DE10127820A1 - Ölabscheidevorrichtung für Kurbelgehäusegase einer Verbrennungskraftmaschine - Google Patents
Ölabscheidevorrichtung für Kurbelgehäusegase einer VerbrennungskraftmaschineInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Ölabscheidevorrichtung (2) für Kurbelgehäusegase einer Verbrennungskraftmaschine, mit einer Vorabscheideeinrichtung (28), einer Zyklonabscheideeinrichtung (30), einer Feinabscheideeinrichtung (32) und gegebenenfalls einer Ventileinrichtung (36), die an einer Zylinderkopfhaube (4) der Verbrennungskraftmaschine kaskadenartig vorgesehen sind; um eine Ölabscheidevorrichtung für den Einsatz bei verschiedenen Motoren mit unterschiedlichen Kurbelgasmengen zu schaffen, wird diese so ausgebildet, dass in einen Gehäuseabschnitt für die Zyklonabscheideeinrichtung (30) Wendeln (48) unterschiedlicher radialer Tiefe der Strömungsstrecke wahlweise einsetzbar sind.
Description
Die Erfindung betrifft eine Ölabscheidevorrichtung für
Kurbelgehäusegase einer Verbrennungskraftmaschine, mit
einer Vorabscheideeinrichtung, einer
Zyklonabscheideeinrichtung, einer Feinabscheideeinrichtung
und gegebenenfalls einer Ventileinrichtung, die an einer
Zylinderkopfhaube der Verbrennungskraftmaschine
kaskadenartig vorgesehen sind.
Im Betrieb einer Verbrennungskraftmaschine entstehen
zwischen Kolben, Kolbenringen und Zylinderlauffläche, ggf.
auch im Bereich von Ventilführungen Leckgasströme,
sogenanntes Durchblasegas. In diesem Durchgaseblas, welches
in den Kurbelgehäuseraum oder in ein Nockenwellengehäuse
oberhalb des Zylinderkopfs gelangt oder dort hingeführt
wird, sind flüssige Bestandteile, in erster Linie feine
Öltröpfchen oder niedrig siedende Bestandteile des
Motoröls, enthalten. Auch infolge bewegter Triebwerksteile,
nämlich Kolben, Pleuel, Kurbelwelle oder Nockenwelle können
auch größere Öltröpfchen im Kurbelgehäusegas oder auch im
Nockenwellengehäusegas enthalten sein. Man spricht hier
auch von Schwallöl. Um die Durchblasegase abzuführen, ist
eine Entlüftung des Kurbelgehäuses, die meist über das
Nockenwellengehäuse verläuft, vorgesehen. Diese als
Kurbelgehäusegase bezeichneten und pulsierend anfallenden
Gas/Flüssigkeitsmengen werden durch eine
Ölabscheidevorrichtung von den flüssigen Bestandteilen
befreit und dann üblicherweise in den Ansaugbereich der
Verbrennungskraftmaschine geleitet. Durch die Ölabscheidung
werden Verschmutzungen in den nachfolgenden Bereichen
vermieden, und die Emission von Kohlenwasserstoffen wird
nicht in unerwünschter Weise erhöht.
In der vorstehend erwähnten Zyklonabscheideeinrichtung der
Ölabscheidevorrichtung wird das Kurbelgehäusegas über eine
wendelförmige Strömungsstrecke geleitet, wo es sehr schnell
strömt. Durch die dabei auftretenden Fliehkräfte werden die
flüssigen Bestandteile des Kurbelgehäusegases radial außen
an einer die wendelförmige Strömungsstrecke begrenzenden
Wandung abgeschieden, und die flüssige Phase gelangt
infolge der Schwerkraft die wendelförmige Strecke entlang
nach unten. Es versteht sich, daß die
Strömungsgeschwindigkeit des Kurbelgehäusegases innerhalb
der wendelförmigen Strömungsstrecke von der pro Zeiteinheit
anfallenden Kurbelgasmenge und vom Strömungsquerschnitt der
Strömungsstrecke abhängt. Die pro Zeit anfallende
Kurbelgasmenge ist abhängig u. a. vom Hubraum eines
Kraftfahrzeugs. So fallen beispielsweise bei einem
Dieselmotor mit 2 bis 2,5 l Hubraum Kurbelgasmengen von
etwa 65 l/min. an. Es gibt aber auch Motoren, wo
typischerweise nur ca. 50. 1/min. in die
Ölabscheidevorrichtung eingeleitet werden. Als Mindestmenge
dürften aber 40 l/min. angesehen werden.
Dies macht es erforderlich, daß je nach den spezifischen
Anforderungen die Zyklonabscheideeinrichtung bzw. die
wendelförmige Strömungsstrecke mit unterschiedlichem
Strömungsquerschnitt konfiguriert werden muß. Es mußten
seither auch für ähnliche Motoren unterschiedlicher
Leistung verschiedene Ölabscheidevorrichtungen mit jeweils
unterschiedlichen Zyklonabscheideeinrichtungen hergestellt
und vorgehalten werden, was als aufwendig und
kostenintensiv anzusehen ist.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die
Aufgabe zugrunde, dem vorstehend geschilderten Problem zu
begegnen.
Diese Aufgabe wird bei einer Ölabscheidevorrichtung der
genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einen
Gehäuseabschnitt für die Zyklonabscheideeinrichtung Wendeln
unterschiedlicher radialer Tiefe der durch sie begrenzten
Strömungsstrecke wahlweise einsetzbar sind.
Es wird also erfindungsgemäß vorgeschlagen, eine
Ölabscheidevorrichtung mit einer Zyklonabscheideeinrichtung
vorzuhalten, bei der durch Vorhaltung verschiedener
Wendeln, jedoch unter Beibehaltung der Konstruktion und
Dimensionierung der Ölabscheidevorrichtung im übrigen
unterschiedliche Strömungsquerschnitte bei der
Zyklonabscheideeinrichtung erreicht werden können. Auf
diese Weise kann dieselbe Ölabscheidevorrichtung bei
verschiedenen Motoren mit verschiedenen typischen
Kurbelgasmengen eingesetzt werden, wobei die spezifische
Anforderung, also der spezifische Strömungsquerschnitt,
durch den Einsatz einer jeweiligen Wendel mit einer
bestimmten radialen Tiefe der Strömungsstrecke erreicht
wird.
In Weiterbildung der Erfindung haben die Wendeln
unterschiedlicher radialer Tiefe der Strömungsstrecke
gleiche Außenabmessungen, so daß sie ohne weitere
Adapterstücke, wie z. B. zylindrische Hülsen oder
dergleichen, in den Gehäuseabschnitt für die
Zyklonabscheideeinrichtung einsetzbar sind. Solchenfalls
variiert bei diesen Wendeln die radial innere Begrenzung
der wendelförmigen Strömungsstrecke.
Nach einem weiteren Erfindungsgedanken umfaßt eine
jeweilige Wendel ein zylindrisches Innenstück, wobei dieses
zylindrische Innenstück einen Innendurchmesser Di der
wendelförmigen Strömungsstrecke definiert.
Die Wendel kann nach diesem Erfindungsgedanken etwa dadurch
gefertigt werden, daß das zylindrische Innenstück durch
eine zentrale Öffnung der Wendelgänge mit entsprechendem
Öffnungsdurchmesser hindurchgesteckt ist.
Mit der vorliegenden Erfindung wird also Schutz beansprucht
für ein System aus einer Ölabscheidevorrichtung mit
verschiedenen einsetzbaren Wendeln mit jeweils
unterschiedlicher radialer Tiefe. Es wird also
erfindungsgemäß vorgeschlagen, vorzugsweise unter
Beibehaltung der Außenabmessung der
Zyklonabscheideeinrichtung, d. h. unter Beibehaltung der
konstruktiven Gestaltung eines Gehäuseabschnitts für die
Zyklonabscheideeinrichtung, verschiedene
Strömungsquerschnitte der wendelförmigen Strömungsstrecke
durch verschiedene Wendeln mit variierendem
Innendurchmesser und/oder mit variierendem Außendurchmesser
vorzusehen.
Legt man z. B. eine Kurbelgasmenge von etwa 65 l/min. z. B.
eines Dieselmotors mit 2 bis 2,5 l Hubraum zugrunde, so
erweist es sich als vorteilhaft, wenn der Strömungsgang
derart bemessen ist, dass das zylindrische Innenstück einen
Durchmesser von etwa 8 mm aufweist und der Außendurchmesser
des Gehäuses für die Zyklonabscheideeinrichtung mit 51 mm
bei einer Wendelganghöhe (Steigung) von 13 mm bemessen
wird. Bei einer kleineren Kurbelgehäusegasmenge von nur ca.
50 l/min erweist es sich als vorteilhaft, wenn der
Innendurchmesser etwa 18 mm beträgt, um dann infolge des
kleineren Strömungsquerschnitts eine in etwa ebenso hohe
Strömungsgeschwindigkeit innerhalb der
Zyklonabscheideeinrichtung zu erreichen. Bei der geringsten
üblicherweise anfallenden Kurbelgehäusegasmenge von 40 l/min
dürfte ein Innendurchmesser von etwa 24 mm geeignet
sein, wiederum bei einer Wendelhöhe (Steigung) von 13 mm
und einem Außendurchmesser von 51 mm.
Aus der DE 197 00 733 A1 ist eine Ölabscheidevorrichtung
für Kurbelgehäusegase der gattungsgemäßen Art bekannt.
Diese Druckschrift offenbart und lehrt, die eingangs
genannten Komponenten der Ölabscheidevorrichtung in der
Zylinderkopfhaube der Verbrennungskraftmaschine integriert
anzuordnen. Hierbei ist die Vorabscheideeinrichtung und die
Zyklonabscheideeinrichtung an der Innenseite der
Zylinderkopfhaube, also auf der dem Kurbel- bzw.
Nockenwellengehäuse zugewandten Seite der Zylinderkopfhaube
angeordnet. Die Feinabscheideeinrichtung und die
Ventileinrichtung sind zwischen zwei Gehäusedeckelhälften
der Zylinderkopfhaube angeordnet und strömungsmäßig der
Zyklonabscheideeinrichtung nachgeordnet. Diese Lösung ist
mit einem hohen Integrationsaufwand bei der konstruktiven
Unterbringung der Ölabscheidekomponenten in der
Zylinderkopfhaube verbunden. Sie geht auch mit einer sehr
großen Bauhöhe einher.
In Weiterbildung der Erfindung ist die
Ölabscheidevorrichtung so ausgebildet, dass die
Vorabscheideeinrichtung, die Zyklonabscheideeinrichtung,
die Feinabscheideeinrichtung und die gegebenenfalls
vorgesehene Ventileinrichtung an der Außenseite der
Zylinderkopfhaube angeordnet und von einer
Gehäusehalbschale überfangen sind, die zusammen mit der
Außenseite der Zylinderkopfhaube ein Gehäuse für die
Abscheidevorrichtung bildet und dichtend gegen die
Außenseite der Zylinderkopfhaube montierbar ist.
Die Anordnung der Komponenten der Ölabscheidevorrichtung
außerhalb der eigentlichen Zylinderkopfhaube eröffnet die
Möglichkeit, sämtliche Komponenten in einem Gehäuse,
nämlich einer Gehäusehalbschale der Ölabscheideeinrichtung,
als vormontierbare Baugruppe zu fertigen und diese
Baugruppe dann mit oder ohne zusätzliches Bodenteil als
Ganzes modulartig an die Außenseite der Zylinderkopfhaube
anzufügen. Insbesondere kann die Zylinderkopfhaube
losgelöst von Bauteilen der Ölabscheideeinrichtung am
Zylinderkopf montiert werden, um das Nockenwellengehäuse
nach oben abzuschließen. Es kann dann oder auch zu einem
späteren Zeitpunkt die vorgefertigte Baugruppe der
Ölabscheidevorrichtung angebracht werden.
Es erweist sich insbesondere als vorteilhaft, wenn die
Gehäusehalbschale, welche ein Gehäuse für die
Ölabscheidevorrichtung bildet, ein einstückig hergestelltes
Kunststoffteil, insbesondere ein Spritzgießteil, ist.
Im Hinblick auf die baugruppenspezifische Vormontierbarkeit
der Ölabscheidevorrichtung erweist es sich als vorteilhaft,
wenn Strömungsleitwandungen der Vorabscheideeinrichtung,
ein Wendeleinsatz für die Zyklonabscheidevorrichtung, ein
Abscheideeinsatz für die Feinabscheideeinrichtung und
vorzugsweise auch die Ventileinrichtung in die
Gehäusehalbschale vormontierbar einsetzbar sind. Sämtliche
Komponenten können dann bezüglich der Gehäusehalbschale
vormontiert werden und als einbaufertige Baugruppe
vorgehalten und dann im erwünschten Zeitpunkt der
Endmontage an der Zylinderkopfhaube zugeführt werden.
Die Gehäusehalbschale sollte vorteilhafterweise eher flach
und langgestreckt bauen. Zur Bewältigung von
Kurbelgehäusegasen von bis zu 150 l/min hat sich eine
Abmessung von nur etwa 295 × 60 × 70 mm (Länge × Breite ×
Höhe) als ausreichend erwiesen; dabei konnten Ölmengen von
100 bis 200 g/h abgeschieden werden. Um diese Mengen mit
nicht gattungsgemäßen modularen Bauformen von extern
angefügten Zyklonabscheidevorrichtungen zu erreichen, war
bislang eine wesentlich größere Bauhöhe von 175 mm und eine
Länge und Breite von 105 × 90 mm erforderlich. Durch die
erfindungsgemäße Bauform ist es möglich, flach bauende und
langgestreckte Abmaße bei der Konfiguration der
Ölabscheidevorrichtung im genannten Bereich zu
verwirklichen, die im Hinblick auf ihre Wirksamkeit und
Durchsatzmenge sowie Abscheidekapazität hinreichend sind.
Es erweist sich als vorteilhaft, wenn die Gehäusehalbschale
in Richtung auf die Zylinderkopfhaube erstreckte
Umfangsseitenwandungen umfasst, die in einen stirnseitigen
der Zylinderkopfhaube zugewandten umlaufenden Rand
übergehen, mit dem die Gehäusehalbschale gegen die
Außenseite der Zylinderkopfhaube dichtend anlegbar ist.
Dieser umlaufende stirnseitige Rand kann in vorteilhafter
Weise eine Anlageebene definieren, die dann eine
entsprechende ebene Ausbildung der Außenseite der
Zylinderkopfhaube im Montagebereich für die
Ölabscheidevorrichtung bedingt. Eine Gestaltung der
Gehäusehalbschale der Ölabscheidevorrichtung mit in
Richtung auf die Zylinderkopfhaube erstreckten
Umfangsseitenwandungen, also mit einer im wesentlichen
topfförmigen Geometrie ermöglicht in besonders
vorteilhafter Weise die Vormontage sämtlicher Komponenten
in dem geschützten und vorgefertigten Gehäuse, welches dann
lediglich über seinen Umfangsrand mit der Außenseite der
Zylinderkopfhaube verbunden zu werden braucht. Alternativ
oder zusätzlich könnte ein Bodenstück die Gehäusehalbschale
der Baugruppe, insbesondere bis auf Zustrom und
Rücklauföffnungen verschließen.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung
ergeben sich aus den beigefügten Patentansprüchen, der
zeichnerischen Darstellung und nachfolgenden Beschreibung
einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Ölabscheidevorrichtung. In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer
erfindungsgemäßen Ölabscheidevorrichtung im
montierten Zustand an der Außenseite einer
Zylinderkopfhaube;
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung nach Fig. 1 mit
teilweise weggebrochenen Wandungen der
Ölabscheidevorrichtung;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der
Ölabscheidevorrichtung nach Fig. 1;
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht der
Ölabscheidevorrichtung nach Fig. 3 von unten
(die Montageseite an der Zylinderkopfhaube);
Fig. 5 eine schematische Schnittansicht durch eine
Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Ölabscheidevorrichtung mit lediglich schematisch
angedeuteter Zylinderkopfhaube; und
Fig. 6 zwei schematische Darstellungen unterschiedlicher
Wendeleinsätze für die Ölabscheidevorrichtung
nach Fig. 4.
Fig. 1 zeigt in perspektivischer Ansicht eine insgesamt
mit dem Bezugszeichen 2 bezeichnete und nachfolgend im
Einzelnen zu beschreibende Ölabscheidevorrichtung 2 im
montierten Zustand an der Außenseite einer insgesamt mit
dem Bezugszeichen 4 bezeichneten Zylinderkopfhaube einer
Verbrennungskraftmaschine. Die Fig. 3 und 4 zeigen in
perspektivischer Ansicht die Ölabscheidevorrichtung 2. Es
wird nachfolgend auch auf Fig. 5 Bezug genommen, die eine
Schnittansicht der Ölabscheidevorrichtung 2 teilweise
schematisch darstellt.
Die Ölabscheidevorrichtung 2 umfasst eine Gehäusehalbschale
6, welche sämtliche Komponenten der Ölabscheidevorrichtung
2 aufnimmt. Die Gehäusehalbschale 6 ist ein einstückig
hergestelltes Kunststoffspritzgießteil, welches in Richtung
auf die Zylinderkopfhaube 4 erstreckte
Umfangsseitenwandungen 8 umfasst. Die
Umfangsseitenwandungen 8 gehen aus von einer oberen
Deckelwandung 10, wobei mehrere topfförmige Gehäusebereiche
12, 14, 16 gebildet werden. Die jeweiligen
Umfangsseitenwandungen 8 gehen in einen stirnseitigen,
umlaufenden Rand 18 über, mit dem die Gehäusehalbschale 6
gegen eine Außenseite 20 der Zylinderkopfhaube 4 dichtend
anlegbar ist. Die Gehäusehalbschale 6 ist dann über in
Fig. 5 angedeutete und in den Fig. 1 bis 4 dargestellte
Schrauben 22 mit der Außenseite 20 der Zylinderkopfhaube 4
verschraubbar. Man erkennt von den Umfangsseitenwandungen 8
seitlich vorstehende Ösen 23 der Gehäusehalbschale 6, durch
welche die Schrauben 22 hindurchgeführt sind. Die Schrauben
22 sind in domförmige Erhebungen 24, die von der Außenseite
20 der Zylinderkopfhaube 4 vorstehen, eingeschraubt. Um
eine Abdichtung des Inneren der Gehäusehalbschale 6 zu
erreichen, ist in dem stirnseitig umlaufenden Rand 18 eine
im Wesentlichen umlaufende Nut 25 für eine nicht
dargestellte aber dort einlegbare Schnurdichtung
ausgebildet.
Der umlaufenden stirnseitige Rand 18 bildet oder definiert
eine Anlageebene 26. Um die Ölabscheidevorrichtung über
deren Gehäusehalbschale 6 dichtend gegen die Außenseite 20
der Zylinderkopfhaube 4 anlegen und dort montieren zu
können, braucht lediglich ein im Bereich des stirnseitigen
Rands 18 verlaufender Bereich an der Außenseite 20 der
Zylinderkopfhaube 4 entsprechend eben ausgebildet zu
werden. Es sind also keine komplizierten Anpassungsvorgänge
an verschieden gestaltete Zylinderkopfhauben erforderlich,
sondern die betreffenden verschieden gestalteten
Zylinderkopfhauben für verschiedene
Verbrennungskraftmaschinen müssen lediglich einen
entsprechend der Gehäusehalbschale bzw. entsprechend deren
stirnseitigen Rand 18 ausgebildete Außenseite, im
einfachsten Fall einen ebenen Abschnitt (jedoch nur entlang
des Verlaufs des Rands 18), aufweisen.
Der Gehäusebereich 12 bildet eine im Wesentlichen
topfförmige Kammer, in der eine Vorabscheideeinrichtung 28
und eine Zyklonabscheideeinrichtung 30 vorgesehen ist. In
dem sich daran anschließenden topfförmigen Gehäusebereich
14 ist eine Feinabscheideeinrichtung 32 mit einem
beispielsweise als Garnwickel ausgebildeten
Feinabscheideeinsatz 34 enthalten. Der gegenüber den
Gehäusebereichen 12, 14 weniger hoch bauende Gehäusebereich
16 beinhaltet eine Ventileinrichtung 36, welche einen
Auslass 38 der Ölabscheidevorrichtung 2 zur Ansaugseite der
nicht dargestellten Verbrennungskraftmaschine freigibt oder
verschließt und damit den Druck der Kurbelgehäusegase nach
oben begrenzt.
Die kaskadenartig angeordneten Abscheidestufen sind wie
folgt konzipiert:
Die Vorabscheideeinrichtung 28 ist oberhalb einer Zuströmöffnung 40 für Kurbelgehäusegase in der Zylinderkopfhaube 4 angeordnet und umfasst, wie aus Fig. 5 ersichtlich, Strömungsleitwandungen 42, die eine vorzugsweise mehrfache Umlenkung der in die Ölabscheidevorrichtung 2 einströmenden Kurbelgehäusegase bewirken. An der tiefsten Stelle nach der ersten Umlenkung innerhalb der Vorabscheideeinrichtung 28 ist eine Rückflussöffnung 44 für in dieser Stufe abgeschiedene Flüssigkeit vorgesehen. Von der Rückflussöffnung 44 am bodenseitigen Ende einer Strömungsleitwandung 42 tropft die abgeschiedene Flüssigkeit dann entgegen der Strömung des Kurbelgehäusegases nach unten ab und gelangt so direkt wieder in den Motorraum unterhalb der Zylinderkopfhaube 4. Am oberen Ende, also im Bereich der Innenseite der Deckelwandung 10, tritt das strömende Kurbelwellengas in die kaskadenartig nachfolgend angeordnete Zyklonabscheideeinrichtung 30 ein. Diese umfasst eine wendelförmige Strömungsstrecke 46. Die wendelförmige Strömungsstrecke 46 ist gebildet durch eine Wendel 48 mit einer zentralen Öffnung 50, durch die ein rohr- oder zylinderförmiges Innenstück 52 hindurchgesteckt und im Wesentlichen dicht mit der Wendel 48 verbunden ist. Die Umfangsränder 54 der Wendel 48 liegen im Wesentlichen dichtend gegen die Innenseite der Umfangsseitenwandungen 8 der Gehäusehalbschale 8 an. Auf diese Weise ist durch das Innenstück 52 die schraubenförmigen Gänge der Wendel 48 und die Gehäusehalbschale 6 die wendelströmige Strömungsstrecke 46 gebildet bzw. begrenzt. Infolge von Trägheitskräften werden die flüssigen Bestandteile in dem wendelförmig strömenden Kurbelgehäusegas radial außen abgeschieden und fließen infolge ihrer Schwerkraft die Wendelstrecke hinab.
Die Vorabscheideeinrichtung 28 ist oberhalb einer Zuströmöffnung 40 für Kurbelgehäusegase in der Zylinderkopfhaube 4 angeordnet und umfasst, wie aus Fig. 5 ersichtlich, Strömungsleitwandungen 42, die eine vorzugsweise mehrfache Umlenkung der in die Ölabscheidevorrichtung 2 einströmenden Kurbelgehäusegase bewirken. An der tiefsten Stelle nach der ersten Umlenkung innerhalb der Vorabscheideeinrichtung 28 ist eine Rückflussöffnung 44 für in dieser Stufe abgeschiedene Flüssigkeit vorgesehen. Von der Rückflussöffnung 44 am bodenseitigen Ende einer Strömungsleitwandung 42 tropft die abgeschiedene Flüssigkeit dann entgegen der Strömung des Kurbelgehäusegases nach unten ab und gelangt so direkt wieder in den Motorraum unterhalb der Zylinderkopfhaube 4. Am oberen Ende, also im Bereich der Innenseite der Deckelwandung 10, tritt das strömende Kurbelwellengas in die kaskadenartig nachfolgend angeordnete Zyklonabscheideeinrichtung 30 ein. Diese umfasst eine wendelförmige Strömungsstrecke 46. Die wendelförmige Strömungsstrecke 46 ist gebildet durch eine Wendel 48 mit einer zentralen Öffnung 50, durch die ein rohr- oder zylinderförmiges Innenstück 52 hindurchgesteckt und im Wesentlichen dicht mit der Wendel 48 verbunden ist. Die Umfangsränder 54 der Wendel 48 liegen im Wesentlichen dichtend gegen die Innenseite der Umfangsseitenwandungen 8 der Gehäusehalbschale 8 an. Auf diese Weise ist durch das Innenstück 52 die schraubenförmigen Gänge der Wendel 48 und die Gehäusehalbschale 6 die wendelströmige Strömungsstrecke 46 gebildet bzw. begrenzt. Infolge von Trägheitskräften werden die flüssigen Bestandteile in dem wendelförmig strömenden Kurbelgehäusegas radial außen abgeschieden und fließen infolge ihrer Schwerkraft die Wendelstrecke hinab.
In ganz besonders vorteilhafter Weise lässt sich die
radiale Tiefe der wendelförmigen Strömungsstrecke 46
variieren. Dies kann vorzugsweise durch Einsatz
verschiedener Wendeln 48 mit verschiedener radialer Tiefe
geschehen, was vorzugsweise durch verschieden große
Innenstücke 52 der Wendel 48 bei gleich bleibendem
Außendurchmesser der Wendel 48 erreicht wird. Auf diese Axt
und Weise kann durch Auswahl und Einsetzen
unterschiedlicher Wendeln ein unterschiedlicher
Strömungsquerschnitt zur Anpassung an verschiedene Motoren
und Anwendungsfälle bei ansonsten gleichbleibender
Konstruktion und Dimensionierung der Ölabscheidevorrichtung
2 erzielt werden.
Die Feinabscheideeinrichtung 32, die strömungsmäßig
nachgeordnet in dem Gehäusebereich 14 untergebracht ist,
umfasst ein zylindrisches Garnwickel als
Feinabscheideeinsatz 34, welches an seiner
zylinderkopfzugewandten Seite geschlossen ist. Die
strömenden Kurbelgehäusegase treten durch die zylindrische
Wandung des Garnwickels hindurch und dabei werden restliche
feinste Flüssigkeitströpfchen abgeschieden, die innerhalb
des Garnwickels infolge der Schwerkraft nach unten in
Richtung auf die Zylinderkopfhaube gelangen. Dort ist eine
in Fig. 5 lediglich schematisch angedeutete
Ölabführöffnung 56 in der Zylinderkopfhaube vorgesehen. Das
Garnwickel umfasst an seinem oberen Ende eine
Austrittsöffnung 58. In diesem Bereich ist die
Deckelwandung 10 etwas nach oben ausgewölbt. Die durch die
Austrittsöffnung 58 strömenden Kurbelwellengase werden dann
unmittelbar im Bereich der Auswölbung um 90° umgelenkt und
dann abermals um 90° nach unten in Richtung auf die
Zylinderkopfhaube 4 umgelenkt. Durch die Ausbildung des
aufgewölbten Teils 10 als separates Bauteil wird die
Herstellbarkeit der Gehäusehalbschale 6 im Hinblick auf den
Formenaufwand wesentlich vereinfacht. Durch die sehr steile
Gestaltung des Überströmkanals 60 wird der in Längsrichtung
benötigte Baumraum so gering wie möglich gehalten. In eine
Aussparung zwischen den Gehäusebereichen 14 und 16 greift
eine Gegenkontur 59, welche an der Zylinderkopfhaube
ausgebildet ist ein, damit kein Totvolumen gebildet wird,
in welchem sich Flüssigkeit ansammeln könnte. Vom
Überströmkanal 60 aus gelangt das strömende
Kurbelgehäusegas in den Gehäusebereich 16, wo die
Ventileinrichtung 36 vorgesehen ist. Die Ventileinrichtung
36 umfasst eine in Fig. 5 schematisch dargestellte Membran
62, die einerseits mit der Atmosphäre in Verbindung steht
und andererseits vom Kurbelgehäusegas beaufschlagt wird.
Bei maximaler Ansaugung durch die
Verbrennungskraftmaschine, wenn also im Auslass 38 der
Ölabscheidevorrichtung ein maximaler Unterdruck anliegt,
verschließt die Ventileinrichtung 36 eine Öffnung 64, und
zwar unter dem Druck der Atmosphäre. Wenn unterhalb der
Membran 62 infolge des Kurbelgehäusegases der Druck
ansteigt, so wird die Öffnung 64 freigegeben und
Kurbelgehäusegase werden der (erneuten) Verbrennung
zugeführt.
Fig. 6 zeigt in schematischer Andeutung zwei verschiedene
Ausführungsformen von Wendeln 48 mit unterschiedlicher
radialer Tiefe der Strömungsstrecke, die bei
gleichbleibendem Außendurchmesser der Wendel 48 durch
zylindrische Innenstücke 52 verschiedenen Durchmessers
erreicht sind.
Claims (9)
1. Ölabscheidevorrichtung (2) für Kurbelgehäusegase einer
Verbrennungskraftmaschine, mit einer
Vorabscheideeinrichtung (28), einer
Zyklonabscheideeinrichtung (30) mit einer wendelförmigen
Strömungsstrecke, einer Feinabscheideeinrichtung (32) und
gegebenenfalls einer Ventileinrichtung (36), die an einer
Zylinderkopfhaube (4) der Verbrennungskraftmaschine
kaskadenartig vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass
in einen Gehäuseabschnitt für die
Zyklonabscheideeinrichtung (30) Wendeln (48)
unterschiedlicher radialer Tiefe der Strömungsstrecke
wahlweise einsetzbar sind.
2. Ölabscheidevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass die Wendeln (48) unterschiedlicher
radialer Tiefe der Strömungsstrecke gleiche
Außenabmessungen aufweisen.
3. Ölabscheidevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass eine Wendel ein zylindrisches
Innenstück (52) umfasst, wobei das zylindrische Innenstück
(52) einen Innendurchmesser Di der wendelförmigen
Strömungsstrecke (46) definiert.
4. Ölabscheidevorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, dass der maximale Innendurchmesser
Di,max bei einer Zyklonabscheideeinrichtung (30) mit einer
Wendelganghöhe von 11-15 mm und einem Außendurchmesser Da
von 48-54 mm etwa 8 mm (± 10%) beträgt.
5. Ölabscheidevorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, dass der maximale Innendurchmesser
Di,max bei einer Zyklonabscheideeinrichtung (30) bei einer
Wendelganghöhe von 11-15 mm und einem Außendurchmesser Da
von 48-54 mm etwa 18 mm (± 10%) ist.
6. Ölabscheidevorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, dass der maximale Innendurchmesser
Di,max bei einer Zyklonabscheideeinrichtung (30) bei einer
Wendelganghöhe von 11-15 mm und einem Außendurchmesser Da
von. 48-54 mm etwa 24 mm (± 10%) ist.
7. Ölabscheidevorrichtung nach einem der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die
Vorabscheideeinrichtung (28), die
Zyklonabscheideeinrichtung (30), die
Feinabscheideeinrichtung (32) und die gegebenenfalls
vorgesehene Ventileinrichtung (36) an der Außenseite (20)
der Zylinderkopfhaube (4) angeordnet und von einer
Gehäusehalbschale (6) überfangen sind, die zusammen mit der
Außenseite (20) der Zylinderkopfhaube (4) ein Gehäuse für
die Abscheidevorrichtung (2) bildet.
8. Ölabscheidevorrichtung nach Anspruch 7, dadurch
gekennzeichnet, dass die Gehäusehalbschale (6) ein
einstückig hergestelltes Kunststoffteil, insbesondere ein
Spritzgießteil, ist.
9. Ölabscheidevorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch
gekennzeichnet, dass Strömungsleitwandungen (42) und/oder
eine Wendel (48) für die Zyklonabscheidevorrichtung (30)
und/oder ein Abscheideeinsatz (34) für die
Feinabscheideeinrichtung (32) und/oder die
Ventileinrichtung (36) in die Gehäusehalbschale (6) als
vormontierte Einheiten einsetzbar sind.
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