AT515459B1

AT515459B1 - Blow-by filter unit

Info

Publication number: AT515459B1
Application number: ATA50092/2014A
Authority: AT
Original assignee: Ift Gmbh
Priority date: 2014-02-06
Filing date: 2014-02-06
Publication date: 2016-04-15
Also published as: AT515459A1; DE102015101678A1

Abstract

Verbrennungsmotor, umfassend (i) einen Ansaugtrakt mit einer Verdichtungseinrichtung (7), (ii) eine Kolben-Zylinder-Einheit, (iii) ein Kurbelgehäuse, und (iv) eine Blow-By-Filtereinheit (1), mit einem Blow-By-Gas-Einlass (2) und einem Permeat-Auslass (3), wobei der Blow-By- Gas-Einlass (2) mit dem Kurbelgehäuse verbunden ist und der Ansaugtrakt eine Einleitungsstelle (20) für den Permeat-Auslass (3) aufweist, wobei die Einleitungsstelle (20) für den Permeat-Auslass (3) in Strömungsrichtung unmittelbar vor der Verdichtungseinrichtung (7) angeordnet ist.An internal combustion engine, comprising (i) an intake manifold with a compression device (7), (ii) a piston-cylinder unit, (iii) a crankcase, and (iv) a blow-by filter unit (1) with a blow-by Gas inlet (2) and a permeate outlet (3), wherein the blow-by gas inlet (2) is connected to the crankcase and the intake tract has an inlet point (20) for the permeate outlet (3) , Wherein the introduction point (20) for the permeate outlet (3) in the flow direction immediately before the compression device (7) is arranged.

Description

Beschreibungdescription

BLOW-BY-FILTEREINHEITBLOW-BY-FILTER UNIT

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Blow-By-Filtereinheit für einen Verbrennungsmotor, einen Verbrennungsmotor, umfassend einen Ansaugtrakt mit einer Verdichtungseinrichtung, eine Kolben-Zylinder-Einheit, ein Kurbelgehäuse, und eine Blow-By-Filtereinheit, mit einem Blow-By-Gas-Einlass und einem Permeat-Auslass, wobei der Blow-By-Gas-Einlass mit dem Kurbelgehäuse verbunden ist und der Ansaugtrakt eine Einleitungsstelle für den Permeat-Auslass aufweist. Weiters betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors.The present invention relates to a blow-by filter unit for an internal combustion engine, an internal combustion engine, comprising an intake manifold with a compression device, a piston-cylinder unit, a crankcase, and a blow-by filter unit, with a blow-by Gas inlet and a permeate outlet, wherein the blow-by gas inlet is connected to the crankcase and the intake manifold has an inlet point for the permeate outlet. Furthermore, the invention relates to a method for operating an internal combustion engine.

[0002] Bei Hubkolbenverbrennungsmotoren tritt sogenanntes Blow-By-Gas auf, bei dem es sich um eine Leckströmung zwischen Zylinderlaufbüchse und Kolbengruppe sowie der Lagerschmierung von Verdichtungseinrichtungen handelt, die in Summe etwa 0,5 - 1% vom gesamten Massenstrom durch den Verbrennungsmotor gleichkommt. Dieses Blow-By-Gas sammelt sich im Kurbelgehäuse an, und muss von dort wieder herausgeleitet werden, um einen Druckanstieg zu vermeiden. Da Blow-By-Gas neben unverbrannten Kraftstoffanteilen auch einen Anteil an Öl in Nebelform enthält, wird es aus Umweltgründen wieder in den Ansaugtrakt des Verbrennungsmotors zurückgeleitet und so der Verbrennung zugeführt. Dieser Ölnebel ist für etwa 10% des gesamten Ölverbrauches des Verbrennungsmotors verantwortlich.In reciprocating internal combustion engines occurs so-called blow-by gas, which is a leakage flow between the cylinder liner and piston group and the bearing lubrication of compression devices, which amounts to about 0.5 - 1% of the total mass flow through the internal combustion engine. This blow-by gas accumulates in the crankcase, and must be directed out there again to avoid a pressure increase. Since blow-by gas in addition to unburned fuel also contains a proportion of oil in mist form, it is returned for environmental reasons back into the intake of the engine and thus fed to the combustion. This oil mist is responsible for about 10% of the total oil consumption of the internal combustion engine.

[0003] Bei modernen Hochleistungsmotoren ist es erforderlich, diesen Ölanteil im Blow-By-Gas vor der Einleitung in den Ansaugtrakt möglichst vollständig zu entfernen, um eine verschmutzungsbedingte Beeinträchtigung des Betriebs des Verbrennungsmotors zu vermeiden. Zu diesem Zweck werden gemäß Stand der Technik Blow-By-Ölabscheider bzw. Blow-By-Filterein-heiten in unterschiedlicher Technologie und in unterschiedlichen Ausführungen und Applikationen eingesetzt.In modern high-performance engines, it is necessary to remove this oil content in the blow-by gas as completely as possible before the introduction into the intake tract in order to avoid pollution-related impairment of the operation of the internal combustion engine. For this purpose, blow-by oil separators or blow-by filter units are used in different technology and in different designs and applications according to the prior art.

[0004] Gattungsgemäße Verbrennungsmotoren offenbaren beispielsweise US 2004/0139734 A1, US 2006/045764 A1, JP 2014013020 A oder JP 2009074506 A.Generic internal combustion engines disclose, for example, US 2004/0139734 A1, US 2006/045764 A1, JP 2014013020 A or JP 2009074506 A.

[0005] Die erforderliche Abscheiderate für das Öl aus dem Blow-By-Gas hängt unter anderem von der spezifischen Volllastleistung des Verbrennungsmotors ab. Für diese ist neben der Drehzahl der effektive Nutzmitteldruck (pe) die bestimmende Kennzahl. Bis zu einem pe von etwa 16 bar reicht zum Beispiel eine Abscheiderate von ca. 50% des Ölanteils aus, oberhalb von pe = 20 bar ist hingegen eine Abscheiderate von größer als 99% erforderlich.The required deposition rate for the oil from the blow-by gas depends inter alia on the specific full load capacity of the internal combustion engine. For these, in addition to the speed of the effective Nutzmitteldruck (PE) is the determining factor. For example, up to a pe of about 16 bar, a deposition rate of about 50% of the oil content is sufficient; above pe = 20 bar, however, a separation rate of greater than 99% is required.

[0006] Die erforderliche Abscheiderate ist ein bestimmender Parameter für die Auswahl der Filtertechnologie, und sie bestimmt - neben den Kriterien Druckabfall und Standzeit - maßgeblich die konkrete Ausführung und Dimensionierung des Blow-By-Filters. Je höher die geforderte Abscheiderate und je geringer der maximal zulässige Druckabfall des Blow-By-Gases über dem Filter, desto aufwändiger und voluminöser gestaltet sich das Filterkonzept.The required deposition rate is a determining parameter for the selection of the filter technology, and it determines - in addition to the criteria pressure drop and service life - significantly the specific design and dimensioning of the blow-by filter. The higher the required deposition rate and the lower the maximum permissible pressure drop of the blow-by gas over the filter, the more elaborate and voluminous the filter concept is.

[0007] Für die Auslegung des Blow-By-Filters zur Einhaltung eines oberen Grenzwertes für den Druckabfall sind folgende Randbedingungen zu berücksichtigen: [0008] · einzuhaltender Kurbelgehäusedruck, [0009] · Strömungswiderstand im Blow-By-Leitungssystem und [0010] · Druck an der Stelle der Einleitung des vom Öl gereinigten Blow-By-Gases in denFor the design of the blow-by filter for maintaining an upper limit value for the pressure drop, the following boundary conditions must be considered: [0008] · Crankcase pressure to be maintained, · Flow resistance in the blow-by line system and [0010] · Pressure at the point of introduction of the purified oil from the blow-by gas in the

Ansaugtrakt des Verbrennungsmotors.Intake tract of the internal combustion engine.

[0011] In den meisten Anwendungsfällen ist für den Kurbelgehäusedruck ein leichter Unterdrück zwischen -20 und 0 mbar einzuhalten, um Öl-Undichtheiten am Verbrennungsmotor zu vermeiden. Bei einem zu hohen Unterdrück kann es zu Luftleckagen durch die Kurbelwellen-Abdichtung kommen, wobei die Gefahr besteht, dass die Dichtlippen heiß laufen und Schaden erleiden.In most applications, a slight negative pressure between -20 and 0 mbar is to be observed for the crankcase pressure to avoid oil leaks in the engine. If the pressure is too high, air leakage through the crankshaft seal may occur, with the risk of the sealing lips running hot and being damaged.

[0012] Der Druck an der Einleitungsstelle des Blow-By-Gases in den Ansaugtrakt hängt von einer Reihe von Randbedingungen ab: [0013] · Motorleistung, [0014] · Luftfilterwiderstand und [0015] · geometrische bzw. strömungsmechanische Gestaltung des Ansaugsystems vomThe pressure at the point of introduction of the blow-by gas into the intake manifold depends on a number of boundary conditions: engine power, air filter resistance, and geometrical or fluid mechanical design of the intake system of

Luftfilter bis zum Ort der Einleitung.Air filter to the place of introduction.

[0016] Üblicherweise wird durch konstruktive Maßnahmen und durch geeignete Auslegung des Luftfiltersystems dafür gesorgt, dass an der Einleitungsstelle bei Volllast des Verbrennungsmotors ein Ünterdruck von etwa -20 bis -40 mbar herrscht. Für den Druckverlust in der Leitungsführung für das Blow-By-Gas von der Entnahmestelle am Kurbelgehäuse zur Blow-By-Fil-tereinheit und von diesem zur Einleitungsstelle am Ansaugtrakt, setzt man bei Volllast des Verbrennungsmotors in der Regel einen Wert zwischen 3 und 6 mbar an. Entsprechend dieser Randbedingungen soll der Druckabfall an der Blow-By-Filtereinheit beim Stand der Technik stets kleiner sein als etwa 25 mbar.Usually, it is ensured by constructive measures and by suitable design of the air filter system that prevails at the point of introduction at full load of the internal combustion engine a Ünterdruck of about -20 to -40 mbar. For the pressure loss in the wiring for the blow-by gas from the sampling point on the crankcase to the blow-by filter unit and from this to the point of introduction to the intake, you set at full load of the internal combustion engine usually a value between 3 and 6 mbar at. According to these boundary conditions, the pressure drop across the blow-by filter unit in the prior art should always be less than about 25 mbar.

[0017] Blow-By-Filtereinheiten, die eine Öl-Abscheiderate von größer als 99 % gewährleisten und die innerhalb der üblicherweise geforderten Filterstandzeiten von mehreren tausend Volllastbetriebsstunden einen Druckabfall von kleiner als 25 mbar einhalten müssen, werden entsprechend dem Stand der Technik großvolumig ausgeführt und beanspruchen relativ viel Aggregat-Bauraum. Die Größe der Blow-By-Filtereinheit entscheidet jedoch über die Integrationsmöglichkeiten am Verbrennungsmotoraggregat und beeinflusst maßgeblich die Kosten für Blow-By-Filtereinheit sowie den Aufwand für die Halterungen, die Leitungsführungen und für die Wärmeisolation.Blow-by filter units that ensure an oil separation rate of greater than 99% and must comply with the usually required filter service life of several thousand full-load operating hours a pressure drop of less than 25 mbar are carried out according to the prior art large volume and require relatively much aggregate space. However, the size of the blow-by filter unit determines the integration options on the internal combustion engine unit and significantly influences the costs for blow-by filter unit as well as the effort for the brackets, the cable guides and for heat insulation.

[0018] Dem vorliegenden Erfindungsvorschlag liegt nun die Aufgabenstellung zugrunde, den Aufwand und die Kosten für die Blow-By-Filtereinheit moderner Hochleistungsverbrennungsmotoren, die eine Öl-Abscheiderate von größer als 99% aufweisen, gegenüber dem Stand der Technik erheblich zu reduzieren und die Integrationsmöglichkeiten in das Design des Verbrennungsmotoraggregats deutlich zu verbessern.The present invention proposal is now based on the task, the cost and the cost of the blow-by filter unit modern high-performance internal combustion engines, which have an oil separation rate of greater than 99%, compared to the prior art to reduce significantly and the integration possibilities significantly improve the design of the internal combustion engine unit.

[0019] Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Verbrennungsmotor, umfassend [0020] (i) einen Ansaugtrakt mit einem Verdichter, [0021] (ii) eine Kolben-Zylinder-Einheit, [0022] (iii) ein Kurbelgehäuse, und [0023] (iv) eine Blow-By-Filtereinheit, mit einem Blow-By-Gas-Einlass und einem Permeat-This object is achieved by an internal combustion engine, comprising: (i) an intake tract with a compressor, (ii) a piston-cylinder unit, (iii) a crankcase, and [0023] (iv) a blow-by filter unit having a blow-by gas inlet and a permeate

Auslass, wobei der Blow-By-Gas-Einlass mit dem Kurbelgehäuse verbunden ist und der Ansaugtrakt eine Einleitungsstelle für den Permeat-Auslass aufweist, wobei die Einleitungsstelle für den Permeat-Auslass in Strömungsrichtung unmittelbar vor dem Verdichter angeordnet ist, das Filtervolumen (Vopt) der Blow-By-Filter-Einheit (1) das Produkt Kr * NMot ist, wobei Kr eine Anpassungskonstante mit der Dimension m3/kW ist und NMot die Volllastleistung des Verbrennungsmotors in kW ist, wobei Kr zwischen 0,80*10"5 und 1,6*10"5 beträgt.Outlet, wherein the blow-by gas inlet is connected to the crankcase and the intake tract has a discharge point for the permeate outlet, wherein the introduction point for the permeate outlet is arranged in the flow direction immediately before the compressor, the filter volume (Vopt) the blow-by filter unit (1) is the product Kr * NMot, where Kr is an adaptation constant of dimension m3 / kW and NMot is the full load power of the internal combustion engine in kW, where Kr is between 0.80 * 10 " 5 and 1.6 * 10 " 5.

[0024] Unmittelbar vor dem Verdichter bedeutet im Sinne der vorliegenden Erfindung, dass keine funktionelle Einheit (wie z.B. ein Lufteinlass, ein Luftfilter oder ein Kraftstoffeinlass) zwischen Einleitungsstelle für den Permeat-Auslass und Verdichtungseinrichtung vorgesehen ist, sondern nur Leitungen, Anschlussflansche oder dergleichen.Immediately before the compressor in the meaning of the present invention means that no functional unit (such as an air inlet, an air filter or a fuel inlet) is provided between the point of introduction for the permeate outlet and compression device, but only lines, connecting flanges or the like.

[0025] Es ist daher vorgesehen, dass der Lufteinlass im Ansaugtrakt in Strömungsrichtung vor der Einleitungsstelle für den Permeat-Auslass angeordnet ist.It is therefore provided that the air inlet is arranged in the intake in the flow direction before the discharge point for the permeate outlet.

[0026] Bei der Kolben-Zylinder-Einheit handelt es sich um herkömmliche Kolben-Zylinder-Einheiten von Hubkolbenmotoren, wobei zumindest eine solche Kolben-Zylinder-Einheit vorgesehen ist, bevorzugt aber mehrere, besonders bevorzugt zumindest vier Kolben-Zylinder-The piston-cylinder unit is conventional piston-cylinder units of reciprocating engines, wherein at least one such piston-cylinder unit is provided, but preferably a plurality, more preferably at least four piston-cylinder units.

Einheiten.Units.

[0027] Weiters ist vorgesehen, dass die Verdichtungseinrichtung ein Laufrad mit einem Durchmesser (d) aufweist und mittels eines Anschlussflansche mit dem Ansaugtrakt verbunden ist, wobei der Abstand von Einleitungsstelle für den Permeat-Auslass zu Anschlussflasch maximal das 1,5-fache des Durchmessers (d) des Laufrads beträgt.It is further provided that the compression device has an impeller with a diameter (d) and is connected by means of a connecting flanges with the intake, wherein the distance from the point of introduction for the permeate outlet to the connection bottle at most 1.5 times the diameter (D) of the impeller amounts.

[0028] In einer Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass an dieser Einleitungsstelle für den Permeat-Auslass bei Motor-Volllast eine über den Querschnitt gemittelte Strömungsgeschwindigkeit der Verbrennungsluft zwischen 85 und 110 m/s herrscht. Dementsprechend ist der Strömungsquerschnitt an dieser Stelle zu gestalten.In one embodiment, it is provided that at this point of introduction for the permeate outlet at engine full load averaged over the cross section flow velocity of the combustion air between 85 and 110 m / s prevails. Accordingly, the flow cross section is to be designed at this point.

[0029] Im Wesentlichen wird durch die genannten Maßnahmen erreicht, dass das auf die Motorleistung bezogene Volumen des Blow-By-Filters auf weniger als die Hälfte nach Stand der Technik reduziert werden kann.Essentially, it is achieved by the measures mentioned that the engine power related volume of the blow-by filter can be reduced to less than half of the prior art.

[0030] In einer bevorzugten Ausführungsvariante handelt es sich um einen sogenannten Ge-mischaufgeladenen Verbrennungsmotor, d.h. einen Verbrennungsmotor, bei welchem der Kraftstoffeinlass (in Strömungsrichtung) vor der Verdichtungseinrichtung angeordnet ist, sodass in der Verdichtungseinrichtung nicht nur Luft sondern ein Luft-Kraftstoff-Gemisch verdichtet wird.In a preferred embodiment, it is a so-called mixed-charge internal combustion engine, i. an internal combustion engine in which the fuel inlet (in the flow direction) is arranged in front of the compression device, so that in the compression device not only air but an air-fuel mixture is compressed.

[0031] Bevorzugt handelt es sich bei der Verdichtungseinrichtung um einen Abgasturbolader.The compression device is preferably an exhaust-gas turbocharger.

[0032] Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsvarianten finden sich nachfolgend sowie in den abhängigen Patentansprüchen wieder.Further advantageous embodiments are found below and in the dependent claims again.

[0033] Die Blow-By-Filtereinheit ist bevorzugt derart ausgebildet, dass die Abscheiderate für Öl im Blow-By-Gas zumindest 99 % (v/v) beträgt.The blow-by filter unit is preferably designed such that the deposition rate for oil in the blow-by gas is at least 99% (v / v).

[0034] Die Blow-By-Filtereinheit ist bevorzugt derart ausgebildet, dass der Druckabfall des Blow-By-Gases sich über die vorgesehene Einsatzzeit der Blow-By-Filtereinheit bis zum Austausch um nicht mehr als 50% (bzw. um den Faktor 1,5) bezogen auf den Neuzustand der Blow-By- Filtereinheit verändert.The blow-by filter unit is preferably designed such that the pressure drop of the blow-by gas over the intended service life of the blow-by filter unit to replace by not more than 50% (or by a factor of 1 , 5) changed with respect to the new state of the blow-by filter unit.

[0035] Der Lösungsvorschlag umfasst eine Anzahl von gestalterischen zusätzlichen optionalen Merkmalen und Details, die für die optimale Zweckerfüllung jeweils einen Beitrag leisten und die in ihrem Zusammenwirken ein, im Vergleich zum Stand der Technik, äußerst wirtschaftliches Gesamtkonzept ergeben.The proposed solution comprises a number of creative additional optional features and details, each of which contribute to the optimal fulfillment of purpose and in their interaction, an extremely economical overall concept compared to the prior art.

[0036] In einer Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass die Blow-By-Filtereinheit derart ausgebildet ist, dass der Druckabfall zwischen Blow-By-Gas-Einlass und einem Permeat-Auslass bei Volllast des Verbrennungsmotors im Neuzustand der Blow-By-Filtereinheit zumindest 25 mbar beträgt.In one embodiment, it is provided that the blow-by filter unit is designed such that the pressure drop between the blow-by gas inlet and a permeate outlet at full load of the internal combustion engine in the new state of the blow-by filter unit at least 25th mbar.

[0037] In einer Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass der Verbrennungsmotor eine Ölwanne aufweist und dass die Blow-By-Filtereinheit ein Gehäuse aufweist, wobei der Gehäuseboden der Blow-By-Filtereinheit vom Ölpegel in der Ölwanne des Verbrennungsmotors einen senkrechten Abstand (Hopt) aufweist, wobei der senkrechte Abstand (Hopt) die Summe aus der Konstante Hr und dem Produkt 47t*j*Ap beträgt, wobei Δρ der Druckabfall zwischen Blow-By-Gas-Einlass und Permeat-Auslass des Blow-By-Gases über der Blow-By-Filtereinheit bei Volllast des Verbrennungsmotors im Neuzustand der Blow-By-Filtereinheit ist, j ein Dimensionswandler mit dem Wert 1 mm/mbar ist und Hr zwischen 150 und 250 mm beträgt.In one embodiment, it is provided that the internal combustion engine has an oil pan and that the blow-by filter unit comprises a housing, wherein the housing bottom of the blow-by filter unit from the oil level in the oil pan of the internal combustion engine has a vertical distance (Hopt) wherein the vertical distance (Hopt) is the sum of the constant Hr and the product 47t * j * Ap, where Δρ is the pressure drop between blow-by gas inlet and permeate outlet of the blow-by gas above the blow By-filter unit at full load of the internal combustion engine in new condition of the blow-by filter unit, j is a dimension converter with the value 1 mm / mbar and Hr is between 150 and 250 mm.

[0038] Einfacher formuliert kann diese Beziehung so dargestellt werden:In simpler terms, this relationship can be represented as follows:

mit [0039] Δρ: Druckabfall in (mbar) über dem Ölabscheider bei Motorvolllast sowie bei Neuzu stand des Filtermediums [0040] j: Dimensionswandler mit 1 mm/mbar [0041] Hr: Anpassungs-Konstante, Einheit [mm], wobei Hr einen Wert zwischen 150 und 250 mm annehmen kann [0042] In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die Blow-By-Filtereinheit eine Unterdruck-Begrenzungseinrichtung aufweist, mit welcher der Unterdrück am Permeat-Auslass der Blow-By-Filtereinheit einstellbar ist. Die Unterdruck-Begrenzungseinrichtung ist bevorzugt zwischen Permeat-Auslass und dem Ansaugtrakt angeordnet. Die Unterdruck-Begrenzungseinrichtung kann im einfachsten Fall ein einstellbarer Drosselwiderstand, z.B. ein Drosselventil sein.with Δρ: pressure drop in (mbar) above the oil separator at full engine load and at new condition of the filter medium j: dimensional converter at 1 mm / mbar Hr: adaptation constant, unit [mm], where Hr a In an advantageous embodiment, it is proposed that the blow-by filter unit has a vacuum-limiting device, with which the negative pressure at the permeate outlet of the blow-by filter unit is adjustable. The vacuum limiting device is preferably arranged between the permeate outlet and the intake tract. The vacuum limiting device may in the simplest case be an adjustable throttle resistance, e.g. be a throttle valve.

[0043] Die Unterdruck-Begrenzungseinrichtung kann aber auch eine Unterdruck-Steuer- oder Regeleinrichtung aufweisen. Bevorzugt ist eine solche Unterdruck-Steuer- oder Regeleinrichtung vorgesehen, sodass der Saugdruck am Austritt aus dem eigentlichen Filter nach bestimmten Vorgaben eingeregelt oder eingestellt werden kann.However, the negative pressure limiting device can also have a negative pressure control or regulating device. Preferably, such a vacuum control or regulating device is provided so that the suction pressure at the outlet from the actual filter can be adjusted or adjusted according to specific specifications.

[0044] Weiters kann vorgesehen sein, dass - insbesondere eintrittseitig, d.h. am Blow-By-Gas-Einlass, der Blow-By-Filtereinheit - ein Unterdruck-Begrenzungsventil angeordnet ist, das ab einem vorgebbaren Unterdrück am Blow-By-Gas-Einlass einen Strömungsquerschnitt zur Umgebungsluft freigibt, durch welchen Umgebungsluft ansaugbar ist, wodurch der Unterdrück in der Eintrittskammer der Blow-By-Filtereinheit auf definierte Art und Weise begrenzt werden kann. Dadurch kann der maximale Unterdrück im Kurbelgehäuse des Verbrennungsmotors auf ein definiertes Maß begrenzt werden.Furthermore, it can be provided that - in particular on the inlet side, i. is arranged at the blow-by gas inlet, the blow-by filter unit - a negative pressure limiting valve, which releases a flow cross section to the ambient air from a predefinable negative pressure at the blow-by gas inlet, through which ambient air is sucked, whereby the Suppression in the inlet chamber of the blow-by filter unit can be limited in a defined manner. As a result, the maximum negative pressure in the crankcase of the internal combustion engine can be limited to a defined extent.

[0045] In einer Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass der Abstand (Dopt) zwischen Permeat-Auslass der Blow-By-Filtereinheit und Verdichtungseinrichtung die Summe aus einer Konstanten Dr in mm und dem Produkt 0,0225 * i * NMot beträgt, wobei i ein Dimensionswandler mit dem Wert 1 mm/kWm NMot die Volllastleistung des Verbrennungsmotors in kW ist, wobei Dr einen Wert zwischen 100 und 160 mm annimmt. Praktisch bedeutet das, dass der Permeat-Auslass sehr nahe an der Verdichtungseinrichtung angeordnet ist, wobei für die optimale Distanz (Dopt) zwischen dem Blow-By-Filter und der Verdichtungseinrichtung ein eng begrenzter Wertebereich vorgeschlagen wird, der in einer linearen Funktion von der Motorleistung abhängt, gemäß der Formel:In one embodiment, it is provided that the distance (Dopt) between the permeate outlet of the blow-by filter unit and the compression device is the sum of a constant Dr in mm and the product 0.0225 * i * NMot, where i a Dimension converter with the value 1 mm / kWm NMot the full load power of the internal combustion engine in kW, whereby Dr assumes a value between 100 and 160 mm. In practice, this means that the permeate outlet is located very close to the densifier, and for the optimum distance (Dopt) between the blow-by filter and the compressor, a narrow range of values is proposed which is in a linear function of engine performance depends on the formula:

mit [0046] Dr Anpassungskonstante (mm)with [0046] Dr adjustment constant (mm)

[0047] i Dimensionswandler = mm/kWI Dimensional Converter = mm / kW

[0048] NMot Volllastleistung des Motors (kW), [0049] wobei Dr einen Wert zwischen 100 und 160 mm annehmen kann.NMot full load power of the engine (kW), wherein Dr can assume a value between 100 and 160 mm.

[0050] Weiters hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Filtervolumen (Vopt) der Blow-By-Filter-Einheit das Produkt Kr * NMot ist, wobei Kr eine Anpassungskonstante mit der Dimension m3/kW ist und NMot die Volllastleistung des Verbrennungsmotors in kW ist, wobei Kr zwischen 0,80*10'5 und 1,6*10'5 beträgt:Furthermore, it has proved to be advantageous if the filter volume (Vopt) of the blow-by filter unit is the product Kr * NMot, where Kr is an adaptation constant with the dimension m3 / kW and NMot the full load power of the internal combustion engine in kW, where Kr is between 0.80 * 10'5 and 1.6 * 10'5:

mitWith

[0051] Kr Anpassungskonstante - Dimension: m3/kWKr adjustment constant - dimension: m3 / kW

[0052] NMot Volllastleistung des Motors [0053] Bezüglich der Einleitung des gereinigten Blow-By-Gases in den Ansaugtrakt ist es Stand der Technik, den Ort der Einleitung an einer Stelle vorzusehen, bei dem bei Volllast des Verbrennungsmotors eine Strömungsgeschwindigkeit zwischen 20 und 50 m/s herrscht. Dies hat den Grund, dass der daraus resultierende statische Unterdrück zusammen mit dem Druckabfall am Luftfilter einen Unterdrück von etwa 15-30 mbar ergibt, der für eine wirtschaftliche Auslegung der Blow-By-Filtereinheit grundsätzlich ausreicht.With regard to the introduction of the purified blow-by gas into the intake tract, it is state of the art to provide the location of the initiation at a location at a flow rate between 20 and 50 at full load of the internal combustion engine m / s prevails. This has the reason that the resulting static suppression together with the pressure drop at the air filter results in a suppression of about 15-30 mbar, which is basically sufficient for an economical design of the blow-by filter unit.

[0054] Darüber hinaus ist mit diesem relativ geringen Unterdrück sichergestellt, dass keine zu große Sogwirkung an der Blow-By-Filtereinheit entsteht, die zu einem erhöhten Öleintrag in die Blow-By-Filtereinheit und damit zur Gefahr einer Öl-Flutung der Blow-By-Filtereinheit und in der Folge des Ansaugtraktes führt.In addition, it is ensured with this relatively low suppression that no excessive suction effect is produced on the blow-by filter unit, which leads to an increased oil input into the blow-by filter unit and thus to the risk of oil flooding of the blow-by filter unit. By-filter unit and in the sequence of the intake tract leads.

[0055] Dementgegen wird im vorliegenden Fall eine Einleitungsstelle gewählt, bei der bei Volllast des Verbrennungsmotors eine über den Querschnitt gemittelte Strömungsgeschwindigkeit zwischen 85 und 110 m/s auftritt, und wobei diese Stelle maximal das 1,5-fache des Laufraddurchmessers der Verdichtungseinrichtung vom Verdichter-Anschlussflansch entfernt ist.By contrast, in the present case, an introduction point is chosen in which at full load of the internal combustion engine averaged over the cross section flow rate between 85 and 110 m / s occurs, and wherein this point is at most 1.5 times the impeller diameter of the compressor from the compressor Connecting flange is removed.

[0056] Der Grund für diesen Vorschlag besteht darin, dass bei dieser Strömungsgeschwindigkeit eine ideale kinetische Turbulenzenergie vorliegt, die zu einer vollständigen Durchmischung des Blow-By-Gases mit der Verbrennungsluft innerhalb einer Weglänge führt, die annähernd dem Durchmesser des Strömungsquerschnittes entspricht. Damit ist über dem gesamten Querschnitt des Verdichter-Saugmundes eine gleichförmige Zuströmung zum Verdichter gewährleistet und die Gefahr einer Schwingungsanregung der Verdichterschaufeln ist damit nicht mehr gegeben. Dieser Geschwindigkeitsbereich zwischen 85 und 110 m/s ist etwas höher, als die strömungsdynamisch optimale Auslegungsgeschwindigkeit am äußeren Rand des Einlauftrichters des Verdichters (auch Verdichter-Saugmund genannt) bei Volllast des Verbrennungsmotors, wie sie in der Motortechnik grundsätzlich angestrebt wird. Dieser Verdichter-Saugmund soll im Folgenden der Ort des Anschluss-Flansches sein.The reason for this proposal is that at this flow rate an ideal kinetic turbulence energy is present, which leads to a complete mixing of the blow-by gas with the combustion air within a path length which corresponds approximately to the diameter of the flow cross-section. Thus, a uniform inflow to the compressor is ensured over the entire cross-section of the compressor suction mouth and the risk of vibration excitation of the compressor blades is thus no longer given. This speed range between 85 and 110 m / s is slightly higher than the flow dynamic optimum design speed at the outer edge of the inlet funnel of the compressor (also called compressor suction mouth) at full load of the internal combustion engine, as is generally the goal in motor technology. This compressor suction mouth will be hereafter the location of the connection flange.

[0057] Da bei dieser Geschwindigkeit bereits nicht mehr vernachlässigbare, turbulenzbedingte Strömungsverluste auftreten, ist es jedoch günstig, die Leitungsabschnitte, bei denen diese Geschwindigkeiten auftreten, so kurz wie möglich zu halten. Ebenso ist es strömungsdynamisch vorteilhaft, keine unnötigen Querschnittserweiterungen zwischen der Stelle der Blow-By-Zuführung und dem Saugmund der Verdichtungseinrichtung vorzusehen, um Verwirbelungen, die zu Stoßverlusten führen, zu vermeiden.Since at this speed no longer negligible, turbulence-related flow losses occur, it is advantageous to keep the line sections at which these speeds occur as short as possible. Likewise, it is advantageous in terms of flow dynamics not to provide any unnecessary cross-sectional widenings between the point of blow-by supply and the suction mouth of the compression device in order to avoid turbulences which lead to impact losses.

[0058] Um die Durchmischung bis zum Saugmund zu vervollständigen, die Strömungsverluste jedoch so gering wie möglich zu halten, erweist sich eine Einleitungsstelle als ideal, die sich genau zwischen dem 1- bis 1,5-fachen des Verdichterlaufrad-Durchmessers vom Verdichter-Anschlussflansch, an den der Verdichter-Saugmund anschließt, entfernt befindet.In order to complete the mixing to the suction mouth, but to keep the flow losses as low as possible, proves to be an ideal introduction point, which is exactly between 1 to 1.5 times the Verdichterlaufrad-diameter from the compressor connection flange to which the compressor suction mouth connects is located remotely.

[0059] An der vorgeschlagenen Stelle für die Einleitung des Blow-By-Gases in den Ansaugtrakt des Verbrennungsmotors tritt ein sehr hoher Unterdrück auf, der zwar große Vorteile für die Gestaltung und Ausführung der Blow-By-Filtereinheit bietet, allerdings auch erhebliche Probleme und Gefahren für die Betriebssicherheit des Gesamtsystems mit sich bringt.At the proposed point for the introduction of the blow-by gas into the intake tract of the internal combustion engine, a very high suppression occurs, which indeed offers great advantages for the design and execution of the blow-by filter unit, but also considerable problems and Dangers for the operational safety of the entire system entails.

[0060] Insbesondere besteht die Gefahr, dass Motoröl über die Öl-Ablaufleitung in den Ansaugtrakt gesaugt wird, mit den oben beschriebenen Folgen und dass durch einen zu hohem Unterdrück im Kurbelgehäuse der Blow-By-Volumenstrom und damit die Ölfracht zur Blow-By- Filtereinheit stark zunimmt.In particular, there is the risk that engine oil is sucked into the intake tract via the oil discharge line, with the consequences described above, and that the blow-by volume flow and thus the oil load for blow-by Filter unit increases sharply.

[0061] Diesen Problemen und Gefahren kann zum Beispiel dadurch begegnet werden, dass, wie oben angeführt, zwischen Blow-By-Filtereinheit und der Einleitungsstelle eine Druckregel-Einrichtung vorgesehen wird, die den maximalen Saugdruck am eigentlichen Filter begrenzt, bzw. diesen regelt.These problems and dangers can be counteracted, for example, by the fact that, as stated above, between the blow-by filter unit and the point of introduction, a pressure regulating device is provided which limits or regulates the maximum suction pressure at the actual filter.

[0062] Ebenso ist es diesbezüglich sehr günstig, am Blow-By-Gas-Eintritt oder in der Eintrittskammer der Blow-By-Filtereinheit ein einstellbares Unterdruck-Begrenzungsventil vorzusehen, über den der maximale Unterdrück im Kurbelgehäuse auf ein gewünschtes Niveau begrenzt werden kann. Besonders vorteilhaft hat sich diesbezüglich ein Unterdruck-Begrenzungsventil erwiesen, das bei Erreichen eines bestimmten Unterdruckniveaus einen Querschnitt für die Zuströmung von Umgebungsluft öffnet, sodass durch die einströmende Zuluft der Unterdrück am Blow-By-Gas-Eintritt in den Filter reduziert wird.Similarly, it is in this regard very favorable to provide an adjustable negative pressure limiting valve on the blow-by gas inlet or in the inlet chamber of the blow-by filter unit, via which the maximum negative pressure in the crankcase can be limited to a desired level. Particularly advantageous in this regard, a negative pressure limiting valve has been found that opens a cross section for the inflow of ambient air upon reaching a certain negative pressure levels, so that the suppression of the incoming air inflow at the blow-by gas inlet is reduced in the filter.

[0063] Wie oben bemerkt, ist es zur Vermeidung der genannten Probleme und Gefahren vorteilhaft, Blow-By-Filtertechnologien einzusetzen, bei denen trotz sehr hoher erreichter Abscheideraten von > 99 % der Druckabfall des Blow-By-Gases über den eigentlichen Filter über die gesamte vorgesehene Einsatzzeit des Filtermediums sich um nicht mehr als das 1,5-fache des Neuzustandes des Filtermediums bezogen auf Motor-Volllast erhöht.As noted above, to avoid the aforementioned problems and dangers, it is advantageous to employ blow-by filter technologies in which, despite very high achieved trap rates of > 99% of the pressure drop of the blow-by gas over the actual filter over the entire intended service life of the filter medium is increased by not more than 1.5 times the new condition of the filter medium based on engine full load.

[0064] Es hat sich im Zuge der durchgeführten Analysen gezeigt, dass es bei Einsatz einer Blow-By- Filtereinheit mit diesen Eigenschaften, sehr günstig ist, das Filtermedium so auszulegen, dass der Druckabfall im Neuzustand des Filtermediums (bezogen auf Motor-Volllast) größer ist als 25 mbar. Dies widerspricht zwar den praktizierten Gestaltungsgrundsätzen, wonach der Druckabfall von Blow-By-Filtereinheiten bei Neuzustand des Filtermediums geringer sein soll als 15 mbar, jedoch kann gerade unter den genannten Voraussetzungen im Zusammenspiel der genannten Maßnahmen das Ziel der Aufgabenstellung, nämlich die Realisierung einer äußerst Wirtschaftlichen Blow-By-Filtereinheit, erreicht werden.It has been shown in the course of the analysis carried out that it is very favorable when using a blow-by filter unit with these properties, the filter medium designed so that the pressure drop in the new condition of the filter medium (based on full engine load) greater than 25 mbar. Although this contradicts the practiced design principles, according to which the pressure drop of blow-by filter units should be less than 15 mbar in new condition of the filter medium, but just under the above conditions in the interplay of said measures, the objective of the task, namely the realization of a very economic Blow-by filter unit, can be achieved.

[0065] Die durch Versuche bestätigten theoretischen Überlegungen haben ergeben, dass unter den genannten Voraussetzungen ein enger Wertebereich für den idealen senkrechten Abstand zwischen der Unterkante des Filtergehäuses und dem Ölpegelstand im Kurbelgehäuse angegeben werden kann, der sich als äußerst günstig erweist, was die ausreichende Sicherheit gegenüber ein Rückfließen von Öl über die Ölabflussleitung in die Blow-By-Filtereinheit einerseits und die erwünschte Minimierung der Länge dieser Ölabflussleitung andererseits betrifft. In der oben dafür angeführten Gleichung hängt der ideale senkrechte Abstand linear vom Auslegungs-Druckabfall des Blow-By-Gases über dem Filtermedium ab, wobei eine additive Konstante innerhalb eines eng eingegrenzten Wertebereiches zur Feinabstimmung dient.The confirmed by experiments theoretical considerations have shown that under the conditions mentioned a narrow range of values for the ideal vertical distance between the lower edge of the filter housing and the oil level in the crankcase can be specified, which proves to be extremely low, what the sufficient security relative to a back flow of oil via the oil drain line into the blow-by filter unit on the one hand and the desired minimization of the length of this oil drain line on the other hand. In the equation given above, the ideal perpendicular distance depends linearly on the design pressure drop of the blow-by gas over the filter medium, with an additive constant within a narrow range of values for fine tuning.

[0066] Alle diese angeführten Maßnahmen führen als Einzelmaßnahmen zur Verbesserung, in der Kombination jedoch zu einer völligen Problemfreiheit bzw. Betriebssicherheit des Gesamtsystems, trotz einem sehr hohen Saugdruckniveau an der Stelle der Einleitung des Blow-By-Gases in den Ansaugtrakt des Verbrennungsmotors.All these measures listed lead as individual measures to improve, but in combination to a complete freedom from problems and reliability of the overall system, despite a very high suction pressure level at the point of introduction of the blow-by gas in the intake of the engine.

[0067] Mit den oben beschriebenen Vorschläge und Maßnahmen wird es möglich, die Blow-By-Filtereinheit spezifisch sehr kleinvolumig auszuführen. Dadurch ergeben sich weitere Optimierungsmöglichkeiten, die die Funktionalität der Blow-By-Filtereinheit deutlich verbessern. Insbesondere ist es dadurch möglich, den bzw. die Blow-By-Filtereinheit(en) sehr nahe zur Einleitungsstelle des gereinigten Blow-By-Gases in den Ansaugtrakt und damit zu einem der Verdichtungseinrichtungen anzuordnen.With the proposals and measures described above, it is possible to carry out the blow-by filter unit specifically very small volume. This results in further optimization options that significantly improve the functionality of the blow-by filter unit. In particular, this makes it possible to arrange the blow-by filter unit (s) very close to the point of introduction of the cleaned blow-by gas into the intake tract and thus to one of the compression devices.

[0068] Damit ergeben sich wesentliche Vorteile: [0069] · Minimaler Platzbedarf und optimale Integrationsmöglichkeit in das Motorkonzept sowie eine kurze Verbindungsleitungen zwischen Filtermedium und Einleitungsstelle und damit Vermeidung von Schwingungsproblemen.This results in significant advantages: Minimal space requirement and optimum integration possibility in the engine concept as well as a short connecting lines between filter medium and discharge point and thus avoiding vibration problems.

[0070] · Nutzung der Strahlungswärme der Verdichtungseinrichtung zur Beheizung der Ge häuseoberfläche der Blow-By-Filtereinheit. Die damit verbundene Erwärmung des im Filtergewebe abgeschiedenen Motoröles, insbesondere im gehäusenahen Bereich, mit dem daraus resultierenden Effekt einer deutlichen Verringerung der Ölviskosität führt zu einem verbesserten Ausfließen des Öles aus dem Filtermedium bzw. aus der Blow-By- Filtereinheit insgesamt. Dadurch wird der Hold-Up des Filters abgesenkt und der Druckabfall des Blow-By-Gas im Filtermedium reduziert.Use of the radiant heat of the compression device for heating the Ge housing surface of the blow-by filter unit. The associated heating of the engine oil separated in the filter fabric, in particular in the vicinity of the housing, with the resulting effect of a significant reduction of the oil viscosity leads to an improved outflow of the oil from the filter medium or from the blow-by filter unit as a whole. As a result, the hold-up of the filter is lowered and the pressure drop of the blow-by gas in the filter medium is reduced.

[0071] · Um diese Vorteile voll nützen zu können, wird daher vorgeschlagen, die Blow-By-In order to make full use of these advantages, it is therefore proposed that the blow-by

Filtereinheit so klein auszuführen, wie es die angeführten Maßnahmen erlauben. Berechnungen haben ergeben, dass unter den genannten Voraussetzungen eine einfache quantitative Beziehung für den optimalen Wertebereich für Volumen der Blow-By-Filtereinheit angegeben werden kann, wobei dieses Optimum linear von der Motor-Volllastleistung abhängt. Die entsprechende Formel dazu wurde oben angeführt.Filter unit to be made as small as the measures indicated allow. Calculations have shown that under the above conditions, a simple quantitative relationship for the optimum range of values for volume of the blow-by filter unit can be specified, this optimum depends linearly on the engine full load performance. The corresponding formula has been given above.

[0072] Weiters wurde herausgefunden, dass für die optimale Distanz des Filters (Dopt) vomFurthermore, it has been found that for the optimal distance of the filter (Dopt) from the

Verdichter der Verdichtungseinrichtung (bzw. für den Zwischenraum zwischen Filter und Verdichter), vor dem die Einleitung des gereinigten Blow-By-Gases erfolgt, ein enger Wertebereich angegeben werden kann, der wie das Volumen in linearer Weise von der Volllastleistung des Verbrennungsmotors abhängt. Wenn für die Distanz zwischen Blow-By- Filtereinheit und dem Verdichter dieser Wertebereich eingehalten wird, ergibt sich eine sehr günstige Situation für den Wärmehaushalt der Blow-By-Filtereinheit, mit dem oben genannten Vorteil der Absenkung der Ölviskosität. Die diesbezügliche Formel wurde oben angegeben.Compressor of the compression device (or for the gap between the filter and compressor), before the introduction of the purified blow-by gas is carried out, a narrow range of values can be specified, which depends like the volume in a linear manner on the full load power of the internal combustion engine. If this range of values is maintained for the distance between the blow-by filter unit and the compressor, this results in a very favorable situation for the heat balance of the blow-by filter unit, with the above-mentioned advantage of lowering the oil viscosity. The formula has been given above.

[0073] Im Nachfolgenden wird durch schematische Figuren, Skizzen und Diagramme der Erfin-dungsvorschlag in seiner Gesamtheit beschrieben und näher erläutert, sowie der Unterschied um Stand der Technik beispielhaft herausgestellt.In the following, the invention proposal will be described in its entirety by schematic figures, sketches and diagrams and explained in more detail, and the difference with prior art exemplified.

[0074] Fig. 1 zeigt ein schematisches Flussbild des Ansaugtrakts und der Blow-By-1 shows a schematic flow diagram of the intake tract and the blow-by

Filtereinheit.Filter unit.

[0075] Fig. 2 zeigt die Anordnung von Blow-By-Filtereinheit und Verdichtungseinrichtung.Fig. 2 shows the arrangement of blow-by filter unit and compressor.

[0076] Fig. 3 zeigt ein Detail der Blow-By-Filtereinheit von Fig. 2 [0077] Fig. 4 zeigt die mittlere Strömungsgeschwindigkeit an der Stelle der Blow-By-Gas-FIG. 3 shows a detail of the blow-by filter unit of FIG. 2. FIG. 4 shows the mean flow velocity at the location of the blow-by gas

Einleitung als Funktion des Druckabfalls des Blow-By-Gases in der Blow-By-Filtereinheit bei Volllast des Verbrennungsmotors und Neuzustand des Filtermediums.Introduction as a function of the pressure drop of the blow-by gas in the blow-by filter unit at full load of the engine and new condition of the filter medium.

[0078] Fig. 5 zeigt den senkrechten Abstand Hopt der Unterkante des Filtergehäuses vom Ölpegelstand in der Ölwanne des Verbrennungsmotors als Funktion des Druckabfalls des Blow-By-Gases in der Blow-By-Filtereinheit bei Volllast des Verbrennungsmotors und Neuzustand des Filtermediums.Fig. 5 shows the vertical distance Hopt of the lower edge of the filter housing from the oil level in the oil pan of the internal combustion engine as a function of the pressure drop of the blow-by gas in the blow-by filter unit at full load of the engine and new condition of the filter medium.

[0079] Fig. 6 zeigt die Distanz Dopt des Permeat-Auslasses der Blow-By-Filtereinheit vomFig. 6 shows the distance Dopt of the permeate outlet of the blow-by filter unit of

Gehäuse der Verdichtungseinrichtung, vor dem die Einleitung des gefilterten Blow-By-Gases erfolgt als Funtion der Volllastleistung des Verbrennungsmotors in kW.Housing of the compression device, in front of which the introduction of the filtered blow-by gas is carried out as Funtion the full load power of the engine in kW.

[0080] Fig. 7 zeigt die Öl-Abscheiderate der Blow-By-Filtereinheit als Funtion des spezifi schen Filtervolumens.Fig. 7 shows the oil separation rate of the blow-by filter unit as a function of the specific filter volume.

[0081] In Fig. 1 ist das schematische Flussbild mit den symbolisch skizzierten relevanten Bauelementen für die Anwendung bei einem Gasmotor als Verbrennungsmotor dargestellt. Die Blow-By-Filtereinheit 1 weist einen Blow-By-Gas-Einlass 2 für das aus dem Kurbelgehäuse ankommende ungefilterte Blow-By-Gas, sowie einen Permeat-Auslass 3 für das gefilterte Blow-By-Gas und einen Ölauslass 4 für das abgeschiedene Öl auf. Das gefilterte Blow-By-Gas wird über ein Zwischenglied 5 unmittelbar vor dem Verdichter 6 der Verdichtungseinrichtung 7 in Form eines Abgasturboladers in den Ansaugtrakt des Verbrennungsmotors eingeleitet. Der Ansaugtrakt beinhaltet weiters den Luftfilter 8 sowie eine Vorrichtung für die Kraftstoffzuführung 9. Die Verbrennungsluft wird am Eintritt des Luftfilters 8 aus der Umgebung oder aus dem Maschinenraum angesaugt, strömt durch die Kraftstoffzuführung 9 und durch das Zwischenglied 5, in dem die Einleitung des gefilterten Blow-By-Gases erfolgt, gemeinsam mit dem Kraftstoff und dem Blow-By-Gas zum Verdichter 6 der Verdichtungseinrichtung 7 in Form eines Abgasturboladers.In Fig. 1, the schematic flow diagram is shown with the symbolically sketched relevant components for use in a gas engine as an internal combustion engine. The blow-by filter unit 1 has a blow-by gas inlet 2 for the incoming from the crankcase unfiltered blow-by gas, and a permeate outlet 3 for the filtered blow-by gas and an oil outlet 4 for the deposited oil on. The filtered blow-by gas is introduced via an intermediate member 5 immediately before the compressor 6 of the compression device 7 in the form of an exhaust gas turbocharger in the intake tract of the internal combustion engine. The intake tract further includes the air filter 8 and a device for the fuel supply 9. The combustion air is sucked at the inlet of the air filter 8 from the environment or from the engine room, flows through the fuel supply 9 and through the intermediate member 5, in which the introduction of the filtered Blow -By-gas is carried out, together with the fuel and the blow-by gas to the compressor 6 of the compression device 7 in the form of an exhaust gas turbocharger.

[0082] In Fig. 2 ist in einer detaillierteren Darstellung die Anordnung der relevanten Komponenten ersichtlich. Die Verbrennungsluft strömt mit dem zuvor zugemischten Kraftstoff zum Zwischenglied 5, wo das gefilterte Blow-By-Gas eingeleitet wird und anschließend zum Saugmund 11 am Flansch 30 des Verdichters 6. Im Schnittbild des Verdichters 6 ist das Verdichterlaufrad 10 erkennbar, das über eine Welle mit dem Turbinenlaufrad 12 verbunden ist. Verdichterlaufrad 10 und Turbinenlaufrad 12 bilden zusammen mit der sie verbindenden Welle den Läufer der Verdichtungseinrichtung 7 in Form eines Abgasturboladers. An der Blow-By-Filtereinheit 1 ist am Eintritt für das Blow-By-Gas schematisch ein Unterdruckentlastungsventil 13 dargestellt. Bei einem definierten, z.B. durch Federeinstellung festgelegten Unterdrück in der Blow-By-Zu- strömleitung wird ein Zuluftventil betätigt, das durch Beimischung von Außenluft eine Druckentlastung bewirkt. An der Austrittsseite der Blow-By-Filtereinheit 1 ist, ebenso schematisch, ein weiteres Drosselelement 14 in Form eines Unterdruck-Regel- bzw. Unterdruck-Steuerungsven-tils 14 dargestellt. Durch dieses Ventil 14 und dessen Ansteuerung wird gewährleistet, dass ein zu hoher Saug-Unterdruck, der an der Einleitungsstelle herrscht, auf ein geeignetes bzw. gewünschtes Niveau reduziert wird. Für das Abstandsmaß 15 zwischen dem Gehäuse des Verdichters 6 und dem Gehäuse der Blow-By-Filtereinheit 1 ist ein relativ enger Wertebereich in Abhängigkeit von der Motorleistung vorteilhaft. Der senkrechte Abstand 16 der Unterkante des Gehäuses der Blow-By-Filtereinheit 1 vom Ölpegelstand 17 in der Ölwanne 18 des Verbrennungsmotors ist ebenfalls angegeben. Hierfür wurde ebenfalls ein sehr enger Wertebereich in Abhängigkeit vom Druckabfall des Blow-By-Gases über den Filter vorgeschlagen.2, the arrangement of the relevant components can be seen in a more detailed representation. The combustion air flows with the previously admixed fuel to the intermediate member 5, where the filtered blow-by gas is introduced and then to the suction port 11 on the flange 30 of the compressor 6. In the sectional view of the compressor 6, the compressor impeller 10 can be seen, which via a shaft with the turbine runner 12 is connected. Compressor wheel 10 and turbine runner 12, together with the shaft connecting them, form the rotor of the compression device 7 in the form of an exhaust-gas turbocharger. At the blow-by filter unit 1, a negative pressure relief valve 13 is shown schematically at the inlet for the blow-by gas. At a defined, e.g. By setting the spring set negative pressure in the blow-by supply line, a supply air valve is actuated, which causes a pressure relief by admixture of outside air. At the outlet side of the blow-by filter unit 1, also schematically, another throttle element 14 in the form of a negative pressure control or vacuum control valve 14 is shown. By means of this valve 14 and its activation, it is ensured that an excessively high suction negative pressure, which prevails at the point of introduction, is reduced to a suitable or desired level. For the distance 15 between the housing of the compressor 6 and the housing of the blow-by filter unit 1, a relatively narrow range of values depending on the engine power is advantageous. The vertical distance 16 of the lower edge of the housing of the blow-by filter unit 1 from the oil level 17 in the oil pan 18 of the internal combustion engine is also indicated. For this purpose, a very narrow value range was also proposed as a function of the pressure drop of the blow-by gas via the filter.

[0083] Für das Drosselelement 14, angeordnet an einer Stelle zwischen dem Austritt des Blow-By-Gases aus dem Filtermedium und der Einleitungsstelle 20 in den Ansaugtrakt, wird eine spezielle Vorrichtung vorgeschlagen, mit der in Abhängigkeit vom Unterdrück (gegenüber Atmosphäre) an der Einleitungsstelle 20 eine definierter Strömungswiderstand in der Blow-By-Gas-Leitungsführung erzeugt wird. Dabei erweist es sich als besonders vorteilhaft, die Abhängigkeit des Strömungswiderstandes vom Unterdrück an der Einleitungsstelle 20 so zu wählen, dass dieser Widerstand erst oberhalb einer bestimmten Motorleistung wirksam wird und mit zunehmendem Unterdrück auf eine definierte Art und Weise zunimmt, die durch Einstellparameter über eine Einstellvorrichtung an die konkreten Erfordernisse abgestimmt werden kann. Eine einfache Realisierungsmöglichkeit dazu besteht darin, am Austrittsbereich bzw. in der Verbindungsleitung von Blow-By-Filtereinheit 1 zur Einleitungsstelle 20 ein federbelastetes Steuerventil einzusetzen, wie auf Fig. 3 schematisch gezeigt: [0084] Fig. 3 zeigt am Austritt der Blow-By-Filtereinheit 1 das Druckbegrenzungsventil für das Blow-By-Gas. Dazu ist am Gehäuse der Blow-By-Filtereinheit 1 ein Funktions-Bauteil angebracht, der einen von der Feder 21 vorgespannten zylindrisches Steuerschieber 24 und einen Abstandshalter 22 sowie eine Einstellvorrichtung 23 für die die Federkraft bestimmende Position des Abstandshalters beinhaltet. Bei entsprechend hohem Unterdrück in der Austrittsleitung 19 wird durch den Außendruck der Steuerschieber 24 gegen die Federkraft nach innen gedrückt und damit der Austrittsquerschnitt der Austrittsleitung 19 reduziert.For the throttle element 14, disposed at a position between the exit of the blow-by gas from the filter medium and the introduction point 20 into the intake tract, a special device is proposed, with which depending on the suppression (against atmosphere) at the Inlet 20 a defined flow resistance in the blow-by-gas line is generated. It proves to be particularly advantageous to choose the dependence of the flow resistance of the suppression at the point of introduction 20 so that this resistance is effective only above a certain engine power and increases with increasing suppression in a defined manner, by adjusting parameters via an adjustment can be tailored to the specific requirements. A simple realization possibility for this is to use a spring-loaded control valve at the outlet region or in the connecting line of blow-by filter unit 1 to the introduction point 20, as shown schematically in FIG. 3: FIG. 3 shows at the outlet of the blow-by Filter unit 1, the pressure relief valve for the blow-by gas. For this purpose, a functional component is mounted on the housing of the blow-by filter unit 1, which includes a biased by the spring 21 cylindrical spool 24 and a spacer 22 and an adjustment device 23 for the spring force-determining position of the spacer. With a correspondingly high pressure in the outlet line 19, the control valve 24 is pressed inwards against the spring force by the external pressure and thus the outlet cross-section of the outlet line 19 is reduced.

[0085] Im Folgenden wird durch mehrere Diagramm-Darstellungen der Unterschied von Erfindung (E) zum Stand der Technik (S) beispielhaft herausgestellt: [0086] Das Diagramm in Fig. 4 zeigt den Wertebereich für die mittlere Strömungsgeschwindigkeit der Ansaugluft an der Stelle der Einleitung des Blow-By-Gases in den Ansaugtrakt in Abhängigkeit vom Druckabfall über den Filter (bezogen auf Motor-Volllast und Neuzustand des Filtermediums) nach dem bekannten und praktizierten Stand der Technik S, sowie nach dem Erfindungsvorschlag E. Daraus ist ersichtlich, dass sich der vorgeschlagene Wertebereich sehr deutlich vom Stand der Technik S unterscheidet. Wie oben dargelegt, ist dies ohne Probleme nur durch die Kombination der vorgeschlagenen Maßnahmen möglich. Fig. 5 zeigt ein Diagramm welches den Unterschied zwischen dem Stand der Technik S und dem Erfindungsvorschlag E für den senkrechten Abstand der Unterkante des Filtergehäuses vom Ölpegelstand 17 in der Ölwanne 18 des Verbrennungsmotors ebenfalls in Abhängigkeit vom Druckabfall über dem Filtermedium zeigt. Auch hier tritt, wie im Fig. 4, der Unterschied zum Stand der Technik S sehr deutlich hervor. Der vorgeschlagene Wertebereich gemäß Erfindungsvorschlag E ist auf einen sehr schmalen, mit dem Druckabfall leicht ansteigenden Streifen beschränkt, der relativ weit entfernt ist vom Wertebereich, entsprechend dem bekannten und praktizierten Stand der Technik. Fig. 6 stellt die Wertebereiche für die Distanz der Blow-By-Filtereinheit 1 vom Verdichter 6, vor dem die Einleitung des Blow-By-Gases in den Ansaugtrakt erfolgt, gegenüber. Auch hier ist der gemäß Erfindungsvorschlag vorgesehene Wertebereich signifikant unterschiedlich zum Stand der Technik dar.In the following, the difference between invention (E) and the prior art (S) is shown by way of example by means of several diagrams: The diagram in FIG. 4 shows the value range for the average flow velocity of the intake air at the location of Introduction of the blow-by gas in the intake tract as a function of the pressure drop across the filter (based on engine full load and new condition of the filter medium) according to the known and practiced prior art S, and according to the proposed invention E. It can be seen that the proposed range of values is very different from the prior art S. As stated above, this is possible without problems only by the combination of the proposed measures. Fig. 5 shows a diagram showing the difference between the prior art S and the invention proposal E for the vertical distance of the lower edge of the filter housing from the oil level 17 in the oil pan 18 of the engine, also in response to the pressure drop across the filter medium. Again, as in Fig. 4, the difference to the prior art S is very clear. The proposed range of values according to invention proposal E is limited to a very narrow, with the pressure drop slightly rising strip, which is relatively far removed from the value range, according to the known and practiced prior art. FIG. 6 compares the value ranges for the distance of the blow-by filter unit 1 from the compressor 6, before which the introduction of the blow-by gas into the intake tract takes place. Here, too, the range of values provided for in accordance with the invention proposal is significantly different from the prior art.

[0087] Fig. 7 zeigt schließlich den augenscheinlichen Unterschied der vorgeschlagenen Wertebereiche für die spezifische Filtergröße zum Stand der Technik. Entsprechend dem deutlich geringeren Filtervolumen können demnach wesentlich kostengünstige und kompaktere Filter eingesetzt werden, die sich in der Folge auch besser in den Aggregat-Aufbau integrieren lassen.Finally, Fig. 7 shows the apparent difference of the proposed value ranges for the specific filter size in the prior art. According to the significantly lower filter volume can therefore be used much cheaper and more compact filter, which can be better integrated into the aggregate structure in the episode.

Claims

1. An internal combustion engine, comprising i) an intake manifold with a compressor (6), ii) a piston-cylinder unit, iii) a crankcase, and iv) a blow-by filter unit (1), with a blow-by Gas inlet (2) and a permeate outlet (3), wherein the blow-by gas inlet (2) is connected to the crankcase and the intake tract has an inlet point (20) for the permeate outlet (3), wherein the introduction point (20) for the permeate outlet (3) is arranged in the flow direction immediately before the compressor (6), characterized in that the filter volume (Vopt) of the blow-by filter unit (1) the product Kr * NMot, where Kr is an adaptation constant of dimension m3 / kW and NMot is the full load power of the internal combustion engine in kW, where Kr is between 0.80 * 10 " 5 and 1.6 * 10 " 5.

2. Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the compressor (6) is connected to a connection flange with the intake tract and an impeller (10) having a diameter (d), wherein the distance (31) from the introduction point (20) for the permeate outlet (3) to the connection bottle (30) is at most 1.5 times the diameter (d) of the impeller (10).

3. Internal combustion engine according to claim 1 or claim 2, characterized in that a fuel inlet (9) is provided which is arranged in the flow direction in front of the compressor (6).

4. Internal combustion engine according to one of claims 1 to 3, characterized in that at the point of introduction (20) for the permeate outlet of the flow cross section is designed such that at full load of the internal combustion engine averaged over the cross section flow velocity of the combustion air between 85 and 110 m / s prevails.

5. Internal combustion engine according to one of claims 1 to 4, characterized in that the internal combustion engine has an oil pan (18) and that the blow-by filter unit (1) has a housing, wherein the housing bottom of the blow-by filter unit (1) from the oil level (17) in the oil pan (18) of the internal combustion engine has a vertical distance (Hopt), wherein the vertical distance (Hopt) is the sum of the constant Hr and the product 4π * ΓΔρ, where Δρ is the pressure drop between blow-by Gas inlet (2) and the permeate outlet (3) of the blow-by gas over the blow-by filter unit (1) at full load of the internal combustion engine in new condition of the filter medium of the blow-by filter unit (1), j is a dimension converter with the value 1 mm / mbar and Hr is between 150 and 250 mm.

6. Internal combustion engine according to one of claims 1 to 5, characterized in that the blow-by filter unit (1) has a negative pressure limiting device (14), with which the negative pressure at the permeate outlet (3) of the blow-by filter unit (1) is adjustable.

7. Internal combustion engine according to claim 6, characterized in that the negative pressure limiting device (14) has a negative pressure control device.

8. Internal combustion engine according to claim 6 or claim 7, characterized in that the negative pressure limiting device (14) is designed such that the pressure drop between the blow-by gas inlet (2) and permeate outlet (3) at full load of the internal combustion engine in the new state of the filter medium of the blow-by filter unit (1) is at least 25 mbar.

9. Internal combustion engine according to claim 6, characterized in that the suppression control device (14) comprises a spring-loaded spool, by the pressure difference between the pressure in the connecting line between the blow-by gas inlet (2) and discharge point (20) and the Ambient pressure against the spring force undergoes a change in position, whereby the free flow cross section is variable.

10. Internal combustion engine according to one of claims 1 to 9, characterized in that the blow-by filter unit (1) is associated with a negative pressure limiting valve (13), which from a presettable suppression at the blow-by gas inlet a flow cross section for Ambient air releases, by which ambient air is sucked.

11. Internal combustion engine according to one of claims 1 to 10, characterized in that the distance (Dopt) between the housing of the blow-by filter unit (1) and the compressor (6) the sum of a constant Dr in mm and the product 0, 0225 * i * NMot, where i is a dimension converter with the value 1 mm / kWm NMot the full load power of the internal combustion engine in kW, where Dr assumes a value between 100 and 160 mm.

12. blow-by filter unit, characterized by a negative pressure limiting device (13, 14), with which the negative pressure at the permeate outlet (3) or at the blow-by gas inlet (2) is adjustable, wherein a vacuum Limiting valve (14) is provided, which releases a flow cross-section to the ambient air from a predefinable suppression of the blow-by gas inlet (2) through which ambient air can be sucked.

13. blow-by filter unit according to claim 12, characterized in that the negative pressure limiting device (14) has a negative pressure control device.

14. blow-by filter unit according to claim 13, characterized in that the negative pressure control device comprises a spring-loaded spool (24) by the pressure difference between the pressure in the connecting line between the blow-by gas inlet (2) and discharge point (20) and the ambient pressure against the spring force undergoes a change in position, whereby the free flow cross section is variable.

15. A method for operating an internal combustion engine, in particular according to one of claims 1 to 11, with an intake, a compressor (6), a piston-cylinder unit, a crankcase, and a blow-by filter unit (1), wherein Blow -By gas from the crankcase through the blow-by filter unit (1) passed and introduced into the intake immediately before the compressor (6). 4 sheets of drawings