DE102018114342A1 - Process for venting a crankcase of an internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entlüften eines Kurbelgehäuses (2) einer Brennkraftmaschine (1), wobei- in einem ersten Betriebszustand, in dem die Brennkraftmaschine (1) deaktiviert ist, Kurbelgehäuseluft, die ein Kondensat aus Kraftstoff, Motoröl und gegebenenfalls Wasser enthält, mittels einer Kurbelgehäuseentlüftungsvorrichtung (13) aus dem Kurbelgehäuse (2) gefördert wird,- das in dem Kondensat enthaltene Motoröl mittels eines Ölabscheiders abgeschieden wird und in das Kurbelgehäuse (2) oder eine Ölwanne (3) der Brennkraftmaschine (1) zurückgeführt wird,- ein nach der Ölabscheidung verbleibendes Kraftstoff-Luftgemisch einem regenerierbaren Speichermittel (21) zugeführt wird, in dem der Kraftstoff gespeichert wird, und- die in dem Kraftstoff-Luft-Gemisch enthaltene Luft in die Brennkraftmaschine (1) eingeleitet wird.The invention relates to a method for venting a crankcase (2) of an internal combustion engine (1), wherein - in a first operating state in which the internal combustion engine (1) is deactivated, crankcase air containing a condensate of fuel, engine oil and possibly water, by means of a crankcase ventilation device (13) is conveyed out of the crankcase (2), - the engine oil contained in the condensate is separated by means of an oil separator and returned to the crankcase (2) or an oil pan (3) of the internal combustion engine (1), - one after the fuel-air mixture remaining in the oil separation is fed to a regenerable storage means (21) in which the fuel is stored, and - the air contained in the fuel-air mixture is introduced into the internal combustion engine (1).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entlüften eines Kurbelgehäuses einer Brennkraftmaschine.The present invention relates to a method for venting a crankcase of an internal combustion engine.
Eine Brennkraftmaschine weist einen Kurbeltrieb auf, der in einem Kurbelgehäuse untergebracht ist. Für den Betrieb der Brennkraftmaschine ist eine wirksame und zuverlässige Ölschmierung ihrer bewegbaren Teile, insbesondere ihrer Lager- und Gleitstellen, erforderlich. Daher ist unterhalb des Kurbelgehäuses und somit am tiefsten Punkt der Brennkraftmaschine eine Ölwanne angeordnet, in der das zur Schmierung vorgesehene Motoröl vorgehalten wird.An internal combustion engine has a crank mechanism, which is housed in a crankcase. Effective and reliable oil lubrication of its movable parts, in particular its bearing and sliding points, is required for the operation of the internal combustion engine. An oil pan is therefore arranged below the crankcase and thus at the lowest point of the internal combustion engine, in which the engine oil provided for lubrication is kept.
Während des Betriebs der Brennkraftmaschine kann sich Kondensat innerhalb des Kurbelgehäuses bilden und dabei auch in die Ölwanne der Brennkraftmaschine gelangen. Hauptbestandteil dieses Kondensats ist unverbrannter Kraftstoff, der über den Brennraum in das Kurbelgehäuse eindringen kann. Ferner enthält das Kondensat Wasser sowie Motorölbestandteile. Das Kondensat kann in die Ölwanne gelangen und dort das für die Schmierung der Brennkraftmaschine vorgesehene Motoröl verdünnen, so dass dessen Schmierfähigkeit verringert wird. Dieses Problem stellt sich insbesondere im Kurzstreckenbetrieb eines mit der Brennkraftmaschine ausgestatteten Kraftfahrzeugs, wenn sich die Brennkraftmaschine in einem kalten Betriebszustand unterhalb ihrer Soll-Betriebstemperatur befindet, in dem das Kondensat nicht in einem ausreichenden Maße verdampft werden kann. Ferner tritt dieses Problem auch bei Hybridfahrzeugen auf, die zusätzlich zu der Brennkraftmaschine als weitere Antriebsvorrichtung eine elektrische Maschine aufweisen. Ein ständiges Aktivieren und Deaktivieren der Brennkraftmaschine hat ebenfalls zur Folge, dass diese häufig in einem kalten Betriebszustand unterhalb ihrer Soll-Betriebstemperatur arbeitet.During the operation of the internal combustion engine, condensate can form inside the crankcase and also get into the oil pan of the internal combustion engine. The main component of this condensate is unburned fuel, which can enter the crankcase via the combustion chamber. The condensate also contains water and engine oil components. The condensate can get into the oil pan and there dilute the engine oil intended for the lubrication of the internal combustion engine, so that its lubricity is reduced. This problem arises in particular in the short-distance operation of a motor vehicle equipped with the internal combustion engine, when the internal combustion engine is in a cold operating state below its target operating temperature, in which the condensate cannot be evaporated to a sufficient extent. Furthermore, this problem also occurs in hybrid vehicles which have an electric machine as a further drive device in addition to the internal combustion engine. A constant activation and deactivation of the internal combustion engine also has the consequence that it often works in a cold operating state below its target operating temperature.
Aus der
Die Erfindung macht es sich zur Aufgabe, ein Verfahren zum Entlüften eines Kurbelgehäuses einer Brennkraftmaschine anzugeben, mittels dessen der Kondensatgehalt im Motoröl verringert werden kann, so dass die Schmierfähigkeit des Motoröls verbessert werden kann.The invention has for its object to provide a method for venting a crankcase of an internal combustion engine, by means of which the condensate content in the engine oil can be reduced, so that the lubricity of the engine oil can be improved.
Die Lösung dieser Aufgabe liefert ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.This object is achieved by a method having the features of claim 1. The subclaims relate to advantageous developments of the invention.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Entlüften eines Kurbelgehäuses einer Brennkraftmaschine sieht vor, dass
- - in einem ersten Betriebszustand, in dem die Brennkraftmaschine deaktiviert ist, Kurbelgehäuseluft, die ein Kondensat aus Kraftstoff, Motoröl und gegebenenfalls Wasser enthält, mittels einer Kurbelgehäuseentlüftungsvorrichtung aus dem Kurbelgehäuse gefördert wird,
- - das in dem Kondensat enthaltene Motoröl mittels eines Ölabscheiders abgeschieden wird und in das Kurbelgehäuse oder eine Ölwanne der Brennkraftmaschine zurückgeführt wird,
- - ein nach der Ölabscheidung verbleibendes Kraftstoff-Luftgemisch einem regenerierbaren Speichermittel zugeführt wird, in dem der Kraftstoff gespeichert wird, und
- - die in dem Kraftstoff-Luft-Gemisch enthaltene Luft in die Brennkraftmaschine eingeleitet wird.
- in a first operating state, in which the internal combustion engine is deactivated, crankcase air, which contains a condensate of fuel, engine oil and possibly water, is conveyed out of the crankcase by means of a crankcase ventilation device,
- the engine oil contained in the condensate is separated off by means of an oil separator and returned to the crankcase or an oil pan of the internal combustion engine,
- a fuel-air mixture remaining after the oil separation is fed to a regenerable storage medium in which the fuel is stored, and
- - The air contained in the fuel-air mixture is introduced into the internal combustion engine.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht durch die vorstehend beschriebenen Maßnahmen zur aktiven Kurbelgehäuseentlüftung insbesondere bei einer häufigen, insbesondere zyklusartigen, Wiederholung bei deaktivierter Brennkraftmaschine eine dauerhafte Verringerung des Kondensats im Motoröl innerhalb der Brennkraftmaschine. The method according to the invention enables the above-described measures for active crankcase ventilation, particularly in the case of a frequent, in particular cycle-like, repetition when the internal combustion engine is deactivated to permanently reduce the condensate in the engine oil within the internal combustion engine.
Das durch die Ölabscheidung abgeschiedene und dadurch von den übrigen Bestandteilen des Kondensats getrennte Motoröl wird bei dem hier vorgestellten Verfahren in die Ölwanne der Brennkraftmaschine zurückgeführt. Daraus resultieren insbesondere eine stabile Schmierölviskosität und damit eine bessere Schmierfähigkeit des Motoröls. Ferner ergibt sich in vorteilhafter Weise eine reduzierte chemische Belastung von Dichtungselementen, insbesondere Elastomer-Dichtungselementen, die zur Abdichtung der Brennkraftmaschine verwendet werden und durch das Kondensat chemisch angegriffen werden können. Vorzugsweise wird die in dem Kraftstoff-Luft-Gemisch enthaltene Luft, die über das Speichermittel in die Brennkraftmaschine eingeleitet wird, mittels des Speichermittels gereinigt.The engine oil separated by the oil separation and thereby separated from the other constituents of the condensate is returned to the oil pan of the internal combustion engine in the process presented here. In particular, this results in a stable lubricating oil viscosity and thus a better lubricating ability of the engine oil. Furthermore, there is advantageously a reduced chemical load on sealing elements, in particular elastomer sealing elements, which are used to seal the internal combustion engine and can be chemically attacked by the condensate. The air contained in the fuel-air mixture, which is introduced into the internal combustion engine via the storage means, is preferably cleaned by means of the storage means.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass die in dem Kraftstoff-Luft-Gemisch enthaltene Luft in die Ölwanne der Brennkraftmaschine eingeleitet wird. Es hat sich gezeigt, dass die Einleitung der Luft in die Ölwanne vorteilhafter als etwa die Einleitung in das oberhalb der Ölwanne angeordnete Kurbelgehäuse ist, da sich die Luft besser mit dem Kondensat mischen kann.In a preferred embodiment it is proposed that the air contained in the fuel-air mixture be introduced into the oil pan of the internal combustion engine. It has been shown that the introduction of the air into the oil pan is more advantageous than, for example, the introduction into the crankcase arranged above the oil pan, since the air can mix better with the condensate.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass in einem zweiten Betriebszustand, in dem die Brennkraftmaschine aktiviert ist, dem Speichermittel zum Regenerieren Spülluft zugeführt wird und dadurch ein Kraftstoff-Luft-Gemisch erhalten wird, welches einem Verbrennungsprozess der Brennkraftmaschine zugeführt wird. Diese aktive Spülung des Speichermittels mit Spülluft, die dem Speichermittel vorzugsweise in Form von Umgebungsluft zur Verfügung gestellt wird, ermöglicht eine wirksame Regeneration des Speichermittels.In a particularly preferred embodiment it is provided that in a second operating state in which the internal combustion engine is activated, the storage means for regeneration Purge air is supplied and thereby a fuel-air mixture is obtained, which is fed to a combustion process of the internal combustion engine. This active purging of the storage medium with purging air, which is preferably made available to the storage medium in the form of ambient air, enables an effective regeneration of the storage medium.
Vorzugsweise kann das durch die Regeneration des Speichermittels erhaltene Kraftstoff-Luft-Gemisch in eine Kraftstoff-Luft-Gemisch-Einlassleitung der Brennkraftmaschine eingeleitet werden. Dadurch kann das Kraftstoff-Luft-Gemisch auf einfache Weise dem Verbrennungsprozess der Brennkraftmaschine zugeführt werden.The fuel-air mixture obtained by the regeneration of the storage means can preferably be introduced into a fuel-air mixture inlet line of the internal combustion engine. As a result, the fuel-air mixture can be fed to the combustion process of the internal combustion engine in a simple manner.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass das durch die Regeneration des Speichermittels erhaltene Kraftstoff-Luft-Gemisch in Abhängigkeit von einem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine stromaufwärts vor oder stromabwärts hinter einer in der Kraftstoff-Luft-Gemisch-Einlassleitung angeordneten Drosseleinrichtung, insbesondere einer Drosselklappe, in die Kraftstoff-Luft-Gemisch-Einlassleitung eingeleitet wird. Wenn ein Kraftfahrzeug, das mit der Brennkraftmaschine ausgestattet ist, einen Abgasturbolader aufweist, kann das Kraftstoff-Luft-Gemisch bei einer Einleitung vor der Drosseleinrichtung, insbesondere der Drosselklappe, vorzugsweise einem Verdichter des Abgasturboladers zugeführt werden.In a particularly preferred embodiment, it is proposed that the fuel / air mixture obtained by the regeneration of the storage means, depending on an operating point of the internal combustion engine, upstream or downstream of a throttle device, in particular a throttle valve, arranged in the fuel / air mixture inlet line. is introduced into the fuel-air-mixture inlet line. If a motor vehicle equipped with the internal combustion engine has an exhaust gas turbocharger, the fuel / air mixture can be fed to a compressor of the exhaust gas turbocharger when it is introduced upstream of the throttle device, in particular the throttle valve.
In einer vorteilhaften Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass nach der Regeneration des Speichermittels die Zufuhr von Spülluft unterbrochen wird.In an advantageous embodiment it can be provided that the supply of purge air is interrupted after the regeneration of the storage medium.
In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung besteht die Möglichkeit, dass in dem zweiten Betriebszustand der Brennkraftmaschine Kurbelgehäuseluft durch die Kurbelgehäuseentlüftungsvorrichtung gefördert wird und das nach der Ölabscheidung erhaltene Kraftstoff-Luft-Gemisch in die Kraftstoff-Luft-Gemisch-Einlassleitung eingeleitet wird. Somit kann in vorteilhafter Weise auch während des laufenden Betriebs der Brennkraftmaschine - insbesondere dann, wenn die Brennkraftmaschine noch nicht ihre Soll-Betriebstemperatur erreicht hat - die Kondensatmenge im Motoröl wirksam verringert werden.In a particularly advantageous development, there is the possibility that in the second operating state of the internal combustion engine crankcase air is conveyed through the crankcase ventilation device and the fuel-air mixture obtained after the oil separation is introduced into the fuel-air-mixture inlet line. Thus, the amount of condensate in the engine oil can be effectively reduced in an advantageous manner even during the ongoing operation of the internal combustion engine - especially if the internal combustion engine has not yet reached its target operating temperature.
In einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Möglichkeit, dass das nach der Ölabscheidung erhaltene Kraftstoff-Luft-Gemisch in Abhängigkeit von einem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine stromaufwärts vor oder stromabwärts hinter der in der Kraftstoff-Luft-Gemisch-Einlassleitung angeordneten Drosseleinrichtung, insbesondere der Drosselklappe, in die Kraftstoff-Luft-Gemisch-Einlassleitung eingeleitet wird. Wenn das Kraftfahrzeug, das mit der Brennkraftmaschine ausgestattet ist, einen Abgasturbolader aufweist, kann das Kraftstoff-Luft-Gemisch bei einer Einleitung in Strömungsrichtung vor der Drosseleinrichtung, insbesondere der Drosselklappe, vorzugsweise einem Verdichter des Abgasturboladers zugeführt werden.In a preferred embodiment, there is the possibility that the fuel / air mixture obtained after the oil separation, depending on an operating point of the internal combustion engine, upstream or downstream of the throttle device, in particular the throttle valve, arranged in the fuel / air mixture inlet line Air-fuel mixture inlet line is introduced. If the motor vehicle equipped with the internal combustion engine has an exhaust gas turbocharger, the fuel / air mixture can be fed to a compressor of the exhaust gas turbocharger when it is introduced in the direction of flow upstream of the throttle device, in particular the throttle valve.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass eine Kurbelgehäuseentlüftungsvorrichtung mit integriertem Ölabscheider verwendet wird. Diese Ausführungsform bietet insbesondere Bauraumvorteile.In a preferred embodiment it can be provided that a crankcase ventilation device with an integrated oil separator is used. This embodiment offers particular advantages in terms of installation space.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass als Speichermittel ein Aktivkohlefilter verwendet wird, der bei der Regeneration vorzugsweise beheizt wird. Der Aktivkohlefilter ermöglicht insbesondere eine zuverlässige Speicherung des innerhalb des diesem zugeführten Kraftstoff-Luft-Gemischs enthaltenen Kraftstoffs. Überdies sorgt der Aktivkohlefilter vorzugsweise auch für eine wirksame Reinigung der Luft, die der Brennkraftmaschine zugeführt wird. Da der als Speichermittel vorgesehene Aktivkohlefilter bei aktivierter Brennkraftmaschine aufgrund des diesem nicht mehr zugeführten Kraftstoff-Luft-Gemischs abkühlt, ist es zweckmäßig, diesen für ein verbessertes Regenerationsergebnis aktiv, insbesondere mittels einer entsprechenden Heizvorrichtung, zu beheizen.In a particularly preferred embodiment, it is proposed that an activated carbon filter is used as the storage means, which is preferably heated during regeneration. The activated carbon filter in particular enables reliable storage of the fuel contained within the fuel-air mixture supplied to it. In addition, the activated carbon filter preferably also ensures effective cleaning of the air that is supplied to the internal combustion engine. Since the activated carbon filter provided as a storage medium cools down when the internal combustion engine is activated due to the fuel / air mixture no longer being supplied to it, it is expedient to heat it actively, in particular by means of an appropriate heating device, for an improved regeneration result.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegende
Die Brennkraftmaschine
Ferner weist die Brennkraftmaschine
Während des Betriebs der Brennkraftmaschine
Um dem vorstehend erörterten Problem der erhöhten Ölverdünnung durch das Kondensat und der dadurch verminderten Schmierfähigkeit des Motoröls abzuhelfen, ist die Entlüftungsanordnung
Die Entlüftungsanordnung
Die Entlüftungsanordnung
Die Entlüftungsanordnung
Ein zweites Ventilmittel
Innerhalb der ersten Auslassleitung
An den zweiten Auslass
Das dritte Ventilmittel
Das mit der Brennkraftmaschine
Nachfolgend sollen Einzelheiten eines Verfahrens zur Entlüftung des Kurbelgehäuses
Das erste Ventilmittel
Bei der aktiven Kurbelgehäuseentlüftung im deaktivierten (ersten) Betriebszustand der Brennkraftmaschine
Die Luft kann sich dabei wieder mit dem Kondensat mischen und als Kurbelgehäuseluft aus dem Kurbelgehäuse
Wenn die Brennkraftmaschine
Der Eintrag des Kraftstoff-Luft-Gemischs in die Kraftstoff-Luft-Gemisch-Einlassleitung
Wenn auch bei aktivierter Brennkraftmaschine
Mittels der Tankentlüftungseinrichtung
Die Brennkraftmaschine
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |