WO1999023364A1 - Verfahren und vorrichtung zur schmierung und gleichzeitigen kraftstoffversorgung eines pflanzenöl-tauglichen verbrennungsmotors - Google Patents

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Rolf Luther
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    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the invention relates to a method for lubricating and simultaneously supplying fuel to an internal combustion engine, in which the internal combustion engine is operated exclusively with vegetable oil.
  • Mineral oils are still predominantly used for the lubrication and fuel supply of internal combustion engines that work with spark ignition or with compression ignition.
  • partially or fully synthetic lubricants are also used, which are given the required complex properties desired by the use of additives.
  • the lubricating oil must be replaced at certain intervals because active substances are consumed during operation, the base oil ages and the lubricant is contaminated with foreign substances.
  • waste oils are produced which represent a significant environmental problem. They have to be disposed of in a complex manner. In order to avoid the accumulation of waste oil, it has therefore already been proposed to return the used lubricating oil to the fuel tank and to burn it together with the fuel in the engine.
  • a lubricant and fuel circuit is known in particular for the diesel engines of heavy goods vehicles, in which a given amount of lubricating oil is periodically extracted from the oil pan of the engine and in the fuel tank is used so that the extracted amount is consumed together with the usual diesel fuel.
  • an automatically operating arrangement for monitoring the lubricating oil level is provided in order to keep the lubricating oil level in the oil pan at a desired level so that fresh lubricating oil is continuously inserted into the lubricant circuit and, at the same time, the used oil is periodically cleaned. This is intended to reduce the maintenance times which are required for the oil change, while the lubricating oil is nevertheless kept essentially clean and fresh.
  • Continuous use of fresh lubricating oil is intended to keep the proportion of additives in the lubricating oil at the desired value.
  • An oil change which is usually carried out at intervals, is thus avoided by continuously withdrawing a certain amount of used oil from the lubrication system and feeding a corresponding amount of fresh oil to the lubrication system.
  • a device for oil change in an internal combustion engine with a lubrication system with an oil pan and a fuel system with a fuel tank is known, in which for automatic oil change and removal of used oil, oil delivery means for transferring part of the used machine oil the lubrication system to the fuel system are provided in order to mix the used oil portion with fuel, in which an oil tank is provided for storing fresh oil and in which oil feed means are provided for supplying fresh oil from the oil tank to the lubrication system.
  • the oil delivery means can include an oil line, one end of which communicates with the lubrication system and the other end of which communicates with the fuel system, and a valve in the oil line.
  • the oil feed means can be an oil feed line, one end of which is connected to the oil tank and the other end of which is connected to the oil tank Oil pan is connected, and include a valve switched into the oil feed line.
  • DE 30 06 903 A1 discloses a method for exchanging the lubricating oil collected in the oil sump of an internal combustion engine with the aid of a separately controlled oil suction pump, at least the fresh oil quantity corresponding to the extracted oil quantity being fed to the internal combustion engine, in which the oil suction pump metered quantities of oil admixed with the fuel of the internal combustion engine from the oil sump of the internal combustion engine, the oil quantities being such that - regardless of the oil consumption of the internal combustion engine - the prescribed oil filling quantity is extracted within an oil change interval.
  • a device for carrying out this method consisting of an internal combustion engine with an oil sump, in which a constant supply of lubricating oil is provided, and with a separate oil suction pump, which is connected to the oil sump of the internal combustion engine on its suction side, in which quantities of oil metered by the oil suction pump can be taken from the oil sump of the internal combustion engine and can be supplied to the fuel of the internal combustion engine.
  • the amount of the extracted lubricating oil quantity is dimensioned such that the oil filling quantity is extracted independently of the oil consumption of the internal combustion engine within the oil change interval prescribed by the engine manufacturer for the engine type.
  • the control device is designed in such a way that the oil suction pump only begins to work in the case of a fuel filling operation in which the level measurement indicator moves upward within a short time. With that, at the same time Lubricating oil and fuel are poured into the fuel tank so that thorough mixing is ensured.
  • a method and a device for lubricating an internal combustion engine have also become known from German patent specification 39 06 759, in which fresh lubricant is repeatedly supplied from a fresh oil tank to the lubricant content of the internal combustion engine during operation and at least the lubricant content of the internal combustion engine is at least repeated at the same time Partially aged lubricant is extracted and metered into the engine fuel for combustion.
  • Essentially natural vegetable oil is used as the lubricant, e.g. Rapeseed oil.
  • the at least partially aged oil drawn off via a metering pump is then fed to the fuel tank of the internal combustion engine in a controlled manner in accordance with the fill level of the engine fuel such that a predetermined concentration of the vegetable oil is not exceeded.
  • the present invention is based on the concept of using exclusively natural vegetable oils both for the lubrication and for the fuel supply of internal combustion engines.
  • the invention therefore relates to a method for lubricating and simultaneously supplying a fuel Internal combustion engine in which the internal combustion engine is operated exclusively with vegetable oil by continuously adding an additive vegetable oil as a lubricant during operation and the used vegetable oil lubricant is burned in the engine together with fresh vegetable oil as engine fuel.
  • An internal combustion engine 1 suitable for operation with vegetable oil fuel e.g. a modified diesel engine
  • vegetable oil fuel e.g. a modified diesel engine
  • a fresh oil metering pump 7 equipped with a mixing valve with the exact addition of an additive concentrate from the tank 6 via a fresh oil line 8 with the required amount of a natural, vegetable oil, such as rapeseed oil, for the lubrication.
  • the mixing ratio of additive concentrate: fresh oil can vary between 10:90 and 40:60, but is generally around 25:75.
  • the amount of engine oil 13 is kept at a certain level by means of an oil level control 10.
  • the fresh oil pump 7 receives a start signal from the oil level control 10 via the oil level meter 15 when the oil level in the oil pan 2 has dropped below a predetermined value. When the target fill level is reached, the fresh oil pump 7 is switched off again. In this way, the engine oil 13 in the oil pan 2 is always supplemented by fresh oil from the tank 6. Inside the oil pan 2 there is an oil pump (not shown) which ensures the lubrication of the internal combustion engine 1 with the aid of the engine oil 13.
  • the used vegetable oil is drawn off by means of the used oil pump 12 and via the fuel filter 11 is fed to the fuel line 4 upstream of the fuel filter 5 and thus also upstream of the fuel pump 14.
  • the amount of used oil flowing through the used oil line 9 can be controlled by the flow meter 20 and the temperature sensor 21.
  • the used oil line 9 can also open into the fuel tank 3.
  • the used vegetable oil mixed with the fuel drawn from the fuel tank 3 via the fuel line 4 and the flow meter 20 reaches the fuel pump 14 via the fuel filter 5 and the temperature sensor 21. Because of the fuel return lines present in diesel engines, the fuel pump delivers considerably more than that Engine consumed, so-called two-line system - the return line 18 must be returned directly to the fuel line 4 to avoid used oil accumulation in the tank.
  • the functions of the two-pipe system - cooling and venting of the fuel - can also be performed by other known venting systems if required.
  • the method according to the invention can be carried out with a modified diesel engine which is set for operation with vegetable oils.
  • Rapeseed oil, linseed oil, soybean oil, sunflower oil or palm oil are used as vegetable oils, to which small amounts of highly effective additives including antioxidants, wear protection additives, detergents and dispersants are added for the lubricating function, the ash-forming components of the additives not containing zinc and in total less than 0 , 5 percent by weight (oxide ash).
  • the constant refreshment of the lubricant allows a lower dosage of the respective additives than with conventional circulating lubricants, which minimizes the impact on the environment.
  • a concentrate of the additives is preferably first prepared in the vegetable oil and then add this concentrate to the vegetable oil in certain amounts.
  • the subject of the invention is also an internal combustion engine with which the method according to the invention can be carried out.
  • This engine shown schematically in FIG. 1, is characterized in particular by the fresh oil pump 7 equipped with a mixing valve, with which a fully functional engine oil based lubricant is produced.
  • the fresh oil pump 7 equipped with a mixing valve, with which a fully functional engine oil based lubricant is produced.
  • 60 to 90% fresh vegetable oil and 40 to 10% additive concentrate are used to produce a motor oil of the usual viscosity classes (e.g. 5W-30 or 5W-40). This motor oil is pumped into the internal combustion engine.
  • the fresh oil pump 7 is connected by a control line 16 to both the used oil pump 12 and the flow meter 20, which ensures that the quantity of fresh vegetable oil delivered by the fresh oil pump 7 is dimensioned such that the oil level in the oil pan is always approximately remains at the same level.
  • the quantity of used oil removed by the used oil pump 12 from the oil pan 2 is compensated for by fresh oil which is fed to the engine 1 via the fresh oil line 8.
  • the control devices are set by means of the control 22 in such a way that the amount of vegetable oil supplied to the engine is controlled in accordance with the fuel consumption. It has proven to be advantageous to set the amount of used vegetable oil lubricant supplied to the internal combustion engine to a metering rate of 1 to 10%, preferably up to 2%, of the fuel consumption. Depending on the additive concentration, lower or higher dosing rates are also possible.
  • the method according to the invention and the internal combustion engine developed for it can be used in a variety of ways. It is obvious that they are used in particular for commercial vehicles in agriculture and forestry, because the vegetable oils used according to the invention are most readily available there. However, a particular advantage is also shown in the operation of cogeneration plants, for which the automated and continuous oil change according to the invention is of the utmost importance.
  • the combined heat and power unit can run continuously, which leads to a considerable saving in operating costs and a significant improvement in the economy of such combined heat and power plants.

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Abstract

Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Schmierung und zur gleichzeitigen Kraftstoffversorgung eines pflanzenöl-tauglichen Verbrennungsmotors beschrieben, bei dem man den Verbrennungsmotor ausschließlich mit Pflanzenöl betreibt, indem während des Betriebes kontinuierlich ein additiviertes Pflanzenöl als Schmierstoff zugeführt und der gebrauchte Pflanzenöl-Schmierstoff zusammen mit frischem Pflanzenöl-Kraftstoff im Motor dosiert als Motorenkraftstoff verbrannt wird.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Schmierung und gleichzeitigen Kraftstoffversorgung eines pflanzenol-tauglichen Verbrennungsmotors
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Schmierung und gleichzeitigen KraftstoffVersorgung eines Verbrennungsmotors, bei dem man den Verbrennungsmotor ausschließlich mit Pflanzenöl betreibt.
Zur Schmierung und zur Kraftstoffversorgung von Verbrennungsmotoren, die mit Fremdzündung oder mit Kompressionszündung arbeiten, werden derzeit noch ganz überwiegend Mineralöle eingesetzt. Es werden jedoch auch schon teil- oder vollsynthetische Schmierstoffe eingesetzt, welche durch den Zusatz von Additiven die erforderlichen komplexen anwendungstechnisch gewünschten Eigenschaften erhalten. Bekanntlich muß das Schmieröl in bestimmten zeitlichen Abständen ausgewechselt werden, weil während des Betriebs Wirkstoffe verbraucht werden, das Grundöl altert und der Schmierstoff mit Fremd- Stoffen verunreinigt wird. Beim Ölwechsel fallen Altöle an, die ein erhebliches Umweltproblem darstellen. Sie müssen in aufwendiger Weise entsorgt werden. Um den Anfall von Altöl zu vermeiden, ist deshalb auch schon vorgeschlagen worden, daß verbrauchtes Schmieröl in den Kraftstofftank zurückzuführen und es zusammen mit dem Kraftstoff im Motor zu verbrennen.
Aus der DE 3138 144 AI ist ein Schmiermittel- und Treibstoffkreislauf insbesondere für die Dieselmotoren von Schwerlastfahrzeugen bekannt, bei welchem periodisch eine gegebene Schmierölmenge aus der Ölwanne des Motors extrahiert und in den Treibstofftank eingesetzt wird, so daß die extrahierte Menge zusammen mit dem üblichen Dieseltreibstoff verbraucht wird. Außerdem ist eine automatisch arbeitende Anordnung zum Überwachen des Schmierölpegels vorgesehen, um den Schmier- ölpegel in der Ölwanne auf einem Soll-Pegel zu halten, so daß fortlaufend frisches Schmieröl in den Schmiermittelkreislauf eingesetzt wird und zugleich eine periodische Reinigung des Altöls erfolgt. Hierdurch sollen die Wartungszeiten verringert werden, welche für den Ölwechsel erforderlich sind, wobei gleichwohl das Schmieröl im wesentlichen sauber und in frischem Zustand gehalten wird. Durch ein fortlaufendes Einsetzen von frischem Schmieröl soll der Anteil an Additiven in dem Schmieröl auf dem gewünschten Wert gehalten werden. Es wird also lediglich ein üblicherweise in Intervallen erfolgen- der Ölwechsel dadurch vermieden, daß kontinuierlich eine bestimmte Menge verbrauchten Öls dem Schmiersystem entzogen und eine entsprechende Menge frischen Öls dem Schmiersystem zugeführt wird.
Aus der DE-OS 30 19 877 ist eine Vorrichtung zum Ölwechseln bei einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung mit einem Schmiersystem mit Ölwanne und einem Brennstoffsystem mit Brennstofftank bekannt, bei welcher zum selbsttätigen Ölwechseln und Abführen von verbrauchtem Öl Ölfördermittel zum Überführen eines Teils des verbrauchten Maschinenöls aus dem Schmiersystem zum Brennstoffsystem vorgesehen sind, um den verbrauchten Ölanteil mit Brennstoff zu mischen, bei welchem ein Öltank zum Speichern von Frischöl vorgesehen ist und bei welchem Olspeisemittel zum Zuführen von Frischöl aus dem Öltank zum Schmiersystem vorgesehen sind. Dabei können die Ölfördermittel eine Ölleitung, deren eines Ende mit dem Schmiersystem und deren anderes Ende mit dem Brennstoffsystem kommuniziert, sowie ein Ventil in der Ölleitung umfassen. Ferner können die Olspeisemittel eine Ölspeiseleitung, deren eines Ende mit dem Öltank und deren anderes Ende mit der Ölwanne verbunden ist, und ein in die Ölspeiseleitung eingeschaltetes Ventil umfassen. Hierdurch soll die Aufgabe gelöst werden, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ölwechseln bei einer Brennkraftmaschine zu schaffen, bei denen verbrauchtes Öl nicht wieder aufbereitet werden muß und automatisch Öl gewechselt und verbrauchtes Öl abgeführt werden .
Aus der DE 30 06 903 AI ist ein Verfahren zum Austauschen des im Ölsumpf einer Brennkraftmaschine gesammelten Schmieröls mit Hilfe einer separat zu steuernden Olabsaugpumpe, wobei zumindest die der abgesaugten Ölmenge entsprechende Frisch- ölmenge der Brennkraftmaschine zugeführt wird, bekannt, bei welchem die Olabsaugpumpe dosierte olmengen aus dem Ölsumpf der Brennkraftmaschine dem Kraftstoff der Brennkraftmaschine beimischt, wobei die Olmengen derart bemessen werden, daß - unabhängig vom Ölverbrauch der Brennkraftmaschine - innerhalb eines Ölwechselintervalls die vorgeschriebene Öleinfüllmenge abgesaugt wird. Ferner wird darin eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, bestehend aus einer Brennkraftmaschine mit einem Ölsumpf, in dem ein ständiger Vorrat von Schmieröl vorgesehen ist, und mit einer separaten Olabsaugpumpe, die mit dem Ölsumpf der Brennkraftmaschine auf ihrer Saugseite verbunden ist, vorgeschlagen, bei welcher durch die Olabsaugpumpe dosierte Olmengen dem Ölsumpf der Brennkraftmaschine entnehmbar und dem Kraftstoff der Brennkraftmaschine zuführbar sind. Hierdurch sollen notwendige Ölwechsel entfallen. Die Höhe der abgesaugten Schmierölmenge ist derart bemessen, daß die Öleinfüllmenge unabhängig vom Ölverbrauch der Brennkraftmaschine innerhalb des vom Motorhersteller für den Motortyp vorgeschriebenen Ölwechselintervalls abgesaugt wird. Die Steuereinrichtung ist so ausgelegt, daß nur bei einem Kraftstoffeinfüllvorgang, bei welchem sich die Füllstandsmeßanzeige innerhalb kurzer Zeit aufwärts bewegt, die Olabsaugpumpe zu arbeiten beginnt. Damit wird gleichzeitig Schmieröl und Kraftstoff in den Kraftstoffvorratsbehälter eingefüllt, so daß eine gute Durchmischung gewährleistet ist.
Bei allen bisher vorgesehenen Motorschmierungen ist es nachteilig, daß die Umwelt wegen der Verwendung konventionell additivierter mineralischer Öle in unbefriedigender Weise belastet wird und keine Maßnahmen vorgesehen sind, wie verbrauchtes Öl dem Brennstoffsystem in dosierter Menge zugegeben wird.
Es ist auch schon ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Schmierung eines Verbrennungsmotors aus der deutschen Patentschrift 39 06 759 bekannt geworden, bei dem man dem Schmierstoffinhalt des Verbrennungsmotors während des Betriebes immer wieder frischen Schmierstoff aus einem Frischöltank zuführt und gleichzeitig dem Schmierstoffinhalt des Verbrennungsmotors immer wieder wenigstens teilweise gealterten Schmierstoff entzieht und dosiert dem Motorenkraftstoff zur Verbrennung zumischt. Als Schmierstoff wird dabei im wesentlichen natürliches pflanzliches öl verwendet, z.B. Rapsöl. Das über eine Dosierpumpe abgezogene, wenigstens teilweise gealterte Öl wird dann dem Kraftstofftank des Verbrennungsmotors ensprechend dem Füllstand des Motorenkraftstoffes derart gesteuert zugeführt, daß eine vorgegebene Konzentration des pflanzlichen Öles nicht überschritten wird.
Bei dieser Art der Verlustschmierung eines Verbrennungsmotors macht man sich die Erkenntnis zu Nutze, daß man dem Kraftstoff eines Verbrennungsmotors mit Fremdzündung oder Kompressions- zündung ohne Beeinträchtigung der Motorleistung bis zu einigen Prozent Öl hinzumischen kann, welches dann bei der Kraftstoff- verbrennung mitverbrannt wird. Dadurch, daß einerseits dem Verbrennungsmotor während des Betriebes erfindungsgemäß immer wieder frisches Öl zugeführt wird, andererseits aber das teilweise gealterte öl dem Verbrennungsmotor auch wieder entzogen wird, steht bei dieser Verlustschmierung stets ein hinreichender Vorrat an frischem Schmieröl für die Schmierung zur Verfügung. Da hierbei natürliches Pflanzenöl verwendet wird, ergibt auch das verbrauchte Öl, welches dem Kraftstoff nur in begrenztem, genau gesteuerten Umfang zugeführt und mit diesem verbrannt wird, keine die Umwelt belastenden Verbrennungsprodukte. Voraussetzung für das Mitverbrennen des verbrauchten Pflanzenöls sind Steuer- und Regeleinrichtungen, die die Mengen des aus der Ölwanne abgezogenen und dem Kraftstoff zugeführten Pflanzenöls genau kontrollieren. Es ist jedoch mit diesem Verfahren nicht möglich, einen Verbrennungsmotor ausschließlich mit Pflanzenölen zu betreiben.
Es hat auch schon Überlegungen gegeben, Pflanzenöle als Kraftstoffe in Dieselmotoren einzusetzen. Während hierfür zunächst die Methylester von natürlichen Ölen, z.B. der Rapsöl-Methylester im Vordergrund des Interesses standen, weil für ihren Einsatz die konventionellen Dieselmotoren nur unwesentlich geändert werden müssen, hat sich in der Folgezeit die Aufmerksamkeit auf die natürlichen, chemisch nicht veränderten Pflanzenöle konzentriert, die als umweltverträgliche, nachwachsende Rohstoffe, insbesondere für Nutzfahrzeuge in der Land- und Forstwirtschaft als Alternative für Erdölprodukte eingesetzt werden können. Es ist deshalb auch schon ein "Vorläufiger Qualitätsstandard für Rapsöl als Kraftstoff" von dem Arbeitskreis "Dezentrale Pflanzenölgewinnung Weihenstephan" ausgearbeitet worden.
Der vorliegenden Erfindung liegt nun das Konzept zugrunde, sowohl zur Schmierung als auch zur KraftstoffVersorgung von Verbrennungsmotoren ausschließlich natürliche Pflanzenöle einzusetzen.
Gegenstand der Erfindung ist deshalb ein Verfahren zur Schmierung und gleichzeitigen Kraftstoffversorgung eines Verbrennungsmotors, bei dem man den Verbrennungsmotor ausschließlich mit Pflanzenöl betreibt, indem während des Betriebes kontinuierlich ein additiviertes Pflanzenöl als Schmierstoff zugeführt und der gebrauchte Pflanzenöl-Schmierstoff zusammen mit frischem Pflanzenöl im Motor dosiert als Motorenkraftstoff verbrannt wird.
Dieses Verfahren ist in der einzigen beigefügten Zeichnung, in Fig. 1, schematisch dargestellt.
Ein für den Betrieb mit Pflanzenöl-Kraftstoff geeigneter Verbrennungsmotor 1, z.B. ein modifizierter Dieselmotor, wird über eine Kraftstoffleitung 19 mittels einer mit einem Mischventil ausgerüsteten Frischöl-Dosierpumpe 7 unter exakter Zudosierung eines Additivkonzentrates aus dem Tank 6 über eine Frischölleitung 8 mit der erforderlichen Menge eines natürlichen, pflanzlichen Öles, wie Rapsöl, für die Schmierung versorgt. Das Mischungsverhältnis von Additivkonzentrat : Frischöl kann zwischen 10 : 90 und 40 : 60 schwanken, liegt jedoch im allgemeinen bei etwa 25 : 75. In der Ölwanne 2 des Motors wird mittels einer Ölpegelkontrolle 10 die Menge des Motorenöls 13 auf einem bestimmten Niveau gehalten. Die Frischölpumpe 7 erhält von der Ölpegelkontrolle 10 über den Ölpegelmesser 15 ein Startsignal, wenn das Ölniveau in der Ölwanne 2 unter einen vorbestimmten Wert abgesunken ist. Beim Erreichen des Sollfüllstandes wird die Frischölpumpe 7 wieder abgeschaltet. Auf diese Weise wird das Motorenöl 13 in der Ölwanne 2 immer durch frisches Öl aus dem Tank 6 ergänzt. Innerhalb der Ölwanne 2 befindet sich eine - nicht dar- gestellte - Ölpumpe, welche die Schmierung des Verbrennungsmotors 1 mit Hilfe des Motorenöls 13 sicherstellt.
Vom Bodenbereich der Ölwanne 2 zweigt eine Gebrauchtölleitung
9 ab, durch die das gebrauchte Pflanzenöl mittels der Gebrauchtölpumpe 12 abgezogen und über das Kraftstoffilter 11 der Kraftstoffleitung 4 vor dem Kraftstoffilter 5 und damit auch vor der Kraftstoffpumpe 14 zugeführt wird. Die Menge des durch die Gebrauchtölleitung 9 fließenden gebrauchten Öls kann durch den Durchflußmengenmesser 20 und den Temperaturfühler 21 kontrolliert werden. Selbstverständlich kann die Gebrauchtölleitung 9 aber auch in den Kraftstofftank 3 münden.
Das mit dem aus dem Kraftstofftank 3 über die Kraftstoffleitung 4 und den Durchflußmengenmesser 20 abgezogenen Kraftstoff vermischte, gebrauchte Pflanzenöl gelangt über den Kraftstoffilter 5 und den Temperaturfühler 21 zur Kraftstoffpumpe 14. Wegen der bei Dieselmotoren vorhandenen Treibstoff- Rückleitungen - die Kraftstoffpumpe fördert erheblich mehr als der Motor verbraucht, sog. Zweileitungssystem - muß zur Vermeidung von Gebrauchtölansammlungen im Tank die Rücklaufleitung 18 direkt in die Kraftstoffleitung 4 zurückgeführt werden. Die Funktionen des Zweileitungssystems - Kühlung und Entlüftung des Kraftstoffes - können bei Bedarf auch durch andere bekannte Entlüftungssysteme übernommen werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich mit einem modifizierten, auf den Betrieb mit Pflanzenölen eingestellten Dieselmotor durchführen. Als Pflanzenöle werden Rapsöl, Leinöl, Sojaöl, Sonnenblumenöl oder Palmöl eingesetzt, denen zur Schmierfunktion geringe Mengen hochwirksamer Additive umfassend Antioxidantien, Verschleißschutzzusätze, Detergen- tien und Dispergiermittel zugesetzt werden, wobei die aschebildenden Bestandteile der Additive kein Zink enthalten und in der Summe weniger als 0,5 Gewichtsprozent betragen (Oxidasche). Dabei erlaubt die ständige Auffrischung des Schmierstoffes eine geringere Dosierung der jeweiligen Additive als bei konventionellen UmlaufSchmierstoffen, wodurch der Einfluß auf die Umwelt minimiert wird. Vorzugsweise wird zunächst ein Konzentrat der Additive im Pflanzenöl hergestellt und dieses Konzentrat dann dem Pflanzenöl in bestimmten Mengen zugesetzt .
Der Zusatz von Additiven zu den genannten Pflanzenölen ist wichtig, weil nicht additiviertes Pflanzenöl nur kurzzeitig einen Motor schmieren könnte, ohne dauerhafte Schäden zu verursachen. Ebenso wichtig ist, daß das Pflanzenöl zur Motorschmierung nur nach dem erfindungsgemäßen Auffrischungsverfahren eingesetzt werden kann, weil auch sonst Motorschäden zu befürchten wären. Andererseits ist zu betonen, daß das erfindungsgemäße Verfahren nicht mit einem konventionell additivierten mineralischen Motorenöl betrieben werden kann, weil dieses üblicherweise schwermetallhaltige Additive enthält, die beim Verbrennen des Öls freigesetzt werden und dann die Umwelt belasten. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, daß das phenolische und/oder aminische Antioxidantien enthaltende gebrauchte Schmieröl nach Vermischung mit dem Pflanzenölkraftstoff auch in diesem eine stabilisierende Wirkung entfaltet.
Erfindungsgegenstand ist auch ein Verbrennungsmotor, mit dem das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann. Dieser in Fig. 1 schematisch dargestellte Motor ist insbesondere durch die mit einem Mischventil ausgerüstete Frischölpumpe 7 charakterisiert, mit der ein voll funktionsfähiger Motorenschmierstoff auf Pflanzenölbasis hergestellt wird. Aus - je nach Auslegung - 60 bis 90 % frischem Pflanzenöl und 40 bis 10 % Additivkonzentrat wird ein Motorenöl üblicher Viskositätsklassen hergestellt (z.B. 5W-30 oder 5W- 40). Dieses Motorenöl wird in den Verbrennungsmotor gepumpt. Die Frischölpumpe 7 ist durch eine Steuerleitung 16 sowohl mit der Gebrauchtölpumpe 12 als auch mit dem Durchflußmengenmesser 20 verbunden, wodurch sichergestellt ist, daß die von der Frischölpumpe 7 geförderte Menge von frischem Pflanzenöl so bemessen ist, daß der Ölpegel in der Ölwanne stets auf etwa dem gleichem Niveau bleibt. Die durch die Gebrauchtölpumpe 12 der Ölwanne 2 entnommene Menge von gebrauchtem Öl wird durch Frischöl ausgeglichen, das dem Motor 1 über die Frischölleitung 8 zugeleitet wird. Die Regelvorrichtungen sind mittels der Steuerung 22 insgesamt so eingestellt, daß die dem Motor zugeleitete Menge an Pflanzenöl entsprechend dem Kraftstoffverbrauch gesteuert wird. Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die dem Verbrennungsmotor zugeführte Menge an gebrauchtem Pflanzenöl-Schmierstoff auf eine Dosierrate von 1 bis 10%, vorzugsweise auf bis zu 2% des Kraftstoffverbrauches einzustellen. In Abhängigkeit von der Additivkonzentration sind auch niedrigere oder höhere Dosierraten möglich.
Das erfindungsgemäße Verfahren und der dafür entwickelte Verbrennungsmotor können in vielseitiger Weise angewendet werden. Es liegt auf der Hand, daß sie insbesondere für Nutzfahrzeuge in der Land- und Forstwirtschaft eingesetzt werden, weil dort die erfindungsgemäß eingesetzten Pflanzenöle am leichtesten verfügbar sind. Ein besonderer Vorteil zeigt sich jedoch auch bei dem Betrieb von Blockheizkraftwerken, für die der erfindungsgemäße automatisierte und kontinuierliche Ölwechsel von allergrößter Bedeutung ist. Die bisher üblichen und als unvermeidlich angesehenen Ölwechselintervalle nach 300 bis 500 Betriebsstunden, die bei Verwendung von Rapsöl- Methylester teilweise noch erheblich kürzer sind, führen wegen der damit verbundenen Betriebsunterbrechungen zu erheblichen Kosten. Wenn jedoch ein Ölwechsel bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht mehr erforderlich ist, kann das Blockheizkraftwerk kontinuierlich laufen, was zu einer erheblichen Einsparung an Betriebskosten und einer bedeutenden Verbesserung der Wirtschaftlichkeit derartiger Heizkraftwerke führt. Bezugszeichenliste:
1 Verbrennungsmotor
2 Ölwanne
3 Tank für Pflanzenöl-Kraftstoff
4 Kraftstoffleitung
5 Kraftstoffilter I (fein) 6 Tank für Additivkonzentrat
7 Dosierpumpe mit Mischventil
8 Frischölleitung
9 Gebrauchtölleitung 10 Ölpegelkontrolle 11 Kraftstoffilter II (grob)
12 Gebrauchtölpumpe
13 Motorenöl
14 Kraftstoffpumpe (Einspritzpumpe)
15 Ölpegelmesser 16 Pumpen-Ansteuerungsleitung
17 Überströmventil (Kraftstoffpumpe)
18 Kraftstoffrückleitung
19 Kraftstoffleitung für Schmierstoff-Grundöl
20 Durchflußmengenmesser für Kraftstoff 21 Kraftstoff-Temperaturfühler
22 Elektronische Steuerung

Claims

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Schmierung und gleichzeitigen Kraftstoffversorgung eines pflanzenol-tauglichen Verbrennungsmotors, dadurch gekennzeichnet, daß man den Verbrennungsmotor ausschließlich mit Pflanzenöl betreibt, indem während des Betriebes kontinuierlich ein additiviertes Pflanzenöl als Schmierstoff zugeführt und der gebrauchte Pflanzenöl-Schmierstoff zusammen mit frischen Pflanzenöl im Motor als Motorenkraftstoff verbrannt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man aus der Kraftstoffleitung (4) eines mit Pflanzenöl betriebenen Verbrennungsmotors ( 1 ) während des Betriebes kontinuierlich einen Teil des frischen Pflanzenöl-Kraftstoffes als Grundöl eines Schmierstoffes abzweigt, mit einem speziellen Additivkonzentrat vermischt als Motorenschmierstoff verwendet und den gebrauchten Schmierstoff schließlich dem Pflanzenöl-Motorenkraftstoff dosiert zur Verbrennung beimischt.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2 , dadurch gekenn- zeichnet, daß als Schmieröl ein mit Additiven ausgerüstetes
Pflanzenöl wie Rapsöl, Leinöl, Sojaöl, Sonnenblumenöl oder Palmöl eingesetzt wird.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3 , dadurch gekenn- zeichnet, daß die Menge des aus der Kraftstoffleitung (4) als
Grundöl eines Schmierstoffes abgezweigten frischen Pflanzenöl- Kraftstoffes entsprechend der Menge des der Verbrennung zugeführten gebrauchten Pflanzenöl-Schmierstoffes gesteuert wird.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4 , dadurch gekennzeichnet, daß die dem Verbrennungsmotor zugeführte Menge an gebrauchtem Pflanzenöl-Schmierstoff zwischen 1 und 10%, vorzugsweise bis zu 2% des Kraftstoffverbrauchs beträgt.
6. Verbrennungsmotor mit einer Einrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Schmierung und zur gleichzeitigen KraftstoffVersorgung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der das Additivkonzentrat enthaltende Tank (6) mit einer Dosierpumpe mit Mischventil (7) verbunden ist, in dem das aus dem Tank (3) über die Kraftstoffleitung (4) abgezweigte frische Pflanzenöl mit dem Additivkonzentrat vermischt und dann über die Frischölleitung (8) dem Motor (!) als Motorenschmierstoff zugeführt werden kann.
7. Verbrennungsmotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gebrauchtölleitung (9) vorgesehen ist, durch die das aus der Ölwanne (2) des Motors (1) abgezogene, gebrauchte Pflanzenöl über eine Ölpumpe (12) und ein Ölfilter (11) der Kraftstoffleitung (4) zwischen Kraftstofftank (3) und Verbrennungsmotor (1) zugeführt werden kann.
8. Verbrennungsmotor nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß Regelvorrichtungen (20, 21) vorgesehen sind, die die dem Motor (1) zugeleitete Menge an Pflanzenöl entsprechend dem lastabhängigen Kraftstoffverbrauch steuern.
9. Pflanzenöl für den Einsatz als Schmiermittel und als Kraftstoff in Verbrennungsmotoren, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmierstoffanteil Additive mit anitoxidativer, verschleißmindernder, detergierender und dispergierender Wirkung enthält, die nach Mischung des gebrauchten Schmierstoffes mit dem Kraftstoff auch im Pflanzenölkraftstoff wirken.
10. Verwendung eines Pflanzenöls nach Anspruch 9 als Schmiermittel und als Kraftstoff für einen Verbrennungsmotor in einem Blockheizkraftwerk.
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