EP1533487A2 - Verfahren zum Betreiben von Fahrzeugen und selbstfahrenden Arbeitsmaschinen, die mit einem Naturöl betriebenen Dieselmotor ausgerüstet sind - Google Patents

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EP1533487A2
EP1533487A2 EP04027278A EP04027278A EP1533487A2 EP 1533487 A2 EP1533487 A2 EP 1533487A2 EP 04027278 A EP04027278 A EP 04027278A EP 04027278 A EP04027278 A EP 04027278A EP 1533487 A2 EP1533487 A2 EP 1533487A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
oil
transmission
lubricating oil
fuel
engine
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP04027278A
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English (en)
French (fr)
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EP1533487A3 (de
Inventor
Hans-Jürgen Dr. Kampmann
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MWB MOTORENWERKE BREMERHAVEN AG
Original Assignee
MWB MOTORENWERKE BREMERHAVEN AG
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Publication date
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Application filed by MWB MOTORENWERKE BREMERHAVEN AG filed Critical MWB MOTORENWERKE BREMERHAVEN AG
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Publication of EP1533487A3 publication Critical patent/EP1533487A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M9/00—Lubrication means having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01M1/00 - F01M7/00
    • F01M9/04—Use of fuel as lubricant
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M5/00—Heating, cooling, or controlling temperature of lubricant; Lubrication means facilitating engine starting

Definitions

  • the invention relates to a method for operating Vehicles and self-propelled work machines with a diesel engine operated by natural oil, from a common tank of natural oil as a lubricant and fuel is supplied.
  • Natural oils are known to have a cold state a high viscosity and consequently a low Flowability. Consequently, natural oils, which are considered and lubricant used for diesel engines, heated, to the viscosity of natural oils to the engine technology To adapt conditions.
  • an engine operated with natural oil in which the engine is supplied with lubricant, coolant and fuel from only one suction pipe connected to the fuel tank in the circuit and from this cycle successively the cooling circuit, the lubricant circuit, and the fuel for the injection pump is derived.
  • the natural oil is heated in the fuel tank or in an additional tank by means of an integrated heat exchanger to a temperature of 70 to 90 ° C before it is supplied via the common suction line as a lubricant and fuel to the engine.
  • a diesel engine is known, the including with viscous natural oil fuel can be operated.
  • the adaptation of the flowability of natural oil also takes place by heating the Natural oil in natural oil tank, in which preferably an electric Heating device is provided by a Electricity is heated.
  • Object of the present invention is therefore, the initially mentioned method for operating diesel engines to improve with natural oil in that both the engine and the gearbox with or without hydraulic supply a vehicle or a self-propelled work machine economically from a supply source operated with natural oil or lubricious fuel can be.
  • the thermal adaptation of the viscosity of the system takes place Natural or lubricious fuel to the operating conditions as transmission oil, lubricating oil for the engine and fuel for the engine exclusively through the common supply circuit, so that can be dispensed with additional and independent from the supply circuit supply sources to adjust the individual viscosities of natural oil. Rather, by the constant supply of fresh natural oil or lubricious fuel from the tank as a function of the consumed fuel fraction, a permanent renewal of the respective functional materials is achieved, which leads to improved cleanliness of the functional substances in the system cycles.
  • the thermal adaptation of the viscosity of the fuel component colder transmission oil from the transmission housing and / or the transmission oil pump housing is used, which flows through the heat exchanger in countercurrent.
  • the temperature difference between the colder gear oil and the lubricating oil from the lubricating oil sump is used, which has a viscosity of 5 to 12 mm 2 / s for hydrodynamic lubrication, which is achieved at a temperature of 90 to 110 ° C.
  • This difference in temperature is suitable for adapting the withdrawn portion of lubricating oil used as fuel to a viscosity of approximately 10 mm 2 / s, which is optimal for diesel injection technology.
  • the fresh oil supply from the tank for natural oil or lubricious fuel depending on Gear oil level regulated in the gearbox.
  • gear oil level regulated in the gearbox is ensured that the transmission oil is permanent by the addition of fresh natural oil or lubricious Fuel renewed and at the same time partially cooled becomes.
  • the lubricating oil sump Level-regulated With the shut-off valves for Lubricating oil supply to the lubricating oil sump in the transmission oil supply of transmission oil circulation and in the direction of warm Transmission return of the transmission, the partially over the heat exchanger for adjusting the viscosity of the Fuel level is guided by the level control be controlled in the lubricating oil sump. This will ensure that in any case also in the starting phase of Motors the withdrawn lubricating oil content is replaced.
  • the drawing shows a schematic procedure, with a vehicle or self-propelled work machine with a natural oil powered diesel engine and a gear lubrication called plant oil flow lubrication from a common supply line is operated.
  • the system circuit for transmission oil is at the only one Tank 1 for natural oil connected via the fresh oil supply 8, in which a pump 9 is arranged.
  • the Fresh oil line 8 leads to a transmission oil housing 27 in a hydraulic / transmission oil pump 14 is integrated.
  • the hydraulic / oil pump 14 Via the hydraulic / transmission oil pump 14, the hydraulic / oil filter, the hydraulic oil distribution 26 and the transmission oil sump in the transmission housing 23 with the gear oil pump housing 23 supplied fresh natural oil and / or cooled transmission oil supplied via the return line 12 supplied from the transmission oil circulation 28, 12 becomes.
  • the gear oil level in the transmission housing 23 is with a Level control 25, with the pump 9 in the Fresh oil line 8 is controlled, level-controlled.
  • Transmission housing 23 Below the minimum level of the gear oil level is on Transmission housing 23 a transmission oil return line 24 connected.
  • the transmission oil return line 24 is above a unspecified T-piece to the transmission oil pump housing 27 and at the same time via the line 7, in the one lockable control valve and a subsequent Lubricating oil pump 18 is arranged on the cold side 5 of the Heat exchanger 3 connected.
  • the transmission oil pump housing is equipped with a transmission oil circulation 28, 12, in which the heat exchanger 29 is involved.
  • a transmission oil circulation 28, 12 In the transmission oil flow 28 is over a unspecified T-piece a line 21 for the Lubricating oil discharge connected to the lubricating oil sump 22, which can be shut off via a control valve 13.
  • a switchable control valve 19 In the return 12 of the transmission oil circuit 28, 12 is before the supply the fresh oil line 8 a switchable control valve 19 arranged.
  • the lockable control valve 13 in the oil supply line 28 and the switchable control valve 19 in the return line 12 of the oil circulation line 28, 12th and the lockable valve 32 in the line 7 are from the level control 30 of the lubricating oil level in Lubricating oil sump 22 activated.
  • the system circuit for the lubricating oil of the engine 2 is depending on the level-controlled lubricating oil level in the lubricating oil pan and the switching position controlled above the control valves 13, 19, 32 from the system circuit supplied with lubricating oil of the transmission oil.
  • a lubricating oil / coolant heat exchanger 33 arranged, the cold side over a Water return 38 and a water supply 37 with a Partial flow of the coolant from the coolant distribution 35 is acted upon by the coolant / air cooler 34 is supplied with coolant, by means of a Coolant pump 39 and a coolant return 40th is performed in circulation with the coolant distribution 35.
  • Warm side is the lubricating oil / coolant heat exchanger 33 continuously through an oil pump with hot Lubricating oil from the lubricating oil sump 22 acted upon.
  • a lubricating oil filter 16 is connected via which the cooled lubricating oil again the pressure circulation lubrication, not shown and finally fed to the lubricating oil sump 22 becomes.
  • the system circulation of fuel for the injection pump 10 is supplied from the lubricating oil sump 22.
  • Supply of the system circulation for the fuel becomes constantly a portion of the lubricating oil from the lubricating oil sump Derived via the line 20 of the hot side 6 the heat exchanger 3, with a fuel filter 4 is connected in series, is supplied and then via the supply line 11 in the injection pump 10 is introduced, the unused amount of supplied fuel to the injection pump 10 via the Leakage line 15 back into the lubricating oil sump 22 returned becomes.
  • the tank 1 When operating the method is cold natural oil the tank 1 via the pump 9 in the system circuit of Transmission oil lubrication initiated and via the hydraulic / transmission oil pump 14 and the hydraulic / transmission oil filter 17 of the hydraulic distribution 26 and the level-controlled Transmission oil sump of the transmission housing 23 supplied.
  • a natural oil amount of 50-100 dm 3 / min is relatively cool and consequently with a high viscosity for the tooth flank lubrication and the hydraulic oil distribution 26 for about 100 times continuously in the transmission oil circulation 28, 12 driven, so that the transmission oil on the Cooler 29 is kept at the relatively cool temperature to maintain the high viscosity of the gear oil for the tooth flank lubrication and the hydraulic distribution 26.
  • the lubricating oil is continuously pumped by means of an oil pump 31 via the built-in engine 2 lubricating oil / coolant heat exchanger 33 and then as cooled lubricating oil over the Lubricating oil filter 16 of the pressure circulation lubrication, not shown, and finally fed to the 'lubricating oil sump 22.
  • 0.5-1 dm 3 / min of lubricating oil is withdrawn from the lubricating oil sump as lost fuel and fed to the heat exchanger 3, which is connected in series with the fuel filter 4, on the hot side 5, that on the cold side 5 with warm lubricating oil is acted upon from the transmission housing 23.
  • the lubricating oil by the flowing in countercurrent warm gear oil, which is controlled via the line 7, the lubricating oil pump 18, the lockable control valve 32, which is controlled by the level control 30 of the lubricating oil sump 22 and the transmission oil return line 24 from the transmission housing 23 to the heat exchanger. 3 is fed, cooled to the optimum viscosity of about 10 mm 2 / s and then introduced via the supply line in the injection pump 10 as fuel.
  • the heat exchanger 3 cold side flowed through transmission oil is connected via the connected to the heat exchanger 3 Lubricating oil line 21 in the lubricating oil sump 22 to Support for the cooling of the lubricating oil initiated.
  • the warm transmission oil return is supplied from the transmission 23 and the Control of the pump 9 by the level control 25 in the transmission housing 23 for supplying the fresh natural oil is ensured that regularly fresh natural oil depending on the fuel consumed and possible Leaks exclusively through the system cycle the transmission oil is supplied to the entire system, whereby at the same time a permanent renewal of the supply cycle is achieved with natural oil.

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Abstract

Die Erfindung stellt ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs und/oder einer selbstfahrenden Arbeitsmaschine mit einem Dieselmotor vor, bei dem das Schmierölsystem, das Kühlsystem und die Antriebseinheit, die das Getriebe und/oder eine Hydraulikeinheit umfaßt, aus einem gemeinsamen Tank (1) mit Naturöl betrieben werden kann. Zu diesem Zweck wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß nacheinander der Systemkreislauf des Getriebe-/und Hydraüliköls, der Systemkreislauf des Schmieröls für den Motor (2) und der Systemkreislauf für den Kraftstoff der Einspritzpumpe aus einem gemeinsamen Versorgungskreislauf erfolgt, wobei der Versorgungskreislauf in Abhängigkeit der Verbrauchsmenge des Kraftstoffs kontinuierlich durch Naturöl aus dem gemeinsamen Tank (1) ergänzt wird und das Naturöl für die einzelnen Systemkreisläufe an die jeweils optimalen Viskositäten unter Nutzung des Temperaturverlaufs der einzelnen Systemkreisläufe angepaßt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben von Fahrzeugen und selbstfahrenden Arbeitsmaschinen, die mit einem Naturöl betriebenen Dieselmotor ausgerüstet sind, der aus einem gemeinsamen Tank mit Naturöl als Schmier- und Treibstoff versorgt wird.
Naturöle verfügen bekanntlich im kalten Zustand über eine hohe Viskosität und demzufolge über eine geringe Fließfähigkeit. Folglich werden Naturöle, die als Kraft- und Schmierstoff für Dieselmotoren genutzt werden, erwärmt, um die Viskosität der Naturöle an die motortechnischen Bedingungen anzupassen.
Aus der DE 198 17 976 C2 ist ein mit Naturöl betriebener Motor bekannt, bei dem der Motor mit Schmiermittel, Kühlmittel und Kraftstoff aus nur einer am Kraftstofftank angeschlossenen Saugleitung im Kreislauf versorgt wird und aus diesem Kreislauf nacheinander der Kühlkreislauf, der Schmiermittelkreislauf, und der Kraftstoff für die Einspritzpumpe abgeleitet wird. Zu diesem Zweck wird das Naturöl im Kraftstofftank oder in einem zusätzlichen Tank mittels eines integrierten Wärmeaustauschers auf eine Temperatur von 70 bis 90°C erwärmt, bevor es über die gemeinsame Saugleitung als Schmier- und Treibstoff dem Motor zugeführt wird.
Mit diesem vorgeschlagenen Verfahren wird zwar eine Viskosität und damit Fließfähigkeit des Naturöls erreicht, die den mötortechnischen Bedingungen, nämlich der hydrodynamischen Schmierung des Motors sowie auch den optimalen Einspritzbedingungen, angepaßt ist, jedoch verfügt das auf 70 bis 90°C erwärmte Naturöl nicht mehr über eine ausreichend hohe Viskosität, die beispielsweise auch für eine Getriebeschmierung oder zur Versorgung einer Hydraulikverteilung erforderlich ist. Folglich sind für die weiteren Antriebseinheiten, wie das Getriebe und eine mögliche Hydraulikverteilung, gesonderte Versorgungsquellen und Versorgungskreisläufe vorzusehen.
Aus der OS 38 00 585 ist ein Dieselmotor bekannt, der unter anderem auch mit dickflüssigem Naturölkraftstoff betrieben werden kann. Die Anpassung der Fließfähigkeit des Naturöls erfolgt dabei ebenfalls durch Erwärmung des Naturöls im Naturöltank, in dem bevorzugt eine elektrische Heizvorrichtung vorgesehen ist, die von einem Stromnetz beheizt ist.
Aus der DE 44 18 856 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben eines Dieselmotors mit Naturöl bekannt geworden, bei dem innerhalb des Kraftstoffsystems und zwar unmittelbar vor der Einspritzpumpe ein Wärmeaustauscher vorgesehen ist, der durch die Abwärme im Motorbetrieb oder auch elektrisch beheizt sein kann und über den das zugeführte Naturöl erwärmt wird, um die Fließfähigkeit des Naturöls auf die Einspritzbedingungen für die Einspritzpumpe des Motors anzupassen.
Aus der DE 26 56 223 A1 ist eine Brennkraftmaschine bekannt, deren Versorgungssysteme, wie das Schmiersystem und das Kühlsystem aus einem gemeinsamen Behälter der Kraftstoffversorgung versorgt werden. Zu diesem Zweck sind die einzelnen Systeme über getrennt voneinander unabhängige Leitungen mit dem Behälter der Kraftstoffversorgung verbunden, wobei zusätzliche Leitungen zwischen den einzelnen Systemen und der Brennkraftmaschine vorgesehen sind. Diese Systeme sind daher in der Funktion unabhängig voneinander und damit einzeln zu regeln.
Auch diese bekannten Verfahren zum Betreiben von Dieselmotoren mit Naturöl sind nur geeignet, um die Viskosität des zugeführten Naturöls aus einem Tank an die einzelnen motortechnischen Bedingungen eines Motors anzupassen. Für die Schmierung des Getriebes oder auch für die Versorgung einer möglichen Hydraulikölverteilung, die eine höhere Viskosität des Schmierstoffs erfordern, sind ebenfalls weitere Versorgungsquellen vorzusehen, auch dann, wenn eine Versorgung dieser Einheiten mit Pflanzenöl erfolgen soll.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die eingangs genannten Verfahren zum Betreiben von Dieselmotoren mit Naturöl dadurch zu verbessern, daß sowohl der Motor und das Getriebe mit oder ohne Hydraulikversorgung eines Fahrzeugs oder einer selbstfahrenden Arbeitsmaschine wirtschaftlich aus einer Versorgungsquelle mit Naturöl oder schmierfähigem Treibstoff betrieben werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gelöst, bei dem die Antriebseinheit des Fahrzeugs oder der selbstfahrenden Arbeitsmaschine, die das Getriebe mit oder ohne Hydraulikölverteilung und den Motor umfaßt, in dieser Reihenfolge nacheinander aus einem gemeinsamen Versorgungskreislauf mit Naturöl oder schmierfähigem Treibstoff von einem gemeinsamen Tank versorgt wird, in dem
  • das Naturöl oder der schmierfähige Treibstoff mit einer für die Getriebeschmierung und die Hydraulikölversorgung geeigneten Viskosität über eine Hydraulik- und/oder Getriebepumpe und einem nachgeschalteten Hydraulik-/Getriebefilter der Hydraulikverteilung und/oder einem niveaustandgeregelten Getriebegehäuse zugeführt und über einen Getriebeölumlauf mit einem eingebundenen Wärmeaustauscher bei dieser Viskosität gehalten wird;
  • aus dem Getriebeölvorlauf des Getriebeölumlaufs zum Wärmeaustauscher über ein absperrbares Regelventil und/oder aus dem Getriebeölrücklauf des Getriebegehäuses über ein absperrbares Ventil erwärmtes Getriebeöl in den Schmierölsumpf eingeleitet wird;
  • die Viskosität des Schmieröls im Schmierölsumpf thermisch über einen im oder am Motor integrierten Schmieröl-/Kühlmittelwärmeaustauscher für eine hydrodynamische Schmierung des Motors angepaßt wird;
  • ein Anteil des Schmieröls aus dem Schmierölsumpf als Kraftstoff abgeleitet wird und
  • der abgeleitete Kraftstoffanteil aus dem Schmierölsumpf in einem dem Motor zugeordneten und mit dem Kraftstofffilter in Reihe geschalteten Wärmeaustauscher thermisch an eine Viskosität angepaßt wird, die den optimalen Einspritzbedingungen entspricht.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahrensablauf hat sich überraschend gezeigt, daß auch aus dem Versorgungskreislauf, der aus einem Tank mit Naturöl oder auch schmierfähigem Treibstoff beaufschlagt wird, die einzelnen Systemkreisläufe für die Getriebeschmierung und auch für eine mögliche Hydraulikversorgung, für die Motorschmierung und -kühlung und für die Versorgung des Motors mit Kraftstoff so betrieben werden können, das eine optimale Funktion der Antriebseinheit also des Motors und des Getriebes auch mit einer möglichen Hydraulikversorgung gewährleistet ist.
Durch die in den einzelnen Systemkreisläufen eingebundenen Wärmeaustauscher, die systemabhängig unter Nutzung der im Versorgungskreislauf befindlichen Medien heißes Schmieröl, kaltes Öl aus dem Tank, leicht temperiertes Öl aus dem Getriebe, dem Kühlkreislauf und Kühlluft geregelt und gesteuert werden, erfolgt die termische Anpassung der Viskosität des Naturöls oder des schmierfähigen Treibstoffs an die Betriebsbedingungen als Getriebeöl, Schmieröl für den Motor und Kraftstoff für den Motor ausschließlich durch den gemeinsamen Versorgungskreislauf, so daß auf zusätzliche und vom Versorgungskreislauf unabhängige Versorgungsquellen zur Anpassung der einzelnen Viskositäten des Naturöls verzichtet werden kann. Vielmehr, durch die ständige Zuführung von frischem Naturöl oder schmierfähigem Treibstoff aus dem Tank in Abhängigkeit des verbrauchten Kraftstoffanteils wird eine permanente Erneuerung der jeweiligen Funktionsstoffe erreicht, die zu einer verbesserten Sauberkeit der Funktionsstoffe in den Systemkreisläufen führt. Mit der verbesserten Sauberkeit der Funktionsstoffe kann auf Maßnahmen für das Schmutzhaltevermögen und der Korrosionsstabilität verzichtet werden. Desweiteren können Druckinhibitoren entfallen, da nach diesem Verfahren das als Getriebeöl genutzte Naturöl regelmäßig um den als Kraftstoff verbrauchten Anteil durch frisches Naturöl ersetzt wird und damit für die kurze Verbrauchszeit die Getriebeölqualität für die Druckbelastung in den Lagern und an den Zähnen der Getrieberäder ausreichend ist.
Vorteilhafterweise wird für die thermische Anpassung der Viskosität des Kraftstoffanteils kälteres Getriebeöl aus dem Getriebegehäuse und/oder dem Getriebeölpumpengehäuse genutzt, das den Wärmeaustauscher im Gegenstrom durchströmt. Damit wird ausschließlich die Temperaturdifferenz zwischen dem kälteren Getriebeöl und dem Schmieröl aus dem Schmierölsumpf genutzt, das für eine hydrodynamische Schmierung eine Viskosität von 5 bis 12 mm2/s aufweist, die bei einer Temperatur von 90 bis 110°C erreicht wird. Diese Temparaturdifferenz ist geeignet, den abgezogenen Schmierölanteil, der als Kraftstoff genutzt wird, auf eine Viskosität von ca. 10mm2/s anzupassen, die optimal für die Dieseleinspritztechnik ist.
Vorteilhaft ist auch, wenn das den Wärmeaustauscher durchströmte Getriebeöl über eine Schmierölleitung in den Schmierölsumpf des Motors eingeleitet wird. Mit diesem im Wärmeaustauscher erwärmten aber gegenüber dem Schmieröl kälteren Getriebeölanteil wird gleichzeitig eine Teilkühlung des Schmieröls im Schmierölsumpf erreicht, die es möglich macht, den im oder am Motor integrierten Wärmeaustauscher zur Anpassung der Viskosität des Schmieröls für eine hydrodynamische Schmierung des Motors zu unterstützen.
Bevorzugt wird die Frischölzufuhr aus dem Tank für Naturöl oder schmierfähigen Treibstoff in Abhängigkeit des Getriebeölstandes im Getriebegehäuse geregelt. Über diese Regelung ist gesichert, daß das Getriebeöl permanent durch die Zuführung von frischem Naturöl oder schmierfähigem Treibstoff erneuert und gleichzeitig teilgekühlt wird.
Zur Einhaltung des Schmierölniveaus ist der Schmierölsumpf niveaugeregelt, wobei die Absperrventile zur Schmierölzuführung zum Schmierölsumpf im Getriebeölvorlauf des Getriebeölumlaufes und in der Leitung des warmen Getrieberücklaufs des Getriebes, der teilweise über den Wärmeaustauscher zum Anpassen der Viskosität des Kraftstoffanteils geführt wird, von der Niveauregelung im Schmierölsumpf angesteuert werden. Damit wird gewährleistet, daß in jedem Fall auch in der Startphase des Motors der abgezogene Schmierölanteil ersetzt wird.
Weitere Einzelheiten des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und der beigefügten Zeichnung, in der eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist.
Die Zeichnung zeigt einen schematischen Verfahrensablauf, mit dem ein Fahrzeug oder selbstfahrende Arbeitsmaschine mit einem Naturöl betriebenen Dieselmotor und einer als Pflanzenöldurchlaufschmierung bezeichneten Getriebeschmierung aus einer gemeinsamen Versorgungsleitung betrieben wird.
Wie in der Zeichung gezeigt, wird über eine gemeinsame Versorgungsleitung, die aus nur einem Tank 1 mit Naturöl versorgt wird, nacheinander der Systemkreislauf für Getriebeöl für das Getriebegehäuse 13, die Hydraulikölverteilung 26, den Getriebeölumlauf 12, 28 mit dem eingebundenen Wärmeaustauscher 29, der Systemkreislauf für das Schmieröl für den Motor 2 mit dem integrierten Schmieröl-/Kühlmittelwärmeaustauscher 33 sowie der Systemkreislauf für Kraftstoff, in dem ein Kraftstofffilter 4 mit einem in Reihe geschalteten Wärmeaustauscher 3 sowie die Einspritzpumpe 10 eingebunden ist, mit Naturöl versorgt.
Der Systemkreislauf für Getriebeöl ist an dem einzigen Tank 1 für Naturöl über die Frischölzuleitung 8 angeschlossen, in der eine Pumpe 9 angeordnet ist. Die Frischölleitung 8 führt zu einem Getriebeölgehäuse 27 in der eine Hydraulik-/Getriebeölpumpe 14 integriert ist. Über die Hydraulik-/Getriebeölpumpe 14 wird der Hydraulik-/Ölfilter, die Hydraulikölverteilung 26 und der Getriebeölsumpf im Getriebegehäuse 23 mit dem zum Getriebeölpumpengehäuse 23 zugeführten frischen Naturöl und/oder gekühlten Getriebeöl versorgt, das über die Rückleitung 12 aus dem Getriebeölumlauf 28, 12 zugeführt wird.
Der Getriebeölstand im Getriebegehäuse 23 ist mit einer Niveaustandsregelung 25, mit der die Pumpe 9 in der Frischölleitung 8 ansteuert wird, niveaugeregelt.
Unterhalb des Minimalniveaus des Getriebeölstands ist am Getriebegehäuse 23 eine Getriebeölrückleitung 24 angeschlossen. Die Getriebeölrückleitung 24 ist über ein nicht näher bezeichnetes T-Stück an das Getriebeölpumpengehäuse 27 und gleichzeitig über die Leitung 7, in der ein absperrbares Regelventil und eine nachfolgende Schmierölpumpe 18 angeordnet ist, an der Kaltseite 5 des Wärmeaustauschers 3 angeschlossen.
Das Getriebeölpumpengehäuse ist mit einem Getriebeölumlauf 28, 12 verbunden, in dem der Wärmeaustauscher 29 eingebunden ist. Im Getriebeölvorlauf 28 ist über ein nicht näher bezeichnetes T-Stück eine Leitung 21 für die Schmierölableitung zum Schmierölsumpf 22 angeschlossen, die über ein Regelventil 13 absperrbar ist. In der Rückleitung 12 des Getriebeölumlaufs 28, 12 ist vor der Zuführung der Frischölleitung 8 ein umschaltbares Regelventil 19 angeordnet. Das absperrbare Regelventil 13 in der Ölvorlaufleitung 28 und das umschaltbare Regelventil 19 in der Rückleitung 12 der Ölumlaufleitung 28, 12 sowie das absperrbare Ventil 32 in der Leitung 7 werden von der Niveaustandsregelung 30 des Schmierölstands im Schmierölsumpf 22 angesteuert.
Der Systemkreislauf für das Schmieröl des Motors 2 wird in Abhängigkeit des niveaugeregelten Schmierölstands in der Schmierölwanne und der darüber angesteuerten Schaltstellung der Regelventile 13, 19, 32 aus dem Systemkreislauf des Getriebeöls mit Schmieröl versorgt.
Im Schmierölsumpf 22 ist ein Schmieröl-/Kühlmittelwärmeaustauscher 33 angeordnet, der kaltseitig über einen Wasserrücklauf 38 und einen Wasservorlauf 37 mit einem Teilstrom der Kühlflüssigkeit aus der Kühlmittelverteilung 35 beaufschlagt ist, die von dem Kühlmittel-/Luftkühler 34 mit Kühlmittel versorgt wird, das mittels einer Kühlmittelpumpe 39 und einem Kühlmittelrücklauf 40 im Umlauf mit der Kühlmittelverteilung 35 geführt wird. Warmseitig wird der Schmieröl-/Kühlmittelwärmeaustauscher 33 kontinuierlich durch eine Ölpumpe mit heißem Schmieröl aus dem Schmierölsumpf 22 beaufschlagt. Am Austritt des Schmieröl-/Kühlmittelwärmeaustauschers 33 ist ein Schmierölfilter 16 angeschlossen, über den das gekühlte Schmieröl wieder der nicht gezeigten Druckumlaufschmierung und letzlich dem Schmierölsumpf 22 zugeführt wird.
Der Systemkreislauf des Kraftstoffs für die Einspritzpumpe 10 wird aus dem Schmierölsumpf 22 versorgt. Zur Versorgung des Systemkreislaufs für den Kraftstoff wird ständig ein Anteil des Schmieröls aus dem Schmierölsumpf 22 abgeleitet, der über die Leitung 20 der Warmseite 6 des Wärmeaustauschers 3, der mit einem Kraftstofffilter 4 in Reihe geschaltet ist, zugeführt wird und anschließend über die Zuführungsleitung 11 in die Einspritzpumpe 10 eingeführt wird, wobei die nicht benötigte Menge des zugeführten Kraftstoffs zur Einspritzpumpe 10 über die Leckageleitung 15 wieder in den Schmierölsumpf 22 zurückgeführt wird.
Beim Betreiben des Verfahrens wird kaltes Naturöl aus dem Tank 1 über die Pumpe 9 in den Systemkreislauf der Getriebeölschmierung eingeleitet und über die Hydraulik-/Getriebeölpumpe 14 und den Hydraulik-/Getriebeölfilter 17 der Hydraulikverteilung 26 und dem niveaugeregelten Getriebeölsumpf des Getriebegehäuses 23 zugeführt.
Im Systemkreislauf der Getriebeölschmierung wird eine Naturölmenge von 50-100 dm3/min als Getriebeöl relativ kühl und folglich mit einer hohen Viskosität für die Zahnflankenschmierung und die Hydraulikölverteilung 26 für ca. 100 mal kontinuierlich im Getriebeölumlauf 28, 12 gefahren, wodurch das Getriebeöl über den Kühler 29 ständig auf der relativen kühlen Temperatur gehalten wird, um die hohe Viskosität des Getriebeöls für die Zahnflankenschmierung und die Hydraulikverteilung 26 aufrechtzuerhalten.
Im Systemkreislauf des Schmierölsystems werden 150-250 dm3/min, die zuvor den Systemkreislauf als Getriebeöl durchlaufen haben und als Schmieröl ca. 200-300 mal im Durchsatz mit einer Temperatur 90-110°C gefahren, bei der das Schmieröl eine Viskosität von 5-12 mm2/s hat. Zur Einhaltung der Temperatur von 90-110°C und damit der Viskosität 5-12 mm2/s des Schmieröls wird das Schmieröl kontinuierlich mittels einer Ölpumpe 31 über den im Motor 2 integrierten Schmieröl-/Kühlmittelwärmeaustauscher 33 gepumpt und als gekühltes Schmieröl anschließend über den Schmierölfilter 16 der nicht gezeigten Druckumlaufschmierung und letzlich dem 'Schmierölsumpf 22 zugeführt.
Aus dem Schmierölsumpf wird für den Systemkreislauf 0,5 -1 dm3/min Schmieröl als verlorener Kraftstoff abgezogen und dem Wärmeaustauscher 3, der mit dem Kraftstofffilter 4 in Reihe geschaltet ist, auf der Warmseite 5 zugeführt, der auf der Kaltseite 5 mit warmen Schmieröl aus dem Getriebegehäuse 23 beaufschlagt ist.
Im Wärmeaustauscher 3 wird das Schmieröl durch das im Gegenstrom fließende warme Getriebeöl, das über die Leitung 7, die Schmierölpumpe 18, dem absperrbaren Regelventil 32, das von der Niveaustandsregelung 30 des Schmierölsumpfs 22 angesteuert ist sowie der Getriebeölrückleitung 24 aus dem Getriebegehäuse 23 dem Wärmeaustauscher 3 zugeführt wird, auf die optimale Viskosität von ca. 10 mm2/s abgekühlt und anschließend über die Zuführungsleitung in die Einspritzpumpe 10 als Kraftstoff eingeführt.
Das den Wärmeaustauscher 3 kaltseitig durchströmte Getriebeöl wird über die am Wärmeaustauscher 3 angeschlossene Schmierölleitung 21 in den Schmierölsumpf 22 zur Unterstützung der Kühlung des Schmieröls eingeleitet.
Durch das niveaugeregelte Schmierölniveau im Schmierölsumpf 22 und der Ansteuerung der Regelventile 13, 19 im Getriebeölumlauf 28, 12 sowie der Ansteuerung des Regelventils 32 in der Leitung 7, die vom warmen Getriebeölrücklauf aus dem Getriebe 23 versorgt wird und der Ansteuerung der Pumpe 9 durch die Niveaustandsregelung 25 im Getriebegehäuse 23 zur Zuführung des frischen Naturöls ist gewährleistet, daß regelmäßig frisches Naturöl in Abhängigkeit des verbrauchten Kraftstoffs und möglicher Leckagen ausschließlich über den Systemkreislauf des Getriebeöls dem Gesamtsystem zugeführt wird, wodurch gleichzeitig eine permanente Erneuerung des Versorgungskreislaufs mit Naturöl erreicht wird.
Aufstellung der Bezugszeichen
1
Tank für Naturöl
2
Motor
3
Wärmeaustauscher
4
Kraftstofffilter
5
Kaltseite
6
Warmseite
7
Leitung
8
Frischölzuleitung
9
Pumpe
10
Einspritzpumpe
11
Zuführungsleitung des Treibstoffs zur Einspritzpumpe
12
Rückleitung gekühltes Getriebeöl
13
absperrbares Regelventil
14
Hydraulik-/Getriebeölpumpe
15
Leckageleitung
16
Schmierölfilter
17
Hydraulik-/Getriebeölfilter
18
Schmierölpumpe
19
umschaltbares Ventil
20
Leitung warmes Schmieröl
21
Leitung
22
Schmierölsumpf
23
Getriebegehäuse
24
Getriebeölrücklauf
25
Niveaustandsreglung
26
Hydraulikölverteilung
27
Getriebölpumpengehäuse
28
Getriebeölvorlauf zum Ölkühler
29
Wärmeaustauscher
30
Niveaustandsreglung
31
Ölpumpe
32
absperrbares Regelventil
33
Schmieröl-/Kühlmittelwärmeaustauscher (intern)
34
Kühlmittel-/Luftkühler
35
Kühlmittelverteilung
36
Zapfwelle
37
Wasservorlauf zum Kühlmittelverteiler
38
Wasserrücklauf vom Kühlmittelverteiler
39
Kühlmittelpumpe zum Kühlmittel/Luftkühler
40
Kühlmittelrückläuf vom Kühlmittel/Luftkühler

Claims (5)

  1. Verfahren zum Betreiben von Fahrzeugen und selbstfahrenden Arbeitsmaschinen, die mit einem Naturöl betriebenen Dieselmotor ausgerüstet sind, der aus einem gemeinsamen Tank mit Naturöl als Schmier- und Treibstoff versorgt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinheit des Fahrzeugs oder selbstfahrenden Arbeitsmaschine, die das Getriebe (23) mit oder ohne Hydraulikölverteilung (26) und den Motor (2) umfaßt, in dieser Reihenfolge nacheinander aus einem gemeinsamen Versorgungskreislauf mit Naturöl oder schmierfähigem Treibstoff von einem gemeinsamen Tank (1) versorgt wird, in dem
    das Naturöl oder der schmierfähige Treibstoff mit einer für die Getriebeschmierung und die Hydraulikölversorgung (26) geeigneten Viskosität über eine Hydraulik- und/oder Getriebepumpe (14) und einem nachgeschalteten Hydraulik-/Getriebefilter (17) der Hydraulikverteilung (26) und/oder einem niveaustandgeregelten Getriebegehäuse (23) zugeführt und über einen Getriebeölumlauf (12, 28) mit einem eingebundenen Wärmeaustauscher (29) bei dieser Viskosität gehalten wird;
    aus dem Getriebeölvorlauf (28) des Getriebeölumlaufes (12, 28) zum Wärmeaustauscher (29) über ein absperrbares Regelventil (13) und/oder aus dem Getriebeölrücklauf (24) des Getriebegehäuses (23) über ein absperrbares Ventil (32) und den Leitungen (7, 21) erwärmtes Getriebeöl in den Schmierölsumpf (22) eingeleitet wird;
    die Viskosität des Schmieröls im Schmierölsumpf (22) thermisch über einen im oder am Motor (2) integrierten Schmieröl-/Kühlmittelwärmeaustauscher (33) für eine hydrodynamische Schmierung des Motors (2) angepaßt wird;
    ein Anteil des Schmieröls aus dem Schmierölsumpf (22) als Kraftstoff abgeleitet wird und
    der abgeleitete Kraftstoffanteil aus dem Schmierölsumpf (22) in einem dem Motor (2) zugeordneten und mit dem Kraftstofffilter (4) in Reihe geschalteten Wärmeaustauscher (3) thermisch an eine Viskosität angepaßt wird, die den optimalen Einspritzbedingungen entspricht.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die thermische Anpassung der Viskosität des Kraftstoffanteils kälteres Getriebeöl aus dem Getriebegehäuse (23) und/oder dem Getriebeölpumpengehäuse (27) genutzt wird, das den Wärmeaustauscher (3) im Gegenstrom durchströmt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das den Wärmeaustauscher (3) durchströmte Getriebeöl über eine Schmierölleitung (21) in den Schmierölsumpf (22) des Motors (2) eingeleitet wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Frischölzufuhr aus dem Tank 1 für Naturöl in Abhängigkeit des Getriebeölstandes im Getriebegehäuse (23) geregelt wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmierölsumpf (22) niveaugeregelt wird und die absperrbaren Ventile (13 und/oder 32) zur Schmierölzuführung zum Schmierölsumpf (22) von einem Niveaustandsregler (30) angesteuert werden.
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