-
Die Erfindung betrifft ein Schmiermittelbehältnis für ein Aggregat, insbesondere eine Verbrennungskraftmaschine oder ein Getriebe, eines Kraftwagens nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
-
Die
DE 10 2009 036 547 A1 offenbart eine Anordnung zum Beeinflussen eines Wärmetransports zwischen einem Aggregat eines Kraftfahrzeugs und einer das Kraftfahrzeug umgebenden Umwelt. Die Anordnung umfasst eine Begrenzung zum Abgrenzen des Aggregats von der Umwelt. Dabei ist vorgesehen, dass die Begrenzung wärmedämmende Eigenschaften und zumindest einen Phasenübergangswärmespeicher mit einem ersten Anteil in einer ersten Phase und einen zweiten Anteil in einer zweiten Phase aufweist. Die Anteile sind unter Wärmeabgabe oder Wärmeaufnahme, insbesondere Schmelzwärme, Lösungswärme, Kristallisationswärme und/oder Adsorptionswärme, variierbar. Bei dem Aggregat kann es sich um einen Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeugs handeln. Das Aggregat weist eine Ölwanne mit einem Ölsumpf auf, in welchem Schmieröl des Aggregats aufnehmbar ist. Der Ölsumpf ist dabei mittels der Begrenzung der Ölwanne von der Umwelt des Kraftfahrzeugs abgegrenzt.
-
Der
DE 1 805 862 A1 ist eine Vorrichtung an Brennkraftmaschinen zur Vermeidung von Kaltstart als bekannt zu nehmen. Bei der Vorrichtung wird eine Flüssigkeit, die in gewöhnlicher Weise während des normalen Betriebes der Maschine diese durchströmt, z. B. Kühlwasser oder Schmieröl, beim oder vor dem Anlassen der Maschine oder unmittelbar danach mit Hilfe eines Wärmespeichers erwärmt. Dem Wärmespeicher wird während des normalen Betriebs der Maschine Wärme zugeführt. Dabei ist vorgesehen, dass dem Wärmespeicher dadurch Wärme zugeführt wird, dass man die genannte Flüssigkeit durch den Wärmespeicher strömen lässt.
-
Die
DE 28 11 144 C2 offenbart eine Fahrzeug-Brennkraftmaschine mit einem Schmiermittelbehältnis in Form einer Ölwanne. Die Ölwanne weist zwei Aufnahmekammern auf, in welchen jeweils Schmiermittel der Fahrzeug-Brennkraftmaschine aufnehmbar ist.
-
Es hat sich gezeigt, dass eine geringe Schmiermitteltemperatur bei einem Kaltstart eines Aggregats, beispielsweise einer Verbrennungskraftmaschine oder eines Getriebes, eines Kraftwagens vor allem verantwortlich ist für einen relativ hohen Kraftstoffverbrauch insbesondere in den ersten Minuten des Betriebs des Aggregats. Bei Hybrid-Fahrzeugen wirkt sich die geringe Schmiermitteltemperatur besonders nachteilig auf den Kraftstoffverbrauch der Verbrennungskraftmaschine aus, da bei Hybrid-Fahrzeugen die Verbrennungskraftmaschine in der Regel nur temporär betrieben und somit nicht oder nur sehr selten während des Betriebs des Hybrid-Fahrzeugs auf eine vorteilhafte, hohe Temperatur erwärmt wird.
-
Ferner hat es sich gezeigt, dass eine thermische Isolierung, d. h. eine Dämmung des Schmiermittelbehältnisses zu einer relativ hohen Komplexität, zu einem hohen Gewicht sowie zu hohen Kosten führen kann.
-
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Schmiermittelbehältnis für ein Aggregat eines Kraftwagens der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass ein energieverbrauchsgünstigerer Betrieb des korrespondierenden Aggregats auf kosten- und gewichtsgünstige Weise realisiert ist.
-
Diese Aufgabe wird durch ein Schmiermittelbehältnis mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
-
Zur Realisierung eines energieverbrauchsgünstigeren, insbesondere kraftstoffverbrauchsgünstigeren, Betriebs des korrespondierenden Aggregats auf besonders kosten- und gewichtsgünstige Weise ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der ersten Aufnahmekammer wenigstens ein Isolationselement zum thermischen Isolieren der ersten Aufnahmekammer und eine Heizeinrichtung zum Erwärmen des in der ersten Aufnahmekammer aufgenommenen Schmiermittels zugeordnet ist. Dadurch kann dem Aggregat bereits bei dessen Aktivierung bei einer relativ niedrigen Temperatur des Aggregats eine vorgebbare Menge an Schmiermittel aus der ersten Aufnahmekammer bereitgestellt werden, wobei diese bereitgestellte Menge an Schmiermittel vorgewärmt ist und somit eine höhere Temperatur aufweist als das Aggregat. Das erfindungsgemäße Schmiermittelbehältnis, welches beispielsweise eine Ölwanne ist, ermöglicht durch das Isolationselement die Nutzung von thermischer Überschussenergie eines der Aktivierung des Aggregats vorangegangenen Betriebs desselbigen.
-
Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, dass das Isolationselement und die Heizeinrichtung lediglich der ersten Aufnahmekammer zugeordnet sind. Mit anderen Worten sind der zweiten Aufnahmekammer kein Isolationselement zum thermischen Isolieren der zweiten Aufnahmekammer und keine Heizeinrichtung zum Erwärmen des in der zweiten Aufnahmekammer aufgenommenen Schmiermittels zugeordnet. Dadurch können die Kosten, das Gewicht und die Komplexität des Schmiermittelbehältnisses gering gehalten werden. Ferner ist es dadurch möglich, das Aggregat bei Bedarf mit nur einer für den sicheren Betrieb des Aggregats notwendigen Menge an aktiv erwärmtem Schmiermittel zu versorgen.
-
Infolge der Versorgung des Aggregats mit warmem Schmiermittel auch bei einem Kaltstart des Aggregats der Energieverbrauch insbesondere in den ersten Minuten des Betriebs gering gehalten werden, was mit nur geringen CO2-Emissionen einhergeht.
-
Es kann vorgesehen sein, dass die erste Kammer in Teilkammern unterteilt ist. Dadurch, dass lediglich der ersten Aufnahmekammer und somit den entsprechenden Teilkammern und nicht etwa der zweiten Aufnahmekammer die Heizeinrichtung und das Isolationselement zugeordnet sind, können das Gewicht, die Kosten und die Komplexität in einem geringen Rahmen gehalten werden.
-
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die Heizeinrichtung wenigstens ein elektrisches Heizelement zum Erwärmen des Schmiermittels auf. Dadurch kann das Schmiermittel bedarfsgerecht und energieeffizient auf eine vorgebbare Temperatur erwärmt werden.
-
Ferner hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn die Heizeinrichtung wenigstens einen Phasenübergangswärmespeicher, insbesondere einen Latentwärmespeicher, zum Erwärmen des Schmiermittels umfasst. Das Schmiermittel ist somit unter Wärmeabgabe durch den Phasenübergangswärmespeicher erwärmbar, wobei ein erster Phasenübergang des Phasenübergangswärmespeichers stattfindet.
-
Zum Speichern von Wärme, insbesondere Latentwärme, in dem Phasenübergangswärmespeicher wird das während des Betriebs des Aggregats erwärmte Schmiermittel genutzt, wodurch ein zweiter, dem ersten Phasenübergang entgegengesetzter Phasenübergang des Phasenübergangswärmespeichers bewirkt wird. Mit anderen Worten kann der Phasenübergangswärmespeicher durch das während des Betriebs des Aggregats erwärmte Schmiermittel geladen werden, wobei der Phasenübergangswärmespeicher die gespeicherte Wärme bei Bedarf unter Erwärmung des kalten Schmiermittels abgeben kann.
-
Um die Komplexität und die Kosten des Schmiermittels besonders gering zu halten, weisen die Aufnahmekammern ein jeweiliges Aufnahmevolumen zum Aufnehmen des Schmiermittels auf, wobei vorteilhafterweise das Aufnahmevolumen der ersten Aufnahmekammer geringer als das Aufnahmevolumen der zweiten Aufnahmekammer ist. Das Aufnahmevolumen der ersten Aufnahmekammer beträgt beispielsweise 2 l, während das Aufnahmevolumen der zweiten Kammer beispielsweise 4 l beträgt.
-
Bei dem Schmiermittel handelt es sich vorzugsweise um Schmieröl, mittels welchem das Aggregat zu schmieren und/oder zu kühlen ist und welches sich in dem Schmiermittelbehältnis in einem Schmierölsumpf sammelt.
-
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist wenigstens ein Ventilelement vorgesehen, mittels welchem die Aufnahmekammern in einer Schließstellung des Ventilelements fluidisch voneinander getrennt und in wenigstens einer Offenstellung des Ventilelements fluidisch miteinander verbunden sind. Dadurch kann das Schmiermittel aus der ersten Aufnahmekammer bedarfsweise nach und nach mit dem Schmiermittel in der zweiten Aufnahmekammer vermischt werden, so dass das Schmiermittel in der zweiten Aufnahmekammer, welches kälter ist als das Schmiermittel in bzw. aus der ersten Aufnahmekammer, erwärmt wird. Somit kann eine Überhitzung des Schmiermittels aus der ersten Aufnahmekammer sowie von Komponenten des Aggregats vermieden werden. Ferner können Additive des gesamten Schmiermittels ihre die Komponenten schützende Wirkung leisten.
-
Vorzugsweise umfasst das Ventilelement wenigstens ein Formgedächtniselement und/oder ein Bimetall, mittels welchem infolge einer Temperaturbeaufschlagung durch das Schmiermittel die Schließstellung und die Offenstellung selbsttätig bewirkbar sind. Mit anderen Worten verstellt sich das Bimetall und/oder das Formgedächtniselement je nach Temperatur des Schmiermittels insbesondere in bzw. aus der ersten Aufnahmekammer selbsttätig zwischen der Offenstellung und der Schließstellung. Dadurch ist eine zusätzliche Aktorik zum Verstellen des Ventilelements sowie eine zusätzliche Sensorik zum Erfassen der Temperatur des Schmiermittels nicht vorgesehen und nicht vonnöten. Dies hält die Kosten des Schmiermittelbehältnisses besonders gering.
-
Das erfindungsgemäße Schmiermittelbehältnis weist zudem einen modularen Aufbau auf, welcher die Technologiekomponenten thermisches Isolieren (Dämmen), Speichern oder Aufnehmen des Schmiermittels, Erwärmen des Schmiermittels und gegebenenfalls fluidisches Trennen und Verbinden der Aufnahmekammern durch das Ventilelement umfasst. Durch diese Modularisierung ist ein Baukastenprinzip geschaffen, so dass das Schmiermittelbehältnis zeit- und kostengünstig auf jeweilige Anwendungszwecke in entsprechenden Kraftwagen angepasst werden kann.
-
Durch optimale Kombination der Technologiekomponenten nach Art eines Baukastens können verschiedene Bedarfe bei Baureihen, applikations- oder länderspezifischen Ausprägungen des Kraftwagens bedient werden. Insbesondere ist es möglich, das Schmiermittelbehältnis an einen Antriebsstrang des Kraftwagens anzupassen, welcher je nach Variante eine Verbrennungskraftmaschine in Form eines Ottomotors oder Dieselmotors zum Antreiben des Kraftwagens umfasst oder in hybrider Bauweise ausgebildet ist und eine Verbrennungskraftmaschine sowie zusätzlich wenigstens einen Elektromotor zum Antreiben des Kraftwagens umfasst.
-
Der Kraftwagen kann somit als Hybrid-Fahrzeug, insbesondere als Plug-In-Hybrid-Fahrzeug, ausgebildet werden. Ebenso ist es möglich, das Schmiermittelbehältnis an unterschiedliche Verwendungszwecke des Kraftwagens anzupassen. Dabei kann der Kraftwagen als Taxifahrzeug, als Fahrzeug im Verteilerverkehr oder dergleichen verwendet werden. Darüber hinaus ist es möglich, das Schmiermittelbehältnis an klimatische Bedingungen anzupassen, unter denen der Kraftwagen verwendet wird. Beispielsweise wird der Kraftwagen bei arktischen oder subtropischen Verhältnissen betrieben, worauf das Schmiermittelbehältnis modular und bedarfsgerecht angepasst werden kann. Ferner können auch die einzelnen Technologiekomponenten unterschiedlich gewichtet werden. So kann beispielsweise eher ein aktives Erwärmen des Schmiermittels als ein thermisches Isolieren erfolgen. Umgekehrt dazu ist es möglich, die thermische Isolation stärker zu betonen als das elektrische Zuheizen, insbesondere wenn relativ lange Standzeiten mit deaktiviertem Aggregat vorgesehen sind.
-
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Fig. 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.
-
Die Zeichnung zeigt in:
-
1 eine schematische Darstellung einer Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine für einen Kraftwagen, mit einem Schmiermittelbehältnis in Form einer Ölwanne, welches zwei Aufnahmekammern zum Aufnehmen von Schmiermittel in Form von Öl aufweist, wobei lediglich einer der Aufnahmekammern ein Isolationselement zum thermischen Isolieren sowie eine Heizeinrichtung zum Erwärmen des Schmiermittels zugeordnet ist;
-
2 ausschnittsweise eine schematische Perspektivansicht der Ölwanne gemäß 1;
-
3 eine schematische Perspektivansicht der Ölwanne gemäß 2;
-
4 eine schematische Längsschnittansicht der Ölwanne gemäß 3, wobei die Aufnahmekammern fluidisch voneinander getrennt sind; und
-
5 eine schematische Längsschnittansicht der Ölwanne gemäß 4, wobei die Aufnahmekammern fluidisch miteinander verbunden sind.
-
1 zeigt eine Verbrennungskraftmaschine 10 zum Antreiben eines beispielsweise als Personenkraftwagen ausgebildeten Kraftwagens. Die Verbrennungskraftmaschine 10 ist als Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine ausgebildet und umfasst ein in 1 nicht dargestelltes Kurbelgehäuse, in welchem eine Kurbelwelle um eine Drehachse relativ zum Kurbelgehäuse drehbar gelagert ist. Mit dem Kurbelgehäuse ist ein in 1 nicht dargestellter Zylinderkopf der Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine verbunden. Dem Zylinderkopf ist dabei eine Zylinderkopfhaube 12 zugeordnet, welche mit dem Zylinderkopf verbunden ist.
-
An dem Zylinderkopf sind beispielsweise Nockenwellen sowie anderweitige Komponenten relativ zum Zylinderkopf bewegbar gelagert. Die Verbrennungskraftmaschine 10 umfasst auch Kolben, welche in jeweiligen Zylindern relativ zu den Zylindern translatorisch bewegbar aufgenommen sind. Die Kolben stützen sich dabei an Laufbahnen ab. Die Verbrennungskraftmaschine 10 umfasst somit eine Vielzahl von relativ zueinander bewegbaren Komponenten, welche zu kühlen und/oder zu schmieren sind. Dadurch kann die innere Reibung der Verbrennungskraftmaschine 10 gering gehalten werden.
-
In 1 sind schematisch dargestellte Schmierstellen mit 14 bezeichnet. An den Schmierstellen 14 sind die relativ zueinander bewegbaren Komponenten mit Schmiermittel in Form von Öl der Verbrennungskraftmaschine zu versorgen und dadurch zu schmieren und/oder zu kühlen. Die Verbrennungskraftmaschine 10 umfasst Sprühdüsen 16, von denen stellvertretend eine der Sprühdüsen 16 dargestellt ist. Mittels der Sprühdüsen 16 werden beispielsweise die Kolben mit Öl angespritzt.
-
Wie 1 zu entnehmen ist, wird das Öl über einen Ölfilter 18, einen Ölkühler 20 und eine Ölpumpe 22 sowie mittels Ventilen 24 den Schmierstellen 14 sowie den Sprühdüsen 16 zugeführt. Nach erfolgter Kühlung bzw. Schmierung sammelt sich das Öl in einem Schmiermittelbehältnis, welches als Ölwanne 26 bezeichnet ist. Die Ölpumpe 22 ist vorzugsweise als elektrisch angetriebene Ölpumpe 22 ausgebildet und fördert das Öl aus dem Ölsumpf zu den Schmierstellen 14 und den Sprühdüsen 16.
-
Die Verbrennungskraftmaschine 10 weist eine Entlüftungseinrichtung 44 zur Kurbelgehäuseentlüftung auf. Über die Entlüftungseinrichtung 44 kann sogenanntes Blow-By-Gas aus dem Kurbelgehäuse abgeführt werden. Die Entlüftungseinrichtung 44 umfasst einen Ölabscheider 46, mittels welchem eine flüssige Phase, d. h. Öl, aus einer gasförmigen Phase des Blow-By-Gases abgeschieden werden kann. Das abgeschiedene Öl wird anschließend der Ölwanne 26 zugeführt.
-
Wie in Zusammenschau mit 2 bis 5 erkennbar ist, weist die Ölwanne 26 eine erste Aufnahmekammer 28 sowie eine zweite Aufnahmekammer 30 auf, in welchen jeweils Schmiermittel in Form des Öls aufnehmbar ist. Dabei ist der ersten Aufnahmekammer 28 ein Isolationselement 32 zugeordnet, mittels welchem die erste Aufnahmekammer 28 und somit das in ihr aufgenommene Öl nach außen hin thermisch isoliert sind. Ferner ist der ersten Aufnahmekammer 28 eine Heizeinrichtung 34 zugeordnet, welche ein elektrisches Heizelement 36 umfasst. Mittels des elektrischen Heizelements 36 ist das in der ersten Aufnahmekammer 28 aufgenommene Öl erwärmbar.
-
Das elektrische Heizelement 36 weist eine im Wesentlichen flächige Erstreckung auf und kann somit als Flächenheizelement ausgebildet sein. Das elektrische Heizelement 36 ist im Wesentlichen flächig an einer die erste Aufnahmekammer 28 begrenzenden Wandung 38 der Ölwanne 26 angeordnet. Vorliegend ist die Wandung 38 ein Boden der ersten Aufnahmekammer 28, welcher die erste Aufnahmekammer 28 in Hochrichtung der Verbrennungskraftmaschine 10 nach unten hin begrenzt.
-
Die Ölwanne 26 umfasst auch ein Schwallblech, welches als Ölabweiser 40 bezeichnet ist. Ferner ist eine insbesondere in 2 bis 5 erkennbare Auffangwanne 42 der Ölwanne 26 vorgesehen. Wie in 2 bis 5 erkennbar ist, umfasst die Ölwanne 26 auch einen Stutzen 48 für einen Ölmessstab, so dass der Pegel des Schmiermittels in der Ölwanne 26 mechanisch mittels des Ölmessstabs überprüft werden kann.
-
Die Ölwanne 26 umfasst ferner ein in 3 transparent dargestelltes Oberteil 50 sowie ein korrespondierendes Unterteil 52, welche miteinander verbunden sind. Zwischen dem Oberteil 50 und dem Unterteil 52 ist eine Dichtung 54 vorgesehen, so dass kein Öl aus der Ölwanne 26 austreten kann. Mittels des Oberteils 50 ist die erste Aufnahmekammer 28 teilweise begrenzt, während mittels des Unterteils 52 die zweite Aufnahmekammer 30 teilweise begrenzt ist. Die Ölwanne 26 weist eine Außenfläche auf, von welcher im vorliegenden Ausführungsbeispiel 70% durch eine Teilaußenfläche des Oberteils 50 und lediglich 30% durch eine Teiloberfläche des Unterteils 52 gebildet ist. Außerdem ist zu erkennen, dass die zweite Aufnahmekammer 30 ein wesentlich größeres Aufnahmevolumen zum Aufnehmen von Schmiermittel aufweist als die erste Aufnahmekammer 28. Das Aufnahmevolumen der zweiten Aufnahmekammer 30 beträgt beispielsweise vier Liter, während das Aufnahmevolumen der ersten Aufnahmekammer 28 zwei Liter beträgt.
-
Das Oberteil 50 kann aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere Aluminium, gebildet sein. Vorzugsweise ist das Oberteil 50 als Gussbauteil, insbesondere als Druckgussbauteil bzw. als Aluminiumdruckgussbauteil, ausgebildet. Das Unterteil 52 ist beispielsweise aus einem Kunststoff gebildet. Dabei ist die Heizeinrichtung 34 vorzugsweise in den Kunststoff integriert und mittels des Isolationselements 32 von außen isoliert.
-
Ferner ist ein Deckel 56 zum Trennen der Aufnahmekammern 28, 30 vorgesehen. Der Deckel 56 weist Bypassöffnungen 58 auf, über welche die Aufnahmekammern 28, 30 fluidisch miteinander verbunden sind. Darüber hinaus weist der Deckel 56 eine Durchgangsöffnung 60 auf, über welche die Aufnahmekammern 28, 30 fluidisch miteinander verbindbar sind. Der Durchgangsöffnung 60 ist ein erstes Ventilelement 62 zugeordnet, welches zwischen einer Schließstellung und wenigstens einer Offenstellung insbesondere in Abhängigkeit von der Temperatur des Öls verstellbar ist.
-
In der Schließstellung kann kein Öl über die Durchgangsöffnung 60 zwischen den Aufnahmekammern 28, 30 überströmen, da in der Schließstellung die Durchgangsöffnung 60 fluidisch versperrt ist. In der wenigstens einen Offenstellung ist die Durchgangsöffnung 60 zumindest teilweise fluidisch freigegeben, so dass Öl zwischen den Aufnahmekammern 28, 30 überströmen und insbesondere von der zweiten Aufnahmekammer 30 in die erste Aufnahmekammer 28 strömen kann.
-
Wie 4 und 5 zu entnehmen ist, weist auch die Auffangwanne 42 wenigstens eine Durchgangsöffnung 64 auf, über welche durch die Kühlung und/oder durch die Schmierung der entsprechenden Komponenten erwärmtes Öl von der Auffangwanne 42 über den Ölabweiser 40 in die zweite Aufnahmekammer 30 strömen kann. Der Durchgangsöffnung 64 ist ein zweites Ventilelement 66 zugeordnet, welches ebenso zwischen einer die Durchgangsöffnung 64 fluidisch versperrenden Schließstellung und wenigstens einer die Durchgangsöffnung 64 zumindest teilweise freigebenden Offenstellung verstellbar ist. Das zweite Ventilelement 66 ist insbesondere in Abhängigkeit von der Temperatur des Schmiermittels zwischen der Offenstellung und der Schließstellung schaltbar. Zum Verstellen der Ventilelemente 62, 66 umfassen diese beispielsweise einen Temperatursensor und/oder einen Temperaturregler.
-
4 veranschaulicht durch Richtungspfeile einen kleinen Kreislauf des Öls der Ölwanne 26, welcher von dem Öl insbesondere dann durchströmt wird, wenn die Temperatur des Öls unterhalb eines vorgebbaren Schwellenwerts von beispielsweise 90°C liegt. Dies ist beispielsweise bei einem Kaltstart der Verbrennungskraftmaschine 10 nach einer relativ langen Standzeit der Fall.
-
Ist die Temperatur des Öls geringer als der vorgebbare Schwellenwert, so fördert die Ölpumpe 22 das Öl aus der ersten Aufnahmekammer 28 zu den Schmierstellen 14 und den Sprühdüsen 16, wobei das Öl nach erfolgter Schmierung und/oder Kühlung über den Ölabweiser 40 und die Auffangwanne 42 wieder in die erste Aufnahmekammer 28 strömt. Die Ventilelemente 62, 66 befinden sich dabei in ihrer jeweiligen Schließstellung, so dass sich das aus der ersten Aufnahmekammer 28 geförderte und dorthin zurückströmende Öl nicht mit Öl in der zweiten Aufnahmekammer 30 vermischt. Das Öl in bzw. aus der ersten Aufnahmekammer 28 ist mittels der Heizeinrichtung 34 vorgewärmt und/oder infolge einer Erwärmung bei einem dem Kaltstart vorangehenden Betrieb mittels des Isolationselements 32 warm gehalten. Dies bedeutet, dass die Verbrennungskraftmaschine 10 bereits zu Beginn ihres Kaltstarts mit einer erwärmten und/oder warm gehaltenen Mindestmenge an Öl aus der ersten Aufnahmekammer 28 versorgt werden kann, so dass dadurch ihr Kraftstoffverbrauch in der Warmlaufphase gering gehalten werden kann.
-
Erreicht oder übersteigt die Temperatur des Öls den vorgebbaren Schwellenwert, so werden die Ventilelemente 62, 66 in ihre Offenstellungen geschaltet. Dann durchströmt das Öl einen in 5 durch Richtungspfeile dargestellten großen Ölkreislauf der Ölwanne 26. Wie anhand von 5 erkennbar ist, kann dann das warme Öl über die Durchgangsöffnung 64 von dem Ölabweiser 40 und der Auffangwanne 42 direkt in die zweite Aufnahmekammer 30 überströmen. Ferner kann das Öl von der zweiten Aufnahmekammer 30 über die fluidisch freigegebene Durchgangsöffnung 60 in die erste Aufnahmekammer 28 überströmen, so dass sich das kalte Öl aus der zweiten Aufnahmekammer 30 mit dem warmen Öl aus der ersten Aufnahmekammer 28 vermischt und auch mittels der Ölpumpe 22 über die erste Aufnahmekammer 28 gefördert wird.
-
Durch die erste Aufnahmekammer 28 ist somit ein zur zweiten Aufnahmekammer 30 zusätzliches, zumindest zeitweise abgetrenntes Aufnahmevolumen für das Öl geschaffen, welches eine Mindestölmenge für einen sicheren Betrieb der Verbrennungskraftmaschine 10 aufnehmen kann. Die Mindestölmenge ist dabei die Menge, die vorzugsweise alle Ölleitungselemente, insbesondere alle Ölbohrungen und Leitungen der Verbrennungskraftmaschine 10, füllt.
-
Nach Deaktivieren der Verbrennungskraftmaschine 10 wird Öl in dem kleineren Aufnahmevolumen der ersten Aufnahmekammer 28 über eine gewisse Zeit mittels des Isolationselements 32 warmgehalten und kühlt gegenüber den übrigen Komponenten der Verbrennungskraftmaschine 10 nur sehr langsam ab. Bei erneutem Aktivieren der Verbrennungskraftmaschine 10 steht dann vorgewärmtes Öl aus der ersten Aufnahmekammer 28 zur Verfügung, so dass ein die Verbrennungskraftmaschine 10 belastender und den Kraftstoffverbrauch erhöhender Kaltstart vermieden werden kann.
-
Bei relativ langem Stillstand der Verbrennungskraftmaschine 10 und unvermeidbarer Auskühlung auch des in der ersten Aufnahmekammer 28 aufgenommenen Öls kann das in der ersten Aufnahmekammer 28 aufgenommene Öl mittels der Heizeinrichtung 34 schonend auf eine vorgebbare Temperatur von beispielsweise 60°C erwärmt und auf dieser Temperatur gehalten werden.
-
Um den Energiebedarf zum Erwärmen des in der ersten Aufnahmekammer 28 aufgenommenen Öls gering zu halten, umfasst die Heizeinrichtung 34 vorzugsweise einen Phasenübergangswärmespeicher, welche beispielsweise ein n-Alkan (Wachs) der Kettenlänge C30-40 umfasst. Dadurch kann eine hohe Menge latenter Wärme bei ca. 70° bereitgestellt werden, so dass das Auskühlen des Öls in der ersten Aufnahmekammer 28 unter diese Temperatur deutlich verzögert ist.
-
Die Ventilelemente 62, 66 umfassen beispielsweise jeweils wenigstens ein aus einer Formgedächtnislegierung gebildetes Formgedächtniselement, welches infolge einer Temperaturbeaufschlagung durch das Schmiermittel die Schließstellung und die Offenstellung bewirkt. Dadurch kann eine temperaturabhängige Schaltung der Ventilelemente 62, 66 realisiert werden, ohne zusätzliche Aktoren und Sensoren zu verwenden.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Verbrennungskraftmaschine
- 12
- Zylinderkopfhaube
- 14
- Schmierstelle
- 16
- Sprühdüse
- 18
- Ölfilter
- 20
- Ölkühler
- 22
- Ölpumpe
- 24
- Ventile
- 26
- Ölwanne
- 28
- erste Aufnahmekammer
- 30
- zweite Aufnahmekammer
- 32
- Isolationselement
- 34
- Heizeinrichtung
- 36
- Heizelement
- 38
- Wandung
- 40
- Ölabweiser
- 42
- Auffangwanne
- 44
- Entlüftungseinrichtung
- 46
- Ölabscheider
- 48
- Stutzen
- 50
- Oberteil
- 52
- Unterteil
- 54
- Dichtung
- 56
- Deckel
- 58
- Bypassöffnung
- 60
- Durchgangsöffnung
- 62
- erstes Ventilelement
- 64
- Durchgangsöffnung
- 66
- zweites Ventilelement
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102009036547 A1 [0002]
- DE 1805862 A1 [0003]
- DE 2811144 C2 [0004]