DE102014220816B4 - Vorrichtung zum Erwärmen eines Schmiermittels einer Brennkraftmaschine - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung eingerichtet zum Erwärmen eines Schmiermittels einer Brennkraftmaschine (1), wobei ein Kühlkreislauf (5) eingerichtet zum Kühlen der Brennkraftmaschine (1) vorgesehen ist, wobei ein Schmiermittelkühler (21) vorgesehen ist, wobei der Schmiermittelkühler (21) an eine Leitung (23,24) für Schmiermittel angeschlossen ist, wobei der Schmiermittelkühler (21) über eine Zuleitung (30) und über eine Ableitung (22) mit dem Kühlkreislauf (5) verbunden ist, wobei ein Abgaswärmetauscher (20) vorgesehen ist, wobei der Abgaswärmetauscher (20) mit einer Abgasleitung (25) in Wirkverbindung steht, wobei der Abgaswärmetauscher (20) mit einer Bypassleitung (18) des Kühlkreislaufes (5) in Wirkverbindung steht, wobei die Bypassleitung (18) vom Kühlkreislauf (5) über den Abgaswärmetauscher (20) zu einem Zulauf des Schmiermittelkühlers (21) geführt ist, wobei in der Bypassleitung (18), in Strömungsrichtung vor dem Abgaswärmetauscher (20) ein Ventil (19) vorgesehen ist, wobei die Bypassleitung (18) im Abgaswärmetauscher (20) über eine Rückleitung (26) mit einem Ausgleichsbehälter (14) des Kühlkreislaufes (5) verbunden ist, wobei der Abgaswärmetauscher (20) in der Weise ausgebildet ist, dass bei einem geschlossenen Ventil (19) Kühlmittel im Abgaswärmetauscher (20) wenigstens teilweise verdampft, so dass keine Wärmeübertragung mehr zwischen dem Abgasstrom und dem Schmiermittelkühler stattfinden kann, wobei der Abgaswärmetauscher (20) in der Weise ausgebildet ist, dass Kühlmittel über die Rückleitung (26) in den Ausgleichsbehälter (14) abströmt, so dass keine Wärmeübertragung mehr zwischen dem Abgasstrom und dem Schmiermittelkühler (20) stattfinden kann.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erwärmen eines Schmiermittels einer Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 1.
- Im Stand der Technik sind aus
DE 10 2009 013 943 A1 und ausDE 10 2011 119 389 A1 Vorrichtungen zum Erwärmen eines Motoröls bekannt. InDE 10 2009 013 943 A1 ist ein Verfahren zur Aufheizung von Schmiersystemen mit mindestens einem Ölsaugrohr beschrieben, das in einem Ölsumpf angeordnet ist und mit einer den Ölrückläufen umführenden Ölbypassleitung. In der Ölbypassleitung ist ein Ventil angeordnet. Die Ölbypassleitung und/oder zumindest einer der Ölrückläufe ist mit der Saugleitung einer Ölpumpe und der Druckleitung eines Schmiersystems verbunden. Bei Unterschreitung einer bestimmten Grenztemperatur und bei Überschreitung eines bestimmten Mindestdruckes des Schmieröls in der Druckleitung des Schmiersystems wird das Ventil zumindest teilweise geöffnet, sodass ein Teilstrom des Schmieröls in einer Warmlaufphase des Schmiersystems nicht durch den Ölsumpf strömt. Das durch die Ölbypassleitung und/oder zumindest einen der Ölrückläufe strömende Schmieröl wird durch einen Wärmetauscher erwärmt. Das Verfahren eignet sich insbesondere zum schnellen Erwärmen von Verbrennungsmotoren und Getrieben in Kraftfahrzeugen. - Aus
DE 10 2011 119 389 A1 ist eine Anordnung sowie ein Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine bekannt, wobei im Abgasstrang ein Wärmetauscher zur Vorwärmung eines Schmiermittels der Brennkraftmaschine sowie ein Katalysator angeordnet sind. In einer Kaltstartphase wird dem Abgas mittels einer durch ein Verschlussorgan verschließbaren Zuleitung zumindest ein Teilstrom in Strömungsrichtung vor dem Abgasturbolader und somit vor dem Katalysator entnommen. Dieser Teilstrom wird einem in einer Ölwanne der Brennkraftmaschine integrierten Wärmetauscher zugeführt. Zum Ausgleich der reduzierten Wärmeenergie wird der Katalysator zusätzlich mittels einer elektrischen Heizung erwärmt. Dadurch ist eine Erhöhung der Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine durch eine Änderung der Betriebsparameter während dieser ersten Betriebsphase entbehrlich. - Aus
DE 10 2013 211 931 A1 ist eine Anordnung bekannt, bei der ein Schmiermittelkühler im Zulauf zu Schmierstellen einer Brennkraftmaschine angeordnet ist. - Aus
DE 940 328 B ist eine Anordnung mit einem Schmiermittelkühler bekannt, der ein Wellrohr aufweist. - Aus
DE 10 2008 028 262 A1 ist der Einsatz von Wärmerohrtechnologie in Verbindung mit einem Abgaswärmetauscher offenbart. - Aus
DE 39 18 593 A1 sind ein Verfahren und eine Anordnung zum Abschalten eines im Abgasstrom eines Verbrennungsmotors angeordneten, mit einem fließfähigen Wärmeträger betriebenen Wärmetauschers bekannt. Dabei ist ein Heizkreislauf vorgesehen, der einen Kondensator aufweist, der dem als Wärmequelle dienenden Wärmetauscher als Wärmesenke zugeordnet ist. Der im Heizkreislauf befindliche Wärmeträger ist so gewählt, dass er bei der Betriebstemperatur des Kondensators kondensiert. Der am Kondensator kondensierte Wärmeträger gelangt unter dem Einfluss der Schwerkraft in einen tiefer als der Kondensator angeordneten Speicher, der über eine durch ein Ventil absperrbare Rücklaufleitung mit dem Wärmetauscher verbunden ist. Der am Wärmetauscher verdampfende Wärmeträger gelangt über Leitungsabschnitte zum Kondensator. - Aus
GB 2 429 763 A DE 199 08 088 A1 sind Systeme bekannt, bei denen ein Abgaswärmetauscher mit einem Abgasstrom gekoppelt ist. Der Abgaswärmetauscher steht mit einem Ölkühler in Wirkverbindung, so dass Wärme vom Abgas über den Abgaswärmetauscher auf den Ölkühler übertragen wird. Auf diese Weise kann eine Erwärmung des Schmiermittelöls erreicht werden. - Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine verbesserte Vorrichtung zum Erwärmen eines Schmiermittels einer Brennkraftmaschine bereitzustellen.
- Die Aufgabe wird durch die Vorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst.
- Weitere Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Ein Vorteil der beschriebenen Vorrichtung besteht darin, dass mit geringen baulichen Änderungen ein vorhandener Kühlkreislauf der Brennkraftmaschine zum Erwärmen des Schmiermittels verwendet werden kann. Dies wird dadurch erreicht, dass ein Schmiermittelkühler abhängig von der Betriebsphase der Brennkraftmaschine zum Erwärmen oder zum Kühlen des Schmiermittels verwendet wird. Zudem weist die vorgeschlagene Vorrichtung den Vorteil auf, dass die Vorrichtung robust gegenüber einer Fehlfunktion ist. Dies wird dadurch erreicht, dass ein Abgaswärmetauscher vorgesehen ist, wobei der Abgaswärmetauscher mit einer Abgasleitung in Wirkverbindung steht und von der Temperatur des Abgases aufgeheizt wird. Weiterhin steht der Abgaswärmetauscher mit einer Bypassleitung des Kühlkreislaufes in Wirkverbindung. Die Bypassleitung ist vom Kühlkreislauf über den Wärmetauscher zu einem Zulauf des Schmiermittelkühlers geführt.
- In der Ausführungsform ist in der Bypassleitung ein Schaltventil in Strömungsrichtung gesehen vor dem Abgaswärmetauscher, vorgesehen. Somit kann durch die Betätigung des Schaltventils die Erwärmung des Schmiermittels ein- bzw. ausgeschalten werden. Die Anordnung des Schaltventils vor dem Abgaswärmetauscher sorgt dafür, dass damit sicher eine Versorgung des Schmiermittelkühlers mit der Abgaswärme unterbunden wird. Wird das Schaltventil geschlossen und weiterhin Wärme von der Abgasleitung an den Abgaswärmetauscher abgegeben, so verdampft das Kühlmittel im Abgaswärmetauscher und eine Wärmeübertragung vom Abgaswärmetauscher auf das Kühlmittel wird wenigstens reduziert, insbesondere vollständig unterbunden.
- Der Abgaswärmetauscher ist über eine Rückleitung mit einem Ausgleichsbehälter des Kühlkreislaufes verbunden. Auf diese Weise kann verdampfte Kühlflüssigkeit der Bypassleitung im Abgaswärmetauscher über eine Rückleitung mit einem Ausgleichsbehälter des Kühlkreislaufes verbunden werden. Auf diese Weise kann verdampfte Kühlflüssigkeit der Bypassleitung über die Rückleitung an den Ausgleichsbehälter abgegeben werden.
- In einer weiteren Ausführungsform geht die Bypassleitung von einer Zuleitung für eine Innenraumheizung eines Fahrzeuges ab. Auf diese Weise wird ein effizienter Anschluss der Bypassleitung an den Kühlkreislauf erreicht.
- In einer weiteren Ausführungsform ist die Abgasleitung in Strömungsrichtung nach dem Katalysator vom Abgastrakt abgezweigt und zum Abgaswärmetauscher geführt. Auf diese Weise wird die Funktion des Katalysators nicht durch die Abgasleitung beeinträchtigt, insbesondere wird eine Aufheizzeit nicht verlängert.
- In einer weiteren Ausführungsform weist der Abgaswärmetauscher ein Wärmerohr zur Übertragung der Wärme von der Abgasleitung zur Bypassleitung auf.
- In einer weiteren Ausführungsform ist im Zulauf zum Ausgleichsbehälter ein Kondensator im Kühlkreislauf vorgesehen. Dadurch wird eine verbesserte Verflüssigung von dampfförmigem Kühlmittel erreicht.
- In einer weiteren Ausführungsform weist der Schmiermittelkühler ein Wellrohr auf. Dadurch wird die Wärmeübertragung im Schmiermittelkühler verbessert.
- In einer weiteren Ausführungsform ist der Schmiermittelkühler im Zulauf zu Schmierstellen der Brennkraftmaschine angeordnet. Dadurch wird ein schnelles Erwärmen der Schmierstellen der Brennkraftmaschine erreicht. Somit ist es nicht erforderlich, einen Schmiermittelvorrat, der beispielsweise in einer Wanne, insbesondere in einer Ölwanne der Brennkraftmaschine vorgesehen ist, zu erwärmen. Es werden direkt die Schmierstellen mit erwärmtem Schmiermittel versorgt.
- Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figur näher erläutert. Die Figur zeigt in einer schematischen Darstellung einen Kühlkreislauf
5 einer Brennkraftmaschine1 . Der Kühlkreislauf ist mit Kühlmittel gefüllt. Die Brennkraftmaschine1 weist einen Zulauf2 , einen ersten Ablauf3 und einen zweiten Ablauf4 auf. Die Brennkraftmaschine1 weist einen Kühlbereich35 auf, der mit Kühlmittel durchströmt wird. Der Kühlkreislauf5 kann in der Funktion auf einen kleinen Kühlkreislauf6 begrenzt werden. Der kleine Kühlkreislauf6 umfasst die in der Figur dunkel dargestellten Abschnitte des Kühlkreislaufes5 . Der kleine Kühlkreislauf6 wird bei einem geschlossenen Thermostat7 von weiteren Bereichen des Kühlkreislaufes5 abgetrennt. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann das Thermostat7 regelbar oder beheizbar sein. - In einer Ausführungsform trennt das Thermostat
7 den kleinen Kühlkreislauf6 von dem weiteren Kühlkreislauf5 so lange, bis die Temperatur des Kühlmittels über eine vorgegebene Grenztemperatur angestiegen ist. Der kleine Kühlkreislauf6 umfasst eine erste Verbindungsleitung8 , die vom zweiten Ablauf4 zum Zulauf2 geführt ist. Zudem kann abhängig von der gewählten Ausführungsform eine zweite Leitung9 von der ersten Verbindungsleitung8 zu einen Wärmetauscher10 und vom Wärmetauscher10 wieder zurück zur ersten Leitung8 weg- und zurückgeführt werden. Der Wärmetauscher10 kann in Wirkverbindung mit einem Innenraum eines Fahrzeuges stehen und zum Aufheizen des Innenraumes vorgesehen sein. Weiterhin kann ein steuerbares zweites Ventil36 in der zweiten Leitung9 im Zulauf zum Wärmetauscher10 vorgesehen sein. Weiterhin kann eine dritte Leitung11 vorgesehen sein, die ausgehend von der zweiten Leitung9 zu einem Ölkühler12 und zurück zur zweiten Leitung9 geführt ist. Der Ölkühler12 ist für eine Kühlung eines Öls eines Automatikgetriebes vorgesehen. - Zudem ist eine vierte Leitung
13 vorgesehen, die die Zulaufleitung zum Wärmetauscher10 mit einem Ausgleichsbehälter14 verbindet. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann die vierte Leitung13 über einen Turbolader27 geführt werden. Zudem kann abhängig von der gewählten Ausführungsform in der vierten Leitung13 vor dem Ausgleichsbehälter14 ein Kondensator15 vorgesehen sein. - Weiterhin ist der erste Ablauf
3 über eine fünfte Leitung16 mit dem Ausgleichsbehälter14 beispielsweise über die vierte Leitung13 verbunden. Weiterhin ist der Ausgleichsbehälter14 über eine sechste Leitung17 mit dem Zulauf2 verbunden. Zudem ist eine siebte Leitung18 ausgehend von einem Zulauf der zweiten Leitung9 zum Wärmetauscher10 über ein steuerbares Ventil19 zu einem Abgaswärmetauscher20 geführt. Ausgehend vom Abgaswärmetauscher20 ist die siebte Leitung18 zu einem Zulauf eines Schmiermittelkühlers21 geführt. Die siebte Leitung18 stellt eine Bypassleitung dar. Als Schmiermittel kann beispielsweise Öl verwendet werden. Zudem ist der Schmiermittelkühler21 über eine achte Leitung22 an einen Rücklauf der zweiten Leitung9 oder direkt an die erste Leitung8 angeschlossen. Der Schmiermittelkühler21 steht mit einer Eingangsleitung23 mit einem Schmiermittelreservoir der Brennkraftmaschine1 und mit einer Ausgangsleitung24 mit einem Schmiermittelzulauf der Brennkraftmaschine1 in Verbindung. Über den Schmiermittelzulauf werden Schmierstellen der Brennkraftmaschine1 mit Schmiermittel versorgt. - Das Ventil
19 kann abhängig von der Temperatur des Kühlmittels in der siebten Leitung18 automatisch öffnen, wenn die Temperatur des Kühlmittels unter einer vorgegebenen Grenztemperatur liegt und automatisch schließen, wenn die Temperatur des Kühlmittels über der vorgegebenen Grenztemperatur ist. Zudem kann das Ventil19 als steuerbares Ventil ausgebildet sein, das von einem Steuergerät geöffnet bzw. geschlossen wird. Dabei kann das Steuergerät beispielsweise die Temperatur der Brennkraftmaschine erfassen und das Ventil19 so lange offen halten, bis die Brennkraftmaschine eine vorgegebene Grenztemperatur erreicht hat. Bei einer kalten Brennkraftmaschine1 ist auch die Kühlflüssigkeit in der siebten Leitung18 kalt und weist eine Temperatur unter der vorgegebenen Grenztemperatur auf. In diesem Zustand ist das Ventil19 geöffnet. Erwärmt sich die Kühlflüssigkeit in der siebten Leitung18 über die vorgegebene Grenztemperatur, so wird das Ventil19 geschlossen. - Der Abgaswärmetauscher
20 wird von einer Abgasleitung25 mit Abgasen aus dem Abgastrakt der Brennkraftmaschine1 versorgt. Vorzugsweise ist die Abgasleitung25 in Strömungsrichtung gesehen nach einem Katalysator an den Abgastrakt angeschlossen. Zudem wird durch die Ableitung des Abgases nach dem Katalysator eine schnelle Aufheizung des Katalysators nicht beeinträchtigt. Zudem ist der Abgaswärmetauscher20 über eine Rückleitung26 mit dem Ausgleichsbehälter14 verbunden. Die Rückleitung26 ist dabei vorzugsweise über den Kondensator15 geführt. Der Abgaswärmetauscher20 ist ausgebildet, um die Wärme des Abgases, das über die Abgasleitung25 zugeführt wird, an die Kühlflüssigkeit der siebten Leitung18 abzugeben. Dazu kann eine Wärmeübertragung über eine Trennfläche erfolgen. Zudem kann die Wärme mithilfe eines Wärmerohrs38 , d.h. z.B. mithilfe einer Heat Pipe übertragen werden. - Die Verwendung der Heat Pipe würde die Möglichkeit der Kühlwasserverdrängung durch Dampfbildung überflüssig machen, da bei richtiger Auslegung, die Heat Pipe selbst, auf vergleichbare Weise, den Wärmetransport automatisch ab einer, durch die Auslegung definierten Temperatur auf einen minimalen Wert reduziert. Da dies eine Möglichkeit wäre, auf das Verdampfen von Kühlwasser zu verzichten, ist dies eine vorteilhafte Lösung, da das Verdrängen von Kühlwasser und die folgende Überhitzung der kühlwasserführenden Rohre, zu Ablagerungen und thermisch bedingten Veränderungen von Resten des Kühlwassers, insbesondere der Additive führen kann, was z.B. den Korrosionsschutz des Kühlwassers beeinträchtigen könnte.
- Wärmerohre enthalten grundsätzlich ein hermetisch gekapseltes Volumen, meist in Form eines Rohres. Es ist mit einem Arbeitsmedium (z. B. Wasser oder Ammoniak) gefüllt, das das Volumen zu einem kleinen Teil in flüssigem, zum größeren in dampfförmigem Zustand ausfüllt. Darin befinden sich je eine Wärmeübertragungsfläche für Wärmequelle und -senke. Das Wärmerohr
38 steht mit einem Ende mit der Abgasleitung25 in thermischen Kontakt. Mit dem anderen Ende steht das Wärmerohr mit der Bypassleitung18 in thermischen Kontakt. - Bei Wärmeeintrag beginnt das Arbeitsmedium im Wärmerohr zu verdampfen. Dadurch wird über dem Flüssigkeitsspiegel der Druck im Dampfraum lokal erhöht, was zu einem geringen Druckgefälle innerhalb des Wärmerohrs führt. Der entstandene Dampf strömt deswegen zu einer Stelle mit niedrigerer Temperatur, wo er kondensiert. An dieser Stelle erhöht sich die Temperatur durch die frei werdende Kondensationswärme. Die zuvor aufgenommene latente Wärme wird an die Umgebung abgegeben. Das nun flüssige Arbeitsmedium kehrt durch Schwerkraft (Thermosiphon) bzw. durch Kapillarkräfte (Heatpipe) wieder zurück zu der Stelle, an der die Wärme eingeleitet wird.
- Da sich Dampf und Flüssigkeit des Fluids im gleichen Raum aufhalten, befindet sich das System im Nassdampfgebiet. Das hat zur Folge, dass bei einem bestimmten Druck im Wärmerohr exakt eine bestimmte Temperatur vorliegt. Da die Druckunterschiede in Wärmerohren mit meist wenigen Pascal sehr gering sind, ist die sich einstellende Temperaturdifferenz zwischen Verdampfer und Kondensator auch gering und beträgt maximal wenige Kelvin. Ein Wärmerohr besitzt daher einen sehr geringen Wärmewiderstand. Der Bereich zwischen Verdampferbereich und Kondensatorbereich ist praktisch isotherm.
- Der Schmiermittelkühler
21 ist ausgebildet, um abhängig von der Temperatur der Kühlflüssigkeit, die durch den Schmiermittelkühler21 läuft, das Schmiermittel abzukühlen oder zu erwärmen. Der Schmiermittelkühler21 kann ein Wellrohr37 zur Wärmeübertragung aufweisen. - Die erste Leitung
8 ist mit einer neunten Leitung28 verbunden, die zu einem Kühler29 geführt ist. Ein Rücklauf der neunten Leitung28 vom Kühler29 ist über das Thermostat7 wieder an die erste Leitung8 angeschlossen. Bei geschlossenem Thermostat7 fließt kein Kühlmittel über den Kühler29 . Bei geöffnetem Thermostat27 fließt wenigstens ein Teil des Kühlmittels, das über den zweiten Ablauf4 die Brennkraftmaschine verlässt, über den Kühler29 . Weiterhin ist eine zehnte Leitung30 vorgesehen, die von der vierten Leitung13 zu einem Zulauf des Schmiermittelkühlers21 geführt ist. Dabei kreuzt die zehnte Leitung30 einen Zulauf der neunten Leitung28 , die mit dem Kühler29 verbunden ist. - In der Figur ist der kleine Kühlkreislauf
6 durch die dunkel dargestellten Leitungen realisiert. Zudem ist in der Figur die Situation dargestellt, dass das Ventil19 geöffnet ist und die Kühlflüssigkeit über den Abgaswärmetauscher20 vom Abgas aufgewärmt wird und dadurch das Schmiermittel, das über den Schmiermittelkühler21 der Brennkraftmaschine1 zugeführt wird, aufgewärmt wird. In der Figur sind die Strömungsrichtungen des Kühlmittels schematisch in Form von Pfeilen dargestellt. - Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann zur Wärmeübertragung im Schmiermittelkühler
21 zwischen der Kühlflüssigkeit und dem Schmiermittel ein Wellblech37 ausgebildet sein, sodass die zur Wärmeübertragung zur Verfügung stehende Fläche vergrößert ist. Das Wellblech37 weist eine gewellte Oberfläche auf, so dass die Oberfläche auf kleinem Raum relativ groß ist. Der Abgaswärmetauscher20 kann in einer Ausführungsform Wärmeübertragungsflächen aufweisen, die den Abgasstrom vom Kühlmittelstrom trennen und zur Wärmeübertragung zwischen dem Abgasstrom und dem Kühlmittelstrom vorgesehen sind. Bei dieser Ausführung strömt auf einer Seite der Wärmeübertragungsfläche das Abgas und auf der anderen Seite das Kühlmittel der siebten Leitung18 . Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann der Abgaswärmetauscher ein Wärmerohr38 aufweisen, mit dem die Wärme des Abgases von der Abgasleitung25 auf das Kühlmittel der siebten Leitung18 übertragen wird. - Für ein Abschalten der Wärmeübertragung auf das Schmiermittel ist es ausreichend, wenn im Abgaswärmetauscher
20 das Kühlmittel in der siebten Leitung18 teilweise durch Sieden verdampft. Dabei bildet sich eine Gasblase im Abgaswärmetauscher20 aus, die flüssiges Kühlmittel verdrängt. Die Rückleitung26 und ein Ausgang der siebten Leitung18 sind am Abgaswärmetauscher20 beispielsweise an einer horizontal tiefsten Stelle angeordnet. Auf diese Weise wird erreicht, dass die Gasblase im Abgaswärmetauscher20 verbleibt. Durch die Ausbildung der Gasblase wird eine Wärmeübertragung zwischen dem Abgas und dem Kühlmittel unterbunden. - Das Sieden des Kühlmittels kann somit gezielt eingesetzt werden, um eine Überhitzung des Schmiermittels zu vermeiden und um die Wärmeübertragung im Abgaswärmetauscher zu stoppen.
- Durch die vorgeschlagene Vorrichtung ist eine Regelung der Aufheizung des Schmiermittels für die Brennkraftmaschine auf der Seite des Kühlmittels möglich.
- Da der Schmiermittelkühler
21 im Vorlauf des Schmierkreislaufes zu den Schmierstellen der Brennkraftmaschine angeordnet ist, wird zuerst nur das Schmiermittel aufgeheizt, das zur Schmierung verwendet wird. Deshalb ist es nicht erforderlich, einen Schmiermittelvorrat aufzuheizen. Somit kann eine schnellere Erwärmung der Schmierstellen der Brennkraftmaschine erreicht werden. Somit wird die Reibleistung in der Brennkraftmaschine durch eine schnelle Erwärmung des Schmiermittel reduziert. - Insbesondere bei einer kalten Brennkraftmaschine und auch bei Teillastbetriebspunkten kann mittels eines Schmiermittelthermomanagements die Viskosität des Schmiermittels, beispielsweise eines Motoröls betriebspunktabhängig angepasst und damit die Reibleistung der Brennkraftmaschine verringert werden. Dazu kann ein Temperatursensor vorgesehen sein, der die Temperatur der Brennkraftmaschine erfasst. Zudem können Diagramme und Tabellen oder Formeln abgelegt sein, die abhängig vom Betriebspunkt der Brennkraftmaschine und/oder abhängig von der Temperatur der Brennkraftmaschine eine gewünschte Temperatur des Schmiermittels vorgeben bzw. eine entsprechende Steuerung des Ventils
19 vorgeben, um die gewünschte Temperatur des Schmiermittels zu erreichen. - Ein Vorteil der beschriebenen Vorrichtung besteht darin, dass die Wärme- und Stoffströme für eine Brennkraftmaschine so gestaltet sind, dass die Anforderungen an Kraftstoffökonomie, Abgasqualität und Heizkomfort verbessert werden.
- Mithilfe der beschriebenen Vorrichtung ist während eines Motorwarmlaufes eine schnelle Erwärmung des Schmiermittels der Brennkraftmaschine gegeben. Dadurch wird die Reibverlustleistung der Brennkraftmaschine reduziert.
- Bezugszeichenliste
-
- 1
- Brennkraftmaschine
- 2
- Zulauf
- 3
- erster Ablauf
- 4
- zweiter Ablauf
- 5
- Kühlkreislauf
- 6
- kleiner Kühlkreislauf
- 7
- Thermostat
- 8
- Verbindungsleitung
- 9
- zweite Leitung
- 10
- Wärmetauscher
- 11
- dritte Leitung
- 12
- Ölkühler
- 13
- vierte Leitung
- 14
- Ausgleichsbehälter
- 15
- Kondensator
- 16
- fünfte Leitung
- 17
- sechste Leitung
- 18
- siebte Leitung
- 19
- Ventil
- 20
- Abgaswärmetauscher
- 21
- Schmiermittelkühler
- 22
- achte Leitung
- 23
- Eingangsleitung
- 24
- Ausgangsleitung
- 25
- Abgasleitung
- 26
- Rückleitung
- 27
- Turbolader
- 28
- neunte Leitung
- 29
- Kühler
- 30
- zehnte Leitung
- 35
- Kühlbereich
- 36
- 2. Ventil
- 37
- Wellrohr
- 38
- Wärmerohr
Claims (7)
- Vorrichtung eingerichtet zum Erwärmen eines Schmiermittels einer Brennkraftmaschine (1), wobei ein Kühlkreislauf (5) eingerichtet zum Kühlen der Brennkraftmaschine (1) vorgesehen ist, wobei ein Schmiermittelkühler (21) vorgesehen ist, wobei der Schmiermittelkühler (21) an eine Leitung (23,24) für Schmiermittel angeschlossen ist, wobei der Schmiermittelkühler (21) über eine Zuleitung (30) und über eine Ableitung (22) mit dem Kühlkreislauf (5) verbunden ist, wobei ein Abgaswärmetauscher (20) vorgesehen ist, wobei der Abgaswärmetauscher (20) mit einer Abgasleitung (25) in Wirkverbindung steht, wobei der Abgaswärmetauscher (20) mit einer Bypassleitung (18) des Kühlkreislaufes (5) in Wirkverbindung steht, wobei die Bypassleitung (18) vom Kühlkreislauf (5) über den Abgaswärmetauscher (20) zu einem Zulauf des Schmiermittelkühlers (21) geführt ist, wobei in der Bypassleitung (18), in Strömungsrichtung vor dem Abgaswärmetauscher (20) ein Ventil (19) vorgesehen ist, wobei die Bypassleitung (18) im Abgaswärmetauscher (20) über eine Rückleitung (26) mit einem Ausgleichsbehälter (14) des Kühlkreislaufes (5) verbunden ist, wobei der Abgaswärmetauscher (20) in der Weise ausgebildet ist, dass bei einem geschlossenen Ventil (19) Kühlmittel im Abgaswärmetauscher (20) wenigstens teilweise verdampft, so dass keine Wärmeübertragung mehr zwischen dem Abgasstrom und dem Schmiermittelkühler stattfinden kann, wobei der Abgaswärmetauscher (20) in der Weise ausgebildet ist, dass Kühlmittel über die Rückleitung (26) in den Ausgleichsbehälter (14) abströmt, so dass keine Wärmeübertragung mehr zwischen dem Abgasstrom und dem Schmiermittelkühler (20) stattfinden kann.
- Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bypassleitung (18) von einer Zuleitung (9) für einen Wärmetauscher (10) einer Innenraumheizung eines Fahrzeuges ausgeht.
- Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Abgasleitung (25) in Strömungsrichtung nach einem Katalysator vom Abgastrakt abzweigt und zum Abgaswärmetauscher geführt ist.
- Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Abgaswärmetauscher (20) ein Wärmerohr (38) zur Übertragung der Wärme von der Abgasleitung (25) zur Bypassleitung (18) aufweist.
- Vorrichtung nach einem der
Ansprüche 1 bis4 , wobei im Zulauf zum Ausgleichsbehälter (14) ein Kondensator (15) vorgesehen ist. - Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schmiermittelkühler (21) ein Wellrohr (37) aufweist.
- Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schmiermittelkühler (21) im Zulauf zu Schmierstellen der Brennkraftmaschine (1) angeordnet ist.
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