EP3980629A1 - Brennkraftmaschine und verfahren zum betreiben einer solchen - Google Patents

Brennkraftmaschine und verfahren zum betreiben einer solchen

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EP3980629A1
EP3980629A1 EP19732873.5A EP19732873A EP3980629A1 EP 3980629 A1 EP3980629 A1 EP 3980629A1 EP 19732873 A EP19732873 A EP 19732873A EP 3980629 A1 EP3980629 A1 EP 3980629A1
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EP
European Patent Office
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oil
internal combustion
combustion engine
lubricating oil
collecting container
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EP19732873.5A
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English (en)
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Günther WALL
Jakub HOLECEK
Susanne CHVATAL
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Innio Jenbacher GmbH and Co OG
Original Assignee
Innio Jenbacher GmbH and Co OG
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01M13/04—Crankcase ventilating or breathing having means for purifying air before leaving crankcase, e.g. removing oil
    • F01M2013/0438—Crankcase ventilating or breathing having means for purifying air before leaving crankcase, e.g. removing oil with a filter

Definitions

  • the present invention relates to an internal combustion engine with an oil circuit with the features of the preamble of claim 1 and a method for operating an internal combustion engine with the features of the preamble of claim 13.
  • an amount of lubricating oil may vary due to the operation of the internal combustion engine due to a certain consumption of the lubricant which occurs naturally in the combustion cylinders and other positions of elevated temperature.
  • the amount of lubricant must therefore be checked periodically (usually by the operator or automatically via the engine control) and - if necessary - a corresponding amount of fresh lubricant must be added to the internal combustion engine in order to keep the lubricant of the internal combustion engine at the required amount.
  • Lubricating oil degradation occurs due to depletion of lubricant additives that perform specific functions such as viscosity control, wear and tear, increasing lubricity, minimizing deposits, preventing oxidation, and other desired properties.
  • Lube oil degradation can also occur due to the uptake of foreign matter in the lube oil, such as dirt from the environment, wear materials from the engine which occur as part of the natural operating process, and combustion residues from the combustion process.
  • Factors that influence the quality of the lubricating oil are intensive and / or long contact with combustion gases, intensive and / or long contact with hot and / or large surfaces, high temperatures or contact with catalytically active substances (such as metals such as copper or iron ) in the internal combustion engine.
  • catalytically active substances such as metals such as copper or iron
  • the lubricating oil must be replaced.
  • Substantial effort and costs are also associated with disposing of the substantial amount of lubricating oil and refilling it. It is therefore important to find a way to maintain the quality of the lubricating oil for as long as possible in order to have to carry out an oil change (and the associated service work) as rarely as possible and to reduce the operating costs of the system.
  • One way of improving the quality of the internal combustion engine lubricating oil is to periodically remove some or all of the lubricating oil and replace it with fresh lubricating oil. Filters are also used to remove foreign matter above a certain particle size from the lubricating oil.
  • a disadvantage of such a method is that when lubricating oil is withdrawn from the oil pan, lubricating oil is withdrawn whose quality is not yet at the limits of usability or resilience. Since the lubricating oil in the oil pan repeatedly mixes with the fresh and used lubricating oil, a lubricating oil mixture is always formed in the oil pan which, for reasons of inadequate quality, does not necessarily have to be removed from the oil circuit of the internal combustion engine.
  • the object of the invention is to provide an internal combustion engine and a method for operating an internal combustion engine, by means of which the lubricating oil quality in an oil circuit can be improved and / or the Operating hours of the internal combustion engine could be extended during two oil change intervals.
  • the stated disadvantages of methods known from the prior art should be avoided.
  • the oil circuit is designed by guiding lubricating oil to supply at least one component of the internal combustion engine, with at least one oil reservoir for providing the lubricating oil for the oil circuit, wherein
  • At least one collecting container separate from the at least one oil reservoir is provided, with lubricating oil being collectible in at least one collecting container in the oil circuit downstream of the at least one component, and
  • At least one extraction device is provided, by means of which at least part of the lubricating oil collected in the at least one collecting container can be extracted from the at least one oil circuit.
  • a most heavily contaminated lubricating oil can be collected before it is again with less contaminated lubricating oil, for example in an oil pan of the Internal combustion engine, mixed.
  • a most heavily contaminated, separated lubricating oil can be specifically removed from the oil circuit and thus (only) the most heavily contaminated lubricating oil with the lowest quality can be discharged.
  • At least one return line is provided, by means of which at least part of the in the at least one collecting container collected lubricating oil, preferably via a filter element into which at least one oil reservoir can be returned.
  • the at least one oil reservoir is designed at least partially as an oil pan or oil sump of the internal combustion engine.
  • the oil reservoir is designed as a separate lubricating oil tank or as a separate lubricating oil tank in addition to an oil pan or an oil sump of the internal combustion engine.
  • the at least one component contains at least one turbocharger. It is common in the prior art to use the lubricating oil and the oil circuit to lubricate and / or cool a turbocharger of the internal combustion engine. However, during the cooling and / or lubrication of the turbocharger, the lubricating oil is exposed to high thermal loads, since the turbocharger has increased temperatures and the lubricating oil in the turbocharger ages (oxidizes) more intensely due to contact with exhaust gases and is contaminated by combustion particles.
  • the at least one component contains a blow-by filter.
  • blow-by gases are known to arise, which have to be discharged from a crankshaft housing of the internal combustion engine in order to prevent the pressure in the crankcase from rising.
  • this crankcase ventilation gas (blow-by gas) is returned to an air inlet of the internal combustion engine.
  • the carrier gas contains fine droplets and solid particles on the order of about 0.1 ⁇ m to 10 ⁇ m.
  • an oil volume of the lubricating oil in the at least one collecting container is between 5% and 10% of the total oil volume of the oil circuit.
  • the total oil volume of the oil circuit can be derived from the volume of the lubricating oil in the lines in the internal combustion engine, from the volume of the lubricating oil in the optionally provided oil pan or oil reservoir and the volume of the lubricating oil in optionally provided external oil tanks and the oil volume of the lubricating oil in preferably provided Calculate filter units.
  • the at least one extraction device has at least one extraction line, at least one pump and / or at least one controllable or regulatable valve and / or at least one waste oil tank.
  • At least one feed device is provided, by means of which at least one feed device can be fed additional fresh lubricating oil to the oil circuit, preferably via the at least one oil reservoir.
  • fresh lubricant used in this application is to be understood as a base lubricant / lubricating oil that contains a desired amount and type of fresh lubricant additives and / or is free of foreign matter to a certain extent.
  • the at least one feed device has at least one extraction line, at least one pump and / or at least one controllable or regulatable valve and / or at least one fresh oil tank.
  • a control or regulating unit connected to the at least one feed device in a signal-conducting manner can be provided, which is designed to control the oil circuit by controlling or regulating the to supply a defined volume of oil to at least one supply device. It can preferably be provided that the at least one feed device is designed to keep a total oil volume of the oil circuit constant by controlling or regulating the at least one feed device.
  • a control or regulating unit and a feed device can be provided, by means of which an oil volume in the oil circuit is automatically kept constant.
  • a control or regulating unit connected to the at least one extraction device in a signal-conducting manner is provided, which is designed to extract a defined oil volume from the oil circuit by controlling or regulating the at least one extraction device. It can preferably be provided that the control or regulating unit removes a specified oil volume of lubricating oil from the collecting container at specified time intervals and preferably feeds the removed oil volume back to the oil circuit in the form of fresh oil through a supply line.
  • the at least one collecting container and at least one crankshaft housing are connected to one another above a liquid level, so that gases can circulate between the at least one collecting container and the crankshaft housing.
  • Protection is also sought for a method for operating an internal combustion engine, wherein at least one component of the internal combustion engine is lubricated and / or cooled by means of a lubricating oil carried in an oil circuit and where lubricating oil is provided for the oil circuit by at least one oil reservoir, characterized in that
  • lubricating oil is collected in the oil circuit downstream of the at least one component
  • At least part of the lubricating oil collected in the at least one collecting container is removed by a removal device.
  • “collected downstream” can mean that a higher quality oil applied to at least one component of the internal combustion engine may lose quality due to the lubrication and / or cooling of this at least one component and that of the at least one component - preferably directly - Incoming and possibly degraded oil is then collected (i.e. possibly independent of the formation of a liquid flow).
  • Fig. 1 shows an embodiment of an internal combustion engine 1 according to the invention with an oil circuit.
  • the internal combustion engine 1 has a crankshaft housing 4, which is closed in its lower area by an oil pan 3.
  • This oil pan 3 forms the oil reservoir 2 in this exemplary embodiment.
  • Lubricating oil can be fed to individual components of the internal combustion engine 1 through the oil circuit.
  • lubricating oil is supplied to the turbocharger 6 from the oil pan 3 via the supply line 19 in order to cool or lubricate it.
  • a blow-by gas can be discharged from the crankshaft housing 4 through a discharge line 20 for blow-by gases and fed to a blow-by filter 7.
  • the lubricating oil which is a lubricating oil with increased consumption traces (greatly reduced lubricating oil quality), can each be fed to a collecting container 5 in which the lubricating oil can collect and gases from Can dissolve lubricating oil.
  • gases occurring in the collecting container 5 can circulate via a connecting line 23 to the crankshaft housing 4 of the internal combustion engine 1.
  • the connecting line 23 is arranged so that it Crankshaft housing 4 connects above a liquid level to the collecting container 5 above a liquid level of the lubricating oil (the liquid levels are symbolized by horizontal lines).
  • a removal device 8 is provided, by means of which lubricating oil (which collects in the collecting container 5) can be removed from the collecting container 5.
  • this extraction device 8 has a extraction line 9 which leads part of the lubricating oil collected in the collecting container 5 to a waste oil tank 12.
  • the removal of the used lubricating oil from the collecting container 5 can be controlled or regulated via the pump 10 of the removal device 8 and / or the controllable or regulatable valve 11 of the removal device 8.
  • a return line 13 is also provided in order to return the remaining part of the used lubricating oil to the oil pan 3 of the internal combustion engine 1. It can be provided that a further filter element for lubricating oil or a non-return valve (check valve) is present in this return line 13.
  • a feed device 14 is provided, which feed device 14 can feed fresh lubricating oil from a fresh oil tank 18 into the oil pan 3 (and thus the oil circuit) via a feed line 15. Furthermore, the feed device 14 has a pump 16 of the feed device 14 and a controllable or regulatable valve 17 of the feed device 14 in order to be able to control or regulate the amount of fresh oil volume supplied per time.
  • a control or regulating unit 22 which, via signal-conducting connections 21 with the pump 10 of the extraction device 8, carries signals to the controllable or regulatable valve 11 of the extraction line 8 of the pump 16 of the feed device 14 and the controllable or regulatable valve 17 of the feed device 14 connected is. It can be provided, for example, that the used oil volume withdrawn per unit of time and / or the volume of fresh oil supplied per unit of time are controlled or regulated via the control or regulating unit 22 via the pumps 16, 10 and / or the controllable or regulatable valves 11, 17 can.
  • a withdrawn used lubricating oil via the withdrawal device 8 by means of the control or regulating unit 22 is compensated for by fresh lubricating oil via the feed device 14, essentially true to volume.
  • the control or regulating unit 22 is designed via sensors to detect a total oil volume of the internal combustion engine 1 (for example via a fill level due to the liquid level of the lubricating oil in the oil pan 3) and the feed device 14 and / or the To control or regulate extraction device 8 in such a way that this liquid level (or the total volume of lubricating oil) is kept constant.

Abstract

Brennkraftmaschine mit einem Ölkreislauf, wobei der Ölkreislauf zum Versorgen wenigstens einer Komponente der Brennkraftmaschine (1) mit Schmieröl ausgebildet ist, und wenigstens einem Ölreservoir (2) zum Bereitstellendes Schmieröles für den Ölkreislauf, wobei -wenigstens ein vom wenigstens einen Ölreservoir (2) separater Sammelbehälter (5) vorgesehen ist, wobei im wenigstens einen Sammelbehälter (5) Schmieröl im Ölkreislauf stromabwärts der wenigstens einen Komponente sammelbar ist,und -wenigstens eine Entnahmevorrichtung (8) vorgesehen ist, mittels welcher zumindest ein Teil des im wenigstens einen Sammelbehälter (5) gesammelten Schmieröls aus dem wenigstens einen Ölkreislauf entnehmbar ist.

Description

Brennkraftmaschine und Verfahren zum Betreiben einer solchen
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einem Ölkreislauf mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 13.
Um einen einwandfreien Betrieb und eine lange Lebensdauer einer Brennkraftmaschine garantieren zu können, ist es Voraussetzung, eine gewisse Schmierölqualität und - menge bereitzustellen. Im Allgemeinen kann eine Schmierölmenge wegen des Betriebs der Brennkraftmaschine aufgrund eines gewissen Verbrauchs des Schmiermittels, was natürlicherweise in den Verbrennungszylindern und anderen Positionen erhöhter Temperatur auftritt, variieren. Die Schmiermittelmenge muss daher (meist durch den Betreiber oder automatisch über die Motrorsteuerung) periodisch überprüft werden und - falls erforderlich - muss der Brennkraftmaschine eine entsprechende Menge an frischem Schmiermittel hinzugefügt werden, um das Schmiermittel der Brennkraftmaschine bei einer geforderten Menge zu halten.
Allgemein vermindert sich auch die Qualität des Schmieröles in einer Brennkraftmaschine mit dem Betrieb der Brennkraftmaschine. Ein Schmierölabbau tritt aufgrund einer Erschöpfung von Schmiermitteladditiven auf, die spezifische Funktionen wie Viskositätssteuerung, Verschleiß, Erhöhung der Schmierfähigkeit, Minimierung von Ablagerungen, Oxidationsverhinderung und andere gewünschte Eigenschaften erfüllt. Ein Schmierölabbau kann auch durch die Aufnahme von Fremdkörpern in das Schmieröl, wie Schmutz aus der Umgebung, Verschleißmaterialien aus dem Motor, die als Teil des natürlichen Betriebsverfahrens auftreten, und Verbrennungsrückstände aus dem Verbrennungsvorgang auftreten.
Faktoren, welche die Schmierölqualität beeinflussen, sind der intensive und/oder lange Kontakt mit Verbrennungsgasen, der intensive und/oder lange Kontakt mit heißen und/oder großen Oberflächen, hohe Temperaturen oder der Kontakt mit katalytisch wirkenden Substanzen (wie beispielsweise Metallen wie Kupfer oder Eisen) in der Brennkraftmaschine. Bei Erreichen einer bestimmten unteren Qualitätsgrenze oder nach einer bestimmten Betriebsstundenzahl muss das Schmieröl getauscht werden. Vor allem bei stationären Brennkraftmaschinen stellt es jedoch einen großen Aufwand dar, das gesamte Schmieröl und die zugehörigen Filter zu tauschen. Substantieller Aufwand und Kosten sind außerdem damit verbunden, die erhebliche Menge an Schmieröl zu entsorgen und neu nachzufüllen. Es gilt daher, einen Weg zu finden, die Schmierölqualität möglichst lange aufrecht zu erhalten, um einen Ölwechsel (und die damit verbundenen Servicearbeiten) möglichst selten durchführen zu müssen und die Betriebskosten der Anlage zu verringern.
Ein Weg zum Verbessern der Qualität des Schmieröls der Brennkraftmaschine bestehen darin, periodisch einen Teil oder das gesamte Schmieröl zu entfernen und es mit frischem Schmieröl zu ersetzen. Auch werden Filter verwendet, um Fremdmaterialien über einer bestimmten Partikelgröße aus dem Schmieröl zu entfernen.
Dabei sind beispielsweise Methoden bekannt, bei denen während des Betriebs der Brennkraftmaschine kontinuierlich oder mit Zeitversatz kleine Mengen an Schmieröl aus der Ölwanne der Brennkraftmaschine entfernt werden und diese Mengen gleichzeitig durch frisches Schmieröl ersetzt werden. Dies ist beispielsweise durch die EP 0 928 883 B1 beschrieben.
Nachteilig an einem solchen Verfahren ist jedoch, dass bei der Entnahme von Schmieröl aus der Ölwanne Schmieröl entnommen wird, welches mit seiner Qualität noch nicht an den Grenzen der Verwendbarkeit oder Belastbarkeit steht. Da sich das Schmieröl in der Ölwanne immer wieder mit dem frischen und dem verbrauchten Schmieröl vermischt, bildet sich stets ein Schmierölgemisch in der Ölwanne, welches aus Gründen von unzureichender Qualität noch nicht zwingend aus dem Ölkreislauf der Brennkraftmaschine entfernt werden müsste.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Brennkraftmaschine, sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine bereitzustellen, mittels welchem die Schmierölqualität in einem Ölkreislauf verbessert werden kann und/oder die Betriebsstunden der Brennkraftmaschine während zweier Ölwechselintervalle verlängert werden könnte. Insbesondere sollen genannte Nachteile von aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren vermieden werden.
Diese Aufgabe wird durch eine Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einem Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst.
Dies geschieht, indem der Ölkreislauf durch Führen von Schmieröl zum Versorgen wenigstens einer Komponente der Brennkraftmaschine ausgebildet ist, mit wenigstens einem Ölreservoir zum Bereitstellen des Schmieröles für den Ölkreislauf, wobei
- wenigstens ein vom wenigstens einen Ölreservoir separater Sammelbehälter vorgesehen ist, wobei in wenigstens einem Sammelbehälter Schmieröl im Ölkreislauf stromabwärts der wenigstens einen Komponente sammelbar ist, und
- wenigstens eine Entnahmevorrichtung vorgesehen ist, mittels welcher zumindest ein Teil des im wenigstens einen Sammelbehälter gesammelten Schmieröls aus dem wenigstens einen Ölkreislauf entnehmbar ist.
Durch das Vorsehen eines Sammelbehälters, welcher Schmieröl kommend von einer Komponente auffängt, bei welcher das Schmieröl zur Kühlung oder zur Schmierung verwendet wird, kann ein am stärksten belastetes Schmieröl gesammelt werden bevor es sich wieder mit nicht so stark belastetem Schmieröl, beispielsweise in einer Ölwanne der Brennkraftmaschine, vermischt. Indem anschließend dieses am stärksten belastete Schmieröl aus dem wenigstens einen Sammelbehälter zumindest teilweise entnommen wird, kann gezielt ein am stärksten belastetes, abgetrenntes Schmieröl aus dem Ölkreislauf entnommen werden und somit gezielt (nur) das am stärksten belastete Schmieröl mit der geringsten Qualität abgeleitet werden.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass wenigstens eine Rückführleitung vorgesehen ist, mittels welcher zumindest ein Teil des im wenigstens einen Sammelbehälter gesammelten Schmieröls, vorzugsweise über ein Filterelement, in das wenigstens eine Ölreservoir rückführbar ist.
Folglich ist beispielsweise die Möglichkeit geschaffen, dass nur ein Teil des belasteten Schmieröls aus dem Sammelbehälter entnommen wird und der restliche Teil des belasteten Schmieröls wieder in das Ölreservoir zur Weiterverwendung im Ölkreislauf rückgeführt wird. Durch eine solche Ausführung kann kontinuierlich eine kleine Menge an belastetem Schmieröl abgeführt werden. Wenn die gesamte Menge an Schmieröl aus dem Sammelbehälter abgeführt werden würde, würde dies zu einem unerwünscht stark erhöhten Schmierölverbrauch der Brennkraftmaschine führen.
Es kann vorgesehen sein, dass das wenigstens eine Ölreservoir zumindest teilweise als Ölwanne oder Ölsumpf der Brennkraftmaschine ausgebildet ist. Es ist jedoch auch durchaus denkbar, dass das Ölreservoir als separater Schmieröltank ausgebildet ist oder als separater Schmieröltank zusätzlich zu einer Ölwanne oder einem Ölsumpf der Brennkraftmaschine.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die wenigstens eine Komponente wenigstens einen Turbolader beinhaltet. Es ist im Stand der Technik geläufig, durch das Schmieröl und den Ölkreislauf einen Turbolader der Brennkraftmaschine zu schmieren und/oder zu kühlen. Jedoch ist das Schmieröl bei der Kühlung und/oder Schmierung des Turboladers starken thermischen Belastung ausgesetzt, da der Turbolader erhöhte Temperaturen aufweist und das Schmieröl beim Turbolader durch den Kontakt mit Abgasen verstärkt altert (oxidiert) und durch Verbrennungspartikel verunreinigt wird.
Es kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Komponente einen Blow-by-Filter beinhaltet.
Beim Betrieb einer Brennkraftmaschine entstehen bekannterweise sogenannte Blow- by-Gase, die aus einem Kurbelwellengehäuse der Brennkraftmaschine abzuführen sind, um ein Ansteigen des Drucks im Kurbelgehäuse zu vermeiden. In geschlossenen Kurbelgehäuse-Entlüftungssystemen wird dieses Kurbelgehäuse-Entlüftungsgas (Blow- by-Gas) zu einem Lufteinlass der Brennkraftmaschine zurückgeführt. Das Trägergas enthält feine Tröpfchen und Feststoffpartikel in der Größenordnung von etwa 0,1 pm bis 10 pm. Um negative Auswirkungen dieses im Blow-by-Gas enthaltenen Öls auf Komponenten im Lufteinlass der Brennkraftmaschine zu vermeiden, ist es bekannt, Öl und auch Feststoffpartikel aus dem Trägergas mittels eines Blow-By-Filters abzuscheiden.
Es kann vorgesehen sein, dass ein Ölvolumen des Schmieröls im wenigstens einen Sammelbehälter zwischen 5 % und 10 % des gesamten Ölvolumens des Ölkreislaufs beträgt. Das gesamte Ölvolumen des Ölkreislaufs kann sich dabei aus dem Volumen des Schmieröls in den Leitungen in der Brennkraftmaschine, aus dem Volumen des Schmieröls in der gegebenenfalls vorgesehenen Ölwanne oder Ölreservoirs und dem Volumen des Schmieröls in gegebenenfalls vorgesehenen externen Öltanks sowie den Ölvolumen des Schmieröls in vorzugsweise vorgesehenen Filtereinheiten berechnen.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die wenigstens eine Entnahmevorrichtung wenigstens eine Entnahmeleitung, wenigstens eine Pumpe und/oder wenigstens ein Steuer- oder regelbares Ventil und/oder wenigstens einen Altöltank aufweist.
Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass wenigstens eine Zuführvorrichtung vorgesehen ist, mittels welcher wenigstens einen Zuführvorrichtung dem Ölkreislauf vorzugsweise über das wenigstens eine Ölreservoir zusätzliches frisches Schmieröl zuführbar ist.
Das in dieser Anmeldung verwendete Synonym „frisches Schmiermittel“ ist als Grundschmiermittel / Schmieröl zu verstehen, dass eine gewünschte Menge und Art von frischen Schmiermitteladditiven enthält und/oder bis zu einem gewissen Grad frei von Fremdstoffen ist.
Es kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Zuführvorrichtung wenigstens eine Entnahmeleitung, wenigstens eine Pumpe und/oder wenigstens ein Steuer- oder regelbares Ventil und/oder wenigstens einen Frischöltank aufweist.
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann eine signalleitend mit der wenigstens einen Zuführvorrichtung verbundene Steuer- oder Regeleinheit vorgesehen sein, welche dazu ausgebildet ist, dem Ölkreislauf durch Steuern oder Regeln der wenigstens einen Zuführvorrichtung ein definiertes Ölvolumen zuzuführen. Bevorzugt kann dabei vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Zuführvorrichtung dazu ausgebildet ist, ein gesamtes Ölvolumen des Ölkreislaufes durch Steuern oder Regeln der wenigstens einen Zuführvorrichtung konstant zu halten.
Demzufolge kann eine Steuer- oder Regeleinheit und eine Zuführvorrichtung vorgesehen sein, mittels welcher automatisch ein Ölvolumen im Ölkreislauf konstant gehalten wird.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass eine signalleitend mit der wenigstens einen Entnahmevorrichtung verbundene Steuer- oder Regeleinheit vorgesehen ist, welche dazu ausgebildet ist, durch Steuern oder Regeln der wenigstens einen Entnahmevorrichtung ein definiertes Ölvolumen aus dem Ölkreislauf zu entnehmen. Dabei kann es bevorzugt vorgesehen sein, dass die Steuer- oder Regeleinheit in vorgegebenen Zeitintervallen ein vorgegebenes Ölvolumen an Schmieröl aus dem Sammelbehälter entnimmt und bevorzugt durch eine Zuführleitung das entnommene Ölvolumen dem Ölkreislauf in Form von Frischöl wieder zuführt.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass der wenigstens eine Sammelbehälter und wenigstens ein Kurbelwellengehäuses oberhalb eines Flüssigkeitsniveaus miteinander verbunden sind, sodass Gase zwischen dem wenigstens einen Sammelbehälter und dem Kurbelwellengehäuses zirkulieren können.
Weiters wird Schutz begehrt für ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, wobei mittels eines in einem Ölkreislauf geführten Schmieröles wenigstens eine Komponente der Brennkraftmaschine geschmiert und/oder gekühlt wird und wobei durch wenigstens ein Ölreservoir Schmieröl für den Ölkreislauf bereitgestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass
- in einem vom wenigstens einen Ölreservoir separaten Sammelbehälter Schmieröl im Ölkreislauf stromabwärts der wenigstens einen Komponente gesammelt wird, und
- durch eine Entnahmevorrichtung zumindest ein Teil des im wenigstens einen Sammelbehälter gesammelten Schmieröls entnommen wird. Im Kontext der Erfindung kann mit„stromabwärts gesammelt“ gemeint sein, dass ein auf zumindest eine Komponente der Brennkraftmaschine aufgebrachtes Öl höherer Qualität durch die Schmierung und/oder Kühlung dieser zumindest einen Komponente gegebenenfalls an Qualität verliert und das von der zumindest einen Komponente - vorzugsweise direkt - kommende und gegebenfalls qualitäts verminderte Öl anschließend gesammelt wird (also unter Umständen unabhängig von der Ausbildung einer Flüssigkeitsströmung).
Bevorzugt ist vorhesehen, dass ein gegebenenfalls qualitäts-vermindertes Öl von zumindest einem Blow-by-Filter stromabwärts zumindest einer Komponente aufgefangen wird und in dem zumindest einen Sammelbehälter gesammelt wird.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich anhand der Figur sowie der dazugehörigen Figurenbeschreibung.
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine 1 mit einem Ölkreislauf. Dabei weist die Brennkraftmaschine 1 ein Kurbelwellengehäuse 4 auf, welches in seinem unteren Bereich durch eine Ölwanne 3 abgeschlossen wird. Diese Ölwanne 3 bildet in diesem Ausführungsbeispiel das Ölreservoir 2.
Durch den Ölkreislauf kann Schmieröl einzelnen Komponenten der Brennkraftmaschine 1 zugeführt werden. So wird beispielsweise über die Versorgungsleitung 19 dem Turbolader 6 Schmieröl aus der Ölwanne 3 zugeführt, um diesen zu kühlen oder zu schmieren. Weiters ist durch eine Abführleitung 20 für Blow-by-Gase aus dem Kurbelwellengehäuse 4 ein Blow-by-Gas abführbar und einem Blow-by-Filter 7 zuführbar.
Anschließend an die Komponenten (Turbolader 6 und Blow-by-Filter 7) kann das Schmieröl, welches ein Schmieröl mit erhöhten Verbrauchspuren (stark gesenkter Schmierölqualität) darstellt, jeweils einem Sammelbehälter 5 zugeführt werden, in welchem sich das Schmieröl sammeln kann und sich Gase vom Schmieröl lösen können. Diese im Sammelbehälter 5 anfallenden Gase können über eine Verbindungsleitung 23 mit dem Kurbelwellengehäuse 4 der Brennkraftmaschine 1 zirkulieren. Die Verbindungsleitung 23 ist dabei so angeordnet, dass sie das Kurbelwellengehäuse 4 oberhalb eines Flüssigkeitsniveaus mit dem Sammelbehälter 5 oberhalb eines Flüssigkeitsniveaus des Schmieröls verbindet (die Flüssigkeitsniveaus sind durch horizontale Linien symbolisiert).
Gemäß der Erfindung ist eine Entnahmevorrichtung 8 vorgesehen, mittels welcher aus dem Sammelbehälter 5 Schmieröl (welches sich im Sammelbehälter 5 sammelt) abgeführt werden kann.
Diese Entnahmevorrichtung 8 weist in diesem Ausführungsbeispiel eine Entnahmeleitung 9 auf, welche einen Teil des gesammelten Schmieröls des Sammelbehälters 5 zu einem Altöltank 12 führt. Die Entnahme des Altschmieröls aus dem Sammelbehälter 5 kann dabei über die Pumpe 10 der Entnahmevorrichtung 8 und/oder das Steuer- oder regelbare Ventil 11 der Entnahmevorrichtung 8 gesteuert oder geregelt werden.
Da in diesem Ausführungsbeispiel nur ein Teil des gesammelten Schmieröls des Sammelbehälters 5 über die Entnahmevorrichtung 8 an den Altöltank 12 geleitet wird, ist weiters eine Rückführleitung 13 vorgesehen, um den verbleibenden Teil des Altschmieröls an die Ölwanne 3 der Brennkraftmaschine 1 rückzuführen. Es kann vorgesehen sein, dass in dieser Rückführleitung 13 ein weiteres Filterelement für Schmieröl oder eine Rückstromsperre (Rückschlagventil) vorhanden ist.
Zusätzlich ist in diesem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 eine Zuführvorrichtung 14 vorgesehen, welche Zuführvorrichtung 14 über eine Zuführleitung 15 frisches Schmieröl aus einem Frischöltank 18 in die Ölwanne 3 (und somit dem Ölkreislauf) zuführen kann. Weiters weist die Zuführvorrichtung 14 eine Pumpe 16 der Zuführvorrichtung 14 und ein Steuer- oder regelbares Ventil 17 der Zuführvorrichtung 14 auf, um das Ausmaß an zugeführten Frischölvolumens pro Zeit steuern oder regeln zu können.
Weiters ist eine Steuer- oder Regeleinheit 22 vorgesehen, welche über signalleitende Verbindungen 21 mit der Pumpe 10 der Entnahmevorrichtung 8 dem Steuer- oder regelbaren Ventil 11 der Entnahmeleitung 8 der Pumpe 16 der Zuführvorrichtung 14 und dem Steuer- oder regelbaren Ventil 17 der Zuführvorrichtung 14 signalleitend verbunden ist. Dabei kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass über die Steuer- oder Regeleinheit 22 das entnommene Altölvolumen pro Zeiteinheit und/oder das zugeführte Frischölvolumen pro Zeiteinheit über die Pumpen 16, 10 und/oder die Steuer- oder regelbaren Ventile 11 , 17 gesteuert oder geregelt werden kann. Dabei kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass ein entnommenes Altschmieröl über die Entnahmevorrichtung 8 mittels der Steuer- oder Regeleinheit 22 im Wesentlichen volumentreu durch frisches Schmieröl über die Zuführvorrichtung 14 ausgeglichen wird. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Steuer- oder Regeleinheit 22 über Sensoren dazu ausgebildet ist, ein Gesamtölvolumen der Brennkraftmaschine 1 (beispielsweise über einen Füllstand durch das Flüssigkeitsniveau des Schmieröls in der Ölwanne 3) zu erfassen und die Zuführvorrichtung 14 und/oder die Entnahmevorrichtung 8 dermaßen zu steuern oder zu regeln, dass dieses Flüssigkeitsniveau (oder auch das Gesamtschmierölvolumen) konstant gehalten wird.
Bezugszeichenliste:
1 Brennkraftmaschine
2 Ölreservoir
3 Ölwanne
4 Kurbelwellengehäuse
5 Sammelbehälter
6 Turbolader
7 Blow-by-Filter
8 Entnahmevorrichtung
9 Entnahmeleitung
10 Pumpe der Entnahmevorrichtung
1 1 Steuer- oder regelbares Ventil der Entnahmevorrichtung
12 Altöltank
13 Rückführleitung
14 Zuführvorrichtung
15 Zuführleitung
16 Pumpe der Zuführvorrichtung
17 Steuer- oder regelbares Ventil der Zuführvorrichtung
18 Frischöltank
19 Versorgungsleitung für Turbolader
20 Abführleitung für Blow-by-Gase
21 signalleitende Verbindung
22 Steuer- oder Regeleinrichtung
23 Verbindungsleitung

Claims

Patentansprüche:
1. Brennkraftmaschine mit einem Ölkreislauf, wobei der Ölkreislauf zum Versorgen wenigstens einer Komponente der Brennkraftmaschine (1 ) mit Schmieröl ausgebildet ist, und wenigstens einem Ölreservoir (2) zum Bereitstellen des Schmieröles für den Ölkreislauf, dadurch gekennzeichnet, dass
- wenigstens ein vom wenigstens einen Ölreservoir (2) separater Sammelbehälter (5) vorgesehen ist, wobei im wenigstens einen Sammelbehälter (5) Schmieröl im Ölkreislauf stromabwärts der wenigstens einen Komponente sammelbar ist, und
- wenigstens eine Entnahmevorrichtung (8) vorgesehen ist, mittels welcher zumindest ein Teil des im wenigstens einen Sammelbehälter (5) gesammelten Schmieröls aus dem wenigstens einen Ölkreislauf entnehmbar ist.
2. Brennkraftmaschine nach dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Rückführleitung (13) vorgesehen ist, mittels welcher zumindest ein Teil des im wenigstens einen Sammelbehälter (5) gesammelten Schmieröles, vorzugsweise über ein Filterelement, in das wenigstens eine Ölreservoir (2) rückführbar ist.
3. Brennkraftmaschine nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Ölreservoir (2) zumindest teilweise als Ölwanne (3) oder Ölsumpf der Brennkraftmaschine (1 ) ausgebildet ist.
4. Brennkraftmaschine nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Komponente wenigstens einen Turbolader (6) beinhaltet.
5. Brennkraftmaschine nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Komponente einen Blow-by- Filter (7) beinhaltet.
6. Brennkraftmaschine nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Entnahmevorrichtung (8) wenigstens eine Entnahmeleitung (9), wenigstens eine Pumpe (10), wenigstens ein Steuer- oder regelbares Ventil (11 ) und/oder wenigstens einen Altöltank (12) aufweist.
7. Brennkraftmaschine nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Zuführvorrichtung (14) vorgesehen ist, mittels welcher wenigstens einen Zuführvorrichtung (14) dem Ölkreislauf, vorzugsweise über das wenigstens eine Ölreservoir (2), zusätzliches, frisches Schmieröl zuführbar ist.
8. Brennkraftmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Zuführvorrichtung (14) wenigstens eine Zuführleitung (15), wenigstens eine Pumpe (16), wenigstens ein Steuer- oder regelbares Ventil (17) und/oder wenigstens einen Frischöltank (18) aufweist.
9. Brennkraftmaschine nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine signalleitend mit der wenigstens einen Zuführvorrichtung (14) verbundene Steuer oder Regeleinheit (22) vorgesehen ist, welche dazu ausgebildet ist, dem Ölkreislauf durch Steuern oder Regeln der wenigstens einen Zuführvorrichtung (14) ein definiertes Ölvolumen zuzuführen.
10. Brennkraftmaschine nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine signalleitend mit der wenigstens einen Entnahmevorrichtung (8) verbundene Steuer- oder Regeleinheit (22) vorgesehen ist, welche dazu ausgebildet ist, durch Steuern oder Regeln der wenigstens einen Entnahmevorrichtung (8) ein definiertes Ölvolumen aus dem Sammelbehälter (5) zu entnehmen.
11. Brennkraftmaschine nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- oder Regeleinheit (22) dazu ausgebildet ist, ein gesamtes Ölvolumen des Ölkreislaufes durch Steuern oder Regeln der wenigstens einen Zuführvorrichtung (14) und/oder der wenigstens einen Entnahmevorrichtung (8) konstant zu halten.
12. Brennkraftmaschine nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Sammelbehälter (5) und wenigstens ein Kurbelwellengehäuses (4) oberhalb eines Flüssigkeitsniveaus miteinander verbunden sind, sodass Gase zwischen dem wenigstens einen Sammelbehälter (5) und dem Kurbelwellengehäuses (4) zirkulieren können.
13. Verfahren zum Betreiben eine Brennkraftmaschine, vorzugsweise einer Brennkraftmaschine (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei mittels eines in einem Ölkreislauf geführten Schmieröles wenigstens eine Komponente der Brennkraftmaschine (1 ) geschmiert und/oder gekühlt wird und wobei durch wenigstens ein Ölreservoir (2) Schmieröl für den Ölkreislauf bereitgestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass
- in einem vom wenigstens einen Ölreservoir (2) separaten Sammelbehälter (5)
Schmieröl im Ölkreislauf stromabwärts der wenigstens einen Komponente gesammelt wird, und
- durch eine Entnahmevorrichtung (8) zumindest ein Teil des im wenigstens einen Sammelbehälter (5) gesammelten Schmieröls entnommen wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass dem Ölkreislauf ein einem aus dem wenigstens einen Sammelbehälter (5) entnommenen Schmierölvolumen entsprechendes Volumen an frischem Schmieröl zugeführt wird.
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