CZ319397A3

CZ319397A3 - Zařízení pro odlučování oleje kompaktní konstrukce

Info

Publication number: CZ319397A3
Application number: CZ973193A
Authority: CZ
Inventors: Lutz Westenberger; Bruno Hezel; Markus Ing. Ulrich
Original assignee: Robert Bosch Gmbh
Priority date: 1996-10-12
Filing date: 1997-10-09
Publication date: 1998-04-15
Also published as: FR2754466B1; HUP9701631A1; FR2754466A1; HU9701631D0; DE19642219C2; DE19642219A1; CZ292429B6; HU219032B

Description

Oblas 1 _ ί;θθΙ1ΰϋ£Σ

Vynález se týká zařízení pro odlučování oleje, zejména pro spalovací motory v motorových vozidlech pro odlučování oleje ze směsi oleje a plynu podle předvýznakové části hlavního patentového nároku.

Dosayadní_stay„techniky

V průběhu pracovního procesu ve spalovacích motorech vzniká vzhledem k nepatrným netěsnostem v oblasti štěrbiny pístního kroužku tlaková ztráta, že ze spalovacího prostoru unikají spalované plyny do klikové skříně. V klikové skříni jsou olejové kapky, které se vytvářejí například po__h á ně.c.í m_ř_e.t ě.z e m-p o h on u-~va čk ového-hř-í d e-Le-,--kt e-r é—j s o u—s pa-l-o---—— —vánými—plyny-pohlcovány-Aby-se—emise—škodlivin—způsobová^ né spalováním oleje zmenšily, byly vyvinuty odlučovače oleje, které mají odstranit olej ze směsi oleje a plynu. K tomu účelu jsou známé odlučovače oleje, které v podstatě sestávají z hrubé drátěné sítě, která poskytuje kondenzační body, na kterých se olejové kapky shromaždují a ve sběrné olejové nádrži se opět přivádějí-jako odloučený olej do plejového okruhu motoru. Mimoto jsou známé tak zvané cyklonové odlučovače, které mají ve skříni upravená, proud vedoucí žebra, na kterých je směs oleje a plynu vedena a ostře. vychylována. Olej v těchto odlušovačích není primárně odlučován -kondenzací , ale mnohem více setrvačnými silami.působícími na olej. Jako nevýhodná se u prvního z.uvedených typů odlučovače mimo jiné ukázala ta skutečnost, že nelze od ·· · ·

- 2 loučit zejména malé olejové kapky. Jako nevýhodná skutečnost pro oba typy odlučovačů se ukázalo, že mají svůj optimální pracovní bod vždy jen ve stacionárním provozu spalovacího motoru, to znamená, při konstantním množství unikajícího spalovaného plynu. Zejména v nestacionárním provozu, který je pro normální provoz motorového vozidla stále požadovaným zvýšením, případně snížením chodu obvyklý, nejsou tyto systémy proúcinné odlučování oleje již dostatečné.

Podstata_vynálezu

Vy nález se týká zařízení pro odlučování oleje, zejména pro spalovací motory motorových vozidel, pro odlučování oleje ze směsi oleje a plynu, které má ve skříni uspořádaný odlučovací element oleje, přičemž tento element pro odlučování oleje je vytvořen nejméně jako jedna, s výhodou více obtoky opatřená šroubovice. Podle vynálezu se tedy předpoklad~á7~že v zařízení pro odlučování oleje je směs oleje a_________ plynu vedena skrz šroubovicové ústrojí, které má případně více obtoků, přičemž-olej je účinně odlučován také v nestacionárním provozu. Toho se dosahuje kombinací.odlučování prostřednictvím kondenzace, která se uskutečňuje na stěnách šroubovice, a prostřednictvím setrvačnosti působící na olejové kapky, která se vytváří na.podkladě průtokového vedení směsi oleje a plynu skrz šroubovici.

U zvláště výhodného provedení se podle vynálezu předpokládá, že se zvětší povrchová plocha šroubovicetakže je k dispozici větší počet kondenzačních bodů. Přitom se nesmí zvolit odpor v proudění tak velký, aby podle vynálezu předpokládaný účinek setrvačnosti již podstatně nepřispíval k celkovému odlučování oleje. Zejména se podle vyná- 3 -

lezu předpokládá, že se v obtocích šroubovice vytvoří přídavné struktury, které mohou být například provedeny jako žebra, drátěné pletené sítě nebo výstupky. Podle vynálezu se také předpokládá, že šroubovice obklopuje centrální prostor, do kterého vyčnívají struktury upravené na vnější straně šroubovicových obtoků. Tyto struktury mohou být například provedeny jako žebra.

Podle vynálezu se předpokládá, že směs oleje a plynu po vstupu do odlučovače oleje vstoupí nejprve do centrálního prostoru, obklopeného šroubovicí, přičemž proudová žebra jsou uspořádána tak, že se vytváří vícenásobné obrácení směru směsi oleje a plynu. Přitom jsou odloučeny zejména, velké olejové kapky směsi oleje.a plynu. Po průtoku skrz tento centrální prostor, označovaný také jako předběžný odlučovač,, vstoupí směs oleje a plynu do šroubovice, přičemž obtoky šroubovice jsou provedeny tak, že se vytváří stálý nárůst rychlos____ti__směsi_ole-je-a.--ply-nu.--PT-itom--se-odd-iiču;j-í---jemně-jš-í— podí-ly----------společně-přiváděného^-oTe je—SkrzT-obtlíkynrřotrďíč·!^-·šmeš^oT^je a plynu spolu strhává kondenzovaný olej ze stěn obtoků ve směru šroubovice, který se na závěr dostává do olejové jímky a návazně se přivádí nazpět do motoru.

Podle vynálezu se s výhodou předpokládá, že.takto vyčištěná směs plynu se opět přivádí skrz dvojitě tlakem ovlivv novanou membránu na sací.stranu motoru, to znamená do spalování. Tato membrána slouží k tomu, aby udržovala podtlak v klikové skříni na úrovni obvyklého tlakového rozdílu o hodnotě -40 až +20 mbarů, aby se tak zabezpečila dobrá funkce těsnicích kroužků hřídele, například hlavních ložisek, klikového hřídele.

U dalšího výhodného vytvoření podle vynálezu se před* ♦ pokládá, že šrpubovice je upravena ve šroubovicové skříni, přičemž tato šroubovicová skříň má po celém svém obvodu kanál, který je prostřednictvím spojovacího kanálu vc spojení s jedním šroubovicovým obtokem. Vnější stěna tohoto kanálu má otvory a je také po celém obvodu šroubovicové skříně opatřena polyesterovou přízí nebo rounem. Skrz předběžný odlučovač a skrz šroubovici vedená, do značné míry vyčištěná směs oleje a plynu vstupuje skrz poslední šroubovicový obtok a skrz spojovací kanál do kanálu. Směs plynu tak opouští kanál skrz otvory a skrz na vnější straně kanálu upravenou polyesterovou, přízi nebo rouno a může být potom prostřednictvím dvojitě tlakem ovlivňované membrány opět přiváděna na sací stranu motoru. Vnější strana kanálu obklopujícího šroubovicovou skříň tak slouží jako unášecí část pro poly-r esterovou přízi nebo rouno a je provedena jako část šroubovicové skříně a tím také předběžného odlučovače. To výhodně zajištuje nepatrnou konstrukční výšku a malý konstrukční

Kompaktní konstrukce zařízení pro odlučování oleje podle vynálezu je nenáročná na prostor a vede k tomu, že toto zařízení lze nasadit také jako separátní konstrukční skupinu. Zvláště výhodně je možné, nasadit zařízení podle vynálezu také již ti sériově vyráběných agregátů. Na podkladě kompaktní konstrukce je možné uspořádat zařízení na částech, které vedou teplo, například olejovém prostoru vačkového hřídele, čímž lze zabránit nežádoucímu zamrznutí podílů vody ve spalovaném plynu, ke kterému dochází u vně upravených zařízení pro odlučování oleje, a tak spolehlivě zabránit ucpávání kanálů.

Další výhodná uspořádání vynálezu jsou patrná ze zá·· · · • · • 9

- 5 vislých patentových nároků.

Přehled_obrázků na výkresech

Vynález je v dalším podrobněji vysvětlen na příklaI dech provedení ve spojení s výkresovou částí.

Na obr. 1 je schematicky znázorněn podélný řez skrz zařízení pro odlučování oleje podle vynálezu.

Na obr. 2 je schematicky znázorněn ve dvou rovinách provedený podélný řez dalším příkladem provedení zařízení pro odlučování oleje podle vynálezu.

Př í _ 1 2É Σ _ 21 ® ί?θ !}í - ΪΪ D2 1 θ 22

--------------------Na—obr1—je- znázorněnO'zařízě~rií 2~pro odTuč ováni ole— --- jé^—podTé^-vyňalézu7 v jehož skříni 4 je uspořádána šroubovice 6. Šroubovice 6 má čtyři obtoky 12. Obvod šroubovice 6 a výška h obtoků 12 jsou zvoleny tak, že šroubovice 6 obklopuje centrální prostor.10. Obtoky12 šroubovice 6 unášejí do centrálního prostoru 10 nasměrované struktury pro zvětšení povrchové plochy, které jsou provedeny jako žebra 8. Centrální prostor 10 vytváří společně s do něj zasahujícími žebry 8 předběžný odlučovač 14.

Na obr. 1 je dále znázorněna dvojitě tlakově ovládaná membrána 16, která je upnuta mezi víkovým elementem 18 a mezi stěnou 20. Víkový element 18 má záchyt 22, takže víkový element 18 může zaskočit. Dále je znázorněno opěrné těleso 24 pro membránu 16 pro regulaci tlaku, jakož i pro

- 6 • ·

ventily 26 pro regulaci tlaku ve tvaru elastomerů.

Směs oleje a plynu vstupuje v oblasti 28 do předběžného odlučovače 14, je při vícenásobné změně směru,.jak je to znázorněno šipkami, vedena přes průtočná žebra 8, přičemž se odlučují velké kapky oleje. Potom směs oleje a.plynu vstoupí do obtoků 12 šroubovice 6, přičemž tyto obtoky 12 šroubovice 6 jsou podle výhodného provedení vytvořeny prostřednictvím smontování skříně 4 se šroubovicí 6,. Prostřednictvím trvalého nárůstu rychlosti směsi oleje a plynu, který je vytvářen plošnou změnou obtoků 12, jsou odlučovány stále menší podíly současně přiváděného oleje. Směs oleje a plynu strhává potom na stěnách obtoků 12 kondenzovaný olej ve směru šroubovice 6, který potom teče skrz zpětný tok 30 oleje nazpět do neznázorněného připraveného zásobníku v motoru. Vyčištěný plyn je přiváděn skrz membránu 16 pro regulaci tlaku na sací stranu motoru a tím i do spalová------------n-íi—úkol-em -mebrány''16'je^-ffdržovát'p od ťlak^_v klikové skříni____ ňa^Uvy kTé’^_úr o v ni o hodnotě +20 až -40 mbarů tlakového rozdílu. Kanál 32 slouží pro odvětrávání membrány 16.

Zařízení 2 pro odlučování oleje podle vynálezu umožňuje dosáhnout zbytkového množství neodloučeného oleje ve směsi oleje a plynu o hodnotě 0,02 g/kW/h. S výhodou se předpokládá, že je možné zařízení 2 pro odlučování oleje podle vynálezu nasadit také do agregátů, které jsou sériově vyráběny. K tomu účelu musejí být upraveny vhodné spojovací-ele' menty a připojovací místa na dodatečně vybavovaném motoru.

V dalším jsou pro shodné nebo funkčně shodné konstrukční součásti použity shodné vztahové znaky.

- 7 Na obr. 2 je znázorněno další výhodné uspořádání vynálezu. Na obr. 2 je vyobrazeno zařízení 2 pro odlučování oleje, které má ve skříni 4 uspořádanou šřoubovici 6.se. Šroubovicovými obtoky 12. šroubovice í5 je vytvořena tak, že obklopuje centrální prostorkterý je vytvořen jako předběžný odlučovač 14. V předběžném odlučovači 14 jsou vytvořena zde neznázorněná průtočná žebra 8 jako dovnitř směřující struktury šroubovice 6. Šroubovice 6 je upravena ve šroubovicové skříni 36, která je vytvořena ve skříni 4,. a kolem jejího obvodu je vytvořena prstencová drážka, případně kanál 38. Ke šřoubovici 6 přivrácená stěna kanálu 38 je tvořena vnitřní stěnou 40 šroubovicové skříně 36 a navenek směřující stěnou kanálu 38 prostřednictvím vnější stěny 42. Vnější stěna 42 kanálu 38 má otvory 44 nebo drážky a kolem celého svého obvodu unáší polyesterovou přízi nebo rouno 46. Dále je znázorněn jako sifon 48 vytvořený zpětný tok a prstencový těsnicí element 50.

V dalším je popsána funkce tohoto zařízení.

Čištěná směs oleje a plynu vstupuje v místě 52 a prochází skrz předběžný odlučovač 14, přičemž vícenásobnou změnou směru kolem průtočných.žeber 8 jsou odlučovány velké kapky oleje. Návazně vstupuje směs oleje a,plynu do obtoků 12 šroubovice 6, kde jsou stále odlučovány jemnější podíly strhávaného oleje. Proud plynu strhává potom na stě-: nách obtoků 12 odloučený olej, čímž tento může skrz sifon 48 téci nazpět do připraveného zásobníku. Šipkami na obr. 2 znázorněný směr proudění směsi oleje a plynu pokračuje z obtoků 12 šroubovice 6 do kanálu 38, který obklopuje šrouv bovicovou skříň 36 kolem jejího obvodu, a vystupuje skrz otvory 44 nebo drážky do polyesterové příze nebo rouna 46, • · 4 · ·♦ • « · 4 *··♦·*

4 4 4 ·· *444444 · 4 · 444 · ··

- 8 které je upraveno vně na vnější stěně 42 kanálu 38, čímž se dosáhne zvláště dokonalého vyčištění směsi oleje.a-plynu. Vyčištěná směs plynu potom vystupuje skrz.výstupní otvor 54.ze skříně 4.zařízení 2 pro odlučování oleje a může být přiváděna do spalování. Provedení popsané na.obr..2 je výhodné zejména tím, že vnější stěna 42, která tvoří, unášeč pro polyesterovou přízi nebo rouno 46, je současně částí šroubovicové skříně 36, která obklopuje šroubovici 6, což umožňuje vytvořit zvláště malou konstrukční výšku.a dosáhnout nepatrného konstrukčního prostoru. Takto vysoce -integrovaný systém-odlučování ole je lze prostorově nenáročně integrovat například v hlavách válců a může být také nasazen jako separátní konstrukční skupina.

Claims

1. Zařízení pro odlučování oleje kompaktní konstrukce, zejména pro spalovací motory motorových vozidel, pro odlučování oleje že směsi oleje a plynu, které má ve skříni uspořádaný element pro odlučování oleje, vyznačující se tím, že element pro odlučování oleje je vytvořen jako s nejméně jedním, s výhodou více obtoky (12) opatřená Šroubovice (6),

2. Zařízení pro odlučování oleje podle nároku 1, v y z n a·- čující se tím, že šroubovice (6) vytváří přídavné struktury pro odlučování oleje.

3. Zařízení pro odlučování oleje podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že struktury jsou vytvořeny v obtocích (12) šroubovice (6).

4. Zařízení pro odlučování oleje podle jednoho z předcházejících nároků, v yz načující se tím, že šroubovice (6) obklopuje centrální prostor (10).

5. Zařízení pro odlučování oleje podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že struktury jsou nasměrovány do centrálního prostoru (10) obklopeného šroitbovicí (6).

6. Zařízení pro odlučování oleje podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že struktury jsou provedeny jako průtočná žebra (8).

7. Zařízení pro odlučování oleje podle jednoho z předcházejí*· ···· cích nároků, vyznačující se tím, že v obtocích (12) šroubovice (6), v centrálním prostoru (10) nebo na průtočných žebrech (8) jsou vytvořena další zařízení pro odlučování oleje, zejména lamely nebo pletené sítě s oky.

8. Zařízení pro odlučování oleje podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že Šroubovice (6) je upravena ve šroubovicové skříni (36), uspořádané ve skříni (4).

9. Zařízení pro odlučování oleje podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že šroubovicové skříň (36) má na svém obvodu uspořádaný, s jedním obtokem (12) šroubovice (6) ve spojení upravený kanál (38).

- -1Ό-.—ZařízenTpro”odTačování“o'lě jě“podlěT jednoho ž~přěďčhážějivyznačující se tím, že stěna šroubovicové skříně (36), obklopující šroubovici (6), je součqsně vytvořena jako vnitřní stěna (40) kanálu (38).

11. Zařízení pro odlučování oleje podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že vnější stěna (42) kanálu (38) nese polyesterovou přízi nebo rouno (46).

12. Zařízení pro odlučování oleje podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že nejméně vnější stěna (42) kanálu (38) je vyrobena z plastické hmoty.

13. Zařízení pro odlučování oleje podle jednoho z předcházejí» · « v v ♦

- 11 -//2 cích nároků, vyznačující se tím, že zařízení má membránu (16), s výhodou dvojitě tlakem ovlivňovanou membránu (16).