WO2014124656A1 - Brennkraftmaschinen-anordnung und verfahren zur versorgung einer brennkraftmaschine mit schmiermittel - Google Patents

Brennkraftmaschinen-anordnung und verfahren zur versorgung einer brennkraftmaschine mit schmiermittel Download PDF

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WO2014124656A1
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WO
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fluid path
pump
lubricant
internal combustion
combustion engine
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PCT/EP2013/003465
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Alexej Vaulin
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Mtu Friedrichshafen Gmbh
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M1/00—Pressure lubrication
    • F01M1/12—Closed-circuit lubricating systems not provided for in groups F01M1/02 - F01M1/10
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M11/00—Component parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart from, groups F01M1/00 - F01M9/00
    • F01M11/06—Means for keeping lubricant level constant or for accommodating movement or position of machines or engines
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M1/00—Pressure lubrication
    • F01M1/12—Closed-circuit lubricating systems not provided for in groups F01M1/02 - F01M1/10
    • F01M2001/123—Closed-circuit lubricating systems not provided for in groups F01M1/02 - F01M1/10 using two or more pumps

Definitions

  • the invention relates to an internal combustion engine arrangement according to the preamble of claim 1, and a method for supplying an internal combustion engine with
  • Lubricant flow typically, a pump provided for lubricating the internal combustion engine is coupled directly to the rotational speed of the internal combustion engine with regard to its rotational speed and thus its delivery rate. If the pump is designed so that it also in the lower rpm range of the internal combustion engine sufficient
  • Lubricant flow promotes, this leads in higher speed ranges to the fact that the delivered volume flow of lubricant is too high. He will in this case
  • German Patent DE 198 01 766 C2 discloses a hydraulic and mechanical transmission device for a vehicle comprising a main oil pump which is driven at a speed proportional to a rotational speed of a first shaft, and an auxiliary oil pump having one at the first rotational speed proportional speed is driven, the main oil pump and the auxiliary oil pump are each driven by different shafts. It is provided that the auxiliary oil pump always has a high flow rate when the main oil pump has too low flow rate. Conversely, the auxiliary oil pump has only a low flow rate when the main oil pump promotes sufficient. In the high Speed range of the main oil pump results in a - albeit reduced - power loss in the range of the auxiliary oil pump, which has no other function than to support the main oil pump in the low speed range.
  • German Offenlegungsschrift DE 100 62 552 A1 discloses an internal combustion engine arrangement which has a first pump, namely an oil pump, which is in fluid communication with a first fluid path, so that lubricant is pumped by means of the first pump along the first fluid path to supply the Internal combustion engine with lubricant can be conveyed.
  • the internal combustion engine arrangement has a second pump, namely a so-called oil feed pump, which is in fluid communication with a second fluid path for conveying lubricant along the second fluid path.
  • the second fluid path is designed as a refill line for refilling lubricating oil from an oil reservoir into an oil sump, and insofar has a function that differs from the function of the first fluid path.
  • the first fluid path and the second fluid path are connected to one another only via the oil sump, that is, in the sense of being separated from one another, that in any case the second fluid path does not lead to
  • Lubrication of the internal combustion engine can be used, with the
  • Oil pump can not be used to supply lubricant to the internal combustion engine.
  • the invention has for its object to provide an internal combustion engine arrangement and a method for supplying an internal combustion engine with lubricant, wherein an adequate supply of the internal combustion engine with lubricant is ensured even in the low speed range, at the same time a power loss in the higher speed range is reduced or completely avoided ,
  • valve device which is designed such that it blocks a fluid connection between the first fluid path and the second fluid path in a first functional position, wherein it connects the second fluid path at least partially with the first fluid path in a second functional position, so that by the second pump lubricant along the first fluid path is conveyed.
  • the second pump for the supply of Use internal combustion engine with lubricant, if this can not be ensured by the first pump alone.
  • the first pump can be designed smaller or with lower flow rate, as would be the case if they had to ensure the supply of the internal combustion engine with lubricant even in the low speed range alone.
  • a delivery characteristic of the pump can rather be adapted to a lubricant requirement of the internal combustion engine in the higher rpm range, so that power losses in the region of the first pump are avoided.
  • Fluid path and the second fluid path blocked by the valve device so that the second pump is no longer used to supply the internal combustion engine with lubricant, but can fulfill their actual function in terms of a promotion of lubricant along the second fluid path.
  • the second pump has such a separate, second function, no power loss occurs during operation of the second pump in the higher rotational speed range, because it is provided in any case to fulfill its own function. It is possible that the second pump is not driven permanently but demand-dependent, for example, if it is designed as ⁇ lzul hypopmpe, where it is only activated when oil actually needs to be refilled, or if they support the first pump in the low speed range is used.
  • the first pump is preferably designed as an oil pump, which is the
  • Lubricant in particular oil, from an oil sump, in particular an oil sump, promotes lubrication points of the internal combustion engine along the first fluid path. From the lubrication points, the lubricant drips off, being collected again in the oil sump. This closes the first fluid path.
  • the first fluid path also includes paths along which the lubricant passes as oil mist or over oil splashes to others
  • Lubricant should not be used to supply the internal combustion engine with lubricant can.
  • the separation or blocking does not necessarily indicate that there is no fluid connection between the fluid paths.
  • the fluid paths are always in fluid communication with one another via the oil sump or the oil sump, because the lubricant is taken from the oil sump and / or supplied to both fluid paths.
  • An embodiment of the internal combustion engine arrangement is preferred in which at least one further pump is provided for conveying lubricant along a further fluid path, wherein a function of the at least one further fluid path is preferably different from the functions of the first and the second fluid path. It is preferably provided that a fluid connection between the first fluid path and the at least one further fluid path can be blocked by the valve device in a first functional position, wherein in a second
  • a fluid connection of the second fluid path and / or the at least one further fluid path at least partially with the first fluid path can be produced, so that by the second pump and / or by the at least one further pump lubricant along the first fluid path to
  • each pump is associated with its own fluid path with a separate function, wherein the various pumps or fluid paths can be used together with the help of the valve device, independently and / or in any combination with each other for supplying the internal combustion engine with lubricant.
  • a third pump for delivering lubricant along a third fluid path is provided, wherein the function of the third fluid path is different from the functions of the first and second fluid path, and wherein the valve means is formed so that in a first functional position, a fluid communication between the first fluid path, the second fluid path and the third fluid path blocks, wherein in a second
  • Functional position connects the second fluid path and / or the third fluid path at least partially with the first fluid path, so that by the second pump and / or by the third pump lubricant along the first fluid path is conveyed.
  • an internal combustion engine arrangement which is characterized
  • the second pump is designed as an oil level pump.
  • the second fluid path in this case serves as an oil monitoring path.
  • lubricant is conveyed along the second fluid path by the second pump, which is taken from the oil sump or sump in the region of a predetermined desired level and preferably in the range of - seen along the gravitational direction - lower level, especially near the bottom of the oil sump, is fed back , With the help of a monitoring device is determined whether the
  • Oil level pump delivers lubricant along the second fluid path. As long as this is the case, it is ensured that the level in the oil sump at least the
  • Oil level pump promotes no lubricant along the second fluid path, it can be concluded that the level in the oil sump has fallen below the predetermined target level, in which case an oil level warning issued and / or refilling the oil sump can be initiated.
  • the second fluid path preferably has a measuring device, preferably a pressure sensor, with the aid of which a lubricant flow in the second fluid path can be monitored. So long
  • Lubricant is conveyed along the second fluid path, the pressure sensor detects a predetermined pressure value. On the other hand, does not pump the second pump
  • Oil level pump exerts, so that so far no power loss occurs, it is possible to use them with the help of the valve device in the low speed range or whenever the first pump alone does not provide sufficient flow to supply the engine with lubricant, to support the first pump, wherein They then lubricant along the first fluid path to
  • the second pump is designed as a ⁇ lnach spallpumpe.
  • a reservoir for lubricant with the oil sump or the oil pan can be brought into fluid communication.
  • Oil pump be activated to promote lubricant from the reservoir into the oil pan.
  • the device provided for monitoring may have an oil level pump, but it is also possible that this example has a float or other suitable means for detecting the level in the oil pan.
  • both an oil level pump for conveying lubricant along the second fluid path and an oil replenishment pump for conveying lubricant along a third fluid path are provided.
  • the second fluid path is provided in this case to monitor the level of the oil sump or the oil sump, for example by means of an integrated in the second fluid path
  • the third fluid path is provided to remove lubricant from one
  • valve device To refill reservoir in the oil sump or the oil pan, if the level falls below a predetermined target level. Due to the valve device, the second and third fluid paths in the first functional position of the same are separable from the first fluid path. If the valve device is therefore in its first
  • the first and / or the second fluid path can be connected at least in regions to the first fluid path, so that through the
  • Oil level pump and / or by the oil replenishment pump lubricant along the first fluid path is conveyed.
  • Valve device only the second fluid path is at least partially connectable to the first fluid path, so that only the second pump, namely the oil level pump, is used to support the first pump.
  • the third fluid path is diverted by the valve device such that the lubricant from the oil replenishment pump is conveyed from the reservoir back into the reservoir when the oil level pump lubricant along the promotes first fluid path.
  • This embodiment is particularly preferred in an embodiment in which the oil level pump promotes lubricant in the exercise of their monitoring function from the oil pan or the oil sump in the reservoir. A level of equilibrium in the oil sump or sump is a different pumping power of the oil level pump on the one hand and the
  • Oil replenishment pump on the other hand set.
  • the oil level pump preferably conveys oil continuously from the oil pan into the reservoir, while at the same time the oil replenishment pump continuously oil from the
  • Oil replenishment pump is switched inactive in this operating state.
  • Valve means only the third fluid path with the first fluid path is connectable, so that only the third pump, namely the ⁇ lnach spallpumpe, is used to support the first pump.
  • Valve device both the second and the third fluid path are at least partially connectable to the first fluid path.
  • valve device is designed so that depending on a lubricant requirement of the internal combustion engine or a delivery rate of the first pump either only the second or only the third pump to support the first pump are used, thus only the second or only the third fluid path at least partially connectable to the first fluid path, or that - at higher lubricant requirement - the second and the third pump for Support can be used, therefore, the second and the third fluid path are at least partially connectable to the first fluid path.
  • Embodiment is a particularly flexible and needs-driven control of the valve device and thus use of the various pumps possible.
  • valve device comprises at least one 3/2-way valve. In a preferred embodiment, it includes exactly two 3/2-way valves.
  • Embodiment represents a particularly simple and cost-effective implementation of the internal combustion engine arrangement, because simple, inexpensive standard components can be used.
  • valve device has at least one 5/2-way valve.
  • this embodiment of an internal combustion engine arrangement comprises very few components.
  • an internal combustion engine arrangement is preferred, which is characterized in that the valve device comprises four, in particular exactly three 3/2-way valves.
  • an internal combustion engine arrangement is preferred, which is characterized in that it has exactly one 5/2-way valve and exactly two 3/2-way valves.
  • the internal combustion engine arrangement has exactly four 3/2-way valves and in particular no further valves, it comprises only simple components, which in particular can be designed as standard components.
  • the valve device has exactly one 5/2-way valve and exactly two 3/2-way valves and preferably no further valves, it comprises a reduced number of components, so that it can be particularly compact.
  • valve means comprises exactly three 3/2-way valves.
  • This embodiment is particularly preferred in an embodiment in which the fluid path of a ⁇ lnach Stahlllpumpe inactive switched or from a Reservoir is deflected back into the reservoir when an oil replenishment pump is used to support the oil pump.
  • the task is also solved by a method of supplying a
  • Internal combustion engine is provided with lubricant with the features of claim 8.
  • the first pump is operated for permanent supply of the internal combustion engine with lubricant.
  • a second pump is operated continuously or as needed to deliver lubricant along a second fluid path, wherein the second fluid path has a different function from the function of the first fluid path.
  • the method is characterized in that the second fluid path is separated from the first fluid path by a valve device when a pumping capacity of the first pump is sufficient to supply the internal combustion engine with lubricant, wherein the second fluid path at least partially in fluid communication through the valve means with the first fluid path is brought when the pumping power of the first pump is too low to a
  • the second pump in particular a low speed range of the internal combustion engine to support the first pump, wherein in particular in a higher speed range in which the pump power of the first pump taken to supply the internal combustion engine with lubricant sufficient, the second pump an independent, preferably anyway provided
  • the first pump can be dimensioned smaller than would be the case if it had to ensure supply of the internal combustion engine with lubricant even in a low speed range taken by itself. As a result, it has in the higher speed ranges to a pump power that is more adapted to the lubricant requirements of the engine so that it comes in the first pump only to a low power loss - if any - comes.
  • a method is preferred which is characterized in that at least one further pump is operated permanently or as needed in order to convey lubricant along a further fluid path, wherein the further fluid path has a function which differs from the function of the first and the second fluid path.
  • Valve device the further fluid path is separated from the first fluid path when the Pumping capacity of the first pump to supply the internal combustion engine with
  • the second fluid path and / or the further fluid path are at least partially through the valve device with the first fluid path in
  • Fluid connection brought when the pump power of the first pump is too low to ensure a supply of the internal combustion engine with lubricant It is therefore possible within the scope of the method to use, in addition to the second pump, at least one further, in particular a third, pump for supporting the first pump.
  • Valve device is controlled by an engine control unit provided for controlling the internal combustion engine, wherein the engine control unit is set up to carry out the method. In this case, it requires no separate control means for performing the method, but this can be fully implemented in an engine control unit provided anyway for controlling the internal combustion engine.
  • Internal combustion engine arrangement preferred, which is characterized by at least one feature, which by at least one method step, preferably
  • a method which has at least one method step, which is due to at least one feature of the internal combustion engine arrangement, preferably combinations thereof.
  • Fig. 1a is a diagrammatic representation of a characteristic of an oil requirement of a
  • Fig. 1b is a diagrammatic representation of the characteristic of the internal combustion engine
  • Fig. 2 is a schematic circuit diagram of a first
  • Fig. 3 is a schematic circuit diagram of a second
  • Fig. 4 is a schematic circuit diagram of a third
  • Fig. 5 is a schematic circuit diagram of a fourth
  • Embodiment of an internal combustion engine arrangement Embodiment of an internal combustion engine arrangement.
  • Figure 1a shows a diagrammatic representation in which a volume flow Q is plotted against a speed n of an internal combustion engine.
  • a solid line 1 represents a characteristic curve of the volume-flow Q required for the engine for lubrication.
  • the dashed line 3 shows the pump power of a conventional oil pump in terms of the volume flow Q delivered depending on the speed n.
  • the oil pump is designed so that it cuts the characteristic 1 at minimum speed n min of the internal combustion engine, so that at this operating point it provides just the volume flow of lubricant demanded by the internal combustion engine.
  • the oil pump above the minimum speed n mi n always delivers more oil than necessary for supplying the engine with lubricant is. To avoid too high a volume flow of lubricant in the internal combustion engine, this is typically regulated with integrated pressure relief valves. This creates a considerable power loss.
  • FIG. 1 b shows a diagrammatic representation of a volumetric flow Q plotted against the rotational speed n of an internal combustion engine, the characteristic curve 1 of the volumetric flow Q demanded by the engine as a function of speed being plotted here again.
  • An internal combustion engine arrangement of the type mentioned here preferably has a first pump whose delivery rate depends in particular proportionally on the speed n of the internal combustion engine. However, the delivery rate of the first pump is reduced compared to a conventional oil pump, wherein the the first pump funded volume flow Q plotted against the speed n by a dashed line 5 is shown.
  • the line 5 intersects the characteristic 1, the line 5 at lower speeds than the limit speed n g is below the line 1, while at speeds greater than the limit speed n g runs above the line 1.
  • the first pump thus promotes from the limit speed n g to higher speeds sufficient lubricant to ensure sufficient lubrication of the internal combustion engine taken.
  • the funded volume flow is reduced in comparison to a conventional oil pump, so that a power loss is incurred only above the limit speed n g , which also incurs only a reduced power loss in this speed range.
  • the first pump delivers a volume flow which is lower than the volume flow Q required for adequate lubrication of the internal combustion engine in accordance with the solid line 1.
  • the pumping power of the first pump is insufficient Ensuring adequate lubrication of the internal combustion engine. Therefore, at least one further pump, preferably a second pump for supporting the first pump, is used, in particular in this speed range.
  • Figure 2 shows a schematic wiring diagram of a first
  • Embodiment of an internal combustion engine arrangement 6 A first fluid path 7 is shown, wherein a first pump 8 serves to convey lubricant along the first fluid path.
  • the internal combustion engine arrangement comprises an oil pan 9, in which lubricant 11 is arranged.
  • the first pump 8 conveys the lubricant 11 from the oil pan 9 along the first fluid path 7 to lubrication points 10 of
  • the first fluid path 7 also includes paths that cover the lubricant 1 1 as oil mist or oil splashes, whereby it is conveyed to other lubrication points, from which it also drips and finally passes back into the oil pan 9. In this way, the internal combustion engine is lubricated.
  • FIG. 2 shows a second pump 13, which is formed in the illustrated embodiment as an oil level pump. It is connected to a second fluid path 15 in FIG
  • the second fluid path is formed as Olüberwachungspfad.
  • the second pump 13 conveys lubricant 11 from the oil sump 9 along the second fluid path 15, wherein the lubricant 11 is sucked in via a suction element 17.
  • the intake element 17 is arranged in the oil sump 9 in the region of a desired filling level 19. It is preferably designed as an overflow.
  • the lubricant conveyed along the second fluid path 15 finally arrives via a return 21, which is preferably arranged in the gravitational direction under the intake element 17 and particularly preferably in the vicinity of a bottom 23 of the oil pan 9, back into the oil pan 9.
  • the lubricant 11 reaches or exceeds the desired filling level 19 in the oil sump 9, it is sucked in by the second pump 13 via the suction element 17 and conveyed along the second fluid path 15.
  • This preferably has a measuring device 18, preferably a pressure sensor, through which a lubricant flow in the second fluid path 15 is detected.
  • the measuring device 18 generates a signal which indicates that the level in the oil pan 9 corresponds to or exceeds the desired level 19.
  • Pressure sensor formed in the second fluid path 15. If this is above a predetermined threshold, the pressure sensor generates the signal indicating that the level in the oil pan 9 at or above the
  • Target level 19 is located.
  • the level of the lubricant 11 in the oil pan 9 drops below the desired level 19, no lubricant 11 can be sucked in through the suction element 17, so that the second pump 13 idles and no lubricant 11 delivers more along the second fluid path 15. This is detected by the measuring device 18. In particular, the pressure in the second fluid path 15 drops, which is registered by the pressure sensor. In this case, a lubricant warning is issued in the illustrated embodiment, so that lubricant 11 can be manually refilled into the oil pan 9.
  • the second fluid path 15 has a different function from the first fluid path 7 and does not serve to lubricate the internal combustion engine but only to monitor the desired level 19 in the oil sump 9.
  • a valve device 25 is provided, which is designed such that it blocks a fluid connection between the first fluid path 7 and the second fluid path 15 in a first functional position, wherein it connects the second fluid path 15 at least partially with the first fluid path 7 in a second functional position , so that lubricant 11 can be conveyed along the first fluid path 7 by the second pump.
  • valve device 25 in its first functional position blocks a fluid connection between the first fluid path 7 and the second fluid path 15
  • the second pump 13 in this functional position of the valve means 25 can promote lubricant 11 long of the first fluid path 7
  • the two fluid paths 7, 15 in the embodiments described here and below always on the oil pan 9 with each other in
  • the valve means 25 includes exactly two 3/2-way valves and preferably no further valve.
  • the 3/2-way valves are preferably designed as electrically controlled valves.
  • the 3/2-way valves are designed as hydraulically, pneumatically or mechanically controlled valves.
  • other suitable drive systems are possible.
  • a first 3/2-way valve 27 has a first port 29 which communicates with the
  • Inlet member 17 is in fluid communication. It has a second connection 31, which is in fluid communication with the return 21. Finally, it has a drain 33, which is in fluid communication with a suction side 34 of the second pump 13.
  • a second 3/2-way valve 35 has a first drain 37, which is in fluid communication with the return 21 or a separate return 21 '.
  • a second drain 39 is in fluid communication with the first fluid path 7.
  • the second 3/2-way valve 35 has a connection 41, which is in fluid communication with a delivery side 36 of the second pump 13.
  • the second pump 13 delivers a fluid from the suction side 34 to the delivery side 36. It is not excluded that an exemplary embodiment of the delivery pump 13 is designed such that the delivery direction is reversible, in which case the fluid also flows from the delivery side 36 to the suction side 34 is conveyed, with the suction and the delivery side exchange.
  • valve device 25 is shown in its first functional position. In this case, the first port 29 and the outflow 33 of the first 3/2-way valve 27
  • Embodiment downstream of the second 3/2-way valve 35 is arranged.
  • Measuring device 18 has. In one embodiment, it is possible in particular for the measuring device 18 to be arranged upstream of the second 3/2-way valve 35.
  • valve device 25 Internal combustion engine with lubricant off, the valve device 25 is brought into its second functional position, wherein the 3/2-way valves 27, 35 are arranged in the position which is shown in each case to the left of the active position shown in Figure 2.
  • the second port 31 and the outflow 33 of the first 3/2-way valve 27 are connected to each other while the first port 29 is locked.
  • the port 41 is connected to the second drain 39, while the first drain 37 is blocked.
  • the second Pump 13 sucked lubricant 11 through the return 21 from the oil pan 9 and on the second port 31 to the drain 33 and from there through the second pump 13 further to the port 41, from which it to the second drain 39 and through this flows into the first fluid path 7.
  • the second fluid path 15 is thus brought into fluid communication in regions with the first fluid path 7 in such a way that lubricant 11 is conveyed by the second pump 13 along the first fluid path 7
  • valve device 25 is preferably displaced into its second functional position when the rotational speed n of the internal combustion engine according to FIG. 1b) drops below the limit rotational speed n g .
  • the second pump 13 is used to support the lubricant supply of the internal combustion engine, while preferably above the limit speed n g perceives their actual functionality as an oil level pump. Accordingly arise above the limit speed n g no power losses in the range of the second pump 13, because this only fulfills their already provided functionality and does not additionally lubricant 1 1 promotes along the first fluid path 7, which actually for lubrication
  • FIG. 3 shows a schematic circuit diagram of a second circuit
  • the internal combustion engine arrangement 6 according to FIG. 3 differs from the exemplary embodiment according to FIG. 2 in that exactly one 5/2-way valve 43 is provided instead of the two 3/2-way valves 27, 35.
  • no further valve is included in the valve device 25.
  • This has so far in the illustrated embodiment exactly one and only one valve, namely the 5/2-way valve 43.
  • This is preferably designed as an electrically controlled valve.
  • other drive systems for the 5/2-way valve 43 are possible, for example hydraulic, pneumatic or mechanical.
  • the 5/2-way valve 43 includes a first port 45 which is in fluid communication with the suction member 17.
  • a second port 47 is in fluid communication with the return 21.
  • a third port 49 communicates with the first fluid path 7 in FIG.
  • a fourth port 51 is in fluid communication with the suction side 34 of the second pump 13, with a fifth port 53 in fluid communication with the delivery side 36 of the second pump 13.
  • the valve device 25 is also shown in Figure 3 in its first functional position, in which the second fluid path 15 is separated from the first fluid path 7 in the sense that no lubricant 11 along the first fluid path 7 can be conveyed by the second pump 13.
  • the first port 45 and the fourth port 51 are connected to each other in the 5/2-way valve 43, wherein at the same time the second port 47 and the fifth port 53 are interconnected.
  • lubricant 11 is sucked from the oil pan 9 via the suction element 17 and conveyed from the first port 45 to the fourth port 51. From there it passes on the suction side 34 to the delivery side 36 and from there along the second fluid path 15 via the
  • Measuring device 18 finally to the fifth port 53, via which it flows to the second port 47, from which it passes back to the return 21 and from there into the oil pan 9.
  • lubricant 11 is conveyed along the second fluid path 15 for the purpose of oil level monitoring, wherein - as already explained in connection with FIG. 2 - this preferably comprises a pressure sensor in order to reach it or exceeding the desired level 19 in the oil pan 9 by the lubricant 11 to monitor.
  • the measuring device 18 is arranged upstream of the valve device 25 or of the 5/2-way valve 43.
  • valve device 25 or of the 5/2-way valve 43 is shown schematically to the left of that shown in Figure 3 as active
  • FIG. 4 shows a schematic circuit diagram of a region of a third exemplary embodiment of an internal combustion engine arrangement. Same and
  • the internal combustion engine arrangement 6 according to FIG. 4 comprises, in addition to the second pump 13, a third pump 55 which is designed as an oil replenishment pump. It is in fluid communication with a third fluid path 57, via which lubricant 11 can be refilled from a reservoir 59 into the oil sump 9.
  • the second pump 13 and the third pump 55 are preferably arranged as a pump group 61 in a common housing 63.
  • the valve device 25 comprises in the embodiment shown in Figure 4 exactly four 3/2-way valves and preferably no further valve.
  • the second outflow 39 is - as shown in Figure 2 - with the first fluid path 7 in fluid communication.
  • the second pump 55, a third 3/2-way valve 67 and a fourth 3/2-way valve 69 are assigned in the embodiment shown in Figure 4. These are preferably designed as electrically controlled valves. Again, as always, other drive systems are possible, such as pneumatic, hydraulic and / or mechanical. In this respect, in all exemplary embodiments illustrated here, the switching functions of the valves are important, but not decisive as to how they are specifically controlled or driven.
  • the third 3/2-way valve 67 has a first drain 71, which is in fluid communication with the return line 21. It has a second outflow 73, which is in fluid communication with the first fluid path 7. In addition, it has a connection 75, which is in fluid communication with a delivery side 77 of the second pump 55.
  • the fourth 3/2-way valve 69 has a first port 79, which is in fluid communication with an outlet 80 of the reservoir 59.
  • a second port 81 is in fluid communication with the return 21, and a drain 83 is in fluid communication with a suction side 85 of the third pump 55.
  • the valve device 25 is shown in Figure 4 in its first functional position in which a fluid connection of both the second fluid path 15 and the third fluid path 57 is blocked to the first fluid path 7 in the sense that no lubricant 11 from the second pump 13 or the third pump 55 along the first fluid path 7 is conveyed. Rather, lubricant 11 is conveyed from the second pump 13 along the second fluid path 15 from the suction element 17 via the first outlet 37 of the second 3/2-way valve 35 to the inlet 65 and ultimately into the reservoir 59. With regard to the remaining functionality of the second pump 13 and the 3/2-way valves 27, 35 reference is made to the description of Figure 2.
  • the second pump 55 is preferably activated when the level in the oil pan 9 drops below the desired level 19, in which case, according to the position shown in Figure 4 of the 3/2-way valves 67, 69 lubricant 11 via the outlet 80 from the Reservoir 59, the first port 79, the drain 83, the suction side 85, the Delivery side 77, the port 75 and the first drain 71 finally to the return 21 and thus into the oil pan 9 along the third fluid path 57 is promoted.
  • valve device 25 different functional positions of the valve device 25 can be realized, wherein in a second functional position, only the second pump 13 is used to supply the first fluid path 7 with lubricant 11, wherein the second fluid path 15 is partially connected to the first fluid path 7. In a third functional position, only the third pump 55 is preferably used to support the first pump, the third fluid path 57 being connected in regions to the first fluid path 7. Finally, in a fourth operating state preferably both the second pump 13 and the third pump 55 to
  • both the second fluid path 15 and the third fluid path 57 partially connected to the first fluid path 7.
  • valve device 25 The various functional positions of the valve device 25 are preferably selected depending on the lubricant requirement of the internal combustion engine, in particular by an engine control unit, optionally taking into account different delivery rates of the second pump 13 and the third pump 55. If, for example, one of the pumps 13, 55 has a lower delivery rate than the other, it is possible to use only the pump with the lower delivery rate for support, with only a slight need for support of the first pump, while, for example, with a higher support requirement, the pump with the higher
  • valve device 25 has only two functional positions, wherein either none of the pumps 13, 55 in a first functional position or both pumps 13, 55 can be used in a second functional position to support the first pump.
  • the third pump 55 is used to support the first pump, the third 3/2-way valve 67 and the fourth 3/2-way valve 69 are displaced into a functional position, which is in each case to the left of the functional position shown active in FIG is shown.
  • this lubricant is sucked from the third pump 55 via the return line 21 from the oil pan 9, and via the second port 81 to the outlet 83 and from there further via the suction side 85 and the delivery side 77 to the port 75 of the third 3/2 -Wegeventils and further from this to the second outflow 73, via which it enters the first fluid path 7.
  • the first and the second 3/2-way valve 27, 35 to replace it with a single 5/2-way valve, because here due to the modification in the first functional position of the valve device 25, in which the first outflow 37 of the second 3/2-way valve 35 is in fluid communication not with the return 21 but rather with the inlet 65 of the reservoir 59, a total of five, but six different Connections are provided.
  • the embodiment modified from FIG. 4 has exactly one 5/2-way valve instead of the third and fourth 3/2-way valves 67, 69 and exactly two 3/2-way valves, namely the first 3/2-way valve 27 and the second 3/2-way valve 35 on.
  • the valve device 25 in this case, no further valve.
  • the second fluid path associated with this pump can be operatively connected to a valve device which either - as shown in Figure 4 - two 3/2-way valves or even a single 5 / 2- Directional valve, preferably exactly two 3/2-way valves or exactly a 5/2 way valve and in both cases no further valve includes.
  • FIG. 5 shows a schematic circuit diagram of a fourth circuit
  • a second pump 13 as an oil level pump and a third pump 55 as an oil replenishment pump are also provided in the exemplary embodiment according to FIG.
  • the functionality of the second fluid path 15 or of the second pump 13 completely corresponds to that which has been described in connection with FIG. 4, so that reference is made to the corresponding explanations.
  • FIG. 5 in FIG. 5 only the 3/2-way valves 27, 35 are in their second Functional position shown, so that here the second pump 13 promotes lubricant according to the illustration 11 along the first fluid path 7 to the lubrication points 10.
  • a lubricant level in the oil sump 9 is adjusted dynamically by a suitable choice of the delivery rates of the second pump 13 and the third pump 55, wherein preferably in an operating state in which the delivery rate of the first pump 8 is sufficient for lubricating the internal combustion engine, both the oil level pump and the Olnachfeldllpumpe run continuously, wherein the second pump 13 continuously delivers lubricant 11 from the oil pan 9 in the reservoir 59, while the third pump 55 continuously conveys lubricant 11 from the reservoir 59 into the oil pan 9.
  • the second pump 13 continuously delivers lubricant 11 from the oil pan 9 in the reservoir 59
  • the third pump 55 continuously conveys lubricant 11 from the reservoir 59 into the oil pan 9.
  • Embodiment not to use the Olnach spampe to support the first pump 8.
  • valve device 25 comprises in that shown in FIG.
  • Embodiment preferred exactly three 3/2-way valves, namely the 3/2-way valves 27, 35 in the region of the second fluid path 15, and a third 3/2-way valve 87 in
  • the first drain 89 is in fluid communication with a separate return 21 'or with the return 21.
  • the second drain 91 is in fluid communication with a separate inlet 65 'of the reservoir 59 or with the inlet 65, and the port 93 is in fluid communication with the delivery side 77 of the third pump 55.
  • its suction side 85 is permanently in fluid communication with the outlet 80 of the reservoir 59.
  • the first functional position shown as inactive in FIG. 5 to the left of the active functional position the first outflow 89 is connected to the port 93, and the second outflow 91 is blocked.
  • the third pump 55 conveys lubricant 11 from the reservoir 59 through the outlet 80 via the separate return line 21 'into the oil sump 9. It thus fulfills its function as an oil replenishment pump.
  • the second pump 13 is used to support the first pump 8.
  • the third pump 55 does not deliver any lubricant 11 from the reservoir 59 into the sump 9, but instead delivers the lubricant 11 in a circle over the outlet 80 from the reservoir 59 and along the third fluid path 57 via the port 93 and the second Outlet 91 and further on the separate inlet 65 'back into the reservoir 59.
  • the third pump 55 is therefore not used in addition to support the first pump 8, but their function as
  • Oil replenishment pump is virtually switched off. Thus it is avoided that the oil pan 9 is filled inadmissible, or that the reservoir 59 idles. Due to the comparatively small delivery rate of the third pump 55, it is not worthwhile additionally using it to support the first pump 8.
  • the third pump 55 is continuously driven by the internal combustion engine.
  • the third 3/2-way valve 87 allows for continuation of the third pump 55 quasi a shutdown of their function by deflecting the third fluid path 57th
  • the first pump which is preferably designed as an oil pump, in such a way that it has a reduced delivery capacity compared to a conventional oil pump, thereby reducing its size.
  • the internal combustion engine arrangement can be displayed and operated in a very economical and cost-effective manner, especially with the aid of the method.

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Abstract

Es wird eine Brennkraftmaschinen-Anordnung mit einer Brennkraftmaschine und mit einer ersten Pumpe, die mit einem ersten Fluidpfad (7) in Fluidverbindung steht, so dass Schmiermittel (11) mithilfe der ersten Pumpe entlang des ersten Fluidpfads (7) zur Versorgung der Brennkraftmaschine mit Schmiermittel (11) förderbar ist, und mit einer zweiten Pumpe (13;55), die mit einem zweiten Fluidpfad (15;57) zur Förderung von Schmiermittel (11) entlang des zweiten Fluidpfads (15;57) in Fluidverbindung steht, wobei der zweite Fluidpfad (15;57) eine von der Funktion des ersten Fluidpfads (7) verschiedene Funktion aufweist, vorgeschlagen. Die Brennkraftmaschinen-Anordnung zeichnet sich dadurch aus, dass eine Ventileinrichtung (25), die so ausgebildet ist, dass sie in einer ersten Funktionsstellung eine Fluidverbindung zwischen dem ersten Fluidpfad (7) und dem zweiten Fluidpfad (15;57) sperrt, wobei sie in einer zweiten Funktionsstellung den zweiten Fluidpfad (15;57) zumindest bereichsweise mit dem ersten Fluidpfad (7) verbindet, so dass durch die zweite Pumpe (13;55) Schmiermittel (11) entlang des ersten Fluidpfads (7) förderbar ist.

Description

Brennkraftmaschinen-Anordnung und Verfahren zur Versorgung
Brennkraftmaschine mit Schmiermittel
Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschinen-Anordnung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 , sowie ein Verfahren zur Versorgung einer Brennkraftmaschine mit
Schmiermittel gemäß Oberbegriff des Anspruchs 8.
Brennkraftmaschinen-Anordnungen und Verfahren der hier angesprochenen Art sind bekannt. Moderne Brennkraftmaschinen brauchen in ihrem unteren Drehzahlbereich für eine ausreichende Versorgung mit Schmiermittel einen überproportional hohen
Schmiermittelstrom. Typischerweise ist eine zur Schmierung der Brennkraftmaschine vorgesehene Pumpe in Hinblick auf ihre Drehzahl und damit ihre Förderleistung direkt an die Drehzahl der Brennkraftmaschine gekoppelt. Wird die Pumpe so ausgelegt, dass sie auch im unteren Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine einen hinreichenden
Schmiermittelstrom fördert, führt dies in höheren Drehzahlbereichen dazu, dass der geförderte Volumenstrom an Schmiermittel zu hoch ist. Er wird in diesem Fall
typischerweise mit integrierten Druckbegrenzungsventilen abgeregelt, was zu erheblichen Verlustleistungen führt.
Aus der deutschen Patentschrift DE 198 01 766 C2 geht eine hydraulische und mechanische Getriebevorrichtung für ein Fahrzeug hervor, das eine Hauptölpumpe umfasst, die mit einer zu einer Drehzahl einer ersten Welle proportionalen Drehzahl angetrieben wird, sowie eine Hilfsölpumpe, die mit einer zu der ersten Drehzahl proportionalen Drehzahl angetrieben wird, wobei die Hauptölpumpe und die Hilfsölpumpe jeweils von verschiedenen Wellen angetrieben werden. Dabei ist vorgesehen, dass die Hilfsölpumpe stets dann eine hohe Förderleistung aufweist, wenn die Hauptölpumpe eine zu geringe Förderleistung aufweist. Umgekehrt weist die Hilfsölpumpe nur eine geringe Förderleistung auf, wenn die Hauptölpumpe ausreichend fördert. Im hohen Drehzahlbereich der Hauptölpumpe ergibt sich so eine - wenn auch gesenkte - Verlustleistung im Bereich der Hilfsölpumpe, die keine andere Funktion ausübt, als im niederen Drehzahlbereich die Hauptölpumpe zu unterstützen.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 100 62 552 A1 ist eine Brennkraftmaschinen- Anordnung bekannt, die eine erste Pumpe, nämlich eine Ölpumpe aufweist, die mit einem ersten Fluidpfad in Fluidverbindung steht, so dass Schmiermittel mit Hilfe der ersten Pumpe entlang des ersten Fluidpfads zur Versorgung der Brennkraftmaschine mit Schmiermittel förderbar ist. Gemäß einem Beispiel weist die Brennkraftmaschinen- Anordnung eine zweite Pumpe, nämlich eine sogenannte Ölförderpumpe auf, die mit einem zweiten Fluidpfad zur Förderung von Schmiermittel entlang des zweiten Fluidpfads in Fluidverbindung steht. Dabei ist der zweite Fluidpfad als Nachfüllleitung zum Nachfüllen von Schmieröl aus einem Ölvorrat in eine Ölwanne ausgebildet, und weist insoweit eine von der Funktion des ersten Fluidpfads verschiedene Funktion auf. Der erste Fluidpfad und der zweite Fluidpfad sind lediglich über die Ölwanne miteinander verbunden, also in dem Sinne voneinander getrennt, dass jedenfalls der zweite Fluidpfad nicht zur
Schmierung der Brennkraftmaschine herangezogen werden kann, wobei auch die
Ölförderpumpe nicht zur Schmiermittelversorgung der Brennkraftmaschine genutzt werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennkraftmaschinen-Anordnung und ein Verfahren zur Versorgung einer Brennkraftmaschine mit Schmiermittel zu schaffen, wobei eine ausreichende Versorgung der Brennkraftmaschine mit Schmiermittel auch im niederen Drehzahlbereich sichergestellt ist, wobei zugleich eine Verlustleistung im höheren Drehzahlbereich reduziert oder vollständig vermieden wird.
Die Aufgabe wird gelöst, indem eine Brennkraftmaschinen-Anordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 geschaffen wird.
Diese zeichnet sich durch eine Ventileinrichtung aus, die so ausgebildet ist, dass sie in einer ersten Funktionsstellung eine Fluidverbindung zwischen dem ersten Fluidpfad und dem zweiten Fluidpfad sperrt, wobei sie in einer zweiten Funktionsstellung den zweiten Fluidpfad zumindest bereichsweise mit dem ersten Fluidpfad verbindet, so dass durch die zweite Pumpe Schmiermittel entlang des ersten Fluidpfads förderbar ist. Es ist somit möglich, mit Hilfe der Ventileinrichtung die zweite Pumpe zur Versorgung der Brennkraftmaschine mit Schmiermittel heranzuziehen, wenn dies nicht mehr alleine durch die erste Pumpe sichergestellt werden kann. Somit kann die erste Pumpe kleiner beziehungsweise mit geringerer Förderleistung ausgelegt werden, als dies der Fall wäre, wenn sie die Versorgung der Brennkraftmaschine mit Schmiermittel auch im niederen Drehzahlbereich alleine sicherstellen müsste. Insbesondere kann eine Förderkennlinie der Pumpe eher an einen Schmiermittelbedarf der Brennkraftmaschine im höheren Drehzahlbereich angepasst werden, so dass Verlustleistungen im Bereich der ersten Pumpe vermieden werden. Im höheren Drehzahlbereich, in dem die Förderleistung der ersten Pumpe für sich genommen ausreicht, um die Versorgung der Brennkraftmaschine mit Schmiermittel sicherzustellen, wird die Fluidverbindung zwischen dem ersten
Fluidpfad und dem zweiten Fluidpfad von der Ventileinrichtung gesperrt, so dass die zweite Pumpe nicht länger zur Versorgung der Brennkraftmaschine mit Schmiermittel herangezogen wird, sondern ihre eigentliche Funktion im Sinne einer Förderung von Schmiermittel entlang des zweiten Fluidpfads erfüllen kann. Da die zweite Pumpe eine solche eigene, zweite Funktion aufweist, fällt bei einem Betrieb der zweiten Pumpe im höheren Drehzahlbereich keine Verlustleistung an, weil diese ohnehin zur Erfüllung ihrer eigenen Funktion vorgesehen ist. Dabei ist es möglich, dass die zweite Pumpe nicht dauerhaft, sondern bedarfsabhängig angesteuert wird, beispielsweise wenn sie als Ölnachfüllpumpe ausgebildet ist, wobei sie nur dann aktiviert wird, wenn tatsächlich Öl nachgefüllt werden muss, oder wenn sie zur Unterstützung der ersten Pumpe im niederen Drehzahlbereich herangezogen wird.
Die erste Pumpe ist nach allem bevorzugt als Ölpumpe ausgebildet, welche das
Schmiermittel, insbesondere Öl, aus einem Ölsumpf, insbesondere einer Ölwanne, entlang des ersten Fluidpfads zu Schmierstellen der Brennkraftmaschine fördert. Von den Schmierstellen tropft das Schmiermittel ab, wobei es in dem Ölsumpf wieder gesammelt wird. Hierdurch schließt sich der erste Fluidpfad. Der erste Fluidpfad umfasst auch Wege, entlang derer das Schmiermittel als Ölnebel oder über Ölspritzer an weitere
Schmierstellen gefördert wird, von denen es ebenfalls zurück in den Ölsumpf
beziehungsweise die Ölwanne tropft.
Mit einer Sperrung der Fluidverbindung zwischen dem ersten Fluidpfad und dem zweiten Fluidpfad durch die Ventileinrichtung ist angesprochen, dass die beiden Fluidpfade derart voneinander getrennt sind, dass entlang des zweiten Fluidpfads gefördertes
Schmiermittel nicht zur Versorgung der Brennkraftmaschine mit Schmiermittel dienen kann. Dagegen spricht die Trennung beziehungsweise Sperrung nicht notwendigerweise an, dass keinerlei Fluidverbindung zwischen den Fluidpfaden besteht. Insbesondere ist es möglich, dass die Fluidpfade stets über den Ölsumpf beziehungsweise die Ölwanne miteinander in Fluidverbindung stehen, weil das Schmiermittel beider Fluidpfade aus dem Ölsumpf entnommen und/oder diesem zugeführt wird.
Es wird ein Ausführungsbeispiel der Brennkraftmaschinen-Anordnung bevorzugt, bei welchem mindestens eine weitere Pumpe zur Förderung von Schmiermittel entlang eines weiteren Fluidpfads vorgesehen ist, wobei eine Funktion des mindestens einen weiteren Fluidpfads vorzugsweise von den Funktionen des ersten und des zweiten Fluidpfads verschieden ist. Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass durch die Ventileinrichtung in einer ersten Funktionsstellung eine Fluidverbindung zwischen dem ersten Fluidpfad und dem mindestens einen weiteren Fluidpfad sperrbar ist, wobei in einer zweiten
Funktionsstellung der Ventileinrichtung eine Fluidverbindung des zweiten Fluidpfads und/oder des mindestens einen weiteren Fluidpfads zumindest bereichsweise mit dem ersten Fluidpfad herstellbar ist, so dass durch die zweite Pumpe und/oder durch die mindestens eine weitere Pumpe Schmiermittel entlang des ersten Fluidpfads zur
Versorgung der Brennkraftmaschine förderbar ist. Es ist demnach insbesondere vorgesehen, dass jeder weiteren Pumpe ein eigener Fluidpfad mit separater Funktion zugeordnet ist, wobei die verschiedenen Pumpen beziehungsweise Fluidpfade mit Hilfe der Ventileinrichtung gemeinsam, unabhängig voneinander und/oder in beliebiger Kombination miteinander zur Versorgung der Brennkraftmaschine mit Schmiermittel herangezogen werden können.
Besonders bevorzugt wird ein Ausführungsbeispiel, bei welchem eine dritte Pumpe zur Förderung von Schmiermittel entlang eines dritten Fluidpfads vorgesehen ist, wobei die Funktion des dritten Fluidpfads von den Funktionen des ersten und zweiten Fluidpfads verschieden ist, und wobei die Ventileinrichtung so ausgebildet ist, dass sie in einer ersten Funktionsstellung eine Fluidverbindung zwischen dem ersten Fluidpfad, dem zweiten Fluidpfad und dem dritten Fluidpfad sperrt, wobei sie in einer zweiten
Funktionsstellung den zweiten Fluidpfad und/oder den dritten Fluidpfad zumindest bereichsweise mit dem ersten Fluidpfad verbindet, so dass durch die zweite Pumpe und/oder durch die dritte Pumpe Schmiermittel entlang des ersten Fluidpfads förderbar ist. Bevorzugt wird auch eine Brennkraftmaschinen-Anordnung, die sich dadurch
auszeichnet, dass die zweite Pumpe als Ölniveaupumpe ausgebildet ist. Der zweite Fluidpfad dient in diesem Fall als Ölüberwachungspfad. Hierzu wird durch die zweite Pumpe Schmiermittel entlang des zweiten Fluidpfads gefördert, wobei dieses dem Ölsumpf beziehungsweise der Ölwanne im Bereich eines vorherbestimmten Sollfüllstands entnommen und vorzugsweise im Bereich eines - entlang der Gravitationsrichtung gesehen - tiefer gelegenen Niveaus, insbesondere in Bodennähe des Ölsumpfes, wieder zugeführt wird. Mit Hilfe einer Überwachungseinrichtung wird festestellt, ob die
Ölniveaupumpe Schmiermittel entlang des zweiten Fluidpfads fördert. Solange dies der Fall ist, ist gewährleistet, dass der Füllstand in dem Ölsumpf mindestens dem
vorherbestimmten Sollfüllstand entspricht. Wird dagegen festgestellt, dass die
Ölniveaupumpe kein Schmiermittel entlang des zweiten Fluidpfads fördert, kann darauf geschlossen werden, dass der Füllstand in dem Ölsumpf unter den vorherbestimmten Sollfüllstand gesunken ist, wobei in diesem Fall eine Ölfüllstandswarnung ausgegeben und/oder eine Nachfüllung des Ölsumpfes eingeleitet werden kann. Bevorzugt weist der zweite Fluidpfad eine Messeinrichtung, vorzugsweise einen Drucksensor auf, mit deren Hilfe ein Schmiermittelfluss in dem zweiten Fluidpfad überwachbar ist. Solange
Schmiermittel entlang des zweiten Fluidpfads gefördert wird, erfasst der Drucksensor einen vorherbestimmten Druckwert. Fördert die zweite Pumpe dagegen kein
Schmiermittel entlang des zweiten Fluidpfads, fällt der Druck in diesem ab, was durch den Drucksensor erkannt wird. Auf diese Weise ist es möglich festzustellen, dass der
Füllstand in dem Ölsumpf unter den vorherbestimmten Sollfüllstand gesunken ist.
Während die zweite Pumpe in einem höherem Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine beziehungsweise stets dann, wenn die erste Pumpe für sich genommen eine Versorgung der Brennkraftmaschine mit Schmiermittel gewährleistet, ihre Funktion als
Ölniveaupumpe ausübt, so dass insoweit keine Verlustleistung anfällt, ist es möglich, sie mit Hilfe der Ventileinrichtung im niederen Drehzahlbereich beziehungsweise stets dann, wenn die erste Pumpe alleine keine hinreichende Förderleistung zur Versorgung der Brennkraftmaschine mit Schmiermittel aufbringt, zur Unterstützung der ersten Pumpe heranzuziehen, wobei sie dann Schmiermittel entlang des ersten Fluidpfads zur
Schmierung der Brennkraftmaschine fördert.
Es wird auch eine Brennkraftmaschinen-Anordnung bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass die zweite Pumpe als Ölnachfüllpumpe ausgebildet ist. In diesem Fall ist über den zweiten Fluidpfad ein Vorratsbehälter für Schmiermittel mit dem Ölsumpf beziehungsweise der Ölwanne in Fluidverbindung bringbar. Insbesondere dann, wenn mit Hilfe einer hierzu vorgesehenen Einrichtung festgestellt wird, dass ein Füllstand in der Ölwanne unter den vorherbestimmten Sollfüllstand gesunken ist, kann die
Ölnachfüllpumpe aktiviert werden, um Schmiermittel aus dem Vorratsbehälter in die Ölwanne zu fördern. Dabei kann die zur Überwachung vorgesehene Einrichtung eine Ölniveaupumpe aufweisen, es ist aber auch möglich, dass diese beispielsweise einen Schwimmer oder ein anderes geeignetes Mittel zur Erfassung des Füllstands in der Ölwanne aufweist.
Bevorzugt wird auch eine Brennkraftmaschinen-Anordnung, die sich dadurch
auszeichnet, dass sowohl eine Ölniveaupumpe zur Förderung von Schmiermittel entlang des zweiten Fluidpfads als auch eine Ölnachfüllpumpe zur Förderung von Schmiermittel entlang eines dritten Fluidpfads vorgesehen sind. Der zweite Fluidpfad ist in diesem Fall vorgesehen, um den Füllstand der Ölwanne beziehungsweise des Ölsumpfes zu überwachen, beispielsweise mittels eines in den zweiten Fluidpfad integrierten
Drucksensors. Der dritte Fluidpfad ist vorgesehen, um Schmiermittel von einem
Vorratsbehälter in den Ölsumpf oder die Ölwanne nachfüllen zu können, wenn der Füllstand dort unter einen vorherbestimmten Sollfüllstand fällt. Durch die Ventileinrichtung sind der zweite und der dritte Fluidpfad in der ersten Funktionsstellung derselben von dem ersten Fluidpfad trennbar. Ist die Ventileinrichtung demnach in ihrer ersten
Funktionsstellung angeordnet, erfüllen der zweite und der dritte Fluidpfad ihre je eigenen, von einer Schmierung der Brennkraftmaschine verschiedenen Funktionen, insbesondere die Funktion einer Ölüberwachung beziehungsweise einer Ölnachfüllung. In der zweiten Funktionsstellung der Ventileinrichtung sind der erste und/oder der zweite Fluidpfad zumindest bereichsweise mit dem ersten Fluidpfad verbindbar, so dass durch die
Ölniveaupumpe und/oder durch die Ölnachfüllpumpe Schmiermittel entlang des ersten Fluidpfads förderbar ist.
Bei einem Ausführungsbeispiel ist demnach vorgesehen, dass mit Hilfe der
Ventileinrichtung nur der zweite Fluidpfad zumindest bereichsweise mit dem ersten Fluidpfad verbindbar ist, so dass nur die zweite Pumpe, nämlich die Ölniveaupumpe, zur Unterstützung der ersten Pumpe herangezogen wird. In diesem Fall ist vorzugsweise vorgesehen, dass der dritte Fluidpfad durch die Ventileinrichtung derart umgeleitet wird, dass das Schmiermittel von der Ölnachfüllpumpe aus dem Vorratsbehälter zurück in den Vorratsbehälter gefördert wird, wenn die Ölniveaupumpe Schmiermittel entlang des ersten Fluidpfads fördert. Diese Ausgestaltung wird vor allem bei einem Ausführungsbeispiel bevorzugt, bei welchem die Ölniveaupumpe in Ausübung ihrer Überwachungsfunktion Schmiermittel aus der Ölwanne oder dem Ölsumpf in den Vorratsbehälter fördert. Ein Gleichgewichtsniveau in dem Ölsumpf oder der Ölwanne wird über eine verschiedene Pumpleistung der Ölniveaupumpe einerseits und der
Ölnachfüllpumpe andererseits eingestellt. In einem Betriebszustand, in welchem die Förderleitung der ersten Pumpe ausreicht, um die Brennkraftmaschine zu schmieren, fördert dann die Ölniveaupumpe Öl vorzugsweise kontinuierlich aus der Ölwanne in den Vorratsbehälter, während zugleich die Ölnachfüllpumpe kontinuierlich Öl von dem
Vorratsbehälter in die Ölwanne fördert. Wird nun die Ölniveaupumpe zur Unterstützung der ersten Pumpe herangezogen, würde der Vorratsbehälter leerlaufen, beziehungsweise es würde eine unzulässige Schmiermittelmenge in die Ölwanne gefördert, wenn der dritte Fluidpfad nicht durch die Ventileinrichtung derart umgelenkt würde, dass die
Ölnachfüllpumpe das Schmiermittel in diesem Betriebszustand quasi im Kreis von dem Vorratsbehälter zurück in denselben fördert. Alternativ ist es möglich, dass die
Ölnachfüllpumpe in diesem Betriebszustand inaktiv geschaltet wird.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass mit Hilfe der
Ventileinrichtung nur der dritte Fluidpfad mit dem ersten Fluidpfad verbindbar ist, so dass nur die dritte Pumpe, nämlich die Ölnachfüllpumpe, zur Unterstützung der ersten Pumpe herangezogen wird.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist bevorzugt vorgesehen, dass mit Hilfe der Ventileinrichtung beide Pumpen, nämlich die Ölnachfüllpumpe und die Ölniveaupumpe zur Förderung von Schmiermitteln entlang des ersten Fluidpfads, mithin zur
Unterstützung der ersten Pumpe herangezogen werden können, wobei durch die
Ventileinrichtung sowohl der zweite als auch der dritte Fluidpfad zumindest bereichsweise mit dem ersten Fluidpfad verbindbar sind.
Bei wieder einem anderen Ausführungsbeispiel ist die Ventileinrichtung so ausgestaltet, dass abhängig von einem Schmiermittelbedarf der Brennkraftmaschine beziehungsweise einer Förderleistung der ersten Pumpe entweder nur die zweite oder nur die dritte Pumpe zur Unterstützung der ersten Pumpe herangezogen werden, mithin nur der zweite oder nur der dritte Fluidpfad zumindest bereichsweise mit dem ersten Fluidpfad verbindbar sind, oder dass - bei höherem Schmiermittelbedarf - die zweite und die dritte Pumpe zur Unterstützung herangezogen werden können, mithin der zweite und der dritte Fluidpfad zumindest bereichsweise mit dem ersten Fluidpfad verbindbar sind. Bei diesem
Ausführungsbeispiel ist eine besonders flexible und bedarfsgerechte Ansteuerung der Ventileinrichtung und damit Verwendung der verschiedenen Pumpen möglich.
Es wird auch eine Brennkraftmaschine bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass die Ventileinrichtung mindestens ein 3/2-Wegeventil umfasst. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfasst sie genau zwei 3/2-Wegeventile. Dieses
Ausführungsbeispiel stellt eine besonders einfache und kostengünstige Realisierung der Brennkraftmaschinen-Anordnung dar, weil einfache, kostengünstige Standard- Komponenten verwendbar sind.
Es wird auch eine Brennkraftmaschinen-Anordnung bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass die Ventileinrichtung mindestens ein 5/2-Wegeventil aufweist.
Bevorzugt weist sie genau ein 5/2-Wegeventil auf. Durch die erweiterte Funktionalität eines 5/2-Wegeventils im Vergleich zu einem 3/2-Wegeventil ist es möglich, mindestens ein Ventil einzusparen, so dass dieses Ausführungsbeispiel einer Brennkraftmaschinen- Anordnung besonders wenige Komponenten umfasst.
Schließlich wird auch eine Brennkraftmaschinen-Anordnung bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass die Ventileinrichtung vier, insbesondere genau vier 3/2-Wegeventile umfasst. Alternativ wird eine Brennkraftmaschinen-Anordnung bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass sie genau ein 5/2-Wegeventil und genau zwei 3/2- Wegeventile aufweist. In dem bevorzugten Fall, in dem die Brennkraftmaschinen- Anordnung genau vier 3/2-Wegeventile und insbesondere keine weiteren Ventile aufweist, umfasst sie nur einfache Komponenten, die insbesondere als Standard- Komponenten ausgebildet sein können. In dem weiteren bevorzugten Fall, in dem die Ventileinrichtung genau ein 5/2-Wegeventil und genau zwei 3/2-Wegeventile und vorzugsweise keine weiteren Ventile aufweist, umfasst sie eine reduzierte Anzahl an Komponenten, so dass sie insbesondere kompakt ausgebildet sein kann.
Es wird auch eine Brennkraftmaschine-Anordnung bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass die Ventileinrichtung genau drei 3/2-Wegeventile umfasst. Diese Ausgestaltung wird insbesondere bei einem Ausführungsbeispiel bevorzugt, bei welchem der Fluidpfad einer Ölnachfüllpumpe inaktiv geschaltet beziehungsweise aus einem Vorratsbehälter zurück in den Vorratsbehälter umgelenkt wird, wenn eine Ölnachfüllpumpe zur Unterstützung der Ölpumpe herangezogen wird.
Die Aufgabe wird auch gelöst, indem ein Verfahren zur Versorgung einer
Brennkraftmaschine mit Schmiermittel mit den Merkmalen des Anspruchs 8 geschaffen wird. Hierbei wird eine erste Pumpe zur Versorgung der Brennkraftmaschine mit
Schmiermittel entlang eines ersten Fluidpfads betreiben. Vorzugsweise wird die erste Pumpe zur dauerhaften Versorgung der Brennkraftmaschine mit Schmiermittel betrieben. Eine zweite Pumpe wird dauerhaft oder bedarfsabhängig betrieben, um Schmiermittel entlang eines zweiten Fluidpfads zu fördern, wobei der zweite Fluidpfad eine von der Funktion des ersten Fluidpfads verschiedene Funktion aufweist. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass der zweite Fluidpfad durch eine Ventileinrichtung von dem ersten Fluidpfad getrennt wird, wenn eine Pumpleistung der ersten Pumpe zur Versorgung der Brennkraftmaschine mit Schmiermittel ausreicht, wobei der zweite Fluidpfad zumindest bereichsweise durch die Ventileinrichtung mit dem ersten Fluidpfad in Fluidverbindung gebracht wird, wenn die Pumpleistung der ersten Pumpe zu gering ist, um eine
Versorgung der Brennkraftmaschine mit Schmiermittel zu gewährleisten. Es ist demnach möglich, die zweite Pumpe insbesondere ein einem niederen Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine zur Unterstützung der ersten Pumpe heranzuziehen, wobei insbesondere in einem höheren Drehzahlbereich, in welchem die Pumpleistung der ersten Pumpe für sich genommen zur Versorgung der Brennkraftmaschine mit Schmiermittel ausreicht, die zweite Pumpe eine eigenständige, bevorzugt ohnehin vorgesehene
Funktionalität erfüllt, so dass keine Verlustleistung im Bereich der zweiten Pumpe anfällt. Die erste Pumpe kann kleiner dimensioniert werden, als dies der Fall wäre, wenn sie auch in einem niederen Drehzahlbereich für sich genommen eine Versorgung der Brennkraftmaschine mit Schmiermittel sicherstellen müsste. Hierdurch weist sie in den höheren Drehzahlbereichen eine Pumpleistung auf, die eher an den Schmiermittelbedarf der Brennkraftmaschine angepasst ist, so dass es im Bereich der ersten Pumpe nur zu einer geringen Verlustleistung - wenn überhaupt - kommt.
Es wird ein Verfahren bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass mindestens eine weitere Pumpe dauerhaft oder bedarfsabhängig betrieben wird, um Schmiermittel entlang eines weiteren Fluidpfads zu fördern, wobei der weitere Fluidpfad eine von der Funktion des ersten und des zweiten Fluidpfads verschiedene Funktion aufweist. Durch die
Ventileinrichtung wird der weitere Fluidpfad von dem ersten Fluidpfad getrennt, wenn die Pumpleistung der ersten Pumpe zur Versorgung der Brennkraftmaschine mit
Schmiermittel ausreicht. Der zweite Fluidpfad und/oder der weitere Fluidpfad werden zumindest bereichsweise durch die Ventileinrichtung mit dem ersten Fluidpfad in
Fluidverbindung gebracht, wenn die Pumpleistung der ersten Pumpe zu gering ist, um eine Versorgung der Brennkraftmaschine mit Schmiermittel zu gewährleisten. Es ist also im Rahmen des Verfahrens möglich, neben der zweiten Pumpe mindestens eine weitere, insbesondere eine dritte Pumpe zur Unterstützung der ersten Pumpe heranzuziehen.
Schließlich wird ein Verfahren bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass die
Ventileinrichtung von einem zur Steuerung der Brennkraftmaschine vorgesehenen Motorsteuergerät angesteuert wird, wobei das Motorsteuergerät zur Durchführung des Verfahrens eingerichtet ist. Es bedarf in diesem Fall keiner separaten Steuermittel zur Durchführung des Verfahrens, sondern dieses kann vielmehr vollständig in ein ohnehin zur Steuerung der Brennkraftmaschine vorgesehenes Motorsteuergerät implementiert sein.
Die Beschreibung des Verfahrens einerseits und der Brennkraftmaschinen-Anordnung andererseits sind komplementär zueinander zu verstehen. Insoweit wird eine
Brennkraftmaschinen-Anordnung bevorzugt, die sich durch mindestens ein Merkmal auszeichnet, welches durch mindestens einen Verfahrensschritt, vorzugsweise
Kombinationen hiervon, bedingt ist. Umgekehrt wird ein Verfahren bevorzugt, welches mindestens einen Verfahrensschritt aufweist, der durch mindestens ein Merkmal der Brennkraftmaschinen-Anordnung, vorzugsweise Kombinationen hiervon, bedingt ist.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben. Dabei zeigen:
Fig. 1a) eine diagrammatische Darstellung einer Kennlinie eines Ölbedarfs einer
Brennkraftmaschine einerseits und eine Kennlinie einer konventionellen Ölpumpe andererseits;
Fig. 1b) eine diagrammatische Darstellung der Kennlinie der Brennkraftmaschine
einerseits und einer Kennlinie eines Ausführungsbeispiels einer ersten Pumpe gemäß der Erfindung andererseits; Fig. 2 eine schematische Verschaltungsdarstellung eines ersten
Ausführungsbeispiels einer Brennkraftmaschinen-Anordnung;
Fig. 3 eine schematische Verschaltungsdarstellung eines zweiten
Ausführungsbeispiels einer Brennkraftmaschinen-Anordnung;
Fig. 4 eine schematische Verschaltungsdarstellung eines dritten
Ausführungsbeispiels einer Brennkraftmaschinen-Anordnung, und
Fig. 5 eine schematische Verschaltungsdarstellung eines vierten
Ausführungsbeispiels einer Brennkraftmaschinen-Anordnung.
Figur 1a) zeigt eine diagrammatische Darstellung, in der ein Volumenstrom Q gegen eine Drehzahl n einer Brennkraftmaschine aufgetragen ist. Eine durchgezogene Linie 1 stellt eine Kennlinie des drehzahlabhängig von der Brennkraftmaschine zur Schmierung benötigten Volumenstroms Q dar. Durch eine strichlierte Linie 3 ist die Pumpleistung einer konventionellen Ölpumpe im Sinne des abhängig von der Drehzahl n geförderten Volumenstroms Q dargestellt. Die Ölpumpe ist so ausgelegt, dass sie bei minimaler Drehzahl nmin der Brennkraftmaschine die Kennlinie 1 schneidet, sodass sie in diesem Betriebspunkt gerade den von der Brennkraftmaschine geforderten Volumenstrom an Schmiermittel zur Verfügung stellt. Da die Förderleistung der Ölpumpe linear von der Drehzahl n abhängt, und da die Steigung der Linie 3 größer ist als die Steigung der Linie 1 , fördert die Ölpumpe oberhalb der minimalen Drehzahl nmin stets mehr Öl, als zur Versorgung der Brennkraftmaschine mit Schmiermittel nötig ist. Um einen zu hohen Volumenstrom an Schmiermittel in der Brennkraftmaschine zu vermeiden, wird dieser typischerweise mit integrierten Druckbegrenzungsventilen abgeregelt. Hierdurch entsteht eine erhebliche Verlustleistung.
Figur 1b) zeigt eine diagrammatische Darstellung eines gegen die Drehzahl n einer Brennkraftmaschine aufgetragenen Volumenstroms Q, wobei hier wiederum die Kennlinie 1 des von der Brennkraftmaschine drehzahlabhängig geforderten Volumenstroms Q eingetragen ist. Eine Brennkraftmaschinen-Anordnung der hier angesprochenen Art weist vorzugsweise eine erste Pumpe auf, deren Förderleistung insbesondere proportional von der Drehzahl n der Brennkraftmaschine abhängt. Dabei ist jedoch die Förderleistung der ersten Pumpe im Vergleich zu einer konventionellen Ölpumpe reduziert, wobei der von der ersten Pumpe geförderte Volumenstrom Q aufgetragen gegen die Drehzahl n durch eine strichpunktierte Linie 5 dargestellt ist. Bei einer bestimmten Grenzdrehzahl ng schneidet die Linie 5 die Kennlinie 1 , wobei die Linie 5 bei kleineren Drehzahlen als der Grenzdrehzahl ng unter der Linie 1 verläuft, während sie bei Drehzahlen größer der Grenzdrehzahl ng oberhalb der Linie 1 verläuft. Die erste Pumpe fördert also ab der Grenzdrehzahl ng zu höheren Drehzahlen hin ausreichend Schmiermittel, um für sich genommen eine ausreichende Schmierung der Brennkraftmaschine zu gewährleisten. Dabei ist der geförderte Volumenstrom im Vergleich zu einer konventionellen Ölpumpe reduziert, so dass eine Verlustleistung überhaupt erst oberhalb der Grenzdrehzahl ng anfällt, wobei in diesem Drehzahlbereich auch lediglich eine reduzierte Verlustleistung anfällt.
Unterhalb der Grenzdrehzahl ng fördert die erste Pumpe einen Volumenstrom, der geringer ist als der zur ausreichenden Schmierung der Brennkraftmaschine nötige Volumenstrom Q gemäß der durchgezogenen Linie 1. In diesem in Figur 1 b) strichliert dargestellten Bereich ist die Pumpleistung der ersten Pumpe nicht ausreichend zur Gewährleistung einer hinreichenden Schmierung der Brennkraftmaschine. Daher wird insbesondere in diesem Drehzahlbereich auf mindestens eine weitere Pumpe, vorzugsweise eine zweite Pumpe zur Unterstützung der ersten Pumpe zurückgegriffen.
Figur 2 zeigt eine schematische Verschaltungsdarstellung eines ersten
Ausführungsbeispiels einer Brennkraftmaschinen-Anordnung 6. Ein erster Fluidpfad 7 ist dargestellt, wobei eine erste Pumpe 8 zur Förderung von Schmiermittel entlang des ersten Fluidpfades dient. Die Brennkraftmaschinen-Anordnung umfasst eine Ölwanne 9, in der Schmiermittel 11 angeordnet ist. Die erste Pumpe 8 fördert das Schmiermittel 11 aus der Ölwanne 9 entlang des ersten Fluidpfads 7 zu Schmierstellen 10 der
Brennkraftmaschine, von denen es abtropft und letztlich wieder in die Ölwanne 9 gelangt. Der erste Fluidpfad 7 umfasst auch Pfade, die das Schmiermittel 1 1 als Ölnebel oder Ölspritzer zurücklegt, wodurch es zu weiteren Schmierstellen gefördert wird, von denen es ebenfalls abtropft und schließlich zurück in die Ölwanne 9 gelangt. Auf diese Weise wird die Brennkraftmaschine geschmiert.
Figur 2 zeigt eine zweite Pumpe 13, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Ölniveaupumpe ausgebildet ist. Sie steht mit einem zweiten Fluidpfad 15 in
Fluidverbindung, wobei der zweite Fluidpfad als Olüberwachungspfad ausgebildet ist. Die zweite Pumpe 13 fördert hierzu Schmiermittel 11 aus der Ölwanne 9 entlang des zweiten Fluidpfads 15, wobei das Schmiermittel 11 über ein Ansaugelement 17 angesaugt wird. Das Ansaugelement 17 ist in der Ölwanne 9 im Bereich eines Sollfüllstands 19 angeordnet. Dabei ist es vorzugsweise als Überlauf ausgebildet. Das entlang des zweiten Fluidpfads 15 geförderte Schmiermittel gelangt schließlich über einen Rücklauf 21 , der vorzugsweise - in Gravitationsrichtung gesehen - unter dem Ansaugelement 17 und besonders bevorzugt in der Nähe eines Bodens 23 der Ölwanne 9 angeordnet ist, wieder zurück in die Ölwanne 9.
Erreicht oder überschreitet das Schmiermittel 11 in der Ölwanne 9 den Sollfüllstand 19, wird es über das Ansaugelement 17 von der zweiten Pumpe 13 angesaugt und entlang des zweiten Fluidpfads 15 gefördert.
Dieser weist vorzugsweise eine Messeinrichtung 18, bevorzugt einen Drucksensor auf, durch die ein Schmiermittelfluss in dem zweiten Fluidpfad 15 erfasst wird. Solange die zweite Pumpe 13 Schmiermittel 11 entlang des zweiten Fluidpfads 15 fördert, erzeugt die Messeinrichtung 18 ein Signal, welches anzeigt, dass der Füllstand in der Ölwanne 9 dem Sollfüllstand 19 entspricht oder diesen überschreitet. Bevorzugt erfasst die als
Drucksensor ausgebildete Messeinrichtung 18 einen Druck in dem zweiten Fluidpfad 15. Liegt dieser über einem vorherbestimmten Schwellenwert, erzeugt der Drucksensor das Signal, welches anzeigt, dass der Füllstand in der Ölwanne 9 bei oder über dem
Sollfüllstand 19 liegt.
Sinkt der Füllstand des Schmiermittels 11 in der Ölwanne 9 unter den Sollfüllstand 19, kann kein Schmiermittel 11 mehr durch das Ansaugelement 17 angesaugt werden, so dass die zweite Pumpe 13 leerläuft und kein Schmiermittel 11 mehr entlang des zweiten Fluidpfads 15 fördert. Dies wird von der Messeinrichtung 18 erkannt. Insbesondere fällt der Druck in dem zweiten Fluidpfad 15 ab, was von dem Drucksensor registriert wird. In diesem Fall wird bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine Schmiermittelwarnung ausgegeben, so dass Schmiermittel 11 manuell in die Ölwanne 9 nachgefüllt werden kann.
Aus Figur 2 ist offensichtlich, dass der zweite Fluidpfad 15 eine von dem ersten Fluidpfad 7 verschiedene Funktion aufweist und nicht der Schmierung der Brennkraftmaschine sondern lediglich der Überwachung des Sollfüllstands 19 in der Ölwanne 9 dient. Es ist eine Ventileinrichtung 25 vorgesehen, die so ausgebildet ist, dass sie in einer ersten Funktionsstellung eine Fluidverbindung zwischen dem ersten Fluidpfad 7 und dem zweiten Fluidpfad 15 sperrt, wobei sie in einer zweiten Funktionsstellung den zweiten Fluidpfad 15 zumindest bereichsweise mit dem ersten Fluidpfad 7 verbindet, so dass durch die zweite Pumpe Schmiermittel 11 entlang des ersten Fluidpfads 7 förderbar ist.
Mit der Formulierung, dass die Ventileinrichtung 25 in ihrer ersten Funktionsstellung eine Fluidverbindung zwischen dem ersten Fluidpfad 7 und dem zweiten Fluidpfad 15 sperrt ist insbesondere angesprochen, dass die zweite Pumpe 13 in dieser Funktionsstellung der Ventileinrichtung 25 kein Schmiermittel 11 lang des ersten Fluidpfads 7 fördern kann. Demgegenüber sind die beiden Fluidpfade 7, 15 bei den hier und im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen stets über die Ölwanne 9 miteinander in
Fluidverbindung, was nicht im Widerspruch steht zu der Aussage, dass in der ersten Funktionsstellung der Ventileinrichtung 25 kein Schmiermittel 11 durch die zweite Pumpe 13 entlang des ersten Fluidpfads 7 förderbar ist.
Bei dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die Ventileinrichtung 25 genau zwei 3/2-Wegeventile und bevorzugt kein weiteres Ventil. Die 3/2-Wegeventile sind vorzugsweise als elektrisch gesteuerte Ventile ausgebildet. Alternativ ist es möglich, dass die 3/2-Wegeventile als hydraulisch, pneumatisch oder mechanisch gesteuerte Ventile ausgebildet sind. Selbstverständlich sind auch andere geeignete Antriebssysteme möglich.
Ein erstes 3/2-Wegeventil 27 weist einen ersten Anschluss 29 auf, der mit dem
Ansaugelement 17 in Fluidverbindung steht. Es weist einen zweiten Anschluss 31 auf, der mit dem Rücklauf 21 in Fluidverbindung steht. Schließlich weist es einen Abfluss 33 auf, der mit einer Saugseite 34 der zweiten Pumpe 13 in Fluidverbindung steht.
Ein zweites 3/2-Wegeventil 35 weist einen ersten Abfluss 37 auf, der mit dem Rücklauf 21 oder einem separaten Rücklauf 21 ' in Fluidverbindung steht. Ein zweiter Abfluss 39 steht mit dem ersten Fluidpfad 7 in Fluidverbindung. Schließlich weist das zweite 3/2- Wegeventil 35 einen Anschluss 41 auf, der mit einer Förderseite 36 der zweiten Pumpe 13 in Fluidverbindung steht. Die zweite Pumpe 13 fördert im Betrieb ein Fluid von der Saugseite 34 zu der Förderseite 36. Dabei ist nicht ausgeschlossen, dass ein Ausführungsbeispiel der Förderpumpe 13 so ausgebildet ist, dass die Förderrichtung umkehrbar ist, wobei in diesem Fall das Fluid auch von der Förderseite 36 zu der Saugseite 34 förderbar ist, wobei sich die Saug- und die Förderseite vertauschen.
In Figur 2 ist die Ventileinrichtung 25 in ihrer ersten Funktionsstellung dargestellt. Dabei sind der erste Anschluss 29 und der Abfluss 33 des ersten 3/2-Wegeventils 27
miteinander verbunden, während der zweite Anschluss 31 gesperrt ist. Bei dem zweiten 3/2-Wegeventil 35 sind der Anschluss 41 und der erste Abfluss 37 miteinander verbunden, während der zweite Abfluss 39 gesperrt ist. Auf diese Weise ist durch die zweite Pumpe 13 Schmiermittel 11 über das Ansaugelement 17 ansaugbar, welches über den ersten Anschluss 29 zu dem Abfluss 33, von dort weiter durch die zweite Pumpe 13 und zu dem Anschluss 41 strömt, wobei es wiederum weiter zu dem ersten Abfluss 37 und von dort über die Messeinrichtung 18 zurück zu dem Rücklauf 21 ' strömt. Auf diese Weise wird es von der Ölwanne 9 durch die zweite Pumpe 13 entlang des zweiten Fluidpfads 15 zurück in die Ölwanne 9 gefördert.
Es zeigt sich, dass die Messeinrichtung 18 bei dem in Figur 2 dargestellten
Ausführungsbeispiel stromabwärts des zweiten 3/2-Wegeventils 35 angeordnet ist.
Selbstverständlich sind alternative Anordnungen der Messeinrichtung 18 entlang des zweiten Fluidpfads 15 möglich, ohne dass dies einen Effekt auf die Funktion der
Messeinrichtung 18 hat. Bei einem Ausführungsbeispiel ist es insbesondere möglich, dass die Messeinrichtung 18 stromaufwärts des zweiten 3/2-Wegeventils 35 angeordnet ist.
Reicht die Pumpleistung der ersten Pumpe 8 nicht zur Versorgung der
Brennkraftmaschine mit Schmiermittel aus, wird die Ventileinrichtung 25 in ihre zweite Funktionsstellung gebracht, wobei die 3/2-Wegeventile 27, 35 in der Stellung angeordnet sind, die jeweils links von der in Figur 2 aktiv dargestellten Stellung dargestellt ist.
In dieser Funktionsstellung sind der zweite Anschluss 31 und der Abfluss 33 des ersten 3/2-Wegeventils 27 miteinander verbunden, während der erste Anschluss 29 gesperrt ist. Bei dem zweiten 3/2-Wegeventl 35 ist der Anschluss 41 mit dem zweiten Abfluss 39 verbunden, während der erste Abfluss 37 gesperrt ist. In diesem Fall wird von der zweiten Pumpe 13 Schmiermittel 11 durch den Rücklauf 21 aus der Ölwanne 9 angesaugt und über den zweiten Anschluss 31 zu dem Abfluss 33 und von diesem durch die zweite Pumpe 13 weiter zu dem Anschluss 41 gefördert, von dem es weiter zu dem zweiten Abfluss 39 und durch diesen in den ersten Fluidpfad 7 strömt. Der zweite Fluidpfad 15 wird somit in der zweiten Funktionsstellung der Ventileinrichtung 25 bereichsweise mit dem ersten Fluidpfad 7 derart in Fluidverbindung gebracht, dass Schmiermittel 11 von der zweiten Pumpe 13 entlang des ersten Fluidpfads 7 gefördert wird, um die
Brennkraftmaschine mit Schmiermittel 11 zu versorgen und somit die erste Pumpe 8 zu unterstützen.
Es ist offensichtlich, dass die Ventileinrichtung 25 vorzugsweise dann in ihre zweite Funktionsstellung verlagert wird, wenn die Drehzahl n der Brennkraftmaschine gemäß Figur 1b) unter die Grenzdrehzahl ng abfällt. In diesem Fall wird die zweite Pumpe 13 zur Unterstützung der Schmiermittelversorgung der Brennkraftmaschine herangezogen, während sie bevorzugt oberhalb der Grenzdrehzahl ng ihre eigentliche Funktionalität als Ölniveaupumpe wahrnimmt. Dementsprechend entstehen oberhalb der Grenzdrehzahl ng keine Verlustleistungen im Bereich der zweiten Pumpe 13, weil diese lediglich ihre ohnehin vorgesehene Funktionalität erfüllt und nicht zusätzlich Schmiermittel 1 1 entlang des ersten Fluidpfads 7 fördert, welches eigentlich zur Schmierung der
Brennkraftmaschine nicht nötig wäre.
Figur 3 zeigt eine schematische Verschaltungsdarstellung eines zweiten
Ausführungsbeispiels der Brennkraftmaschinen-Anordnung 6. Gleiche und
funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, so dass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Die Brennkraftmaschinen- Anordnung 6 gemäß Figur 3 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 dadurch, dass anstelle der beiden 3/2-Wegeventile 27, 35 genau ein 5/2- Wegeventil 43 vorgesehen ist. Bevorzugt ist kein weiteres Ventil von der Ventileinrichtung 25 umfasst. Diese weist insoweit bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel genau ein und nur ein Ventil, nämlich das 5/2-Wegeventil 43 auf. Dieses ist vorzugsweise als elektrisch angesteuertes Ventil ausgebildet. Alternativ sind andere Antriebssysteme für das 5/2-Wegeventil 43 möglich, beispielsweise hydraulische, pneumatische oder mechanische. Das 5/2-Wegeventil 43 umfasst einen ersten Anschluss 45, der mit dem Ansaugelement 17 in Fluidverbindung steht. Ein zweiter Anschluss 47 steht mit dem Rücklauf 21 in Fluidverbindung. Ein dritter Anschluss 49 steht mit dem ersten Fluidpfad 7 in
Fluidverbindung. Ein vierter Anschluss 51 steht mit der Saugseite 34 der zweiten Pumpe 13 in Fluidverbindung, wobei ein fünfter Anschluss 53 mit der Förderseite 36 der zweiten Pumpe 13 in Fluidverbindung steht.
Die Ventileinrichtung 25 ist auch in Figur 3 in ihrer ersten Funktionsstellung dargestellt, in welcher der zweite Fluidpfad 15 von dem ersten Fluidpfad 7 in dem Sinne getrennt ist, dass durch die zweite Pumpe 13 kein Schmiermittel 11 entlang des ersten Fluidpfads 7 förderbar ist. In dieser Funktionsstellung sind bei dem 5/2-Wegeventil 43 der erste Anschluss 45 und der vierte Anschluss 51 miteinander verbunden, wobei zugleich der zweite Anschluss 47 und der fünfte Anschluss 53 miteinander verbunden sind.
Dementsprechend wird im Betrieb der zweiten Pumpe 13 Schmiermittel 11 über das Ansaugelement 17 aus der Ölwanne 9 angesaugt und von dem ersten Anschluss 45 zu dem vierten Anschluss 51 gefördert. Von dort gelangt es weiter über die Saugseite 34 zu der Förderseite 36 und von dort entlang des zweiten Fluidpfads 15 über die
Messeinrichtung 18 schließlich zu dem fünften Anschluss 53, über den es zu dem zweiten Anschluss 47 strömt, von dem aus es weiter zu dem Rücklauf 21 und von dort in die Ölwanne 9 zurückgelangt. Genau wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 wird also in der dargestellten Funktionsstellung der Ventileinrichtung 25 Schmiermittel 11 entlang des zweiten Fluidpfads 15 zum Zwecke der Ölniveauüberwachung gefördert, wobei - wie bereits in Zusammenhang mit Figur 2 ausgeführt - dieser vorzugsweise einen Drucksensor umfasst, um das Erreichen oder Überschreiten des Sollfüllstands 19 in der Ölwanne 9 durch das Schmiermittel 11 zu überwachen.
Bei dem in Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Messeinrichtung 18 stromaufwärts der Ventileinrichtung 25 beziehungsweise des 5/2-Wegeventils 43 angeordnet.
Die zweite Funktionsstellung der Ventileinrichtung 25 beziehungsweise des 5/2- Wegeventils 43 ist schematisch links von der in Figur 3 als aktiv dargestellten
Funktionsstellung dargestellt. In dieser zweiten Funktionsstellung ist der erste Anschluss 45 gesperrt. Der zweite Anschluss 47 ist mit dem vierten Anschluss 51 verbunden, und der dritte Anschluss 49 ist mit dem fünften Anschluss 53 verbunden. Entsprechend wird in dieser Funktionsstellung von der zweiten Pumpe 13 Schmiermittel 11 über den Rücklauf 21 aus der Ölwanne 9 angesaugt, wobei es durch den zweiten Anschluss 47 zu dem vierten Anschluss 51 und von dort über die Saugseite 34 und die Förderseite 36 der zweiten Pumpe 13 und über die Messeinrichtung 18 zu dem fünften Anschluss 53 gelangt. Durch diesen strömt es weiter zu dem dritten Anschluss 49, durch den es in den ersten Fluidpfad 7 gelangt. Hierdurch steht das von der zweiten Pumpe 13 geförderte Schmiermittel 11 zur Schmierung der Brennkraftmaschine zur Verfügung, wies es bereits in Zusammenhang mit Figur 2 erläutert wurde.
Damit zeigt sich, dass die Funktionalität des einen 5/2-Wegeventils 43 der Funktionalität der beiden 3/2-Wegeventile 27, 35 gemäß Figur 2 entspricht. Das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 umfasst demnach bei gleicher Funktionalität ein Ventil weniger als das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2.
Figur 4 zeigt eine schematische Verschaltungsdarstellung eines Bereichs eines dritten Ausführungsbeispiels einer Brennkraftmaschinen-Anordnung. Gleiche und
funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, so dass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Die Brennkraftmaschinen- Anordnung 6 gemäß Figur 4 umfasst neben der zweiten Pumpe 13 eine dritte Pumpe 55, die als Ölnachfüllpumpe ausgebildet ist. Sie steht mit einem dritten Fluidpfad 57 in Fluidverbindung, über den Schmiermittel 11 aus einem Vorratsbehälter 59 in die Ölwanne 9 nachfüllbar ist.
Die zweite Pumpe 13 und die dritte Pumpe 55 sind vorzugsweise als Pumpengruppe 61 in einem gemeinsamen Gehäuse 63 angeordnet.
Die Ventileinrichtung 25 umfasst bei dem in Figur 4 dargestellten Ausführungsbeispiel genau vier 3/2-Wegeventile und vorzugsweise kein weiteres Ventil. Dabei sind die beiden 3/2-Wegeventile 27, 35 - wie in Figur 2 dargestellt - der zweiten Pumpe 13 zugeordnet und erfüllen im Wesentlichen die gleiche Funktionalität, so dass auf die Beschreibung zu Figur 2 verwiesen werden kann. Ein Unterschied ergibt sich lediglich insoweit, als der erste Abfluss 37 des zweiten 3/2-Wegeventils 35 nicht mit dem Rücklauf 21 , sondern stattdessen mit einem Einlass 65 des Vorratsbehälters 59 in Fluidverbindung steht, so dass durch die zweite Pumpe 13 in ihrer Funktion als Ölniveaupumpe Schmiermittel 11 von der Ölwanne 9 entlang des zweiten Fluidpfads 15 in den Vorratsbehälter 59 förderbar ist. Der zweite Abfluss 39 steht - genau wie in Figur 2 dargestellt - mit dem ersten Fluidpfad 7 in Fluidverbindung.
Der zweiten Pumpe 55 sind bei dem in Figur 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ein drittes 3/2-Wegeventil 67 und ein viertes 3/2-Wegeventil 69 zugeordnet. Diese sind vorzugsweise als elektrisch angesteuerte Ventile ausgebildet. Auch hier sind - wie stets - andere Antriebssysteme möglich, beispielsweise pneumatische, hydraulische und/oder mechanische. Es kommt insoweit bei allen hier dargestellten Ausführungsbeispielen auf die Schaltfunktionen der Ventile an, nicht aber entscheidend darauf, wie diese konkret angesteuert beziehungsweise angetrieben werden.
Das dritte 3/2-Wegeventil 67 weist einen ersten Abfluss 71 auf, der mit dem Rücklauf 21 in Fluidverbindung steht. Es weist einen zweiten Abfluss 73 auf, der mit dem ersten Fluidpfad 7 in Fluidverbindung steht. Außerdem weist es einen Anschluss 75 auf, der mit einer Förderseite 77 der zweiten Pumpe 55 in Fluidverbindung steht.
Das vierte 3/2-Wegeventil 69 weist einen ersten Anschluss 79 auf, der mit einem Auslass 80 des Vorratsbehälters 59 in Fluidverbindung steht. Ein zweiter Anschluss 81 steht mit dem Rücklauf 21 in Fluidverbindung, und ein Abfluss 83 steht mit einer Saugseite 85 der dritten Pumpe 55 in Fluidverbindung.
Die Ventileinrichtung 25 ist in Figur 4 in ihrer ersten Funktionsstellung dargestellt, in der eine Fluidverbindung sowohl des zweiten Fluidpfads 15 als auch des dritten Fluidpfads 57 zu dem ersten Fluidpfad 7 gesperrt ist in dem Sinne, dass kein Schmiermittel 11 von der zweiten Pumpe 13 oder von der dritten Pumpe 55 entlang des ersten Fluidpfads 7 förderbar ist. Vielmehr wird Schmiermittel 11 von der zweiten Pumpe 13 entlang des zweiten Fluidpfads 15 von dem Ansaugelement 17 über den ersten Abfluss 37 des zweiten 3/2-Wegeventils 35 zu dem Einlass 65 und letztlich in den Vorratsbehälter 59 gefördert. Bezüglich der übrigen Funktionalität der zweiten Pumpe 13 und der 3/2- Wegeventile 27, 35 wird auf die Beschreibung zu Figur 2 verwiesen.
Die zweite Pumpe 55 wird bevorzugt dann aktiviert, wenn der Füllstand in der Ölwanne 9 unter den Sollfüllstand 19 sinkt, wobei in diesem Fall gemäß der in Figur 4 dargestellten Stellung der 3/2-Wegeventile 67, 69 Schmiermittel 11 über den Auslass 80 aus dem Vorratsbehälter 59, den ersten Anschluss 79, den Abfluss 83, die Saugseite 85, die Förderseite 77, den Anschluss 75 und den ersten Abfluss 71 schließlich zu dem Rücklauf 21 und damit in die Ölwanne 9 entlang des dritten Fluidpfads 57 gefördert wird.
Insbesondere solange die Drehzahl der Brennkraftmaschine gemäß Figur 1b) die
Grenzdrehzahl ng erreicht oder überschreitet, werden die zweite Pumpe 13 und die dritte Pumpe 55 gemäß ihrer vorgesehenen Funktionalität, also als Ölniveaupumpe
beziehungsweise als Ölnachfüllpumpe verwendet, insbesondere bevorzugt
bedarfsgerecht betrieben, mithin aktiviert und/oder deaktiviert.
Sinkt die Drehzahl n der Brennkraftmaschine unter die Grenzdrehzahl ng, ist es möglich, zumindest eine der Pumpen 13, 55 zur Unterstützung der ersten Pumpe heranzuziehen. Es ist auch möglich, beide Pumpen 13, 55 zur Unterstützung der ersten Pumpe heranzuziehen.
Bevorzugt sind verschiedene Funktionsstellungen der Ventileinrichtung 25 realisierbar, wobei in einer zweiten Funktionsstellung lediglich die zweite Pumpe 13 zur Versorgung des ersten Fluidpfads 7 mit Schmiermittel 11 herangezogen wird, wobei bereichsweise der zweite Fluidpfad 15 mit dem ersten Fluidpfad 7 verbunden wird. In einer dritten Funktionsstellung wird bevorzugt nur die dritte Pumpe 55 zur Unterstützung der ersten Pumpe herangezogen, wobei der dritte Fluidpfad 57 bereichsweise mit dem ersten Fluidpfad 7 verbunden wird. Schließlich werden in einem vierten Betriebszustand vorzugsweise sowohl die zweite Pumpe 13 als auch die dritte Pumpe 55 zur
Unterstützung der ersten Pumpe herangezogen, mithin sowohl der zweite Fluidpfad 15 als auch der dritte Fluidpfad 57 bereichsweise mit dem ersten Fluidpfad 7 verbunden.
Die verschiedenen Funktionsstellungen der Ventileinrichtung 25 werden vorzugsweise abhängig von dem Schmiermittelbedarf der Brennkraftmaschine insbesondere durch ein Motorsteuergerät ausgewählt, wobei gegebenenfalls verschiedene Förderleistungen der zweiten Pumpe 13 und der dritten Pumpe 55 berücksichtigt werden. Weist beispielsweise eine der Pumpen 13, 55 eine niedrigere Förderleistung auf als die andere, ist es möglich, bei nur geringem Unterstützungsbedarf der ersten Pumpe zunächst nur die Pumpe mit der niedrigeren Förderleistung zur Unterstützung heranzuziehen, während bei einem steigenden Unterstützungsbedarf beispielsweise die Pumpe mit der höheren
Förderleistung alleine herangezogen werden kann. Schließlich ist es bei nochmals gesteigertem Unterstützungsbedarf möglich, beide Pumpen zur Unterstützung heranzuziehen. Selbstverständlich ist es möglich, diese Art der Ansteuerung für ein Ausführungsbeispiel mit insgesamt mehr als drei Pumpen zu verallgemeinern.
Es ist auch möglich, dass die Ventileinrichtung 25 lediglich zwei Funktionsstellungen aufweist, wobei entweder keine der Pumpen 13, 55 in einer ersten Funktionsstellung oder beide Pumpen 13, 55 in einer zweiten Funktionsstellung zur Unterstützung der ersten Pumpe herangezogen werden können.
Um die zweite Pumpe 13 zur Unterstützung der ersten Pumpe heranzuziehen, werden die 3/2-Wegeventile 27, 35 in ihre in Zusammenhang mit Figur 2 erläuterte zweite
Funktionsstellung verlagert. Dementsprechend wird nun über den Rücklauf 21 aus der Ölwanne 9 Schmiermittel 11 angesaugt und schließlich über den zweiten Abfluss 39 in den ersten Fluidpfad 7 eingespeist. Es ergibt sich insoweit kein Unterschied zu der in Zusammenhang mit Figur 2 erläuterten Funktionalität.
Wird zusätzlich oder alternativ die dritte Pumpe 55 zur Unterstützung der ersten Pumpe herangezogen, werden das dritte 3/2-Wegeventil 67 und das vierte 3/2-Wegeventil 69 in eine Funktionsstellung verlagert, die jeweils links von der in Figur 2 als aktiv dargestellten Funktionsstellung dargestellt ist. In dieser wird von der dritten Pumpe 55 Schmiermittel über den Rücklauf 21 aus der Ölwanne 9 angesaugt, und über den zweiten Anschluss 81 zu dem Abfluss 83 sowie von diesem weiter über die Saugseite 85 und die Förderseite 77 zu dem Anschluss 75 des dritten 3/2-Wegeventils und von diesem weiter zu dem zweiten Abfluss 73 gefördert, über den es in den ersten Fluidpfad 7 gelangt.
Alternativ zu den in Figur 4 dargestellten dritten und vierten 3/2-Wegeventilen 67, 69 ist es bei einem Ausführungsbeispiel möglich, genau ein 5/2 -Wegeventil vorzusehen, analog zu dem Ersatz der ersten und zweiten 3/2-Wegeventile 27, 35 gemäß Figur 2 durch ein 5/2-Wegeventil gemäß Figur 3. Die fünf Anschlüsse des 5/2-Wegeventils sind dann mit dem ersten Fluidpfad 7, dem Rücklauf 21 , dem Auslass 80 des Vorratsbehälters 59, der Saugseite 85 und der Förderseite 77 der dritten Pumpe 55 verbunden, wobei das eine 5/2-Wegeventil genau die gleiche Funktionalität aufweist wie das dritte und das vierte 3/2- Wegeventil 67, 69 des Ausführungsbeispiels gemäß Figur 4 gemeinsam.
Es ist nicht möglich, bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 das erste und das zweite 3/2-Wegeventil 27, 35 durch ein einziges 5/2-Wegeventil zu ersetzen, weil hier aufgrund der Modifikation in der ersten Funktionsstellung der Ventileinrichtung 25, bei welcher der erste Abfluss 37 des zweiten 3/2-Wegeventils 35 nicht mit dem Rücklauf 21 sondern vielmehr mit dem Einlass 65 des Vorratsbehälters 59 in Fluidverbindung steht, insgesamt keine fünf, sondern sechs verschiedene Anschlüsse vorgesehen sind.
Dementsprechend weist das ausgehend von Figur 4 modifizierte Ausführungsbeispiel genau ein 5/2-Wegeventil anstelle des dritten und vierten 3/2-Wegeventil 67, 69 und genau zwei 3/2-Wegeventile, nämlich das erste 3/2-Wegeventil 27 und das zweite 3/2- Wegeventil 35 auf. Bevorzugt weist die Ventileinrichtung 25 in diesem Fall kein weiteres Ventil auf.
Es wird auch ein Ausführungsbeispiel bevorzugt, welches lediglich eine Ölnachfüllpumpe analog der in Figur 4 dargestellten dritten Pumpe 55 als zweite Pumpe und keine
Ölniveaupumpe umfasst. Der Sollfüllstand 19 wird dann vorzugsweise auf andere Art überwacht, beispielsweise durch einen Schwimmer. Der dritte Fluidpfad 57 gemäß Figur 4 stellt dann den zweiten Fluidpfad dar. Es ergibt sich letztlich dieselbe Funktionalität, wie wenn bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 lediglich die dritte Pumpe 55 zur Unterstützung der ersten Pumpe herangezogen wird. Bei dem Ausführungsbeispiel, dass nur eine Ölnachfüllpumpe und keine Ölniveaupumpe aufweist, kann der dieser Pumpe zugeordnete, zweite Fluidpfad mit einer Ventileinrichtung wirkverbunden sein, die entweder - wie in Figur 4 dargestellt - zwei 3/2-Wegeventile oder auch ein einziges 5/2- Wegeventil, vorzugsweise genau zwei 3/2-Wegeventile oder genau ein 5/2 -Wegeventil und in beiden fällen kein weiteres Ventil umfasst.
Figur 5 zeigt eine schematische Verschaltungsdarstellung eines vierten
Ausführungsbeispiels einer Brennkraftmaschinen-Anordnung 6. Gleiche und
funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 sind auch bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 5 eine zweite Pumpe 13 als Ölniveaupumpe und eine dritte Pumpe 55 als Ölnachfüllpumpe vorgesehen.
Dabei entspricht die Funktionalität des zweiten Fluidpfads 15 beziehungsweise der zweiten Pumpe 13 vollständig derjenigen, die in Zusammenhang mit Figur 4 beschrieben wurde, sodass auf die entsprechenden Ausführungen verwiesen wird. Im Unterschied zu Figur 4 sind in Figur 5 lediglich die 3/2-Wegeventile 27, 35 in ihrer zweiten Funktionsstellung dargestellt, sodass hier die zweite Pumpe 13 gemäß der Darstellung Schmiermittel 11 entlang des ersten Fluidpfads 7 zu den Schmierstellen 10 fördert.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 5 wird ein Schmiermittelniveau in der Ölwanne 9 dynamisch durch eine geeignete Wahl der Förderleistungen der zweiten Pumpe 13 und der dritten Pumpe 55 eingestellt, wobei vorzugsweise in einem Betriebszustand, indem die Förderleistung der ersten Pumpe 8 zur Schmierung der Brennkraftmaschine ausreicht, sowohl die Ölniveaupumpe als auch die Olnachfüllpumpe kontinuierlich laufen, wobei die zweite Pumpe 13 kontinuierlich Schmiermittel 11 aus der Ölwanne 9 in den Vorratsbehälter 59 fördert, während die dritte Pumpe 55 kontinuierlich Schmiermittel 11 aus dem Vorratsbehälter 59 in die Ölwanne 9 fördert. Wird nun - wie in Figur 5 dargestellt - die zweite Pumpe 13, also die Ölniveaupumpe, zur Unterstützung der ersten Pumpe 8 herangezogen, ist ihre Fluidverbindung zu dem Vorratsbehälter 59
unterbrochen. Würde nun die Olnachfüllpumpe, also die dritte Pumpe 55, weiterhin Schmiermittel 11 aus dem Vorratsbehälter 59 in die Ölwanne 9 fördern, würde dies zu einem unzulässigen Anstieg des Schmiermittelniveaus in der Ölwanne 9 und/oder zu einem Leerlaufen des Vorratsbehälters 59 führen.
Es zeigt sich weiterhin, dass typischerweise bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 5 die Förderleistung der Olnachfüllpumpe, also der dritten Pumpe 55, deutlich kleiner ist als die Förderleistung der zweiten Pumpe 13. Es lohnt daher bei einem solchen
Ausführungsbeispiel nicht, die Olnachfüllpumpe zur Unterstützung der ersten Pumpe 8 heranzuziehen.
Daher umfasst die Ventileinrichtung 25 bei dem in Figur 5 dargestellten
Ausführungsbeispiel bevorzugt genau drei 3/2-Wegeventile, nämlich die 3/2-Wegeventile 27, 35 im Bereich des zweiten Fluidpfads 15, und ein drittes 3/2-Wegeventil 87 im
Bereich des dritten Fluidpfads 57. Dieses umfasst einen ersten Abfluss 89, einen zweiten Abfluss 91 , und einen Anschluss 93. Der erste Abfluss 89 steht mit einem separaten Rücklauf 21' oder mit dem Rücklauf 21 in Fluidverbindung. Der zweite Abfluss 91 steht mit einem separaten Einlass 65' des Vorratsbehälters 59 oder mit dem Einlass 65 in Fluidverbindung, und der Anschluss 93 steht mit der Förderseite 77 der dritten Pumpe 55 in Fluidverbindung. Deren Saugseite 85 steht - abweichend von der Darstellung gemäß Figur 4 - dauerhaft mit dem Auslass 80 des Vorratsbehälters 59 in Fluidverbindung. In der in Figur 5 links von der aktiven Funktionsstellung als inaktiv dargestellten, ersten Funktionsstellung ist der erste Abfluss 89 mit dem Anschluss 93 verbunden, und der zweite Abfluss 91 ist gesperrt. In dieser Funktionsstellung fördert die dritte Pumpe 55 Schmiermittel 11 aus dem Vorratsbehälter 59 durch den Auslass 80 über den separaten Rücklauf 21 ' in die Ölwanne 9. Sie erfüllt somit ihre Funktion als Ölnachfüllpumpe.
In der zweiten Funktionsstellung der Ventileinrichtung 25, die in Figur 5 dargestellt ist, wird die zweite Pumpe 13 zur Unterstützung der ersten Pumpe 8 herangezogen.
Entsprechend sind hier bei dem 3/2-Wegeventil 87 der zweite Abfluss 91 und der Anschluss 93 miteinander verbunden, während der erste Abfluss 89 gesperrt ist. Daher fördert die dritte Pumpe 55 hier kein Schmiermittel 11 von dem Vorratsbehälter 59 in die Ölwanne 9, sondern sie führt das Schmiermittel 11 quasi im Kreis über den Auslass 80 aus dem Vorratsbehälter 59 hinaus und entlang des dritten Fluidpfads 57 über den Anschluss 93 und den zweiten Abfluss 91 sowie weiter über den separaten Einlass 65' zurück in den Vorratsbehälter 59. Die dritte Pumpe 55 wird also nicht zusätzlich zur Unterstützung der ersten Pumpe 8 herangezogen, sondern ihre Funktion als
Ölnachfüllpumpe wird quasi abgeschaltet. Somit wird vermieden, dass die Ölwanne 9 unzulässig gefüllt wird, beziehungsweise dass der Vorratsbehälter 59 leerläuft. Aufgrund der vergleichsweise kleinen Förderleistung der dritten Pumpe 55 lohnt es nicht, sie zur Unterstützung der ersten Pumpe 8 zusätzlich heranzuziehen.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 5 ist die Komplexität im Vergleich zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 reduziert, und es wird insbesondere ein 3/2- Wegeventil eingespart. Damit ist das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 5 einfacher und wirtschaftlicher als das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4. Es kann darüber hinaus leichter umgesetzt werden.
Alternativ zu der Darstellung gemäß Figur 5 ist es auch möglich, die dritte Pumpe 55 abzuschalten, wenn die zweite Pumpe 13 zur Unterstützung der ersten Pumpe 8 herangezogen wird. Dies ist jedoch nicht bei jedem Ausführungsbeispiel der
Brennkraftmaschinen-Anordnung 6 möglich, weil vorgesehen sein kann, dass die dritte Pumpe 55 kontinuierlich durch die Brennkraftmaschine angetrieben wird. In diesem Fall ermöglicht das dritte 3/2-Wegeventil 87 bei weiterlaufender dritter Pumpe 55 quasi eine Abschaltung von deren Funktion durch Umlenkung des dritten Fluidpfads 57. Insgesamt zeigt sich, dass es mithilfe der Brennkraftmaschinen-Anordnung und des Verfahrens möglich ist, die erste Pumpe, die bevorzugt als Ölpumpe ausgebildet ist, so zu modifizieren, dass sie eine im Vergleich zu einer konventionellen Ölpumpe reduzierte Förderleistung aufweist, wodurch sie kleiner baut, und wobei Verlustleistung
insbesondere im höheren Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine vermieden
beziehungsweise reduziert wird. Zugleich ist es möglich, Verlustleistung im Bereich von Pumpen, die im niederen Drehzahlbereich zur Unterstützung der ersten Pumpe herangezogen werden, zu reduzieren, weil die mindestens eine zusätzliche Pumpe im höheren Drehzahlbereich eine separate Funktionalität aufweist, die vorzugsweise ohnehin vorgesehen ist, sodass sie nicht funktionslos mitläuft und quasi einen Schmiermittelstrom erzeugt, der eigentlich nicht gefordert ist. Auf diese Weise ist die Brennkraftmaschinen- Anordnung gerade auch mithilfe des Verfahrens sehr wirtschaftlich und kostengünstig darstellbar und betreibbar.

Claims

Patentansprüche
Brennkraftmaschinen-Anordnung mit einer Brennkraftmaschine und mit einer ersten Pumpe, die mit einem ersten Fluidpfad (7) in Fluidverbindung steht, so dass Schmiermittel (11 ) mithilfe der ersten Pumpe entlang des ersten Fluidpfads (7) zur Versorgung der Brennkraftmaschine mit Schmiermittel (11 ) förderbar ist, und mit einer zweiten Pumpe (13;55), die mit einem zweiten Fluidpfad (15;57) zur
Förderung von Schmiermittel (11 ) entlang des zweiten Fluidpfads (15;57) in
Fluidverbindung steht, wobei der zweite Fluidpfad (15;57) eine von der Funktion des ersten Fluidpfads (7) verschiedene Funktion aufweist, gekennzeichnet durch eine Ventileinrichtung (25), die so ausgebildet ist, dass sie in einer ersten
Funktionsstellung eine Fluidverbindung zwischen dem ersten Fluidpfad (7) und dem zweiten Fluidpfad (15;57) sperrt, wobei sie in einer zweiten Funktionsstellung den zweiten Fluidpfad (15;57) zumindest bereichsweise mit dem ersten Fluidpfad (7) verbindet, so dass durch die zweite Pumpe ( 3;55) Schmiermittel (11 ) entlang des ersten Fluidpfads (7) förderbar ist.
Brennkraftmaschinen-Anordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Pumpe (13) als Ölniveaupumpe ausgebildet ist, wobei der zweite Fluidpfad (15) als Ölüberwachungspfad, vorzugsweise mit einem Drucksensor zur Überwachung eines Drucks in dem zweiten Fluidpfad (15), ausgebildet ist.
Brennkraftmaschinen-Anordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Pumpe (55) als Ölnachfüllpumpe ausgebildet ist, wobei über den zweiten Fluidpfad (57) ein Vorratsbehälter (59) für Schmiermittel ( 1 ) mit einer Ölwanne (9) in Fluidverbindung bringbar ist.
4. Brennkraftmaschinen-Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl eine Olniveaupumpe zur Förderung von Schmiermittel (11) entlang des zweiten Fluidpfads (15) als auch eine
Ölnachfüllpumpe zur Förderung von Schmiermittel (11 ) entlang eines dritten Fluidpfads (57) vorgesehen sind, wobei durch die Ventileinrichtung (25) der zweite und der dritte Fluidpfad (15,57) in der ersten Funktionsstellung von dem ersten Fluidpfad (7) trennbar sind, wobei in der zweiten Funktionsstellung der zweite und/oder der dritte Fluidpfad (15,57) zumindest bereichsweise mit dem ersten Fluidpfad (7) verbindbar sind, so dass durch die Olniveaupumpe und/oder durch die Ölnachfüllpumpe Schmiermittel (11 ) entlang des ersten Fluidpfads (7) förderbar ist.
5. Brennkraftmaschinen-Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (25) mindestens ein 3/2- Wegeventil (27,35;67,69), vorzugsweise genau zwei 3/2-Wegeventile (27,35) umfasst.
6. Brennkraftmaschinen-Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (25) mindestens ein, vorzugsweise genau ein 5/2-Wegeventil (43) aufweist.
7. Brennkraftmaschinen-Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (25) vier 3/2-Wegeventile (27,35;67,69) oder genau ein 5/2-Wegeventil und genau zwei 3/2-Wegeventile (27,35) aufweist.
8. Verfahren zur Versorgung einer Brennkraftmaschine mit Schmiermittel (11 ), wobei eine erste Pumpe zur Versorgung der Brennkraftmaschine mit Schmiermittel (11 ) entlang eines ersten Fluidpfads (7) betrieben wird, und wobei eine zweite Pumpe (13;55) dauerhaft oder bedarfsabhängig betrieben wird, um Schmiermittel (1 1 ) entlang eines zweiten Fluidpfads (15;57) zu fördern, wobei der zweite Fluidpfad (15;57) eine von der Funktion des ersten Fluidpfads (7) verschiedene Funktion aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Fluidpfad (15;57) durch eine Ventileinrichtung (25) von dem ersten Fluidpfad (7) getrennt wird, wenn eine Pumpleistung der ersten Pumpe zur Versorgung der Brennkraftmaschine mit Schmiermittel (11 ) ausreicht, und dass der zweite Fluidpfad (15;57) zumindest bereichsweise durch die Ventileinrichtung (25) mit dem ersten Fluidpfad (7) in Fluidverbindung gebracht wird, wenn die Pumpleistung der ersten Pumpe zu gering ist, um eine Versorgung der Brennkraftmaschine mit Schmiermittel (11 ) zu gewährleisten.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine weitere Pumpe (13;55) dauerhaft oder bedarfsabhängig betrieben wird, um
Schmiermittel (11 ) entlang eines weiteren Fluidpfads (15;57) zu fördern, wobei der weitere Fluidpfad eine von der Funktion des ersten und des zweiten Fluidpfads (7;15;57) verschiedene Funktion aufweist, und wobei der weitere Fluidpfad (15;57) durch die Ventileinrichtung (25) von dem ersten Fluidpfad (7) getrennt wird, wenn eine Pumpleistung der ersten Pumpe zur Versorgung der Brennkraftmaschine mit Schmiermittel (11 ) ausreicht, wobei der weitere Fluidpfad (15;57) zusätzlich oder alternativ zu dem zweiten Fluidpfad (15;57) zumindest bereichsweise durch die Ventileinrichtung (25) mit dem ersten Fluidpfad (7) in Fluidverbindung gebracht wird, wenn die Pumpleistung der ersten Pumpe oder die Pumpleistung der ersten und der zweiten Pumpe (13;55) zu gering ist, um eine Versorgung der
Brennkraftmaschine mit Schmiermittel (11 ) zu gewährleisten.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (25) von einem Motorsteuergerät angesteuert wird, welches zur Durchführung des Verfahrens eingerichtet ist.
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