EP2525055A2 - Brennkraftmaschine - Google Patents

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EP2525055A2
EP2525055A2 EP12163136A EP12163136A EP2525055A2 EP 2525055 A2 EP2525055 A2 EP 2525055A2 EP 12163136 A EP12163136 A EP 12163136A EP 12163136 A EP12163136 A EP 12163136A EP 2525055 A2 EP2525055 A2 EP 2525055A2
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EP
European Patent Office
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lubricant
combustion engine
internal combustion
gas
crankcase ventilation
Prior art date
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Withdrawn
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EP12163136A
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French (fr)
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EP2525055A3 (de
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Wolfgang Dr. Semet
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Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
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Publication date
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Publication of EP2525055A2 publication Critical patent/EP2525055A2/de
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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
    • F01M13/00—Crankcase ventilating or breathing
    • F01M13/02—Crankcase ventilating or breathing by means of additional source of positive or negative pressure
    • F01M13/021—Crankcase ventilating or breathing by means of additional source of positive or negative pressure of negative pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01M13/021—Crankcase ventilating or breathing by means of additional source of positive or negative pressure of negative pressure
    • F01M13/022—Crankcase ventilating or breathing by means of additional source of positive or negative pressure of negative pressure using engine inlet suction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M13/00—Crankcase ventilating or breathing
    • F01M13/04—Crankcase ventilating or breathing having means for purifying air before leaving crankcase, e.g. removing oil
    • 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
    • F01M1/00—Pressure lubrication
    • F01M1/12—Closed-circuit lubricating systems not provided for in groups F01M1/02 - F01M1/10
    • F01M2001/126—Dry-sumps
    • 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
    • F01M13/00—Crankcase ventilating or breathing
    • F01M2013/0038—Layout of crankcase breathing systems
    • F01M2013/005—Layout of crankcase breathing systems having one or more deoilers
    • F01M2013/0061—Layout of crankcase breathing systems having one or more deoilers having a plurality of deoilers
    • F01M2013/0072—Layout of crankcase breathing systems having one or more deoilers having a plurality of deoilers in series

Definitions

  • the invention relates to an internal combustion engine having a device for separating lubricant from a crankcase ventilation gas of the internal combustion engine with the features of the preamble of patent claim 1.
  • Object of the present invention is to show for an internal combustion engine with a dry sump lubrication means for separating lubricant from the crankcase ventilation gas of the internal combustion engine.
  • the lubricant consumption of the engine is reduced and thus the exhaust emissions improved, reduces the burden of emissions-influencing components (catalyst and lambda probe) by deposits and the risk of complete engine damage avoided by Glühzünditch due to the lubricant content in the intake air.
  • the lubricant delivery device according to claim 2 can be operated with lubricant itself or a gas.
  • the already existing lubricant pump of the In operation of the lubricant delivery device with lubricant Internal combustion engine are used. For this purpose, a part of the lubricant flow is used.
  • an additional gas delivery device is to be provided, for example an air pump.
  • FIG. 1 schematically an internal combustion engine 1 with a device for separating lubricant from a crankcase ventilation gas of the internal combustion engine 1 is shown.
  • the internal combustion engine 1 consists essentially of a not numbered cylinder head with an inlet and an outlet valve, an intake pipe and an exhaust pipe, and a in a cylinder of the crankcase 1 'driven by a crank drive piston. Flow directions of intake gas and exhaust gas are shown symbolically by arrows. In the lower part of the crankcase 1 ', a dry sump lubrication for the internal combustion engine 1 is arranged.
  • the lubricant is carried in a separate container and transported by a pressure pump (lubricant pump 7) to the lubrication points.
  • the dripping lubricant In contrast to the pressure circulation lubrication by means of a second return pump (lubricant delivery device 6) sucked out of the lubricant sump and conveyed back into the lubricant reservoir.
  • the lubricant delivery device 6 has a higher delivery rate than the lubricant pump 7 in order to reliably pump the lubricant from the crankcase 1 'into the lubricant reservoir in every driving situation.
  • blow-by gas mixed with lubricant is supplied first through a crankcase ventilation line 2 in the present exemplary embodiment to a second lubricant separator 9, a lubricant coarse separator.
  • Lubricant precipitated in the second lubricant separator 9 is returned to the crankcase 1 'through a second lubricant return line 10.
  • These roughly pre-cleaned blow-by gases are then passed through the crankcase ventilation line 2 on to a lubricant separator 3, a fine separator, such as a cyclone separator.
  • a fine separator such as a cyclone separator.
  • the thus cleaned blow-by gas is now returned through the crankcase ventilation line 2 back to the intake of the internal combustion engine 1 for combustion.
  • the lubricant which collects at the lubricant outlet 4 of the lubricant separator 3, is returned to the crankcase 1 'via a lubricant return line 5.
  • a lubricant delivery device 6 is provided in the lubricant return line 5.
  • this lubricant delivery device 6 is an ejector pump.
  • This lubricant conveyor 6 in the form of a suction jet pump, as shown in the present embodiment, directly operable with the lubricant of the internal combustion engine 1. In another embodiment, it can also be operated via an additional air pump with gas.
  • the supply of the internal combustion engine 1 anyway existing lubricant pump 7 is used.
  • a partial lubricant flow of the lubricant pump 7 is used to the internal combustion engine 1, d. H. a partial lubricant flow is conveyed through a conduit 8 for operation of the lubricant delivery device 6.
  • Fig.2 shows a section through a known suction jet pump or lubricant conveying device.
  • nozzle 8 is a nozzle for the line 8 for the partial lubricant flow coming from the lubricant pump 7 (the nozzle 8 is part of the line 8). At this nozzle 8 lubricant is introduced into the lubricant conveying device 6, an insertion direction is shown with an arrow and labeled with "inlet pressure oil”.
  • the lubricant return line 5 with a nozzle is referred to the lubricant return line 5 can be arranged (also the nozzle 5 forms part of the lubricant return line 5).
  • the flow direction is again shown by an arrow and labeled with "inlet return oil / blow-by gas”.
  • outlet nozzle 11 is designated, at which the subsidized lubricant, the lubricant delivery device 6 exits again.
  • the flow direction is again indicated by an arrow and labeled with "outlet pressure oil” and "return oil / blow-by gas”.
  • a pressure ratio is built up by the partial lubricant conveying flow (pressurized oil) inside the lubricant conveying device 6, so that backflow of blow-by gases toward the lubricant separator 3 becomes impossible.
  • a suction jet pump for conveying the return lubricant from the lubricant separator 3 reduces the lubricant consumption of the internal combustion engine 1 and thus improves the exhaust emissions, reduces the load on the emission-influencing components (catalytic converter and lambda probe) through deposits and reduces the risk of complete engine damage Ignition ignitions due to the lubricant content in the intake air avoided.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Brennkraftmaschine (1) mit einer Einrichtung zum Abscheiden von Schmiermittel aus einem Kurbelgehäuseentlüftungsgas der Brennkraftmaschine (1), mit mindestens einer Kurbelgehäuseentlüftungsleitung (2), in der mindestens ein Schmiermittelabscheider (3) mit einem Schmiermittelauslass (4) angeordnet ist, von dem eine Schmiermittelrückführleitung (5) für aus dem Kurbelgehäuseentlüftungsgas abgeschiedenes Schmiermittel zu einem Kurbelgehäuse (1') der Brennkraftmaschine (1) geführt ist, wobei im Verlauf der Schmiermittelrückführleitung (5) eine Schmiermittelfördereinrichtung (6) angeordnet ist und die Brennkraftmaschine (1) eine Trockensumpfschmierung aufweist und die Schmiermittelfördervorrichtung (6) eine Saugstrahlpumpe ist Durch den Einsatz einer Saugstrahlpumpe zum Fördern des Rücklaufschmiermittels aus dem Schmiermittelabscheider wird der Schmiermittelverbrauch der Brennkraftmaschine reduziert.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einer Einrichtung zum Abscheiden von Schmiermittel aus einem Kurbelgehäuseentlüftungsgas der Brennkraftmaschine mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Sie geht von der deutschen Gebrauchsmusterschrift DE 20 2005 018 132 U1 aus. Aus dieser ist eine Brennkraftmaschine mit einer Einrichtung zum Abscheiden von Öl aus dem Kurbelgehäuseentlüftungsgas der Brennkraftmaschine, mit mindestens einer Kurbelgehäuseentlüftungsleitung, in deren Verlauf mindestens ein Ölabscheider mit einem Ölauslass angeordnet ist, bekannt. An diesen Ölauslass ist eine Ölrückführleitung für aus dem Kurbelgehäuseentlüftungsgas abgeschiedenes Öl zum Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine angeordnet. Die Einrichtung zum Abscheiden von Öl ist dadurch gekennzeichnet, dass im Verlauf der Ölrückführleitung eine Ölfördervorrichtung angeordnet ist. Bei dieser Ölfördervorrichtung kann es sich beispielsweise um eine Zahnradpumpe handeln.
  • Bei Brennkraftmaschinen mit Trockensumpf, d. h. mit einem getrennten Schmiermittelvorratsbehälter, der mit einer Saugpumpe befüllt und aus dem die Schmiermittelpumpe versorgt wird, kann der Rücklauf des Schmiermittels aus dem Schmiermittelabscheider, beispielsweise einem Zyklon, konzeptbedingt nicht unter den Schmiermittelspiegel in der Schmiermittelwanne eingeleitet werden. Dadurch kann Blow-By-Gas entgegen der Strömungsrichtung des Schmiermittels durch die Schmiermittelrücklaufleitung in den Schmiermittelabscheider strömen und stört dessen Funktion, so dass Schmiermittel in den Luftfilterkasten mitgerissen werden kann. Aus Packagegründen sind andere Schmiermittelabscheider, wie z. B. Zentrifugen, häufig nicht einsetzbar. Aus Packagegründen, wegen der hohen Kosten und der Ausfallsicherheit sind elektrisch oder mechanisch angetriebene Pumpen, wie z. B. Kolben- oder Zahnradpumpen für diese Funktion nicht geeignet.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, für eine Brennkraftmaschine mit einer Trockensumpfschmierung eine Einrichtung zum Abscheiden von Schmiermittel aus dem Kurbelgehäuseentlüftungsgas der Brennkraftmaschine aufzuzeigen.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.
  • Durch den Einsatz einer Saugstrahlpumpe zum Fördern des rücklaufenden Schmiermittels aus dem Schmiermittelabscheider, beispielsweise einem Zyklon, wird der Schmiermittelverbrauch der Brennkraftmaschine reduziert und damit verbunden die Abgasemissionen verbessert, die Belastung der emissionsbeeinflussenden Bauteile (Katalysator und Lambdasonde) durch Ablagerungen verringert und die Gefahr von kompletten Brennkraftmaschinenschäden durch Glühzündungen aufgrund des Schmiermittelanteils in derAnsaugluft vermieden.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen ausgeführt.
  • In vorteilhafter Weise kann die Schmiermittelfördervorrichtung gemäß Patentanspruch 2 mit Schmiermittel selbst oder einem Gas betrieben werden.
  • Gemäß Patentanspruch 3 kann beim Betrieb der Schmiermittelfördervorrichtung mit Schmiermittel die ohnehin vorhandene Schmiermittelpumpe der Brennkraftmaschine zum Einsatz kommen. Hierfür wird ein Teil des Schmiermittelförderstroms benutzt.
  • Beim Betrieb der Schmiermittelfördervorrichtung mit Gas ist eine zusätzliche Gasfördervorrichtung vorzuhalten, beispielsweise eine Luftpumpe.
  • Im Folgenden ist die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles in zwei Figuren näher erläutert.
    • Fig. 1
    zeigt schematisch eine Brennkraftmaschine mit einer Einrichtung zum Abscheiden von Schmiermittel aus einem Kurbelgehäuseentlüftungsgas der Brennkraftmaschine.
    Fig. 2
    zeigt einen Schnitt durch eine bekannte Saugstrahlpumpe.
  • Im Folgenden gelten in den Fig. 1 und 2 für gleiche Bauelemente die gleichen Bezugsziffern.
  • In Fig. 1 ist schematisch eine Brennkraftmaschine 1 mit einer Einrichtung zum Abscheiden von Schmiermittel aus einem Kurbelgehäuseentlüftungsgas der Brennkraftmaschine 1 dargestellt. Die Brennkraftmaschine 1 besteht im Wesentlichen aus einem nicht separat bezifferten Zylinderkopf mit einem Ein- und einem Auslassventil, einer Ansaugleitung und einer Abgasleitung, sowie einem in einem Zylinder des Kurbelgehäuses 1' von einem Kurbeltrieb antreibbaren Kolben. Strömungsrichtungen von Ansauggas und Abgas sind durch Pfeile symbolisch dargestellt. Im unteren Teil des Kurbelgehäuses 1' ist eine Trockensumpfschmierung für die Brennkraftmaschine 1 angeordnet.
  • Ähnlich wie bei einer Frischölschmierung wird hier das Schmiermittel in einem separaten Behälter mitgeführt und durch eine Druckpumpe (Schmiermittelpumpe 7) an die Schmierstellen befördert. Das abtropfende Schmiermittel wird im Gegensatz zur Druckumlaufschmierung mittels einer zweiten Rückförderpumpe (Schmiermittelfördervorrichtung 6) aus dem Schmiermittelsumpf abgesaugt und zurück in den Schmiermittelbehälter gefördert. Die Schmiermittelfördervorrichtung 6 hat dabei grundsätzlich eine höhere Förderleistung als die Schmiermittelpumpe 7, um bei jeder Fahrsituation das Schmiermittel zuverlässig aus dem Kurbelgehäuse 1' in das Schmiermittelreservoir zu pumpen.
  • Beim Betrieb der Brennkraftmaschine 1 wird mit Schmiermitteinebel versetztes Blow-By-Gas durch eine Kurbeigehäuseentlüftungsleitung 2 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zuerst einem zweiten Schmiermittelabscheider 9, einem Schmiermittelgrobabscheider, zugeführt. In dem zweiten Schmiermittelabscheider 9 ausgefälltes Schmiermittel wird durch eine zweite Schmiermittelrückführleitung 10 in das Kurbelgehäuse 1' zurückgeführt. Diese grob vorgereinigten Blow-By-Gase werden anschließend durch die Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 2 weiter an einen Schmiermittelabscheider 3 geleitet, einem Feinabscheider, wie beispielsweise einem Zyklonabscheider. In diesem Schmiermittelabscheider 3 werden auch feinste Schmiermittelteilchen, aus dem Blow-By-Gas abgeschieden, die sich anschließend schwerkraftbedingt geodätisch unten an einem Schmiermittelauslass 4 sammeln.
  • Das derart gereinigte Blow-By-Gas wird nun durch die Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 2 wieder der Ansaugleitung der Brennkraftmaschine 1 zur Verbrennung rückgeführt. Das Schmiermittel, das sich am Schmiermittelauslass 4 des Schmiermittelabscheiders 3 sammelt, wird über eine Schmiermittelrückführleitung 5 wieder dem Kurbelgehäuse 1' zugeführt. Damit keine negative Strömung, d. h. Rückströmen von Blow-By-Gasen aus dem Kurbelgehäuse 1' in dem Schmiermittelabscheider 3 erfolgt, ist in der Schmiermittelrückführleitung 5 eine Schmiermittelfördereinrichtung 6 vorgesehen. Erfindungsgemäß handelt es sich bei dieser Schmiermittelfördereinrichtung 6 um eine Saugstrahlpumpe.
  • Diese Schmiermittelfördereinrichtung 6 in Form einer Saugstrahlpumpe ist, wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel dargestellt, direkt mit dem Schmiermittel der Brennkraftmaschine 1 betreibbar. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann sie auch über eine zusätzliche Luftpumpe mit Gas betrieben werden.
  • In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kommt die zur Versorgung der Brennkraftmaschine 1 ohnehin vorhandene Schmiermittelpumpe 7 zum Einsatz. Zum Betrieb der Schmiermittelfördervorrichtung 6 wird ein Teilschmiermittelförderstrom der Schmiermittelpumpe 7 zur Brennkraftmaschine 1 verwendet, d. h. ein Teilschmiermittelförderstrom wird durch eine Leitung 8 zum Betrieb der Schmiermittelfördervorrichtung 6 gefördert.
  • Fig.2 zeigt einen Schnitt durch eine bekannte Saugstrahlpumpe, bzw. Schmiermittelfördervorrichtung 6.
  • Mit 8 ist ein Stutzen für die Leitung 8 für den Teilschmiermittelförderstrom kommend von der Schmiermittelpumpe 7 bezeichnet (der Stutzen 8 ist Teil der Leitung 8). An diesem Stutzen 8 wird Schmiermittel in die Schmiermittelfördervorrichtung 6 eingebracht, eine Einbringrichtung ist mit einem Pfeil dargestellt und mit "Eintritt Drucköl" beschriftet.
  • Mit 5 ist ein Stutzen bezeichnet, an den die Schmiermittelrückführleitung 5 anordenbar ist (auch der Stutzen 5 bildet einen Teil der Schmiermittelrückführleitung 5). Die Fließrichtung ist wiederum durch einen Pfeil dargestellt und mit "Eintritt Rücklauföl/Blow-By Gas" beschriftet.
  • Mit 11 ist eine Austrittsdüse bezeichnet, an der das geförderte Schmiermittel die Schmiermittelfördervorrichtung 6 wieder austritt. Die Fließrichtung ist wieder mit einem Pfeil dargestellt und mit "Austritt Drucköl" und "Rücklauföl/Blow-By-Gas" beschriftet. Beim Betrieb der Schmiermittelfördervorrichtung 6 wird durch den Teilschmiermittelförderstrom (Drucköl) im Inneren der Schmiermittelfördervorrichtung 6 ein Druckverhältnis aufgebaut, so dass ein Rückströmen von Blow-By-Gasen in Richtung Schmiermittelabscheider 3 unmöglich wird.
  • Durch den erfindungsgemäßen Einsatz einer Saugstrahlpumpe zum Fördern des Rücklaufschmiermittels aus dem Schmiermittelabscheider 3 wird der Schmiermittelverbrauch der Brennkraftmaschine 1 reduziert und damit verbunden die Abgasemissionen verbessert, die Belastung der emissionsbeeinflussenden Bauteile (Katalysator und Lambda-Sonde) durch Ablagerungen verringert und die Gefahr von kompletten Brennkraftmaschinenschäden durch Glühzündungen aufgrund des Schmiermittelanteils in der Ansaugluft vermieden.
    • Bezugszeichenliste:
    • 1.
    Brennkraftmaschine
    1'
    Kurbelgehäuse
    2.
    Kurbeigehäuseentlüftungsleitung
    3.
    Schmiermittelabscheider
    4.
    Schmiermittelauslass
    5.
    Schmiermittelrückführleitung
    8.
    Schmiermittelfördervorrichtung
    7.
    Schmiermittelpumpe
    8.
    Leitung für Teil-Schmiermittelförderstrom
    9.
    zweiter Schmiermittelabscheider
    10.
    zweite Schmiermittelrückführfeitung
    11.
    Austrittsdüse

Claims (4)

  1. Brennkraftmaschine (1) mit einer Einrichtung zum Abscheiden von Schmiermittel aus einem Kurbeigehäuseentlüftungsgas der Brennkraftmaschine (1), mit mindestens einer Kurbelgehäuseentlüftungsleitung (2), in der mindestens ein Schmiermittelabscheider (3) mit einem Schmiermittelauslass (4) angeordnet ist, von dem eine Schmiermittelrückführleitung (5) für aus dem Kurbeigehäuseentlüftungsgas abgeschiedenes Schmiermittel zu einem Kurbelgehäuse (1') der Brennkraftmaschine (1) geführt ist, wobei im Verlauf der Schmiermittelrückführleitung (5) eine Schmiermittelfördervorrichtung (6) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine (1) eine Trockensumpfschmierung aufweist und die Schmiermittelfördervorrichtung (6) eine Saugstrahlpumpe ist.
  2. Brennkraftmaschine nach Patentanspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Schmiermittelfördervorrichtung (6) mit dem Schmiermittel oder einem Gas betreibbar ist.
  3. Brennkraftmaschine nach Patentanspruch 2, wobei die Brennkraftmaschine (1) eine Schmiermittelpumpe (7) zur Versorgung der Brennkraftmaschine (1) mit Schmiermittel aufweist,
    dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil-Schmiermittelförderstrom der Schmiermittelpumpe (7) zur Brennkraftmaschine (1) zum Betrieb der Schmiermittelfördervorrichtung (6) vorgesehen ist.
  4. Brennkraftmaschine nach Patentanspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass zum Betrieb der Schmiermittelfördervorrichtung (6) eine Gasfördervorrichtung vorgesehen ist.
EP12163136.0A 2011-05-16 2012-04-04 Brennkraftmaschine Withdrawn EP2525055A3 (de)

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EP2525055A2 true EP2525055A2 (de) 2012-11-21
EP2525055A3 EP2525055A3 (de) 2014-11-05

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