und insbesondere hoher Ölfreiheit gefördert werden.The object is achieved in particular by providing an internal combustion engine which has at least one combustion chamber and a crankcase communicating with the at least one combustion chamber via a Beiblas path. There is one Venting path for venting the crankcase provided, which opens with a first end of two ends of the venting path in the crankcase, wherein in the venting path between the first and a second end of the two ends of a Ölabscheideeinrichtung is arranged. The internal combustion engine is characterized in that the oil separation device is designed as an actively driven device. By means of the actively driven oil separator, it is in particular possible to effect a high degree of separation and thus a thorough cleaning of the gases conveyed along the vent path, so that preferably no contamination or sooting of components downstream of the oil separator is to be feared, in particular downstream of the oil separator along the vent path Gases are promoted with high purity and in particular high oil-free.
Die Ölabscheideeinrichtung weist einen ansteuerbaren Antrieb auf. Dabei ist der Antrieb insbesondere bezüglich einer Drehzahl der Ölabscheideeinrichtung ansteuerbar. Die Brennkraftmaschine weist eine Steuereinrichtung auf, die eingerichtet ist, um den ansteuerbaren Antrieb abhängig von einem Druck in dem Kurbelgehäuse anzusteuern. Dadurch ist es möglich, den Kurbelgehäusedruck durch geeignete Ansteuerung des Antriebs zu beeinflussen und insbesondere zu gewährleisten, dass dieser stets unter einem bestimmten Grenzwert oder innerhalb eines bestimmten Bereichs, insbesondere zwischen einem bestimmten unteren Grenzwert und einem bestimmten oberen Grenzwert, liegt.The Ölabscheideeinrichtung has a controllable drive. In this case, the drive can be controlled in particular with respect to a rotational speed of the oil separation device. The internal combustion engine has a control device that is set up to control the controllable drive in dependence on a pressure in the crankcase. This makes it possible to influence the crankcase pressure by suitable control of the drive and in particular to ensure that it is always below a certain limit or within a certain range, in particular between a certain lower limit and a certain upper limit.
Dass das Kurbelgehäuse mit dem wenigstens einen Brennraum über einen Beiblaspfad kommuniziert, bedeutet insbesondere, dass eine Verbindung zwischen dem Brennraum und dem Kurbelgehäuse derart besteht, dass in einem Verbrennungstakt in dem Brennraum entstehende Verbrennungsgase aufgrund des erhöhten Drucks entlang eines Leckagepfads, nämlich des Beiblaspfads, an Brennraumdichtungen, insbesondere Kolbendichtringen, vorbei in das Kurbelgehäuse strömen können. Während also zumindest theoretisch und gemäß einem Auslegungsziel für die Brennkraftmaschine der Brennraum und das Kurbelgehäuse fluidisch voneinander getrennt sind, lässt sich doch in der Praxis nicht vollständig vermeiden, dass Verbrennungsgase über den Byblaspfad in das Kurbelgehäuse gelangen.The fact that the crankcase communicates with the at least one combustion chamber via a Beiblaspfad means in particular that a connection between the combustion chamber and the crankcase is such that in a combustion cycle in the combustion chamber resulting combustion gases due to the increased pressure along a leakage path, namely the Beiblaspfads on Combustor seals, in particular piston seals, can flow past in the crankcase. Thus, while at least theoretically and according to a design target for the internal combustion engine, the combustion chamber and the crankcase are fluidly separated from each other, in practice it can not be completely avoided that combustion gases pass into the crankcase via the blow-by path.
Das erste Ende des Entlüftungspfads und das zweite Ende des Entlüftungspfads sind insbesondere – entlang einer Strömungsrichtung entlang des Entlüftungspfads gesehen – gegenüberliegend angeordnet.The first end of the venting path and the second end of the venting path are in particular arranged opposite one another, viewed along a flow direction along the venting path.
Vorzugsweise weist die Brennkraftmaschine einen Drainagepfad von der Ölabscheideeinrichtung in das Kurbelgehäuse auf, wobei entlang des Drainagepfads in der Ölabscheideeinrichtung abgeschiedenes Öl zurück in das Kurbelgehäuse geführt wird. Dabei steht das Kurbelgehäuse vorzugsweise – insbesondere unmittelbar – mit einem Ölreservoir, insbesondere einer Ölwanne, in Fluidverbindung, sodass das entlang des Drainagepfads in das Kurbelgehäuse drainierte Öl zurück in das Ölreservoir gelangen kann.Preferably, the internal combustion engine has a drainage path from the oil separation device into the crankcase, wherein oil deposited along the drainage path in the oil separation device is fed back into the crankcase. The crankcase is preferably - in particular directly - in fluid communication with an oil reservoir, in particular an oil pan, so that the oil drained along the drainage path into the crankcase can pass back into the oil reservoir.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Brennkraftmaschine ist vorgesehen, dass die Ölabscheideeinrichtung als Zentrifugalabschieder, der Öltröpfchen von einem Gasstrom durch Fliehkräfte und die verschiedenen Dichten der Medien trennt, insbesondere als Tellerseparator, ausgebildet ist. Ein solcher Tellerseparator weist insbesondere eine Mehrzahl von auf einer um eine Drehachse zu einer Drehbewegung angetriebenen Welle insbesondere parallel zueinander angeordneten Drehtellern auf, die eine Oberfläche aufweisen, auf welcher die Drehachse senkrecht steht. Durch die Drehbewegung ergibt sich auf den Oberflächen der Drehteller eine radial auswärts gerichtete Strömung, wobei eine Ölabscheidung insbesondere durch die in dem Tellerseparator wirkenden Zentrifugalkräfte bewirkt wird. Ein Zentrifugalabscheider, und insbesondere ein Tellerseparator, ist besonders geeignet, um durch ihn durchgeleitete Gase hocheffizient von mitgerissenen Fluiden, insbesondere von mitgerissenem Öl, zu reinigen.In a preferred embodiment of the internal combustion engine, it is provided that the oil separation device is designed as a centrifugal separator, which separates oil droplets from a gas flow by centrifugal forces and the various densities of the media, in particular as a plate separator. Such a plate separator has, in particular, a plurality of turntables driven on a shaft driven in rotation about a rotation axis, in particular mutually parallel turntables, which have a surface on which the rotation axis is perpendicular. The rotational movement results in a radially outwardly directed flow on the surfaces of the turntable, wherein an oil separation is effected in particular by the centrifugal forces acting in the plate separator. A centrifugal separator, and in particular a plate separator, is particularly suitable for highly efficient cleaning of gases which have been conducted through it by entrained fluids, in particular by entrained oil.
Es wird ein Ausführungsbeispiel der Brennkraftmaschine bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass der Ölabscheideeinrichtung ein Elektromotor als Antrieb zugeordnet ist. Die Ölabscheideeinrichtung wird also insbesondere von einem Elektromotor angetrieben. Vorzugsweise ist der Ölabscheideeinrichtung ein separater Elektromotor als separater Antrieb, der insbesondere ausschließlich zum Antrieb der Ölabscheideeinrichtung vorgesehen ist, zugeordnet. Die Ölabscheideeinrichtung kann dabei in sehr effizienter und einfach zu realisierender Weise durch den Elektromotor angetrieben werden.An embodiment of the internal combustion engine is preferred, which is characterized in that the oil separation device is associated with an electric motor as a drive. The Ölabscheideeinrichtung is thus driven in particular by an electric motor. Preferably, the oil separation device is a separate electric motor as a separate drive, which is provided in particular exclusively for driving the Ölabscheideeinrichtung assigned. The Ölabscheideeinrichtung can be driven in a very efficient and easy to be realized by the electric motor.
Alternativ ist es möglich, dass die Ölabscheideeinrichtung mittelbar über die Brennkraftmaschine selbst, insbesondere über die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine, insbesondere mittels einer geeigneten Übertragungs- oder Transmissionsmimik, angetrieben wird. In diesem Fall kann ein separater Antrieb für die Ölabscheideeinrichtung eingespart werden. Es ergibt sich dann aber eine Abhängigkeit der Drehzahl der Ölabscheideeinrichtung von der momentanen Drehzahl der Brennkraftmaschine, wobei der Antrieb der Ölabscheideeinrichtung über einen separaten Antrieb einen flexibleren Betrieb der Ölabscheideeinrichtung ermöglicht.Alternatively, it is possible that the Ölabscheideeinrichtung indirectly via the internal combustion engine itself, in particular via the crankshaft of the internal combustion engine, in particular by means of a suitable transmission or transmission mimic is driven. In this case, a separate drive for the oil separator can be saved. However, it then results in a dependence of the speed of the oil separator of the instantaneous speed of the internal combustion engine, wherein the drive of the oil separator via a separate drive allows a more flexible operation of the oil separator.
Es wird ein Ausführungsbeispiel der Brennkraftmaschine bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass das zweite Ende der zwei Enden des Entlüftungspfads in eine Umgebung der Brennkraftmaschine mündet. Damit wird ein offenes Entlüftungssystem für das Kurbelgehäuse verwirklicht. Dies ist deswegen vorteilhaft, weil bereits systembedingt keinerlei Verunreinigung oder Versottung von Komponenten eines Ladepfads der Brennkraftmaschine zu befürchten ist. Außerdem ist die Entlüftung des Kurbelgehäuses bei einem offenen System vollkommen unabhängig vom Verschmutzungsgrad eines Luftfilters und/oder von einem Ansaugdruck eines Turboladers. Aufgrund der effizienten, gründlichen Abscheidung von Öl in der aktiv angetriebenen Ölabscheideeinrichtung ist es ohne weiteres möglich, die ausreichend gereinigten Gase direkt in die Umgebung der Brennkraftmaschine, insbesondere in die Atmosphäre, abzugeben. An embodiment of the internal combustion engine is preferred, which is characterized in that the second end of the two ends of the venting path opens into an environment of the internal combustion engine. This is an open venting system for the crankcase is realized. This is advantageous because even system-related no contamination or sooting of components of a charging path of the internal combustion engine is to be feared. In addition, the venting of the crankcase in an open system is completely independent of the degree of contamination of an air filter and / or of an intake pressure of a turbocharger. Due to the efficient, thorough separation of oil in the actively driven Ölabscheideeinrichtung it is readily possible to deliver the sufficiently purified gases directly into the environment of the internal combustion engine, in particular in the atmosphere.
Die Ölabscheideeinrichtung ist insbesondere als Fördereinrichtung ausgebildet. Sie fördert also aktiv Gas aus dem Kurbelgehäuse entlang des Entlüftungspfads in die Umgebung. Insbesondere wenn die Ölabscheideeinrichtung als Zentrifugalabscheider oder Tellerseparator ausgebildet ist, weist dieser eine Förderfunktion auf, wobei er insbesondere wie ein Ventilator wirkt, und so eine aktive Entlüftung des Kurbelgehäuses entlang des Entlüftungspfads in eine Umgebung der Brennkraftmaschine bewirkt.The Ölabscheideeinrichtung is in particular designed as a conveyor. So it actively promotes gas from the crankcase along the vent path into the environment. In particular, when the Ölabscheideeinrichtung is designed as a centrifugal separator or Tellerseparator, this has a delivery function, in particular, acts as a fan, and thus causes an active venting of the crankcase along the venting path into an environment of the internal combustion engine.
Mündet das zweite Ende des Entlastungspfads in eine Umgebung der Brennkraftmaschine, wird vollständig ein zusätzlicher Öleintrag in den Brennraum über den Ladepfad vermieden. Dies schont insbesondere gegebenenfalls von der Brennkraftmaschine umfasste Abgasnachbehandlungssysteme.If the second end of the discharge path discharges into an environment of the internal combustion engine, an additional oil entry into the combustion chamber via the charging path is completely avoided. This protects in particular optionally exhaust gas aftertreatment systems encompassed by the internal combustion engine.
Alternativ ist aber auch ein Ausführungsbeispiel möglich, bei welchem das zweite Ende der beiden Enden des Entlüftungspfads in einen Ladepfad der Brennkraftmaschine mündet. Auch in diesem Fall ist aufgrund der gründlichen und effizienten Reinigung der Gase in der aktiv angetriebenen Ölabscheideeinrichtung eine Verunreinigung oder Versottung von Komponenten des Ladepfads jedenfalls in geringerer Weise zu befürchten, als dies bei einer konventionellen Ölabscheidung der Fall ist. Es ist auch bei diesem Ausführungsbeispiel möglich, dass die aktiv angetriebene Ölabscheideeinrichtung auch als Fördereinrichtung ausgebildet ist. Dies ist aber nicht zwingend erforderlich, da eine Entlüftung des Kurbelgehäuses auch durch einen Druckunterschied zwischen dem Kurbelgehäuse einerseits und dem Ladepfad andererseits getrieben werden kann.Alternatively, however, an embodiment is possible in which the second end of the two ends of the venting path opens into a charging path of the internal combustion engine. In this case, too, due to the thorough and efficient cleaning of the gases in the actively driven Ölabscheideeinrichtung contamination or sooting of components of the charging path in any case to be feared less than is the case with a conventional oil separation. It is also possible in this embodiment that the actively driven Ölabscheideeinrichtung is also designed as a conveyor. However, this is not absolutely necessary, since a venting of the crankcase can also be driven by a pressure difference between the crankcase on the one hand and the charging path on the other hand.
Besonders bevorzugt ist die Steuereinrichtung eingerichtet, um den Druck in dem Kurbelgehäuse durch Ansteuerung des ansteuerbaren Antriebs zu regeln. Vorzugsweise weist die Brennkraftmaschine hierzu einen Drucksensor in dem Kurbelgehäuse auf, der mit der Steuereinrichtung wirkverbunden ist, wobei er einen Druck in dem Kurbelgehäuse erfassen und an die Steuereinrichtung weiterleiten kann. In der Steuereinrichtung ist vorzugsweise ein oberer Grenzwert und optional zusätzlich ein unterer Grenzwert, oder ein Sollwert für den Druck in dem Kurbelgehäuse hinterlegt, wobei es auch möglich ist, dass beispielsweise abhängig von einem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine oder von einem anderen geeigneten Parameter, eine Mehrzahl von Sollwerten und/oder Grenzwerten in einem Kennfeld hinterlegt sind. Die Steuereinrichtung ist vorzugsweise mit dem ansteuerbaren Antrieb wirkverbunden, um diesen so anzusteuern, dass der Druck in dem Kurbelgehäuse unter dem bestimmten Grenzwert oder in einem bestimmten Bereich gehalten oder auf den wenigstens einen bestimmten Sollwert geregelt wird. Somit ist die Steuereinrichtung insbesondere eingerichtet als Regler für den Druck in dem Kurbelgehäuse.Particularly preferably, the control device is set up to regulate the pressure in the crankcase by controlling the controllable drive. For this purpose, the internal combustion engine preferably has a pressure sensor in the crankcase, which is operatively connected to the control device, wherein it can detect a pressure in the crankcase and forward it to the control device. In the control device is preferably an upper limit and optionally additionally a lower limit, or a target value for the pressure in the crankcase deposited, it is also possible that, for example, depending on an operating point of the internal combustion engine or another suitable parameter, a plurality of Setpoints and / or limits are stored in a map. The control device is preferably operatively connected to the controllable drive in order to control it in such a way that the pressure in the crankcase is kept below the specified limit value or in a certain range or regulated to the at least one specific nominal value. Thus, the control device is in particular designed as a regulator for the pressure in the crankcase.
Es wird auch ein Ausführungsbeispiel der Brennkraftmaschine bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass der Entlüftungspfad frei ist von einem Ölfilter. Besonders bevorzugt ist der Entlüftungspfad frei von jeglichem Filter. Insbesondere ist dann die Ölabscheideeinrichtung das einzige Abscheideelement zur Ölabscheidung in dem Entlüftungspfad. Dabei zeigt sich, dass die aktiv angetriebene Ölabscheideeinrichtung bevorzugt völlig ausreicht, um eine hinreichende Abscheidung von Öl aus den entlang des Entlüftungspfads geförderten Gasen zu bewirken. Es bedarf daher keines weiteren Filters, insbesondere keines zusätzlichen Ölabscheiders. Somit entfallen ansonsten vorgesehene Wartungsarbeiten und Austauschteile, was den Betrieb der Brennkraftmaschine besonders kostengünstig und das System wartungsarm macht.It is also preferred an embodiment of the internal combustion engine, which is characterized in that the venting path is free of an oil filter. Most preferably, the vent path is clear of any filter. In particular, then the oil separator is the only separation element for oil separation in the vent path. It can be seen that the actively driven oil separation device is preferably completely sufficient to effect a sufficient separation of oil from the gases conveyed along the ventilation path. It therefore requires no further filter, in particular no additional oil separator. Thus omitted otherwise scheduled maintenance and replacement parts, which makes the operation of the engine particularly cost and the system requires little maintenance.
Die Brennkraftmaschine ist vorzugsweise als Hubkolbenmotor ausgebildet. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel dient die Brennkraftmaschine dem Antrieb insbesondere schwerer Land- oder Wasserfahrzeuge, beispielsweise von Minenfahrzeugen, Zügen, wobei die Brennkraftmaschine in einer Lokomotive oder einem Triebwagen eingesetzt wird, oder von Schiffen. Auch ein Einsatz der Brennkraftmaschine zum Antrieb eines der Verteidigung dienenden Fahrzeugs, beispielsweise eines Panzers, ist möglich. Ein Ausführungsbeispiel der Brennkraftmaschine wird vorzugsweise auch stationär, beispielsweise zur stationären Energieversorgung im Notstrombetrieb, Dauerlastbetrieb oder Spitzenlastbetrieb eingesetzt, wobei die Brennkraftmaschine in diesem Fall vorzugsweise einen Generator antreibt. Auch eine stationäre Anwendung der Brennkraftmaschine zum Antrieb von Hilfsaggregaten, beispielsweise von Feuerlöschpumpen auf Bohrinseln, ist möglich. Weiterhin ist eine Anwendung der Brennkraftmaschine im Bereich der Förderung fossiler Roh- und insbesondere Brennstoffe, beispielswiese Öl und/oder Gas, möglich. Auch eine Verwendung der Brennkraftmaschine im industriellen Bereich oder im Konstruktionsbereich, beispielsweise in einer Konstruktions- oder Baumaschine, zum Beispiel in einem Kran oder einem Bagger, ist möglich. Die Brennkraftmaschine ist vorzugsweise als Dieselmotor, als Benzinmotor, als Gasmotor zum Betrieb mit Erdgas, Biogas, Sondergas oder einem anderen geeigneten Gas, ausgebildet. Insbesondere wenn die Bremskraftmaschine als Gasmotor ausgebildet ist, ist sie für den Einsatz in einem Blockheizkraftwerk zur stationären Energieerzeugung geeignet.The internal combustion engine is preferably designed as a reciprocating engine. In a preferred embodiment, the internal combustion engine is used to drive in particular heavy land or water vehicles, such as mine vehicles, trains, the internal combustion engine is used in a locomotive or a railcar, or ships. It is also possible to use the internal combustion engine to drive a defense vehicle, for example a tank. An exemplary embodiment of the internal combustion engine is preferably also stationary, for example, used for stationary power supply in emergency operation, continuous load operation or peak load operation, the internal combustion engine in this case preferably drives a generator. A stationary application of the internal combustion engine for driving auxiliary equipment, such as fire pumps on oil rigs, is possible. Furthermore, an application of the internal combustion engine in Area of promotion of fossil raw and especially fuels, for example, oil and / or gas, possible. It is also possible to use the internal combustion engine in the industrial sector or in the field of construction, for example in a construction or construction machine, for example in a crane or an excavator. The internal combustion engine is preferably designed as a diesel engine, as a gasoline engine, as a gas engine for operation with natural gas, biogas, special gas or another suitable gas. In particular, when the brake engine is designed as a gas engine, it is suitable for use in a cogeneration plant for stationary power generation.
Die Aufgabe wird auch gelöst, indem ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine geschaffen wird, wobei ein Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine über einen Entlüftungspfad entlüftet wird. Dabei wird eine Ölabscheidung in dem Entlüftungspfad mittels einer aktiv angetriebenen Ölabscheideeinrichtung durchgeführt. Die Ölabscheideeinrichtung wird als Fördereinrichtung verwendet, wobei das Kurbelgehäuse aktiv mittels der Ölabscheideeinrichtung entlüftet wird. Die Entlüftung des Kurbelgehäuses ist unabhängig von einem Verschmutzungsgrad eines Luftfilters und von einem Ansaugunterdruck eines Turboladers, weil die Entlüftung direkt durch die Fördereinrichtung, nämlich die Ölabscheideeinrichtung, vorgegeben wird. Dabei wird die Ölabscheideeinrichtung abhängig von einem Druck in dem Kurbelgehäuse – bevorzugt bezüglich ihrer Drehzahl – angesteuert. Somit ist es möglich, den Druck in dem Kurbelgehäuse durch geeignete Ansteuerung der Ölabscheideeinrichtung – insbesondere einer geeigneten Drehzahlvorgabe für diese – immer unterhalb von wenigstens einem bestimmten Grenzwert, innerhalb eines bestimmten Bereichs, oder aber auf wenigstens einem bestimmten Sollwert zu halten. In Zusammenhang mit dem Verfahren ergeben sich die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit der Brennkraftmaschine erläutert wurden.The object is also achieved by providing a method for operating an internal combustion engine, wherein a crankcase of the internal combustion engine is vented via a venting path. In this case, an oil separation is carried out in the venting path by means of an actively driven oil separator. The Ölabscheideeinrichtung is used as a conveyor, wherein the crankcase is actively vented by the Ölabscheideeinrichtung. The ventilation of the crankcase is independent of a degree of contamination of an air filter and of a Ansaugunterdruck a turbocharger, because the venting directly through the conveyor, namely the Ölabscheideeinrichtung is specified. In this case, the Ölabscheideeinrichtung depends on a pressure in the crankcase - preferably with respect to their speed - driven. Thus, it is possible to keep the pressure in the crankcase by suitable control of the oil separator - in particular a suitable speed specification for these - always below at least one specific limit, within a certain range, or at least one specific setpoint. In connection with the method, the advantages that have already been explained in connection with the internal combustion engine.
In der Abscheideeinrichtung abgeschiedenes Öl wird bevorzugt aus der Ölabscheideeinrichtung in das Kurbelgehäuse drainiert. Dabei kann es insbesondere aus dem Kurbelgehäuse wiederum in ein mit dem Kurbelgehäuse in Fluidverbindung stehendes Ölreservoir gelangen.Oil deposited in the separator is preferably drained from the oil separator into the crankcase. In this case, it may in particular pass from the crankcase, in turn, into an oil reservoir in fluid communication with the crankcase.
Es wird besonders eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass der Druck in dem Kurbelgehäuse durch Ansteuerung der Ölabscheideeinrichtung geregelt wird. Insbesondere eine Drehzahl der Ölabscheideeinrichtung dient dabei als Stellgröße zur Regelung des Drucks in dem Kurbelgehäuse. Es ist dann möglich, Sollwerte für den Kurbelgehäusedruck vorzugeben und diese durch die in einfacher Weise implementierte Druckregelung einzuhalten. Somit können betroffene Komponenten der Brennkraftmaschine exakt ausgelegt werden.It is particularly preferred an embodiment of the method, which is characterized in that the pressure in the crankcase is controlled by controlling the Ölabscheideeinrichtung. In particular, a speed of the oil separator serves as a control variable for regulating the pressure in the crankcase. It is then possible to specify desired values for the crankcase pressure and to comply with these by the pressure regulation implemented in a simple manner. Thus, affected components of the internal combustion engine can be designed exactly.
Es wird auch ein Steuergerät für eine Brennkraftmaschine beschrieben, das eingerichtet ist zur Durchführung eines Verfahrens nach einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen. Dabei verwirklichen sich insbesondere die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit der Brennkraftmaschine und dem Verfahren beschrieben wurden.An internal combustion engine control unit is also described, which is set up to carry out a method according to one of the previously described embodiments. In particular, the advantages that have already been described in connection with the internal combustion engine and the method are realized.
Das Steuergerät ist vorzugsweise eingerichtet zur Erfassung eines Drucks in dem Kurbelgehäuse und zur Ansteuerung einer aktiv angetriebenen Ölabscheideeinrichtung in Abhängigkeit von dem erfassten Druck. Dabei ist es besonders bevorzugt eingerichtet zur Regelung des Drucks in dem Kurbelgehäuse, oder alternativ oder zusätzlich dazu, den Druck in dem Kurbelgehäuse unter wenigstens einem bestimmten Grenzwert oder innerhalb eines bestimmten Bereichs durch Ansteuerung der aktiv angetriebenen Ölabscheideeinrichtung zu halten.The control unit is preferably configured to detect a pressure in the crankcase and to control an actively driven oil separator as a function of the detected pressure. It is particularly preferably arranged to control the pressure in the crankcase, or alternatively or additionally, to maintain the pressure in the crankcase below at least a certain limit or within a certain range by driving the actively driven oil separator.
Es ist möglich, dass das Steuergerät als separates Steuergerät zur Durchführung einer Ausführungsform des hier beschriebenen Verfahrens ausgebildet ist. Bevorzugt ist das Steuergerät allerdings als zentrales Steuergerät der Brennkraftmaschine, insbesondere als Motorsteuergerät (Engine Control Unit – ECU) ausgebildet.It is possible that the control unit is designed as a separate control unit for carrying out an embodiment of the method described here. However, the control unit is preferably designed as a central control unit of the internal combustion engine, in particular as an engine control unit (ECU).
Es ist möglich, dass eine Ausführungsform des Verfahrens fest in eine elektronische Struktur, insbesondere eine Hardwarestruktur, des Steuergeräts implementiert ist. Alternativ ist es möglich, dass ein Computerprogrammprodukt in das Steuergerät geladen ist, welches Anweisungen aufweist, aufgrund derer eine der zuvor beschriebenen Ausführungsformen des Verfahrens durchführbar ist, wenn das Computerprogrammprodukt auf dem Steuergerät läuft.It is possible for one embodiment of the method to be firmly implemented in an electronic structure, in particular a hardware structure, of the control device. Alternatively, it is possible that a computer program product is loaded into the control unit, which has instructions on the basis of which one of the previously described embodiments of the method can be carried out when the computer program product is running on the control unit.
Insofern wird auch ein Computerprogrammprodukt bevorzugt, welches maschinenlesbare Anweisungen aufweist, aufgrund derer eine der zuvor beschriebenen Ausführungsformen des Verfahrens durchführbar ist, wenn das Computerprogrammprodukt auf einer Recheneinrichtung, insbesondere einem Steuergerät einer Brennkraftmaschine läuft.In this respect, a computer program product is preferred, which has machine-readable instructions, on the basis of which one of the previously described embodiments of the method is feasible when the computer program product runs on a computing device, in particular a control unit of an internal combustion engine.
In diesem Zusammenhang wird weiter ein Datenträger bevorzugt, welcher ein solches Computerprogrammprodukt aufweist.In this context, a data carrier is preferred which has such a computer program product.
Die Beschreibung der Brennkraftmaschine und des Steuergeräts einerseits sowie des Verfahrens andererseits sind komplementär zueinander zu verstehen. Merkmale der Brennkraftmaschine und/oder des Steuergeräts, die explizit oder implizit in Zusammenhang mit dem Verfahren erläutert wurden, sind bevorzugt einzeln oder miteinander kombiniert Merkmale eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Brennkraftmaschine und/oder des Steuergeräts. Verfahrensschritte, die explizit oder implizit in Zusammenhang mit der Brennkraftmaschine und/oder dem Steuergerät beschrieben wurden, sind bevorzugt einzeln oder miteinander kombiniert Schritte einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens. Dieses zeichnet sich bevorzugt durch wenigstens einen Verfahrensschritt aus, der durch wenigstens ein Merkmal eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Brennkraftmaschine und/oder des Steuergeräts bedingt ist. Die Brennkraftmaschine und/oder das Steuergerät zeichnet/zeichnen sich bevorzugt durch wenigstens ein Merkmal aus, welches durch wenigstens einen Schritt einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens bedingt ist.The description of the internal combustion engine and the control unit on the one hand and the method on the other hand are to be understood as complementary to each other. Features of the internal combustion engine and / or the controller, which have been explained explicitly or implicitly in connection with the method, are preferably individually or combined with each other features of a preferred embodiment of the internal combustion engine and / or the control unit. Method steps which have been described explicitly or implicitly in connection with the internal combustion engine and / or the control unit are preferably individually or combined with one another Steps of a preferred embodiment of the method. This is preferably characterized by at least one method step, which is due to at least one feature of a preferred embodiment of the internal combustion engine and / or the control unit. The internal combustion engine and / or the control unit preferably draws / distinguishes itself by at least one feature, which is due to at least one step of a preferred embodiment of the method.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt die einzige Figur eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Brennkraftmaschine.The invention will be explained in more detail below with reference to the drawing. The single figure shows a schematic representation of an embodiment of an internal combustion engine.
Die einzige Fig. zeigt eine Brennkraftmaschine
Die Brennkraftmaschine
Bei einem Verbrennungstakt in dem Brennraum
Zur Entlüftung des Kurbelgehäuses
In der Ölabscheideeinrichtung
Die Ölabscheideeinrichtung
Der Ölabscheideeinrichtung
Das zweite Ende
Die Ölabscheideeinrichtung
Der Antrieb
Hierzu weist die Brennkraftmaschine
Dabei ist die Steuereinrichtung
Es ist möglich, dass die Steuereinrichtung
Es zeigt sich noch, dass der Entlüftungspfad
Insgesamt zeigt sich, dass insbesondere die separat durch den Antrieb
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