DE102008059619A1 - Internal-combustion engine, has lubricant circuit comprising collecting tank i.e. lubricant collecting pan, where tank comprises area by area double wall in which low-pressure is producible - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einem einen Sammelbehälter aufweisenden Schmiermittelkreislauf.The The invention relates to an internal combustion engine with a collecting container having lubricant circuit.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einem einen Sammelbehälter aufweisenden Schmiermittelkreislauf.Further The invention relates to a method for operating an internal combustion engine with a reservoir having a lubricant circuit.
Brennkraftmaschinen sowie Verfahren zum Betreiben von Brennkraftmaschinen der eingangs genannten Art sind bekannt. Zur Versorgung von mechanischen Bauteilen einer Brennkraftmaschine mit Schmiermittel ist es üblich, der Brennkraftmaschine einen Schmiermittelkreislauf zuzuordnen. Dabei ist es gewünscht, dass das Schmiermittel und die Brennkraftmaschine möglichst schnell eine optimale Betriebstemperatur erreichen, die möglichst über den gesamten Betriebsbereich der Brennkraftmaschine beibehalten werden soll. In der Regel wird dabei das Schmiermittel durch die Brennkraftmaschine selbst erhitzt. Jedoch treten insbesondere im Bereich eines das Schmiermittel sammelnden beziehungsweise aufbewahrenden Schmiermittelbehälters des Schmiermittelkreislaufs häufig hohe Wärmeverluste auf, die dazu führen, dass die Erwärmung des Schmiermittels und/oder der Brennkraftmaschine nur langsam stattfindet. Insbesondere bei modernen Brennkraftmaschinen, die einen hohen Wirkungsgrad aufweisen, ist der Wärmeeintrag durch die Brennkraftmaschine in das Schmiermittel so gering, dass dann nur eine sehr langsame Aufwärmung des Schmiermittels erfolgt. Dies hat zur Folge, dass auch die Brennkraftmaschine eine unerwünscht lange Zeit benötigt, um ihre optimale Betriebstemperatur zu erreichen, was sowohl einen hohen Kraftstoffverbrauch als auch erhöhte Abgasemissionen zur Folge hat und zu erhöhtem Verschleiß, insbesondere in der Warmlaufphase nach einem Kaltstart, führt.Internal combustion engines and method for operating internal combustion engines of the aforementioned Art are known. For the supply of mechanical components of a Internal combustion engine with lubricant it is common for the Internal combustion engine to allocate a lubricant circuit. there It is desired that the lubricant and the internal combustion engine reach an optimal operating temperature as quickly as possible, the possible over the entire operating range the internal combustion engine is to be maintained. Usually will while the lubricant is heated by the internal combustion engine itself. However, especially in the area of a lubricant collecting occur or storing lubricant container of the lubricant circuit often high heat losses, which lead to that the heating of the lubricant and / or the internal combustion engine only takes place slowly. Especially in modern internal combustion engines, which have a high efficiency, is the heat input by the internal combustion engine in the lubricant so low that then only a very slow warm-up of the lubricant he follows. This has the consequence that the internal combustion engine a undesirably long time needed to get its optimal Operating temperature, resulting in both high fuel consumption and also results in increased exhaust emissions and increased Wear, especially in the warm-up phase after a Cold start, leads.
Zum
Lösen dieses Problems wurden bereits unterschiedliche Vorschläge
gemacht. So beschreibt beispielsweise die
Es ist somit die Aufgabe der Erfindung eine Brennkraftmaschine sowie ein entsprechendes Verfahren zu schaffen, die zu jeder Zeit auf einfache Art und Weise eine schnelle Erwärmung des Schmiermittels sowie der Brennkraftmaschine auf ihre optimale Betriebstemperatur erlauben.It Thus, the object of the invention is an internal combustion engine and to create an appropriate procedure at any time simple way of rapid heating of the lubricant and the internal combustion engine to its optimum operating temperature allow.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Sammelbehälter des Schmiermittelkreislaufs zumindest bereichsweise eine Doppelwand aufweist, in der ein Unterdruck erzeugbar ist. Es ist also vorgesehen, dass der Sammelbehälter zumindest bereichsweise doppelwandig ausgebildet ist. Das bedeutet, dass er zumindest in einem Wandbereich einen Hohlraum aufweist. In der Doppelwand beziehungsweise in dem Hohlraum ist der Unterdruck erzeugbar. Die Verringerung des Drucks in dem Hohlraum beziehungsweise in der Doppelwand führt zu einer Verminderung der Materie gebundenen Wärmeübertragung (Konduktion und Konvektion). Mit anderen Worten wird durch Erzeugen des Unterdrucks die Wärmeisolierung des Sammelbehälters erhöht und die Wärmeverluste verringert, sodass beispielsweise in der Warmlaufphase der Brennkraftmaschine das Schmiermittel und somit auch die Brennkraftmaschine selbst schneller ihre optimale Betriebstemperatur erreichen. Die vorteilhafte Brennkraftmaschine verwirklicht somit eine schaltbare Wärmeisolierung des Sammelbehälters. Natürlich ist es auch denkbar, dass der gesamte Sammelbehälter eine Doppelwand oder mehrere bereichsweise Doppelwände, in denen ein Unterdruck erzeugbar ist, aufweist.The The problem underlying the invention is solved by that the collecting container of the lubricant circuit, at least partially has a double wall, in which a negative pressure generated is. It is therefore intended that the collection container at least partially formed double-walled. That means he at least in a wall region has a cavity. In the double wall or in the cavity of the negative pressure can be generated. The Reduction of the pressure in the cavity or in the double wall leads to a reduction of matter-bound heat transfer (Conduction and convection). In other words, by generating the negative pressure, the heat insulation of the collection container increases and reduces heat losses, so For example, in the warm-up phase of the internal combustion engine, the lubricant and thus the internal combustion engine itself faster their optimal Reach operating temperature. The advantageous internal combustion engine thus realizes a switchable thermal insulation of Collection container. Of course it is also conceivable that the entire collection container is a double wall or more partially double walls, in which a negative pressure can be generated is, has.
Zweckmäßigerweise ist der Doppelwand zum Erzeugen des Unterdrucks eine Unterdruckpumpe beziehungsweise Vakuumpumpe zugeordnet. Vorteilhafterweise wird dazu eine bereits in der Brennkraftmaschine vorgesehene Unterdruckpumpe verwendet, zu der lediglich eine strömungstechnische und gegebenenfalls schaltbare Leitung verlegt werden muss. Alternativ dazu ist die Unterdruckpumpe als Bestandteil des Sammelbehälters an und/oder in diesem oder in dem Hohlraum der Doppelwand angeordnet.Conveniently, the double wall for generating the negative pressure is a vacuum pump or associated vacuum pump. Advantageously used for this purpose an already provided in the internal combustion engine vacuum pump, to the only one fluidic and possibly switchable cable must be laid. Alternatively, the Vacuum pump as part of the collection container on and / or arranged in this or in the cavity of the double wall.
Ferner ist vorgesehen, dass der Doppelwand ein schaltbares Entspannungsventil zugeordnet ist. Das Entspannungsventil ermöglicht beispielsweise eine direkte Verbindung zur Umgebung, sodass der Druck in der Doppelwand durch entsprechendes Schalten des Entspannungsventils ausgeglichen wird. Durch den Druckausgleich beziehungswei se durch das Entspannen des Unterdrucks ist auf einfache Art und Weise eine Verringerung der Wärmeisolierung möglich, die dazu führt, dass ein höherer Wärmeverlust entsteht, sodass das Schmiermittel und die Brennkraftmaschine auf der gewünschten optimalen Betriebstemperatur gehalten werden können ohne beispielsweise zu überhitzen.Further is provided that the double wall is a switchable expansion valve assigned. The expansion valve allows for example a direct connection to the environment, so the pressure in the double wall is compensated by appropriate switching of the expansion valve. By pressure equalization s relationship by relaxing the Negative pressure is a simple way to reduce the pressure Thermal insulation possible, which leads to that a higher heat loss arises, so the lubricant and the internal combustion engine to the desired optimal operating temperature can be maintained without for example, to overheat.
Schließlich ist vorgesehen, dass in der Doppelwand wenigstens ein Abstandhalter angeordnet ist. Der Abstandhalter sorgt dafür, dass die beiden Wände der Doppelwand bei der Erzeugung des Unterdrucks sich nicht derart verformen, dass sie in Berührungskontakt gelangen, wodurch die wärmeisolierende Wirkung des in der Doppelwand erzeugten Unterdrucks beziehungsweise Vakuums verringert oder aufgehoben werden würde. Zweckmäßigerweise ist der Abstandhalter dazu als wärmeisolierender Abstandhalter, also als ein aus einem wärmeisolierenden Material bestehender Abstandhalter, ausgebildet.After all it is provided that in the double wall at least one spacer is arranged. The spacer ensures that the both walls of the double wall in the generation of negative pressure do not deform in such a way that they are in touch arrive, whereby the heat-insulating effect of in the Double wall generated negative pressure or vacuum reduced or would be lifted. Conveniently, the spacer is as a heat-insulating spacer, that is, as one consisting of a heat-insulating material Spacer, formed.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine in einer Doppelwand des Sammelbehälters ein Unterdruck erzeugt wird. Somit wird in Abhängigkeit des Betriebszustands der Brennkraftmaschine die Wärmeisolierung des Sammelbehälters, zumindest im Bereich der Doppelwand, variiert. Zu den besonders relevanten Betriebszustandgrößen der Brennkraftmaschine zählen dabei unter Anderem die Betriebstemperatur sowie Lastanforderungen an die Brennkraftmaschine.The inventive method is characterized from that, depending on the operating condition of the internal combustion engine in a double wall of the sump a negative pressure is produced. Thus, depending on the operating condition the internal combustion engine the heat insulation of the collecting container, at least in the area of the double wall, varies. To the particular include relevant operating state variables of the internal combustion engine among other things, the operating temperature and load requirements to the internal combustion engine.
Vorteilhafterweise wird der Unterdruck bei einer niedrigen Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine, insbesondere bei beziehungsweise nach einem Kaltstart der Brennkraftmaschine erzeugt. Hierbei wird durch den Unterdruck eine erhöhte Wärmeisolierung des Sammelbehälters erzeugt, die dazu führt, dass das in dem Schmiermittelkreislauf befindliche Schmiermittel schneller erwärmt wird und somit auch die Brennkraftmaschine selbst schneller ihre optimale Betriebstemperatur erreichen kann. Insbesondere bei einem Kaltstart, also wenn die Brennkraftmaschine für einen längeren Zeitraum nicht in Betrieb war, führt dies zu einer verkürzten Warmlaufphase und somit zu einem verringerten Kraftstoffverbrauch, sowie verringerten Abgasemissionen und Verschleiß.advantageously, is the negative pressure at a low operating temperature of the internal combustion engine, in particular during or after a cold start of the internal combustion engine generated. This is due to the negative pressure an increased Heat insulation of the collecting tank generates, the causes that in the lubricant circuit located Lubricant is heated faster and thus the Internal combustion engine itself faster their optimal operating temperature can reach. Especially with a cold start, so if the Internal combustion engine for a longer period was not in operation, this leads to a shortened Warm-up phase and thus to a reduced fuel consumption, as well as reduced exhaust emissions and wear.
Schließlich ist vorgesehen, dass bei einer hohen Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine in der Doppelwand Umgebungsdruck eingestellt wird. Dadurch wird die Wärmeisolierung des Sammelbehälters verringert und höhere Wärmeverluste entstehen, wodurch die Temperatur des Schmiermittels auf einem bestimmten/gewünschten Wert bei behalten werden kann. Alternativ ist es natürlich auch denkbar einen Druck, der größer als der Umgebungsdruck ist, einzustellen.After all is provided that at a high operating temperature of the internal combustion engine in the double wall ambient pressure is set. This will reduces the heat insulation of the collection container and higher heat losses occur, causing the Temperature of the lubricant on a certain / desired Value can be kept. Alternatively it is natural Also conceivable a pressure greater than the ambient pressure is set.
Insgesamt wird durch die vorteilhafte Brennkraftmaschine und das vorteilhafte Verfahren die Möglichkeit gegeben, auf einfache Art und Weise das Schmiermittel sowie die Brennkraftmaschine in kurzer Zeit auf ihre optimale Betriebstemperatur zu bringen und dort zu halten.All in all is by the advantageous internal combustion engine and the advantageous Procedure given the opportunity in a simple way and Make the lubricant and the engine in a short time to bring to their optimum operating temperature and to keep there.
Im Folgenden soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.in the The invention is based on an embodiment be explained in more detail.
Dazu zeigt dieTo show the
Figur eine schematische Darstellung einer vorteilhaften Brennkraftmaschine.figure a schematic representation of an advantageous internal combustion engine.
Die
Figur zeigt in einer schematischen Darstellung einen Sammelbehälter
In
einem Seitenwandbereich
Haben
die Brennkraftmaschine
Durch
die vorteilhafte Brennkraftmaschine
Die
Schmiermittelwanne
Zweckmäßigerweise
sind die Abstandhalter
- 11
- SammelbehälterClippings
- 22
- SchmiermittelkreislaufLubricant circuit
- 33
- BrennkraftmaschineInternal combustion engine
- 44
- Schmiermittelwannelubricant sump
- 55
- Schmiermittellubricant
- 66
- Innenschaleinner shell
- 77
- Außenschaleouter shell
- 88th
- Hohlraumcavity
- 99
- Doppelwanddouble wall
- 1010
- Randbereichborder area
- 1111
- Dichtungpoetry
- 1212
- SeitenwandbereichSidewall region
- 1313
- Anschlussstutzenspigot
- 1414
- (Luft-)Leitung(Air) conduit
- 1515
- Schaltventilswitching valve
- 1616
- UmgebungSurroundings
- 1717
- UnterdruckpumpeVacuum pump
- 1818
- Entspannungsventilexpansion valve
- 1919
- Bodenbereichfloor area
- 2020
- SchmiermittelablassöffnungLubricant drain hole
- 2121
- Abstandhalterspacer
- 2222
- wärmeisolierende Abstandhalterthermal insulating spacer
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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