DE102019108222A1 - Internal combustion engine for a motor vehicle and motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine (1) für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einem Abgasturbolader (4), welcher wenigstens ein Gehäuse (5), wenigstens ein Laufzeug und wenigstens ein Lager aufweist, mittels welchem das Laufzeug drehbar an dem Gehäuse (5) gelagert ist, mit wenigstens einer von einem Schmiermittel durchströmbaren Leitung (6), über welche das Lager mit dem Schmiermittel zum Schmieren des Lagers versorgbar ist, und mit wenigstens einer in der Leitung (6) angeordneten Ventileinrichtung (8), mittels welcher ein von dem Schmiermittel durchströmbarer Strömungsquerschnitt (S), über welchen das Lager mit dem Schmiermittel versorgbar ist, einstellbar ist, wobei die Ventileinrichtung umfasst:- wenigstens ein Ventilelement (9), welches entlang einer Bewegungsrichtung (10) in unterschiedliche Stellungen relativ zu einem Anschlag (11) bewegbar ist, wodurch der Strömungsquerschnitt (S) einstellbar ist;- wenigstens ein entlang der Bewegungsrichtung (10) einerseits zumindest mittelbar an dem Anschlag (11) und andererseits zumindest mittelbar an dem Ventilelement (9) abgestütztes oder abstützbares Federelement (15); und- wenigstens ein Dehnstoffelement (19), welches sich in Abhängigkeit von seiner Temperatur selbstständig verformt, wodurch der Anschlag (11) entlang der Bewegungsrichtung (10) bewegbar ist.The invention relates to an internal combustion engine (1) for a motor vehicle, with at least one exhaust gas turbocharger (4), which has at least one housing (5), at least one rotor and at least one bearing by means of which the rotor is rotatably mounted on the housing (5) , with at least one line (6) through which a lubricant can flow, via which the bearing can be supplied with the lubricant for lubricating the bearing, and with at least one valve device (8) arranged in the line (6), by means of which a Flow cross-section (S), via which the bearing can be supplied with the lubricant, is adjustable, the valve device comprising: at least one valve element (9) which can be moved along a direction of movement (10) into different positions relative to a stop (11) , whereby the flow cross section (S) is adjustable; - at least one along the direction of movement (10) on the one hand to at least indirectly on the stop (11) and on the other hand at least indirectly on the valve element (9) supported or supportable spring element (15); and- at least one expansion element (19) which automatically deforms as a function of its temperature, whereby the stop (11) can be moved along the direction of movement (10).
Description
Die Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug.The invention relates to an internal combustion engine for a motor vehicle according to the preamble of
Die
Außerdem offenbart die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verbrennungskraftmaschine und ein Kraftfahrzeug zu schaffen, sodass eine bedarfsgerechte Versorgung wenigstens eines Lagers eines Abgasturboladers der Verbrennungskraftmaschine auf besonders einfache Weise realisiert werden kann.The object of the present invention is to create an internal combustion engine and a motor vehicle so that a needs-based supply of at least one bearing of an exhaust gas turbocharger of the internal combustion engine can be implemented in a particularly simple manner.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Verbrennungskraftmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.According to the invention, this object is achieved by an internal combustion engine with the features of
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine vorzugsweise als Hubkolbenmaschine ausgebildete und auch als Motor oder Verbrennungsmotor bezeichnete Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug. Dies bedeutet, dass das Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand die Verbrennungskraftmaschine aufweist und mittels der Verbrennungskraftmaschine, insbesondere verbrennungsmotorisch, antreibbar ist. Dabei ist das Kraftfahrzeug beispielsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildet. Das Kraftfahrzeug kann jedoch ferner als ein Motorrad beziehungsweise als ein Kraftrad ausgebildet sein.A first aspect of the invention relates to an internal combustion engine for a motor vehicle, which is preferably designed as a reciprocating piston machine and is also referred to as a motor or internal combustion engine. This means that the motor vehicle in its completely manufactured state has the internal combustion engine and can be driven by means of the internal combustion engine, in particular by means of an internal combustion engine. The motor vehicle is designed, for example, as a motor vehicle, in particular as a passenger vehicle. However, the motor vehicle can also be designed as a motorcycle or as a motorcycle.
Die Verbrennungskraftmaschine weist wenigstens einen Abgasturbolader auf, mittels welchem die Verbrennungskraftmaschine beziehungsweise wenigstens ein Brennraum der Verbrennungskraftmaschine mit verdichteter Luft versorgt werden kann. Der Abgasturbolader umfasst dabei wenigstens ein Gehäuse, wenigstens ein Laufzeug und wenigstens ein Lager, mittels welchem beziehungsweise über welches das Laufzeug drehbar an dem Gehäuse gelagert ist. Das Gehäuse wird auch als Lagergehäuse oder Turboladergehäuse bezeichnet und ist beispielsweise ein Lagergehäuse, an welchem das Laufzeug unter Vermittlung des Lagers drehbar gelagert ist. Hierzu umfasst das Lager beispielsweise wenigstens ein Wälzlager oder wenigstens ein Gleitlager. Das Lager wird auch als Lagerstelle bezeichnet, ist eine Lagerstelle und umfasst eine Lagerstelle, an welcher das Laufzeug drehbar an dem Gehäuse gelagert ist. Das Laufzeug umfasst beispielsweise ein Turbinenrad, eine Welle und ein Verdichterrad, wobei das Turbinenrad und das Verdichterrad auch als Laufräder bezeichnet werden. Die Laufräder sind beispielsweise drehfest mit der Welle verbunden, wobei wenigstens oder genau eines der Laufräder einstückig mit der Welle ausgebildet sein kann. Das Turbinenrad ist beispielsweise von Abgas der Verbrennungskraftmaschine, insbesondere von Abgas aus dem Brennraum, antreibbar und dadurch um eine Drehachse relativ zu dem Turboladergehäuse drehbar. Da das Turbinenrad drehfest mit der Welle verbunden ist, wird die Welle dadurch, dass das Turbinenrad um die Drehachse relativ zu dem Turboladergehäuse gedreht wird, um die Drehachse relativ zu dem Gehäuse gedreht. Außerdem wird dadurch, dass das Verdichterrad drehfest mit der Welle verbunden ist, um die Drehachse relativ zu dem Gehäuse gedreht, wenn die Welle und das Turbinenrad um die Drehachse relativ zu dem Gehäuse gedreht werden. Somit ist das Verdichterrad über die Welle von dem Turbinenrad antreibbar. Durch Antreiben des Verdichterrads wird beispielsweise Luft, die beispielsweise einen auch als Einlasstrakt bezeichneten Ansaugtrakt der Verbrennungskraftmaschine durchströmt, mittels des Verdichterrads verdichtet. In der Folge kann der Brennraum mit der mittels des Verdichterrads verdichteten Luft versorgt werden. Insgesamt ist erkennbar, dass die Welle und die Laufräder um die Drehachse relativ zu dem Gehäuse des Abgasturboladers drehbar sind. The internal combustion engine has at least one exhaust gas turbocharger, by means of which the internal combustion engine or at least one combustion chamber of the internal combustion engine can be supplied with compressed air. The exhaust-gas turbocharger comprises at least one housing, at least one rotor and at least one bearing, by means of which or via which the rotor is rotatably mounted on the housing. The housing is also referred to as a bearing housing or a turbocharger housing and is, for example, a bearing housing on which the running gear is rotatably supported by the bearing. For this purpose, the bearing comprises, for example, at least one roller bearing or at least one sliding bearing. The bearing is also referred to as a bearing point, is a bearing point and comprises a bearing point at which the rotor is rotatably mounted on the housing. The rotor includes, for example, a turbine wheel, a shaft and a compressor wheel, the turbine wheel and the compressor wheel also being referred to as impellers. The running wheels are, for example, non-rotatably connected to the shaft, wherein at least or precisely one of the running wheels can be formed in one piece with the shaft. The turbine wheel can be driven, for example, by exhaust gas from the internal combustion engine, in particular exhaust gas from the combustion chamber, and can thereby be rotated about an axis of rotation relative to the turbocharger housing. Since the turbine wheel is connected to the shaft in a rotationally fixed manner, the shaft is rotated about the axis of rotation relative to the housing because the turbine wheel is rotated about the axis of rotation relative to the turbocharger housing. In addition, because the compressor wheel is connected to the shaft in a rotationally fixed manner, it is rotated about the axis of rotation relative to the housing when the shaft and the turbine wheel are rotated about the axis of rotation relative to the housing. The compressor wheel can thus be driven by the turbine wheel via the shaft. By driving the compressor wheel, air, for example, which flows through an intake section of the internal combustion engine, also referred to as an intake duct, is compressed by means of the compressor wheel. As a result, the combustion chamber can be supplied with the air compressed by means of the compressor wheel. Overall, it can be seen that the shaft and the impellers are rotatable about the axis of rotation relative to the housing of the exhaust gas turbocharger.
Die Verbrennungskraftmaschine weist darüber hinaus wenigstens eine von einem Schmiermittel durchströmbare Leitung auf, über welche das Lager mit dem Schmiermittel zum Schmieren des Lagers versorgbar ist. Das Schmiermittel ist vorzugsweise eine Flüssigkeit. Insbesondere kann das Schmiermittel als ein Öl ausgebildet sein, welches beispielsweise ein Motoröl ist beziehungsweise auch als Motoröl bezeichnet wird. Da das Lager mittels der beziehungsweise über die Leitung mit dem die Leitung durchströmenden Schmiermittel versorgbar ist beziehungsweise versorgt wird, ist die Leitung eine Zuführleitung oder ein Zuführkanal, mittels welcher beziehungsweise welchem das Schmiermittel zu dem Lager hingeführt wird beziehungsweise hinzuführen ist. Somit ist beispielsweise die Leitung in Strömungsrichtung des zu dem Lager hinströmenden Schmiermittels stromauf des Lagers angeordnet. Das Lager kann mittels des Schmiermittels geschmiert und/oder gekühlt werden, um eine übermäßig hohe Reibung und übermäßig hohe Belastungen des Lagers beziehungsweise in dem Abgasturbolader vermeiden zu können.The internal combustion engine also has at least one line through which a lubricant can flow and via which the bearing can be supplied with the lubricant for lubricating the bearing. The lubricant is preferably a liquid. In particular, the lubricant can be designed as an oil, which is, for example, an engine oil or is also referred to as engine oil. Since the camp by means of or via the line with the the Line flowing through lubricant is or is supplied, the line is a feed line or a feed channel, by means of which or which the lubricant is fed to the bearing or is to be fed. Thus, for example, the line is arranged upstream of the bearing in the direction of flow of the lubricant flowing towards the bearing. The bearing can be lubricated and / or cooled by means of the lubricant in order to be able to avoid excessively high friction and excessively high loads on the bearing or in the exhaust gas turbocharger.
Die Verbrennungskraftmaschine weist darüber hinaus wenigstens eine in der Leitung angeordnete Ventileinrichtung auf, über welche das Lager mit dem die Leitung durchströmenden Schmiermittel versorgbar ist. Somit ist beispielsweise die Ventileinrichtung in Strömungsrichtung des die Leitung durchströmenden und hierdurch zu dem Lager hinströmenden Schmiermittels stromauf des Lagers angeordnet. Mittels der Ventileinrichtung kann ein von dem Schmiermittel durchströmbarer Strömungsquerschnitt, über welchen das Lager mit dem Schmiermittel versorgbar ist, eingestellt, das heißt variiert werden. Mit anderen Worten ist der Strömungsquerschnitt mittels der Ventileinrichtung variierbar, das heißt beispielsweise auf unterschiedliche, insbesondere gegenüber Null größere Werte, einstellbar. Ferner ist es denkbar, dass der Strömungsquerschnitt und somit die Leitung mittels der Ventileinrichtung vollständig versperrbar beziehungsweise verschließbar sind, wodurch eine Versorgung des Lagers mit Schmiermittel, insbesondere über die Leitung, zumindest vorübergehend unterbunden oder unterbindbar ist.The internal combustion engine also has at least one valve device arranged in the line, via which the bearing can be supplied with the lubricant flowing through the line. Thus, for example, the valve device is arranged upstream of the bearing in the direction of flow of the lubricant flowing through the line and thereby flowing towards the bearing. By means of the valve device, a flow cross-section through which the lubricant can flow and via which the bearing can be supplied with the lubricant can be set, that is to say varied. In other words, the flow cross section can be varied by means of the valve device, that is to say, for example, can be set to different values, in particular values greater than zero. Furthermore, it is conceivable that the flow cross-section and thus the line can be completely blocked or closed by means of the valve device, whereby a supply of the bearing with lubricant, in particular via the line, is at least temporarily prevented or can be prevented.
Um nun das Lager besonders bedarfsgerecht und auf besonders einfache Weise mit dem Schmiermittel versorgen zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Ventileinrichtung wenigstens ein Ventilelement umfasst, welches entlang einer Bewegungsrichtung, insbesondere in unterschiedliche Stellungen und/oder insbesondere translatorisch, relativ zu einem Anschlag, insbesondere der Ventileinrichtung, bewegbar ist, wodurch der Strömungsquerschnitt einstellbar beziehungsweise variabel einstellbar oder variierbar ist. Mit anderen Worten kann der Strömungsquerschnitt durch entlang der Bewegungsrichtung und relativ zu dem Anschlag erfolgendes, insbesondere translatorisches, Bewegen des Ventilelements auf die zuvor genannten, voneinander unterschiedlichen Werte eingestellt beziehungsweise, insbesondere vollständig, verschlossen werden.In order to be able to supply the bearing with the lubricant in a particularly simple and tailored manner, it is provided according to the invention that the valve device comprises at least one valve element which, along a direction of movement, in particular in different positions and / or in particular translationally, relative to a stop , in particular the valve device, is movable, whereby the flow cross-section is adjustable or variably adjustable or variable. In other words, the flow cross section can be set or, in particular completely, closed by moving the valve element, in particular translationally, along the direction of movement and relative to the stop, to the aforementioned values that differ from one another.
Insbesondere ist es denkbar, dass das Ventilelement entlang der Bewegungsrichtung relativ zu dem Anschlag zwischen wenigstens drei voneinander unterschiedlichen Stellungen, insbesondere translatorisch, bewegbar ist. Eine erste der Stellungen ist beispielsweise eine Schließstellung des Ventilelements, welches in der Schließstellung den Strömungsquerschnitt und somit die Leitung, insbesondere vollständig, versperrt beziehungsweise verschließt. Dadurch kann in der Schließstellung des Ventilelements kein Schmiermittel mehr durch die Leitungen hindurchströmen, sodass in der Schließstellung des Ventilelements eine Versorgung des Lagers mit Schmiermittel, insbesondere über die Leitung, zumindest vorübergehend unterbunden ist. Eine zweite der Stellungen ist beispielsweise eine erste Offenstellung des Ventilelements, welches in der ersten Offenstellung den Strömungsquerschnitt und somit die Leitung freigibt. Dadurch kann in der ersten Offenstellung Schmiermittel durch die Leitung strömen, sodass das Lager in der ersten Offenstellung mit Schmiermittel über die Leitung versorgt wird beziehungsweise versorgbar ist. Die dritte Stellung ist beispielsweise eine zweite Offenstellung des Ventilelements, welches die Leitung und somit den Strömungsquerschnitt in der zweiten Offenstellung freigibt. Beispielsweise gibt das Ventilelement in der zweiten Offenstellung den Strömungsquerschnitt beziehungsweise die Leitung weiter oder stärker frei als in der ersten Offenstellung und als in der Schließstellung, sodass die Leitung beziehungsweise der Strömungsquerschnitt in der ersten Offenstellung gegenüber der Schließstellung weiter freigegeben und gegenüber der zweiten Offenstellung weiter beziehungsweise stärker versperrt ist. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt ist beispielsweise der Strömungsquerschnitt in der Schließstellung auf einen ersten Wert eingestellt, welche Null beträgt. Dies bedeutet, dass der Strömungsquerschnitt in der Schließstellung auf null eingestellt und somit vollständig versperrt ist. In der ersten Offenstellung ist beispielsweise ein gegenüber Null größerer zweiter Wert des Strömungsquerschnitts mittels des Ventilelements eingestellt, und in der zweiten Offenstellung ist ein gegenüber Null und gegenüber dem ersten Wert größerer dritter Wert des Strömungsquerschnitts mittels des Ventilelements eingestellt.In particular, it is conceivable that the valve element can be moved along the direction of movement relative to the stop between at least three mutually different positions, in particular translationally. A first of the positions is, for example, a closed position of the valve element which, in the closed position, blocks or closes the flow cross-section and thus the line, in particular completely. As a result, in the closed position of the valve element, no more lubricant can flow through the lines, so that in the closed position of the valve element, the supply of lubricant to the bearing, in particular via the line, is at least temporarily prevented. A second of the positions is, for example, a first open position of the valve element, which in the first open position releases the flow cross-section and thus the line. As a result, lubricant can flow through the line in the first open position, so that the bearing is or can be supplied with lubricant via the line in the first open position. The third position is, for example, a second open position of the valve element, which releases the line and thus the flow cross section in the second open position. For example, in the second open position the valve element releases the flow cross-section or the line more or more than in the first open position and than in the closed position, so that the line or the flow cross-section is further released in the first open position compared to the closed position and further or more open than in the second open position is more blocked. Expressed again in other words, for example, the flow cross-section in the closed position is set to a first value which is zero. This means that the flow cross-section is set to zero in the closed position and is therefore completely blocked. In the first open position, for example, a second value of the flow cross section greater than zero is set by means of the valve element, and in the second open position a third value of the flow cross section greater than zero and compared to the first value is set by means of the valve element.
Die Ventileinrichtung umfasst erfindungsgemäß darüber hinaus wenigstens ein entlang der Bewegungsrichtung einerseits zumindest mittelbar, insbesondere direkt, an dem Anschlag und andererseits zumindest mittelbar, insbesondere direkt, an dem Ventilelement abgestütztes oder abstützbares Federelement, dessen Spannung durch entlang der Bewegungsrichtung und relativ zu dem Anschlag erfolgendes, insbesondere translatorisches, Bewegen des Ventilelements veränderbar beziehungsweise einstellbar ist. Dies bedeutet, dass die Ventileinrichtung auch den Anschlag umfasst. Mit anderen Worten, wird das Ventilelement beispielsweise in eine mit der Bewegungsrichtung zusammenfallende erste Richtung relativ zu dem Anschlag bewegt und dabei auf den Anschlag zu bewegt, sodass beispielsweise die erste Richtung zu dem Anschlag hinweist, so wird dadurch beispielsweise das Federelement gespannt, insbesondere komprimiert. In der Folge stellt das Federelement beispielsweise eine Federkraft bereit, mittels welcher beispielsweise das Ventilelement in eine mit der Bewegungsrichtung zusammenfallende und der ersten Richtung entgegengesetzte zweite Richtung relativ zu dem Anschlag bewegbar und dabei beispielsweise von dem Anschlag weg bewegbar ist. Mit anderen Worten, wird das Ventilelement beispielsweise in die zweite Richtung relativ zu dem Anschlag, insbesondere translatorisch, bewegt, so wird dadurch beispielsweise das Federelement zumindest teilweise entspannt und dabei beispielsweise gelenkt. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Federelement entlang der Bewegungsrichtung zwischen dem Ventilelement und dem Anschlag angeordnet ist.According to the invention, the valve device furthermore comprises at least one spring element which is at least indirectly, in particular directly, supported or can be supported on the valve element along the direction of movement, on the one hand, in particular directly, and on the other hand, at least indirectly, in particular directly, on the valve element. in particular translational movement of the valve element is changeable or adjustable. This means that the valve device also includes the stop. In other words, the valve element is moved, for example, in a first direction coinciding with the direction of movement relative to the stop and is moved towards the stop, so that, for example, the first direction points to the stop, thus, for example, the spring element is tensioned, in particular compressed. As a result, the spring element provides, for example, a spring force by means of which, for example, the valve element can be moved relative to the stop in a second direction that coincides with the direction of movement and is opposite to the first direction and, for example, can be moved away from the stop. In other words, if the valve element is moved, for example, in the second direction relative to the stop, in particular in a translatory manner, the spring element, for example, is thereby at least partially relaxed and, for example, steered. In particular, it can be provided that the spring element is arranged between the valve element and the stop along the direction of movement.
Darüber hinaus umfasst die Ventileinrichtung erfindungsgemäß wenigstens ein auch als Dehnstoffarbeitselement bezeichnetes Dehnstoffelement, welches sich in Abhängigkeit von seiner Temperatur verformt, wodurch der Anschlag entlang der Bewegungsrichtung, insbesondere translatorisch, bewegbar ist. Mit anderen Worten ist das Dehnstoffelement in Abhängigkeit von seiner Temperatur und somit temperaturabhängig, insbesondere reversibel beziehungsweise zerstörungsfrei, verformbar, wobei sich beispielsweise das Dehnstoffelement mit zunehmender Temperatur des Dehnstoffelements ausdehnt. Sinkt beispielsweise die Temperatur des Dehnstoffelements, so zieht sich das Dehnstoffelement beispielsweise zusammen. Durch aus Temperaturänderungen des Dehnstoffelements resultierende, insbesondere reversible, Verformungen des Dehnstoffelements, welches beispielsweise infolge seiner Temperaturänderungen zumindest entlang der Bewegungsrichtung, insbesondere reversibel, verformbar ist, ist der Anschlag entlang der Bewegungsrichtung, insbesondere translatorisch, bewegbar. Insbesondere kann der Anschlag durch temperaturbedingte Verformungen des Dehnstoffelements entlang der Bewegungsrichtung relativ zu dem Ventilelement bewegt werden. Insbesondere ist es denkbar, dass der Anschlag mittels des Dehnstoffelements, das heißt durch eine Verformung des Dehnstoffelements, derart entlang der Bewegungsrichtung bewegt wird, dass der Anschlag in die zweite Richtung relativ zu dem Ventilelement bewegt und somit auf das Ventilelement zu bewegt wird. Hierdurch wird beispielsweise das Federelement gespannt beziehungsweise komprimiert. Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dass der Anschlag mittels des Dehnstoffelements, das heißt mittels einer Verformung des Dehnstoffelements, derart bewegt wird, dass der Anschlag in die erste Richtung relativ zu dem Ventilelement bewegt und somit von dem Ventilelement weg bewegt wird, wodurch beispielsweise das Federelement zumindest teilweise entspannt beziehungsweise gelenkt wird.In addition, the valve device according to the invention comprises at least one expansion material element, also referred to as an expansion material working element, which deforms as a function of its temperature, as a result of which the stop can be moved along the direction of movement, in particular translationally. In other words, the expansion element is deformable as a function of its temperature and thus as a function of temperature, in particular reversibly or non-destructively, with the expansion element, for example, expanding as the temperature of the expansion element increases. For example, if the temperature of the expansion element drops, the expansion element contracts, for example. Due to, in particular reversible, deformations of the expansion element resulting from temperature changes in the expansion element, which is deformable, for example, at least in the direction of movement, in particular reversibly, as a result of its temperature changes, the stop can be moved along the direction of movement, in particular translationally. In particular, the stop can be moved relative to the valve element along the direction of movement by temperature-related deformations of the expansion element. In particular, it is conceivable that the stop is moved along the direction of movement by means of the expansion element, that is, by deformation of the expansion element, in such a way that the stop is moved in the second direction relative to the valve element and is thus moved towards the valve element. In this way, for example, the spring element is tensioned or compressed. Alternatively or additionally, it is conceivable that the stop is moved by means of the expansion element, i.e. by means of a deformation of the expansion element, in such a way that the stop is moved in the first direction relative to the valve element and is thus moved away from the valve element, whereby for example the Spring element is at least partially relaxed or steered.
Durch Verwendung sowohl des Dehnstoffelements als auch des Federelements kann auf besonders einfache und somit kosten-, bauraum- und gewichtsgünstige Weise eine sowohl temperaturabhängige als auch druckabhängige Einstellung des Strömungsquerschnitts realisiert werden. Die druckabhängige Einstellung des Strömungsquerschnitts kann beispielsweise mittels des Federelements realisiert werden, da das Ventilelement entgegen des Federelements beziehungsweise entgegen der Federkraft des Federelements in Abhängigkeit von einem Druck des Schmiermittels entlang der Bewegungsrichtung bewegt werden kann. Das die Leitung durchströmende beziehungsweise in der Leitung aufgenommene Schmiermittel kann das Ventilelement beispielsweise zumindest mittelbar, insbesondere direkt, berühren beziehungsweise mit einem Druck des Schmiermittels beaufschlagen. Das Schmiermittel kann beispielsweise dann und erst dann das Ventilelement entlang der Bewegungsrichtung entgegen der Federkraft bewegen, wenn der Druck ausreichend hoch ist, dass eine aus dem Druck des Schmiermittels resultierende und auf das Ventilelement wirkende und der Federkraft entgegengesetzte Kraft größer als die Federkraft ist.By using both the expansion element and the spring element, a temperature-dependent as well as pressure-dependent setting of the flow cross-section can be implemented in a particularly simple and thus cost-effective, space-saving and weight-saving manner. The pressure-dependent setting of the flow cross-section can be implemented, for example, by means of the spring element, since the valve element can be moved along the direction of movement against the spring element or against the spring force of the spring element depending on a pressure of the lubricant. The lubricant flowing through the line or received in the line can, for example, contact the valve element at least indirectly, in particular directly, or apply a pressure of the lubricant. The lubricant can for example move the valve element along the direction of movement against the spring force when the pressure is sufficiently high that a force resulting from the pressure of the lubricant and acting on the valve element and opposing the spring force is greater than the spring force.
Die von dem Federelement bereitgestellte Federkraft hängt dabei von der Spannung des Federelements ab, wobei - wie zuvor beschrieben wurde - die Spannung des Federelements durch entlang der Bewegungsrichtung erfolgendes und insbesondere relativ zu dem Ventilelement erfolgendes Bewegen des Anschlags eingestellt werden kann. Da der Anschlag mittels des Dehnstoffelements und dabei durch Verformen des Dehnstoffelements entlang der Bewegungsrichtung, insbesondere relativ zu dem Ventilelement, bewegt werden kann, und da sich das Dehnstoffelement in Abhängigkeit von seiner Temperatur selbstständig verformt, hängen die Spannung des Federelements und somit die von dem Federelement bereitgestellte Federkraft von der Temperatur des Dehnstoffelements ab. Dadurch kann die temperaturabhängige Einstellung oder Einstellbarkeit des Strömungsquerschnitts realisiert werden.The spring force provided by the spring element depends on the tension of the spring element, whereby - as described above - the tension of the spring element can be adjusted by moving the stop along the direction of movement and in particular relative to the valve element. Since the stop can be moved by means of the expansion element and thereby by deforming the expansion element along the direction of movement, in particular relative to the valve element, and since the expansion element deforms independently depending on its temperature, the tension of the spring element and thus that of the spring element depend provided spring force from the temperature of the expansion element. This allows the temperature-dependent setting or adjustability of the flow cross-section to be realized.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Temperatur des Dehnstoffes von einer Temperatur des Schmiermittels abhängt. In der Folge kann mittels der Ventileinrichtung der Strömungsquerschnitt sowohl in Abhängigkeit von dem Druck des Schmiermittels als auch in Abhängigkeit von der Temperatur des Schmiermittels eingestellt werden. In der Folge kann das Lager auf besonders einfache Weise in Abhängigkeit von der Temperatur und in Abhängigkeit von dem Druck mit dem Schmiermittel versorgt werden, wobei eine bezüglich der Ventileinrichtung äußere, zusätzliche aktive Ansteuerung, Regelung oder Steuerung nicht vorgesehen und nicht erforderlich ist. Mit anderen Worten können bezüglich der Ventileinrichtung äußere, zusätzlich zur Ventileinrichtung vorgesehene Aktoren und Ansteuerungen vermieden werden, um den Strömungsquerschnitt temperatur- und druckabhängig einzustellen, da nur eine solche temperatur- und druckabhängige Einstellung des Strömungsquerschnitts durch die Ventileinrichtung selbstständig erfolgen kann. Insgesamt ist erkennbar, dass somit die Ventileinrichtung als sowohl druck- als auch temperaturabhängige Drossel zur Druck- und temperaturabhängigen Einstellung des Strömungsquerschnitts fungieren beziehungsweise wirken kann.In particular, it can be provided that the temperature of the expansion material depends on a temperature of the lubricant. As a result, the flow cross-section can be adjusted both as a function of the pressure of the lubricant and as a function of the temperature of the lubricant by means of the valve device. As a result, the bearing can be supplied with the lubricant in a particularly simple manner as a function of the temperature and as a function of the pressure, an additional active control, regulation or control external to the valve device not being provided and not required. In other words, with respect to the valve device external, in addition to Actuators and controls provided for the valve device are avoided in order to adjust the flow cross-section as a function of temperature and pressure, since only such a temperature- and pressure-dependent setting of the flow cross-section can take place independently by the valve device. Overall, it can be seen that the valve device thus functions or can act as both a pressure-dependent and temperature-dependent throttle for the pressure and temperature-dependent setting of the flow cross section.
Der Erfindung liegen dabei die folgenden Erkenntnisse zugrunde: Das Lager des Abgasturboladers, dessen Lager auch als Lagerung bezeichnet wird oder Bestandteil einer Lagerung ist, wird mit dem beispielsweise als Öl ausgebildeten Schmiermittel beaufschlagt und somit versorgt, um eine übermäßige Reibung in dem Abgasturbolader zu vermeiden und die Lagerung hinreichend zu kühlen. Der Abgasturbolader weist dabei einen Luftpfad und einen Abgaspfad auf beziehungsweise sowohl ein Luftpfad als auch ein Abgaspfad verlaufen durch den Abgasturbolader. Das Abgas zum Antreiben des Turbinenrads strömt durch den Abgaspfad und somit durch den Abgasturbolader, insbesondere durch ein Turbinengehäuse beziehungsweise durch eine Turbine des Abgasturboladers, und die Luft, welche mittels des Verdichterrads verdichtet wird, strömt durch den Luftpfad und somit durch den Abgasturbolader beziehungsweise durch einen Verdichter des Abgasturboladers. Die Turbine umfasst dabei das Turbinenrad und ein Turbinengehäuse des Abgasturboladers, dessen Turbinenrad drehbar in dem Turbinengehäuse angeordnet ist. Der Verdichter umfasst das Verdichterrad und ein Verdichtergehäuse des Abgasturboladers, in dessen Verdichtergehäuse das Verdichterrad drehbar aufgenommen ist. Das Turbinengehäuse kann einstückig mit dem Gehäuse des Abgasturboladers ausgebildet sein, oder das Gehäuse und das Turbinengehäuse sind separat voneinander ausgebildete und miteinander verbundene Bauelemente. Ferner ist es denkbar, dass das Verdichtergehäuse und das Gehäuse des Abgasturboladers einstückig miteinander ausgebildet sind, oder das Verdichtergehäuse und das Gehäuse sind als separat voneinander ausgebildete und miteinander verbundene Komponenten ausgebildet. Um beispielsweise zu vermeiden, dass eine übermäßige Menge des Schmiermittels in den Luftpfad und in den Abgaspfad eindringt, insbesondere nachdem das Lager mittels des Schmiermittels geschmiert wurde, ist beispielsweise eine jeweilige Dichtung, insbesondere Labyrinth-Dichtung, vorgesehen. Mittels der jeweiligen Dichtung ist beispielsweise der Luft- beziehungsweise Abgaspfad gegen einen von dem Schmiermittel durchströmbaren und beispielsweise in dem oder durch den Abgasturbolader verlaufenden Schmiermittelpfad abgedichtet.The invention is based on the following findings: The bearing of the exhaust gas turbocharger, the bearing of which is also referred to as a bearing or is part of a bearing, is acted upon and thus supplied with the lubricant, which is embodied as oil, for example, in order to avoid excessive friction in the exhaust gas turbocharger and to cool the storage sufficiently. The exhaust gas turbocharger has an air path and an exhaust gas path, or both an air path and an exhaust gas path run through the exhaust gas turbocharger. The exhaust gas for driving the turbine wheel flows through the exhaust gas path and thus through the exhaust gas turbocharger, in particular through a turbine housing or through a turbine of the exhaust gas turbocharger, and the air, which is compressed by means of the compressor wheel, flows through the air path and thus through the exhaust gas turbocharger or through a Compressor of the exhaust gas turbocharger. The turbine here comprises the turbine wheel and a turbine housing of the exhaust gas turbocharger, the turbine wheel of which is rotatably arranged in the turbine housing. The compressor comprises the compressor wheel and a compressor housing of the exhaust gas turbocharger, in whose compressor housing the compressor wheel is rotatably received. The turbine housing can be designed in one piece with the housing of the exhaust gas turbocharger, or the housing and the turbine housing are components that are designed separately from one another and connected to one another. Furthermore, it is conceivable that the compressor housing and the housing of the exhaust gas turbocharger are formed integrally with one another, or the compressor housing and the housing are formed as components that are formed separately from one another and connected to one another. To avoid, for example, that an excessive amount of the lubricant penetrates into the air path and into the exhaust gas path, in particular after the bearing has been lubricated by means of the lubricant, a respective seal, in particular a labyrinth seal, is provided, for example. By means of the respective seal, for example, the air or exhaust gas path is sealed against a lubricant path through which the lubricant can flow and for example running in or through the exhaust gas turbocharger.
Die Leitung umfasst beispielsweise einen ersten Leitungsteil und einen zweiten Leitungsteil, wobei der erste Leitungsteil beispielsweise eine sogenannte Ölgalerie oder Hauptölgalerie ist. Über die Ölgalerie werden beispielsweise sogenannte Hauptlager, mittels welchen eine beispielsweise als Kurbelwelle ausgebildete Abtriebswelle der Verbrennungskraftmaschine drehbar an einem beispielsweise als Kurbelgehäuse ausgebildeten Gehäuseteil der Verbrennungskraftmaschine gelagert ist, mit dem Schmiermittel versorgt. Das Lager des Abgasturboladers wird beispielsweise über den zweiten Leitungsteil mit dem den ersten Leitungsteil durchströmenden Schmiermittel versorgt, sodass der zweite Leitungsteil in Strömungsrichtung des insbesondere von dem ersten Leitungsteil zu dem Lager hinströmenden Schmiermittel stromab des ersten Leitungsteils und stromauf des Lagers angeordnet ist. Somit strömt beispielsweise das Schmiermittel auf seinem Weg zu dem Lager zunächst durch den ersten Leitungsteil und somit durch die Ölgalerie und dann durch den zweiten Leitungsteil. Somit werden sowohl die Hauptlager als auch das Lager des Abgasturboladers über die Ölgalerie mit dem Schmiermittel versorgt. Da das Lager des Abgasturboladers gegenüber den Hauptlagern einen geringeren Schmiermittelbedarf hat, ist üblicherweise stromab der Ölgalerie und stromauf des Lagers und dabei beispielsweise in dem zweiten Leitungsteil eine starre Drossel angeordnet, welche einen von dem zu dem Lager hinströmenden und beispielsweise den zweiten Leitungsteil durchströmenden Schmiermittel durchströmbaren Querschnitt bildet oder begrenzt. Dieser Querschnitt ist dadurch, dass die zuvor genannte Drossel eine starre Drossel ist, fest, das heißt nicht variabel beziehungsweise unveränderbar oder starr.The line comprises, for example, a first line part and a second line part, the first line part being, for example, a so-called oil gallery or main oil gallery. Via the oil gallery, for example, so-called main bearings, by means of which an output shaft of the internal combustion engine, for example designed as a crankshaft, is rotatably mounted on a housing part of the internal combustion engine designed, for example, as a crankcase, are supplied with lubricant. The bearing of the exhaust gas turbocharger is supplied with the lubricant flowing through the first line part, for example via the second line part, so that the second line part is arranged downstream of the first line part and upstream of the bearing in the flow direction of the lubricant flowing in particular from the first line part to the bearing. Thus, for example, the lubricant flows on its way to the bearing first through the first line part and thus through the oil gallery and then through the second line part. Both the main bearings and the bearings of the exhaust gas turbocharger are thus supplied with the lubricant via the oil gallery. Since the bearing of the exhaust gas turbocharger has a lower lubricant requirement than the main bearings, a rigid throttle is usually arranged downstream of the oil gallery and upstream of the bearing, for example in the second line part, through which a lubricant flowing to the bearing and, for example, the second line part can flow Forms or limits cross-section. Because the aforementioned throttle is a rigid throttle, this cross-section is fixed, that is to say not variable or unchangeable or rigid.
Demgegenüber ist es nun vorgesehen, dass die beispielsweise in dem zweiten Leitungsteil und somit stromab des ersten Leitungsteils beziehungsweise stromab der Ölgalerie und stromauf des Lagers angeordnete Ventileinrichtung den Strömungsquerschnitt variieren beziehungsweise einstellen und hierdurch beispielsweise sowohl, insbesondere vollständig, schließen als auch beispielsweise auf wenigstens zwei voneinander unterschiedliche und gegenüber Null größere Werte einstellen kann. Dadurch kann auf besonders einfache Weise eine besonders bedarfsgerechte Versorgung des Lagers mit dem Schmiermittel, insbesondere aus der Ölgalerie, realisiert werden.In contrast, it is now provided that the valve device arranged, for example, in the second line part and thus downstream of the first line part or downstream of the oil gallery and upstream of the bearing vary or set the flow cross-section and thereby for example both, in particular completely, and for example close to at least two of each other can set different values and values greater than zero. In this way, a particularly needs-based supply of the lubricant to the bearing, in particular from the oil gallery, can be implemented in a particularly simple manner.
Um ausreichend dicht zu sein, das heißt um eine hinreichende Dichtigkeit zu realisieren, sollte sich das Laufzeug mit einer Drehzahl drehen, welche größer als eine definierte Mindestdrehzahl ist. Erst dadurch kann die beispielsweise als Labyrinth-Dichtung ausgebildete Dichtung eine hinreichende Dichtwirkung erzielen und hinreichend wirksam sein, um zu vermeiden, dass eine übermäßig große Menge des Schmiermittels in den Luft- und Abgaspfad eindringt. Sind die Drehzahl des Laufzeugs und in der Folge die Dichtwirkung nicht ausreichend, was dann der Fall sein kann, wenn die Drehzahl des Laufzeugs geringer als die Mindestdrehzahl ist, so kann, falls keine entsprechenden Gegenmaßnahmen getroffen sind, Schmiermittel in den Abgaspfad beziehungsweise in die Turbine gelangen. Dies kann zu Beschädigungen an Schaufeln des Turbinenrads führen, insbesondere durch Heißgaskorrosion. Außerdem könnte eine übermäßig große Menge des Schmiermittels in das Abgas gelangen und stromab der Turbine angeordnete Abgasnachbehandlungseinrichtungen wie beispielsweise Katalysatoren und/oder Partikelfilter, insbesondere Ottopartikelfilter, vergiften. In der Folge kann eine durch die Abgasnachbehandlungseinrichtungen zu realisierende Abgasnachbehandlung unerwünschterweise beeinträchtigt werden.In order to be sufficiently tight, that is to say to realize sufficient tightness, the rotating equipment should rotate at a speed which is greater than a defined minimum speed. Only in this way can the seal, embodied as a labyrinth seal, for example, achieve an adequate sealing effect and be sufficiently effective to avoid excessive large amount of the lubricant enters the air and exhaust pathways. If the speed of the rotor and consequently the sealing effect are not sufficient, which can be the case if the speed of the rotor is lower than the minimum speed, then, if no appropriate countermeasures have been taken, lubricant can enter the exhaust gas path or the turbine reach. This can lead to damage to the blades of the turbine wheel, in particular due to hot gas corrosion. In addition, an excessively large amount of the lubricant could get into the exhaust gas and poison exhaust gas aftertreatment devices, such as catalytic converters and / or particle filters, in particular Otto particle filters, arranged downstream of the turbine. As a result, an exhaust gas aftertreatment to be implemented by the exhaust gas aftertreatment devices can be adversely affected.
Außerdem kann dann, wenn die Drehzahl des Laufzeugs geringer als die Mindestdrehzahl ist, und dann, wenn keine entsprechenden Gegenmaßnahmen getroffen sind, eine übermäßig große Menge des Schmiermittels in den Luftpfad beziehungsweise in den Verdichter gelangen. In der Folge kann beispielsweise eine übermäßig große Menge des Schmiermittels in den Brennraum gelangen, was ebenfalls zu Schädigungen führen kann. Außerdem wird in beiden Fällen Schmiermittel aus einem auch als Ölkreislauf bezeichneten beziehungsweise als Ölkreislauf ausgebildeten Schmiermittelkreislauf entnommen, was zu einem unerwünschten und übermäßig großen Schmiermittelverbrauch führen kann.In addition, if the speed of the rotor is lower than the minimum speed and if no appropriate countermeasures have been taken, an excessively large amount of the lubricant can get into the air path or into the compressor. As a result, for example, an excessively large amount of the lubricant can get into the combustion chamber, which can also lead to damage. In addition, in both cases, lubricant is withdrawn from a lubricant circuit, also referred to as an oil circuit or designed as an oil circuit, which can lead to an undesirable and excessively large consumption of lubricant.
Die zuvor genannten Nachteile und Probleme können nun bei der erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine vermieden werden, da der Strömungsquerschnitt sowohl temperaturabhängig als auch druckabhängig eingestellt, insbesondere geregelt, werden kann. Hierzu wirkt die Ventileinrichtung auf die beschriebene Weise als temperatur- und druckabhängige, insbesondere als temperatur- und druckgeregelte, Drossel. Insbesondere können durch die Erfindung die folgenden Vorteile realisiert werden:
- - Vermeidung eines unerwünschten und übermäßig großen Schmiermittelverbrauchs infolge von nicht-funktionsfähigen Dichtungen des Abgasturboladers
- - Vermeidung einer übermäßigen Heißgaskorrosion an Schaufeln des Turbinenrads durch in den Abgaspfad übertretendes Schmiermittel, insbesondere aus dem Sch m ierm ittelkreislauf
- - Vermeidung von unerwünschten Schädigungen beziehungsweise Vergiftungen von Abgasnachbehandlungseinrichtungen
- - die Ventileinrichtung ist eine kostengünstige Alternative zu einem elektrischen beziehungsweise elektrisch betreibbaren oder schaltbaren Schaltventil im Schmiermittelkreislauf, mittels welchem aktiv eine Zufuhr des Schmiermittels zu dem Lager des Abgasturboladers einstellbar, insbesondere regelbar, ist oder eingestellt, insbesondere geregelt, wird.
- - Avoidance of an undesirable and excessively large consumption of lubricant due to non-functional seals of the exhaust gas turbocharger
- Avoidance of excessive hot gas corrosion on the blades of the turbine wheel due to lubricant escaping into the exhaust gas path, in particular from the lubricant circuit
- - Avoidance of undesired damage or poisoning of exhaust gas aftertreatment devices
- The valve device is an inexpensive alternative to an electrical or electrically operated or switchable switching valve in the lubricant circuit, by means of which a supply of lubricant to the bearing of the exhaust gas turbocharger is actively adjustable, in particular regulatable, or adjusted, in particular regulated.
Das Ventilelement ist beispielsweise relativ zu einem Ventilgehäuse der Ventileinrichtung, insbesondere translatorisch, bewegbar. Das Ventilgehäuse kann dabei durch die Leitung, insbesondere durch den zweiten Leitungsteil, gebildet sein, sodass das Ventilgehäuse beispielsweise einstückig mit der Leitung, insbesondere einstückig mit dem zweiten Leitungsteil, ausgebildet ist. Ferner ist es denkbar, dass das Ventilgehäuse separat von der Leitung beziehungsweise separat von dem zweiten Leitungsteil ausgebildet ist. Das Ventilelement ist beispielsweise zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, in dem Ventilgehäuse aufgenommen und relativ zu dem Ventilgehäuse entlang der Bewegungsrichtung, insbesondere translatorisch, bewegbar. Dabei ist beispielsweise der Strömungsquerschnitt teilweise durch das Ventilgehäuse und teilweise durch das Ventilelement begrenzt beziehungsweise gebildet. Vorzugsweise ist das Ventilelement zumindest außenumfangsseitig als eine Kugel und somit als eine Ventilkugel ausgebildet, wodurch der Strömungsquerschnitt besonders präzise und kostengünstig eingestellt werden kann.The valve element is, for example, movable relative to a valve housing of the valve device, in particular in a translatory manner. The valve housing can be formed by the line, in particular by the second line part, so that the valve housing is formed, for example, in one piece with the line, in particular in one piece with the second line part. Furthermore, it is conceivable that the valve housing is formed separately from the line or separately from the second line part. The valve element is, for example, at least partially, in particular at least predominantly or completely, received in the valve housing and can be moved relative to the valve housing along the direction of movement, in particular in a translatory manner. In this case, for example, the flow cross section is partially limited or formed by the valve housing and partially by the valve element. The valve element is preferably designed at least on the outer circumference as a ball and thus as a valve ball, as a result of which the flow cross section can be set particularly precisely and inexpensively.
Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn das Dehnstoffelement und das Federelement entlang der Bewegungsrichtung in Reihe, das heißt seriell zueinander, geschaltet sind. Dadurch kann der Strömungsquerschnitt besonders vorteilhaft sowohl in Abhängigkeit von dem Druck als auch in Abhängigkeit von der Temperatur eingestellt werden.It has been shown to be particularly advantageous if the expansion element and the spring element are connected in series, that is, in series with one another, along the direction of movement. As a result, the flow cross section can be set particularly advantageously both as a function of the pressure and as a function of the temperature.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die Ventileinrichtung einen Ventilsitz auf, welcher beispielsweise durch das zuvor genannte Ventilgehäuse gebildet ist. Dabei ist das Ventilelement entlang der Bewegungsrichtung relativ zu dem Ventilsitz, insbesondere translatorisch, bewegbar. In der oben beschriebenen Schließstellung sitzt das Ventilelement beispielsweise auf dem Ventilsitz, wodurch das Ventilelement den Strömungsquerschnitt und somit die Leitung vollständig verschließt.In a particularly advantageous embodiment of the invention, the valve device has a valve seat which is formed, for example, by the aforementioned valve housing. The valve element is movable relative to the valve seat, in particular translationally, along the direction of movement. In the closed position described above, the valve element sits, for example, on the valve seat, whereby the valve element completely closes the flow cross-section and thus the line.
In der ersten Offenstellung weist das Ventilelement beispielsweise einen entlang der Bewegungsrichtung verlaufenden ersten Abstand zu dem Ventilsitz auf, und in der zweiten Offenstellung weist das Ventilelement beispielsweise einen entlang der Bewegungsrichtung verlaufenden zweiten Abstand zu dem Ventilsitz auf, wobei der zweite Abstand größer als der erste Abstand ist. Somit ist beispielsweise der Strömungsquerschnitt in der zweiten Offenstellung größer als in der ersten Offenstellung, wobei der Strömungsquerschnitt sowohl in der ersten Offenstellung als auch in der zweiten Offenstellung größer als Null und somit freigegeben ist. In der Schließstellung ist der Strömungsquerschnitt Null und somit vollständig geschlossen.In the first open position the valve element has, for example, a first distance from the valve seat running along the direction of movement, and in the second open position the valve element has, for example, a second distance from the valve seat running along the direction of movement, the second distance being greater than the first distance is. Thus, for example, the flow cross-section is in the second The open position is greater than in the first open position, the flow cross section being greater than zero and thus released both in the first open position and in the second open position. In the closed position, the flow cross-section is zero and therefore completely closed.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der Anschlag durch Verformungen beziehungsweise durch Verformen des Dehnstoffelements entlang der Bewegungsrichtung relativ zu dem Ventilsitz beziehungsweise relativ zu dem Ventilgehäuse, insbesondere translatorisch, bewegbar ist.Another embodiment is characterized in that the stop can be moved, in particular translationally, by deformations or by deforming the expansion element along the direction of movement relative to the valve seat or relative to the valve housing.
Das beispielsweise in der Leitung, insbesondere in dem zweiten Leitungsteil, aufnehmbare oder aufgenommene und dadurch das Ventilelement direkt berührende beziehungsweise direkt an- und/oder umströmende Schmiermittel bewegt das Ventilelement beispielsweise dann entgegen der von dem Federelement bereitgestellten Federkraft in die erste Richtung und somit auf den Anschlag zu, wenn das Schmiermittel einen Druck aufweist, welcher einem Öffnungsdruck entspricht oder größer als der Öffnungsdruck ist. Dies liegt beispielsweise daran, dass der Öffnungsdruck zu einer auf das Ventilelement wirkenden, in die erste Richtung weisenden und somit der Federkraft entgegengesetzten sowie auch als Öffnungskraft bezeichneten Kraft führt, welche größer als die Federkraft ist. Da die Spannung des Federelements und somit die Federkraft durch Bewegen des Anschlags einstellbar sind, kann sozusagen durch Bewegen des Anschlags der Öffnungsdruck eingestellt werden. Da der Anschlag mittels des Dehnstoffelements bewegbar ist und damit somit die Bewegung des Anschlags und somit eine Position des Anschlags relativ zu dem Ventilsitz beziehungsweise relativ zu dem Ventil entlang der Bewegungsrichtung von der Temperatur des Dehnstoffelements abhängt, hängt sozusagen der Öffnungsdruck von der Temperatur des Dehnstoffelements ab. Da beispielsweise ein Wärmeaustausch zwischen dem Dehnstoffelement und dem Schmiermittel erfolgen kann, wird der Öffnungsdruck sozusagen in Abhängigkeit von der Temperatur des Schmiermittels eingestellt. Eine zusätzliche äußere Aktivierung beziehungsweise Ansteuerung kann somit vermieden werden, sodass die Kosten, der Bauraumbedarf und das Gewicht besonders gering gehalten werden können.The lubricant that can be picked up or received in the line, in particular in the second line part and thereby directly touches the valve element or flows directly onto and / or around the valve element, moves the valve element in the first direction and thus against the spring force provided by the spring element, for example Stop when the lubricant has a pressure which corresponds to an opening pressure or is greater than the opening pressure. This is due, for example, to the fact that the opening pressure leads to a force acting on the valve element, pointing in the first direction and thus opposite to the spring force and also referred to as the opening force, which is greater than the spring force. Since the tension of the spring element and thus the spring force can be adjusted by moving the stop, the opening pressure can be adjusted, so to speak, by moving the stop. Since the stop can be moved by means of the expansion element and thus the movement of the stop and thus a position of the stop relative to the valve seat or relative to the valve along the direction of movement depends on the temperature of the expansion element, the opening pressure depends, so to speak, on the temperature of the expansion element . Since, for example, there can be an exchange of heat between the expansion element and the lubricant, the opening pressure is adjusted, so to speak, as a function of the temperature of the lubricant. An additional external activation or control can thus be avoided, so that the costs, the space requirement and the weight can be kept particularly low.
In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind das Ventilelement und der Anschlag entlang der Bewegungsrichtung translatorisch relativ zu dem Ventilsitz bewegbar. Dadurch können der Bauraumbedarf und somit die Kosten besonders gering gehalten werden.In a particularly advantageous embodiment of the invention, the valve element and the stop can be moved translationally relative to the valve seat along the direction of movement. As a result, the space requirement and thus the costs can be kept particularly low.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass sich der Ventilsitz in eine mit der Bewegungsrichtung zusammenfallende Richtung, insbesondere in die zweite Richtung, verjüngt. Insbesondere kann der Ventilsitz zumindest im Wesentlichen kegelförmig oder kegelstumpfförmig ausgebildet sein. Hierdurch kann der Strömungsquerschnitt besonders präzise eingestellt werden.Another embodiment is characterized in that the valve seat tapers in a direction coinciding with the direction of movement, in particular in the second direction. In particular, the valve seat can be designed to be at least substantially conical or frustoconical. This allows the flow cross-section to be set particularly precisely.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Temperatur des Dehnstoffelements infolge eines direkten oder mittelbaren Wärmeaustausches zwischen dem Dehnstoffelement und dem Schmiermittel veränderbar. Beispielsweise ist die Ventileinrichtung derart ausgebildet oder so angeordnet, dass das in der Leitung, insbesondere in dem zweiten Leitungsteil, aufgenommene Schmiermittel oder das die Leitung beziehungsweise den zweiten Leitungsteil durchströmende Schmiermittel das Dehnstoffelement direkt berühren und dabei beispielsweise direkt an- und/oder umströmen kann. Dadurch kann ein direkter Wärmeaustausch zwischen dem Dehnstoffelement und dem Schmiermittel erfolgen.In a particularly advantageous embodiment of the invention, the temperature of the expansion element can be changed as a result of a direct or indirect heat exchange between the expansion element and the lubricant. For example, the valve device is designed or arranged in such a way that the lubricant received in the line, in particular in the second line part, or the lubricant flowing through the line or the second line part can directly touch the expansion element and thereby, for example, flow directly onto and / or around it. This enables a direct heat exchange between the expansion element and the lubricant.
Um unerwünschte Wechselwirkungen zwischen dem Dehnstoffelement und dem Schmiermittel zu vermeiden, ist es vorzugsweise vorgesehen, dass das Dehnstoffelement und das Schmiermittel über höchsten zwei, insbesondere über genau ein zusätzlich zu dem Dehnstoffelement und zusätzlich zu dem Schmiermittel vorgesehenes Bauelement Wärme austauschen können. Mit anderen Worten ist es vorzugsweise vorgesehen, dass ein von dem in der Leitung, insbesondere in dem zweiten Leitungsteil, aufgenommenen Schmiermittel zu dem Dehnstoffelement oder umgekehrt verlaufender Wärmepfad, über welchen Wärme zwischen dem Dehnstoffelement und dem Schmiermittel austauschbar ist, das heißt ausgetauscht werden kann, über höchstens zwei oder über lediglich beziehungsweise genau ein zusätzlich zu dem Dehnstoffelement und zusätzlich zu dem Schmiermittel vorgesehenes Bauelement verläuft, sodass bezogen auf den Wärmepfad zwischen dem Dehnstoffelement und dem in der Leitung, insbesondere in dem zweiten Leitungsteil, aufgenommenen Schmiermittel lediglich beziehungsweise genau ein zusätzlich zu dem Dehnstoffelement und zusätzlich zu dem Schmiermittel vorgesehenes Bauelement angeordnet ist. Dadurch kann ein besonders effektiver und effizienter Wärmeaustausch zwischen dem Dehnstoffelement und dem Schmiermittel erfolgen, sodass die Temperatur des Dehnstoffelements zumindest im Wesentlichen direkt von der Temperatur des Schmiermittels abhängt. Mit anderen Worten kann sich die Temperatur des Dehnstoffelements in besonders kurzer Zeit an die Temperatur des Schmiermittels anpassen oder angleichen, wodurch der Strömungsquerschnitt besonders gut in Abhängigkeit von der Temperatur des Schmiermittels sowie in Abhängigkeit von dem Druck des Schmiermittels eingestellt werden kann.In order to avoid undesirable interactions between the expansion element and the lubricant, it is preferably provided that the expansion element and the lubricant can exchange heat via at most two, in particular via exactly one component provided in addition to the expansion element and in addition to the lubricant. In other words, it is preferably provided that a heat path extending from the lubricant received in the line, in particular in the second line part, to the expansion element or vice versa, via which heat can be exchanged between the expansion element and the lubricant, that is, can be exchanged, runs over at most two or over only or exactly one component provided in addition to the expansion element and in addition to the lubricant, so that, based on the heat path between the expansion element and the lubricant received in the line, in particular in the second line part, only or precisely one in addition to the expansion element and in addition to the lubricant provided component is arranged. As a result, a particularly effective and efficient heat exchange can take place between the expansion element and the lubricant, so that the temperature of the expansion element is at least essentially directly dependent on the temperature of the lubricant. In other words, the temperature of the expansion element can adapt or equalize to the temperature of the lubricant in a particularly short time, whereby the flow cross section can be set particularly well as a function of the temperature of the lubricant and as a function of the pressure of the lubricant.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Verbrennungskraftmaschine das zuvor genannte und beispielsweise als Kurbelgehäuse ausgebildete Gehäuseteil auf, welches den Brennraum der Verbrennungskraftmaschine zumindest teilweise, insbesondere direkt, begrenzt. Dabei umfasst die Leitung wenigstens einen innerhalb des Gehäuseteils verlaufenden und von dem Schmiermittel durchströmbaren Kanal, welcher beispielsweise der zuvor genannte erste Leitungsteil beziehungsweise die Ölgalerie ist.In a further embodiment of the invention, the internal combustion engine has the aforementioned housing part, which is designed, for example, as a crankcase and which at least partially, in particular directly, delimits the combustion chamber of the internal combustion engine. In this case, the line comprises at least one channel running inside the housing part and through which the lubricant can flow, which channel is for example the aforementioned first line part or the oil gallery.
Um dabei den Bauraumbedarf besonders gering halten zu können, ist es vorzugsweise vorgesehen, dass das Ventilelement in wenigstens einer Stellung des Ventilelements, insbesondere in der Schließstellung, innerhalb des Gehäuseteils und beispielsweise in dem Kanal aufgenommen ist. Insbesondere ist es vorzugsweise vorgesehen, dass das Ventilelement zumindest in der Schließstellung aber vorzugsweise auch in der ersten Offenstellung und in der zweiten Offenstellung innerhalb des Gehäuseteils, insbesondere innerhalb des Kanals, aufgenommen ist.In order to be able to keep the installation space requirement particularly low, it is preferably provided that the valve element is received in at least one position of the valve element, in particular in the closed position, within the housing part and, for example, in the channel. In particular, it is preferably provided that the valve element is received within the housing part, in particular within the channel, at least in the closed position but preferably also in the first open position and in the second open position.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildetes Kraftfahrzeug, welches eine erfindungsgemäße Verbrennungskraftmaschine gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung aufweist und mittels der Verbrennungskraftmaschine antreibbar ist. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt. A second aspect of the invention relates to a motor vehicle, preferably designed as a motor vehicle, in particular a passenger vehicle, which has an internal combustion engine according to the invention according to the first aspect of the invention and can be driven by means of the internal combustion engine. Advantages and advantageous configurations of the first aspect of the invention are to be regarded as advantages and advantageous configurations of the second aspect of the invention and vice versa.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels mit den zugehörigen Zeichnungen. Dabei zeigt:
-
1 ausschnittsweise eine schematische Perspektivansicht einer erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug; -
2 ausschnittsweise eine weitere schematische Perspektivansicht der Verbrennungskraftmaschine; -
3 eine schematische Schnittansicht einer Ventileinrichtung der Verbrennungskraftmaschine; und -
4 eine weitere schematische Schnittansicht der Ventileinrichtung.
-
1 a fragmentary schematic perspective view of an internal combustion engine according to the invention for a motor vehicle; -
2 a detail of a further schematic perspective view of the internal combustion engine; -
3 a schematic sectional view of a valve device of the internal combustion engine; and -
4th a further schematic sectional view of the valve device.
In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.Identical or functionally identical elements are provided with the same reference symbols in the figures.
Die Verbrennungskraftmaschine
Die Verbrennungskraftmaschine
Der Abgasturbolader
Die Leitung
Besonders gut in Zusammenschau mit
Um nun das Lager besonders bedarfsgerecht und auf besonders einfache Weise mit dem Schmiermittel versorgen zu können, umfasst die Ventileinrichtung
Die Ventileinrichtung
Die Ventileinrichtung
Das Dehnstoffelement
Des Weiteren sind das Dehnstoffelement
Wird beispielsweise das Dehnstoffelement
Das Ventilelement
Befindet sich das Ventilelement
Befindet sich jedoch das Ventilelement
Wird nun beispielsweise das Ventilelement
Befindet sich das Ventilelement
Besonders gut aus
Um das Ventilgehäuse
Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass bezogen auf einen von dem in dem Ventilgehäuse
Im Vergleich zu einer mechanischen, starren Drossel, über welche das Lager mit dem Schmiermittel versorgbar ist, kann mithilfe des Ventileinrichtung
Außerdem können die folgenden, zusätzlichen Anforderungen an den Abgasturbolader
- -
Die Verbrennungskraftmaschine 1 soll im Schubbetrieb ohne Ladungswechselverluste drehen, zum Beispiel durch geschlossene Ventile, sodass der Kolben auf eine Gasfeder fährt, wodurch Verbrauchsvorteile realisiert werden können. - - kein Luftüberschuss im Schubbetrieb im Abgastrakt, da ansonsten eine Funktionalität eines Ottopartikelfilters nicht mehr vorgegeben werden könnte, wodurch Emissionen gering gehalten werden können
- - Umsetzung für beide Fälle durch geschlossene Ventile (Ein- und/oder Auslassventil); Folge: Kein Luft- beziehungsweise Abgasmassenstrom zum Abgasturbolader
4 , welcher nicht mehr mit der notwendigen Mindestdrehzahl drehen kann, die benötigt wird, um die Dichtwirkung der Ölversorgung zu gewährleisten.
- - The
internal combustion engine 1 should rotate in overrun mode without loss of gas exchange, for example through closed valves, so that the piston moves on a gas spring, which can be used to achieve consumption advantages. - - No excess air in overrun mode in the exhaust tract, since otherwise the functionality of a gasoline particle filter could no longer be specified, which means that emissions can be kept low
- - Implementation in both cases by closed valves (inlet and / or outlet valve); Result: No air or exhaust gas mass flow to the exhaust gas turbocharger
4th which can no longer rotate at the minimum speed required to ensure the sealing effect of the oil supply.
Die temperaturabhängige Einstellung des Strömungsquerschnitts
Die druckabhängige Einstellung des Strömungsquerschnitts
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- VerbrennungskraftmaschineInternal combustion engine
- 22
- KurbelgehäuseCrankcase
- 33
- Zylindercylinder
- 44th
- AbgasturboladerExhaust gas turbocharger
- 55
- Gehäusecasing
- 66
- Leitungmanagement
- 77th
- LeitungsteilLine part
- 88th
- VentileinrichtungValve device
- 99
- VentilelementValve element
- 1010
- DoppelpfeilDouble arrow
- 1111
- Anschlagattack
- 1212th
- VentilgehäuseValve body
- 1313
- GehäusekomponenteHousing component
- 1414th
- GehäusekomponenteHousing component
- 1515th
- FederelementSpring element
- 1616
- Pfeilarrow
- 1717th
- Pfeilarrow
- 1818th
- VentilsitzValve seat
- 1919th
- DehnstoffelementExpansion element
- 2020th
- Kolbenpiston
- 2121st
- Membranmembrane
- 2222nd
- Halterholder
- O1O1
- OffenstellungOpen position
- SS.
- StrömungsquerschnittFlow cross-section
- S1S1
- SchließstellungClosed position
- V1V1
- Ventilelement-StellungValve element position
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 102013203042 A1 [0002]DE 102013203042 A1 [0002]
- DE 102011103657 A1 [0003]DE 102011103657 A1 [0003]
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