DE60115740T2

DE60115740T2 - Verfahren und Einrichtung zur Schmierung einer Diesel-Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE60115740T2
Application number: DE2001615740
Authority: DE
Inventors: Gabriel Plassat
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2000-01-06
Filing date: 2001-01-04
Publication date: 2006-08-17
Anticipated expiration: 2021-01-05
Also published as: EP1130307A1; DE60115740D1; EP1130307B1; FR2803624A1; FR2803624B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schmieren der mechanischen Organe eines Dieselmotors für ein Fahrzeug sowie eine Schmiervorrichtung, die das Verfahren einsetzt.
In bestimmten Dieselmotoren für Fahrzeuge, insbesondere solchen mit Direkteinspritzung, gelangt Kraftstoff von den Zylindern zum Schmieröl-Behälter.
Insbesondere bei Fahrzeugen mit Partikelfilter kann der Motor in regelmäßigen Abständen Nachverbrennungsphasen durchführen, die die Temperatur der Abgase erhöhen, um für die Reinigung des Filters zu sorgen. Bei den Nacheinspritzphasen setzt sich ein Teil des Kraftstoffs an den Zylinderwänden ab, der bei den Translationsbewegungen des Kolbens zum Teil weggeschabt wird und in den Ölbehälter gelangt.
Dieses Lecken von Diesel in das Schmieröl kann eine Fehlfunktion des Motors nach sich ziehen. Denn mit seiner geringeren Viskosität gegenüber Öl senkt der Diesel im Ölbehälter die Viskosität der Schmierflüssigkeit. Die geringere Viskosität der Schmierflüssigkeit bewirkt sinkenden Druck im Schmierkreislauf des Motors sowie Probleme des Festfressens, insbesondere bei den Nockenwellen oder den Kipphebelträger-Wellen.
Eine Lösung des Problems besteht darin, das Schmieröl öfter zu wechseln, was jedoch die Wartungskosten des Fahrzeugs erhöht.
Die US-A-4 458 642 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schmieren der mechanischen Organe eines Motors, bei denen Öl aus einem Behälter gepumpt wird, damit es in einem Schmierkreis lauf zirkuliert, und ein Schritt des Erhitzens des Öls vorgesehen ist, um den Motor zu erwärmen und die Verunreinigungen wie beispielsweise Kraftstoff abzusondern, entsprechend den Oberbegriffen der unabhängigen Verfahrens- und Vorrichtungsansprüche.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Schmieren der mechanischen Organe eines Dieselmotors für ein Fahrzeug vorzuschlagen, bei dem die oben erwähnten Nachteile des Stands der Technik ganz oder teilweise behoben sind.
Dieses Ziel wird dadurch erreicht, dass das erfindunsgemäße Verfahren Folgendes aufweist:

– einen Schritt, in dem der im Schmieröl enthaltene Kraftstoffanteil ermittelt wird und der darin besteht, die Konzentration des Kraftstoffs im Öl zu messen,
– einen Schritt, in dem der ermittelte Kraftstoffanteil mit einem Grenzwert verglichen wird, und
– einen Schritt, in dem das Schmieröl erhitzt wird, wenn der ermittelte Kraftstoffanteil den Grenzwert übersteigt.

Gemäß einer anderen Ausführung der Erfindung führt der Motor mindestens einen Schritt der Nacheinspritzung von Kraftstoff zumindest in bestimmten Zylindern durch und der Schritt der Ermittlung des Kraftstoffanteils besteht darin, die Konzentration des Kraftstoffs im Öl in Abhängigkeit von der gemessenen Dauer der Nacheinspritzung zu berechnen.
Weitere Besonderheiten der Erfindung:

– Der Kraftstoffanteil wird in Abhängigkeit von der gemessenen Dauer der Nacheinspritzung nach der Beziehung Pg = αTp berechnet. Dabei ist Pg der Massenanteil von Diesel gegenüber der Gesamtmasse des Öls, α ein Koeffizient, der ungefähr 0,02 entspricht, und Tp die in Minuten gemessene Zeit der vom Motor durchgeführten Nacheinspritzung während eines Funktionszyklus des Motors.
– Der Grenzwert für Kraftstoff liegt in der Größenordnung von 3 bis 8 Massenprozent gegenüber der Öl-Gesamtmasse.
– Der Schritt des Erhitzens besteht darin, das Öl auf eine Temperatur in der Größenordnung von ungefähr 120 bis 200 Grad zu erhitzen.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zum Schmieren der mechanischen Organe eines Dieselmotors für ein Fahrzeug vorzuschlagen, die das Verfahren gemäß einem oder mehreren der obigen Merkmale einsetzt und bei der die Nachteile des Stands der Technik ganz oder teilweise behoben sind. Die Vorrichtung umfasst einen Ölbehälter, Mittel zum Ansaugen des Öls zu einem Schmierkreislauf und Mittel zum Erhitzen des Öls. Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung darüber hinaus Mittel zum Ermitteln des im Schmieröl enthaltenen Kraftstoffanteils auf; diese umfassen mindestens einen Sensor zum Messen der im Öl enthaltenen Kraftstoffmenge, der mit einer EDV-Einrichtung verbunden ist, Mittel zum Vergleichen des ermittelten Kraftstoffanteils mit einem bestimmten Grenzwert sowie Mittel zum Steuern der Heizmittel, die für das Erhitzen des Schmieröls sorgen, wenn der ermittelte Kraftstoffanteil höher ist als der Grenzwert.
Gemäß einer anderen Ausführung der Erfindung führt der Motor mindestens einen Schritt der Nacheinspritzung von Kraftstoff zumin dest in einigen Zylindern durch und die Mittel zum Ermitteln des Kraftstoffanteils umfassen Mittel, die die Zeit der Nacheinspritzung messen, sowie eine EDV-Einrichtung, die den im Öl enthaltenen Kraftstoffanteil in Abhängigkeit von der gemessenen Nacheinspritzzeit berechnet.
Gemäß weiterer Besonderheiten

– umfassen die Heizmittel mindestens ein System vom Typ eines Wärmewiderstands.

Weitere Besonderheiten und Vorteile werden bei der Lektüre der folgenden Beschreibung deutlich, die auf die einzige Zeichnung Bezug nimmt, welche schematisch eine erfindungsgemäße Schmiervorrichtung darstellt.
Die einzige Zeichnung zeigt ein System zum Schmieren der mechanischen Organe eines Motors, insbesondere eines Dieselmotors eines Kraftfahrzeugs. Das System umfasst einen Ölbehälter 2, der unter dem Motor 4 angeordnet ist, und eine Ölpumpe 5, deren Saugkopf 6 sich im Behälter 2 befindet. Das Öl 1 wird in einen Schmierkreislauf 3 des Motors 4 gepumpt, wo es zirkuliert. Nachdem es durch den Motor 4 gelaufen ist, gelangt das Öl R wieder in den Behälter 2.
Wie dargestellt, kann der Kreislauf 3 mindestens einen Austauscher 7 aufweisen, der mit einer Kühlflüssigkeit versorgt werden kann. Insbesondere können die Austauscher 7 (nicht dargestellte) Schaltmittel aufweisen, die es erlauben, das Schmieröl zu kühlen oder die Geschwindigkeit seines Temperaturanstiegs zu erhöhen. Die Schmiervorrichtung weist herkömmlicherweise auch Heizmittel 8 auf, die für das Erhitzen des Schmieröls 1 sorgen.
Erfindungsgemäß umfasst die Vorrichtung Mittel 10, 11 zum Ermitteln des im Schmieröl enthaltenen Kraftstoffanteils. Wenn der im Öl enthaltene Kraftstoffanteil einen bestimmten Grenzwert überschreitet, steuert die Schmiervorrichtung das Erhitzen des Öls 1. Beim Erhitzen des Öls verdampft zumindest ein Teil des Diesels. Die dabei entstehenden Kraftstoffdämpfe können zum Einlass des Motors gesaugt werden.
Das Öl 1 kann stellenweise bis auf eine Temperatur in der Größenordnung von beispielsweise 120 bis 200 Grad und vorzugsweise von ungefähr 150 Grad erhitzt werden.
Der Grenzwert für den Kraftstoffanteil kann in der Größenordnung von 3 bis 8 Massenprozent und vorzugsweise ungefähr 5 Prozent gegenüber der Gesamtmasse an Öl betragen.
Wenn der Motor 4 mindestens einen Schritt der Nacheinspritzung von Kraftstoff zumindest in bestimmten Zylindern durchführt, kann der Kraftstoffanteil im Öl ausgehend von der Messung der Zeit der vom Motor durchgeführten Nacheinspritzung berechnet werden.
Die Mittel zum Ermitteln können daher beispielsweise aus einer EDV-Einrichtung 9 wie einem Rechner bestehen, der mit einer Vorrichtung 11 zum Messen der Zeit der vom Motor durchgeführten Nacheinspritzung verbunden ist. Beispielsweise sind die Mittel zum Ermitteln 9 mit einem Motor-Rechner 11 verbunden, der die Funktionsweise des Motors 4 lenkt. Der Motor-Rechner 11 zeigt den Mitteln zum Ermitteln 9 die Dauer der vom Motor 4 durchgeführten Nacheinspritzung an.
Der in der Schmierflüssigkeit enthaltene Dieselanteil wird vorzugsweise mit der folgenden Formel berechnet: Pg = αTp. Dabei entspre chen Pg dem Massenanteil von Diesel gegenüber der Gesamtmasse an Öl und α einem konstanten Multiplikationskoeffizienten, der ungefähr 0,02 beträgt. Tp ist die Zeit der vom Motor durchgeführten Nacheinspritzung, die während eines Funktionszyklus des Motors in Minuten gemessen wird.
Die Nacheinspritzzeit hängt von verschiedenen Parametern wie beispielsweise der Geschwindigkeit und der Last des Fahrzeugs, der Außentemperatur, der Temperatur und dem Verschmutzungsgrad des Partikelfilters ab.
Wenn der Rechner 9 feststellt, dass der Dieselanteil im Öl den Grenzwert überschreitet, steuert er das In-Gang-Setzen der Mittel zum Erhitzen des Öls. Nicht dargestellte Mittel zum Messen der Temperatur des Öls können vorgesehen sein, um das Erhitzen des Öls zu stoppen, wenn dessen Temperatur einen Grenzwert in der Größenordnung von beispielsweise 230 Grad übersteigt.
Die Mittel 8 zum Erhitzen des Öls können beispielsweise mindestens einen Heizwiderstand aufweisen, der im Ölbehälter angeordnet ist, oder ein anderes, gleichwertiges System.
Als Variante können die Mittel zum Ermitteln des Kraftstoffanteils im Öl eine Sonde oder einen Sensor 10 aufweisen, der im Ölbehälter 2 angeordnet ist und die Menge an Diesel im Schmieröl messen kann. Der Sensor oder die Sonde können beispielsweise ein kapazitiver Sensor oder ein Sensor sein, der die Viskosität der Schmierflüssigkeit misst.
Es wurde ersichtlich, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung einfach aufgebaut ist und dennoch den Dieselanteil im Schmieröl eines Motors begrenzen kann.
Obwohl die Erfindung in Verbindung mit besonderen Ausführungsarten beschrieben wurde, umfasst sie sämtliche Mittel, die zu den beschriebenen Mitteln technisch gleichwertig sind und in den Rahmen der unabhängigen Ansprüche fallen.

Claims

Verfahren zum Schmieren der mechanischen Organe eines Dieselmotors für ein Fahrzeug, das darin besteht, Öl (1) aus einem Behälter (2) zu pumpen, damit es in einem Schmierkreislauf (3) des Motors (4) zirkuliert, wobei das Verfahren einen Schritt des Erhitzens des Öls aufweist, um den Kraftstoff vom Öl zu trennen, dadurch gekennzeichnet, dass es Folgendes aufweist: – einen Schritt, in dem der im Schmieröl (1) enthaltene Kraftstoffanteil ermittelt wird und der darin besteht, die Konzentration des Kraftstoffs im Öl (1) zu messen, – einen Schritt, in dem der ermittelte Kraftstoffanteil mit einem Grenzwert verglichen wird, und – einen Schritt, in dem das Schmieröl (1) erhitzt wird, wenn der ermittelte Kraftstoffanteil den Grenzwert übersteigt.
Schmierverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Ermittelns des Kraftstoffanteils darin besteht, die Konzentration des Kraftstoffs in einem Ölbehälter des Motors mit einem kapazitiven Sensor oder einem Sensor zu messen, der die Viskosität der Schmierflüssigkeit erfasst.
Verfahren zum Schmieren der mechanischen Organe eines Dieselmotors für ein Fahrzeug, das darin besteht, Öl (1) aus einem Behälter (2) zu pumpen, damit es in einem Schmierkreislauf (3) des Motors (4) zirkuliert, wobei das Verfahren einen Schritt des Erhitzens des Öls aufweist, um den Kraftstoff vom Öl zu trennen, wobei der Motor mindestens einen Schritt der Nacheinspritzung von Kraftstoff zumindest in bestimmten Zylindern durchführt, dadurch gekennzeichnet, dass es Folgendes aufweist: – einen Schritt, in dem der im Schmieröl (1) enthaltene Kraftstoffanteil ermittelt wird und der darin besteht, die Konzentration des Kraftstoffs im Öl (1) in Abhängigkeit von der gemessenen Nacheinspritzzeit zu berechnen, – einen Schritt, in dem der ermittelte Kraftstoffanteil mit einem Grenzwert verglichen wird, und – einen Schritt, in dem das Schmieröl (1) erhitzt wird, wenn der ermittelte Kraftstoffanteil den Grenzwert übersteigt.
Schmierverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffanteil in Abhängigkeit von der gemessenen Nacheinspritzzeit nach der Formel Pg = αTp berechnet wird, bei der Pg dem Massenanteil von Diesel gegenüber der Gesamtmasse an Öl, α einem Koeffizienten von ungefähr 0,02 und Tp der in Minuten gemessenen Zeit der vom Motor durchgeführten Nacheinspritzung während eines Funktionszyklus des Motors entspricht.
Schmierverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Grenzwert für den Kraftstoffanteil in der Größenordnung von 3 bis 8 Massenprozent gegenüber der Gesamtmasse an Öl liegt.
Schmierverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Erhitzens darin besteht, das Öl (1) auf eine Temperatur in der Größenordnung von ungefähr 120 bis 200 Grad zu erhitzen.
Vorrichtung zum Schmieren der mechanischen Organe eines Dieselmotors für ein Fahrzeug, welche das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 einsetzt und einen Ölbehälter (2), Mittel (5, 6) zum Ansaugen des Öls zu einem Schmierkreislauf (3) und Mittel (8) zum Erhitzen des Öls (1) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel (9, 10, 11) zum Ermitteln des im Schmieröl (1) enthaltenen Kraftstoffanteils mit mindestens einem Sensor (10) zum Messen der im Öl (1) enthaltenen Kraftstoffmenge aufweist, der mit einer EDV-Einrichtung (9), Mitteln zum Vergleichen des ermittelten Anteils und Mitteln (9) zum Steuern der Heizmittel (8) verbunden ist, welche das Schmieröl (1) erhitzen, wenn der ermittelte Kraftstoffanteil den Grenzwert übersteigt.
Vorrichtung zum Schmieren der mechanischen Organe eines Dieselmotors für ein Fahrzeug, die das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 einsetzt, wobei der Motor mindestens einen Schritt der Nacheinspritzung von Kraftstoff zumindest in bestimmten Zylindern durchführt, mit einem Ölbehälter (2), mit Mitteln (5, 6) zum Ansaugen des Öls zu einem Schmierkreislauf (3), mit Mitteln (8) zum Erhitzen des Öls (1), dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel (9, 10, 11) zum Ermitteln des im Schmieröl (1) enthaltenen Kraftstoffanteils aufweist, die Mittel (11) zum Messen der Dauer der Nacheinspritzung und eine EDV-Einrichtung (9) umfassen, die den im Öl (1) enthaltenen Kraftstoffanteil in Abhängigkeit von der gemessenen Dauer der Nacheinspritzung berechnet, sowie Mittel (9), die den ermittelten Anteil vergleichen und Mittel (9) zum Steuern der Heizmittel (8), welche das Schmieröl (1) erhitzen, wenn der ermittelte Kraftstoffanteil den Grenzwert übersteigt.
Schmiervorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizmittel mindestens ein System von der Art eines Wärmewiderstands (8) aufweisen.