DE102018212578A1

DE102018212578A1 - Brennkraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse und einem Zylinderkopf und mit einer Kurbelgehäuseentlüftungsleitung

Info

Publication number: DE102018212578A1
Application number: DE102018212578.3A
Authority: DE
Inventors: Andreas Erl; Manfred Lauer
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2018-07-27
Filing date: 2018-07-27
Publication date: 2020-01-30

Abstract

Brennkraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse und einem Zylinderkopf mit einem Frischlufttrakt und mit einer Kurbelghäuseentlüftungsleitung, die einen Kurbelraum des Kurbelgehäuses mit dem Frischlufttrakt verbindet, um Blow-By-Gase einer Verbrennung zuzuführen, wobei in der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung ein Absperrelement angeordnet ist und in dem Frischlufttrakt frischluftseitig ein Drosselelement angeordnet ist, wobei in dem Frischlufttrakt zwischen dem Absperrelement und dem Drosselelement eine Fluideinspritzvorrichtung vorgesehen ist mit einer drehrichtungsumkehrbaren Fluidpumpe, mit der Fluid aus einem Fluidtank mittels eines Injektors in den Frischlufttrakt förderbar ist.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird verhindert, dass Blow-By-Gase nach einem Abstellen der Brennkraftmaschine in die Fluideinspritzvorrichtung gefördert werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Um die Partikelemission einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine zu reduzieren, werden in der Europäischen Patentanmeldung EP 2 789 839 A2 ein System und ein Verfahren zur Wassereinspritzung für eine Brennkraftmaschine vorgeschlagen. Aus dieser Patentanmeldung ist ein System zur Wassereinspritzung für eine Brennkraftmaschine bekannt, das erste Injektoren hat, die jeweils eine Flüssigkeit direkt in eine Brennkammer der Verbrennungskraftmaschine einspritzen und zweite Injektoren, die jeweils eine Flüssigkeit in ein Saugrohr vor der Brennkammer einspritzen. Es ist wenigstens ein zwischen einem Kraftstofftank und den ersten und zweiten Injektoren angeordnetes Kraftstoffzuleitungsventil und ein zwischen einem Wasservorratsbehälter und den ersten Injektoren angeordnetes Wasserzuleitungsventil vorgesehen. Die Ventile sind so schaltbar, dass die ersten Injektoren sowohl in Strömungsverbindung mit dem Kraftstofftank als auch mit dem Wasservorratsbehälter und den zweiten Injektoren in Strömungsverbindung mit dem Kraftstofftank bringbar sind. Wasser wird nur in bestimmten Lastbereichen über die ersten Injektoren in die Brennkammer eingespritzt. Kraftstoff wird abhängig vom Lastbereich entweder über die ersten Injektoren direkt in die Brennkammern der Brennkraftmaschine oder über zweite Injektoren in das Saugrohr stromaufwärts der Brennkammern eingespritzt.
Weiter ist aus der Europäischen Patentschrift EP 2 657 502 B1 eine Hochdruckeinspritzleiste für ein Kraftstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine bekannt. Die Hochdruckeinspritzleiste (Common-Rail) ist für ein Kraftstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine mit zumindest zwei Zylindern vorgesehen, wobei für jeden Zylinder ein Kraftstoffinjektor vorgesehen ist, der über die Hochdruckeinspritzleiste mit Kraftstoff versorgbar ist. Der Kraftstoff ist von einer Pumpe in die Hochdruckeinspritzleiste förderbar, wobei in Strömungsrichtung des Kraftstoffes vor der Pumpe eine Mischvorrichtung vorgesehen ist, in der der Kraftstoff mit einem zweiten flüssigen Fluid, z. B. Wasser, mischbar ist. Hierbei ist ein Innenvolumen der Hochdruckeinspritzleiste mit einem zweiten Innenvolumen eines zweiten Behälters kraftstoffführend verbunden, wobei der zweite Behälter in Einbaulage der Hochdruckeinspritzleiste oben angeordnet ist.
Weiter ist aus der Deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2016 108 291 A1 , von der die vorliegende Erfindung ausgeht, eine Brennkraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse und mit einem Zylinderkopf bekannt, mit einem Frischlufttrakt und mit einer Kurbelgehäuseentlüftungsleitung, die einen Kurbelraum des Kurbelgehäuses mit dem Frischlufttrakt Gas führend verbindet, um Blow-By-Gase einer Verbrennung zuzuführen. In der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung ist ein Absperrelement angeordnet und in dem Frischlufttrakt ist Frischluftseitig ein Drosselelement angeordnet.
Wird eine derartige Brennkraftmaschine mit einer Vorrichtung zur Wassereinspritzung ausgeführt, wie sie beispielsweise aus der Deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2014 222 463 A1 bekannt ist, dann ergibt sich folgendes Problem: Fluidinjektoren, insbesondere Wasserinjektoren, müssen beim Abstellen der Brennkraftmaschine trockengesaugt werden, um zu verhindern, dass sie durch gefrierendes Fluid beschädigt werden (Eisdruck). Beim Zurücksaugen des Fluid aus den Fluidinjektoren werden in nachteiliger Weise die Blow-By-Gase aus dem Kurbelgehäuse über den Luftsammler, der ein Teil eines Frischlufttraktes ist, in das Fluidsystem gesaugt. Dort führen die Blow-By-Gase zu Verschmutzungen und Korrosion.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Maßnahme aufzuzeigen, um oben genannten Nachteil zu vermeiden.
Diese Aufgabe wird vorrichtungsmäßig durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 sowie durch das Verfahren mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 3 gelöst.
Für die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine wird ein Verfahren vorgeschlagen, um oben genannten Nachteil zu vermeiden, bei dem nach einem Abstellen der Brennkraftmaschine ein Drosselelement, beispielweise eine Drosselklappe, voll geöffnet wird, anschließend wird das Absperrelement in der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung geschlossen und anschließend wird die Fluidpumpe rückwärts betrieben, zum Rückfördern des Fluids in den Fluidtank, bis zumindest der Injektor fluidleer ist. Hierbei wird der Druck in dem Frischluftsystem soweit erhöht, dass keine Blow-By-Gase aus dem Kurbelgehäuse angesaugt werden, außerdem werden bereits vorhandene Gase durch das Spülen mit Frischluft entfernt. Weiter wird durch das Verschließen des Absperrelements, beispielsweise ein Ventil, in vorteilhafter Weise ein Eindringen von Blow-By-Gasen in den Frischlufttrakt gänzlich verhindert.
Besonders bevorzugt handelt es sich gemäß Patentanspruch 2 um eine aufgeladene Brennkraftmaschine, beispielsweise mit einem Abgasturbolader oder mit einem Kompressor.
Im Folgenden ist die Erfindung anhand einer einzigen Figur näher erläutert.

1 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine, mit der das Verfahren durchführbar ist.

1 zeigt sehr schematisch eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine, mit der das Verfahren durchführbar ist, mit einem Kurbelgehäuse 1 der nicht näher dargestellten Brennkraftmaschine. Ein Kurbelraum 4, d. h. der Hohlraum im Kurbelgehäuse 1, ist Gas führend über eine Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 3 mit einem Frischlufttrakt 2 der Brennkraftmaschine verbunden. Durch diese Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 3 werden Blow-By-Gase, d. h. ein Gemisch aus Luft und Öl-Tröpfchen und Kohlenwasserstoffen, in den Frischlufttrakt 2 zurückgeführt, um sie anschließend in Brennräumen der Brennkraftmaschine zu verbrennen. Eine Strömungsrichtung des Blow-By-Gases ist mit einem Pfeil symbolisch in der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 3 dargestellt.
Auf der anderen Seite des Frischlufttraktes 2, der Frischluftseite, strömt Frischluft zuerst durch einen Verdichter 11, beispielsweise ein Verdichter eines Abgasturboladers, und weiter an einem Drosselelement 6, beispielsweise eine elektrisch oder mechanisch betreibbare Drosselklappe, vorbei. Von dort strömen die Frischluft und die Blow-By-Gase durch Ansaugkanäle 13, im vorliegenden Fall zwei Stück, weiter in einen nicht dargestellten Zylinderkopf der Brennkraftmaschine.
Die Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 3 verfügt über ein Absperrelement 5, mit dem die Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 3 absperrbar ist. Auch dieses Absperrelement 5 kann beispielweise elektrisch oder mechanisch betreibbar sein.
Erfindungsgemäß ist in dem Frischlufttrakt 2 zwischen dem Absperrelement 5 und dem Drosselelement 6 eine Fluideinspritzvorrichtung 7, beispielsweise für Wasser, vorgesehen mit einer drehrichtungsumkehrbaren Fluidpumpe 8, mit der ein Fluid aus einem Fluidtank 9 mittels eines Injektors 10 in den Frischlufttrakt 2 förderbar ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind zwei Injektoren 10 vorgesehen.
Wie aus dem Stand der Technik bekannt ist, müssen Fluidinjektoren, insbesondere Wasserinjektoren beim Abstellen der Brennkraftmaschine trockengesaugt werden, damit verhindert ist, dass sie durch gefrierendes Fluid beschädigt werden. Bei dem Zurücksaugen des Fluids aus den Wasserinjektoren 10 werden in nachteiliger Weise die Blow-By-Gase aus dem Kurbelgehäuse 1 über den Frischlufttrakt 2 in die Fluideinspritzvorrichtung 1 gesaugt. Dort führen die Blow-By-Gase zu Verschmutzung und Korrosion.
Um diesen Nachteil zu vermeiden wird ein Verfahren zum Betreiben der Brennkraftmaschine mit folgenden Verfahrensschritten vorgeschlagen:

Nach einem Abstellen der Brennkraftmaschine,
- - Öffnen des Drosselelements 6,
- - Schließen des Absperrelements 5,
- - Rückfördern des Fluids in den Fluidtank 9, bis zumindest der Injektor 10 Fluidleer ist.

Bei Bedarf kann anschließend das Drosselelement 6 auch wieder geschlossen werden.
Bezugszeichenliste

1.: Kurbelgehäuse
2.: Frischlufttrakt
3.: Kurbelghäuseentlüftungsleitung
4.: Kurbelraum
5.: Absperrelement
6.: Drosselelement
7.: Fluideinspritzvorrichtung
8.: Fluidpumpe
9.: Fluidtank
10.: Injektor
11.: Verdichter
12.: Fluidleitung
13.: Ansaugkanal

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 2789839 A2 [0002]
EP 2657502 B1 [0003]
DE 102016108291 A1 [0004]
DE 102014222463 A1 [0005]

Claims

Brennkraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse (1) und einem Zylinderkopf mit einem Frischlufttrakt (2) und mit einer Kurbelghäuseentlüftungsleitung (3), die einen Kurbelraum (4) des Kurbelgehäuses (1) mit dem Frischlufttrakt (2) verbindet, um Blow-By-Gase einer Verbrennung zuzuführen, wobei in der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung (3) ein Absperrelement (5) angeordnet ist und in dem Frischlufttrakt (2) frischluftseitig ein Drosselelement (6) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Frischlufttrakt (2) zwischen dem Absperrelement (5) und dem Drosselelement (6) eine Fluideinspritzvorrichtung (7) vorgesehen ist mit einer drehrichtungsumkehrbaren Fluidpumpe (8), mit der ein Fluid aus einem Fluidtank (9) mittels eines Injektors (10) in den Frischlufttrakt (2) förderbar ist.
Brennkraftmaschine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Frischlufttrakt (2) in Strömungsrichtung vor dem Drosselelement (6) ein Verdichter (11) angeordnet ist.
Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine nach Patentanspruch 1 oder 2, mit folgenden Verfahrensschritten: - Nach einem Abstellen der Brennkraftmaschine, - Öffnen des Drosselelementes (6), - Schließen des Absperrelementes (5), - Rückfördern des Fluids in den Fluidtank (9), bis zumindest der Injektor (10) fluidleer ist.