DE102010055133A1

DE102010055133A1 - Drive-unit for motor car, has lubricant circuit that runs over lubrication points of drive-unit and heat-exchanger, where exhaust gas flow of internal combustion engine is guided via heat-exchanger that is arranged in engine compartment

Info

Publication number: DE102010055133A1
Application number: DE102010055133A
Authority: DE
Inventors: Lothar SEYBOLD; Ioannis LAZARIDIS
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2010-12-18
Filing date: 2010-12-18
Publication date: 2012-06-21

Abstract

The drive-unit has a lubricant circuit that runs over lubrication points of the drive-unit and a heat-exchanger (10) i.e. transmission oil-cooler. An exhaust gas flow of an internal combustion engine (1) is guided via the heat-exchanger, which is arranged in an engine compartment (14) of a motor car. The heat-exchanger is mounted at a gear box (3) driven by the combustion engine, and includes a wall between an exhaust gas-carrying channel (8) and an oil sump (16). A control element i.e. flap (13), is mechanically connected with a temperature-dependent deformable element. The internal combustion engine is designed as a petrol engine or a diesel engine.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Antriebsaggregat für ein Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine und einem Schmierstoffkreislauf, der über eine oder mehrere Schmierstellen des Antriebsaggregats und einen Wärmetauscher verläuft. Ein solches Antriebsaggregat ist aus DE 103 32949 A1 bekannt.The present invention relates to a drive unit for a motor vehicle with an internal combustion engine and a lubricant circuit, which runs over one or more lubrication points of the drive unit and a heat exchanger. Such a drive unit is off DE 103 32949 A1 known.

Der Wärmetauscher dieses herkömmlichen Antriebsaggregats ist ein Getriebeölkühler, in dem ein Wärmeaustausch zwischen Getriebeöl und einem Kühlmittel stattfindet, um eine Überhitzung des Getriebeöls beim Betrieb unter hoher Last zu vermeiden.The heat exchanger of this conventional power plant is a transmission oil cooler, in which a heat exchange between transmission oil and a coolant takes place in order to avoid overheating of the transmission oil during operation under high load.

Die Fließ- und Schmiereigenschaften des Getriebeöls sind temperaturabhängig. Bei einem Kaltstart des Antriebsaggregats ist das Getriebeöl in der Regel zäh und schwierig an die während eines vorhergehenden Stillstands des Antriebsaggregats evtl. trocken gefallenen Schmierstellen zu verteilen. Die Zeitspanne zwischen dem Starten des Antriebsaggregats und dem Erreichen einer geeigneten Betriebstemperatur des Getriebeöls trägt daher überproportional zum Verschleiß des Antriebsaggregats bei, außerdem verursacht die in dieser Zeit eventuell unbefriedigende Schmierung einen im Vergleich zum Dauerbetrieb erhöhten Kraftstoffverbrauch.The flow and lubrication properties of the gear oil are temperature-dependent. In a cold start of the drive unit, the transmission oil is usually tough and difficult to distribute the possibly dry fallen during a previous shutdown of the drive unit lubrication points. The period between the start of the drive unit and the achievement of a suitable operating temperature of the transmission oil therefore contributes disproportionately to the wear of the drive unit, also causes the possibly unsatisfactory in this time lubrication in comparison to continuous operation increased fuel consumption.

Die Aufgabe der Erfindung ist, ein Antriebsaggregat zu schaffen, bei dem die Phase zwischen dem Starten des Antriebsaggregats und dem Erreichen einer brauchbaren Betriebstemperatur des Schmierstoffes verkürzt ist.The object of the invention is to provide a drive unit in which the phase between the starting of the drive unit and the achievement of a usable operating temperature of the lubricant is shortened.

Die Aufgabe wird gelöst, indem bei einem Antriebsaggregat für ein Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine und einem Schmierstoffkreislauf, der über eine oder mehrere Schmierstellen des Antriebsaggregats und einen Wärmetauscher verläuft, ein Abgasstrom der Brennkraftmaschine über den Wärmetauscher geführt ist. Dieses Abgas hat bereits kurze Zeit nach dem Start der Brennkraftmaschine eine hohe Temperatur, die es erlaubt, den noch kalten Schmierstoff über den Wärmetauscher aufzuheizen. So gelangt dieser schnell auf eine Betriebstemperatur, die eine befriedigende Schmierung gewährleistet.The object is achieved by an exhaust gas flow of the internal combustion engine is guided via the heat exchanger in a drive unit for a motor vehicle with an internal combustion engine and a lubricant circuit, which runs over one or more lubrication points of the drive assembly and a heat exchanger. This exhaust gas has a short time after the start of the internal combustion engine, a high temperature, which allows to heat the still cold lubricant through the heat exchanger. This quickly reaches an operating temperature that ensures satisfactory lubrication.

Um die Menge des benötigten Schmierstoffs gegenüber einem herkömmlichen Antriebsaggregat ohne Wärmetauscher möglichst wenig zu erhöhen, und um eine schnelle Erwärmung des in dem Antriebsaggregat zirkulierenden Schmierstoffs zu gewährleisten, sollten Leitungen, die den Wärmetauscher in den Schmierstoffkreislauf einbinden, möglichst kurz sein, d. h. der Wärmetauscher sollte möglichst nah an den Schmierstellen des Antriebsaggregats und auf jeden Fall im Motorraum des Kraftfahrzeugs angeordnet sein.In order to increase the amount of lubricant required as little as possible compared to a conventional drive unit without a heat exchanger, and to ensure rapid heating of the circulating in the drive unit lubricant, lines that incorporate the heat exchanger in the lubricant circuit should be as short as possible, d. H. the heat exchanger should be arranged as close as possible to the lubrication points of the drive unit and in any case in the engine compartment of the motor vehicle.

Wenigstens eine der Schmierstellen kann in der Brennkraftmaschine selber enthalten sein. In diesem Fall ist auch der Wärmetauscher zweckmäßigerweise an der Brennkraftmaschine montiert.At least one of the lubrication points can be contained in the internal combustion engine itself. In this case, the heat exchanger is expediently mounted on the internal combustion engine.

Alternativ kann auch wenigstens eine der Schmierstellen in einem der von der Brennkraftmaschine angetriebenen Getriebe wie etwa einem manuell oder automatisch geschalteten Stufengetriebe enthalten sein. Dann sollte der Wärmetauscher zweckmäßigerweise an dem Getriebe montiert sein.Alternatively, at least one of the lubrication points in one of the engine-driven transmission, such as a manually or automatically connected step transmission may be included. Then the heat exchanger should be conveniently mounted on the transmission.

Der Wärmetauscher kann ein eigenständiges Bauteil mit Anschlüssen für den Zu und Abfluss des Abgases bzw. des Schmierstoffs sein. Alternativ kann der Wärmetauscher aber auch unmittelbar in die Brennkraftmaschine oder das Getriebe integriert sein, insbesondere, indem der Wärmetauscher eine Wand zwischen einem abgasdurchströmten Kanal und einem Schmierstoffsumpf der Brennkraftmaschine oder des Getriebes umfasst.The heat exchanger can be an independent component with connections for the inflow and outflow of the exhaust gas or the lubricant. Alternatively, however, the heat exchanger can also be integrated directly into the internal combustion engine or the transmission, in particular by the heat exchanger comprising a wall between a channel through which an exhaust gas flows and a lubricant sump of the internal combustion engine or the transmission.

Insbesondere wenn der Wärmetauscher ein von der Brennkraftmaschine oder dem Getriebe getrenntes, eigenständiges Bauteil ist, kann der Schmierstoffkreislauf zweckmäßigerweise eine Schmierstoffpumpe zum Antreiben der Zirkulation des Schmierstoffs zwischen der Brennkraftmaschine oder dem Getriebe einerseits und dem Wärmetauscher andererseits umfassen. Eine solche Schmierstoffpumpe kann insbesondere eine in das Getriebe integrierte Zahnradpumpe, insbesondere vom in DE 10 2007 041 318 A1 beschriebenen Typ, oder eine Turbine des in der nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung DE 10 2010 005 821 A1 beschriebenen Typs sein.In particular, when the heat exchanger is a separate component separate from the internal combustion engine or the transmission, the lubricant circuit may conveniently comprise a lubricant pump for driving the circulation of the lubricant between the internal combustion engine or the transmission on the one hand and the heat exchanger on the other. Such a lubricant pump may, in particular, a gear pump integrated in the transmission, in particular from the in DE 10 2007 041 318 A1 type described, or a turbine of the non-prepublished patent application DE 10 2010 005 821 A1 be described type.

Ein Abgaskatalysator oder ein Partikelfilter kann an dem Abgasstrom stromaufwärts vom Wärmetauscher angeordnet sein, so dass er früher als der Wärmetauscher von dem Abgas erwärmt wird und schnell seine Betriebstemperatur erreicht. Dies ist insbesondere im Falle eines Partikelfilters auch deswegen sinnvoll, weil dieser für eine Regeneration auf eine Temperatur von mehreren 100°C erhitzt wird, der der Schmierstoff im Wärmetauscher nicht ausgesetzt werden sollte.An exhaust catalyst or particulate filter may be disposed on the exhaust stream upstream of the heat exchanger so that it is heated earlier than the heat exchanger by the exhaust gas and rapidly reaches its operating temperature. This is particularly useful in the case of a particulate filter because it is heated to a temperature of several 100 ° C for regeneration, which should not be exposed to the lubricant in the heat exchanger.

Um den Weg des Abgases kurz und folglich den Platzbedarf einer den Abgasstrom führenden Leitung gering zu halten, kann es aber auch zweckmäßig sein, den Wärmetauscher stromaufwärts vom Abgaskatalysator oder vom Partikelfilter anzubringen. In diesem Falle empfiehlt es sich allerdings, den Partikelfilter für seine Regeneration nicht durch Zufuhr von extrem heißem Abgas, sondern z. B. elektrisch zu beheizen.In order to keep the path of the exhaust gas short and consequently the space requirement of a line leading the exhaust gas stream low, it may also be expedient to attach the heat exchanger upstream of the exhaust gas catalytic converter or of the particle filter. In this case, it is recommended, however, the particulate filter for its regeneration not by supplying extremely hot exhaust gas, but z. B. to heat electrically.

Um die Beheizung des Schmierstoffs über den Abgasstrom beenden zu können, wenn der Schmierstoff eine geeignete Betriebstemperatur erreicht hat, umfasst eine den Abgasstrom führende Leitung vorzugsweise einen über den Wärmetauscher laufenden Zweig, einen an dem Wärmetauscher vorbeilaufenden Zweig und ein Steuerelement zum Lenken des Abgasstroms auf einen der zwei Zweige.To stop the heating of the lubricant via the exhaust gas flow when the Lubricant has reached a suitable operating temperature, a line carrying the exhaust gas stream preferably comprises a branch passing through the heat exchanger, a branch passing by the heat exchanger and a control element for directing the exhaust gas flow to one of the two branches.

Ein solches Steuerelement kann mit einem temperaturabhängig verformbaren Element mechanisch verbunden sein, um durch dieses betätigt zu werden. Ein solches verformbares Element kann in thermischen Kontakt mit dem in dem Schmierstoffkreislauf zirkulierenden Schmierstoff oder mit dem Abgas stehen. In ersterem Fall sollte das verformbare Element eine geringe Wärmekapazität haben und der thermische Kontakt eng sein, damit sich die Temperatur des verformbaren Elements auch während des Aufheizens wenig von der des Schmierstoffs unterscheidet, und das temperaturabhängig verformbare Element kann ausgelegt sein, um den Abgasstrom am Wärmetauscher vorbeizulenken, sobald der Schmierstoff eine vorgegebene Temperatur tatsächlich erreicht hat. Im zweiten Falle ist die Zeit, die der Abgasstrom benötigt, um eine im Wesentlichen stationäre Temperatur zu erreichen, deutlich kürzer als die Zeitspanne, in der der Schmierstoff seine Betriebstemperatur erreicht; daher sollte hier das verformbare Element eine große Wärmekapazität haben und/oder von dem Abgasstrom durch eine Dämmschicht getrennt sein, um den Zeitpunkt, an dem das verformbare Element das Steuerelement betätigt, so lange hinauszuzögern, wie der Schmierstoff normalerweise zum Warmwerden braucht.Such a control can be mechanically connected to a temperature-dependent deformable element to be actuated by this. Such a deformable element may be in thermal contact with the lubricant circulating in the lubricant circuit or with the exhaust gas. In the former case, the deformable element should have a low heat capacity and the thermal contact should be tight so that the temperature of the deformable element also during heating little different from that of the lubricant, and the temperature-dependent deformable element may be designed to the exhaust gas flow to the heat exchanger as soon as the lubricant has actually reached a specified temperature. In the second case, the time required for the exhaust gas flow to reach a substantially steady state temperature is significantly shorter than the time that the lubricant reaches its operating temperature; therefore, here the deformable element should have a high heat capacity and / or be separated from the exhaust flow by an insulating layer to delay the time at which the deformable element actuates the control as long as the lubricant normally needs to warm.

Natürlich kommt auch eine elektrische Ansteuerung des Steuerelements, z. B. mit Hilfe eines Mikroprozessors oder der gleichen, in Betracht.Of course, an electrical control of the control, z. B. by means of a microprocessor or the like, into consideration.

Anstelle einer verzweigten, eine Umgehung des Wärmetauschers ermöglichenden Abgasleitung kann auch im Schmierstoffkreis ein Ventil vorgesehen sein, das es erlaubt, wahlweise den Wärmetauscher oder wenigstens eine den Wärmetauscher umgehende Leitung mit Schmierstoff zu beaufschlagen.Instead of a branched, a bypass of the heat exchanger enabling exhaust pipe, a valve may be provided in the lubricant circuit, which allows to selectively apply the heat exchanger or at least one line bypassing the heat exchanger with lubricant.

In einer den Wärmetauscher umgehenden Leitung kann ein Schmierstoffkühler vorgesehen sein.A lubricant cooler may be provided in a line bypassing the heat exchanger.

Durch wahlweises Beaufschlagen mit Frischluft oder mit Abgas kann ein einziger Wärmetauscher auch je nach Bedarf als Heizeinrichtung zum Erwärmen des Schmierstoffs oder als Schmierstoffkühler nutzbar gemacht werden.By selectively applying fresh air or with exhaust gas, a single heat exchanger can also be used as required for heating the lubricant or as a lubricant cooler as needed.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of embodiments with reference to the accompanying figures. Show it:

1 ein Blockdiagramm eines Antriebsaggregats gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung; 1 a block diagram of a drive unit according to a first embodiment of the invention;

2 ein Blockdiagramm eines Antriebsaggregats gemäß einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung; und 2 a block diagram of a drive unit according to a second embodiment of the invention; and

3 einen schematischen Schnitt durch ein Kurbelwellen- oder Getriebegehäuse mit integriertem Wärmetauscher; 3 a schematic section through a crankshaft or gear housing with integrated heat exchanger;

4 ein Blockdiagramm eines Antriebsaggregats gemäß einer dritten Ausgestaltung der Erfindung; und. 4 a block diagram of a drive unit according to a third embodiment of the invention; and.

5 ein Blockdiagramm eines Antriebsaggregats gemäß einer vierten Ausgestaltung der Erfindung 5 a block diagram of a drive unit according to a fourth embodiment of the invention

1 zeigt schematisch ein Antriebsaggregat für ein Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine 1, einem von der Brennkraftmaschine 1 über eine Kupplung 2 angetriebenen Getriebe 3 und einer Abtriebswelle 4 des Getriebes 3, die Räder des Kraftfahrzeugs über ein nicht gezeigtes Differential antreibt. Die Brennkraftmaschine kann insbesondere ein Ottomotor oder ein Dieselmotor sein, der das Kraftfahrzeug allein oder als Teil eines Hybridaggregats antreibt. Im folgenden wird im Wesentlichen nur der Ottomotor betrachtet, da dessen relativ heiße Abgase für die Anwendung der vorliegenden Erfindung besonders geeignet sind; auf Besonderheiten bei der Anwendung auf einen Dieselmotor wird ggf. hingewiesen. 1 schematically shows a drive unit for a motor vehicle with an internal combustion engine 1 , one of the internal combustion engine 1 via a clutch 2 driven gear 3 and an output shaft 4 of the transmission 3 which drives wheels of the motor vehicle via a differential, not shown. The internal combustion engine may in particular be a gasoline engine or a diesel engine, which drives the motor vehicle alone or as part of a hybrid unit. In the following, essentially only the gasoline engine is considered, since its relatively hot exhaust gases are particularly suitable for the application of the present invention; Special features in the application to a diesel engine may be noted.

An einer von der Brennkraftmaschine 1 ausgehenden Abgasleitung 5 sind der Reihe nach angeordnet: ein Abgaskatalysator 6 zur Verringerung von Kohlenmonoxid und Stickoxiden in dem Abgasstrom (wenn die Brennkraftmaschine ein Dieselmotor ist, wird anstelle des Abgaskatalysators 6 im Allgemeinen ein Partikelfilter vorgesehen sein), eine Gabelung 7, zwei an die Gabelung 7 anschließende, parallele Leitungsabschnitte 8, 9, von denen einer, 8, über einen Wärmetauscher 10 verläuft, eine Vereinigungsstelle 11, an der die Leitungsabschnitte 8, 9 wieder aufeinander treffen, und ein Auspufftopf 12. Eine Klappe 13, die verstellbar ist, um den Abgasstrom wahlweise über den Leitungsabschnitt 8 oder den Leitungsabschnitt 9 zu lenken, ist an der Gabelung 7 gezeigt; sie könnte aber auch an der Vereinigungsstelle 11 vorgesehen sein. Eine strichpunktierte Linie symbolisiert die Grenze des Motorraums 14 des Kraftfahrzeugs, in dem mit Ausnahme des Auspufftopfs 12 alle oben erwähnten, an der Abgasleitung 5 angeordneten Komponenten untergebracht sind.At one of the internal combustion engine 1 outgoing exhaust pipe 5 are arranged in order: an exhaust gas catalyst 6 for reducing carbon monoxide and nitrogen oxides in the exhaust stream (if the engine is a diesel engine, instead of the exhaust catalyst 6 generally a particulate filter may be provided), a fork 7 , two at the fork 7 subsequent, parallel line sections 8th . 9 one of which, 8th , via a heat exchanger 10 runs, a union office 11 at the pipe sections 8th . 9 meet again, and a muffler 12 , A flap 13 , which is adjustable to the exhaust gas flow optionally over the line section 8th or the pipe section 9 to steer is at the crotch 7 shown; but it could also be at the association office 11 be provided. A dot-dash line symbolizes the border of the engine compartment 14 of the motor vehicle in which, with the exception of the muffler 12 all mentioned above, on the exhaust pipe 5 arranged components are housed.

Die Brennkraftmaschine 1 hat in dem Fachmann vertrauter und in der Fig. daher nicht im Detail dargestellter Weise ein Kurbelwellengehäuse, dessen Bodenbereich von einem Ölsumpf eingenommen wird. Schmierstellen der Brennkraftmaschine 1 wie etwa zwischen Kolbenmänteln und Zylinderwänden oder an Gelenken der die Kolben mit der Kurbelwelle verbindenden Pleuelstangen sind durch einen Ölnebel geschmiert, der beim Eintauchen der Kurbelwelle in den Ölsumpf entsteht. Um andere Schmierstellen wie etwa die Lager der Kurbelwelle oder einer Nockenwelle zu versorgen, ist eine Ölpumpe 15 vorgesehen. Die Ölpumpe 15 kann insbesondere eine an die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine 1 gekoppelte Zahnradpumpe sein. Die Ölpumpe 15 saugt das Öl aus dem Ölsumpf 16 über den Wärmetauscher 10 an, wo es von dem hindurchströmenden Abgas erwärmt wird. Das Öl ist daher, wenn es die Ölpumpe 15 erreicht, bereits kurze Zeit nach dem Start der Brennkraftmaschine 1 auf eine Temperatur vorgewärmt, bei der es dünnflüssig und leicht zu pumpen ist, Es kann daher bereits kurze Zeit nach dem Starten an den über die Ölpumpe 15 versorgten Lagern der Brennkraftmaschine 1 ein für eine wirksame Schmierung ausreichender Öldruck bereitgestellt werden.The internal combustion engine 1 has in the expert and familiar in the Fig. Therefore, not in detail shown a crankshaft housing whose bottom portion is occupied by an oil sump. Lubrication points of the internal combustion engine 1 such as between piston shrouds and cylinder walls or at joints of the connecting rods connecting the pistons with the crankshaft are lubricated by an oil mist, which arises when the crankshaft plunges into the oil sump. To supply other lubrication points, such as crankshaft bearings or a camshaft, is an oil pump 15 intended. The oil pump 15 can in particular one to the crankshaft of the internal combustion engine 1 be coupled gear pump. The oil pump 15 sucks the oil from the oil sump 16 over the heat exchanger 10 where it is heated by the flowing exhaust gas. The oil is therefore when it is the oil pump 15 reached, already a short time after the start of the internal combustion engine 1 preheated to a temperature at which it is fluid and easy to pump, it can therefore already a short time after starting to the over the oil pump 15 supplied bearings of the internal combustion engine 1 be provided for effective lubrication sufficient oil pressure.

Der Wärmetauscher 10 kann eine weitgehend beliebige an sich bekannte Bauform haben, z. B. kann es sich um einen Lamellen- oder Drahtgitterwärmetauscher handeln, bei dem eine mäandernd geformte Rohrleitung, in der das Öl zirkuliert, durch quer zu Abschnitten der Leitung verlaufende und die Abschnitte untereinander verbindende metallische Lamellen oder Drähte versteift ist, und das heiße Abgas durch Zwischenräume zwischen den Lamellen oder Drähten zirkuliert. Denkbar ist auch eine Bauform, bei der eine Ölleitung sich in Längsrichtung des Leitungsabschnitts 8 konzentrisch in dessen Innerem erstreckt und radial von der Ölleitung abstehende Lamellen diese in dem Leitungsabschnitt 8 fixieren und gleichzeitig den Wärmeaustausch mit dem Abgas intensivieren.The heat exchanger 10 can have a largely arbitrary known per se, z. B. it may be a lamellar or wire mesh heat exchanger in which a meandering shaped pipe in which circulates the oil is stiffened by extending transversely to sections of the line and the sections interconnecting metallic fins or wires, and the hot exhaust gas through Intermediate spaces between the slats or wires circulates. Also conceivable is a design in which an oil line in the longitudinal direction of the line section 8th concentrically extending in the interior and radially projecting from the oil line fins this in the line section 8th fix and at the same time intensify the heat exchange with the exhaust gas.

1 zeigt den Wärmetauscher 10 in unmittelbarer Nachbarschaft zur Brennkraftmaschine 1. Die Ölpumpe 15 ist der Übersichtlichkeit der Darstellung zuliebe getrennt von der Brennkraftmaschine 1 gezeigt, ist aber vorzugsweise wie der Wärmetauscher 10 unmittelbar an der Brennkraftmaschine 1 angeordnet und vorzugsweise auch an dieser befestigt, um die Leitungen 17, auf denen das Öl außerhalb der Brennkraftmaschine 1 zirkuliert, kurz und ihr Volumen sowie an ihnen auftretende Wärmeverluste gering zu halten. 1 shows the heat exchanger 10 in the immediate vicinity of the internal combustion engine 1 , The oil pump 15 For the sake of clarity, the illustration is separate from the internal combustion engine 1 but is preferably like the heat exchanger 10 directly on the internal combustion engine 1 arranged and preferably also attached to this, to the lines 17 on which the oil outside the internal combustion engine 1 circulates, short and to keep their volume and heat losses occurring to them low.

Ein direkter, enger Kontakt auch der Verzweigung 7 mit der Brennkraftmaschine 1 erlaubt es, die Klappe 13 mittels eines unmittelbar durch den Kontakt mit der Brennkraftmaschine 1 erwärmtes temperaturabhängig verformbares Element wie etwa ein Bimetallelement zu steuern.A direct, close contact also of the branching 7 with the internal combustion engine 1 it allows the flap 13 by means of a directly by the contact with the internal combustion engine 1 to control heated temperature-dependent deformable element such as a bimetallic element.

Wenn die Verzeigung nicht unmittelbar an der Brennkraftmaschine 1 angeordnet ist, kann das temperaturabhängig verformbare Element auch durch thermischen Kontakt mit dem durch die Verzweigung 7 strömenden Abgas erwärmt werden, wobei in diesem Fall eine isolierende Schicht zwischen dem Abgas und dem verformbaren Element zweckmäßig ist, um dessen Erwärmung zu verzögern.If the branch is not directly on the internal combustion engine 1 is arranged, the temperature-dependent deformable element may also be by thermal contact with the through the branch 7 flowing exhaust gas are heated, in which case an insulating layer between the exhaust gas and the deformable element is useful to delay its heating.

Natürlich kommt auch eine Ansteuerung der Klappe 13 über einen von einer elektronischen Steuereinheit betätigten Aktor in Betracht. Eine herkömmliche Motorsteuereinheit kann für diese Aufgabe mit wenig Aufwand angepasst werden, da sie üblicherweise bereits mit einem Fühler zur Erfassung der Öltemperatur verbunden ist.Of course, also comes a control of the door 13 via an actuated by an electronic control unit actuator into consideration. A conventional engine control unit can be adapted for this task with little effort, since it is usually already connected to a sensor for detecting the oil temperature.

2 zeigt eine zweite Ausgestaltung des Antriebsaggregats. Auch hier sind, wie mit Bezug auf 1 erläutert, an einer von der Brennkraftmaschine 1 ausgehenden Abgasleitung 5 nacheinander ein Abgaskatalysator 6, eine Gabelung 7 mit einer steuerbaren Klappe 13, zwei parallele Leitungsabschnitte 8, 9, eine Vereinigungsstelle 11 und ein Auspufftopf 12 angeordnet. Ein an dem Leitungsabschnitt 8 angebrachter Wärmetauscher 18 ist in unmittelbarem Kontakt mit dem Gehäuse des Getriebes 3 montiert, und eine Ölpumpe 15 treibt einen Ölkreislauf an, der ausgehend von einem Ölsumpf 19 des Getriebes 3 über den Wärmetauscher 18 und die Ölpumpe 15 zu Schmierstellen des Getriebes 3, insbesondere zu den Lagern seiner Wellen, und zurück zum Ölsumpf 19 verläuft. Die Ölpumpe 15 kann eine außerhalb des Getriebes 3 angeordnete und über eine aus dem Getriebe 3 herausgeführte Welle wie etwa 4 oder die Getriebe-Antriebswelle angetriebene Zahnradpumpe sein; vorzugsweise ist sie unmittelbar in das Getriebe 3 integriert, z. B. in Form einer Zahnradpumpe des aus DE 10 2007 041 318 A1 bekannten Typs oder einer Turbine wie in DE 10 2010 005 821 A1 beschrieben. 2 shows a second embodiment of the drive unit. Again, as related to 1 explained at one of the internal combustion engine 1 outgoing exhaust pipe 5 successively an exhaust gas catalyst 6 a fork 7 with a controllable flap 13 , two parallel line sections 8th . 9 , a union office 11 and a muffler 12 arranged. One on the line section 8th mounted heat exchanger 18 is in direct contact with the housing of the transmission 3 mounted, and an oil pump 15 drives an oil circuit that starts from an oil sump 19 of the transmission 3 over the heat exchanger 18 and the oil pump 15 to lubrication points of the gearbox 3 especially to the bearings of its waves, and back to the oil sump 19 runs. The oil pump 15 Can one outside the transmission 3 arranged and about one from the transmission 3 led out wave such as 4 or the transmission drive shaft driven gear pump; preferably, it is directly in the transmission 3 integrated, z. B. in the form of a gear pump of DE 10 2007 041 318 A1 known type or a turbine as in DE 10 2010 005 821 A1 described.

Die zweite Ausgestaltung ist insbesondere dann von Interesse, wenn das Getriebe 3 ein Automatikgetriebe oder ein Getriebe eines Hybrid-Abtriebsaggregats ist, da diese Getriebetypen bei zu niedriger Öltemperatur besonders hohe Verluste aufweisen.The second embodiment is of particular interest when the transmission 3 an automatic transmission or a transmission of a hybrid power take-off unit is because these types of gear have particularly high losses at low oil temperature.

Selbstverständlich können die Ausgestaltungen der 1 und 2 miteinander kombiniert werden, insbesondere indem beide Wärmetauscher 10, 18 parallel oder in Reihe an demselben Leitungsabschnitt 8 angebracht sind.Of course, the embodiments of the 1 and 2 be combined with each other, in particular by both heat exchangers 10 . 18 parallel or in series on the same line section 8th are attached.

Um Leitungslänge und Volumen des Ölkreislaufs zu minimieren, kann es zweckmäßig sein, auch den Wärmetauscher 10 bzw. 18 selbst unmittelbar in ein Gehäuse 20 der Brennkraftmaschine 1 oder des Getriebes 3 zu integrieren, wie in 3 in einer schematischen Schnittdarstellung gezeigt. Zu sehen ist ein unterer Bereich des Gehäuses 20 mit dem darin gebildeten Ölsumpf 16 bzw. 19. Eine Linie 21 bezeichnet den Ölspiegel des Ölsumpfes 16, 19 bei stillstehender Brennkraftmaschine 1. Eine Wand des Gehäuses 20 erstreckt sich kreisbogenförmig um eine Achse 22, um die im Falle des Motors 1 die Kurbelwelle oder im Falle des Getriebes 3 eine beliebige mit in den Ölsumpf 19 eintauchenden Zahnrädern besetzte Welle rotiert. Der Leitungsabschnitt 8 der Abgasleitung 5 ist in die Wand des Gehäuses 20 integriert und erstreckt sich beiderseits des Ölsumpfes 16, 19 parallel zur Achse 22. Ein Wandabschnitt 23, der den Leitungsabschnitt 8 vom Ölsumpf 16, 19 trennt, ist dünner als andere Wandabschnitte 24, 25 des Gehäuses 20, um den Wärmaustausch zwischen dem Abgas und den Ölsumpf 19 direkt durch den Wandabschnitt 23 hindurch zu begünstigen.In order to minimize line length and volume of the oil circuit, it may be appropriate, including the heat exchanger 10 respectively. 18 even directly in a housing 20 the internal combustion engine 1 or the transmission 3 to integrate, as in 3 in a schematic sectional view shown. You can see a lower part of the case 20 with the oil sump formed therein 16 respectively. 19 , A line 21 refers to the oil level of the oil sump 16 . 19 with the internal combustion engine stopped 1 , A wall of the housing 20 extends in a circular arc around an axis 22 in the case of the engine 1 the crankshaft or in the case of the transmission 3 Any with in the oil sump 19 submerged gears rotating shaft rotates. The pipe section 8th the exhaust pipe 5 is in the wall of the housing 20 integrated and extends on both sides of the oil sump 16 . 19 parallel to the axis 22 , A wall section 23 that the line section 8th from the oil sump 16 . 19 separates, is thinner than other wall sections 24 . 25 of the housing 20 to the heat exchange between the exhaust gas and the oil sump 19 directly through the wall section 23 through to favor.

Die Anordnung des Leitungsabschnitts 8 beiderseits des Ölsumpfes 19 ist einerseits platzsparend, andererseits ermöglicht sie einen Wärmeaustausch auf großer Fläche zumindest solange, wie der Ölspiegel 21 hoch ist oder das Öl im Ölsumpf kalt und zäh ist und am Wandabschnitt 23 haften bleibt. Wenn im stationären Betrieb das Öl in der Brennkraftmaschine 1 bzw. dem Getriebe 3 verteilt ist, ist der Ölspiegel 21 wesentlich niedriger, und der in dem Sumpf 16, 19 verbleibende Rest an dann warmem Öl kann überschüssige Wärme über den mittig am Boden des Gehäuses 20 angeordneten Wandabschnitt 24 abgeben.The arrangement of the line section 8th on both sides of the oil sump 19 on the one hand saves space, on the other hand it allows heat exchange on a large area at least as long as the oil level 21 is high or the oil in the sump is cold and tough and on the wall section 23 sticks. When in stationary operation, the oil in the internal combustion engine 1 or the transmission 3 is distributed, is the oil level 21 much lower, and that in the marsh 16 . 19 remaining residue at then warm oil can dissipate excess heat over the center of the bottom of the case 20 arranged wall section 24 submit.

4 zeigt in einer zu 1 und 2 analogen Darstellung ein Antriebsaggregat gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung. Komponenten dieser Ausgestaltung, die bereits mit Bezug auf die vorherigen Ausgestaltungen behandelten entsprechen, tragen gleiche Bezugszeichen wie diese und werden nicht erneut erläutert. Am Ausgang des Ölsumpfs 16 ist ein Wegeventil 26 angeordnet, das durch ein temperaturabhängig verformbares Element oder ein elektronisches Motorsteuergerät gesteuert ist. Wenn die Temperatur des Öls im Ölsumpf unter einem ersten, niedrigen Grenzwert liegt, lenkt das Wegeventil 26 das Öl zu dem Wärmetauscher, der bei dieser Ausgestaltung an der unverzweigten Abgasleitung 5 angeordnet sein kann, um es im Kontakt mit dem Abgas zu erwärmen. Liegt die Öltemperatur zwischen dem ersten und einem zweiten, höheren Grenzwert, dann lenkt das Wegeventil 26 das Öl direkt zur Pumpe 15 über einen Leitungsabschnitt 27. Bei Überschreitung auch des zweiten Grenzwerts wird das Öl über einen Ölkühler 28 geleitet. 4 shows in one too 1 and 2 analog representation of a drive unit according to a further embodiment of the invention. Components of this embodiment, which are already treated with reference to the previous embodiments, bear the same reference numerals as these and will not be explained again. At the exit of the oil sump 16 is a directional valve 26 arranged, which is controlled by a temperature-dependent deformable element or an electronic engine control unit. When the temperature of the oil in the sump is below a first, low limit, the directional control valve will steer 26 the oil to the heat exchanger, in this embodiment, the unbranched exhaust pipe 5 may be arranged to heat it in contact with the exhaust gas. If the oil temperature is between the first and a second, higher limit, then the directional control valve steers 26 the oil directly to the pump 15 over a line section 27 , If the second limit is exceeded, the oil will pass through an oil cooler 28 directed.

Bei der in 5 gezeigten Abwandlung der ersten Ausgestaltung sind in dem Leitungsabschnitt 8 zwei weitere Klappen 29, 30 vorgesehen, die es erlauben, den Wärmetauscher 10 vom Abgasstrom abzusperren und ihn stattdessen einem Kühlluftstrom über eine Leitung 31 auszusetzen. So kann der Wärmetauscher 10 je nach Öltemperatur zum Erwärmen oder zum Kühlen des Öls dienen.At the in 5 shown modification of the first embodiment are in the line section 8th two more flaps 29 . 30 provided that allow the heat exchanger 10 Shut off the exhaust flow and instead a cooling air flow via a line 31 suspend. So can the heat exchanger 10 Depending on the oil temperature for heating or for cooling the oil serve.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: BrennkraftmaschineInternal combustion engine
22: Kupplungclutch
33: Getriebetransmission
44: Abtriebswelleoutput shaft
55: Abgasleitungexhaust pipe
66: Abgaskatalysatorcatalytic converter
77: Gabelungcrotch
88th: Leitungsabschnittline section
99: Leitungsabschnittline section
1010: Wärmetauscherheat exchangers
1111: Vereinigungsstelleassociation office
1212: Auspufftopfmuffler
1313: Klappeflap
1414: Motorraumengine compartment
1515: Ölpumpeoil pump
1616: Ölsumpfoil sump
1717: Leitungmanagement
1818: Wärmetauscherheat exchangers
1919: Ölsumpfoil sump
2020: Gehäusecasing
2121: Ölspiegeloil level
2222: Achseaxis
2323: Wandabschnittwall section
2424: Wandabschnittwall section
2525: Wandabschnittwall section
2626: Wegeventilway valve
2727: Leitungsabschnittline section
2828: Ölkühleroil cooler
2929: Klappeflap
3030: Klappeflap
3131: Leitungmanagement

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10332949 A1 [0001]
DE 102007041318 A1 [0010, 0033]
DE 102010005821 A1 [0010, 0033]

Claims

Drive unit for a motor vehicle with an internal combustion engine ( 1 ) and a lubricant circuit, which via one or more lubrication points of the drive unit and a heat exchanger ( 10 ; 18 ), characterized in that an exhaust gas flow of the internal combustion engine ( 1 ) over the heat exchanger ( 10 ; 18 ) is guided.

Drive unit according to one of the preceding claims, characterized in that the heat exchanger ( 10 ; 18 ) in the engine compartment ( 14 ) of the motor vehicle is arranged.

Drive unit according to claim 1 or 2, characterized in that at least one of the lubrication points in the internal combustion engine ( 1 ) is included.

Drive unit according to claim 3, characterized in that the heat exchanger ( 10 ) on the internal combustion engine ( 1 ) is mounted.

Drive unit according to claim 1, 2 or 3, characterized in that at least one of the lubrication points in one of the internal combustion engine ( 1 ) driven gear ( 3 ) is included.

Drive unit according to claim 5, characterized in that the heat exchanger ( 18 ) on the transmission ( 3 ) is mounted.

Drive unit according to one of the preceding claims, characterized in that the heat exchanger is a wall ( 23 ) between a channel through which exhaust gas flows ( 8th ) and a lubricant sump ( 16 ; 19 ).

Drive unit according to one of claims 1 to 6, characterized in that the lubricant circuit a lubricant pump ( 15 ).

Drive unit according to one of the preceding claims, characterized in that an exhaust gas catalytic converter ( 6 ) or a particulate filter on the exhaust gas stream upstream of the heat exchanger ( 10 ; 18 ) is arranged.

Drive unit according to one of claims 1 to 8, characterized in that the heat exchanger at the exhaust gas flow upstream of an exhaust gas catalyst ( 6 ) or a particle filter is arranged.

Drive unit according to one of the preceding claims, characterized in that a line carrying the exhaust gas flow ( 5 ) via the heat exchanger ( 10 ; 18 ) branch ( 8th ), one on the heat exchanger ( 10 ; 18 ) passing branch ( 9 ) and a control ( 13 ) for directing the exhaust gas flow to one of the branches ( 8th ; 9 ) having.

Drive unit according to claim 11, characterized in that the control element ( 13 ) is mechanically connected to a temperature-dependent deformable element, which is in thermal contact with the circulating in the lubricant circuit lubricant or with the exhaust gas.

Drive unit according to claim 11, characterized in that the control element ( 13 ) is electrically controllable.

Drive unit according to one of claims 1 to 10, characterized in that in the lubricant circuit, a valve is provided to selectively pressurize the heat exchanger or at least one line bypassing the heat exchanger with lubricant.

Drive assembly according to claim 14, characterized in that a line surrounding the heat exchanger has an oil cooler.

Drive unit according to one of claims 1 to 13, characterized in that the heat exchanger ( 10 ) can be acted upon either with the exhaust stream or a cooling air flow.