Die vorliegende Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einem Ölkreislauf mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 13.

Um einen einwandfreien Betrieb und eine lange Lebensdauer einer Brennkraftmaschine garantieren zu können, ist es Voraussetzung, eine gewisse Schmierölqualität und - menge bereitzustellen. Im Allgemeinen kann eine Schmierölmenge wegen des Betriebs der Brennkraftmaschine aufgrund eines gewissen Verbrauchs des Schmiermittels, was natürlicherweise in den Verbrennungszylindern und anderen Positionen erhöhter Temperatur auftritt, variieren. Die Schmiermittelmenge muss daher (meist durch den Betreiber oder automatisch über die Motrorsteuerung) periodisch überprüft werden und - falls erforderlich - muss der Brennkraftmaschine eine entsprechende Menge an frischem Schmiermittel hinzugefügt werden, um das Schmiermittel der Brennkraftmaschine bei einer geforderten Menge zu halten.

Allgemein vermindert sich auch die Qualität des Schmieröles in einer Brennkraftmaschine mit dem Betrieb der Brennkraftmaschine. Ein Schmierölabbau tritt aufgrund einer Erschöpfung von Schmiermitteladditiven auf, die spezifische Funktionen wie Viskositätssteuerung, Verschleiß, Erhöhung der Schmierfähigkeit, Minimierung von Ablagerungen, Oxidationsverhinderung und andere gewünschte Eigenschaften erfüllt. Ein Schmierölabbau kann auch durch die Aufnahme von Fremdkörpern in das Schmieröl, wie Schmutz aus der Umgebung, Verschleißmaterialien aus dem Motor, die als Teil des natürlichen Betriebsverfahrens auftreten, und Verbrennungsrückstände aus dem Verbrennungsvorgang auftreten.

Faktoren, welche die Schmierölqualität beeinflussen, sind der intensive und/oder lange Kontakt mit Verbrennungsgasen, der intensive und/oder lange Kontakt mit heißen und/oder großen Oberflächen, hohe Temperaturen oder der Kontakt mit katalytisch wirkenden Substanzen (wie beispielsweise Metallen wie Kupfer oder Eisen) in der Brennkraftmaschine. Bei Erreichen einer bestimmten unteren Qualitätsgrenze oder nach einer bestimmten Betriebsstundenzahl muss das Schmieröl getauscht werden. Vor allem bei stationären Brennkraftmaschinen stellt es jedoch einen großen Aufwand dar, das gesamte Schmieröl und die zugehörigen Filter zu tauschen. Substantieller Aufwand und Kosten sind außerdem damit verbunden, die erhebliche Menge an Schmieröl zu entsorgen und neu nachzufüllen. Es gilt daher, einen Weg zu finden, die Schmierölqualität möglichst lange aufrecht zu erhalten, um einen Ölwechsel (und die damit verbundenen Servicearbeiten) möglichst selten durchführen zu müssen und die Betriebskosten der Anlage zu verringern.

Ein Weg zum Verbessern der Qualität des Schmieröls der Brennkraftmaschine bestehen darin, periodisch einen Teil oder das gesamte Schmieröl zu entfernen und es mit frischem Schmieröl zu ersetzen. Auch werden Filter verwendet, um Fremdmaterialien über einer bestimmten Partikelgröße aus dem Schmieröl zu entfernen.

Dabei sind beispielsweise Methoden bekannt, bei denen während des Betriebs der Brennkraftmaschine kontinuierlich oder mit Zeitversatz kleine Mengen an Schmieröl aus der Ölwanne der Brennkraftmaschine entfernt werden und diese Mengen gleichzeitig durch frisches Schmieröl ersetzt werden. Dies ist beispielsweise durch die EP 0 928 883 B1 beschrieben.

Nachteilig an einem solchen Verfahren ist jedoch, dass bei der Entnahme von Schmieröl aus der Ölwanne Schmieröl entnommen wird, welches mit seiner Qualität noch nicht an den Grenzen der Verwendbarkeit oder Belastbarkeit steht. Da sich das Schmieröl in der Ölwanne immer wieder mit dem frischen und dem verbrauchten Schmieröl vermischt, bildet sich stets ein Schmierölgemisch in der Ölwanne, welches aus Gründen von unzureichender Qualität noch nicht zwingend aus dem Ölkreislauf der Brennkraftmaschine entfernt werden müsste.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Brennkraftmaschine, sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine bereitzustellen, mittels welchem die Schmierölqualität in einem Ölkreislauf verbessert werden kann und/oder die Betriebsstunden der Brennkraftmaschine während zweier Ölwechselintervalle verlängert werden könnte. Insbesondere sollen genannte Nachteile von aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren vermieden werden.

Diese Aufgabe wird durch eine Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einem Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst.

Dies geschieht, indem der Ölkreislauf durch Führen von Schmieröl zum Versorgen wenigstens einer Komponente der Brennkraftmaschine ausgebildet ist, mit wenigstens einem Ölreservoir zum Bereitstellen des Schmieröles für den Ölkreislauf, wobei

- wenigstens ein vom wenigstens einen Ölreservoir separater Sammelbehälter vorgesehen ist, wobei in wenigstens einem Sammelbehälter Schmieröl im Ölkreislauf stromabwärts der wenigstens einen Komponente sammelbar ist, und

- wenigstens eine Entnahmevorrichtung vorgesehen ist, mittels welcher zumindest ein Teil des im wenigstens einen Sammelbehälter gesammelten Schmieröls aus dem wenigstens einen Ölkreislauf entnehmbar ist.

Durch das Vorsehen eines Sammelbehälters, welcher Schmieröl kommend von einer Komponente auffängt, bei welcher das Schmieröl zur Kühlung oder zur Schmierung verwendet wird, kann ein am stärksten belastetes Schmieröl gesammelt werden bevor es sich wieder mit nicht so stark belastetem Schmieröl, beispielsweise in einer Ölwanne der Brennkraftmaschine, vermischt. Indem anschließend dieses am stärksten belastete Schmieröl aus dem wenigstens einen Sammelbehälter zumindest teilweise entnommen wird, kann gezielt ein am stärksten belastetes, abgetrenntes Schmieröl aus dem Ölkreislauf entnommen werden und somit gezielt (nur) das am stärksten belastete Schmieröl mit der geringsten Qualität abgeleitet werden.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass wenigstens eine Rückführleitung vorgesehen ist, mittels welcher zumindest ein Teil des im wenigstens einen Sammelbehälter gesammelten Schmieröls, vorzugsweise über ein Filterelement, in das wenigstens eine Ölreservoir rückführbar ist.

Folglich ist beispielsweise die Möglichkeit geschaffen, dass nur ein Teil des belasteten Schmieröls aus dem Sammelbehälter entnommen wird und der restliche Teil des belasteten Schmieröls wieder in das Ölreservoir zur Weiterverwendung im Ölkreislauf rückgeführt wird. Durch eine solche Ausführung kann kontinuierlich eine kleine Menge an belastetem Schmieröl abgeführt werden. Wenn die gesamte Menge an Schmieröl aus dem Sammelbehälter abgeführt werden würde, würde dies zu einem unerwünscht stark erhöhten Schmierölverbrauch der Brennkraftmaschine führen.

Es kann vorgesehen sein, dass das wenigstens eine Ölreservoir zumindest teilweise als Ölwanne oder Ölsumpf der Brennkraftmaschine ausgebildet ist. Es ist jedoch auch durchaus denkbar, dass das Ölreservoir als separater Schmieröltank ausgebildet ist oder als separater Schmieröltank zusätzlich zu einer Ölwanne oder einem Ölsumpf der Brennkraftmaschine.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die wenigstens eine Komponente wenigstens einen Turbolader beinhaltet. Es ist im Stand der Technik geläufig, durch das Schmieröl und den Ölkreislauf einen Turbolader der Brennkraftmaschine zu schmieren und/oder zu kühlen. Jedoch ist das Schmieröl bei der Kühlung und/oder Schmierung des Turboladers starken thermischen Belastung ausgesetzt, da der Turbolader erhöhte Temperaturen aufweist und das Schmieröl beim Turbolader durch den Kontakt mit Abgasen verstärkt altert (oxidiert) und durch Verbrennungspartikel verunreinigt wird.

Es kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Komponente einen Blow-by-Filter beinhaltet.

Beim Betrieb einer Brennkraftmaschine entstehen bekannterweise sogenannte Blow- by-Gase, die aus einem Kurbelwellengehäuse der Brennkraftmaschine abzuführen sind, um ein Ansteigen des Drucks im Kurbelgehäuse zu vermeiden. In geschlossenen Kurbelgehäuse-Entlüftungssystemen wird dieses Kurbelgehäuse-Entlüftungsgas (Blow- by-Gas) zu einem Lufteinlass der Brennkraftmaschine zurückgeführt. Das Trägergas enthält feine Tröpfchen und Feststoffpartikel in der Größenordnung von etwa 0,1 pm bis 10 pm. Um negative Auswirkungen dieses im Blow-by-Gas enthaltenen Öls auf Komponenten im Lufteinlass der Brennkraftmaschine zu vermeiden, ist es bekannt, Öl und auch Feststoffpartikel aus dem Trägergas mittels eines Blow-By-Filters abzuscheiden.

Es kann vorgesehen sein, dass ein Ölvolumen des Schmieröls im wenigstens einen Sammelbehälter zwischen 5 % und 10 % des gesamten Ölvolumens des Ölkreislaufs beträgt. Das gesamte Ölvolumen des Ölkreislaufs kann sich dabei aus dem Volumen des Schmieröls in den Leitungen in der Brennkraftmaschine, aus dem Volumen des Schmieröls in der gegebenenfalls vorgesehenen Ölwanne oder Ölreservoirs und dem Volumen des Schmieröls in gegebenenfalls vorgesehenen externen Öltanks sowie den Ölvolumen des Schmieröls in vorzugsweise vorgesehenen Filtereinheiten berechnen.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die wenigstens eine Entnahmevorrichtung wenigstens eine Entnahmeleitung, wenigstens eine Pumpe und/oder wenigstens ein Steuer- oder regelbares Ventil und/oder wenigstens einen Altöltank aufweist.

Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass wenigstens eine Zuführvorrichtung vorgesehen ist, mittels welcher wenigstens einen Zuführvorrichtung dem Ölkreislauf vorzugsweise über das wenigstens eine Ölreservoir zusätzliches frisches Schmieröl zuführbar ist.

Das in dieser Anmeldung verwendete Synonym „frisches Schmiermittel“ ist als Grundschmiermittel / Schmieröl zu verstehen, dass eine gewünschte Menge und Art von frischen Schmiermitteladditiven enthält und/oder bis zu einem gewissen Grad frei von Fremdstoffen ist.

Es kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Zuführvorrichtung wenigstens eine Entnahmeleitung, wenigstens eine Pumpe und/oder wenigstens ein Steuer- oder regelbares Ventil und/oder wenigstens einen Frischöltank aufweist.

In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann eine signalleitend mit der wenigstens einen Zuführvorrichtung verbundene Steuer- oder Regeleinheit vorgesehen sein, welche dazu ausgebildet ist, dem Ölkreislauf durch Steuern oder Regeln der wenigstens einen Zuführvorrichtung ein definiertes Ölvolumen zuzuführen. Bevorzugt kann dabei vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Zuführvorrichtung dazu ausgebildet ist, ein gesamtes Ölvolumen des Ölkreislaufes durch Steuern oder Regeln der wenigstens einen Zuführvorrichtung konstant zu halten.

Demzufolge kann eine Steuer- oder Regeleinheit und eine Zuführvorrichtung vorgesehen sein, mittels welcher automatisch ein Ölvolumen im Ölkreislauf konstant gehalten wird.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass eine signalleitend mit der wenigstens einen Entnahmevorrichtung verbundene Steuer- oder Regeleinheit vorgesehen ist, welche dazu ausgebildet ist, durch Steuern oder Regeln der wenigstens einen Entnahmevorrichtung ein definiertes Ölvolumen aus dem Ölkreislauf zu entnehmen. Dabei kann es bevorzugt vorgesehen sein, dass die Steuer- oder Regeleinheit in vorgegebenen Zeitintervallen ein vorgegebenes Ölvolumen an Schmieröl aus dem Sammelbehälter entnimmt und bevorzugt durch eine Zuführleitung das entnommene Ölvolumen dem Ölkreislauf in Form von Frischöl wieder zuführt.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass der wenigstens eine Sammelbehälter und wenigstens ein Kurbelwellengehäuses oberhalb eines Flüssigkeitsniveaus miteinander verbunden sind, sodass Gase zwischen dem wenigstens einen Sammelbehälter und dem Kurbelwellengehäuses zirkulieren können.

Weiters wird Schutz begehrt für ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, wobei mittels eines in einem Ölkreislauf geführten Schmieröles wenigstens eine Komponente der Brennkraftmaschine geschmiert und/oder gekühlt wird und wobei durch wenigstens ein Ölreservoir Schmieröl für den Ölkreislauf bereitgestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass

- in einem vom wenigstens einen Ölreservoir separaten Sammelbehälter Schmieröl im Ölkreislauf stromabwärts der wenigstens einen Komponente gesammelt wird, und

- durch eine Entnahmevorrichtung zumindest ein Teil des im wenigstens einen Sammelbehälter gesammelten Schmieröls entnommen wird. Im Kontext der Erfindung kann mit„stromabwärts gesammelt“ gemeint sein, dass ein auf zumindest eine Komponente der Brennkraftmaschine aufgebrachtes Öl höherer Qualität durch die Schmierung und/oder Kühlung dieser zumindest einen Komponente gegebenenfalls an Qualität verliert und das von der zumindest einen Komponente - vorzugsweise direkt - kommende und gegebenfalls qualitäts verminderte Öl anschließend gesammelt wird (also unter Umständen unabhängig von der Ausbildung einer Flüssigkeitsströmung).

Bevorzugt ist vorhesehen, dass ein gegebenenfalls qualitäts-vermindertes Öl von zumindest einem Blow-by-Filter stromabwärts zumindest einer Komponente aufgefangen wird und in dem zumindest einen Sammelbehälter gesammelt wird.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich anhand der Figur sowie der dazugehörigen Figurenbeschreibung.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine 1 mit einem Ölkreislauf. Dabei weist die Brennkraftmaschine 1 ein Kurbelwellengehäuse 4 auf, welches in seinem unteren Bereich durch eine Ölwanne 3 abgeschlossen wird. Diese Ölwanne 3 bildet in diesem Ausführungsbeispiel das Ölreservoir 2.

Durch den Ölkreislauf kann Schmieröl einzelnen Komponenten der Brennkraftmaschine 1 zugeführt werden. So wird beispielsweise über die Versorgungsleitung 19 dem Turbolader 6 Schmieröl aus der Ölwanne 3 zugeführt, um diesen zu kühlen oder zu schmieren. Weiters ist durch eine Abführleitung 20 für Blow-by-Gase aus dem Kurbelwellengehäuse 4 ein Blow-by-Gas abführbar und einem Blow-by-Filter 7 zuführbar.

Anschließend an die Komponenten (Turbolader 6 und Blow-by-Filter 7) kann das Schmieröl, welches ein Schmieröl mit erhöhten Verbrauchspuren (stark gesenkter Schmierölqualität) darstellt, jeweils einem Sammelbehälter 5 zugeführt werden, in welchem sich das Schmieröl sammeln kann und sich Gase vom Schmieröl lösen können. Diese im Sammelbehälter 5 anfallenden Gase können über eine Verbindungsleitung 23 mit dem Kurbelwellengehäuse 4 der Brennkraftmaschine 1 zirkulieren. Die Verbindungsleitung 23 ist dabei so angeordnet, dass sie das Kurbelwellengehäuse 4 oberhalb eines Flüssigkeitsniveaus mit dem Sammelbehälter 5 oberhalb eines Flüssigkeitsniveaus des Schmieröls verbindet (die Flüssigkeitsniveaus sind durch horizontale Linien symbolisiert).

Gemäß der Erfindung ist eine Entnahmevorrichtung 8 vorgesehen, mittels welcher aus dem Sammelbehälter 5 Schmieröl (welches sich im Sammelbehälter 5 sammelt) abgeführt werden kann.

Diese Entnahmevorrichtung 8 weist in diesem Ausführungsbeispiel eine Entnahmeleitung 9 auf, welche einen Teil des gesammelten Schmieröls des Sammelbehälters 5 zu einem Altöltank 12 führt. Die Entnahme des Altschmieröls aus dem Sammelbehälter 5 kann dabei über die Pumpe 10 der Entnahmevorrichtung 8 und/oder das Steuer- oder regelbare Ventil 11 der Entnahmevorrichtung 8 gesteuert oder geregelt werden.

Da in diesem Ausführungsbeispiel nur ein Teil des gesammelten Schmieröls des Sammelbehälters 5 über die Entnahmevorrichtung 8 an den Altöltank 12 geleitet wird, ist weiters eine Rückführleitung 13 vorgesehen, um den verbleibenden Teil des Altschmieröls an die Ölwanne 3 der Brennkraftmaschine 1 rückzuführen. Es kann vorgesehen sein, dass in dieser Rückführleitung 13 ein weiteres Filterelement für Schmieröl oder eine Rückstromsperre (Rückschlagventil) vorhanden ist.

Zusätzlich ist in diesem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 eine Zuführvorrichtung 14 vorgesehen, welche Zuführvorrichtung 14 über eine Zuführleitung 15 frisches Schmieröl aus einem Frischöltank 18 in die Ölwanne 3 (und somit dem Ölkreislauf) zuführen kann. Weiters weist die Zuführvorrichtung 14 eine Pumpe 16 der Zuführvorrichtung 14 und ein Steuer- oder regelbares Ventil 17 der Zuführvorrichtung 14 auf, um das Ausmaß an zugeführten Frischölvolumens pro Zeit steuern oder regeln zu können.

Weiters ist eine Steuer- oder Regeleinheit 22 vorgesehen, welche über signalleitende Verbindungen 21 mit der Pumpe 10 der Entnahmevorrichtung 8 dem Steuer- oder regelbaren Ventil 11 der Entnahmeleitung 8 der Pumpe 16 der Zuführvorrichtung 14 und dem Steuer- oder regelbaren Ventil 17 der Zuführvorrichtung 14 signalleitend verbunden ist. Dabei kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass über die Steuer- oder Regeleinheit 22 das entnommene Altölvolumen pro Zeiteinheit und/oder das zugeführte Frischölvolumen pro Zeiteinheit über die Pumpen 16, 10 und/oder die Steuer- oder regelbaren Ventile 11 , 17 gesteuert oder geregelt werden kann. Dabei kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass ein entnommenes Altschmieröl über die Entnahmevorrichtung 8 mittels der Steuer- oder Regeleinheit 22 im Wesentlichen volumentreu durch frisches Schmieröl über die Zuführvorrichtung 14 ausgeglichen wird. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Steuer- oder Regeleinheit 22 über Sensoren dazu ausgebildet ist, ein Gesamtölvolumen der Brennkraftmaschine 1 (beispielsweise über einen Füllstand durch das Flüssigkeitsniveau des Schmieröls in der Ölwanne 3) zu erfassen und die Zuführvorrichtung 14 und/oder die Entnahmevorrichtung 8 dermaßen zu steuern oder zu regeln, dass dieses Flüssigkeitsniveau (oder auch das Gesamtschmierölvolumen) konstant gehalten wird.

Bezugszeichenliste:

1 Brennkraftmaschine

2 Ölreservoir

3 Ölwanne

4 Kurbelwellengehäuse

5 Sammelbehälter

6 Turbolader

7 Blow-by-Filter

8 Entnahmevorrichtung

9 Entnahmeleitung

10 Pumpe der Entnahmevorrichtung

1 1 Steuer- oder regelbares Ventil der Entnahmevorrichtung

12 Altöltank

13 Rückführleitung

14 Zuführvorrichtung

15 Zuführleitung

16 Pumpe der Zuführvorrichtung

17 Steuer- oder regelbares Ventil der Zuführvorrichtung

18 Frischöltank

19 Versorgungsleitung für Turbolader

20 Abführleitung für Blow-by-Gase

21 signalleitende Verbindung

22 Steuer- oder Regeleinrichtung

23 Verbindungsleitung