DE19621936C2 - Ölkreislauf in einem Verbrennungsmotor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Ölkreislauf in einem Verbrennungs­ motor, insbesondere in einem Kraftfahrzeug.

Aus der DE 44 38 679 A1 sowie der EP 0 606 578 A1 sind Schmierölkreisläufe von Brennkraftmaschinen bekannt, bei welchen das Öl in einem Hauptkreislauf und einem Nebenkreislauf geführt ist. Im Hauptkreislauf sind dabei jeweils eine Ölpumpe, ein Ölfilter sowie die mit Öl zu versorgenden Schmierstellen angeordnet, wohinge­ gen sich im Nebenkreislauf eine Zentrifuge zur Reini­ gung des Öls befindet.

Die EP 0 699 826 A1 beschreibt einen Fluidkreislauf mit einem Hauptstromfilter und einer im Nebenstrom angeordneten Zentrifuge. Ein einfaches Ventil ist da­ bei zum Einstellen eines Mindestansprechdrucks für die Zentrifuge und zur Einhaltung eines Maximaldrucks im gesamten Fluidkreislauf vorgesehen.

Bei hohen Drehzahlen fördert die bei solchen Kreisläu­ fen vorhandene Ölpumpe zuviel Öl, da sie fest mit der Motordrehzahl verbunden ist und die Auslegung des Kreislaufs bzw. der Ölpumpe derart ist, daß die Brenn­ kraftmaschine bei niedrigen Drehzahlen in ausreichen­ der Weise mit Öl versorgt wird. Bei den oben genannten Ölkreisläufen wird das hierbei zuviel geförderte Öl durch das jeweils vorgesehene Druckregelventil wieder auf die Saugseite der Ölpumpe zurückgeführt.

Aus der DE-Zeitung Kraftfahrzeugtechnik 7/70, Seite 215 ist ein Ölfilter für eine Dieselbrennkraftmaschine bekannt, bei welchem ein Zyklon mit einer Zentrifuge kombiniert ist und zur Reinigung des Schmieröles die­ nen soll. Ein Hinweis, diese Einrichtung nur in dem Nebenkreislauf anzuordnen, ist hier nicht entnehmbar.

Aus der DE 40 37 983 A1 ist ein Zyklon bekannt, der Öl aus einem aus dem Kurbelgehäuse einer Brennkraftma­ schine austretenden Gasstrom ausscheidet.

Aus der DE 41 17 152 C1 ist eine Brennkraftmaschine mit einem Haupt- und einem Nebenölkreislauf bekannt, wobei eine Hauptschmierverteilerleitung des Hauptöl­ kreislaufes und eine Spritzölverteilerleitung des Ne­ benölkreislaufes mit einem druckgesteuerten Ventil verbunden sind.

Weiterhin sind aus der Praxis Ölkreisläufe in Verbren­ nungsmotoren bekannt, bei denen das Öl jeweils in ei­ nen Hauptkreislauf und einen Nebenkreislauf bzw. Abre­ gelkreislauf aufgeteilt wird. Diese Abregelkreisläufe werden verwendet, um den bei hohen Drehzahlen erhöhten Volumenstrom durch Zurückführen einer Teilmenge in die Ölwanne an den Schmierstellen niedrig zu halten. Im Hauptkreislauf befindet sich meist ein Ölfilter, der als Papier-, Vlies- oder Siebfilter ausgeführt sein kann und der somit nur eine mehr oder weniger grobe Reinigung des Öls ermöglicht, was insbesondere bei Dieselmotoren zu einem relativ hohen Feinschmutzgehalt im Ölkreislauf führt.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Ölkreislauf zu schaffen, bei welchem der Eintritt ungefilterten Öls in die Lagerstellen zuverlässig verhindert wird und die Wechselintervalle für das Öl und den Filtereinsatz im Hauptstrom verlängert werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die in Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.

Durch das erfindungsgemäße Vorsehen eines Zyklons und einer Zentrifuge im Abregelkreislauf wird das abgeregelte Öl feinstgereinigt, wobei nur die teilweise erhebliche Abregelmenge gereinigt wird. Dabei wird die Ölmenge, die bei hohen Drehzahlen zuviel gefördert und in der Pumpe abgeregelt wird, für eine Reinigung im Abregelkreislauf genutzt. Somit wird in kritischen Betriebsbereichen, wie z. B. im Heißleerlauf, der ganze von der Pumpe geförderte Volumenstrom den Schmierstellen zugeführt. Durch den hohen Differenzdruck, der am Zyklon anliegt, und dem relativ hohen Durchflußvolumenstrom kann eine sehr große Ölmenge vorgereinigt werden, wobei das verschmutzte Öl aufkonzentriert wird. Das durch den Zyklon aufkonzentrierte Schmutzöl wird dann der Zentrifuge zur Abscheidung zugeführt. Dadurch wird der Schmutzgehalt im Ölkreislauf niedrig gehalten und somit eine wesentliche Verlänge­ rung der Ölwechselintervalle erreicht.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus dem nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig be­ schriebenen Ausführungsbeispiel.

Die einzige Zeichnung zeigt den Aufbau eines Ölkreis­ laufs mit einem Abregelkreislauf.

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird Öl aus einer Öl­ wanne 1 mittels einer Ölpumpe 2 durch ein Abregelven­ til 3 gepumpt, welches beispielsweise als 4/2-Wegeven­ til ausgeführt ist. Befindet sich das Abregelventil 3 in seiner in der Figur dargestellten Grundstellung, so fließt das Öl weiter durch einen Grobölfilter 4 und einen Ölkühler 5, dem ein Überdruckventil 6 parallel geschaltet ist, zu nicht näher dargestellten Verbrau­ chern bzw. Schmierstellen 7. Das Überdruckventil 6 dient dazu, den Ölstrom bei hohem Druck, wie z. B. beim Kaltstart, nicht dem Ölkühler 5 zuzuführen, da dieser sonst Schaden nehmen könnte. Statt dessen wird das Öl dann über das Überdruckventil 6 geleitet. Nach Pas­ sieren der Schmierstellen 7 gelangt das Öl wieder zu­ rück in die Ölwanne 1.

Herrscht z. B. vor der ersten Schmierstelle 7 ein be­ stimmter Öldruck, so wird mittels einer Steuerleitung 8 das Abregelventil 3 in seine zweite Stellung ge­ schaltet. Durch diese Ansteuerung des Abregelventils 3 ist gewährleistet, daß beim Verbraucher 7 ständig ein ausreichender Öldruck vorhanden ist und somit der Hauptölkreislauf nicht beeinträchtigt wird.

Das von der Ölpumpe 2 geförderte Öl gelangt nun teil­ weise in einen Abregelkreislauf 9, welcher einen Zy­ klon 10 und eine Zentrifuge 11 enthält. Die Zentrifuge 11 ist vorteilhafterweise auf einen Lebensdauerbetrieb ausgelegt.

Der Ölstrom im Abregelkreislauf wird zuerst im Zyklon 10 vorgereinigt. Das vorgereinigte Öl wird aus dem Zy­ klon 10 direkt der Ölwanne 1 zugeführt, wodurch es schnellstmöglich wieder dem Ölkreislauf zur Verfügung steht. Die vom Zyklon 10 durch Schmutzkonzentration abgeschiedenen Partikel werden zusammen mit dem ver­ schmutzten Öl in die Zentrifuge 11 geleitet, in wel­ cher Schmutzpartikel, insbesondere kleinere und leich­ tere Partikel abgeschieden und gespeichert werden. Das von der Zentrifuge 11 gereinigte Öl wird ebenfalls wieder der Ölwanne 1 zugeführt.

Die Volumenstromverhältnisse zwischen dem Zyklon 10 und der Zentrifuge 11 müssen dahingehend aufeinander abgestimmt werden, daß sowohl der Zyklon 10 als auch die Zentrifuge 11 in allen Betriebsbereichen eine bestmögliche Trennkenngröße erreichen, wenn der Abre­ gelkreislauf anspricht.

Claims (4)

1. Ölkreislauf in einem Verbrennungsmotor, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, mit folgenden Merkmalen:

• 1. 1.1. das aus einer Ölwanne (1) entnommene Öl wird in einem Hauptkreislauf mit einer Ölpumpe (2), einem Ölfilter (4) zu Schmierstellen (7) geführt,
• 2. 1.2. zwischen der Ölpumpe (2) und dem Ölfilter (4) des Hauptkreislaufs ist ein Abregelventil (3) angeordnet, welches abgeregeltes Öl einem Abregelkreislauf (9) zuführt,
• 3. 1.3. in dem Abregelkreislauf (9) ist ein Zyklon (10) vorgesehen, welcher den Schmutzgehalt im Öl aufkonzentriert,
• 4. 1.4. das im Zyklon (10) gereinigte Öl wird wieder der Ölwanne zugeführt,
• 5. 1.5. weiterhin ist eine Zentrifuge (11) vorgesehen, welcher das in dem Zyklon (10) aufkonzentrierte Öl zugeführt wird und in der Schmutz und Rußpartikel abgeschieden und gespeichert werden, wobei
• 6. 1.6. das in der Zentrifuge (11) gereinigte Öl ebenfalls wieder der Ölwanne zugeführt wird.

2. Ölkreislauf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuergröße für ein Abregelventil (3), das die Aufteilung für den Hauptkreislauf und den Abregelkreislauf (9) steuert, der Öldruck vor den Schmierstellen (7) ist.

3. Ölkreislauf nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrifuge (11) bezüglich Partikelabscheidung auf einen Lebensdauerbetrieb ausgelegt ist.

4. Ölkreislauf nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ölkühler (5) dem Ölfilter (4) nachgeschaltet ist und dem Ölkühler (5) ein Überdruckventil (6) parallel geschaltet ist.