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Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, mit einer Brennkraftmaschine mit zugeordnetem Schmiermittelkreislauf, in dem ein Trockensumpftank mit einer Schmiermittel/Gas-Abscheideeinrichtung integriert ist, sowie einer Gasleitung zum Abführen von in der Schmiermittel/Gas-Abscheideeinrichtung anfallendem Gas.
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Moderne Brennkraftmaschinen weisen häufig eine Trockenumlaufschmierung nach dem Trockensumpfprinzip auf, sind also als Trockensumpfmotoren ausgeführt. Bei einer solchen Brennkraftmaschine, wie beispielsweise aus
EP 1 761 687 B1 bekannt, ist ein Öl/Luftabscheider vorgesehen, dem aus einem Trockensumpfraum der Brennkraftmaschine und den Zylinderköpfen abgesaugtes lufthaltiges Schmieröl zugeführt wird, bevor es in einen Ölvorratsraum, den sogenannten Nasssumpf, gefördert wird. Das heißt, dass im Öl/Luftabscheider eine Trennung des Öl-Luft-Gemischs erfolgt, so dass ein von etwaiger Luft befreites Öl in den Ölvorratsraum gelangt.
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In der Schmiermittel/Gas-Abscheideeinrichtung, die auch als Entschäumungseinrichtung bezeichnet werden kann, wird wie beschrieben das von der Brennkraftmaschine, also dem Motor kommende, angesaugte Schmiermittel/Gas-Gemisch respektive ein entsprechender Schaum in reines Gas, also Luft, und Schmiermittel, also Öl getrennt. Das Gas wird üblicherweise auch als „BlowBy“ bezeichnet. Das Schmiermittel gelangt in den eigentlichen Schmiermittelvorratsbehälter, also einen Schmiermittelauffangbehälter, und wird dem Schmiermittelkreislauf wieder zugeführt. Das vom Schmiermittel gereinigte Gas, also der BlowBy, wird der Verbrennungsluft zugeführt oder in die Umgebung abgegeben.
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Das in der Schmiermittel/Gas-Abscheideeinrichtung vom Schmiermittel getrennte Gas hat einen hohen Anspruch auf Ölfreiheit, da es, wie beschrieben, üblicherweise der Verbrennungsluft zugeführt wird oder, in seltenen Fällen wie dem Motorsport, in die Umgebung abgegeben wird. Das heißt, dass die Trennung des Schmiermittels vom Gas in der Abscheideeinrichtung so vollständig wie möglich sein muss, da sich ansonsten ein hoher Ölverbrauch einstellen kann und ein Ölanteil in der Verbrennungsluft den Betrieb der Brennkraftmaschine nachteilig beeinflussen kann. Auch sollte, wenn das Gas nach außen abgegeben wird, dieses natürlich ölfrei sein. Um diesen hohen Trennungsgrad zu erreichen, ist es bekannt, den Schmiermittelauffangbehälter aufwendig und mit hohem Bauraumbedarf auszuführen. Insbesondere muss der Schmiermittelauffangbehälter auch auf die extremstmöglichen Fahrbedingungen ausgelegt werden, das heißt, dass auch bei maximal auftretenden Quer- und/oder Längsbeschleunigungen kein Ölaustritt aus dem Schmiermittelsammelbehälter in die Gasleitung stattfinden darf. Selbst wenn diese extremen Fahrbedingungen wenn überhaupt nur ca. 1 % des gesamten Fahrzeugbetriebs ausmachen, muss der Schmiermittelauffangbehälter, also der Öltank, hierfür ausgelegt sein. Erforderlich sind hierfür aufwendig anzuordnende Schwallbleche und ähnliches im Auffangbehälter sowie ein deutlich vergrößerter Volumenbedarf, was jedoch für nahezu den gesamten Fahrbetrieb eigentlich nicht notwendig wäre.
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Der Erfindung liegt damit das Problem zu Grunde, ein demgegenüber verbessertes Kraftfahrzeug mit einem einfacher auslegbaren Schmiermittelauffangbehälter anzugeben.
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Zur Lösung des Problems ist bei einem Kraftfahrzeug der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass zum Abscheiden von in der Gasleitung anfallendem Schmiermittel in der Gasleitung ein Schmiermittelauffangbehälter vorgesehen ist, aus dem anfallendes Schmiermittel der Brennkraftmaschine zuführbar ist.
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Erfindungsgemäß wird in die Gasleitung, über die das zuvor in der Schmiermittel/Gas-Abscheideeinrichtung getrennte, reine Gas geführt wird, ein Schmiermittelauffangbehälter angeordnet, dem das gereinigte Gas zugeführt wird und aus dem es sodann weitergeführt wird, beispielsweise um der Verbrennungsluft für den Motor zugeführt zu werden. Sollte auf Grund einer extremen Fahrbedingung eine geringe Menge an Schmiermittel aus dem eigentlichen Schmiermittelauffangbehälter in die Gasleitung eingetreten sein, mitten also über das aus der Abscheideeinrichtung abgezogene, gereinigte BlowBy-Gas mitgenommen werden, so kann dieser Schmiermittelanteil mit besonderem Vorteil in dem Schmiermittelauffangbehälter aufgefangen respektive dort abgeschieden werden. Es ist also eine zweite Abscheidestufe vorgesehen, die dazu dient, ein etwaiges, wenn überhaupt nur in extremen Fahrsituationen im in der ersten Abscheidestufe gereinigten Gas vorhandenes Schmiermittel abzuscheiden. Hierüber wird sichergestellt, dass das sodann von dem Auffangbehälter weitergeführte und entweder der Verbrennungsluft oder der Umgebung zugeführte Gas absolut rein ist.
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Der Schmiermittelauffangbehälter umfasst hierfür zweckmäßiger Weise eine Schmiermittelabscheideeinrichtung, beispielsweise in Form einer Feinölabscheidung und ähnlichem. Ziel ist es über den Auffangbehälter respektive die Abscheideeinrichtung sicher zu stellen, dass in dieser zweiten Reinigungsstufe sämtliches etwaiges noch vorhandenes Schmiermittel abgetrennt und ein vollkommen reines Gas gegeben ist.
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Als Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Schmiermittelauffangbehälter in einem unteren Bereich einen unteren Sammelabschnitt für das Schmiermittel aufweist, wobei in einem oberen Bereich die Gasleitung angeschlossen ist. Es wird also ein definierter Schmiermittelsammelbereich vorgesehen, in dem das Schmiermittel gesammelt wird. Dieser ist derart ausgelegt, dass, egal welche Fahrsituation vorliegt, das dort aufgefangene Schmiermittel in keinem Fall mehr in den Gaszirkulationsbereich zurück gelangen kann. Das heißt, dass ein Rückfluss grundsätzlich, egal wie nun der Schmiermitteläuffangbehälter ausgelegt ist, in jedem Fall vermieden wird.
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Das im Schmiermittelauffangbehälter selbst aufgefangene Schmiermittel wird gemäß einer besonders zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung in einen Bereich der Brennkraftmaschine, in dem im Betrieb ein Unterdruck herrscht, zugeführt. Das heißt, dass das Schmiermittel rückgeführt wird. Dies geschieht bevorzugt in einem Motorbereich, in dem ein Unterdruck herrscht, da dies ermöglicht, dass über den Unterdruck selbst das Schmiermittel automatisch in den Motor zurückgesaugt werden kann. Dieser Unterdruck wird motorseitig über wenigstens eine Absaugeinrichtung, über die entweder das Schmiermittel selbst oder das der Schmiermittel/Gas-Abscheideeinrichtung zuzuführende Schmiermittel-Gas-Gemisch in an sich bekannter Weise erzeugt. Dieser Unterdruck wird nun genutzt, um das in der zweiten Reinigungsstufe im Auffangbehälter anfallende Schmiermittel automatisch abzusaugen und dem Schmiermittelkreislauf wieder zuzuführen. Hierzu ist zweckmäßigerweise der Bereich der Brennkraftmaschine über eine Saugleitung mit dem Schmiermittelauffangbehälter verbunden, sofern der Schmiermittelauffangbehälter nicht unmittelbar motorseitig angeflanscht werden kann.
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Der Bereich, dem das Schmiermittel aus dem Schmiermittelauffangbehälter bevorzugt zugeführt wird, ist der Bereich des Kurbelgehäuses oder eines Zylinderkopfes, da in diesen Bereichen von Haus aus über entsprechende Saugeinrichtungen eine Absaugung erfolgt.
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Alternativ zur Absaugung über einen motorseitig gegebenen Unterdruck ist es denkbar, eine Fördereinrichtung zum Fördern von im Schmiermittelauffangbehälter anfallendem Schmiermittel zur Brennkraftmaschine vorzusehen. Es kann also eine geeignete kleine Pumpe integriert werden, die über eine entsprechende Förderleitung das Schmiermittel aus dem Auffangbehälter zur Brennkraftmaschine, auch dort gegebenenfalls in den Bereich des Kurbelgehäuses und/oder des Zylinderkopfes, fördert.
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Wie beschrieben ist bevorzugt die Gasleitung mit der Brennkraftmaschine zum Zuführen des Gases zur Verbrennungsluft, die zum Verbrennen des Kraftstoffs benötigt wird, verbunden, das heißt, dass die Gasleitung von der Schmiermittel/Gas-Abscheideeinrichtung zunächst zum Schmiermittelauffangbehälter führt und von dort weiter zur Brennkraftmaschine geführt ist.
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Dabei kann über einen Leitungsabzweig der Gasleitung, der zur Brennkraftmaschine führt, Gas zur Einstellung eines definierten Unterdrucks in der Brennkraftmaschine zuführbar sein, wobei der Leitungsabzweig dem Schmiermittelauffangbehälter vor- oder nachgeschaltet ist. Wie beschrieben herrscht motorseitig auf Grund einer oder mehrerer Saugstufen beispielsweise im Kurbelgehäuse oder dem oder den Zylinderköpfen etc. ein Unterdruck. Um diesen in einem definierten Druckbereich zu halten, ist es möglich, eine definierte Gasmenge über den Leitungsabzweig der Gasleitung in einen dieser Bereiche zurückzuführen, so dass sich kein unzulässig hoher Unterdruck in Relation zum Umgebungsdruck einstellt. Die restliche gereinigte Gasmenge wird sodann entweder dem Schmiermittelauffangbehälter, wenn der Leitungsabzweig diesem vorgeschaltet ist, zugeführt, oder unmittelbar beispielsweise der Verbrennungsluft zugeführt wird, wenn der Leitungsabzweig dem Auffangbehälter nachgeschaltet ist.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den folgenden Ausführungsbeispielen sowie den zugehörigen Zeichnungen. Dabei zeigen:
- 1 eine Prinzipdarstellung des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs, und
- 2 eine Prinzipdarstellung des Systems zur Reinigung eines abgesaugten Schmiermittel-Gas-Gemisches des Kraftfahrzeugs aus 1.
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1 zeigt ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug 1, umfassend eine Brennkraftmaschine 2 mit einem zugeordneten, nicht näher gezeigten Schmiermittelkreislauf, in den ein Trockensumpftank 3 mit einer Schmiermittel/Gas-Abscheideeinrichtung integriert ist. Dem Trockensumpftank 3 wird aus der Brennkraftmaschine abgesaugtes Schmiermittel-Gas-Gemisch zugeführt, in ihm erfolgt über eine geeignete Abscheideeinrichtung, z.B. Entschäumungsspirale, die Trennung des Schmiermittels, also des Öls, vom Gas, also Luft.
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Die gereinigte Luft wird über eine Gasleitung 4 von dem Trockensumpftank weitergeführt. Diesem nachgeschaltet ist ein Schmiermittelauffangbehälter 5, bevorzugt mit einer weiteren Schmiermittelabscheideeinrichtung, in dem es möglich ist, etwaiges, auf Grund extremer Fahrbedingungen aus dem Trockensumpftank 3 erneut in die Gasleitung 4 eintretendes Schmiermittel in einer zweiten Reinigungsstufe abzuscheiden. Über diesen Schmiermittelauffangbehälter 5 ist sichergestellt, dass über die Gasleitung 4 sodann nur noch hochreines Gas beispielsweise der Brennkraftmaschine zur Verbrennungsluft zugeführt werden kann.
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2 zeigt in einer detaillierteren Prinzipdarstellung die wesentlichen Funktionskomponenten des erfindungsgemäßen Reinigungssystems. Gezeigt ist die Brennkraftmaschine 2 sowie der Trockensumpftank 3 umfassend einen Schmiermitteltank 6 sowie die eigentliche Schmiermittel/Gas-Abscheideeinrichtung 7. Gezeigt ist des Weiteren der Schmiermittelauffangbehälter 5, der in die Gasleitung 4 geschaltet ist.
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Über eine oder mehrere Absaugeinrichtungen 8 wird beispielsweise aus dem Bereich des Kurbelgehäuses oder des oder der Zylinderköpfe ein Schmiermittel-Gas-Gemisch über eine Leitung 9 der Schmiermittel/Gas-Abscheideeinrichtung 7, die auch als Entschäumungseinrichtung benannt werden kann, zugeführt. Hier erfolgt die Trennung des Schmiermittels 10, das sich im Schmiermittel 6, also einem Öltank, ansammelt, von dem BlowBy-Gas. Das Schmiermittel 10 wird über eine Rückführleitung 11 der Brennkraftmaschine an geeigneter Stelle wieder zugeführt.
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Das gereinigte Gas selbst wird über die Gasleitung 4 zunächst dem Schmiermittelauffangbehälter 5 zugeführt. Dieser umfasst einerseits einen Sammelabschnitt 12, sowie eine Schmiermittelabscheideeinrichtung 13, z.B. in Form einer Entschäumungsspirale, der zunächst über die Gasleitung die Luft respektive das BlowBy-Gas zugeführt wird. Für den Fall, dass auf Grund extremer Fahrsituationen aus dem Trockensumpftank 3 Schmiermittel 10 in die Gasleitung 4 eindringt, kann in der Schmiermittelabscheideeinrichtung 13 dieser wenngleich geringe Schmiermittelanteil aus dem Gas respektive der Luft abgeschieden werden. Das Schmiermittel 10 sammelt sich im unteren Sammelabschnitt 12, von dem aus es über eine Rückführleitung 14 der Brennkraftmaschine 2 zugeführt werden kann. Bevorzugt mündet die Rückführleitung 14 in einem Bereich, in dem über eine der Absaugeinrichtungen 8 ein Unterdruck herrscht, so dass über diesen Unterdruck das Schmiermittel 10 automatisch aus dem Schmiermittelauffangbehälter 5 abgesaugt werden und der Brennkraftmaschine 2 zurückgeführt werden kann.
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Das in dieser zweiten, über den Schmiermittelauffangbehälter 15 nebst Schmiermittelabscheideeinrichtung 13 gebildeten Reinigungsstufe nunmehr vollständig gereinigte Gas wird sodann über die Gasleitung 4 der Verbrennungsluft, die sodann wiederum der Brennkraftmaschine 2 zur Verbrennung fossilen Brennstoffs zugeführt, weitergeführt.
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Durch die Integration dieser zweiten Reinigungsstufe wird demzufolge sichergestellt, dass, selbst wenn in extremen Fahrsituationen eine geringe Menge an Schmiermittel 10 in die Gasleitung 4 eingetreten ist respektive vom dort geführten Gas mitgeführt wird, diese nachfolgend abgeschieden werden kann, so dass sichergestellt ist, dass nur äußerst reines Gas entweder der Brennkraftmaschine als Verbrennungsluft zugeführt wird oder in die Umgebung abgegeben wird. Ferner ist es möglich, den Trockensumpftank 3 deutlich einfacher und kleiner auszulegen, da keine extremen Vorkehrungen getroffen werden müssen, um in den wenigen extremen Fahrsituationen, in denen äußerst hohe Quer- und/oder Längsbeschleunigungen herrschen, einen Eintritt von Schmiermittel in die Gasleitung 4, zu verhindern. Das heißt, dass äußerst aufwendige Schwallwand-Konstruktionen oder ein überdimensioniertes Volumen nicht mehr erforderlich ist.
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Gestrichelt gezeigt ist ein Leitungsabzweig 15, der von der Gasleitung 4 zur Brennkraftmaschine 2 läuft. Über diesen ist es möglich, gegebenenfalls über ein vorgeschaltetes, nicht näher gezeigtes Ventil bei Bedarf in der Gasleitung 4 geführtes Gas der Brennkraftmaschine in einem Bereich zuzuführen, wo Unterdruck herrscht. Auf diese Weise ist ein Ausgleich des Unterdrucks möglich, um diesen in einem definierten Druckbereich zu halten und einen unzulässig hohen Unterdruck zu vermeiden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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