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Die Erfindung betrifft einen elektrostatischen Ölhobel für ein Kraftfahrzeug. Aus der
DE4415407A1 ist das Funktionsprinzip der Ölabscheidung durch elektrostatische Aufladung in einer Brennkraftmaschine grundsätzlich bekannt, da in dieser der Einsatz eines Elektro-Filter-Prinzips in der Kurbelgehäuse-Entlüftungsleitung offenbart ist. Dieser Filter ist als ein separates Bauteil ausgebildet, dies erhöht die Komplexität der Brennkraftmaschine und ist regelmäßig unerwünscht. Funktional wird aus der Brennkraftmaschine wird ein Luftstrom durch den genannten Filter geleitet, so dass dieser arbeitet.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Brennkraftmaschine mit einem in seiner Wirksamkeit verbesserten Ölhobel zur Verfügung zu stellen. Diese Aufgabe wird durch eine Brennkraftmaschine gemäß dem ersten Patentanspruch gelöst, zu bevorzugende Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
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Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einem elektrostatischen Ölhobel. Dabei ist im Sinne der Erfindung unter einer Brennkraftmaschine eine thermische Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung zur Umwandlung von in einem Kraftstoff gebundener Energie in Antriebsleistung in Form einer Drehzahl und eines Drehmoments zu verstehen, derartige Brennkraftmaschinen sind aus dem Stand der Technik auch als sogenannte Verbrennungsmotoren im Kraftfahrzeugbau bekannt.
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Eine solche Brennkraftmaschine weist ein Kurbelgehäuse auf, welches dazu eingerichtet ist wenigstens einen Kolben aufzunehmen. Unter einem Kolben ist vorzugsweise ein Kreiskolben und bevorzugt ein Hubkolben zu verstehen. Der Kolben ist in dem Kurbelgehäuse beweglich aufgenommen und ist zur Übertragung mechanischer Leistung eingerichtet.
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Weiter weist die Brennkraftmaschine eine Ölwanne auf, welche zur Aufnahme eines Schmierstoffs eingerichtet ist. Vorzugsweise bildet die Ölwanne gemeinsam mit dem Kurbelgehäuse einen Schmierungsinnenraum der Brennkraftmaschine aus und in diesem Schmierungsinnenraum ist der Schmierstoff aufgenommen. Dieser Schmierstoff kann insbesondere als sogenanntes Motoröl zur Reibungsminderung der Bewegung des Kolbens im Betrieb der Brennkraftmaschine verstanden werden.
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Vorzugsweise ist ein Ölhobel in diesem Schmierungsinnraum aufgenommen dabei ist im Sinne der Erfindung unter dem Ölhobel ein Bauteil zu verstehen, welches dazu eingerichtet ist ein unkontrollierte Bewegung des Schmierstoffs in dem Schmierungsinnenraum zu verringern oder zu behindern. Ein solcher Ölhobel kann auch als sogenanntes Schwallblech oder als Schwalleinrichtung verstanden werden.
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Weiter ruft eine Bewegung des wenigstens einen Kolbens im Kurbelgehäuse im Betrieb der Brennkraftmaschine eine Luftölströmung in diesem Schmierungsinnenraum hervor, wobei der Ölhobel derart im Schmierungsinnenraum angeordnet ist, dass der Ölhobel von dieser Luftölströmung wenigstens teilweise anströmbar oder durchströmbar ist.
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Insbesondere durch den Betrieb der Brennkraftmaschine entstehen Luftverwirbelungen, welche Schmierstoff, insbesondere in Form feiner und feinster Tropfen, also in zerstäubter Form, mit sich führen. Eine der Aufgaben des Ölhobels ist es, diesen zerstäubten und mit Luft versetzten Schmierstoff gezielt der Ölwanne zu zuführen.
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Vorzugsweise trennt der Ölhobel die Ölwanne und das Kurbelgehäuse gegeneinander ab, wobei dieses Abtrennen nicht als ein fluiddichtes abschließen zu verstehen ist, sondern vielmehr ist dieser Ölhobel derart angeordnet, dass eine gedachter Fluidstrom aus dem Kurbelgehäuse in die Ölwanne, vorzugsweise durch Ausnehmungen in diesem Ölhobel, hindurch tritt.
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Wenigstens im Betriebe der Brennkraftmaschine weist der Ölhobel planmäßig, zu mindestens zeitweise oder dauerhaft, eine erste elektrostatische Ladung, insbesondere an seiner Oberfläche, auf. Weiter weist das das Kurbelgehäuse oder die Ölwanne oder beide ebenso wie der Ölhobel eine zweite elektrostatische Ladung auf und vorzugsweise weist die erste elektrostatische Ladung ein entgegengesetztes Vorzeichen zur zweiten elektrostatischen Ladung auf. Insbesondere weist die erste elektrostatische Ladung also ein positives Vorzeichen auf, wenn die zweite elektrostatische Ladung ein negatives Vorzeichen aufweist oder umgekehrt.
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Mit anderen Worten ausgedrückt ist der Kern der Erfindung die Adaption des Funktionsprinzips eines Elektrofilters als Maßnahme, um das unerwünschte Ölpartikel/Luft-Gemisch im Kurbelraum zu vermeiden. Insbesondere durch unterschiedliche elektrostatische Ladung des Ölhobels gegenüber der Ölwanne und oder des Kurbelgehäuses schlagen sich Ölpartikel aus den Luftölströmung vermehrt am Ölhobel nieder und durch die verbesserte Funktion des Ölhobels kann eine Kurbelgehäuseentlüftung gegenüber einer herkömmlichen Brennkraftmaschine technisch entfeinert werden.
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Vorzugsweise ist also der elektrostatische Ölhobel als eine Elektrode zu verstehen und die Abscheideelektrode ist die entgegengesetzt elektrostatisch geladene Ölwanne. Bezogen auf die Funktion laden sich die Ölpartikel im elektrischen Feld zwischen dem elektrostatischem Ölhobel und der Ölwanne und oder dem Kurbelgehäuse auf. Insbesondere durch diese Aufladung wandern die Partikel Richtung Ölwanne, insbesondere auf deren Innenseite, und schlagen sich dort nieder. Insbesondere damit ist es ermöglicht, dass der Ölanteil in der Luftölströmung im Schmierungsinnenraum reduziert ist, dies führt insbesondere zu einer Verbesserung des Abscheidegrads der Ölpartikel.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die erste elektrostatische Ladung eine positive Ladung, weist also ein positives Vorzeichen auf und die zweite elektrostatische Ladung ist eine negative Ladung, weist also ein negatives Vorzeichen auf. Untersuchungen haben gezeigt, dass mit dieser Verteilung der Ladungen eine besonders hohe Wirksamkeit des elektrostatischen Ölhobels erreichbar ist.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Ölwanne als einen Bestandteil einen elektrisch leitenden Werkstoff auf und vorzugsweise besteht die Ölwanne aus diesem Werkstoff. Vorzugsweise ist dieser Werkstoff wenigstens abschnittsweise als eine Beschichtung auf die Ölwanne aufgebracht, vorzugsweise auf einer Innenseite der Ölwanne, insbesondere also in einem Bereich der Ölwanne welcher im Betrieb der Brennkraftmaschine durch den Schmierstoff kontaktierbar ist. Vorzugsweise ist dieser Werkstoff Aluminium beziehungsweise eine Aluminiumlegierung. Insbesondere durch eine solche Ausgestaltung der Ölwanne ist eine elektrostatische Ladung dieser besonders einfach ermöglicht und die Wirksamkeit des elektrostatischen Ölhobels ist insbesondere dadurch verbessert.
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In einer bevorzugt Ausführungsform ist der elektrostatische Ölhobel geometrisch wenigstens teilweise oder vorzugsweise vollständig in der Ölwanne angeordnet. Weiter vorzugsweise ist der elektrostatische Ölhobel gegenüber der Ölwanne elektrisch isoliert. Insbesondere mittels einer solchen Ausgestaltung des elektrostatischen Ölhobels und der Ölwanne ist ein verbessertes elektrisches Feld zwischen diesen erreichbar und die Wirksamkeit des elektrostatischen Ölhobels ist dadurch verbessert.
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In einer bevorzugt Ausführungsform ist die Brennkraftmaschine als Brennkraftmaschine in Hubkolbenbauweise ausgebildet, insbesondere also als sogenannte Hubkolbenbrennkraftmaschine. Vorzugsweise weist eine solche Hubkolbenbrennkraftmaschine wenigstens einen Kolben in wenigstens einem Zylinder auf, in welchem dieser während des Betriebs der Brennkraftmaschine eine Oszillationsbewegung ausführt. Vorzugsweise weist die Hubkolbenbrennkraftmaschine eine Vielzahl von Zylinder mit jeweils einem darin angeordneten Kolben auf. Insbesondere bei einer Hubkolbenbrennkraftmaschine bildet sich eine Luftölströmung aus und damit ist der elektrostatische Ölhobel in Kombination mit einer solchen Brennkraftmaschine besonders wirksam.
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In einer bevorzugt Ausführungsform der Erfindung weist die Hubkolbenbrennkraftmaschine wenigstens zwei Zylinder auf und vorzugsweise sind diese wenigstens zwei Zylinder V-förmig zueinander angeordnet. Derartige Hubkolbenbrennkraftmaschinen sind aus dem Stand der Technik als sogenannter V-Motor bekannt. Weiter vorzugsweise sind die wenigstens zwei Zylinder, wenigstens im Wesentlichen geometrisch gegenüberliegend zueinander angeordnet. Derartige Hubkolbenbrennkraftmaschinen sind aus dem Stand der Technik, in Abhängigkeit ihrer Kinematik, also 180° V-Motor oder als sogenannter Boxermotor bekannt. Insbesondere bei derartigen V- oder Boxermotoren ergibt sich im Betrieb der Brennkraftmaschine eine für den elektrostatischen Ölhobel günstige Luftölströmung so dass eine hohe Wirksamkeit mit diesem erreichbar ist.
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Nachfolgend sind anhand der Figuren einzelne Merkmale der Erfindung näher erläutert, dabei zeigt:
- 1: eine perspektivische Ansicht eines Kurbelgehäuses mit elektrostatischem Ölhobel und Ölwanne,
- 2: einen Längsschnitt durch ein Kurbelgehäuse mit elektrostatischem Ölhobel und Ölwanne,
- 3: einen perspektivischen Teilschnitt durch eine Ölwanne mit elektrostatischem Ölhobel.
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In 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Kurbelgehäuses 1 mit elektrostatischem Ölhobel 3 und mit einer Ölwanne 2 dargestellt, wobei das Kurbelgehäuse 1 teiltransparent dargestellt ist. Das Kurbelgehäuse 1 ist für einen Achtzylinder V-Motor vorgesehen, wobei vier Zylinder 4 einer Zylinderbank dargestellt sind. In den Zylindern 4 ist im Betrieb der Brennkraftmaschine jeweils ein Kolben angeordnet und die im Betrieb der Brennkraftmaschine beweglichen Kolben rufen durch ihre Oszillationsbewegung eine Luftölströmung im Schmierungsinnenraum 5 hervor. Mittels des elektrostatischen Ölhobels 3, welcher in der Ölwanne 2 angeordnet ist, gelingt eine Ölabscheidung mit hoher Wirksamkeit.
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In 2 ist ein Längsschnitt durch das in 1 dargestellte Kurbelgehäuse 1 gezeigt. Der elektrostatische Ölhobel 3 ist elektrisch isoliert gegenüber der Ölwanne 2 und geometrisch in dieser angeordnet. Der elektrostatische Ölhobel 3 weist eine positive elektrostatische Ladung (erste elektrostatische Ladung) auf und die Ölwanne 2 weist eine negative elektrostatische Ladung (zweite elektrostatische Ladung) auf. Die Ölwanne 2 kann damit als Erdung verstanden werden und zwischen dem Ölhobel 3 und der Ölwanne 2 bildet sich ein elektrisches Feld.
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In 3 ist eine perspektivische Schnittdarstellung der Ölwanne 2 mit elektrostatischem Ölhobel 3 gezeigt. Der elektrostatische Ölhobel 3 ist an den Anschraubpunkten 6 mit der Ölwanne 2 verbunden und elektrisch gegenüber dieser isoliert. Durch die Isolierung ist es ermöglicht, dass der elektrostatische Ölhobel 3 eine positive Ladung und die Ölwanne eine negative Ladung aufweist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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