DE10026341B4

DE10026341B4 - Zentrifugalabscheidung zur Kurbelgehäuse-Entlüftung

Info

Publication number: DE10026341B4
Application number: DE2000126341
Authority: DE
Inventors: Norbert Fehrenbach; Thomas Dipl.-Ing. Kettner
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2000-05-26
Filing date: 2000-05-26
Publication date: 2006-12-14
Anticipated expiration: 2020-05-27
Also published as: DE10026341A1

Abstract

Entlüftungsvorrichtung für ein Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine, mit einem drehbar gelagerten und antreibbaren Zentrifugal-Ölabscheider, der ein Gehäuse mit einem im wesentlichen achsparallel zur Drehachse des Zentrifugal-Ölabscheiders verlaufenden Einströmkanal für die Zufuhr eines Öl-Luft-Gemisches sowie ein inneres Ölabweisblech und eine Abströmöffnung für die Ableitung von Reinluft aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Ölabweisblech (3) – in Drehachsenrichtung gesehen – mindestens einen eckenähnlichen Abschnitt (9) aufweist, der an dem Gehäuse (2) des Zentrifugal-Ölabscheiders (1) anliegt, und daß das Gehäuse im Bereich des Anlagepunktes des Ölabweisbleches mit aus dem Gehäuse herausführenden Ablauföffnungen (4) versehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Entlüftungsvorrichtung für ein Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine, mit einem drehbar gelagerten und antreibbaren Zentrifugal-Ölabscheider, der ein Gehäuse mit einem im wesentlichen achsparallel zur Drehachse des Zentrifugal-Ölabscheiders verlaufenden Einströmkanal für die Zufuhr eines Öl-Luft-Gemisches sowie ein inneres Ölabweisblech und eine Abströmöffnung für die Ableitung von Reinluft aufweist.

Es ist eine Entlüftungsvorrichtung für ein Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine mit einem Zentrifugal-Ölabscheider aus der DE 198 03 872 A1 bekannt.

Bei Brennkraftmaschinen werden die Blow-by-Gase aus dem Kurbelgehäuse mittels einer Kurbelgehäuseentlüftung der ansaugseitigen Luftführung der Brennkraftmaschine zugeführt. Diese Blow-by-Gase enthalten flüssige Stoffe, vor allem Öl, die eine saubere Verbrennung beeinträchtigen. Ein zuverlässiges System zur Ölabscheidung verhindert einen Öleintrag in die Ansaugluft.

Bei einer bekannten Entlüftungsvorrichtung für ein Kurbelgehäuse, gemäß DE 198 03 872 A1 , werden die Ölnebel enthaltenden Gase durch einen Zentrifugal-Ölabscheider geleitet. Innerhalb dieses Zentrifugal-Ölabscheiders wird der Gasstrom mehrfach umgeleitet, und die Öltropfen schlagen sich an einer der den Luftstrom begrenzenden Wandungen des Zentrifugal-Ölabscheiders nieder. Von dort fließt das Öl durch Abströmbohrungen in der Außenwand in das Kurbelgehäuse oder das Steuergehäuse ab.

Falls sich Öl aus dem Ölnebel an dem inneren Ölabweisblech oder einer eingebauten Schikane niederschlägt, fließt es aufgrund der Rotationsbewegung des gesamten Zentrifugal-Ölabscheiders an den größten Durchmesser des Ölabweisbleches oder der Schikane. Von dort löst es sich ab, wird durch den bereits vom Ölnebel befreiten Luftstrom geschleudert und trifft auf die Gehäusewand.

Der Luftstrom strömt mit hoher Geschwindigkeit durch den Zentrifugal-Ölabscheider. Dabei besteht die Gefahr, daß die Luft bereits abgeschiedene Öltropfen mitreißt, und der Ölabscheideeffekt zunichte gemacht wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine zuverlässige und vollständige Ölabscheidung zu erreichen.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Ölabweisblech – in Drehachsenrichtung gesehen – mindestens einen eckenähnlichen Abschnitt aufweist, der an dem Gehäuse des Zentrifugal-Ölabscheiders anliegt, und daß das Gehäuse im Bereich des Anlagepunktes des Ölabweisbleches mit aus dem Gehäuse heraus führenden Ablauföffnungen versehen ist.

In den Unteransprüchen sind noch vorteilhafte und förderliche Weiterbildungen der Erfindung angegeben.

Bei Brennkraftmaschinen werden die Gase, die aus dem Brennraum zwischen Kolben und Zylinderwand in den Kurbelraum strömen, die sogenannten Blow-by-Gase, der Ansaugluft zugeführt. In diesem Gas ist Öl, beziehungsweise Ölnebel, und mitunter auch Rußpartikel aus der Verbrennung enthalten. Sowohl Öl als auch Ruß sollen nicht in die Ansaugluft gelangen, um ein Verschmutzen der Ansauganlage zu vermeiden und vor allem um einen unkontrollierten Eintrag von Kohlenwasserstoffen in den Brennraum zu verhindern.

Um eine Schädigung der Brennkraftmaschine zu verhindern ist es erforderlich, daß im Kurbelraum ein leichter Unterdruck herrscht, der dadurch erzeugt wird, daß der Kurbelraum mit der Ansauganlage, in der Unterdruck herrscht, in Verbindung steht.

Bei einem Zentrifugal-Ölabscheider wird der Ölnebelstrom aus dem Kurbelgehäuse beschleunigt und mehrfach stark umgelenkt. An den Umlenkstellen des Zentrifugal-Ölabscheiders wird der Ölnebelstrom so stark umgelenkt, daß das spezifisch schwerere Öl aufgrund der Fliehkräfte und der größeren Trägheit gegenüber der Luft zum kurvenäußeren Rand des Ölnebelstromes getragen wird und sich dort am Gehäuse oder am Ölabweisblech niederschlägt. Das Öl, das sich am Gehäuse niederschlägt, fließt aufgrund der Drehbewegung des Zentrifugal-Ölabscheiders an den Bereich mit dem größten Durchmesser und verläßt dort das Gehäuse durch Ablauföffnungen in den den Zentrifugal-Ölabscheider umgebenden Raum.

Das Öl, das sich am Ölabweisblech niederschlägt, fließt aufgrund der Drehbewegung des Zentrifugal-Ölabscheiders an den Bereich mit dem größten Durchmesser und sammelt sich dort an.

Der Antrieb der Entlüftungsvorrichtung erfolgt zum Beispiel dadurch, daß auf der Drehachse ein Rad befestigt ist, das von der Steuerkette angetrieben wird.

Das Ölabweisblech ist mit mindestens einem eckenähnlichen Abschnitt versehen, an dem sich das niedergeschlagene Öl sammelt, da dieser Abschnitt den größten Durchmesser des Ölabweisbleches darstellt.

Zwischen Ölabweisblech und Gehäuse ist ein freier Querschnitt, durch den der Ölnebel beziehungsweise die von Ölnebel teilweise gereinigte Luft strömt. Dieser freie Querschnitt wird teilweise durch den eckenähnlichen Abschnitt überbrückt, so daß das niedergeschlagene Öl sich nicht ablöst und von dem Luftstrom mitgerissen wird, sondern am Anlagepunkt des eckenähnlichen Ab schnittes auf die Gehäuseinnenwand übertritt. Von dort fließt das niedergeschlagene Öl mit dem im Gehäuse niedergeschlagenen Öl durch Ablauföffnungen in den den Zentrifugal-Ölabscheider umgebenden Raum.

Durch einen Bund am äußeren Rand des Ölabweisbleches wird ein Ablösen des niedergeschlagenen Öls weiter ausgeschlossen und die Umlenkung der Strömung wesentlich verstärkt, was einen besseren Abscheidegrad ergibt. Desweiteren ergibt sich durch den Bund eine einfache Möglichkeit das Ölabweisblech im Gehäuse zu befestigen. Eine einfache Befestigungsmöglichkeit ist zum Beispiel das Blech in das Gehäuse zu klemmen, einzulöten oder einzuschweißen. Wenn der Zentrifugal- Ölabscheider aus Kunststoff gefertigt wird, bieten sich sämtliche bei Kunststoff üblichen Verbindungsverfahren an.

Das Öl, das sich innerhalb des Bundes im Ölabweisblech gesammelt hat, fließt durch im Bereich des eckenähnlichen Abschnittes angebrachte Durchtrittsöffnungen im Bund an die Gehäuseinnenwand. Ein besonders leichtes Ablaufen des Öls aus dem Zentrifugal-Ölabscheider ist bei einer durchgehenden Öffnung vom Bund durch die Gehäusewand gegeben, d.h. die Durchtrittsöffnung des Bundes mündet direkt in eine Durchtrittsöffnung im Gehäuse.

Im Bereich der Strömungsumlenkungen innerhalb des Zentrifugal-Ölabscheiders ist eine möglichst hohe Strömungsgeschwindigkeit erwünscht, damit sich die Öltropfen aufgrund ihrer gegenüber Luft höheren Trägheit leichter am äußeren Strömungsrand an die Wandungen niederschlagen. Im Bereich des Überströmquerschnittes zwischen Gehäuse und Ölabweisblech im Bereich der eckenähnlichen Abschnitte ist eine etwas niedrigere Geschwindigkeit von Vorteil, damit bereits niedergeschlagenes Öl nicht wieder mitgerissen wird. Daher ist der Überströmquerschnitt größer zu gestalten als der Querschnitt des Einströmkanals in den Zentrifugal-Ölabscheider. Am Querschnitt des Einströmkanals findet die erste scharfe Umlenkung der Strömung und damit auch das Ölabscheiden aus dem Ölnebel statt.

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und anhand von Ausführungsbeispielen nachfolgend näher erläutert.
Es zeigen:
1 einen erfindungsgemäßen Zentrifugal-Ölabscheider, in Drehachsrichtung gesehen.
2 den Zentrifugal-Ölabscheider, nach der Linie II-II in 1 geschnitten.
3 das Ölabweisblech, in Drehachsrichtung gesehen, mit vier eckenähnlichen Abschnitten.
Ein Zentrifugal-Ölabscheider 1 gemäß 1 und 2 für die Entlüftung eines Kurbelgehäuses einer Brennkraftmaschine besteht aus einem Gehäuse 2 und einem Ölabweisblech 3, die beide drehbar in dem Kurbelgehäuse oder Steuergehäuse einer Brennkraftmaschine (nicht gezeigt) angeordnet sind.
Das Öl wird aus dem Öl-Luft-Gemisch dadurch abgeschieden, daß die Strömung des Öl-Luft-Gemisches mit hoher Geschwindigkeit mehrfach stark umgelenkt wird, und die Öltropfen des Gemisches aufgrund ihrer Trägheit und höheren Dichte die Richtungsänderungen nicht mitvollziehen und sich an der Gehäusewand 2 oder am Ölabweisblech 3 niederschlagen. Durch die Rotation des Zentrifugal-Ölabscheiders 1 wird das niedergeschlagene Öl am äußeren Umfang des Gehäuses 2 gesammelt und tritt durch Ablauföffnungen 4 in einen den Zentrifugal-Ölabscheider umgebenden Raum 5.
Das Öl-Luft-Gemisch tritt durch einen Einströmkanal 6 in die Entlüftungsvorrichtung ein und wird durch das Ölabweisblech 3 in seiner Strömungsrichtung umgelenkt. Dabei findet ein erstes Ölabscheiden mit Niederschlag am Ölabweisblech 3 statt.
Nach einem zweimaligen Umlenken der Strömung am Gehäuse 2 mit Ölniederschlag am Gehäuse verläßt die ölfreie Luft durch eine Abströmöffnung 7 den Zentrifugal-Ölabscheider 1.
Das Ölabweisblech 3 gemäß 3 weist vier eckenähnliche Abschnitte 9 auf. Vorteilhaft ist eine Ausführung mit drei oder vier eckenähnlichen Abschnitten 9, da dabei der Überströmquerschnitt 11 zwischen dem Ölabweisblech 3 und dem Gehäuse 2 nicht so klein wird wie bei einer Ausführung mit mehreren eckenähnlichen Abschnitten.
Am äußeren Rand des Ölabweisbleches 3 ist ein Bund 8 vorgesehen. Der Bund 8 kann zum Beispiel durch Tiefziehen aus dem Ölabweisblech 3 hergestellt werden. Der Bund 8 verstärkt die Umlenkung der Strömung und erleichtert damit ein Abscheiden des Öls sowohl am Ölabweisblech 3 als auch am Gehäuse 2. Durch den Bund 8 wird das Ölabweisblech 3 steifer.
Im Bereich der eckenähnlichen Abschnitte 9 ist der Bund 8 der Kontur des Gehäuses 2 angepasst. Das ermöglicht ein einfaches Befestigen (zum Beispiel Einklemmen, Löten, Kleben oder Schweißen) des Ölabweisbleches 3 am Gehäuse 2 und gleichzeitig wird die Berührfläche der beiden Teile so groß, daß eine Ablauföffnung 4 und eine Durchtrittsöffnung 10 einen Ölübertritt in den den Zentrifugal-Ölabscheider 1 umgebenden Raum 5 ermöglichen.
Das am Ölabweisblech 3 niedergeschlagene Öl sammelt sich aufgrund der Rotation des Ölabweisbleches am äußeren Umfang im Bereich des Bundes 8, insbesondere an eckenähnlichen Abschnitten 9. Von dort tritt das Öl entweder auf das Gehäuse 2 oder durch die Durchtrittsöffnung 10 und die Ablauföffnung 4 in den den Zentrifugal-Ölabscheider 1 umgebenden Raum 5 über.
Wegen des Bundes 8 und der Adhäsion des Öls am Ölabweisblech 3 löst sich kein Öl vom Ölabweisblech ab und gerät in einen Überströmquerschnitt 11 zwischen Ölabweisblech und Gehäuse 2 in den Luftstrom.
Da der Überströmquerschnitt 11 größer ist als der Querschnitt des Einströmkanals 6, ist im Überströmquerschnitt die Strömungsgeschwindigkeit niedriger als am Einströmkanal und ein Mitreissen von anhaftendem Öl vom Ölabweisblech 3 findet nicht statt.

Claims

Entlüftungsvorrichtung für ein Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine, mit einem drehbar gelagerten und antreibbaren Zentrifugal-Ölabscheider, der ein Gehäuse mit einem im wesentlichen achsparallel zur Drehachse des Zentrifugal-Ölabscheiders verlaufenden Einströmkanal für die Zufuhr eines Öl-Luft-Gemisches sowie ein inneres Ölabweisblech und eine Abströmöffnung für die Ableitung von Reinluft aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Ölabweisblech (3) – in Drehachsenrichtung gesehen – mindestens einen eckenähnlichen Abschnitt (9) aufweist, der an dem Gehäuse (2) des Zentrifugal-Ölabscheiders (1) anliegt, und daß das Gehäuse im Bereich des Anlagepunktes des Ölabweisbleches mit aus dem Gehäuse herausführenden Ablauföffnungen (4) versehen ist.
Entlüftungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ölabweisblech (3) einen außenrandigen Bund (8) einströmseitig aufweist.
Entlüftungsvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bund (8) im Bereich des eckenahnlichen Abschnittes (9) mit einer Durchtrittsöffnung (10) versehen ist.
Entlüftungsvorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittsöffnungen (10) im Bund an den eckenähnlichen Abschnitten (9) des Ölabweisbleches (3) und die Ablauföffnungen (4) im Gehäuse (2) des Zentrifugal-Ölabscheiders (1) eine durchgehende Verbindung in einen das Gehäuse umgebenden Raum (5) bilden.
Entlüftungsvorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Bund (8) des Ölabweisbleches (3) und dem Gehäuse (2) ein Überströmquerschnitt (11) gebildet ist, der größer ist als Querschnitt des Einströmkanals (6) in den Zentrifugal-Ölabscheider (1).