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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entlüften eines Kurbelgehäuses einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Ein solches Verfahren zum Entlüften eines Kurbelgehäuses einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, ist beispielsweise bereits der
DE 10 2016 206 285 A1 als bekannt zu entnehmen. Bei dem Verfahren wird Blow-by-Gas aus dem Kurbelgehäuse abgeführt und durch einen Ölabscheider hindurchgeleitet, mittels welchem Öl aus dem Blow-by-Gas abgeschieden wird.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Um ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art zu verbessern, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass als der Ölabscheider ein elektrisch betriebener Ölabscheider verwendet wird, dessen Drehzahl und dadurch ein Differenzdruck zwischen einem Kurbelraum der als Hubkolbenmotor ausgebildeten Verbrennungskraftmaschine und einer auch als Atmosphäre bezeichneten Umgebung der Verbrennungskraftmaschine, insbesondere mittels einer elektronischen Recheneinrichtung, geregelt werden, wobei der Differenzdruck mittels eines Differenzdrucksensors gemessen wird. Der Ölabscheider weist beispielsweise einen Elektromotor und ein Förderelement auf, welches mittels des Elektromotors und somit elektrisch antreibbar ist beziehungsweise angetrieben wird und dadurch, insbesondere relativ zu einem Gehäuse des Ölabscheiders, drehbar ist beziehungsweise gedreht wird. Durch Antreiben des Förderelements wird beispielsweise mittels des Förderelements und somit mittels des Ölabscheiders das Blow-by-Gas gefördert, insbesondere derart, dass das Öl aus dem Blow-by-Gas abgeschieden wird. Insbesondere ist es denkbar, dass mittels des elektrisch betriebenen Ölabscheiders das Blow-by-Gas aus dem Kurbelgehäuse herausgefördert und insbesondere durch den Ölabscheider hindurchgefördert wird, insbesondere derart, dass das Blow-by-Gas, nachdem das Öl aus dem Blow-by-Gas abgeschieden wurde, in einen Ansaugtrakt der Verbrennungskraftmaschine gefördert wird. Außerdem ist unter dem Differenzdruck eine Druckdifferenz zwischen dem Kurbelraum beziehungsweise einem in dem Kurbelraum herrschenden, ersten Druck und der Umgebung beziehungsweise einem in der Umgebung herrschenden, zweiten Druck zu verstehen, welcher auch als Umgebungsdruck oder Atmosphärendruck bezeichnet wird. insbesondere ist es denkbar, dass durch Antreiben des Förderelements das Blow-by-Gas durch die Entlüftungsleitung hindurchgefördert wird, so dass beispielsweise über die Entlüftungsleitung das Blow-by-Gas, nachdem das Öl mittels des Ölabscheiders aus dem Blow-by-Gas abgeschieden wurde, in den Ansaugtrakt eingeleitet wird. Des Weiteren ist unter der Drehzahl des Ölabscheiders eine Drehzahl zu verstehen, mit welcher sich das Förderelement, insbesondere relativ zu dem zuvor genannten Gehäuse des Ölabscheiders, dreht, insbesondere dadurch, dass das Förderelement mittels des Elektromotors angetrieben wird. Mittels des Differenzdrucksensors wird der Differenzdruck gemessen, wobei die Drehzahl des Ölabscheiders, das heißt des Förderelements, und dadurch der Differenzdruck geregelt werden. Hierdurch kann ein besonders vorteilhafter Betrieb der Verbrennungskraftmaschine gewährleistet werden, insbesondere kann auf besonders vorteilhafte Weise ein in dem Kurbelgehäuse herrschender und auch als Kurbelgehäusedruck bezeichneter Druck eingestellt, insbesondere geregelt, werden. Der Erfindung liegen dabei die folgenden Erkenntnisse und Überlegungen zugrunde: Bei Verbrennungskraftmaschinen können übermäßige Motoröl- und Gasleckagen über Dichtungen durch kontinuierliches Regeln des Kurbelgehäusedrucks vermieden werden, was nun durch die Erfindung möglich ist. Zudem kann der Energieverbrauch des Ölabscheiders bedarfsgerecht anhand der Drehzahl des Ölabscheiders optimiert werden. Der Ölabscheider und beispielsweise die zuvor genannte Entlüftungsleitung sind Bestandteile einer auch als Entlüftungssystem bezeichneten Kurbelgehäuseentlüftung, mittels welcher das Kurbelgehäuse entlüftet wird beziehungsweise zu entlüften. Hierunter ist zu verstehen, dass das Blow-by-Gas aus dem Kurbelgehäuse abgeführt wird. Somit hat das Entlüftungssystem die Aufgabe, das bei der Verbrennung entstehende Blow-by-Gas aus dem Kurbelgehäuse, insbesondere dessen Kurbelraum, abzuführen, insbesondere herauszufördern, um einen übermäßigen Kurbelgehäusedruck, insbesondere Überdruck in dem Kurbelgehäuse zu vermeiden, da ein insbesondere als Überdruck ausgebildeter, übermäßiger Kurbelgehäusedruck in dem Kurbelgehäuse, das heißt in dem Kurbelraum, zu Leckagen führen kann. Vorteilhaft dabei ist, den Kurbelgehäusedruck als einen leichten Unterdruck relativ zum Umgebungsdruck einzustellen, insbesondere über das komplette Motorenkennfeld.
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Üblicherweise kommen solche aktiven Ölabscheider zum Einsatz, die beziehungsweise deren Förderelemente hydraulisch mittels des Motoröldrucks antreibbar sind beziehungsweise angetrieben werden. Demgegenüber wird erfindungsgemäß der elektrisch betriebene Ölabscheider verwendet, so dass das Entlüftungssystem als aktives, regelbares Entlüftungssystem realisiert werden kann, wobei mittels des aktiven, regelbaren Entlüftungssystems, insbesondere mittels des elektrisch betriebenen Ölabscheiders unabhängig von dem einfach auch als Öldruck bezeichneten Motoröldruck und insbesondere je nach Volumenstrom des Blow-by-Gases ein definierter Kurbelgehäusedruck erzeugt, das heißt der Kurbelgehäusedruck eingestellt, insbesondere geregelt, werden kann. Der Kurbelgehäusedruck kann mittels des Differenzdrucksensors geprüft und/oder überwacht werden, der beispielsweise sowohl einen unteren Grenzwert als auch einen oberen Grenzwert für den Kurbelgehäusedruck festlegt. Über diese Information können, insbesondere direkt, die Drehzahl des auch als Separator bezeichneten Ölabscheiders und damit der Differenzdruck in definierten Grenzen geregelt werden. Daraus können folgende zusätzliche Möglichkeiten zur Überwachung der auch als Motor oder Verbrennungsmotor bezeichneten Verbrennungskraftmaschine resultieren: Durch eine Überwachung von etwaigen Abweichungen der Drehzahl des Ölabscheiders von erwarteten Drehzahlen des Ölabscheiders, insbesondere je nach Motorbetrieb und somit je nach Last und/oder Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine, können Fehlfunktionen ermittelt werden. Insbesondere können Fehlfunktionen der Verbrennungskraftmaschine, wie zum Beispiel ein erhöhter Strom des Blow-by-Gases über Kolbenringe, eines Turboladers von Ventilschaftabdichtungen, eines Luftkompressors durch Verschleiß, eine Beschädigung und/oder Bauteilversagen ermittelt werden. Außerdem können Fehlfunktionen des Ölabscheiders selbst, beispielsweise durch Verschlammung, Verschleiß, Bauteilversagen ermittelt werden. Außerdem ist eine Detektion eines fehlenden Öleinfülldeckels oder Ölpeilstabs möglich. Ferner kann eine Beschädigung oder eine Leckage des Entlüftungssystems ermittelt werden, wodurch eine besonders vorteilhafte An-Bord-Diagnose (OBD) darstellbar ist. Insbesondere können mittels der Erfindung die folgenden Vorteile realisiert werden:
- - kontinuierlich geregelter Druck, insbesondere Unterdruck in dem Kurbelgehäuse
- - Teillast- und Vollastentlüftung mit einem Kreislauf
- - OBD-Überwachung ohne weitere zusätzliche Sensoren beziehungsweise Nutzung von für OBD-Überwachung vorhandenen Sensoren
- - Früherkennung von beginnenden Motorschäden
- - Gewährleistung beziehungsweise Einstellung eines besonders vorteilhaften Kurbelgehäusedrucks
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in:
- 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Verbrennungskraftmaschine, welche zum Durchführen eines Verfahrens zum Entlüften eines Kurbelgehäuses der Verbrennungskraftmaschine ausgebildet ist; und
- 2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der Verbrennungskraftmaschine.
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In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine erste Ausführungsform einer Verbrennungskraftmaschine 10 für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen vorzugsweise als Personenkraftwagen ausgebildeten Kraftwagen. Dies bedeutet, dass das Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand die vorliegend als Hubkolbenmotor ausgebildete Verbrennungskraftmaschine 10 aufweist und mittels der Verbrennungskraftmaschine antreibbar ist. Die Verbrennungskraftmaschine 10 weist ein Kurbelgehäuse 12 auf, an welchem beispielsweise eine als Kurbelwelle ausgebildete Abtriebswelle der Verbrennungskraftmaschine 10 drehbar gelagert ist. Außerdem weist die Verbrennungskraftmaschine 10 einen Ansaugtrakt 14 auf, welcher von Luft durchströmbar ist, mittels des Ansaugtrakts 14 die den Ansaugtrakt durchströmende Luft in Brennräume der Verbrennungskraftmaschine 10 geleitet, deren Brennräume teilweise durch Zylinder 16 der Verbrennungskraftmaschine 10 begrenzt sind.
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Die Verbrennungskraftmaschine 10 weist außerdem eine Kurbelgehäuseentlüftung 18 auf, mittels welcher das Kurbelgehäuse 12 zu entlüften ist beziehungsweise entlüftet wird. Die Kurbelgehäuseentlüftung 18 wird auch als Entlüftungssystem bezeichnet. Im Folgenden wird ein Verfahren zum Entlüften des Kurbelgehäuses 12 beschrieben. Bei dem Verfahren wird mittels der Kurbelgehäuseentlüftung 18 Blow-by-Gas aus dem Kurbelgehäuse 12, das heißt aus einem durch das Kurbelgehäuse 12, insbesondere direkt, begrenzten Kurbelraum des Kurbelgehäuses 12, abgeführt. Die Kurbelgehäuseentlüftung 18 weist einen Ölabscheider 20 auf, durch welchen das Blow-by-Gas aus dem Kurbelgehäuse 12 hindurchgeleitet wird. Die Kurbelgehäuseentlüftung 18 weist außerdem eine Entlüftungsleitung 22 auf, welche einerseits fluidisch mit dem Kurbelgehäuse 12, insbesondere mit dem Kurbelraum, und andererseits fluidisch mit dem Ansaugtrakt 14 verbunden ist. Mittels der Entlüftungsleitung 22 wird das Blow-by-Gas aus dem Kurbelraum abgeführt und in die Entlüftungsleitung 22 eingeleitet, so dass das Blow-by-Gas die Entlüftungsleitung 22 durchströmen kann. Der Ölabscheider 20 ist in der Entlüftungsleitung 22 angeordnet und demzufolge von dem die Entlüftungsleitung 22 durchströmenden Blow-by-Gas durchströmbar.
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Um nun einen besonders vorteilhaften Betrieb der Verbrennungskraftmaschine 10 realisieren zu können, wird als der Ölabscheider 20 ein elektrisch betriebener Ölabscheider verwendet, welcher auch als elektrisch angetriebener Ölabscheider bezeichnet wird. Vorzugsweise ist der elektrisch betriebene Ölabscheider 20 ein elektrisch betriebener Separator, der beziehungsweise dessen Förder- und/oder Trennelement mittels eines Elektromotors antreibbar ist oder angetrieben wird. Der Ölabscheider 20 weist beispielsweise ein Förderelement und einen Elektromotor auf, mittels welchem das Förderelement angetrieben und dadurch um eine Drehachse, insbesondere relativ zu einem Gehäuse des Ölabscheiders 20 gedreht wird. Durch Drehen des Förderelements wird das Blow-by-Gas gefördert, insbesondere derart, dass das Öl aus dem Blow-by-Gas abgeschieden wird. Insbesondere ist es denkbar, dass durch Antreiben des Förderelements das Blow-by-Gas aus dem Kurbelraum herausgefördert und durch die Entlüftungsleitung 22 hindurchgefördert und insbesondere in den Ansaugtrakt 14 hineingefördert wird. Da aus dem Blow-by-Gas auf dessen Weg von dem Kurbelgehäuse 12 in den Ansaugtrakt 14 das Öl aus dem Blow-by-Gas abgeschieden wird, wird das Blow-by-Gas in den Ansaugtrakt 14 eingeleitet, nachdem das Öl aus dem Blow-by-Gas abgeschieden wurde.
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Wenn das Förderelement mittels des Elektromotors angetrieben und dadurch gedreht wird, dreht sich das Förderelement mit einer Drehzahl um die Drehachse, insbesondere relativ zu dem Gehäuse. Die Drehzahl des Förderelements wird auch als Drehzahl des Ölabscheiders 20 bezeichnet. Bei dem Verfahren ist es nun vorgesehen, dass die Drehzahl des Ölabscheiders 20 und dadurch ein Differenzdruck zwischen einem Kurbelraum S1 der als Hubkolbenmotor ausgebildeten Verbrennungskraftmaschine 10 und einer Umgebung S2 der Verbrennungskraftmaschine mittels einer elektronischen Recheneinrichtung 24, welche auch als Steuergerät bezeichnet wird, geregelt werden. Dabei wird der Differenzdruck zwischen dem Kurbelraum S1 und der auch als Atmosphäre bezeichneten Umgebung S2 der Verbrennungskraftmaschine 10 mittels eines Differenzdrucksensors 26 gemessen. Mit anderen Worten ist der Differenzdruck ist eine Druckdifferenz zwischen Kurbelraum S1 und der Atmosphäre (Umgebung S2), wobei auf den Differenzdruck über das Drehzahlsignal des Elektromotors des Separators geregelt wird sowie auch eine gegenseitige Überwachungsfunktion gewährleistet wird. Insbesondere ist dem Differenzdruck ein Druckunterschied zwischen einer ersten Stelle in dem Kurbelraum S1 und einer zweiten Stelle in der Umgebung S2 zu verstehen. Der Differenzdrucksensor 26 stellt beispielsweise ein den mittels des Differenzdrucksensors 26 gemessenen Differenzdruck charakterisierendes, insbesondere elektrisches, Signal bereit, welches von der elektronischen Recheneinrichtung 24 empfangen wird. In Abhängigkeit von dem Signal und somit in Abhängigkeit von dem gemessenen Differenzdruck regelt die elektronische Recheneinrichtung 24 die Drehzahl des Ölabscheiders 20 und dadurch den Differenzdruck, welcher von der Drehzahl abhängt.
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Der elektrisch betriebene Ölabscheider 20 weist somit vorzugsweise eine Pumpfunktion auf, in deren Rahmen der Ölabscheider 20 das Blow-by-Gas, insbesondere durch die Entlüftungsleitung 22 und durch sich selbst hindurchfördern kann oder hindurchfördert, dadurch dass mittels des Elektromotors das Förderelement angetrieben und somit um die Drehachse gedreht wird. Durch Regeln der Drehzahl und somit des Differenzdrucks kann auf zusätzliche Druckventile verzichtet werden. Außerdem eignet sich das Entlüftungssystem, Leckagen in einem von dem Blow-by-Gas durchströmbaren Blow-by-Pfad, fehlende Öleinfülldeckel etc. zu detektieren, insbesondere durch Messen des Differenzdrucks. Beispielsweise kann die Drehzahl des Ölabscheiders 20 ermittelt, insbesondere berechnet oder gemessen, werden, wobei beispielsweise die Drehzahl des Ölabscheiders 20 durch ein Drehzahlsignal charakterisiert wird. Das zuvor genannte, den gemessenen Differenzdrucktrakt charakterisierende Signal wird auch als Drucksignal bezeichnet, wobei das Drehzahlsignal und das Drucksignal zusammenfassend auch als Signale bezeichnet werden. Durch die zwei Signale besteht die Möglichkeit, beide in Bezug zueinander zu überwachen, um beispielsweise eine hohe Ausfallsicherheit zu realisieren. Insbesondere kann ein Zwei-Sensor-Prinzip vorgesehen sein. Das Zwei-Sensor-Prinzip umfasst beispielsweise als ersten Sensor den Differenzdrucksensor 26, mittels welchem der Differenzdruck gemessen wird. Ferner kann das Zwei-Sensor-Prinzip einen zweiten Sensor, insbesondere in Form eines Drehzahlsensors, umfassen, mittels welchem beispielsweise die Drehzahl des Ölabscheiders 20 gemessen wird. Dabei stellt beispielsweise der Drehzahlsensor das Drehzahlsignal bereit, welches vorzugsweise ein elektrisches Signal ist, und die insbesondere mittels des Drehzahlsensors gemessene Drehzahl des Ölabscheiders 20 charakterisiert. Die elektronische Recheneinrichtung 24 kann das Drehzahlsignal empfangen und somit in Abhängigkeit von dem Drucksignal sowie vorzugsweise in Abhängigkeit von dem Drehzahlsignal die Drehzahl und somit den Differenzdruck regeln. Beispielsweise wird durch Regeln des Differenzdrucks ein in dem Kurbelgehäuse herrschender und auch als Kurbelgehäusedruck bezeichneter Druck beeinflusst, so dass beispielsweise durch Regeln des Differenzdrucks der Kurbelgehäusedruck eingestellt beziehungsweise geregelt werden kann.
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Bei der ersten Ausführungsform wird das durch den Separator (Ölabscheider 20) gereinigte Blow-by-Gas zurück in den Ansaugtrakt 14 geleitet.
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2 zeigt eine zweite Ausführungsform der Verbrennungskraftmaschine 10. Bei der zweiten Ausführungsform werden die gereinigten Blow-by-Gase direkt in die Atmosphäre (Umgebung S2) gefördert.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Verbrennungskraftmaschine
- 12
- Kurbelgehäuse
- 14
- Ansaugtrakt
- 16
- Zylinder
- 18
- Kurbelgehäuseentlüftung
- 20
- Ölabscheider
- 22
- Entlüftungsleitung
- 24
- elektronische Recheneinrichtung
- 26
- Differenzdrucksensor
- S1
- Kurbelraum
- S2
- Umgebung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102016206285 A1 [0002]
