WO2017134041A1 - Brennkraftmaschinensystem - Google Patents

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    • F01M2011/0483—Filling or draining lubricant of or from machines or engines with a lubricant cartridge for facilitating the change

Definitions

  • the present invention relates to an internal combustion engine system having a fluid collection container.
  • changeable or removable cartridge is designed. This simplifies in particular a maintenance, for example, when changing the collected oil in the cartridge.
  • the present invention therefore deals with the problem of an improved for an internal combustion engine system of the generic type
  • the present invention is based on the general idea, designed as a removable or removable cartridge
  • Liquid reservoir of an internal combustion engine system to be surrounded for the first time with a thermal insulation and thereby the in the liquid, For example, to store the heat contained in the oil, and to use it in a later subsequent cold start of the engine to heat the engine faster and thereby shorten their cold start phase can.
  • the cartridge is arranged in a housing, wherein the thermal insulation required for thermal insulation at the
  • the cartridge is designed as a lubricant cartridge, in particular as an oil cartridge, or as a coolant cartridge.
  • a lubricant cartridge in particular as an oil cartridge, or as a coolant cartridge.
  • Insulation materials such as foamed polystyrene on.
  • vacuum panels offer a particularly high degree of insulation and are therefore particularly suitable for the thermal insulation of the cartridge or the housing.
  • a heat-insulating plastic for example Styrofoam or Styrodur, which is advantageous in particular with regard to the costs to be used for thermal insulation.
  • the heat insulation is arranged exclusively on the housing or a holding frame, said housing having a receptacle for receiving the cartridge and a movable lid and wherein the
  • Heat insulation is arranged both on the receptacle and on the lid. This offers the great advantage that the comparatively elaborate Heat insulation is always firmly installed in a motor vehicle or an internal combustion engine system, whereby the risk of damage in case of service can be kept low.
  • the housing has a receptacle for receiving the cartridge, wherein the heat insulation is arranged on the receptacle.
  • the cartridge has a side on which also one
  • Heat insulation is mounted so that when arranged in the receptacle cartridge it is completely surrounded by the heat insulation.
  • the heat insulation is arranged exclusively on the cartridge. This offers the advantage that the holding frame or the housing can be designed extremely inexpensive. In addition, this solution offers the possibility in case of a defect of the insulating layer or the
  • the cartridge and / or the housing are / is formed from metal or from plastic.
  • the formation of the cartridge made of plastic offers the possibility that plastic itself already at least one
  • the invention additionally provided heat insulation can also form an integral part of the cartridge or the housing, in particular, if the heat insulation is molded, for example, to the cartridge or to the housing.
  • the cartridge has an inlet and an outlet, wherein between the inlet and the outlet flow guide elements are arranged, which achieve a meandering flow of the liquid within the cartridge. Due to the meandering forced guidance of the liquid or the medium through the cartridge, it is possible to prevent the liquid or the medium from being conveyed to one side of the cartridge when cornering or strong lateral accelerations due to its inertia. In addition, cold can be prevented from mixing with warm liquid, thereby reducing the consumption saving potential at cold start.
  • Fig. 1 is a sectional view through an inventive
  • FIG. 2 shows a representation as in FIG. 1, but with heat insulation arranged exclusively in the region of the housing, FIG.
  • FIG. 3 shows a representation as in FIG. 2, but with thermal insulation arranged exclusively in the area of the cartridge, FIG.
  • Fig. 4 is a sectional view through an embodiment of a
  • Internal combustion engine system 1 which may be arranged for example in a motor vehicle 2, designed as a removable or removable cartridge 3 liquid reservoir 4, which is arranged in a housing 5.
  • the cartridge 3 and / or the housing 5 in this case according to the invention on a heat insulation 6.
  • This heat insulation 6 allows storage of the heat in the
  • Cartridge 3 stored fluid 14, such as oil, and thereby allows a faster re-heating of the internal combustion engine in a cold start, if between the cold start and the preceding shutdown of the engine is not too long a period of time.
  • the cartridge 3 can now be used, for example, as
  • Lubricant cartridge especially as an oil cartridge, or, for example, purely theoretically also be designed as a coolant cartridge.
  • the thermal insulation 6 may include vacuum panels 7 and / or isolation matehalias 8, such as polystyrene.
  • the housing 5 has a receptacle 9 for receiving the cartridge 3, wherein the heat insulation 6 is arranged on or in the receptacle 9.
  • the cartridge 3 has a side, here an upper side, on which also a / the heat insulation 6 is attached.
  • Receptacle 9 arranged cartridge 3 this is thus completely surrounded by the heat insulation 6 and thereby optimally protected heat insulating.
  • the heat insulation 6 is arranged exclusively on the housing 5, wherein this both the receptacle 9 receiving the cartridge 3 and a movable on the receptacle. 9 mounted lid 10 and wherein the heat insulation 6 is arranged both on the receptacle 9 and the lid 10. In this case, therefore, the heat insulation 6 is always firmly installed in the motor vehicle 2, whereby the risk of damage when replacing the removable / removable cartridge 3 can be minimized.
  • Receptacle 9 can be made relatively inexpensive, and in case of damage to the heat insulation 6, this can be easily replaced together with the cartridge 3.
  • the cartridge 3 and the housing 5 can be made of metal or from
  • the cartridge 3 has an inlet 1 1 and an outlet 12, wherein between the inlet 1 1 and the outlet 12 flow guide elements 13 are arranged, the meandering flow of the liquid fourteenth force in the cartridge 3 and thereby provide a particularly effective Schwapptik that prevents even when cornering or a lateral acceleration that the liquid 14, such as the oil or the coolant, is transported exclusively to one side of the cartridge 3.
  • flow guide elements 13 offer the great advantage of preventing unwanted mixing of cold liquid and warm liquid, which in particular prevents the
  • Internal combustion engine can be increased.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Brennkraftmaschinensystem (1) mit einem als wechselbare/entnehmbare Kartusche (3) ausgebildeten Flüssigkeitssammelbehälter (4) für Flüssigkeit (14). Erfindungswesentlich ist dabei, dass die Kartusche (3) in einem Gehäuse (5) angeordnet ist, und dass die Kartusche (3) und/oder das Gehäuse (5) eine Wärmeisolierung (6) aufweisen.

Description

Brennkraftmaschinensystem
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Brennkraftmaschinensystem mit einem Flüssigkeitssammelbehälter.
Aus der WO 2014/076314 A2 ist ein gattungsgemäßes Brennkraftmaschinensystem mit einem Flüssigkeitssammelbehälter bekannt, der zudem als
wechselbare bzw. als entnehmbare Kartusche ausgebildet ist. Hierdurch vereinfacht sich insbesondere eine Wartung, beispielsweise beim Wechsel des in der Kartusche gesammelten Öls.
Bei modernen Kraftfahrzeugen spielen zunehmend der Kraftstoffverbrauch und die Emissionen eine Rolle. Insbesondere bei einem Kaltstart einer
Brennkraftmaschine sind die Emissionen und der Kraftstoffverbrauch hoch, so dass diese Kaltstartphase so kurz wie möglich sein sollte.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, für ein Brennkraftmaschinensystem der gattungsgemäßen Art eine verbesserte
Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch eine verkürzte Kaltstartphase auszeichnet.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des
unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind
Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, einen als wechselbare bzw. entnehmbare Kartusche ausgebildeten
Flüssigkeitssammelbehälter eines Brennkraftmaschinensystems erstmals mit einer Wärmeisolierung zu umgeben und dadurch die in der Flüssigkeit, beispielsweise dem Öl, enthaltene Wärme zu speichern und diese bei einem sich später anschließenden Kaltstart der Brennkraftmaschine zu nutzen, um die Brennkraftmaschine schneller erwärmen und dadurch deren Kaltstartphase verkürzen zu können. Die Kartusche ist dabei in einem Gehäuse angeordnet, wobei die zur Wärmespeicherung erforderliche Wärmeisolierung an der
Kartusche und/oder am Gehäuse angeordnet werden kann.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist die Kartusche als Schmierstoffkartusche, insbesondere als Ölkartusche, oder als Kühlmittel kartusche ausgebildet. Bereits diese nicht abschließende Aufzählung lässt erahnen, welche mannigfaltige Ausführungsformen für die wärmeisolierte Kartusche denkbar sind, wobei in sämtlichen Fällen die Wärmeisolierung sowohl kumulativ als auch alternativ an der Kartusche bzw. am diese aufnehmenden Gehäuse angeordnet sein kann.
Zweckmäßig weist die Wärmeisolierung Vakuumpaneele und/oder
Isolationsmaterialien, wie beispielsweise geschäumtes Polystyrol, auf. Derartige Vakuumpaneele bieten einen besonders hohen Isolationsgrad und sind daher besonders geeignet für die Wärmeisolierung der Kartusche bzw. des Gehäuses. Alternativ kann selbstverständlich auch ein wärmeisolierender Kunststoff beispielsweise Styropor oder Styrodur, eingesetzt werden, was insbesondere im Hinblick auf die für die Wärmeisolierung zu verwendenden Kosten vorteilhaft ist.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist die Wärmeisolierung ausschließlich am Gehäuse bzw. einem Halterahmen angeordnet, wobei dieses Gehäuse einen Aufnahmebehälter zum Aufnehmen der Kartusche und einen beweglichen Deckel aufweist und wobei die
Wärmeisolierung sowohl am Aufnahmebehälter als auch am Deckel angeordnet ist. Dies bietet den großen Vorteil, dass die vergleichsweise aufwendige Wärmeisolierung immer fest in einem Kraftfahrzeug bzw. einem Brennkraftmaschinensystem verbaut ist, wodurch das Risiko von Beschädigungen im Servicefall gering gehalten werden kann.
Bei einer alternativen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Brennkraftmaschinensystems weist das Gehäuse einen Aufnahmebehälter zum Aufnehmen der Kartusche auf, wobei die Wärmeisolierung am Aufnahmebehälter angeordnet ist. Zusätzlich besitzt die Kartusche eine Seite, an welcher ebenfalls eine
Wärmeisolierung angebracht ist, so dass bei in dem Aufnahmebehälter angeordneter Kartusche diese vollständig von der Wärmeisolierung umgeben ist. Hierdurch ist insbesondere das Vorsehen eines Deckels am Gehäuse
entbehrlich, wodurch ebenfalls Kostenvorteile realisiert werden können.
Bei einer weiteren alternativen Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Brennkraftmaschinensystems ist die Wärmeisolierung ausschließlich an der Kartusche angeordnet. Dies bietet den Vorteil, dass der Halterahmen bzw. das Gehäuse äußerst kostengünstig gestaltet werden können. Zudem bietet diese Lösung die Möglichkeit, bei einem Defekt der Isolierschicht bzw. der
Wärmeisolierung durch einen Austausch der Kartusche diese einfach und kostengünstig außerhalb des Kraftfahrzeugs reparieren zu können.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung sind/ist die Kartusche und/oder das Gehäuse aus Metall oder aus Kunststoff ausgebildet. Insbesondere die Ausbildung der Kartusche aus Kunststoff bietet dabei die Möglichkeit, dass Kunststoff an sich bereits eine zumindest
geringfügige Wärmeisolierung darstellt, wobei die erfindungsgemäß zusätzlich vorgesehene Wärmeisolierung auch einen integralen Bestandteil der Kartusche bzw. des Gehäuses bilden kann, insbesondere, sofern die Wärmeisolierung beispielsweise an die Kartusche oder an das Gehäuse angespritzt ist. Zweckmäßig weist die Kartusche einen Einlass und einen Auslass auf, wobei zwischen dem Einlass und dem Auslass Strömungsleitelemente angeordnet sind, die eine mäanderförmige Strömung der Flüssigkeit innerhalb der Kartusche erzielen. Durch die mäanderförmige Zwangsführung der Flüssigkeit bzw. des Mediums durch die Kartusche kann verhindert werden, dass bei Kurvenfahrten bzw. starken Querbeschleunigungen die Flüssigkeit bzw. das Medium aufgrund dessen Trägheit an eine Seite der Kartusche befördert wird. Zusätzlich kann verhindert werden, dass sich kalte mit warmer Flüssigkeit mischt und dadurch das Verbrauchseinsparpotential beim Kaltstart verringert.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen
Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
Dabei zeigen, jeweils schematisch,
Fig. 1 eine Schnittdarstellung durch ein erfindungsgemäßes
Brennkraftmaschinensystem im Bereich einer Kartusche mit einem Gehäuse mit einer Wärmeisolierung und einer Kartusche mit Wärmeisolierung,
Fig. 2 eine Darstellung wie in Fig. 1 , jedoch mit ausschließlich im Bereich des Gehäuses angeordneter Wärmeisolierung,
Fig. 3 eine Darstellung wie in Fig. 2, jedoch mit ausschließlich im Bereich der Kartusche angeordneter Wärmeisolierung,
Fig. 4 eine Schnittdarstellung durch eine Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen Kartusche.
Entsprechend den Fig. 1 bis 3, weist ein erfindungsgemäßes
Brennkraftmaschinensystem 1 , welches beispielsweise in einem Kraftfahrzeug 2 angeordnet sein kann, einen als wechselbare bzw. entnehmbare Kartusche 3 ausgebildeten Flüssigkeitssammelbehälter 4 auf, der in einem Gehäuse 5 angeordnet ist. Die Kartusche 3 und/oder das Gehäuse 5 weisen dabei erfindungsgemäß eine Wärmeisolierung 6 auf.
Diese Wärmeisolierung 6 erlaubt eine Speicherung der Wärme der in der
Kartusche 3 gespeicherten Flüssigkeit 14, beispielsweise Öl, und ermöglicht dadurch ein schnelleres Wiederaufheizen der Brennkraftmaschine bei einem Kaltstart, sofern zwischen dem Kaltstart und dem davor liegenden Abschalten der Brennkraftmaschine eine nicht zu große Zeitspanne liegt.
Erfindungsgemäß kann nun die Kartusche 3 beispielsweise als
Schmierstoffkartusche, insbesondere als Ölkartusche, oder beispielsweise rein theoretisch auch als Kühlmittelkartusche ausgebildet sein. Die Wärmeisolierung 6 kann Vakuumpaneele 7 und/oder Isolationsmatehalien 8, wie beispielsweise Styropor, aufweisen.
Prinzipiell sind dabei drei unterschiedliche Ausführungsformen denkbar, wie diese beispielsweise gemäß den Fig. 1 bis 3 dargestellt sind.
Betrachtet man die Fig. 1 , so kann man erkennen, dass in diesem Fall das Gehäuse 5 einen Aufnahmebehälter 9 zum Aufnehmen der Kartusche 3 aufweist, wobei die Wärmeisolierung 6 am oder im Aufnahmebehälter 9 angeordnet ist. Darüber hinaus besitzt die Kartusche 3 eine Seite, hier eine obere Seite, an welcher ebenfalls eine/die Wärmeisolierung 6 angebracht ist. Bei in dem
Aufnahmebehälter 9 angeordneter Kartusche 3 ist diese somit vollständig von der Wärmeisolierung 6 umgeben und dadurch optimal wärmeisolierend geschützt.
Betrachtet man im Unterschied zu Fig. 1 nunmehr die Fig. 2, so kann man bei dieser Ausführungsform erkennen, dass die Wärmeisolierung 6 ausschließlich am Gehäuse 5 angeordnet ist, wobei dieses sowohl den Aufnahmebehälter 9 Aufnehmen der Kartusche 3 als auch einen beweglich am Aufnahmebehälter 9 gelagerten Deckel 10 umfasst und wobei die Wärmeisolierung 6 sowohl am Aufnahmebehälter 9 als auch am Deckel 10 angeordnet ist. In diesem Fall ist somit die Wärmeisolierung 6 immer fest im Kraftfahrzeug 2 verbaut, wodurch das Risiko einer Beschädigung beim Austausch der wechselbaren/entnehmbaren Kartusche 3 minimiert werden kann.
Betrachtet man nun noch die Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Brennkraftmaschinensystems 1 gemäß der Fig. 3, so kann man bei diesem erkennen, dass die Wärmeisolierung 6 ausschließlich an der Kartusche 3 angeordnet ist, so dass in diesem Fall das Gehäuse 5 bzw. der
Aufnahmebehälter 9 vergleichsweise kostengünstig ausgebildet werden kann, und bei einer Beschädigung der Wärmeisolierung 6 diese einfach zusammen mit der Kartusche 3 ausgetauscht werden kann.
Die Kartusche 3 bzw. das Gehäuse 5 können dabei aus Metall oder aus
Kunststoff ausgebildet sein, wobei insbesondere die Ausbildung aus Kunststoff bereits ebenfalls eine zumindest geringfügige Wärmedämmung bietet, die von der erfindungsgemäß zusätzlich vorgesehenen Wärmeisolierung 6 unterstützt wird.
Betrachtet man nun noch die Fig. 4, so kann man erkennen, dass die Kartusche 3 einen Einlass 1 1 sowie einen Auslass 12 aufweist, wobei zwischen dem Einlass 1 1 und dem Auslass 12 Strömungsleitelemente 13 angeordnet sind, die eine mäanderförmige Strömung der Flüssigkeit 14 in der Kartusche 3 erzwingen und dadurch einen besonders effektiven Schwappschutz bieten, der auch bei einer Kurvenfahrt oder einer Querbeschleunigung verhindert, dass die Flüssigkeit 14, beispielsweise das Öl oder das Kühlmittel, ausschließlich an eine Seite der Kartusche 3 befördert wird. Zusätzlich bieten derartige Strömungsleitelemente 13 den großen Vorteil, ein ungewolltes Vermischen von kalter Flüssigkeit und warmer Flüssigkeit zu unterbinden, wodurch insbesondere das
Verbrauchseinsparpotential beim anschließenden Kaltstart der
Brennkraftmaschine gesteigert werden kann.
Durch die erfindungsgemäße Integration eines Enthalpiespeichers in eine wechselbare Kartusche 3, insbesondere eine wechselbare Olfilterkartusche, kann auf einen separaten Enthalpiespeicher verzichtet werden, wodurch eine nicht unerhebliche Bauraumoptimierung erreicht und zudem sowohl Vorteile
hinsichtlich eines Kraftstoffverbrauchs und einer Schadstoffemission, insbesondere bei einem Kaltstart der Brennkraftmaschine, erzielt werden können.

Claims

Patentansprüche
1 . Brennkraftmaschinensystem (1 ) mit einem als wechselbare/entnehmbare Kartusche (3) ausgebildeten Flüssigkeitssammelbehälter (4) für Flüssigkeit (14), dadurch gekennzeichnet,
- dass die Kartusche (3) in einem Gehäuse (5) angeordnet ist,
- dass die Kartusche (3) und/oder das Gehäuse (5) eine Wärmeisolierung (6) aufweisen.
2. Brennkraftmaschinensystem nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kartusche (3) als Schmierstoffkartusche, insbesondere als Ölkartusche, oder als Kühlmittelkartusche ausgebildet ist.
3. Brennkraftmaschinensystem nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Wärmeisolierung (6) Vakuumpaneele (7) und/oder Isolationsmaterialien (8), wie beispielsweise geschäumtes Polystyrol, aufweist.
4. Brennkraftmaschinensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Wärmeisolierung (6) ausschließlich am Gehäuse (5) angeordnet ist und dieses einen Aufnahmebehälter (9) zum Aufnehmen der Kartusche (3) und einen beweglichen Deckel (10) aufweist, wobei die Wärmeisolierung (6) sowohl am Aufnahmebehälter (9) als auch am Deckel (10) angeordnet ist.
5. Brennkraftmaschinensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
- dass das Gehäuse (5) einen Aufnahmebehälter (9) zum Aufnehmen der
Kartusche (3) aufweist, wobei die Wärmeisolierung (6) am Aufnahmebehälter (9) angeordnet ist,
- dass die Kartusche (3) eine Seite aufweist, an welcher die Wärmeisolierung (6) angebracht ist,
- dass die Kartusche (3) bei in dem Aufnahmebehälter (9) angeordneten
Zustand vollständig von der Wärmeisolierung (6) umgeben ist.
6. Brennkraftmaschinensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Wärmeisolierung (6) ausschließlich an der Kartusche (3) angeordnet ist.
7. Brennkraftmaschinensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Kartusche (3) und/oder das Gehäuse (5) aus Metall oder aus Kunststoff ausgebildet sind/ist.
8. Brennkraftmaschinensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Kartusche (3) einen Einlass (1 1 ) und einen Auslass (12) aufweist, wobei zwischen dem Einlass (1 1 ) und dem Auslass (12) Strömungsleitelemente (13) angeordnet sind, die eine mäanderförmige Strömung der Flüssigkeit (14) in der Kartusche (3) erzwingen.
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