DE10042462B4

DE10042462B4 - Entlüftungssystem für die Kurbelgehäuseentlüftung von Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE10042462B4
Application number: DE10042462A
Authority: DE
Inventors: Sven Geiler
Original assignee: IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr
Current assignee: IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr
Priority date: 2000-08-29
Filing date: 2000-08-29
Publication date: 2011-02-17
Anticipated expiration: 2020-08-30
Also published as: DE10042462A1

Abstract

Entlüftungssystem für die Kurbelgehäuseentlüftung von Brennkraftmaschinen, das eine geschlossene Verbindung von Kurbelgehäuse, Druckregelventil und Ansaugseite des Motors bildet, über die Blow-by-Gase abgesaugt und dem Verbrennungsprozess zugeführt werden,
und jedem Zylinder (Z1; Z2; Z3; Z4) eine Zuführungsleitung (14; 15; 16; 17) für Blow-by-Gase zugeordnet ist, die nahe eines Einlassventils in einem Saugrohr in den Ansaugtrakt mündet und über ein Druckregelventil (7) beaufschlagbar ist,
wobei Zylinder (Z1/Z4 bzw. Z2/Z3), unter Beachtung der Zündfolge und deren Saugrohrdruck sich gegenseitig am wenigsten oder nicht beeinflussende Zylinder jeweils Zylindergruppen bilden, die über ihre Zuführungsleitungen (14; 15; bzw. 16; 17) als Zylindergruppe jeweils an einem Auslasskanal (13) des Druckregelventiles (7) gemeinsam angeschlossen sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Entlüftungssystem für die Kurbelgehäuseentlüftung von Brennkraftmaschinen mit den im Oberbegriff genannten Merkmalen.
Vorbekannt ist durch die Schrift DE 35 09 439 C2 eine Vorrichtung zur Entlüftung des Kurbelgehäuses einer Brennkraftmaschine, bei der im Kurbelgehäuse ein geringer, annähernd konstanter Unterdruck aufrechterhalten werden soll. Die Vorrichtung enthält im wesentlichen Elemente des sog. PCV-Systems (Positive Crankcase Ventilations System), bei dem zum Entlüften des Kurbelgehäuses die Kurbelgehäusegase abgesaugt werden. Dabei erfolgt eine gesteuerte, kontinuierliche oder lastabhängige Zufuhr von gereinigter Frischluft in den Motor. Die Frischluft wird dem Gemisch aus Blow-by-Gas und Motoröl zugemischt. Die Systemsteuerung erfolgt über abgestimmte Drosseln und Ventile. Die Blow-by-Gase werden dem Ansaugsystem des Motors wieder zugeführt. Die in den Blow-by-Gasen enthaltenen Wasser- und Kraftstoffdämpfe werden durch die zugemischte Frischluft aufgenommen und kontinuierlich aus dem Kurbelgehäuse herausgeführt.
Weiterhin ist durch die Schrift DE 42 12 968 A1 ein Druckregelventil für die Kurbelgehäuseentlüftung vorbekannt, welches zur Einstellung eines bestimmten Unterdruckes im Kurbelgehäuse dient und beispielsweise in der Entlüftungsleitung zwischen Kurbelgehäuse und Motoransaugrohr angeordnet ist.
Durch das Druckregelventil besteht eine geschlossene Verbindung zwischen dem Kurbelgehäuse und der Ansaugseite des Motors, über die die sog. Durchblasgase abgesaugt und dem Verbrennungsprozess wieder zugeführt werden.
Eine in der Praxis bekannte Ausführung ist die unterdruckgeregelte Kurbelgehäuseentlüftung. Bei diesem System wird das Blow-by-Gas aus dem Ölabscheider über ein Differenzdruckventil in das Ansaugsystem nach der Drosselklappe in das Saugrohr eingeleitet.
Das Differenzdruckventil ist ein federbelastetes Membranventil mit abgestimmtem Bypass. Es regelt den Unterdruck im Motorinneren auf einen zulässigen Maximalwert.
Aus der DE 42 12 968 A1 ist ein Druckregelventil bekannt, welches über einen Öleinfüllstutzen angesaugtes Blow-by-Gas in die Luftzuführungsleitung zu einer Brennkraftmaschine entlüftet. Eine Einzelführung der Blow-by-Leitungen zu den einzelnen Zylindern ist nicht vorgesehen.
Aus der DE 40 38 509 C2 ist eine Zuführung von Blow-by-Gasen zu den einzelnen Ansaugrohren einzelner Zylinder beschrieben, wobei keine druckgeregelte Zuführung erfolgt. Weiterhin ist ein gemeinsamer Anschlussflansch ausgebildet, so dass sich die Druckverhältnisse in den einzelnen Saugrohren gegenseitig beeinflussen und es zu keiner optimalen, dem Druck im Einzelsaugrohr entsprechenden Verteilung der Blow-by-Gase kommt.
Die bekannten Ausführungen zur Kurbelgehäuseentlüftung mit Druckregulierung haben den Nachteil, dass die aus dem Kurbelgehäuse der Ansaugseite des Motors wieder zugeführten Blow-by-Gase ungleichmäßig auf die Zylinder verteilt werden. Das kann in der Folge den Brennverlauf negativ beeinflussen und zum Verrußen der Zündkerzen führen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein druckgeführtes Entlüftungssystem für die Kurbelgehäuseentlüftung von Brennkraftmaschinen zu schaffen, welches die Zuführung von Blow-by-Gas zu den einzelnen Zylindern je nach dem momentanen Druckzustand in deren Saugrohr gewährleistet.
Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe erfolgt durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches genannten Merkmale.
Es wird eine bessere Kurbelgehäuseentlüftung erreicht, weil die Zuführung der Blow-by-Gase zu den Zylindern je nach dem Druckzustand des ihm zugehörigen Saugrohres optimal erfolgt.
Die Ausgestaltungen der Erfindung gemäß den Unteransprüchen werden zusammen mit den zu erzielenden Wirkungen erläutert.
Anhand der Zeichnung wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben.
Es zeigt:
1 das Schema eines Motorblockes mit vorgeschaltetem Druckregelventil,
2 eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit A in 1
Eine Brennkraftmaschine 1 weist ein Kurbelgehäuse und einen mit diesem verbundenen Zylinderblock mit einem Zylinderkopf auf, an dem ein Ansaugsystem 2, bestehend aus Verteiler 3, zu den Zylindern Z1 bis Z4 einzeln geführten Saugrohren 4, einem Ansaugrohr 5 und einem Luftfilter 6, angeschlossen ist.
Während des Betriebes der Brennkraftmaschine wird Luft durch den Luftfilter 6 über das Ansaugsystem in das Kurbelgehäuse gesaugt, siehe Pfeilrichtung B, und es strömt Blow-by-Gas von den Verbrennungskammern durch das Spiel zwischen Kolben und Zylindern Z1; Z2; Z3; Z4 in das Kurbelgehäuse. Die im Kurbelgehäuse vorhandene Atmosphäre ist eine Mischung aus Luft, Blow-by-Gas und Schmierölnebel.
Nach Durchströmen eines nicht dargestellten Ölabscheiders gelangt dieses Gemisch aus dem Kurbelgehäuse 1 vorzugsweise über den Zylinderkopf und ein Verbindungsrohr 6 zu einem erfindungsgemäßen Druckregelventil 7 und von dort in die zu den Zylindern Z1 bis Z4 einzeln geführten Saugrohre 4 des Ansaugsystems 2.
Das Blow-by-Gas gelangt über die Brennräume nach der Verbrennung als Abgas über die Abgasanlage 9 ins Freie (siehe Pfeilrichtung C).
In 2 ist die Einzelheit A aus 1 dargestellt, sie zeigt einen Ausschnitt des Druckregelventils 7. Das Blow-by-Gas gelangt mit dem im Kurbelgehäuse herrschenden Unterdruck pu₁ über das Verbindungsrohr 6 zum Druckregelventil 7 und dort in einen Ventilraum 8.
Ein als Schirmpilz ausgebildetes Schließelement 9, dessen Kopfumfang dichtend an einem Steg 10 anliegen, verschließt den Durchtritt des Blow-by-Gases über Kanäle 11; 11' in einen Ventilraum 12. Dieser Ventilraum 12 steht über einem Auslasskanal 13 und Zuführungsleitungen 14; 15, siehe 1, mit den einzeln zu den Zylindern Z2 und Z3 geführten Saugrohren 4 in Verbindung. Zuführungsleitungen 16; 17 für das Blow-by-Gas führen vom Druckregelventil 7 zu den Saugrohren der Zylindern Z1 und Z4.
Die Zuführungsleitungen 14; 15; 16; 17 münden vorzugsweise nahe der nicht dargestellten Einlassventile in die Saugrohre 4 bzw. deren Ansaugkanäle im Zylinderkopf.
Die Ventilstrecke für die Zuführungsleitungen 16; 17 ist analog, wie in 2 dargestellt, ausgebildet.
Zylindergruppen, z. B.: Z1/Z4; Z2/Z3, deren Saugrohrdruck sich gegenseitig am wenigsten oder nicht beeinflussen, sind jeweils mit einem Auslasskanal 13 des Druckregelventiles 7 unter Beachtung der Zündfolge verbunden.
Im Ausführungsbeispiel herrscht in den Zylindern Z2; Z3 sowie im Ventilraum 12 ein geringerer Unterdruck pu₂ als im Ventilraum 8, (pu₂ < pu₁).
Um einen vorgeschriebenen Kurbelgehäuseunterdruck zu gewährleisten, ist ein minimaler definierter Durchlass vom Ventilraum 8 zum Ventilraum 12 zu realisieren. Das geschieht durch Anordnung eines inneren Bypasses 18, der als sog. ”Notlauf” dafür sorgt, dass eine Blow-by-Menge fließen und das Entlüftungssystem stets wirksam bleibt.
Bei Wechsel von Überdruck- und Unterdruckverhalten vor und nach dem Druckregelventil 7 ändert sich der Betriebszustand durch jeweils veränderte Stellung des Schließelementes 9 im Druckregelventil 7.
Bei höherem Druck im Kurbelgehäuse 1 als in den Zylindern Z2; Z3, also bei zu großem Saugrohrunterdruck (pu₂ > pu₁) schließt die Oberseite des Schirmpilzes 9' des Schließelementes 9 gegen die Gehäusewand 19 des Druckregelventiles 7.
Der Schirmpilz 9' des Schließelementes 9 ist nach beiden Seiten nutzbar und die Dichtlippe ist so ausgeführt, dass beidseitig eine ausreichende Dichtwirkung erreicht wird.
Abhängig von den Druckverhältnissen zwischen Kurbelgehäuse und dem jeweiligen Druck in den Saugrohren 4 erfolgt ein Anlegen des Schirmpilzes 9' des Schließelementes 9 entweder am Steg 10 oder der Gehäusewand 19 des Druckregelventiles 7. Die Zylinder Z2/Z3 bzw. Z1/Z4 werden abhängig von den genannten Druckverhältnissen mit Blow-by-Gasen beaufschlagt. Es besteht eine geschlossene Verbindung von Kurbelgehäuse 1, Druckregelventil 7 und Ansaugseite des Motors.
Je nach Anwendungsfall kann nur ein einseitiges Dichten des Schließelementes 9 und die Anordnung nur eines Bypasses im Druckregelventil 7 erforderlich sein.
Eine weitere Bypassbohrung 20 kann zur Sicherung einer Notlauffunktion und zum stetigen Druckabbau im Kurbelgehäuse 1 vorhanden sein.
Bei noch nicht betriebswarmem Motor enthalten die Blow-by-Gase Kraftstoff- und Wasserdampf. Es besteht beim Kälte die Gefahr des Vereisens dieser Dämpfe innerhalb des Systems der Kurbelgehäuseentlüftung. Zum Sichern der Funktion des Entlüftungssystems können bekannte Heizeinrichtungen, vorzugsweise an den Ventilstrecken, vorgesehen werden. Diese sind nicht dargestellt.

Claims

Entlüftungssystem für die Kurbelgehäuseentlüftung von Brennkraftmaschinen, das eine geschlossene Verbindung von Kurbelgehäuse, Druckregelventil und Ansaugseite des Motors bildet, über die Blow-by-Gase abgesaugt und dem Verbrennungsprozess zugeführt werden, und jedem Zylinder (Z1; Z2; Z3; Z4) eine Zuführungsleitung (14; 15; 16; 17) für Blow-by-Gase zugeordnet ist, die nahe eines Einlassventils in einem Saugrohr in den Ansaugtrakt mündet und über ein Druckregelventil (7) beaufschlagbar ist, wobei Zylinder (Z1/Z4 bzw. Z2/Z3), unter Beachtung der Zündfolge und deren Saugrohrdruck sich gegenseitig am wenigsten oder nicht beeinflussende Zylinder jeweils Zylindergruppen bilden, die über ihre Zuführungsleitungen (14; 15; bzw. 16; 17) als Zylindergruppe jeweils an einem Auslasskanal (13) des Druckregelventiles (7) gemeinsam angeschlossen sind.
Entlüftungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schließelement (9) des Druckregelventiles (7) je nach den Anwendungsbedingungen als einseitig oder zweiseitig dichtender Schirmpilz (9') gestaltet ist.
Entlüftungssystem nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass den zum Entlüftungssystem gehörenden Baugruppen, insbesondere dem Druckregelventil (7), Heizeinrichtungen zugeordnet sind.