DE102016113812A1 - Lubricant circuit for an internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Schmiermittelkreislauf für eine Verbrennungskraftmaschine, umfassend einen Schmiermittelkühler (4) und eine Regeleinrichtung (12), wobei mit Hilfe der Regeleinrichtung (12) der Schmiermittelkühler (4) von durch den Schmiermittelkreislauf (1) strömenden Schmiermittels zumindest teilweise oder vollständig umgehbar ausgebildet ist, und wobei die Regeleinrichtung (12) ein Regelelement (13) aufweist, mit dessen Hilfe eine Schmiermittelstrom variabel einstellbar ist. Erfindungsgemäß ist das Regelelement (13) einen Schmiermitteleinlass (7) des Schmiermittelkühlers (4) und einen Schmiermittelauslass (8) des Schmiermittelkühlers (4) für das Schmiermittel durchströmbar und/oder sperrbar ausgebildet.The invention relates to a lubricant circuit for an internal combustion engine, comprising a lubricant cooler (4) and a control device (12), wherein formed by means of the control device (12) of the lubricant cooler (4) by the lubricant circuit (1) flowing lubricant at least partially or completely bypassed is, and wherein the control device (12) comprises a control element (13), by means of which a lubricant flow is variably adjustable. According to the invention, the control element (13) has a lubricant inlet (7) of the lubricant cooler (4) and a lubricant outlet (8) of the lubricant cooler (4) for the lubricant to flow through and / or be blocked.
Description
Die Erfindung betrifft einen Schmiermittelkreislauf für eine Verbrennungskraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. The invention relates to a lubricant circuit for an internal combustion engine according to the preamble of patent claim 1.
Schmiermittelkühlkreisläufe für Verbrennungskraftmaschinen sind hinlänglich bekannt. Sie dienen einer Konditionierung des Schmiermittels, welches zur Schmiermittelversorgung von bewegbaren Bauteilen der Verbrennungskraftmaschine zur Herbeiführung einer reibungsarmen Lagerung und/oder einer reibungsarmen Aufnahme der bewegbaren Bauteile vorgesehen ist. Lubricant cooling circuits for internal combustion engines are well known. They serve to condition the lubricant, which is provided for supplying lubricant to movable components of the internal combustion engine for bringing about a low-friction bearing and / or a low-friction absorption of the movable components.
Die Patentschrift
Der Patentschrift
Aus der Offenlegungsschrift
Die Offenlegungsschrift
In den Offenlegungsschriften
Ein ebenfalls mit Hilfe eines angesteuerten Ventils überbrückbarer Schmiermittelkühler eines Schmiermittelkreislaufs für eine Verbrennungskraftmaschine geht aus den Offenlegungsschriften
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen verbesserten Schmiermittelkreislauf für eine Verbrennungskraftmaschine bereitzustellen. It is the object of the present invention to provide an improved lubricant circuit for an internal combustion engine.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Schmiermittelkreislauf für eine Verbrennungskraftmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben. The object is achieved by a lubricant circuit for an internal combustion engine with the features of claim 1. Advantageous embodiments with expedient and non-trivial developments of the invention are specified in the respective subclaims.
Ein erfindungsgemäßer Schmiermittelkreislauf für eine Verbrennungskraftmaschine umfasst einen Schmiermittelkühler und eine Regeleinrichtung, wobei mit Hilfe der Regeleinrichtung der Schmiermittelkühler von durch den Schmiermittelkreislauf strömenden Schmiermittels zumindest teilweise oder vollständig umgehbar ausgebildet ist. Der Schmiermittelkühler ist insbesondere als ein Öl/Wasser-Wärmetauscher ausgebildet. Die Regeleinrichtung weist ein Regelelement auf, mit dessen Hilfe ein Schmiermittelstrom variabel einstellbar ist. Erfindungsgemäß ist das Regelelement einen Schmiermitteleinlass des Schmiermittelkühlers und einen Schmiermittelauslass des Schmiermittelkühlers für das Schmiermittel durchströmbar und/oder sperrbar ausgebildet. Der Vorteil ist die Einstellung des Schmiermittelstromes auf einfache Weise mit einem einzigen Regelelement, da das eine Regelelement sowohl den Schmiermitteleinlass als auch den Schmiermittelauslass öffnen und/oder sperren kann. Durch die Reduzierung von Bauteilen zur Einstellung des Schmiermittelstromes können Herstellungskosten ebenfalls reduziert werden, so dass ein kostengünstiger Schmiermittelkreislauf realisiert ist. An inventive lubricant circuit for an internal combustion engine comprises a lubricant cooler and a control device, wherein by means of the control device of the lubricant cooler is formed by flowing through the lubricant circuit lubricant at least partially or completely bypassed. The lubricant cooler is designed in particular as an oil / water heat exchanger. The control device has a control element, by means of which a lubricant flow is variably adjustable. According to the invention the control element is a lubricant inlet of the lubricant cooler and a lubricant outlet of the lubricant cooler for the lubricant through-flow and / or lockable formed. The advantage is the adjustment of the lubricant flow in a simple manner with a single control element, since the one control element can open and / or lock both the lubricant inlet and the lubricant outlet. By reducing components for adjusting the lubricant flow can Manufacturing costs are also reduced, so that a cost-effective lubricant circulation is realized.
Die Umgehung des Schmiermittelkühlers ist zur Konditionierung des Schmiermittels in Bezug auf seine Temperatur vorgesehen. Im Schmiermittelkühler kann einerseits das Schmiermittel Wärme an ein den Schmiermittelkühler durchströmendes Kühlmedium, in der Regel Wasser, abgeben, je nach vorliegenden Temperaturen des Schmiermittels und des Kühlmediums allerdings auch aufnehmen. Je nach Betriebspunkt der Verbrennungskraftmaschine ist es zur verbesserten Schmierung, d.h. insbesondere zur Reduzierung eines Reibmitteldruckes der Verbrennungskraftmaschine, vorgesehen, die Temperatur des Schmiermittels dem Betriebspunkt gemäß anzupassen. So kann es bspw. bei einem Kaltstart vorgesehen sein, die Schmiermitteltemperatur in einem bestimmten Maß zu erhöhen, damit weder aufgrund einer zu geringen Viskosität bei niedrigen Schmiermitteltemperaturen noch einer zu hohen Viskosität bei hohen Schmiermitteltemperaturen eine zu hohe Tragfähigkeit des Schmiermittels noch eine zu geringen Tragfähigkeit des Schmiermittels vorliegt. Weist das Schmiermittel allerdings eine hohe Temperatur auf, wie bspw. bei hohen Last- und Drehzahlpunkten, ist es angebracht zur Verbesserung der Tragfähigkeit des Schmiermittels die Temperatur desselben zu senken, wobei der Schmiermittelkühler vom vollständigen Schmiermittel durchströmt wird. The bypass of the lubricant cooler is intended to condition the lubricant in relation to its temperature. In the lubricant cooler, on the one hand, the lubricant can release heat to a coolant flowing through the lubricant cooler, as a rule water, but also absorb it depending on the temperatures of the lubricant and the cooling medium present. Depending on the operating point of the internal combustion engine, it is for improved lubrication, i. in particular for reducing a Reibmitteldruckes the internal combustion engine, provided to adjust the temperature of the lubricant to the operating point according. So it may be provided, for example, in a cold start to increase the lubricant temperature to a certain extent, so neither too low viscosity at low lubricant temperatures still too high viscosity at high lubricant temperatures too high carrying capacity of the lubricant still too low a load capacity of Lubricant is present. However, if the lubricant has a high temperature, such as at high load and speed points, it is appropriate to lower the temperature of the same to improve the carrying capacity of the lubricant, wherein the lubricant is flowed through by the lubricant lubricant.
In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Schmiermittelkreislaufes ist zur Einstellung des Regelelementes ein weiteres Regelelement vorgesehen. Das Regelelement zur Einstellung des Schmiermittelstromes könnte selbstregulierend ausgebildet sein, wobei bspw. unterschiedliche Druckverhältnisse im Schmiermittelkreislauf und/oder unterschiedliche Temperaturen im Schmiermittelkreislauf eingesetzt werden könnten. Der Vorteil das Regelelement mit einem weiteren Regelelement einzustellen ist darin zu sehen, dass das Regelelement flexibler und präziser positioniert werden kann. Somit kann eine Schmiermitteltemperatur flexibel über ein Betriebskennfeld der Verbrennungskraftmaschine angepasst werden, so dass bei jedem Betriebspunkt der Verbrennungskraftmaschine das Schmiermittel eine optimale Temperatur aufweist. So kann bspw. auch bei einem Nichterreichen einer Betriebstemperatur des Schmiermittels im entsprechenden Betriebspunkt mit Hilfe des weiteren Regelelementes das Regelelement so positioniert werden, dass ein zur Erzielung einer bestimmten Betriebstemperatur vorgesehener Schmiermittelstrom eingestellt wird. Ein weiterer wesentlicher Vorteil dieser Erfindung ist eine wesentliche Reduzierung eines Kraftstoffverbrauches der Verbrennungskraftmaschine. In one embodiment of the lubricant circuit according to the invention, a further control element is provided for adjusting the control element. The control element for adjusting the lubricant flow could be self-regulating, wherein, for example, different pressure conditions in the lubricant circuit and / or different temperatures in the lubricant circuit could be used. The advantage of setting the control element with a further control element is the fact that the control element can be positioned more flexibly and precisely. Thus, a lubricant temperature can be flexibly adjusted via an operating map of the internal combustion engine, so that at each operating point of the internal combustion engine, the lubricant has an optimum temperature. Thus, for example, even if the operating temperature of the lubricant is not reached at the corresponding operating point with the aid of the further control element, the control element can be positioned such that a lubricant flow intended to achieve a specific operating temperature is set. Another significant advantage of this invention is a substantial reduction in fuel consumption of the internal combustion engine.
Der erfindungsgemäße Schmiermittelkreislauf weist das weitere Regelelement das Regelelement hydraulisch steuernd auf. Das heißt mit anderen Worten, dass das weitere Regelelement das Regelelement hydraulisch steuernd ausgebildet ist. Insbesondere ist das weitere Regelelement in Form eines 3/2-Wegeventils oder eines Proportionalventils ausgebildet. The lubricant circuit according to the invention has the further control element, the control element hydraulically controlling. In other words, that means that the further control element is designed to control the control element hydraulically. In particular, the further control element is designed in the form of a 3/2-way valve or a proportional valve.
In einer weiteren Ausgestaltung ist das Regelelement in Form eines in einem Zylinder axial bewegbaren Steuerkolbens ausgebildet, wobei zwischen dem Zylinder und dem Steuerkolben ein veränderbares Durchströmvolumen ausbildbar ist. Der im Zylinder axial bewegbare Steuerkolben, dient einem funktionssicheren Betrieb der Regeleinrichtung. Im Vergleich zu bspw. Klappen kann aufgrund einer insbesondere rotationssymmetrischen Form ein Verklemmen bei der Bewegung des Steuerkolbens vermieden werden. In a further embodiment, the control element is designed in the form of a control piston which is axially movable in a cylinder, wherein a variable throughflow volume can be formed between the cylinder and the control piston. The axially movable control piston in the cylinder, serves a functionally reliable operation of the control device. In comparison to, for example, flaps can be avoided due to a particular rotationally symmetrical shape jamming during the movement of the control piston.
Die Regeleinrichtung weist ein Kreislaufgehäuse auf, welches zur Aufnahme des Schmiermittelkühlers ausgebildet ist. Das Kreislaufgehäuse besitzt einen ersten Gehäuseabschnitt und einen zweiten Gehäuseabschnitt, wobei der zweite Gehäuseabschnitt zur Aufnahme des Schmiermittelkühlers und der erste Gehäuseabschnitt zur Aufnahme eines Steuergehäuses der Regeleinrichtung ausgestaltet sind. Im Steuergehäuse sind der Zylinder mit dem Regelelement sowie das weitere Regelelement aufgenommen. Der zweite Gehäuseabschnitt dient der Aufnahme der Kanäle, welche der Zu- und Abfuhr in den Schmiermittelkühler sowie der Umleitung des Schmiermittels dienen. Die Kanäle können gegenüber dem Steuergehäuse flach ausgebildet werden, so dass auf dem zweiten Gehäuseabschnitt der Schmiermittelkühler bauraumoptimiert angeordnet werden kann. Des Weiteren können kurze Kanäle zwischen der Zu-, Ab- und Umleitung des Schmiermittels ausgebildet werden. Dies ist besonders hervorzuheben, da auf diese Weise angestrebte Schmiermitteltemperaturen erzielt werden können, da Wandwärmeverluste aufgrund kurzer Kanäle gering gehalten werden können. The control device has a circulation housing, which is designed to receive the lubricant cooler. The circuit housing has a first housing section and a second housing section, wherein the second housing section for receiving the lubricant cooler and the first housing section for receiving a control housing of the control device are configured. In the control housing, the cylinder with the control element and the other control element are added. The second housing section serves to receive the channels, which serve to supply and discharge into the lubricant cooler and the diversion of the lubricant. The channels can be made flat with respect to the control housing, so that the lubricant cooler can be arranged in a space-optimized manner on the second housing section. Furthermore, short channels can be formed between the supply, discharge and diversion of the lubricant. This is particularly noteworthy, since in this way desired lubricant temperatures can be achieved because wall heat losses can be kept low due to short channels.
Die Aufnahme des Regelelementes im Steuergehäuse dient einem gesicherten Betrieb des Regelelementes. The inclusion of the control element in the control housing serves a secure operation of the control element.
In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Schmiermittelkreislaufes weist das Regelelement zur Positionierung ein Rückstellelement auf. Somit kann das Regelelement mit einer nur an einem Ende angreifenden steuerbaren Belastung zur Positionierung des Regelelementes ausgeführt werden, wodurch sich eine einfache Bauweise und somit ein kostengünstiges Regelelement bzw. eine kostengünstige Regeleinrichtung ergibt. In a further embodiment of the lubricant circuit according to the invention, the control element for positioning on a return element. Thus, the control element can be executed with a controllable only at one end controllable load for positioning of the control element, resulting in a simple construction and thus a cost-effective control element or a cost-effective control device results.
In einer weiteren Ausgestaltung wird das Regelelement mit Hilfe eines Steuergerätes der Verbrennungskraftmaschine eingestellt. Sofern kein weiteres Regelelement zur Positionierung des Regelelementes ausgebildet ist, kann das Regelelement unmittelbar mit Hilfe des Steuergerätes der Verbrennungskraftmaschine positioniert werden. Sofern vorteilhaft das weitere Regelelement vorgesehen ist, wird dieses vom Steuergerät beaufschlagt. Zur Positionierung des Regelelementes werden die Motorsteuergrößen Motordrehzahl und/oder Last und/oder die Schmiermitteltemperatur und/oder die Temperatur des durch den Schmiermittelkühler strömenden Kühlmittels, bevorzugt Wasser, und/oder die Umgebungstemperatur herangezogen. In a further embodiment, the control element with the aid of a control unit of Internal combustion engine set. If no further control element for positioning the control element is formed, the control element can be positioned directly by means of the control unit of the internal combustion engine. If advantageous, the further control element is provided, this is acted upon by the control unit. To position the control element, the engine control variables engine speed and / or load and / or the lubricant temperature and / or the temperature of the coolant flowing through the lubricant cooler, preferably water, and / or the ambient temperature are used.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es zeigen: Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawing. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the figure description and / or shown alone in the figure can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or alone, without the scope of To leave invention. Show it:
Ein erfindungsgemäßer Schmiermittelkreislauf
In
Der Schmiermittelkühler
Ein Schmiermitteleinströmkanal
Der Schmiermittelkreislauf
Der Steuerkolben
Der Schmiermittelkreislauf
In der ersten Position des Steuerkolbens
In
Der Steuerkolben
Der erfindungsgemäßen Schmiermittelkreislauf
Das Kreislaufgehäuse
Das Kreislaufgehäuse
Entsprechend der Positionierung des Steuerkolbens
Das Durchströmvolumen
Zur Positionierung des im Zylinder
Sofern der Schmiermittelkühler
In der ersten Position des Steuerkolbens
Zur Sicherung einer Dichtheit der Strömungsanschlussstellen zwischen dem Schmiermittelkühler
In den
Das Regelelement
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- Schmiermittelkreislauf Lubricant circuit
- 2 2
- Verbrennungskraftmaschine Internal combustion engine
- 3 3
- Öffnung opening
- 4 4
- Schmiermittelkühler lubricant cooler
- 5 5
- Wassereinlass water inlet
- 6 6
- Wasserauslass water outlet
- 7 7
- Schmiermitteleinlass lubricant inlet
- 8 8th
- Schmiermittelauslass lubricant outlet
- 9 9
- Schmiermitteleinströmkanal Schmiermitteleinströmkanal
- 10 10
- Schmiermittelausströmkanal Schmiermittelausströmkanal
- 11 11
- Verbindungskanal connecting channel
- 12 12
- Regeleinrichtung control device
- 13 13
- Steuerkolben spool
- 14 14
- Regelventil control valve
- 15 15
- Kreislaufgehäuse Circulation housing
- 16 16
- Längsachse longitudinal axis
- 17 17
- Erster Zylinderaustritt First cylinder outlet
- 18 18
- Zweiter Zylinderaustritt Second cylinder outlet
- 19 19
- Rückstellelement Return element
- 20 20
- Steuergehäuse control housing
- 21 21
- Erster Strömungskanal First flow channel
- 22 22
- Zweiter Strömungskanal Second flow channel
- 23 23
- Zweiter Gehäuseabschnitt Second housing section
- 24 24
- Schmiermittelzutritt lubricant access
- 25 25
- Schmiermittelablauf lubricant flow
- 26 26
- Zylindereintritt cylinder entry
- 27 27
- Zylinder cylinder
- 28 28
- Durchströmvolumen flow volume
- 29 29
- Erste Kolbenwandung First piston wall
- 30 30
- Zweite Kolbenwandung Second piston wall
- 31 31
- Hydraulikkanal hydraulic channel
- 32 32
- Erstes Ende First end
- 33 33
- Hydraulikvolumen hydraulic volume
- 34 34
- Zweites Ende Second end
- 35 35
- Dichtelement sealing element
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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- JP 63285211 A [0008] JP 63285211 A [0008]
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DE102016113812.6A DE102016113812A1 (en) | 2016-07-27 | 2016-07-27 | Lubricant circuit for an internal combustion engine |
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