DE102013202456A1 - Internal combustion engine arrangement and method for supplying an internal combustion engine with lubricant - Google Patents
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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.It is an internal combustion engine arrangement with an internal combustion engine and with a first pump in fluid communication with a first fluid path (7), so that lubricant (11) by means of the first pump along the first fluid path (7) for supplying the internal combustion engine with lubricant (11), and a second pump (13; 55) in fluid communication with a second fluid path (15; 57) for conveying lubricant (11) along the second fluid path (15; 57) Fluid path (15, 57) has a function different from the function of the first fluid path (7), proposed. The internal combustion engine arrangement is characterized in that a valve device (25) which is designed such that in a first functional position it blocks a fluid connection between the first fluid path (7) and the second fluid path (15; 57) a second functional position connects the second fluid path (15; 57) at least in regions to the first fluid path (7), so that lubricant (11) can be conveyed along the first fluid path (7) by the second pump (13;
Description
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. The invention relates to an internal combustion engine arrangement according to the preamble of
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. Internal combustion engine arrangements and methods of the type discussed herein are known. Modern internal combustion engines need in their lower speed range for a sufficient supply of lubricant disproportionately high 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 promotes a sufficient lubricant flow even in the lower speed range of the internal combustion engine, this leads in higher speed ranges to the fact that the delivered volume flow of lubricant is too high. In this case, it is typically regulated with integrated pressure relief valves, which leads to considerable power losses.
Aus der deutschen Patentschrift
Aus der deutschen Offenlegungsschrift
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. 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 ,
Die Aufgabe wird gelöst, indem eine Brennkraftmaschinen-Anordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 geschaffen wird. The object is achieved by providing an internal combustion engine arrangement having the features of
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. This is characterized by a 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. It is thus possible, with the help of the valve device, to use the second pump for supplying the internal combustion engine with lubricant, if this can no longer be ensured by the first pump alone. Thus, 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. In particular, 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. In the higher speed range, in which the capacity of the first pump alone is sufficient to ensure the supply of lubricant to the internal combustion engine, the fluid connection between the first fluid path and the second fluid path is blocked by the valve device, so that the second pump is no longer supplied the internal combustion engine is used with lubricant, but their actual function in terms of promotion of Can meet lubricant along the second fluid path. Since 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 Ölzulfüllpumpe, 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.
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. After all, the first pump is preferably designed as an oil pump, which conveys the lubricant, in particular oil, from an oil sump, in particular an oil sump, along the first fluid path to lubricating points of the internal combustion engine. 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 is conveyed as oil mist or oil spills to other lubrication points from which it also drips back into the oil sump or the oil pan.
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. With a blocking of the fluid connection between the first fluid path and the second fluid path through the valve device is addressed that the two fluid paths are separated from each other so that along the second fluid path promoted lubricant can not serve to supply the engine with lubricant. In contrast, the separation or blocking does not necessarily indicate that there is no fluid connection between the fluid paths. In particular, it is possible that 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.
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. 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 functional position of the valve device, a fluid connection of the second fluid path and / or the at least one further fluid path at least partially can be produced with the first fluid path, so that by the second pump and / or by the at least one further pump lubricant along the first fluid path for supplying the internal combustion engine can be conveyed. It is therefore especially provided that 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.
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. Particularly preferred is an embodiment in which 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 blocks a fluid connection between the first fluid path, the second fluid path and the third fluid path, wherein in a second functional position it connects the second fluid path and / or the third fluid path at least in regions to the first fluid path, so that the second pump and / or or by the third pump lubricant along the first fluid path is conveyed.
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. Also preferred is an internal combustion engine arrangement, which is characterized in that the second pump is designed as an oil level pump. The second fluid path in this case serves as an oil monitoring path. For this purpose, 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 , By means of a monitoring device it is determined whether the oil level pump promotes 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 corresponds to the predetermined desired level. If, on the other hand, it is determined that the oil level pump does not deliver lubricant along the second fluid path, it can be concluded that the level in the oil sump has fallen below the predetermined desired level, in which case an oil level warning can be issued and / or refilling of 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. As long as lubricant is conveyed along the second fluid path, the pressure sensor detects one predetermined pressure value. On the other hand, if the second pump does not supply lubricant along the second fluid path, the pressure in the latter drops, which is detected by the pressure sensor. In this way it is possible to determine that the level in the oil sump has fallen below the predetermined target level. While the second pump in a higher speed range of the internal combustion engine or always when the first pump ensures a supply of the internal combustion engine with lubricant, performs its function as an oil level pump so that so far no power loss occurs, it is possible to use 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 use to support the first pump, then it promotes lubricant along the first fluid path for lubrication of the internal combustion engine.
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. It is also an internal combustion engine arrangement preferred, which is characterized in that the second pump is designed as a Ölnachfüllpumpe. In this case, a reservoir for lubricant can be brought into fluid communication with the oil sump or the oil sump via the second fluid path. In particular, if it is determined by means of a device provided for this purpose that a level in the oil pan has fallen below the predetermined desired level, the oil replenishment pump can be activated to promote lubricant from the reservoir into the oil pan. In this case, 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.
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. Also preferred is an internal combustion engine arrangement, which is characterized in that 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 a pressure sensor integrated in the second fluid path. The third fluid path is provided to refill lubricant from a reservoir into the oil sump or sump when the level falls below a predetermined desired 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 arranged in its first functional position, the second and the third fluid path fulfill their own individual functions, which are different from a lubrication of the internal combustion engine, in particular the function of oil monitoring or oil refilling. In the second functional position of the valve device, the first and / or the second fluid path can be connected to the first fluid path at least in regions, so that lubricant can be conveyed along the first fluid path by the oil level pump and / or by the oil replenishment pump.
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. In one exemplary embodiment, it is accordingly provided that with the aid of the valve device only the second fluid path can be connected at least in regions to the first fluid path, so that only the second pump, namely the oil level pump, is used to support the first pump. In this case, it is preferably provided that the third fluid path is diverted by the valve device in such a way that the lubricant is conveyed from the oil reservoir back from the reservoir into the reservoir when the oil level pump delivers lubricant along the 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. An equilibrium level in the oil sump or sump is set via a different pumping capacity of the oil level pump on the one hand and the oil replenishment pump on the other hand. In an operating condition in which the delivery line of the first pump is sufficient to lubricate the internal combustion engine, 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 delivers oil from the reservoir into the oil pan. If now the oil level pump used to support the first pump, the reservoir would idle, or it would promote an inadmissible amount of lubricant in the oil pan, if the third fluid path would not be deflected by the valve means such that the Ölnachfüllpumpe the lubricant in this operating state quasi in a circle from the reservoir back into the same promotes. Alternatively, it is possible that the oil replenishment pump is switched inactive in this operating state.
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. In another embodiment, it is provided that only the third fluid path can be connected to the first fluid path with the aid of the valve device, so that only the third pump, namely the oil replenishment pump, is used to support the first pump.
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. In another embodiment, it is preferably provided that with the help of the valve device both pumps, namely the Ölnachfüllpumpe and the oil level pump for conveying lubricants along the first fluid path, thus can be used to support the first pump, wherein both the second and the third fluid path are at least partially connectable to the first fluid path through the valve means.
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. In yet another embodiment, the 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 requirements - the second and the third pump can be used to support, thus the second and the third fluid path are at least partially connectable to the first fluid path. In this embodiment, a particularly flexible and needs-driven control of the valve device and thus use of the various pumps is possible.
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. It is also preferred an internal combustion engine, which is characterized in that the valve device comprises at least one 3/2-way valve. In a preferred embodiment, it includes exactly two 3/2-way valves. This embodiment represents a particularly simple and cost-effective implementation of the internal combustion engine arrangement, because simple, inexpensive standard components can be used.
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. It is also an internal combustion engine arrangement preferred, which is characterized in that the valve device has at least one 5/2-way valve. Preferably, it has exactly one 5/2-way valve. Due to the extended functionality of a 5/2-way valve compared to a 3/2-way valve, it is possible to save at least one valve, so that this embodiment of an internal combustion engine arrangement comprises particularly few components.
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. Finally, 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. Alternatively, 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. In the preferred case, in which 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. In the further preferred case, in which 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.
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. It is also an internal combustion engine arrangement preferred, which is characterized in that the valve means comprises exactly three 3/2-way valves. This embodiment is particularly preferred in an embodiment in which the fluid path of a Ölnachfüllpumpe inactive switched or is redirected from a reservoir back into the reservoir when a Ölnachfüllpumpe is used to support the oil pump.
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. The object is also achieved by providing a method for supplying an internal combustion engine with lubricant having the features of claim 8. In this case, a first pump for supplying the internal combustion engine with lubricant will operate along a first fluid path. Preferably, 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 pump power of the first pump is too low to ensure a supply of the internal combustion engine with lubricant. It is therefore possible to use 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 already provided functionality fulfilled, so that no power loss occurs in the region of the second pump. 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.
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. 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. By the valve means, the further fluid path is separated from the first fluid path when the pumping power of the first pump is sufficient to supply the internal combustion engine with lubricant. The second fluid path and / or the further fluid path are at least partially brought into fluid communication with the first fluid path by the valve device when the pumping capacity of the first pump is too low to ensure a supply of lubricant to the internal combustion engine. 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.
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. Finally, a method is preferred, which is characterized in that the 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.
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. The description of the method on the one hand and the internal combustion engine arrangement on the other hand are to be understood as complementary to one another. In that regard, an internal combustion engine arrangement is preferred, which is characterized by at least one feature, which is due to at least one method step, preferably combinations thereof. Conversely, a method is preferred which has at least one method step, which is due to at least one feature of the internal combustion engine arrangement, preferably combinations thereof.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben. Dabei zeigen: The invention will be described in more detail below with reference to the drawing. Showing:
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
Erreicht oder überschreitet das Schmiermittel
Dieser weist vorzugsweise eine Messeinrichtung
Sinkt der Füllstand des Schmiermittels
Aus
Es ist eine Ventileinrichtung
Mit der Formulierung, dass die Ventileinrichtung
Bei dem in
Ein erstes 3/2-Wegeventil
Ein zweites 3/2-Wegeventil
Die zweite Pumpe
In
Es zeigt sich, dass die Messeinrichtung
Reicht die Pumpleistung der ersten Pumpe
In dieser Funktionsstellung sind der zweite Anschluss
Es ist offensichtlich, dass die Ventileinrichtung
Das 5/2-Wegeventil
Die Ventileinrichtung
Bei dem in
Die zweite Funktionsstellung der Ventileinrichtung
Damit zeigt sich, dass die Funktionalität des einen 5/2-Wegeventils
Die zweite Pumpe
Die Ventileinrichtung
Der zweiten Pumpe
Das dritte 3/2-Wegeventil
Das vierte 3/2-Wegeventil
Die Ventileinrichtung
Die zweite Pumpe
Insbesondere solange die Drehzahl der Brennkraftmaschine gemäß
Sinkt die Drehzahl n der Brennkraftmaschine unter die Grenzdrehzahl ng, ist es möglich, zumindest eine der Pumpen
Bevorzugt sind verschiedene Funktionsstellungen der Ventileinrichtung
Die verschiedenen Funktionsstellungen der Ventileinrichtung
Es ist auch möglich, dass die Ventileinrichtung
Um die zweite Pumpe
Wird zusätzlich oder alternativ die dritte Pumpe
Alternativ zu den in
Es ist nicht möglich, bei dem Ausführungsbeispiel gemäß
Dementsprechend weist das ausgehend von
Es wird auch ein Ausführungsbeispiel bevorzugt, welches lediglich eine Ölnachfüllpumpe analog der in
Dabei entspricht die Funktionalität des zweiten Fluidpfads
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß
Es zeigt sich weiterhin, dass typischerweise bei dem Ausführungsbeispiel gemäß
Daher umfasst die Ventileinrichtung
In der in
In der zweiten Funktionsstellung der Ventileinrichtung
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß
Alternativ zu der Darstellung gemäß
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. Overall, it is found that with the aid of the internal combustion engine arrangement and the method it is possible to modify the first pump, which is preferably designed as an oil pump, in such a way that it has a reduced delivery capacity compared with a conventional oil pump, thereby reducing its size. and wherein power loss is avoided or reduced in particular in the higher speed range of the internal combustion engine. At the same time it is possible to reduce power loss in the range of pumps that are used in the low speed range to support the first pump, because the at least one additional pump in the higher speed range a separate Functionality, which is preferably provided anyway, so that it does not run without function and quasi generates a lubricant flow that is actually not required. In this way, 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.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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