DE19902928C1 - Schmiersystem für die Kolbengruppe einer Brennkraftmaschine sowie Verfahren zu dessen Steuerung - Google Patents

Abstract

Ein Schmiersystem für die Kolbengruppe einer Brennkraftmaschine umfaßt einen geschlossenen Kreislauf mit einer Vorrichtung zur Benetzung der Zylinderlauffläche und einen Vorratsbehälter für das Schmiermittel und eine steuerbare Fördereinrichtung. An der Zylinderlauffläche ist eine Blowby-Absaugung angeordnet sowie eine Pumpe vorgesehen, durch die verbrauchtes Schmiermittel einem Reinigungsmodul zuführbar ist. Über eine Verbindungsleitung wird das gereinigte Schmiermittel dem Vorratsbehälter zugeführt. Mit einer Meßvorrichtung wird der Schmiermittelzustand erfaßt, in dessen Abhängigkeit ein Steuergerät die Fördereinrichtung und die Pumpe steuert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schmiersystem für die Kolben­ gruppe einer Brennkraftmaschine sowie ein Verfahren zu des­ sen Steuerung.

Die Leistung und die Lebensdauer einer Brennkraftmaschine hängt nicht zuletzt von der Schmierung der Zylinderlauf­ fläche eines in einer Zylinderbuchse gleitenden Kolbens ab. Das dafür verwendete Schmiermittel, in der Regel ein Mehr­ bereichsöl, muß mehrere Anforderungen erfüllen, insbeson­ dere gegen Reibung wirken und den Kolben sowie die Zylin­ derlauffläche zu kühlen. Zudem soll das Öl Verunreinigungen abtransportieren sowie chemisch wirksame Verbrennungspro­ dukte neutralisieren. Diese Funktionen kann das gewählte Schmiermittel nur erfüllen, wenn seine Eigenschaften durch entsprechende Herstellung und Veredelung (Additivierung mit Zusatzstoffen) den Anforderungen angepaßt sind und im Betrieb der Brennkraftmaschine in ausreichender Menge an den kritischen Stellen der Zylinderlauffläche appliziert wird.

Um alle diese Forderungen bei Brennkraftmaschinen für Kraftfahrzeuge erfüllen zu können, die typischerweise unter sehr unterschiedlichen Bedingungen betrieben werden, bei­ spielsweise Stopp- and Go-Verkehr, relativ konstante Ge­ schwindigkeit, wechselnde Teil- und Vollast sowie extrem niedrige und extrem hohe Temperaturen wird das Schmiermit­ tel nach der Last- und Drehzahl den Zylinderlaufflächen dosiert zugeführt. Dabei können im Betrieb die chemischen Eigenschaften des Schmiermittels bewertet und ggf. durch Zuführung von Zusatzstoffen geändert werden.

Aus der US 5,067,455 ist ein Schmiermittelsystem für eine Brennkraftmaschine bekannt, das eine Meßvorrichtung umfaßt, mit der die Eigenschaften des Schmiermittels im Kreislauf hinsichtlich der thermischen Belastbarkeit und dem Einfluß von Verbrennungsabgasen gemessen werden. Die Differenz zu vorgegebenen Referenzwerten läßt sich unter anderem über TBN und die Menge an unlöslichen Substanzen bestimmen. TBN ist die Abkürzung für Total Base Number und definiert die zu KOH (Kaliumhydroxid) chemisch äquivalente Menge an HCl (Chlorwasserstoffsäure) oder HClO₄ (Tetraoxochlorsäure), um alle alkalische Substanzen, die in einem Gramm Probe ent­ halten sind, zu neutralisieren. Ihre Bestimmung ermöglicht die Feststellung einer ggf. eintretenden Veränderung des Schmiermittels wegen Überhitzung, die z. B. durch mangelnde Abkühlung der Zylinderlauffläche oder mangelnde Abdichtung des Brennraums in der Zylinderbuchse gegenüber der Schmierung der Lauffläche vorkommen kann. Das Schmier­ mittelsystem in US 5,067,455 enthält außerdem eine Vor­ richtung, um dem Schmiermittel selektiv Zusatzstoffe zu­ führen zu können, d. h. über TBN wird die Wirkung dieser Zu­ satzstoffe festgestellt. Es ist eine Regelung vorgesehen, die nach vorgegebenen Ablaufdiagrammen und in Abhängigkeit der gemessenen TBN funktioniert mit dem Ziel die TBN in einem vorgegebenen Fenster zu halten.

In der EP 0 049 603 ist ein Schmiersystem für eine Zylin­ derbuchse einer Brennkraftmaschine offenbart, die eine Vielzahl von um die Zylinderbuchse verteilten Ölzuführungen enthält. Diese Ölzuführungen bestehen aus Öffnungen in der Wandung der Zylinderbuchse, die über Fördervorrichtungen mit Ein- und Auslaßkanälen miteinander verbunden sind. Dazu gehört eine elektronische Regelung, die dafür sorgt, daß Öl an der Zylinderlauffläche des Kolbens der Brennkraftmaschi­ ne in Abhängigkeit der Last und Drehzahl zugeführt wird, insbesondere taktweise bei jeder Hubbewegung des Kolbens.

In der DE 38 39 949 C1 ist ein System zur Schmierung eines aus mehreren Kolbenringen bestehenden Kolbenringpaketes an einem Kolben einer Hubkolbenbrennkraftmaschine beschrieben. Durch eine in die Lauffläche der Zylinderbuchse einmündende Bohrung, die in unterer Totpunkt-Stellung des Kolbens mit einem der von den Kolbenringen begrenzten Ringräumen in Verbindung steht, wird taktweise eine geringe Menge ver­ brauchten Schmieröls abgeführt und gleichzeitig in der aus einem "Blowby" resultierenden Gasdruck im Kolbenringpaket entspannt. In dieses Schmieröl kann Spritzöl entweder vom Kurbelraum hinzugeführt werden oder über eine weitere eben­ falls in den Ringraum zwischen den beiden obersten Kolben­ ringen einmündende Bohrung.

Aus Gründen der strengen Emissionsvorschriften für Brenn­ kraftmaschinen ist es nicht zulässig diese "Blowby-Anteile" in die Atmosphäre zu leiten. Sie werden vielmehr dem An­ saugsystem des Motors zugeführt und gelangen schließlich in den Brennraum, wo sie mit dem Kraftstoff/Luft-Gemisch ver­ brannt werden.

Entlüftungsvorrichtungen für das Kurbelgehäuse ventilge­ steuerter Brennkraftmaschinen umfassen üblicherweise einen Ölabscheider, wie dies beispielsweise in der DE 22 01 877 beschrieben ist. Auf diese Weise werden die Gasanteile einerseits von den Flüssigkeitsanteilen andererseits ge­ trennt und anschließend der somit ausgefilterte Schmier­ stoff wieder der Ölwanne zugeführt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schmiersystem der Kolbengruppe einer Brennkraftmaschine zu schaffen, durch das die benötigte Menge an Schmiermittel reduziert wird. Außerdem besteht die Aufgabe ein Verfahren zur Steue­ rung eines solchen Schmiersystems zu schaffen.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich der Vorrichtung erfindungs­ gemäß durch ein Schmiersystem mit den Merkmalen des An­ spruchs 1 und hinsichtlich des Verfahrens durch die Merk­ malskombination des Anspruchs 20 gelöst.

Das erfindungsgemäße Schmiersystem ermöglicht eine Dosie­ rung des an der Zylinderlauffläche benötigten Schmiermit­ tels in Abhängigkeit der Last und der Drehzahl der Brenn­ kraftmaschine. Mit der vom Steuergerät beeinflußten Förder­ vorrichtung kann die jeweils benötigte Schmiermittelmenge aus dem Vorratsbehälter zum Düsenring gefördert werden, der z. B. bei jeder Hubbewegung des Kolbens eine entsprechende Schmiermittelmenge an den Zylinderlaufflächen der Zylin­ derbuchsen appliziert. Auf diese Weise ergibt sich eine gute Benetzung der Zylinderlaufflächen.

Die an einer Öffnung an der Zylinderlauffläche angeschlos­ sene Blowby-Absaugung ermöglicht es, verbrauchtes Schmier­ mittel oder aber auch eine überschüssige Menge des Schmier­ mittels abzuziehen und ggf. über eine Pumpe einem Reini­ gungsmodul zuzuführen. Das mit Verbrennungsgasanteilen und Rückständen vermischte Schmiermittel wird in dem Reini­ gungsmodul behandelt, um das Schmiermittel von den Kohlen­ wasserstoffkonzentrationen des abgesaugten Abgases zu tren­ nen, wobei letztere vorzugsweise in das Ansaugsystem der Brennkraftmaschine geführt werden. Die Kombination der Blowby-Absaugung mit dem Reinigungsmodul und die Verbindung des letzteren mit dem Vorratsbehälter führt zu einer Rück­ gewinnung von Schmiermittel und somit zu einer Reduzierung des Verbrauchs.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Schmiersystems besteht die Fördereinrichtung aus einer steuerbaren Pumpe mit einer auf der Druckseite der Pumpe angeordneten stellbaren Drossel. Auch auf diese Weise kön­ nen sowohl der Öldruck als auch das Ölvolumen variiert und dem jeweiligen Schmierungsbedarf angepaßt werden. Außerdem ist es vorteilhaft, daß der Vorratsbehälter über eine Ver­ sorgungsleitung mit einem Frischöltank verbunden und in der Versorgungsleitung ein von dem Steuergerät ansteuerbares Sperrventil vorgesehen ist. Auf diese Weise kann Frischöl dem Ölkreislauf des Schmiersystems zugeführt werden, und zwar in exakter Dosierung entsprechend dem jeweiligen Be­ darf, der in Abhängigkeit von Eingangsparametern des Steuergerätes festgestellt und in dem Steuergerät exakt berechnet wird. Damit verbrauchtes Altöl aus dem Ölkreis­ lauf des Schmiersystems ausgeschieden werden kann und somit eine Mindestqualität des Schmiermittels aufrechterhalten wird, ist der Vorratsbehälter über eine mit einem von dem Steuergerät ansteuerbaren Sperrventil versehene Altöllei­ tung mit einem Altölbehälter verbunden.

Der Frischöltank umfaßt gemäß seiner bevorzugten Ausführung mehrere mit Frischöl gefüllte Kammern, wobei aus jeder die­ ser Kammern, unabhängig voneinander, über separate Sperr­ ventile die jeweils benötigte Frischölmenge entnommen wer­ den kann. Um einen vorzeitigen Alterungsprozeß infolge des Kontaktes mit Sauerstoff zu verhindern, ist es zweckmäßig, das in den Kammern des Frischöltanks befindliche Frischöl mit einem oxidationshemmenden Druckgas, vorzugsweise mit Stickstoff zu beaufschlagen. Dieses Druckgas befindet sich zweckmäßigerweise in einer Überdruckdose, die mit dem Frischöltank verbunden ist. Durch die Meßeinrichtung am Vorratsbehälter wird der Ölzustand erfaßt und in dem Steuergerät ausgewertet. Um eine bedarfsgerechte Zudo­ sierung von entsprechenden Zusatzstoffen, die in einem Öl­ konzentrat enthalten sind, zu ermöglichen, ist ein ent­ sprechender Behälter vorgesehen, der mittels einer Zugabe­ leitung mit dem Vorratsbehälter verbunden ist. In der Zuga­ beleitung befindet sich ein Dosierventil, das von dem Steuergerät ansteuerbar ist.

Unterhalb der Kolbengruppe ist in bekannter Weise eine Öl­ wanne angeordnet, in der das von den Zylinderlaufflächen bzw. von der Unterseite des Kolbens tropfende Schmiermittel aufgefangen und gesammelt wird. Mittels einer von dem Steuergerät steuerbaren Pumpe wird durch eine Rückführlei­ tung Schmiermittel aus der Ölwanne dem Reinigungsmodul zu­ geführt. Das auf diese Weise in dem Reinigungsmodul aufbe­ reitete Schmiermittel gelangt dann in den Vorratsbehälter und steht weiterhin zur Schmierung der Kolbengruppe zur Verfügung. Der Reinigungsmodul umfaßt vorzugsweise einen Ölnebelabscheider, eine Zentrifuge und/oder einen Voll­ stromfilter, wobei selbstverständlich die Kombination meh­ rerer dieser Filter bzw. Abscheidevorrichtungen den Reini­ gungsgrad deutlich erhöht.

Die Meßvorrichtung besteht mindestens aus einem Füllstands­ sensor und einem Ölsensor zur Erfassung der Alterung und/oder Verschmutzung des Schmiermittels im Vorratsbehäl­ ter. Die Vorrichtung zur Versorgung der Kolbengruppe mit Schmiermittel besteht zweckmäßigerweise aus je einem Düsen­ ring pro Kolben, wobei jeder Düsenring eine Vielzahl von auf die Zylinderlauffläche gerichteten Düsen umfaßt. Damit auch eine ausreichende Kühlung des Kolbens durch Schmier­ mittel gegeben ist, sollten die Düsen einen Strahlwinkel aufweisen, durch den das Schmiermittel teilweise den Kolben und teilweise die Zylinderlauffläche benetzt. Die Blowby- Absaugung befindet sich vorzugsweise auf einer Höhe an der Zylinderlauffläche, die sich während des gesamten Kolben­ wegs zwischen zwei Ölabstreiferingen befindet, so daß die Blowby-Absaugung ausschließlich aus einem zwischen diesen Ölabstreifringen gebildeten Ringraum erfolgt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend an­ hand der Zeichnung, die in der einzigen Figur ein schema­ tisches Schaubild eines Schmiersystems für die Kolbengruppe einer Brennkraftmaschine zeigt, näher erläutert.

Dieses Schmiersystem besteht aus einem geschlossenen Kreis­ lauf 1 mit einem darin befindlichen Vorratsbehälter 2. Der Vorratsbehälter 2 enthält ein Schmiermittel 3, üblicher­ weise ein Mehrbereichsöl, das über eine Zuleitung 4, in der eine steuerbare Pumpe 5 und eine stellbare Drossel 6 ange­ ordnet sind, in einen Düsenring 7 gefördert wird. Der Dü­ senring 7 befindet sich nahe dem unteren Ende einer Zylin­ derbuchse 8 und umgibt eine Pleuelstange 9, die einen Kol­ ben 10 antreibt. Der Düsenring 7 umfaßt eine Vielzahl von Düsen 11, die einen Strahlwinkel aufweisen, durch den das Schmiermittel teilweise eine Zylinderlauffläche 12 in der Zylinderbuchse 8 und teilweise die Unterseite des Kolbens 10 benetzt. Auch auf diese Weise wird sowohl eine aus­ reichende Schmierung der Lauffläche als auch eine Kühlung des Kolbens 10 erreicht.

An dem in der Zeichnung unteren Ende eines Kolbenhemdes 15 ist ein erster Kolbenring 14 angeordnet. In der Nähe eines Bodens 16 des Kolbens 10 befindet sich an dessen Umfang ein zweiter Kolbenring 17. Diese zwei Kolbenringe 14 und 17 dienen dazu die Zylinderlauffläche 12 abzustreifen, um einerseits Schmiermittel 3 zu verteilen und andererseits eine gute Führung des Kolbens 10 in der Zylinderbuchse 8 zu gewährleisten. Außerdem wird eine Abdichtung eines zwischen den Kolbenringen 14 und 17 gebildeten Ringraums 50 gegen einen Brennraum 19 und einen Kurbelraum 51 erreicht.

Zur Verbesserung der Gleiteigenschaften und Reduzierung des Reibwiderstandes können die Kolbenringe 14 und 17 mit einer Beschichtung aus einem Material mit geringerem Reibkoeffi­ zienten und hohem Verschleißwiderstand versehen sein.

An der Zylinderbuchse 8 ist eine Blowby-Absaugung 18 vorge­ sehen, die in einer Höhe zwischen den Abstreifringen 14 und 17 angeordnet ist, bei der sich die Blowby-Absaugung 18 stets im Bereich des Ringraums 50 befindet. Dadurch können mittels der Blowby-Absaugung 18 anhand der Zylinderlauf­ fläche 12 befindliche Verbrennungsprodukte und Schmiermit­ tel abgesaugt werden. Um die Effektivität der Blowby-Absau­ gung 18 zu optimieren, wird an dem Kolben 10 auf dessen dem Brennraum 19 zugewandten Seite mindestens eine zusätzliche Hochtemperaturelastomerdichtung 20 angeordnet. Die Blowby- Absaugung 18 ist über eine Leitung 21 mit einer darin ange­ ordneten Pumpe 22 an einen Reinigungsmodul 23 ange­ schlossen. Eine Blowby-Minderung entsteht durch das Aus­ füllen des Nutgrundvolumens an der Kolbenringinnenseite und der Reduzierung der Kolbenringdynamik, wodurch das Durchströmen von Gasen/Öl im Ringbereich deutlich ver­ ringert wird. Die Abdichtung des Brennraums 19 durch die Hochtemperaturelastomerdichtungen 20 führt zu einer Kon­ taktreduzierung zwischen Verbrennungsprodukten und Schmier­ mittel, was unter anderem mit einem vorteilhaften Absinken der Kohlenwasserstoffemission verbunden ist.

Der Reinigungsmodul 23 enthält vorzugsweise einen Ölnebel­ abscheider, eine Zentrifuge und einen Vollstromfilter. Im Ölnebelabscheider werden größere Öltropfen durch Schwer­ kraftwirkung ausgeschieden. Die Gase können dann über einen Vollstromfilter zu einer Verbindungsleitung 24 abgezweigt werden, die sie dem Ansaugsystem der Brennkraftmaschine zu­ führt. Die abgeschiedenen Öltropfen werden über eine Zen­ trifuge gefördert, die zum Separieren bzw. Trennen von Be­ standteilen mit unterschiedlichen Dichten gegenüber dem Schmiermittel dient, so daß die Schmutzpartikel aus dem Schmiermittelgemisch ausgeschieden werden. Der Reinigungs­ modul 23 ist über eine Leitung 46 mit dem Vorratsbehälter 2 verbunden, wodurch eine Wiederverwendung des gereinigten Schmiermittels möglich ist.

Unter der Kolbenbaugruppe ist eine Ölwanne 25 angeordnet, in der das aus der Kolbengruppe tropfende Schmiermittel ge­ sammelt wird. An der Ölwanne 25 ist eine Rückführleitung 26 mit einer darin angeordneten Pumpe 27 angeschlossen, durch die das Schmiermittel dem Reinigungsmodul 23 zugeführt und gereinigt wird. Auf diese Weise wird auch das in der Öl­ wanne 25 aufgefangene Öl zunächst aufbereitet und erst an­ schließend wieder dem Vorratsbehälter 2 bzw. Düsenring 7 zugeführt.

Der Vorratsbehälter 2 ist zudem über eine Altölleitung 28 mit einem Altölbehälter 29 verbunden. In der Altölleitung 28 befindet sich ein Sperrventil 38, das bedarfsweise zu Öffnen ist, um verbrauchtes bzw. nicht mehr verwendbares Öl aus dem Vorratsbehälter 2, d. h. aus dem geschlossenen Kreislauf 1, der aus einem Vorratsbehälter 2, dem Düsenring 7, der Blowby-Absaugung 18 und dem Reinigungsmodul 13 be­ steht, auszuscheiden. Damit das Schmiermittelvolumen nicht einen vorgegebenen Mindestwert unterschreitet, sollte die Entnahme von Altöl aus dem geschlossenen Kreislauf 1 mit Frischöl kompensiert werden. Zu diesem Zweck ist dann der Vorratsbehälter 2 an einer mit einem Frischöltank 31 ver­ bundenen Versorgungsleitung 30 angeschlossen. Der Frischöl­ tank 31 besteht aus mehreren voneinander getrennten Kammern 32, die jeweils über separate Sperrventile 33, an die Ver­ sorgungleitung 30 angeschlossen sind. Die mit Frischöl ge­ füllten Kammern 32 sind zudem von Stickstoffgas N₂ beauf­ schlagt. Dieses Druckgas befindet sich in einer Überdruck­ dose 34 und dient dazu, das in den Kammern 32 bevorratete Frischöl vor frühzeitiger Oxidation zu schützen. Diese Oxi­ dation würde nämlich zu einer Alterung des Öls führen, was seine Qualität vorzeitig mindert.

An der Versorgungsleitung 30 ist zudem über eine Zugabelei­ tung 48 ein Behälter 35 angeschlossen, wobei in der Zugabe­ leitung 48 ein Dosierventil 36 angeordnet ist. Der Behälter 35 enthält Zusatzstoffe 37, die dem Schmiermittelgemisch 3 im Vorratsbehälter 2 zuführbar sind. Somit können einige Eigenschaften des Schmiermittelgemisches 3 im Vorratsbehäl­ ter 2 während des Betriebes der Brennkraftmaschine an be­ stimmte - sich ggf. ändernde - Anforderungen angepaßt wer­ den.

An dem Vorratsbehälter 2 befindet sich eine Meßvorrichtung, die aus einer Ölstandskontrolle 39 und einem Ölsensor 40 besteht. Diese Meßvorrichtung ist mit einem Steuergerät 41 verbunden, an das die gemessenen Daten geliefert werden. Die Ölstandskontrolle 39 dient dazu dem Steuergerät 41 die Information zu übermitteln, welche Schmiermittelmenge sich im Kreislauf 1 befindet. Der Ölsensor 40 soll die im Be­ trieb eingetretene Alterung und/oder Verschmutzung des Öls messen. Bei der Ölalterung geht es hauptsächlich um die sauren Verbrennungsrückstände, die durch Spül- und Leckver­ luste an den Kolbendichtungen in das Öl gelangen und sich darin auflösen. Dabei treten neben H₂SO₄ (Schwefelsäure) hauptsächlich HClO₄ auf. Der Ölsensor 40 mißt diese Anteile an Säure im Schmiermittelgemisch 3 und übergibt diese Daten an das Steuergerät 41. Dabei ermittelt das Steuergerät 41 nach einem vorgebbaren Verfahren die TBN des Schmiermittel­ gemisches 3.

Nach einem Vergleich mit vorgebbaren Soll-Werten wird das Steuergerät 41 bedarfsweise alle Ventile 33, 36, 38 sowie alle Pumpen 5, 22, 27 und die Drossel 6 steuern, damit die Schmierung des Kolbens 10 in der Zylinderbuchse 8 optimiert wird bei gleichzeitiger Minimierung des Schmiermittelver­ brauchs. Die Benutzung eines solchen Schmiersystems für eine Kolbengruppe einer Brennkraftmaschine, das getrennt von einem Ölkreislauf 42 eines gekapselten Ventiltriebs 43 sowie von einem weiteren Ölkreislauf 44 eines gekapselten Kurbeltriebs 45 der Brennkraftmaschine ist und von dem Steuergerät 41 gesteuert wird, ermöglicht die Auswirkung saurer Bestandteile der Verbrennungsprodukte auf das Schmiermittel 3 erheblich einzuschränken. Dadurch ver­ ringert sich insbesondere der Ölverbrauch, was ein Absinken der Chlorwasserrstoffe-Emission bewirkt. In einer gleichen Art und Weise wird dann das Steuergerät 41 in Abhängigkeit von den über den Ölsensor 40 gemessenen Werten bzgl. der Verschmutzung des Schmiermittels durch Ausscheidung ver­ brauchten Altöls und Zuführung von Frischöl und Additiven das im Kreislauf 1 befindliche Schmiermittel in einer vor­ gegebenen guten Qualität halten. Der Ölsensor 40 kann hier­ für aus einer optischen Meßeinheit bestehen, da eine Re­ lation zwischen zunehmender Verschmutzung durch unlösliche Partikel mit einem Absinken der Transmission von Licht in dem Schmiermittel gegeben ist.

Die Wartung der Brennkraftmaschine wird wesentlich verein­ facht, da eine regelmäßige Überwachung des Zustandes des Schmieröls für die Kolbengruppe entfällt. Zudem ist ein Öl­ wechsel vereinfacht, da das zu entfernende Altöl aus dem geschlossenen Kreislauf 1, während des Betriebs der Brenn­ kraftmaschine bereits ausgeschieden und in dem Altölbehäl­ ter 29 aufbewahrt wird. Dies führt zu einem erheblichen Vorteil, da ein Ölwechsel nicht zu einem nach Betriebs­ stunden oder Kilometerleistung des Kraftfahrzeugs bestimm­ ten Zeitpunkt vorzunehmen ist. Der "Ölwechsel" in Form des Leerens des Altölbehälters 29 und Füllen des Frischöltanks 31 kann problemlos zu einem Zeitpunkt durchgeführt werden, an dem die Brennkraftmaschine oder das Kraftfahrzeug ohnehin Wartungsarbeiten unterzogen wird. Bevorzugterweise ermittelt das Steuergerät 41 selbst den Zeitpunkt, zu dem es sinnvoll wäre den Ölwechsel durchzuführen und zeigt dies auf einem entsprechenden Display oder auf andere geeignete Art an.

Durch die Behandlung des Schmiermittels im Reinigungsmodul 23 und die bedarfsweise Zuführung von Additiven aus dem Be­ hälter 35 sowie Ergänzung der Schmiermittelmenge aus dem Frischöltank 31 kann ggf. auch eine sogenannte Lebensdauer­ schmierung der Brennkraftmaschine erreicht werden, d. h. da­ mit entfällt der bisher übliche regelmäßige Ölwechsel voll­ ständig. Bei entsprechender Reinigungsqualität im Reini­ gungsmodul 23 kann die im Frischöltank 31 bevorratete Öl­ menge gering gehalten werden, so daß auch der Frischöltank 31 entsprechend klein dimensioniert wird.

Claims (23)

1. Schmiersystem für die Kolbengruppe einer Brennkraftma­ schine mit einer Vorrichtung (7) zur Benetzung der für einen Kolben (10) dienenden Zylinderlauffläche (12) einer Zylinderbuchse (8) der Brennkraftmaschine und mit einem Vorratsbehälter (2) für das Schmiermittel (3) und einem zwischen dem Vorratsbehälter (2) und der Vor­ richtung (7) angeordneten, steuerbaren Fördereinrich­ tung (5) und mit einer der Zylinderlauffläche (12) zu­ geordneten Blowby-Absaugung (18) sowie einer Pumpe (22), wodurch verbrauchtes Schmiermittel aus dem Be­ reich der Zylinderlauffläche (12) entfernbar und einem Reinigungsmodul (23) zuführbar ist und mit einer Ver­ bindungsleitung (46) zwischen dem Reinigungsmodul (23) und dem Vorratsbehälter (2), durch die gereinigtes Schmiermittel dem Vorratsbehälter (2) zuführbar ist und mit mindestens einer Meßvorrichtung (39, 40), die den Schmiermittelzustand im Vorratsbehälter (2) erfaßt so­ wie einem Steuergerät (41), das eingangsseitig mit der Meßvorrichtung (39, 40) und ausgangsseitig mit der Fördereinrichtung (5) und der Pumpe (22) verbunden ist.

2. Schmiersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Fördereinrichtung aus einer Pumpe (5) mit einer auf der Druckseite der Pumpe (5) angeordneten stellbaren Drossel (6) besteht.

3. Schmiersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbehälter (2) über eine Versorgungsleitung (30) mit einem Frischöl­ tank (31) verbunden und in der Versorgungsleitung (30) ein vor dem Steuergerät (41) ansteuerbares Sperrventil (33) vorgesehen ist.

4. Schmiersystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Frischöltank (31) aus mehreren separat ansteuerbaren Kammern (32) besteht, denen jeweils ein separates Sperrventil (33) zugeordnet ist.

5. Schmiersystem nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Frischöltank (31) mit einem oxidationshemmenden Druckgas, vorzugsweise Stick­ stoff (N₂) beaufschlagt ist.

6. Schmiersystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Frischöltank (31) mit einer Überdruckdose (34) verbunden ist, in der das Druckgas enthalten ist.

7. Schmiersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbehälter (2) über eine mit einem vordem Steuergerät (41) ansteuer­ baren Sperrventil (38) versehenen Altölleitung (28) mit einem Altölbehälter (29) verbunden ist.

8. Schmiersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zusatzstoffe (37) ent­ haltender Behälter (35) vorgesehen ist, der mittels einer Zugabeleitung (48) mit dem Vorratsbehälter ver­ bunden ist.

9. Schmiersystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zugabeleitung (48) ein von dem Steuergerät (41) ansteuerbares Dosierventil (36) vorgesehen ist.

10. Schmiersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Reinigungsmodul (23) eine Verbindungsleitung (24) angeschlossen ist, durch welche die im Reinigungsmodul (23) separierten Gasbe­ standteile dem Ansaugsystem der Brennkraftmaschine zu­ geführt werden.

11. Schmiersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das aus der Kolbengruppe in eine Ölwanne (25) tropfende Schmiermittel mittels einer von dem Steuergerät (41) gesteuerten Pumpe (27) durch eine Rückführleitung (26) dem Reinigungsmodul (23) zuführbar ist.

12. Schmiersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Reinigungsmodul (23) einen Ölnebelabscheider, eine Zentrifuge und/oder einen Vollstromfilter umfaßt.

13. Schmiersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßvorrichtung min­ destens aus einem Füllstandssensor (39) und einem Öl­ sensor (40) zur Erfassung der Alterung und/oder der Verschmutzung des Schmiermittels (3) im Vorratsbehälter (2) besteht.

14. Schmiersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Versor­ gung der Kolbengruppe mit Schmiermittel aus je einem Düsenring (7) pro Kolben (10) besteht, der eine Viel­ zahl von auf die Zylinderlauffläche (12) gerichtete Dü­ sen (11) umfaßt.

15. Schmiersystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (11) einen Strahlwinkel aufweisen, durch den das Schmiermittel teilweise den Kolben (10) und teilweise die Zylinder­ lauffläche (12) benetzt.

16. Schmiersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (10) mit min­ destens einem Ölabstreifring (17) mit einer Beschich­ tung aus einem reibmindernden und verschleißfesten Ma­ terial versehen ist.

17. Schmiersystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (10) nahe seines kolbenbodenseitigen Endes mindestens eine Hochtempera­ turelastomerdichtung (20) aufweist.

18. Schmiersystem nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß nahe dem Ende des Kolbenhem­ des (15) ein weiterer Ölabstreifring (14) vorgesehen ist.

19. Schmiersystem nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Blowby-Absaugung (18) auf einer Höhe an der Zylinderlauffläche (12) angeord­ net ist, die sich während des gesamten Kolbenweges zwi­ schen den zwei Ölabstreifringen (14, 17) befindet.

20. Verfahren zur Steuerung eines Schmiersystems für die Kolbengruppe einer Brennkraftmaschine, bei dem mittels einer Fördereinrichtung (5) aus einem Vorrats­ behälter (2) Schmierstoff einer Vorrichtung (7) zum Schmieren der Zylinderlauffläche (12) einer Zylinder­ buchse (8) zugeführt wird und verbrauchtes Schmiermit­ tel von einer an der Zylinderlauffläche (12) angeordne­ ten Blowby-Absaugung (18) von der zu schmierenden Flä­ che abgezogen und über eine Pumpe (22) einem Reini­ gungsmodul (23) zugeleitet wird und nach Trennung und/oder Aufbereitung des Schmierstoffes dieser in den Vorratsbehälter (2) zurückgeführt wird, wobei mittels einer an dem Vorratsbehälter (2) angeordneten Meßvor­ richtung (39, 40) der Zustand des Schmiermittels (3) erfaßt und entsprechende Signale einem Steuergerät (30) zugeleitet werden und diese Ist-Werte des Schmiermit­ telzustandes mit vorgebbaren Soll-Werten verglichen werden und in dem Steuergerät (41) in Abhängigkeit von drehzahl- und lastabhängigen Eingangsparametern sowie der Werte des Schmiermittelzustandes Ausgangssignale generiert werden, die zur Ansteuerung der Förderein­ richtung (5) und der Pumpe (22) dienen.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest unter Berücksich­ tigung des Signals des Schmiermittelzustandes, insbe­ sondere Alterung und/oder Verschmutzung erfassenden Ölsensors (40) ein Dosierventil (36) von dem Steuerge­ rät (41) angesteuert wird, so daß dem Schmiermittel mindestens ein Zusatzstoff aus einem Behälter (35) zu­ geführt wird.

22. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß unter Berücksichtigung des Signals eines Füllstandssensors (39) das Steuergerät (41) mindestens ein Sperrventil (33) steuert, wodurch Frischöl aus einem Frischöltank (31) dem Vorratsbehäl­ ter (2) zugeleitet und mit dem darin befindlichen Schmiermittel vermischt wird.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Steuergerät (41) Ausgangssignale zur Steuerung einer Pumpe (27) in einer von der Ölwanne (25) zu dem Reinigungsmodul (23) füh­ renden Rückführleitung (26) generiert werden und eine dementsprechende Menge des Schmiermittels im Reini­ gungsmodul (23) aufbereitet wird.