(19)
(11) EP 1 027 531 B1

(12) EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT

(45) Hinweis auf die Patenterteilung:
29.01.2003  Patentblatt  2003/05

(21) Anmeldenummer: 98956878.7

(22) Anmeldetag:  27.10.1998
(51) Internationale Patentklassifikation (IPC)7F01M 9/04
(86) Internationale Anmeldenummer:
PCT/EP9806/806
(87) Internationale Veröffentlichungsnummer:
WO 9902/3365 (14.05.1999 Gazette  1999/19)

(54)

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR SCHMIERUNG UND GLEICHZEITIGEN KRAFTSTOFFVERSORGUNG EINES VERBRENNUNGSMOTORS

METHOD AND DEVICE FOR LUBRICATING AND SIMULTANEOUSLY SUPPLYING FUEL IN COMBUSTION ENGINE

PROCEDE ET DISPOSITIF PERMETTANT DE LUBRIFIER ET SIMULTANEMENT D'ALIMENTER EN CARBURANT UN MOTEUR A COMBUSTION INTERNE


(84) Benannte Vertragsstaaten:
AT CH DE ES FI FR GB IT LI NL SE

(30) Priorität: 30.10.1997 DE 19747853

(43) Veröffentlichungstag der Anmeldung:
16.08.2000  Patentblatt  2000/33

(73) Patentinhaber: Fuchs Petrolub AG
68169 Mannheim (DE)

(72) Erfinder:
  • MANG, Theo
    D-69469 Weinheim (DE)
  • LUTHER, Rolf
    D-67346 Speyer (DE)

(74) Vertreter: KEIL & SCHAAFHAUSEN Patentanwälte 
Cronstettenstrasse 66
60322 Frankfurt am Main
60322 Frankfurt am Main (DE)


(56) Entgegenhaltungen: : 
EP-A- 0 793 005
DE-A- 4 421 448
FR-A- 2 373 678
DE-A- 4 325 194
FR-A- 1 079 434
US-A- 4 495 909
   
       
    Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen).


    Beschreibung


    [0001] Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Schmierung und gleichzeitigen Kraftstoffversorgung eines Verbrennungsmotors mit einem Behälter für ein Pflanzenöl als Schmierstoff, einem Kraftstoffbehälter und einer Ölwanne, sowie ein Verbrennungsmotor, welcher zur Durchführung eines solches Verfahrens geeignet ist.

    [0002] Zur Schmierung und zur Kraftstoffversorgung von Verbrennungsmotoren, die mit Fremdzündung oder mit Kompressionszündung arbeiten, werden derzeit noch ganz überwiegend Mineralöle eingesetzt. Es werden jedoch auch schon teil- oder vollsynthetische Schmierstoffe eingesetzt, welche durch den Zusatz von Additiven die erforderlichen komplexen anwendungstechnisch gewünschten Eigenschaften erhalten. Bekanntlich muß das Schmieröl in bestimmten zeitlichen Abständen ausgewechselt werden, weil während des Betriebs Wirkstoffe verbraucht werden, das Grundöl altert und der Schmierstoff mit Fremdstoffen verunreinigt wird. Beim Ölwechsel fallen Altöle an, die ein erhebliches Umweltproblem darstellen. Sie müssen in aufwendiger Weise entsorgt werden. Um den Anfall von Altöl zu vermeiden, ist deshalb auch schon vorgeschlagen worden, das verbrauchte Schmieröl in den Kraftstofftank zurückzuführen und es zusammen mit dem Kraftstoff im Motor zu verbrennen.

    [0003] Aus der DE 31 38 144 A1 ist ein Schmiermittel- und Treibstoffkreisiauf, insbesondere für die Dieselmotoren von Schwerlastfahrzeugen bekannt, bei welchem periodisch eine gegebene Schmierölmenge aus der Ölwanne des Motors extrahiert und in den Treibstofftank eingesetzt wird, so daß die extrahierte Menge zusammen mit dem üblichen Dieseltreibstoff verbraucht wird. Außerdem ist eine automatisch arbeitende Anordnung zum Überwachen des Schmierölpegels vorgesehen, um den Schmierölpegel in der Ölwanne auf einem Soll-Pegel zu halten, so daß fortlaufend frisches Schmieröl in den Schmiermittelkreislauf eingesetzt wird und zugleich eine periodische Reinigung des Altöls erfolgt. Hierdurch sollen die Wartungszeiten verringert werden, welche für den Ölwechsel erforderlich sind, wobei gleichwohl das Schmieröl im wesentlichen sauber und in frischem Zustand gehalten wird. Durch ein fortlaufendes Einsetzen von frischem Schmieröl soll der Anteil an Additiven in dem Schmieröl auf dem gewünschten Wert gehalten werden. Es wird also lediglich ein üblicherweise in Intervallen erfolgender Ölwechsel dadurch vermieden, daß kontinuierlich eine bestimmte Menge verbrauchten Öls dem Schmiersystem entzogen und eine entsprechende Menge frischen Öls dem Schmiersystem zugeführt wird.

    [0004] Aus der DE-OS 30 19 877 ist eine Vorrichtung zum Ölwechseln bei einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung mit einem Schmiersystem mit Ölwanne und einem Brennstoffsystem mit Brennstofftank bekannt, bei welcher zum selbsttätigen Ölwechseln und Abführen von verbrauchtem Öl Ölfördermittel zum überführen eines Teils des verbrauchten Maschinenöls aus dem Schmiersystem zum Brennstoffsystem vorgesehen sind, um den verbrauchten Ölanteil mit Brennstoff zu mischen, bei welchem ein Öltank zum Speichern von Frischöl vorgesehen ist und bei welchem Ölspeisemittel zum Zuführen von Frischöl aus dem Öltank zum Schmiersystem vorgesehen sind. Dabei können die Ölfördermittel eine Ölleitung, deren eines Ende mit dem Schmiersystem und deren anderes Ende mit dem Brennstoff System kommuniziert, sowie ein Ventil in der Ölleitung umfassen. Ferner können die Ölspeisemittel eine Ölspeiseleitung, deren eines Ende mit dem Öltank und deren anderes Ende mit der Ölwanne verbunden ist, und ein in die Ölspeiseleitung eingeschaltetes Ventil umfassen. Hierdurch soll die Aufgabe gelöst werden, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ölwechseln bei einer Brennkraftmaschine zu schaffen, bei denen verbrauchtes Öl nicht wieder aufbereitet werden muß und automatisch Öl gewechselt und verbrauchtes Öl abgeführt werden.

    [0005] Aus der DE 30 06 903 A1 ist ein Verfahren zum Austauschen des im Ölsumpf einer Brennkraftmaschine gesammelten Schmieröls mit Hilfe einer separat zu steuernden Ölabsaugpumpe, wobei zumindest die der abgesaugten Ölmenge entsprechende Frischölmenge der Brennkraftmaschine zugeführt wird, bekannt, bei welchem die Ölabsaugpumpe dosierte Ölmengen aus dem Ölsumpf der Brennkraftmaschine dem Kraftstoff der Brennkraftmaschine beimischt, wobei die Ölmengen derart bemessen werden, daß - unabhängig vom Ölverbrauch der Brennkraftmaschine - innerhalb eines Ölwechselintervalls die vorgeschriebene Öleinfüllmenge abgesaugt wird. Ferner wird darin eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, bestehend aus einer Brennkraftmaschine mit einem Ölsumpf, in dem ein ständiger Vorrat von Schmieröl vorgesehen ist, und mit einer separaten Ölabsaugpumpe, die mit dem Ölsumpf der Brennkraftmaschine auf ihrer Saugseite verbunden ist, vorgeschlagen, bei welcher durch die Ölabsaugpumpe dosierte Ölmengen dem Ölsumpf der Brennkraftmaschine entnehmbar und dem Kraftstoff der Brennkraftmaschine zuführbar sind. Hierdurch sollen notwendige Ölwechsel entfallen. Die Höhe der abgesaugten Schmierölmenge ist derart bemessen, daß die Öleinfüllmenge unabhängig vom Ölverbrauch der Brennkraftmaschine innerhalb des vom Motorhersteller für den Motortyp vorgeschriebenen Ölwechselintervalls abgesaugt wird. Die Steuereinrichtung ist so ausgelegt, daß nur bei einem Kraftstoffeinfüllvorgang, bei welchem sich die Füllstandsmeßanzeige innerhalb kurzer Zeit aufwärts bewegt, die Ölabsaugpumpe zu arbeiten beginnt. Damit wird gleichzeitig Schmieröl und Kraftstoff in den Kraftstoffvorratsbehälter eingefüllt, so daß eine gute Durchmischung gewährleistet ist.

    [0006] Bei allen bisher vorgesehenen Motorschmierungen ist es nachteilig, daß die Umwelt wegen der Verwendung mineralischer Öle in unbefriedigender Weise belastet wird und keine Maßnahmen vorgesehen sind, wie verbrauchtes Öl dem Brennstoffsystem in dosierter Menge zugegeben wird.

    [0007] Es ist auch schon ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Schmierung eines Verbrennungsmotors aus der deutschen Patentschrift 39 06 759 bekannt geworden, bei dem man dem Schmierstoffinhalt des Verbrennungsmotors während des Betriebes immer wieder frischen Schmierstoff aus einem Frischöltank zuführt und gleichzeitig dem Schmierstoffinhalt des Verbrennungsmotors immer wieder wenigstens teilweise gealterten Schmierstoff entzieht und dosiert dem Motorenkraftstoff zur Verbrennung zumischt. Als Schmierstoff wird dabei im wesentlichen natürliches pflanzliches Öl verwendet, z.B. Rapsöl. Das über eine Dosierpumpe abgezogene, wenigstens teilweise gealterte Öl wird dann dem Kraftstofftank des Verbrennungsmotors ensprechend dem Füllstand des Motorenkraftstoffes derart gesteuert zugeführt, daß eine vorgegebene Konzentration des pflanzlichen Öles nicht überschritten wird.

    [0008] Bei dieser Art der Verlustschmierung eines Verbrennungsmotors macht man sich die Erkenntnis zu Nutze, daß man dem Kraftstoff eines Verbrennungsmotors mit Fremdzündung oder Kompressionszündung ohne Beeinträchtigung der Motorleistung bis zu einigen Prozent Öl hinzumischen kann, welches dann bei der Kraftstoffverbrennung mitverbrannt wird. Dadurch, daß einerseits dem Verbrennungsmotor während des Betriebes erfindungsgemäß immer wieder frisches Öl zugeführt wird, andererseits aber das teilweise gealterte Öl dem Verbrennungsmotor auch wieder entzogen wird, steht bei dieser Verlustschmierung stets ein hinreichender Vorrat an frischem Schmieröl für die Schmierung zur Verfügung. Das hierbei verwendete natürliche Pflanzenöl ergibt auch als verbrauchtes Öl, welches dem Kraftstoff nur in begrenztem, genau gesteuerten Umfang zugeführt und mit diesem verbrannt wird, keine die Umwelt belastenden Verbrennungsprodukte. Voraussetzung für das Mitverbrennen des verbrauchten Pflanzenöls sind Steuer- und Regeleinrichtungen, die die Mengen des aus der Ölwanne abgezogenen und dem Kraftstoff zugeführten Pflanzenöls genau kontrollieren.

    [0009] Es hat auch schon Überlegungen gegeben, Pflanzenöle als Kraftstoffe in Dieselmotoren einzusetzen. Während hierfür zunächst die Methylester von natürlichen ölen, z.B. der Rapsöl-Methylester im Vordergrund des Interesses standen, weil für ihren Einsatz die konventionellen Dieselmotoren nur unwesentlich geändert werden müssen, hat sich in der Folgezeit die Aufmerksamkeit auf die natürlichen, chemisch nicht veränderten Pflanzenöle gerichtet, die als umweltverträgliche, nachwachsende Rohstoffe, insbesondere für Nutzfahrzeuge in der Land- und Forstwirtschaft als Alternative für Erdölprodukte eingesetzt werden können. Es ist deshalb auch schon ein "Vorläufiger Qualitätsstandard für Rapsöl als Kraftstoff" von dem Arbeitskreis "Dezentrale Pflanzenölgewinnung Weihenstephan" ausgearbeitet worden.

    [0010] Der vorliegenden Erfindung liegt nun das Konzept zugrunde, daß nicht nur die verhältnismäßig geringen Mengen des aus der Motorwanne entnommenen gebrauchten Pflanzenöl-Schmierstoffs zusammen mit Dieselöl oder Rapsöl-Methylester der Verbrennung zugeführt werden, sondern darüber hinaus dem Kraftstoff gezielt größere Mengen von frischem, nicht additiviertem Pflanzenöl zugegeben werden, die entsprechende Mengen von Dieselkraftstoff substituieren.

    [0011] Gegenstand der Erfindung ist deshalb ein Verfahren zur Schmierung und gleichzeitigen Kraftstoffversorgung eines Verbrennungsmotors, bei dem man aus einem Behälter für ein Pflanzenöl 3 dosiert einen Teil des frischen Pflanzenöls entnimmt, der nach Vermischung mit aus einem Behälter 6 zugeführten Additiven als Schmierstoff eingesetzt wird, und einen anderen Teil des aus dem Behälter 3 entnommenen frischen Pflanzenöls zusammen mit dem aus einer ölwanne 2 über eine Ölleitung 9 abgezogenen verbrauchten Pflanzenöl und dem aus einem Kraftstofftank 24 zugeleiteten Dieselöl oder Rapsöl-Methylester im Verbrennungsmotor als Kraftstoff verbrennt.

    [0012] Dieses Verfahren ist in Fig. 1, schematisch dargestellt.

    [0013] Der Verbrennungsmotor 1 wird über eine Kraftstoffleitung 19 mittels einer mit einer Mischeinrichtung ausgerüsteten Ölpumpe 7 unter exakter Zudosierung eines Additivkonzentrates aus dem Behälter 6 über eine Ölleitung 8 mit der erforderlichen Menge eines natürlichen, pflanzlichen Öls, wie Rapsöl, für die Schmierung versorgt. Das Mischungsverhältnis von Additivkonzentrat zu Grundöl kann zwischen 10:90 und 40:60 liegen, jedoch wird im allgemeinen ein Verhältnis von etwa 25:75 gewählt. In der Ölwanne 2 des Motors 1 wird mittels einer Ölpegelkontrolle 10 ein bestimmtes Niveau des Pflanzenöls 13 aufrecht erhalten. Die Ölpumpe 7 erhält von der Ölpegelkontrolle 10 über die Steuerleitung 15 ein Startsignal, wenn das Ölniveau in der Ölwanne 2 unter den vorbestimmten Wert abgesunken ist. Beim Erreichen des Sollfüllstandes wird die Ölpumpe 7 wieder abgeschaltet. Auf diese Weise wird das Pflanzenöl 13 in der Ölwanne 2 immer wieder durch frisches Öl ergänzt. Innerhalb der Ölwanne 2 befindet sich eine - nicht dargestellte - Ölpumpe, welche die Schmierung des Verbrennungsmotors 1 mit Hilfe des Pflanzenöls 13 sicherstellt.

    [0014] Vom Bodenbereich der Ölwanne 2 zweigt eine Ölleitung 9 ab, durch die das gebrauchte Pflanzenöl mittels der mit einer Mischeinrichtung ausgerüsteten Ölpumpe 12 abgezogen wird. In der Ölpumpe 12 wird nun das gebrauchte Pflanzenöl mit frischem, nicht-additiviertem Pflanzenöl vermischt, das aus dem Behälter 3 über den Ölfilter 11 der Mischeinrichtung mit ÖLpumpe 12 zugeführt wird. Dabei wird der Anteil des frischen Pflanzenöls vorher genau festgelegt und durch den Durchflußmengenmesser 23 kontrolliert. Das entstandene Gemisch wird in die Kraftstoffleitung 4 befördert, wo es dem aus dem Tank 24 zugepumpten Dieselöl oder Rapsöl-Methylester beigegeben wird. Das nunmehr aus drei Komponenten bestehende Kraftstoffgemisch gelangt über den Kraftstoffilter 5 zur Kraftstoffpumpe 14 und von dort zum Motor 1. Wegen der bei Dieselmotoren vorhandenen Treibstoff-Rückleitungen - die Kraftstoffpumpe fördert erheblich mehr als der Motor verbraucht, sog. Zweileitungssystem - muß zur Vermeidung von Gebrauchtölansammlungen im Tank die Rücklaufleitung 18 direkt in die Kraftstoffleitung 4 zurückgeführt werden. Die Funktionen des Zweileitungssystems - Kühlung und Entlüftung des Kraftstoffes - können bei Bedarf auch durch andere bekannte Entlüftungssysteme übernommen werden.

    [0015] Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird also sowohl das verbrauchte Pflanzenöl, das bereits der Motorschmierung gedient hat, als auch frisches Pflanzenöl mit dem Dieselöl oder dem Rapsöl-Methylester vermischt und zusammen mit ihm im Motor verbrannt.

    [0016] Das erfindungsgemäße Verfahren weist jedoch den besonderen Vorteil auf, daß ein flexibler Wechsel zwischen den verschiedenen Rraftstoffarten möglich ist, wobei die Gesamtmenge der im Kraftstoff enthaltenen Pflanzenöle, bestehend aus dem aus der ölwanne 2 abgezogenen und dem aus dem Behälter 3 entnommenen frischen Pflanzenöl allerdings weniger als 100 % des Kraftstoffes beträgt. Das ist ein besonderer Vorteil für den Kaltstart von Motoren für Pflanzenöl-Kraftstoff, bei denen in der Startphase Dieselkraftstoff erforderlich ist.

    [0017] Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich mit vielen herkömmlichen Dieselmotoren durchführen, wenn die Summe der Pflanzenölbeimischungen eine Menge von 5 Gewichtsprozent nicht überschreitet. 2% dieser Menge sollen aus gebrauchten Pflanzenöl-Schmierstoff und 3% aus frischem, nicht-additiviertem Pflanzenöl bestehen. Die restlichen 95% sind beispielsweise Dieselöl. Selbstverständlich kann der Motor auch "intermittierend" betrieben werden, d.h., er kann gelegentlich auch ausschließlich mit Dieselkraftstoff betrieben werden. Soll der Motor allerdings ausschließlich mit Pflanzenöl laufen, muß ein spezieller, pflanzenöl-tauglicher Motor eingesetzt werden.

    [0018] Als Pflanzenöle werden zum Beispiel Rapsöl, Sojaöl, Sonnenblumenöl oder Palmöl eingesetzt, denen zur Schmierfunktion geringe Mengen hochwirksamer Additive umfassend Antioxidantien, Verschleißschutzzusätze, Detergentien und Dispergiermittel zugesetzt werden. Dabei erlaubt die ständige Auffrischung des Schmierstoffes eine geringere Dosierung der jeweiligen Additive als bei konventionellen Umlaufschmierstoffen, wodurch der Einfluß auf die Umwelt minimiert wird. Vorzugsweise wird zunächst ein Konzentrat der Additive im Pflanzenöl hergestellt und dieses Konzentrat dann dem Pflanzenöl in bestimmten Mengen zugesetzt.

    [0019] Der Zusatz von Additiven zu den genannten Pflanzenölen ist wichtig, weil nicht additiviertes Pflanzenöl nur kurzzeitig einen Motor schmieren könnte, ohne dauerhafte Schäden zu verursachen. Als Additive werden geringe Mengen hochwirksamer Antioxidantien, Verschleißzusätze, Detergentien und Dispergiermittelmittel zugesetzt, wobei die aschebildenden Bestandteile der Additive kein Zink enthalten und in der Summe weniger als 0,5 Gewichtsprozent betragen (Oxidasche). Ebenso wichtig ist, daß das Pflanzenöl zur Motorschmierung nur nach dem erfindungsgemäßen Auffrischungsverfahren eingesetzt werden kann, weil sonst Motorschäden zu befürchten wären. Andererseits ist zu betonen, daß das erfindungsgemäße Verfahren nicht mit einem konventionell additivierten mineralischen Motorenöl betrieben werden kann, weil dieses üblicherweise schwermetallhaltige Additive enthält, die beim Verbrennen des Öls freigesetzt werden und dann die Umwelt belasten. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß das phenolische und/oder aminische Additive enthaltende gebrauchte Schmieröl nach dem Vermischen mit dem Pflanzenkraftstoff auch auf diesen stabilisierend wirkt.

    [0020] Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verbrennungsmotor 1, mit dem das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann. Dieser in Fig. 1 schematisch dargestellte Motor ist jeweils mit einem Behälter für frisches Pflanzenöl 3, für ein Additivkonzentrat 6 und für Dieselöl bzw. Rapsöl-Methylester 24 ausgerüstet. Der das Additivkonzentrat enthaltende Behälter 6 ist mit der eine Mischeinrichtung enthaltenden ölpumpe 7 verbunden, in der das aus dem Behälter 3 abgezweigte frische Pflanzenöl mit dem Additivkonzentrat vermischt und dann über die Ölleitung 8 dem Motor 1 als Motorenschmierstoff zugeführt werden kann.

    [0021] Gleichzeitig weist der Verbrennungsmotor eine Ölleitung 9 auf, durch die das aus der Ölwanne 2 des Motors abgezogene gebrauchte Pflanzenöl in der mit einer Mischeinrichtung versehenen Ölpumpe 12 mit frischem Pflanzenöl und Dieselkraftstoff bzw. Rapsölmethylester vermischt wird, das dann der Einspritzpumpe 14 zugeleitet wird. Das Gemisch wird dann als Kraftstoff im Verbrennungsmotor verbrannt.

    [0022] Bei dieser Anordnung ist sichergestellt, daß die Mischeinrichtung mit Ölpumpe 7 durch eine Steuerleitung 16 sowohl mit der Mischeinrichtung mit Ölpumpe 12 als auch mit dem Durchflußmengenmesser 20 über die elektronische Steuerung 22 verbunden ist. Dadurch ist gewährleistet, daß die von der Ölpumpe 7 geförderte Menge von frischem Pflanzenöl so bemessen ist, daß der Ölpegel in der Ölwanne 2 stets auf etwa dem gleichen Niveau bleibt (lastabhängiger Pflanzenölanteil). Die von der Mischeinrichtung mit Ölpumpe 12 der Ölwanne 2 entnommene Menge von gebrauchtem Pflanzenöl wird durch frisches Pflanzenöl ausgeglichen, das dem Motor 1 über die Ölleitung 8 zugeleitet wird. Die elektronische Steuerung 22 ist so eingestellt, daß die dem Motor zugeleitet Menge von Pflanzenöl entsprechend dem Kraftstoffverbrauch gesteuert wird. Eine etwaige Abweichung des Ölpegels vom Sollwert wird von der Ölpegelkontrolle 10 festgestellt und über die Mischeinrichtung mit Ölpumpe 7 ausgeglichen.

    [0023] Der in Fig. 2 dargestellte Verbrennungsmotor zeigt einen besonders vorteilhaften Aufbau. In ihm sind die Pumpen für den Dieselkraftstoff P1, für den Pflanzenöl-Kraftstoff P2, sowie die Dosierpumpen P3, P4 und P5 dargestellt. Alle diese Pumpen werden durch den Pumpenmotor 25 angetrieben, dessen Leistung durch eine elektronische Steuerung 22 geregelt ist. Dabei wird die Kraftstoffzufuhr durch die Pumpen P1 und P2 in die Mischeinrichtung 12 so geregelt, daß die Zufuhr des Dieselkraftstoffes und des Rapsölmethylesters zu dem Pflanzenöl entsprechend dem Kraftstoffverbrauch kontrolliert wird. Hierfür hat sich der Einsatz eines Drucksensors in der Mischeinrichtung 12 besonders bewährt, die ein proportionales Steuersignal an den Pumpenmotor 25 abgibt, wodurch je nach Kraftstoffanforderung eine Mengensteuerung durch die Dieselkraftstoff-Pumpe P1 erfolgt. Die Pumpe P2 ist dazu bestimmt, frisches Pflanzenöl in die Kraftstoffleitung 4 zu pumpen, um die Menge des zur Verbrennung zur Verfügung stehenden Pflanzenöls im Zwischenbehälter 12 zu erhöhen. Selbstverständlich kann der Motor durch Ausschaltung der Pumpe P2 auch so betrieben werden, daß überhaupt kein frisches Pflanzenöl der Verbrennung im Motor zugeführt wird, wie auch umgekehrt durch Ausschalten der Pumpe P 1 auf reinem Pflanzenölbetrieb umgeschaltet werden kann, sofern der Motor dafür geeignet ist.

    [0024] Eine besonders sinnvolle und einfache Methode zur Auffrischung des Pflanzenölschmierstoffes im Motor wird durch das Zusammenspiel der Dosierpumpen 26 erreicht, die durch den Pumpenmotor 25 synchron betrieben werden und so eingestellt werden können, daß stets gleiche Mengen von additiviertem frischem Pflanzenöl in den Motor eingeführt und von gebrauchtem Pflanzenöl aus dem Motor entzogen werden (sog. Ölauffrischung). Dabei wird das additivierte frische Pflanzenöl durch das Zusammenspiel der Dosierpumpen P4 und P5 in der als Mischeinrichtung 7 dienenden Ölleitung 8 eingestellt. Damit kann ohne eine komplizierte und teuere elektronische Sensorik durch eine symmetrische Einstellung der Dosierpumpen sichergestellt werden, daß der Motor 1 fest auf eine mittlere Ölbelastung eingestellt wird und ungeregelt arbeitet. Der Ölpegel im Motor kann dann wie üblich kontrolliert und ggf. auch nachdosiert werden.

    [0025] Mit diesem Mehrfachpumpensystem kann ohne eine komplizierte und teure elektronische Sensorik durch eine symmetrische Einstellung der Dosierpumpen P4 und P5 einerseits und P3 andererseits sichergestellt werden, daß der Ölpegel weitgehend konstant bleibt. Zum Ausgleich des Öl-Eigenverbrauches durch den Motor wird der Ölpegel im Motor dann gelegentlich kontrolliert und ggf. auch korrigiert. Die Auffrischungsrate wird bei diesem Pumpenprinzip vom Kraftstoffverband bestimmt, d.h. die absolute Auffrischung ist proportional zum Kraftstoffverbrauch.

    [0026] Das erfindungsgemäße Verfahren und der dafür entwickelte Verbrennungsmotor können in vielseitiger Weise angewendet werden. Es liegt auf der Hand, daß sie insbesondere für Nutzfahrzeuge in der Land- und Forstwirtschaft eingesetzt werden, weil dort die erfindungsgemäß benötigten Pflanzenöle am leichtesten verfügbar sind. Ein besonderer Vorteil zeigt sich jedoch auch bei dem Betrieb von Blockheizkraftwerken, für die der erfindungsgemäße automatisierte und kontinuierliche Ölwechsel von allergrößter Bedeutung ist. Die bisher üblichen und als unvermeidlich angesehenen Ölwechselintervalle nach 300 bis 500 Betriebsstunden, die bei Verwendung von Rapsöl-Methylester teilweise noch erheblich kürzer sind, führen wegen der damit verbundenen Betriebsunterbrechungen zu erheblichen Kosten. Wenn jedoch ein Ölwechsel bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht mehr erforderlich ist, kann das Blockheizkraftwerk kontinuierlich laufen, was zu einer erheblichen Einsparung an Betriebskosten und einer bedeutenden Verbesserung der Wirtschaftlichkeit derartiger Heizkraftwerke führt.

    Bezugszeichenliste:



    [0027] 
    1
    Verbrennungsmotor
    2
    Ölwanne
    3
    Behälter für Pflanzenöl
    4
    Kraftstoffleitung
    5
    Kraftstoffilter I (fein)
    6
    Behälter für Additivkonzentrat
    7
    Mischeinrichtung mit Ölpumpe
    8
    Ölleitung
    9
    Ölleitung
    10
    Ölpegelkontrolle
    11
    Kraftstoffilter II (grob)
    12
    Mischeinrichtung mit Ölpumpe
    13
    Schmierstoff (Pflanzenöl)
    14
    Kraftstoffpumpe (Einspritzpumpe)
    15
    Steuerleitung für Ölpegel
    16
    Steuerleitung für Pumpen
    17
    Überströmventil (Kraftstoffpumpe)
    18
    Kraftstoffrückleitung
    19
    Kraftstoffleitung für Schmierstoff-Grundöl
    20
    Durchflußmengenmesser für Kraftstoff
    22
    Elektronische Steuerung
    23
    Durchflußmengenmesser für Mischventil
    24
    Tank für Dieselöl oder Rapsöl-Methylester
    25
    Pumpenmotor
    26
    Dosierpumpen
    27
    Kraftstoffpumpen



    Ansprüche

    1. Verfahren zur Schmierung und gleichzeitigen Kraftstoffversorgung eines Verbrennungsmotors (1) mit einem Behälter (3) für ein Pflanzenöl als Schmierstoff, einem Kraftstofftank (24) und einer Ölwanne (2), dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Behälter (3) dosiert ein Teil des frischen Pflanzenöls entnommen, mit aus einem Behälter (6) zugeführten Additiven vermischt und dieser Teil des Pflanzenöls der Ölwanne (2) als Schmierstoff zugeführt wird, ein anderer Teil des aus dem Behälter (3) entnommenen frischen Pflanzenöls zusammen mit aus der Ölwanne (2) über eine Gebrauchtölleitung (9) abgezogenem verbrauchtem Pflanzenöl und aus dem Kraftstofftank (24) zugeleitetem Dieselöl oder Rapsölmethylester in dem Verbrennungsmotor (1) als Kraftstoff verbrannt wird.
     
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Pflanzenöl Rapsöl, Sojaöl, Sonnenblumenöl oder Palmöl eingesetzt wird.
     
    3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge des dem Verbrennungsmotor (1) als Schmierstoff zugeführten Pflanzenöls entsprechend der Menge des aus der Ölwanne (2) abgezogenen Pflanzenöls gesteuert wird.
     
    4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Verbrennungsmotor (1) zugeführte Menge des aus der Ölwanne (2) abgezogenen Pflanzenöls zwischen 1 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise bis zu 2 Gew.-% des Kraftstoffes beträgt.
     
    5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtmenge der in dem Kraftstoff enthaltenen Pflanzenöle, bestehend aus dem aus der Ölwanne (2) abgezogenen Pflanzenöl und dem aus dem Behälter (3) für das Pflanzenöl entnommenen frischen Pflanzenöl bei einem Dieselmotor bis zu 5 Gew.-% beträgt.
     
    6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Pflanzenöl zugesetzten Additive auch dem Kraftstoff durch Mischung mit dem aus der Ölwanne (2) abgezogenen verbrauchten Pflanzenöl zur Verfügung gestellt werden.
     
    7. Verbrennungsmotor zur Durchführung des Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit einem Kraftstoffbehälter (24), einem Behälter (3) zur dosierten Zuleitung von frischem Pflanzenöl in die Ölwanne (2), einer zur Ableitung des verbrauchten Pflanzenöls aus der Ölwanne (2) vorgesehenen Gebrauchsölleitung (9) und einer mit einer Kraftstoffpumpe (14) ausgestatteten Kraftstoffleitung (4) für die Zuführung einer verbrauchtes Pflanzenöl enthaltenden Kraftstoffmischung zur Verbrennung in dem Verbrennungsraum, gekennzeichnet durch Behälter (6, 24) für ein Additivkonzentrat und für Dieselöl oder Rapsöl-Methylester, wobei der Behälter (6) für das Additivkonzentrat mit einer Mischeinrichtung (7) verbunden ist, in welcher aus dem Behälter (3) zugeleitetes frisches Pflanzenöl mit Additiven vermischbar und dann über eine Frischölleitung (8) in die Ölwanne (2) als Schmierstoff führbar ist und wobei der Behälter (3) für frisches Pflanzenöl, der Behälter (24) für das Dieselöl oder den Rapsöl-Methylester und die Gebrauchtölleitung (9) über eine Mischeinrichtung (12) in der Weise verbunden sind, dass der Kraftstoffpumpe (14) über die Kraftstoffleitung (4) eine Mischung aus frischem Pflanzenöl, verbrauchtem additiviertem Pflanzenöl und Dieselöl oder Rapsöl-Methylester zuführbar ist.
     
    8. Verbrennungsmotor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass von einem Pumpenmotor (25) synchron angetriebene Dosierpumpen (26) für die Zuführung von additiviertem, frischem Pflanzenöl in den Motor (1) und für den Entzug stets gleicher Mengen von Pflanzenöl aus einer Ölwanne (2) vorgesehen sind.
     
    9. Verbrennungsmotor nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Steuerung der Ölauffrischung eine elektronische Steuerung (22) vorgesehen ist, durch die die Zufuhr des Dieselöls oder des Rapsölmethylesters zu dem aus einer Ölwanne (2) abgezogenen, verbrauchten Pflanzenöl entsprechend dem Kraftstoffverbrauch kontrollierbar ist.
     
    10. Verbrennungsmotor nach den Ansprüchen 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ölleitung (9) vorgesehen ist, durch die das aus der Ölwanne (2) des Motors (1) abgezogene Pflanzenöl in einer Mischeinrichtung mit Ölpumpe (12) mit frischem Pflanzenöl und Dieselöl oder Rapsölmethylester vermischt, dann der Einspritzpumpe (14) und anschließend dem Motor (1) zur Verbrennung zugeleitet werden kann.
     
    11. Verbrennungsmotor nach den Ansprüchen 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Durchflussmengenmesser (20) vorgesehen ist, der über die Steuerung (22) den Anteil des Pflanzenöls an dem dem Motor (1) zugeleiteten Kraftstoff steuert.
     
    12. Verwendung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 6 für einen Verbrennungsmotor (1) in einem Blockheizkraftwerk.
     


    Claims

    1. Method for lubricating and simultaneously supplying fuel to a combustion engine (1) with a container (3) for a vegetable oil as lubricant, a fuel tank (24), and an oil sump (2), characterised in that part of the fresh vegetable oil is extracted, mixed with additives supplied from a container (6) and this part of the vegetable oil is supplied to the oil sump (2) as a lubricant, another part of the fresh vegetable oil extracted from'the container (3) together with the used vegetable oil drawn from the oil sump (2) via a used oil line (9) and diesel fuel or rapeseed oil methylester supplied from the fuel tank (24) is burned in the combustion engine (1) as fuel.
     
    2. Method according to claim 1, characterised in that rapeseed oil, soya oil, sunflower oil or palm oil are used as the vegetable oil.
     
    3. Method according to claim 1 or 2, characterised in that the quantity of vegetable oil fed to the combustion engine (1) as lubricant is regulated to correspond to the quantity of vegetable oil drawn from the oil sump (2).
     
    4. Method according to any of claims 1 to 3, characterised in that the quantity of vegetable oil extracted from the oil sump (2) and supplied to the combustion engine (1) constitutes between 1 and 10% w/w, and preferably up to 2% w/w of the fuel quantity.
     
    5. Method according to any of claims 1 to 4, characterised in that the total quantity of vegetable oil contained in the fuel, consisting of the vegetable oil extracted from the oil sump (2) and the fresh vegetable oil taken from the vegetable oil container (3) constitutes up to 5% w/w for a diesel engine.
     
    6. Method according to any of claims 1 to 5, characterised in that the additives added to the vegetable oil are also made available to the fuel by mixing with the used vegetable oil extracted from the oil sump (2).
     
    7. Combustion engine for the performance of the method according to any of claims 1 to 6 with a fuel tank (24), a container (3) for the measured supply of fresh vegetable oil to the oil sump (2), a used oil line (9) for extracting used vegetable oil from the oil sump (2), and a fuel pipe (4) fitted with a fuel pump (14) for the supply of a fuel mixture containing used vegetable oil to be burned in the combustion chamber, characterised by containers (6, 24) for an additive concentrate and for diesel oil or rapeseed oil methylester, where the container (6) for the additive concentrate is connected with a mixing apparatus (7) in which fresh vegetable oil supplied from the container (3) can be mixed with additives and then routed as lubricant via a fresh oil line (8) into the oil sump (2), and where the container (3) for fresh vegetable oil, the container (24) for diesel oil or the rapeseed oil methylester and the used oil line (9) are connected via a mixing device (12) such that the fuel pump (14) can be supplied via the fuel pipe (4) with a mixture of fresh vegetable oil, used vegetable oil containing additives and diesel oil or rapeseed oil methylester.
     
    8. Combustion engine according to claim 7, characterised in that metering pumps (26) driven synchronously by a pump motor (25) are provided to supply fresh vegetable oil containing additives to the engine (1) and always extract the same quantity of vegetable oil from an oil sump (2).
     
    9. Combustion engine according to claim 7 or 8, characterised in that to control the oil regeneration, an electronic control mechanism (22) is provided with which the supply of diesel oil or rapeseed oil methylester to the used vegetable oil extracted from the oil sump (2) can be controlled in accordance with the fuel consumption.
     
    10. Combustion engine according to claims 7 to 9, characterised in that an oil pipe (9) is provided through which the vegetable oil drawn from the oil sump (2) of the engine (1) can be mixed with fresh vegetable oil and diesel oil or rapeseed oil methylester in a mixing device with oil pump (12), and then fed to the injection pump (14) and finally the engine (1) for combustion.
     
    11. Combustion engine according to claims 7 to 10, characterised in that a flow meter (20) is provided which controls the proportion of vegetable oil supplied via the control mechanism (22) to the fuel supplied to the engine (1).
     
    12. Application of the method according to claims 1 to 6 for a combustion engine (1) in a block combined heat and power station.
     


    Revendications

    1. Procédé pour lubrifier et simultanément approvisionner en carburant un moteur à combustion interne (1) avec un récipient (3) pour une huile végétale utilisée comme lubrifiant, un réservoir de carburant (24) et un carter d'huile (2), caractérisé en ce qu'une partie de l'huile végétale fraîche est prélevée de façon dosée du récipient (3), qu'elle est mélangée à des additifs provenant d'un récipient (6) et cette partie de l'huile végétale est conduite au carter d'huile (2) en tant que lubrifiant, une autre partie de l'huile végétale fraîche prélevée du récipient (3), avec l'huile végétale usée soutirée du carter d'huile (2) à travers une conduite d'huile usée (9) et du diesel ou de l'ester de méthyle d'huile de colza provenant du réservoir de carburant (24), est brûlée dans le moteur à combustion interne (1) en tant que carburant.
     
    2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que de l'huile de colza, de l'huile de soja, de l'huile de tournesol ou de l'huile de palme est employée en tant qu'huile végétale.
     
    3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la quantité d'huile végétale conduite au moteur à combustion interne (1) en tant que lubrifiant est réglée en fonction de la quantité d'huile végétale soutirée du carter d'huile (2).
     
    4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la quantité d'huile végétale soutirée du carter d'huile (2) et conduite au moteur à combustion interne (1) est comprise entre 1 et 10 % en volume du carburant, de préférence jusqu'à 2 % en volume.
     
    5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la quantité totale d'huile végétale contenue dans le carburant, constituée de l'huile végétale soutirée du carter d'huile (2) et de l'huile végétale fraîche prélevée du récipient pour l'huile végétale (3) s'élève pour un moteur diesel jusqu'à 5 % en volume.
     
    6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les additifs ajoutés à l'huile végétale sont aussi mis à la disposition du carburant par mélange avec l'huile végétale usée soutirée du carter d'huile (2).
     
    7. Moteur à combustion interne pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 6, avec un réservoir à carburant (24), un récipient (3) pour la transmission dosée d'huile végétale fraîche dans le carter d'huile (2), une conduite d'huile usée (9) prévue pour la dérivation de l'huile végétale usée provenant du carter d'huile (2) et une conduite de carburant (4) munie d'une pompe à carburant (14) pour conduire un mélange de carburant contenant une huile végétale usée vers la combustion dans la chambre de combustion, caractérisé par des récipients (6, 24) pour un concentré d'additifs et pour le diesel ou l'ester de méthyle d'huile de colza, le récipient (6) pour le concentré d'additifs étant relié à une installation de mélange (7) dans laquelle l'huile végétale fraîche provenant du récipient (3) peut être mélangée avec des additifs et peut être ensuite dirigée à travers une conduite d'huile fraîche (8) dans le carter d'huile (2) en tant que lubrifiant, et le récipient (3) pour huile végétale fraîche, le récipient (24) pour le diesel ou l'ester de méthyle d'huile de colza et la conduite d'huile usée (9) étant reliés par une installation de mélange (12) de telle sorte qu'un mélange d'huile végétale fraîche, d'huile végétale usée contenant des additifs et de diesel ou d'ester de méthyle d'huile de colza peut être conduit à la pompe à carburant (14) à travers la conduite de carburant (4).
     
    8. Moteur à combustion interne selon la revendication 7, caractérisé en ce que des pompes de dosage (26) actionnées de façon synchrone par un moteur de pompe (25) sont prévues pour amener de l'huile végétale fraîche contenant des additifs dans le moteur (1) et pour le prélèvement d'un carter d'huile (2) de quantités toujours identiques d'huile végétale.
     
    9. Moteur à combustion interne selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce qu'une commande électronique (22) est prévue pour le contrôle du renouvellement de l'huile, avec laquelle l'apport du diesel ou de l'ester de méthyle d'huile de colza à l'huile végétale usée soutirée d'un carter d'huile (2) peut être contrôlé en fonction de la consommation de carburant.
     
    10. Moteur à combustion interne selon les revendications 7 à 9, caractérisé en ce qu'une conduite d'huile (9) est prévue, à travers laquelle l'huile végétale soutirée du carter d'huile (2) du moteur (1) peut être mélangée dans une installation de mélange munie d'une pompe à huile (12) avec de l'huile végétale fraîche et du diesel ou de l'ester de méthyle d'huile de colza, puis peut être transmise à la pompe d'injection (14) et, ensuite, au moteur (1) pour la combustion.
     
    11. Moteur à combustion interne selon les revendications 7 à 10, caractérisé en ce qu'un débitmètre (20) est prévu qui règle à l'aide de la commande (22) la quantité de l'huile végétale dans le carburant transmis au moteur (1).
     
    12. Utilisation du procédé selon les revendications 1 à 6 pour un moteur à combustion interne (1) dans un bloc de chauffage.
     




    Zeichnung