WO2005028821A1 - Verfahren und vorrichtung zur erhaltung optimaler schmieröleigenschaften bei vollständigem verzicht auf ölwechsel bei verbrennungskraftmaschinen - Google Patents
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Definitions
- the content of the invention is a method and a device for maintaining optimal lubricating oil properties with no oil change at all in internal combustion engines with a main flow oil filter and a bypass flow oil filter.
- DE 100 25 690 describes a device for sensing the oil condition, such as oil pollution, oil temperature, the means for sensing the oil condition being built into the oil filter.
- An oil filter is described in DE 30 19 141, in which a container with an additive and its metered flow into the oil circuit to improve the properties of the filtered oil are additionally described in the oil filter.
- DE 33 37 983 describes a similar process in which the additive is continuously metered into the operating fluid return line via a check valve.
- DE 32 25 366 describes a method for reducing the aging of the lubricating oil of internal combustion engines, in which the lubricating oil of the engine is bound, filtered out and filtered out in a separate lubricating oil container with the aid of various gases, such as free oxygen, carbon monoxide, and other substances to be disposed of.
- DE 33 34 527 describes a lubricating oil preparation and a method for using it, in which the lubricating oil quality is improved by chemical additives.
- Patent application PCT / DE 01/04841 describes a technical solution which, using an exchangeable bypass fine-oil filter filled with special oil, completely eliminates the need to completely change the engine oil while maintaining the necessary lubricating oil properties.
- bypass fine filters with the motor oil contained therein can be easily exchanged for new bypass fine filters with new special oil only after specified runtime intervals.
- bypassing the runtime intervals bypass fine filters filled with special oil must be available for replacement. If there is a loss of engine oil due to the operation of the internal combustion engine, this loss of oil must be compensated for by refilling engine oil as before.
- the object of the invention consists in the further development of the inventive solution in PCT / DE 01/04841 to a method and the devices necessary for this to ensure optimal lubricating oil properties without a periodic engine oil change.
- inventive solution in PCT / DE 01/04841 to a method and the devices necessary for this to ensure optimal lubricating oil properties without a periodic engine oil change.
- previous, proven and known partial solutions to ensure the lubricating oil properties should be taken into account, taking into account the combination effect.
- the constructional measures on the internal combustion engine for implementing the method 'for producing optimum lubricating oil properties in operation of the internal combustion engine relate - to the installation of a well-known and in PCT / DE 01/04841 described Maustromfeinstölfilters 80 with fixed terminals; - on the installation of an oil reservoir for the special lubricating oil; - On a connecting line from the oil reservoir to a metering device; - on a dosing device for dosing the special amount of lubricating oil; on a connecting line from the metering device to the internal combustion engine 85 for introducing the metered amount of special lubricating oil into the lubricating oil system of the internal combustion engine; - On a receptacle for the lubricating oil removed from the lubricating oil circuit of the internal combustion engine; - on the removal of the lubricating oil via valves from the pressurized part 90 of the oil circuit or by means of small pump devices from the oil sump of the oil pan; -
- the 95 quantity of lubricating oil withdrawn can be supplied to the fuel in partial quantities by the metering device.
- the receptacle for the removed lubricating oil can be omitted in this variant.
- For producing optimum lubricating oil properties of the engine oil is to capture the lubricating oil specially r chaften by appropriate sensory measurement method necessary. This is done using already known measuring methods, which are based, for example, on electrical measurement of the conductivity of the lubricating oil.
- the current oil level is measured and both values are determined for the determination of the amount of the lubricating oil to be removed and the amount of the special lubricating oil to be supplied by means of a separate computer program of the engine computer and thus the metering devices are controlled.
- the solution according to the invention can also already be used for internal combustion engines in which the measured values - lubricating oil properties and current oil level - cannot be recorded automatically.
- the manual metering of the extraction of the lubricating oil from the engine and the addition of the special lubricating oil is carried out according to specified guide values and the manually measured oil level.
- the proposed solution according to the invention takes into account particularly internal combustion engines for vehicles, but it is also suitable for stationary internal combustion engines and other engines and work machines, in which lubricating oil is used for the lubrication of moving, particularly rotating parts and 115 a periodic lubricating oil change must be carried out for this purpose.
Abstract
Verfahren und Vorrichtung zur Erhaltung optimaler Schmieröleigenschaften bei Verzicht auf Ölwechsel bei Verbrennungskraftmaschinen mit Hauptstromölfilter und einem Nebenstromfeinstölfilter und weiterer Massnahmen, mit denen optimale Schmiereigenschaften des Schmieröles und des Ölstandes erreicht werden, dadurch gekennzeichnet, dass dem Ölkreislauf der Verbrennungskraftmaschine eine nach Verbrauch des Schmieröles oder nach Entnahme einer gewählten kleinen Menge von Schmieröl älbhängig von der Laufleistung oder dem Schmierzustand des Schmieröles, kleine dosierte Menge eines Spezialschmieröles zugeführt wird.
Description
Erfindungsbeschreibung
Verfahren und Vorrichtung zur Erhaltung optimaler Schmieröleigenschaften bei vollständigem Verzicht auf Ölwechsel bei Verbrennungskraftmaschinen
Die Erfindung hat ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erhaltung optimaler Schmier- öleigenschaften bei vollständigem Verzicht auf Ölwechsel bei Verbrennungskraftmaschinen mit Hauptstromolfilter und einem Nebenstromfeinstolfilter zum Inhalt.
Die Erhaltung optimaler Schmieröleigenschaften des Motorenöls von Verbrennungskraftmaschinen ist bis heute eine ständige Aufgabenstellung für die Entwicklung und den Betrieb von Verbrennungskraftmaschinen, besonders von Fahrzeugmotoren. Zur möglichst langen Erhaltung der Schmieröleigenschaften wurde bisher eine Vielzahl von technischen Lösungen vorgeschlagen und in die Praxis überführt.
Als wesentliche technische Lösungen wurden bisher neue Schmieröle, bekannt als Vollsynthetiköle, Ölfilter mit erhöhter Reinigungsleistung, Nebenstromfeinstolfilter und Sensoren zur Bestimmung der Schmieröleigenschaften eingesetzt. Mit all diesen neuen technischen Möglichkeiten wurden Ölwechselzeiten für das Motorenöl von 15 000 km Laufleistung bis 50000 km Laufleistung max. erzielt.
So wird in der DE 100 25 690 eine Vorrichtung zur Sensierung des Ölzustandes, wie beispielsweise Ölverschmutzung, Öltemperatur beschrieben, wobei die Mittel zur Sensierung des Ölzustandes in dem Ölfilter eingebaut sind. In der DE 30 19 141 ist ein Ölfilter beschrieben,, bei dem zusätzlich im Ölfilter ein Behälter mit einem Zusatzstoff und dessen dosiertem Einströmen in den Ölkreislauf zur Verbesserung der Eigenschaften des gefilterten Öls beschrieben werden. In der DE 33 37 983 wird ein ähnliches Verfahren beschrieben, in dem das Additiv über ein Rückschlagventil kontinuierlich dosiert in die Betriebsmittelrückflußleitung eingepreßt wird. In der DE 32 25 366 wird ein Verfahren zur Verringerung der Alterung des Schmieröls von Brennkraftmaschinen beschrieben, bei dem das Schmieröl des Motors in einem gesonderten Schmierölbehälter mit Hilfe von verschiedenen Gasen, wie freier Sauerstoff, Kohlen- monoxid, u.a. schädliche Substanzen gebunden, ausgefiltert und entsorgt werden. In der DE 33 34 527 werden eine Schmierölzubereitung und ein Verfahren zu seiner An- Wendung beschrieben, bei dem die Schmierölqualität durch chemische Zusätze verbessert wird.
In der Patentanmeldung PCT/DE 01/04841 wird eine technische Lösung beschrieben, die unter Verwendung eines auswechselbaren, mit Spezialöl gefüllten Nebenstromfeinstolfilter einen vollständigen Verzicht auf einen kompletten Motorölwechsel bei Einhal- tung der notwendigen Schmieröleigenschaften ermöglicht. Für diese technische Lösung sind nur nach festgelegten Laufzeitintervallen die Nebenstromfeinstfilter mit dem darin enthaltenen Motorenöl gegen neue Nebenstromfeinstfilter mit neuem Spezialöl einfach auszutauschen. Bei dieser technischen Lösung müssen unter Beachtung der Laufzeitintervalle Nebenstromfeinstfilter gefüllt mit Spezialöl zum Wechseln zur Verfü- gung stehen. Ist ein Motorölverlust durch den Betrieb der Verbrennungskraftmaschine vorhanden, so muß dieser Ölverlust wie bisher durch Nachfüllen von Motorenöl ausgeglichen werden.
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Weiterentwicklung der erfinderischen Lösung in der PCT/DE 01/04841 zu einem Verfahren und der dazu notwendigen Vorrichtungen zur Gewährleistung optimaler Schmieröleigenschaften bei Verzicht auf einem periodischen Motorölwechsel. Für die technische Lösung sollten bisherige, bewährte und bekannte Teillösungen zur Gewährleistung der Schmieröleigenschaften unter Beachtung des Kombinationseffektes berücksichtigt werden.
Die verfahrenstechnische Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabenstellung wurde in der Verwendung des Nebenstromfeinstfilterprinzips zur vollständigen Reinigung des Motoröls und dem periodischen Auswechseln einer kleinen Menge des im Motor befindlichen Motoröls gegen Spezialöl, wie in der PCT/DE 01/04841 beschrieben, gefunden. Das periodische Auswechseln einer kleinen Menge des Motorenöls und das Nachfüllen von Spezialöl, ohne Wechseln des Nebenstromfeinstfilters, läßt sich leicht automatisieren, ist aber auch mit einfachen manuellen Mitteln möglich.
Notwendig ist ein zusätzlicher Behälter mit Spezialöl im Fahrzeug bzw. in der Nähe der Verbrennungskraftmfaschine und eine Verbindung des SpezialÖlbehälters über eine Dosiereinrichtung mit dem Ölkreislauf der Verbrennungskraftmaschine sowie eine Dosiereinrichtung zur Entnahme einer kleinen Menge des in der Verbrennungskraftma- schine befindlichen Motorenöls. Dieses Motorenöl kann in einem zusätzlichen Behälter gesammelt und nach längerer Zeit entsorgt werden. Eine weitere vorteilhafte Möglichkeit besteht in der Einleitung der kleinen Menge Motorenöl in den Kraftstoff zur Verbrennung in den Zylindern des Motors. Mit der Messung des Ölstandes des Motors und den Schmiereigenschaften des Motor- öls über entsprechende Sensoren und dem Einbeziehen der Messwerte in die Bewertung der Entnahme der kleinen Menge Motorenöls für den Austausch gegen Spezialöl unter Beachtung des Ölverbrauches der Verbrennungskraftmaschine ist automatisch
eine Herstellung optimaler Schmieröleigenschaften des Motorenöls in Verbindung mit einem Nebenstromfeinstolfilter über einen sehr langen Betrieb der Verbrennungskraft- 75 maschine gegeben. Die konstruktiven Maßnahmen an der Verbrennungskraftmaschine zur Verwirklichung des Verfahrens' zur Herstellung optimaler Schmieröleigenschaften im Betrieb der Verbrennungskraftmaschine beziehen sich - auf den Einbau eines bekannten und in der PCT /DE 01/04841 beschriebenen 80 Nebenstromfeinstölfilters mit festen Anschlüssen; - auf den Einbau eines Ölvorratsbehälters für das Spezialschmieröl; - auf eine Verbindungsleitung vom Ölvorratsbehälter zu einer Dosiereinrichtung; - auf eine Dosiereinrichtung zur Dosierung der Spezialschmierölmenge; - auf eine Verbindungsleitung von der Dosiereinrichtung zum Verbrennungsmotor 85 zum Einbringen der dosierten Spezialschmierölmenge in das Schmierölsystem des Verbrennungsmotors; - auf einen Aufnahmebehälter für das aus dem Schmierölkreislauf der Verbrennungskraftmaschine dosiert entfernte Schmieröl; - auf die Entnahme des Schmieröles über Ventile aus dem druckbeaufschlagten Teil 90 des Ölkreislaufs oder durch kleine Pumpvorrichtungen aus dem Ölsumpf der Öl- wanne; - auf eine zweiten Variante, in der das entfernte Schmieröl über die Dosiereinrichtung dem Kraftstoffbehälter zugeführt wird. Zur Verbesserung der Verbrennung des entnommenen Schmieröles kann durch die Dosiereinrichtung die entnommene 95 Schmierölmenge in Teilmengen dem Kraftstoff zugeführt werden. Der Aufnahmebehälter für das entnommene Schmieröl kann bei dieser Variante entfallen. Zur Herstellung optimaler Schmieröleigenschaften des Motorenöles ist die Erfassung der Schmieröleigensrchaften durch entsprechende sensorische Messverfahren notwendig. Dies geschieht mit bereits bekannten Messverfahren, die z.B. auf elektrischer 100 Messung des Leitwertes des Schmieröles beruhen. In Verbindung mit der Bestimmung der Schmieröleigenschaften wird der aktuelle Ölstand messtechnisch erfaßt und beide Werte werden für die Bestimmung der Menge des zu entfernenden Schmieröles und der Menge des zuzuführenden Spezialschmieröles mittels eines gesonderten Rechen- programmes des Motorcomputer ermittelt und damit die Dosiereinrichtungen gesteuert.
105 Die erfindungsgemäße Lösung ist aber auch bereits für Verbrennungskraftmaschinen nutzbar, bei denen eine Erfassung der Messwerte - Schmieröleigenschaften und aktueller Ölstand - nicht automatisch erfolgen kann.
In diesen Fällen erfolgt die manuelle Dosierung der Entnahme des Schmieröles des Motors und der Zugabe des Spezialschmieröles nach vorgegebenen Richtwerten und 110 dem manuell gemessenen Ölstand. Die vorgeschlagene erfindungsgemäße Lösung berücksichtigt besonders Verbrennungskraftmaschinen für Fahrzeuge, sie ist aber auch für stationäre Verbrennungskraftmaschinen und andere Kraft- und Arbeitsmaschinen geeignet, bei denen Schmieröl zur Schmierung von bewegten besonders rotierenden Teilen verwendet wird und 115 dazu ein periodischer Schmierölwechsel erfolgen muß. Die Vorteile der verfahrensmäßigen und konstruktiven Lösung, die Herstellung optimierter Schmieröleigenschaften des Motorenöls von Verbrennungskraftmaschinen über eine sehr lange Betriebszeit z.B. eines Kraftfahrzeuges, machen einen bisher periodischen Ölwechsel des Motorenöls nicht mehr notwendig.
120 Die Laufleistung des Kraftfahrzeugmotors wird bedeutend gesteigert. Ausfälle des Kraftfahrzeuges auf Grund schlechter Schmiereigenschaften des Motorenöls werden vermieden. Der volkswirtschaftliche Vorteil dieser erfindungsgemäßen Lösung besteht in der Vermeidung der Entsorgung von bisher großen Mengen Altöls.
125 Der praktische Vorteil im Betrieb von Fahrzeugen mit Verbrennungskraftmaschinen mit der in der Erfindung beschriebenen verfahrensmäßigen Lösung besteht besonders darin, daß für die km-Fahrleistungen keine Ölwechsel des Motorenöls zu berücksichtigen sind, immer eine optimale Schmierung der Verbrennungskraftmaschine gewährleistet ist sowie eine höhere km-Laufleistung der Verbrennungskraftmaschine
130 erreicht wird.
Claims
Schutzansprüche
135 1. Verfahren zur Erhaltung optimaler Schmieröleigenschaften bei Verzicht auf Ölwechsel bei Verbrennungskraftmaschinen mit Hauptstromolfilter und einem Nebenstromfeinstolfilter und weiterer Maßnahmen, mit denen optimale Schmiereigenschaften des Schmieröles und des Ölstandes erreicht werden, dadurch gekennzeichnet, daß dem Ölkreislauf der Verbrennungskraftmaschine durch eine
140 nach Verbrauch des Schmieröles oder nach Entnahme einer gewählten kleinen Menge von Schmieröl abhängig von der Laufleistung oder dem Schmierzustand des Schmieröles, kleine dosierte Mengen eines Spezialschmieröles zugeführt werden.
145 2. Verfahren zur Erhaltung optimaler Schmieröleigenschaften bei Verzicht auf Ölwechsel bei Verbrennungskraftmaschinen mit Hauptstromolfilter und einem Nebenstromfeinstolfilter und weiterer Maßnahmen, mit denen optimale Schmiereigenschaften des Schmieröles und des Ölstandes erreicht werden, nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die entnommenen kleinen Mengen des
150 Schmieröls dem Kraftstoff zugesetzt und damit mit verbrannt werden.
3. Verfahren zur Erhaltung optimaler Schmieröleigenschaften bei Verzicht auf Ölwechsel bei Verbrennungskraftmaschinen mit Hauptstromolfilter und einem Nebenstromfeinstolfilter und weiterer Maßnahmen, mit denen optimale Schmierei- 155 genschaften des Schmieröles und des Ölstandes erreicht werden, nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die entnommenen kleinen Mengen des Schmieröls in einem gesonderten Behälter gesammelt und in Intervallen entsorgt werden.
160 4. Verfahren zur Erhaltung optimaler Schmieröleigenschaften bei Verzicht auf Ölwechsel bei Verbrennungskraftmaschinen mit Hauptstromolfilter und einem Nebenstromfeinstolfilter und weiterer Maßnahmen, mit denen optimale Schmiereigenschaften des Schmieröles und des Ölstandes erreicht werden, nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß mit der dosierten Zuführung des Spezi-
165 alschmieröles ein optimaler Ölstand des Schmieröles in der Verbrennungskraftmaschine gewährleistet wird.
5. Verfahren zur Erhaltung optimaler Schmieröleigenschaften bei Verzicht auf Ölwechsel bei Verbrennungskraftmaschinen mit Hauptstromolfilter und einem Ne- 170 benstromfeinstölfilter und weiterer Maßnahmen, mit denen optimale Schmiereigenschaften des Schmieröles und des Ölstandes erreicht werden, nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Spezialölzuführung bei Ölverbrauch der Verbrennungskraftmaschine dosiert nach dem Ölstand erfolgt.
175 6. Verfahren zur Erhaltung optimaler Schmieröleigenschaften bei Verzicht auf Ölwechsel bei Verbrennungskraftmaschinen mit Hauptstromolfilter und einem Nebenstromfeinstolfilter und weiterer Maßnahmen, mit denen optimale Schmiereigenschaften des Schmieröles und des Ölstandes erreicht werden, nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Spezialölzuführung bei keinem oder
180 nur sehr geringem Schmierölverbrauch nach der Laufleistung der Verbrennungskraftmaschine mit Hilfe spezieller Dosiervorrichtungen erfolgt, die die Entnahme des Schmieröles und die Zuführung des Spezialschmieröles in den Ölkreislauf aufeinander abstimmen.
185 7. Verfahren zur Erhaltung optimaler Schmieröleigenschaften bei Verzicht auf Ölwechsel bei Verbrennungskraftmaschinen mit Hauptstromolfilter und einem Nebenstromfeinstolfilter und weiterer Maßnahmen, mit denen optimale Schmiereigenschaften des Schmieröles und des Ölstandes erreicht werden, nach Anspruch 5. und 6. dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung des Spezial-
190 Schmieröles im Stillstand der Verbrennungskraftmaschine oder während des Betriebes erfolgt.
8. Vorrichtung zur Erhaltung optimaler Schmieröleigenschaften bei Verzicht auf Ölwechsel bei Verbrennungskraftmaschinen mit Hauptstromolfilter und einem
195 Nebenstromfeinstolfilter und weiterer Maßnahmen, mit denen optimale Schmiereigenschaften des Schmieröles und des Ölstandes erreicht werden dadurch gekennzeichnet, daß der Ölstand und die Schmiereigenschaften des Schmieröles über geeignete Sensoren gemessen werden und diese Messwerte in Verbindung mit weiteren motortypischen Messwerten, wie Betriebszeiten,
200 km-Laufleistungen, Motorbelastungen u. a. für die Bestimmung der auszutauschenden Schmierölmenge und der Menge des Spezialschmieröles genutzt werden.
205 9. Vorrichtung zur Erhaltung optimaler Schmieröleigenschaften bei Verzicht auf Ölwechsel bei Verbrennungskraftmaschinen mit Hauptstromolfilter und einem Nebenstromfeinstolfilter und weiterer Maßnahmen, mit denen optimale Schmiereigenschaften des Schmieröles und des Ölstandes erreicht werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Entnahme des Schmieröles über Ventile aus
210 dem druckbeaufschlagten Teil des Ölkreislaufs oder durch kleine Pumpvorrichtungen aus dem Ölsumpf der Ölwanne erfolgt und das Schmieröl in dem Aufnahmebehälter des entnommenen Schmieröles gespeichert wird.
10. Vorrichtung zur Erhaltung optimaler Schmieröleigenschaften bei Verzicht auf 215 Ölwechsel bei Verbrennungskraftmaschinen mit Hauptstromolfilter und einem Nebenstromfeinstolfilter und weiterer Maßnahmen, mit denen optimale Schmiereigenschaften des Schmieröles und des Ölstandes erreicht werden, dadurch gekennzeichnet, daß über eine Dosiervorrichtung das entnommene Schmieröl dem Kraftstoff zugesetzt und damit im Motor verbrannt wird. 220 11. Verfahren und Vorrichtung zur Erhaltung optimaler Schmieröleigenschaften bei Verzicht auf Ölwechsel bei Verbrennungskraftmaschinen mit Hauptstromolfilter und einem Nebenstromfeinstolfilter und weiterer Maßnahmen, mit denen optimale Schmiereigenschaften des Schmieröles und des Ölstandes erreicht wer-
225 den, sind auch für Kraft- und Arbeitsmaschinen mit bewegten besonders rotierenden Teilen geeignet, bei denen Schmieröl zur Schmierung von bewegten besonders rotierenden Teilen verwendet wird und dazu ein periodischer Schmierölwechsel erfolgen muß.
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