DE10153120A1 - Einrichtung für die Entlüftung des Kurbelgehäuses einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung (1) für die Entlüftung des Kurbelgehäuses (20) einer Brennkraftmaschine (2), mit einer vom Kurbelgehäuse (20) zu einem Saugrohr (22) der Brennkraftmaschine (2) führenden Entlüftungsleitung (3), in deren Verlauf ein Ölnebelabscheider (30) angeordnet ist. DOLLAR A Die neue Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß im Verlauf der Entlüftungsleitung (3) eine Pumpeinrichtung (31) vorgesehen ist, mit der im Kurbelgehäuse (20) ein Unterdruck gegenüber dem Umgebungsluftdruck erzeugbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung für die Entlüftung des Kurbelgehäuses einer Brennkraftmaschi­ ne, mit einer vom Kurbelgehäuse zu einem Saugrohr der Brennkraftmaschine führenden Entlüftungsleitung, in de­ ren Verlauf ein Ölnebelabscheider angeordnet ist.

Eine Einrichtung der genannten Art ist aus der Praxis des Motorenbaus, insbesondere für Automobile, bekannt. Die Aufgabe dieser Einrichtung besteht darin, einen aus technischen und gesetzlichen Gründen erforderlichen Un­ terdruck im Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine auf­ recht zu erhalten, indem das Kurbelgehäuse entlüftet wird, wozu Gase aus dem Kurbelgehäuse, insbesondere Blow- By-Gase aus den Brennräumen der Brennkraftmaschine, zum Saugrohr der Maschine geführt werden. Im Kurbelgehäuse- Entlüftungsgas mitgeführte Ölanteile werden in einem Öl- nebelabscheider abgetrennt; das abgetrennte Öl wird vor­ zugsweise wieder dem Schmierölkreislauf der Brennkraft­ maschine zugeführt. Das vom Öl befreite Gas gelangt in das Ansaugrohr der Brennkraftmaschine und durchläuft dann die in der Maschine stattfindende Verbrennung.

Bekannte Einrichtungen der genannten Art haben verschie­ dene betriebliche Nachteile, die insbesondere bei be­ stimmten Betriebszuständen auftreten. Bei Otto-Motoren tritt der Nachteil auf, daß über dem Ölnebelabscheider ein relativ großer Druckabfall entsteht, der zu einer Gefahr eines Überdrucks im Kurbelgehäuse führt, wenn der Unterdruck im Saugrohr sich nicht ausreichend vom Umge­ bungsluftdruck unterscheidet. Dies führt außerdem zu ei­ nem Abfall des Wirkungsgrades des Ölnebelabscheiders, da bei Otto-Motoren üblicherweise auf dem Trägheitsprinzip basierende Abscheider eingesetzt werden, die für einen hohen Wirkungsgrad einen ausreichend hohen Volumenstrom benötigen. Ein weiterer Nachteil tritt dann auf, wenn sich die Brennkraftmaschine im Bereich ihrer Null-Last befindet, da in diesem Zustand ein zu hoher Kurbelgehäu­ sedruck entstehen kann. Dieses Problem tritt insbesonde­ re bei Brennkraftmaschinen mit einem fortgeschrittenen Verschleiß auf, da hier bei hoher Drehzahl und Null-Last hohe Blow-By-Volumenströme auftreten können.

Für die vorliegende Erfindung stellt sich deshalb die Aufgabe, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die dargelegten Nachteile vermeidet und mit der insbesondere erreicht wird, daß unter allen auftre­ tenden Betriebszuständen der Brennkraftmaschine in deren Kurbelgehäuse ein Unterdruck gegenüber dem Umgebungsluft­ druck aufrecht erhalten wird und bei der gleichzeitig ein hoher Wirkungsgrad des Ölnebelabscheiders gewährlei­ stet ist.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt erfindungsgemäß mit ei­ ner Einrichtung der eingangs genannten Art, die dadurch gekennzeichnet ist, daß im Verlauf der Entlüftungslei­ tung eine Pumpeinrichtung vorgesehen ist, mit der im Kur­ belgehäuse ein Unterdruck gegenüber dem Umgebungsluft­ druck erzeugbar ist.

Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung sorgt vorteilhaft die Pumpeinrichtung dafür, daß stets ein gewünschter Unterdruck im Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine be­ steht, wobei der Unterdruck auch in solchen Betriebszu­ ständen der Brennkraftmaschine erhalten bleibt, bei de­ nen allein über das Saugrohr der entsprechende Unter­ druck nicht erzeugt werden kann. Zugleich sorgt die Pump­ einrichtung für einen ausreichend großen Volumenstrom am Kurbelgehäuse-Entlüftungsgas durch den Ölnebelabschei­ der, so daß dieser in jedem Betriebszustand der Brenn­ kraftmaschine einen hohen Wirkungsgrad hat.

Weiter ist erfindungsgemäß bevorzugt vorgesehen, daß die Pumpeinrichtung zwischen dem Ölnebelabscheider und der Einmündung der Entlüftungsleitung in das Saugrohr ange­ ordnet ist. Durch diese Anordnung der Pumpeinrichtung wird gewährleistet, daß der Ölnebel schon vor dem Durch­ laufen der Gase durch die Pumpeinrichtung abgeschieden ist, so daß die Pumpeinrichtung nicht durch Ölnebel ver­ schmutzt und in ihrer Funktion beeinträchtigt werden kann.

Weiterhin ist bevorzugt die Pumpeinrichtung eine Saugpum­ pe oder ein Injektor. Mit beiden Pumpeinrichtungen las­ sen sich die gewünschten Wirkungen, nämlich die Erzeu­ gung eines Unterdrucks im Kurbelgehäuse und die Förde­ rung der Kurbelgehäuse-Entlüftungsgase zum Saugrohr, si­ cher erreichen.

Weiter schlägt die Erfindung vor, daß die Pumpeinrich­ tung leistungsungeregelt ist und daß entweder in der Ent­ lüftungsleitung vor dem Ölnebelabscheider ein Druckregel­ ventil angeordnet oder aus der Entlüftungsleitung hinter der Pumpeinrichtung eine Bypassleitung mit regelbarem Durchlaß zum Kurbelgehäuse geführt ist. Diese Einrich­ tung mit einer in ihrer Leistung ungeregelten Pumpein­ richtung erfordert technisch einen relativ geringen Auf­ wand, so daß sie kostengünstig herstellbar ist. Da die Pumpeinrichtung selbst in ihrer Leistung nicht geregelt ist, muß auf andere Weise gewährleistet werden, daß im Kurbelgehäuse kein zu großer Unterdruck entsteht. Hier­ für sorgt das wahlweise vorgesehene Druckregelventil oder die Bypassleitung mit regelbarem Durchlaß. Das hier einzusetzende Druckregelventil kann von an sich bekann­ ter Bauart sein, da es nur die Anforderung erfüllen muß, bei Erreichen eines vorgegebenen unteren Druckgrenzwerts die Entlüftungsleitung zu verschließen, wie dies auch bei einschlägigen Einrichtungen ohne Pumpeinrichtung der Fall ist.

Zur Realisierung des zuvor erwähnten regelbaren Durchlas­ ses der Bypassleitung ist bevorzugt in dieser Bypasslei­ tung ein Regelventil angeordnet, das nach Maßgabe des Drucks im Kurbelgehäuse verstellbar ist. Dieses Regelven­ til kann zur Begrenzung des Unterdrucks im Kurbelgehäuse sowohl nach unten als auch nach oben eingesetzt werden, so daß die Einhaltung eines vorgegebenen Unterdruck-Be­ reichs im Kurbelgehäuse gewährleistet ist.

Um die Entlüftung des Kurbelgehäuses und die Ölnebelab­ scheidung aus dem Kurbelgehäuse-Entlüftungsgas zu opti­ mieren, wird vorgeschlagen, daß das Regelventil zusätz­ lich nach Maßgabe der Kurbelwellendrehzahl der Brenn­ kraftmaschine und nach Maßgabe der Stellung einer ggf. im Saugrohr vorhandenen Drosselklappe verstellbar ist.

Bei Otto-Motoren ist es für eine lange Motor-Lebensdauer wichtig, als Kondensat in das Schmieröl in der Ölwanne des Kurbelgehäuses gelangten Kraftstoff schnell und voll­ ständig von dort abzuführen, damit es nicht zu einer Schlammbildung mit daraus resultierenden Schäden am Mo­ tor kommt. Für eine solche Brennkraftmaschine, bei der im Saugrohr eine Drosselklappe angeordnet ist, schlägt die Erfindung eine Ausführung der Einrichtung vor, bei der vom Saugrohr vor der Drosselklappe eine in das Kur­ belgehäuse führende Belüftungsleitung mit einem Rück­ schlagventil abgeht. Durch diese Belüftungsleitung kann Frischluft in das Kurbelgehäuse eingeleitet werden und nach Aufnahme von Kraftstoffdämpfen zusammen mit dem übrigen Kurbelgehäuse-Entlüftungsgas von dort abgezogen werden.

In weiterer Ausgestaltung schlägt die Erfindung vor, daß die Entlüftungsleitung vor der Drosselklappe in das Saug­ rohr mündet und daß von der Entlüftungsleitung zwischen dem Ölnebelabscheider und der Pumpeinrichtung eine Zweig­ leitung mit einem Regelventil in ihrem Verlauf abgeht, die hinter der Drosselklappe in das Saugrohr mündet. Über diese Zweigleitung kann die Entlüftung des Kurbel­ gehäuses erfolgen, solange im Saugrohr ein ausreichender Unterdruck vorliegt. Nur in den Betriebszuständen, in denen der Unterdruck im Saugrohr für eine Kurbelgehäuse- Entlüftung nicht ausreicht, muß die Entlüftung mit Hilfe der Pumpeinrichtung erfolgen.

Zweckmäßig ist das in der Zweigleitung angeordnete Regel­ ventil nach Maßgabe des Drucks im Kurbelgehäuse verstell­ bar, um im Kurbelgehäuse den Unterdruck innerhalb vorgeb­ barer Grenzen zu halten.

Zur Optimierung der Kurbelgehäuse-Entlüftung und Ölnebel­ abscheidung aus dem Entlüftungsgas kann das Regelventil in der Zweigleitung zusätzlich nach Maßgabe der Kurbel­ wellendrehzahl der Brennkraftmaschine und nach Maßgabe der Stellung der Drosselklappe verstellbar sein.

In bestimmten Betriebszuständen einer Brennkraftmaschine ist es ungünstig, dem Kurbelgehäuse Frischluft zuzufüh­ ren, insbesondere im Leerlauf der Brennkraftmaschine, weil es dann durch die zugeführte Frischluft zu einer Falschluft-Zuführung um die Drosselklappe herum kommen kann, die das Leerlaufverhalten der Brennkraftmaschine stört. Um diesem Problem abzuhelfen, schlägt die Erfin­ dung vor, daß in der Belüftungsleitung zusätzlich zu dem Rückschlagventil ein mit diesem kombiniertes oder separa­ tes, fernbetätigbares Absperrventil angeordnet ist.

Zweckmäßig ist dieses Absperrventil in der Belüftungs­ leitung nach Maßgabe der Kurbelwellendrehzahl der Brenn­ kraftmaschine verstellbar, insbesondere bei Leerlaufdreh­ zahl in Schließstellung bringbar. Damit wird im Leerlauf der Brennkraftmaschine die Zuführung von Frischluft über die Belüftungsleitung an der geschlossenen Drosselklappe vorbei in das Ansaugrohr ausgeschlossen, so daß Störun­ gen des Leerlaufverhaltens vermieden werden.

Alternativ zur Verwendung einer leistungsungeregelten Pumpeinrichtung schlägt eine weitere Ausführung der Ein­ richtung vor, daß die Pumpeinrichtung in ihrer Leistung nach Maßgabe des Kurbelgehäusedrucks regelbar ist. Dabei erfolgt die Regelung zweckmäßig so, daß die Leistung der Pumpeinrichtung gerade den im Kurbelgehäuse gewünschten Unterdruck erzeugt, wobei die erforderliche Pumpleistung von dem gerade herrschenden Betriebszustand und dem da­ mit verbundenen jeweiligen Anfall von Kurbelgehäusegas abhängt.

Zusätzlich kann vorgesehen sein, daß von der Entlüftungs­ leitung hinter der Pumpeinrichtung über ein nach Maßgabe der Drosselklappenstellung oder nach Maßgabe des Saug­ rohrdrucks vor der Drosselklappe umschaltbares Abzweig­ ventil eine Rückführleitung zum Kurbelgehäuse geführt ist. Über diese Rückführleitung kann Kurbelgehäuse-Ent­ lüftungsgas in das Kurbelgehäuse zurückgeführt werden, wenn das Saugrohr nicht in der Lage ist, das von der Pumpeinrichtung gelieferte Gas aufzunehmen. Auf diese Weise wird sicher vermieden, daß Kurbelgehäuse-Entlüf­ tungsgas entgegen der vorgesehenen Strömungsrichtung durch das Saugrohr und den Luftfilter in die Umgebung gelangt.

Eine weitere Ausgestaltung der Einrichtung schlägt vor, daß die die Pumpeinrichtung bildende Saugpumpe ein Radi­ algebläse oder ein Seitenkanalverdichter mit einem von der Brennkraftmaschine abgeleiteten mechanischen Antrieb oder mit einem Elektromotor als Antrieb ist. Wegen der nur geringen erforderlichen Pumpleistung kann die so aus­ gebildete Saugpumpe sehr kompakt sein, wodurch wenig Bau­ raum beansprucht wird. Bei Ausführung der Saugpumpe mit einem von der Brennkraftmaschine abgeleiteten mechani­ schen Antrieb ist zweckmäßig die Saugpumpe mit einer Drehzahl antreibbar, die in einem festen Verhältnis zur jeweiligen Kurbelwellendrehzahl der Brennkraftmaschine steht. Die Regelung des Unterdrucks im Kurbelgehäuse er­ folgt dann zweckmäßig über entsprechende Regelventile, wie weiter oben schon erläutert. Bei einem Elektromotor als Antrieb der Saugpumpe besteht bezüglich der Unter­ druckregelung eine größere Freiheit.

Für die Ausführung der Einrichtung mit einem die Saugpum­ pe antreibenden Elektromotor ist bevorzugt dem Elektro­ motor ein elektrischer Schalter oder Spannungsregler vor­ geschaltet, der nach Maßgabe des Kurbelgehäusedrucks ver­ stellbar ist. Hierdurch wird erreicht, daß die Saugpumpe und der diese antreibende Elektromotor nur dann laufen, wenn tatsächlich eine Pumpleistung erforderlich ist, so daß eine geringere Beanspruchung von Saugpumpe und An­ triebsmotor erreicht wird.

Für die Ausführungen der Einrichtung, bei denen ein In­ jektor die Pumpeinrichtung bildet, ist vorgesehen, daß der Injektor mit Druckluft von der Druckseite eines im Verlauf des Saugrohrs angeordneten Turboladers der mit der Einrichtung ausgestatteten Brennkraftmaschine oder mit Druckluft aus einem Druckluftnetz eines mit der Ein­ richtung ausgestatteten Kraftfahrzeugs betreibbar ist. Der Injektor als Pumpeinrichtung bietet insbesondere den Vorteil, daß er keine beweglichen Teile aufweist und so­ mit eine praktisch unbegrenzte Lebensdauer und absolute Wartungsfreiheit aufweist. Da für den Betrieb des Injek­ tors Druckluft erforderlich ist, ist die Verwendung ei­ nes Injektors als Pumpeinrichtung insbesondere in sol­ chen Einrichtungen sinnvoll, die an Brennkraftmaschinen oder in Kraftfahrzeugen verwendet werden, wo Druckluft ohnehin zur Verfügung steht, z. B. mittels des erwähnten Turboladers oder des Druckluftnetzes, das bei Nutzfahr­ zeugen immer vorhanden ist.

Um den Injektor bedarfsgerecht in seiner Leistung regeln zu können, ist bevorzugt vorgesehen, daß in eine Druck­ luftzuleitung zum Injektor ein Regelventil eingeschaltet ist, das nach Maßgabe des Kurbelgehäusedrucks verstell­ bar ist. Das Regelventil sorgt dann dafür, daß der Injek­ tor jeweils eine solche Pumpleistung erzeugt, daß im Kur­ belgehäuse der Unterdruck in einem vorgebbaren Bereich bleibt.

Eine alternative Möglichkeit zur Regelung der effektiven Leistung der Pumpeinrichtung besteht darin, daß mit der Entlüftungsleitung ein die Pumpeinrichtung kurzschließen­ der Umgehungskanal mit einem Regelventil verbunden ist, das nach Maßgabe des Kurbelgehäusedrucks verstellbar ist. Auf diese Weise kann bei Bedarf eine Kreislaufför­ derung des Entlüftungsgases durch die Pumpeinrichtung und den zugehörigen Umgehungskanal erfolgen, wodurch die effektive Leistung der Pumpeinrichtung im Hinblick auf das aus dem Kurbelgehäuse in das Saugrohr geförderte Kur­ belgehäuse-Entlüftungsgas in gewünschter Weise regelbar ist. Dabei wird die effektive Leistung der Pumpeinrich­ tung um so kleiner, je weiter das Regelventil geöffnet ist, und umgekehrt.

Um für den Betrieb der Einrichtung möglichst wenig eige­ ne elektrische und elektronische Komponenten einsetzen zu müssen, schlägt die Erfindung schließlich bevorzugt vor, daß die verstellbaren und schaltbaren Komponenten der Einrichtung, d. h. insbesondere deren Ventile, durch eine zur Brennkraftmaschine gehörende, vorhandene Motor­ elektrik oder -elektronik betätigbar und überwachbar sind. Bei modernen Brennkraftmaschinen ist generell eine Motorelektronik zur Steuerung und Regelung des Betriebs der Brennkraftmaschine vorhanden, die durch geringfügige Erweiterung ihrer Programmierung und ihrer Ein- und Aus­ gänge für die erfindungsgemäße Einrichtung mit genutzt werden kann.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand einer Zeichnung erläutert. Die Figuren der Zeich­ nung zeigen:

Fig. 1 eine Einrichtung für die Entlüftung und gleich­ zeitige Belüftung des Kurbelgehäuses einer Brenn­ kraftmaschine, vorzugsweise eines Otto-Motors, in einer schematischen Darstellung in einer er­ sten Ausführung,

Fig. 2 die Einrichtung in einer zweiten Ausführung in gleicher Darstellungsweise,

Fig. 3 die Einrichtung in einer dritten Ausführung, ebenfalls in gleicher Darstellungsweise,

Fig. 4 eine Einrichtung für die Entlüftung des Kurbel­ gehäuses einer Brennkraftmaschine, vorzugsweise eines Diesel-Motors, in einer schematischen Dar­ stellung in einer ersten Ausführung,

Fig. 5 die Einrichtung gemäß Fig. 1 in einer zweiten Ausführung in gleicher Darstellungsweise,

Fig. 6 die Einrichtung gemäß Fig. 4 in einer dritten Ausführung in gleicher Darstellungsweise und

Fig. 7 die Einrichtung gemäß Fig. 1 in einer vierten Ausführung, ebenfalls in gleicher Darstellungs­ weise.

Die Fig. 1 der Zeichnung zeigt ganz links einen Luftfil­ ter 23, von dem aus ein Saugrohr 22 zur Brennkraftmaschi­ ne 2 führt, die in der Fig. 1 rechts angedeutet ist. Im Verlauf des Saugrohrs 22 ist eine Drosselklappe 24 ange­ ordnet.

Vom Kurbelgehäuse 20, das einen Teil der Brennkraftma­ schine 2 bildet, führt eine Kurbelgehäuse-Entlüftungslei­ tung 3 zum Saugrohr 22 und mündet vor der Drosselklappe 24 in dieses ein. (Hier und im folgenden beziehen sich die Angeben "vor" und "hinter" wie üblich auf die jewei­ lige Strömungsrichtung.) Im Verlauf der Entlüftungslei­ tung 3 ist in Strömungsrichtung der Kurbelgehäuse-Entlüf­ tungsgase gesehen zunächst ein Ölnebelabscheider 30 an­ geordnet. Dieser ist vorzugsweise ein nach dem Trägheits­ prinzip arbeitender Abscheider, z. B. ein Zyklon. Im Ab­ scheider 30 aus dem Entlüftungsgas abgeschiedene Ölantei­ le können über eine hier nicht eingezeichnete Leitung wieder zum Ölsumpf im Kurbelgehäuse 20 zurückgeführt wer­ den. Die vom Ölnebel befreiten Gase gelangen weiter durch die Entlüftungsleitung 3 zu einer Pumpeinrichtung 31, hier eine mittels eines Elektromotors 32 antreibbare Saugpumpe, deren Ausgang mit dem Saugrohr 22 vor der Drosselklappe 24 verbunden ist. Im hier dargestellten Ausführungsbeispiel hat die Pumpeinrichtung 31 einen permanenten Antrieb, also eine konstante Förderleistung. Um die Menge des zum Saugrohr 22 gelangenen Kurbelgehäu­ se-Entlüftungsgases bedarfsweise beeinflussen zu können, ist mit dem Ausgang der Pumpeinrichtung 31 weiterhin ei­ ne Bypassleitung 37 verbunden, die zum Kurbelgehäuse 20 zurückführt. Die Bypassleitung 37 besitzt einen veränder­ baren Durchlaß, der hier durch ein Regelventil 37' ver­ stellbar ist.

Die Verstellung des in der Bypassleitung 37 angeordneten Regelventils 37' erfolgt hier über einen Regler 35, der zweckmäßig Teil einer an der zugehörigen Brennkraftma­ schine 2 ohnehin vorhandenen Motorelektrik oder -elektro­ nik ist, die über entsprechende Sensoren Steuersignale erhält, wie über den Drucksensor 34 den Druck p im Inne­ ren des Kurbelgehäuses 20, die Kurbelwellendrehzahl n der Brennkraftmaschine und die Stellung α der Drossel­ klappe 24. Aus diesen Meßwerten berechnet der Regler 35 nach einem vorgebbaren Kennfeld oder Programm Steuersi­ gnale für das in der Bypassleitung angeordnete Regelven­ til 37' und verstellt dessen Durchlaßquerschnitt entspre­ chend den jeweiligen Betriebszuständen der Brennkraftma­ schine 2 so, daß der Unterdruck im Kurbelgehäuse 20 sich nur innerhalb vorgebbarer Grenzwerte bewegt.

Zur Belüftung des Kurbelgehäuses 20 ist eine Belüftungs­ leitung 4 vorgesehen, die aus dem Saugrohr 22 vor der Drosselklappe 24 abzweigt und die in das Kurbelgehäuse 20 mündet. Im Verlauf der Belüftungsleitung 4 ist ein Rückschlagventil 40 angeordnet, das eine Strömung nur in Richtung vom Saugrohr 22 zum Kurbelgehäuse 20 zuläßt.

Im Betrieb dieser Einrichtung 1 wird das Regelventil 37' in der Bypassleitung 37 so verstellt, daß im Kurbelge­ häuse 20 stets ein Unterdruck in einer vorgegebenen Grö­ ße eingehalten wird. Diese Ausführung der Einrichtung 1 hat dabei den Vorteil, daß sie relativ einfach aufgebaut ist; auf der anderen Seite unterliegt die Pumpeinrich­ tung 31 durch ihren ständigen Betrieb einem erhöhten Ver­ schleiß, so daß hier eine entsprechend langlebige Kon­ struktion gewählt werden muß. Für die Funktion dieser Einrichtung 1 spielt es keine Rolle, ob im Saugrohr 22 eine Drosselklappe 24 angeordnet ist oder nicht; damit ist diese Ausführung der Einrichtung 1 für alle OttoMo­ toren mit oder ohne Drosselklappe 24 geeignet. Auch für aufgeladene Motoren eignet sich diese Einrichtung 1. Ne­ ben der Einhaltung des gewünschten Unterdrucks im Kurbel­ gehäuse 20 sorgt die Pumpeinrichtung 31 für einen stän­ dig ausreichend hohen Volumenstrom durch den Ölnebelab­ scheider 30, so daß dieser seinen optimalen Wirkungsgrad ständig erreicht.

Eine Zuleitung von Falschluft zu den Brennräumen 21 der Brennkraftmaschine 2 um die Drosselklappe 24 herum ist bei dieser Einrichtung 1 ausgeschlossen, was Leerlauf­ störungen ausschließt.

Die Ausführung der Einrichtung 1, die in Fig. 2 der Zeichnung dargestellt ist, unterscheidet sich in den folgenden Punkten von der Einrichtung 1 gemäß Fig. 1:

Die Bypassleitung 37, die bei der ersten Ausführung der Einrichtung 1 von der Pumpeinrichtung 31 zum Kurbelgehäu­ se 20 führt, ist entfallen; stattdessen ist hinter dem Ölnebelabscheider 30 von der zur Pumpeinrichtung 31 ver­ laufenden Entlüftungsleitung 3 eine Zweigleitung 38 abge­ zweigt, die über ein Regelventil 38' hinter der Drossel­ klappe 24 in das Saugrohr 22 mündet. Ein weiterer Unter­ schied besteht darin, daß nun das Rückschlagventil 40 in der Belüftungsleitung 4 mit einem fernbetätigbaren Ab­ sperrventil 41 kombiniert ist.

In ihren übrigen Teilen entspricht die Einrichtung 1 ge­ mäß Fig. 2 der in Fig. 1 gezeigten Ausführung.

Das Regelventil 38' in der Zweigleitung 38 vom Ausgang des Ölnebelabscheiders 30 zum Saugrohr 22 hinter der Dros­ selklappe 24 wird von dem Regler 35 nach Maßgabe des Drucks p im Kurbelgehäuse, der Kurbelwellendrehzahl n und der Drosselklappenstellung α verstellt. Dabei wird das Ventil 38' in der Weise in seiner Stellung geregelt, daß bei einem ausreichenden Unterdruck im Saugrohr 22 das Ventil 38' in Öffnungsstellung steht. Die Kurbelge­ häuse-Entlüftung erfolgt dann im wesentlichen über den im Saugrohr 22 herrschenden Unterdruck. Wenn der Unter­ druck im Saugrohr 22 für die Einhaltung eines ausreichen­ den Unterdrucks im Kurbelgehäuse 20 nicht ausreicht, wird das Regelventil 38' geschlossen und die Einstellung des Unterdrucks im Kurbelgehäuse 20 erfolgt über die Pumpeinrichtung 31.

Außerdem wird im Leerlauf der Brennkraftmaschine 2 das Absperrventil 41 in der Belüftungsleitung 4 geschlossen, so daß dann in diesem Betriebszustand der Brennkraftma­ schine 2 die Führung von Falschluft an der Drosselklappe 24 vorbei verhindert wird. Auch bei dieser Ausführung der Einrichtung 1 wird in allen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine 2 der benötigte Unterdruck im Kurbel­ gehäuse 20 aufrechterhalten. Gleichzeitig wird eine gute Ölabscheidung im Ölnebelabscheider 30 gewährleistet, weil in diesem stets ein ausreichender Volumenstrom er­ halten bleibt. Außerdem wird ein problemloser Leerlauf der Brennkraftmaschine 2 ohne Störungen durch Falschluft gewährleistet.

Die Fig. 3 der Zeichnung zeigt eine dritte Ausführung der Einrichtung 1, die sich durch zwei zusätzliche Ele­ mente von der Ausführung gemäß Fig. 2 unterscheidet. Diese zusätzlichen Elemente sind zum einen ein Abzweig­ ventil 39', das hinter der Pumpeinrichtung 31 in den zum Saugrohr 22 führenden Abschnitt der Entlüftungsleitung 3 eingeschaltet ist. Vom Abzweigausgang des Abzweigventils 39' führt eine Rückführleitung 39 zum Kurbelgehäuse 20. Das zweite zusätzliche Element besteht darin, daß die Pumpeinrichtung 31 hier leistungsgeregelt ist. Zu diesem Zweck ist der Regler 35 hier auch als elektrischer Schal­ ter oder Spannungsregler ausgeführt, der nach Maßgabe des Drucks p im Kurbelgehäuse, der Kurbelwellendrehzahl n und der Drosselklappenstellung α verstellt wird. Der Regler 35 wirkt regelnd auf die Leistung des Antriebsmo­ tors 32 ein und regelt darüber die Leistung der Pumpein­ richtung 31.

In ihrem Grundbetrieb arbeitet die Einrichtung 1 gemäß Fig. 3 genauso wie die Einrichtung 1 gemäß Fig. 2. Zu­ sätzlich kann bei der Einrichtung 1 gemäß Fig. 3 der Ausgang der Pumpeinrichtung 31 statt vor der Drosselklap­ pe 24 zum Saugrohr 22 alternativ über das Abzweigventil 39' und die Rückführleitung 39 zum Kurbelgehäuse 20 durchverbunden werden. Hiermit besteht die Möglichkeit, daß in dem Fall, daß die von der Pumpeinrichtung 31 ab­ gegebene Volumenmenge an Kurbelgehäuse-Entlüftungsgas nicht vom Saugrohr 22 vor der Drosselklappe 24 aufgenom­ men werden kann, das Kurbelgehäuse-Entlüftungsgas im Kreislauf zwischen Kurbelgehäuse 20 und Pumpeinrichtung 31 gefördert wird. Dieser Fall kann durch eine Druckmes­ sung im Saugrohr 22 oder durch Auswertung der ohnehin erfaßten Parameter, wie Drosselklappenstellung α, Druck p im Kurbelgehäuse und Kurbelwellendrehzahl n festge­ stellt werden. Es wird so verhindert, daß entgegen der im Saugrohr 22 vorgesehenen Strömungsrichtung Kurbelge­ häuse-Entlüftungsgas durch den Luftfilter 23 in die Umge­ bung gelangen kann. Da Betriebszustände der Brennkraft­ maschine 2, in denen diese Arbeitsweise der Einrichtung 1 auftritt, nur selten sind, stellt diese zusätzliche Betriebsweise keine merkliche Zusatzbelastung dar.

Mittels Verstellung der Leistung der Pumpeinrichtung 31 kann der Unterdruck im Kurbelgehäuse 20 passend einge­ stellt werden. Solange im Saugrohr 22 ein ausreichender Unterdruck herrscht, kann die Pumpeinrichtung 31 sogar abgeschaltet werden.

Fig. 4 der Zeichnung zeigt eine Einrichtung 1 für die Entlüftung des Kurbelgehäuses 20 einer Brennkraftmaschi­ ne 2, wobei diese Einrichtung 1 vorteilhaft mit einer als Diesel-Motor ausgeführten Brennkraftmaschine 2 kombi­ nierbar ist. Zu der Brennkraftmaschine 2 gehört auch hier ein Ansaugrohr 22, in dessen Verlauf ein Luftfilter 23 angeordnet ist. Eine Drosselklappe, wie sie bei der Ausführung gemäß den Fig. 1 bis 3 vorhanden ist, ist hier nicht vorhanden. Weiterhin kann im Verlauf des An­ saugrohrs 22 ein Turbolader 25 vorgesehen sein, was aber für die Funktion der Einrichtung 1 gemäß Fig. 4 nicht entscheidend ist.

Zur Entlüftung des Kurbelgehäuses 20 der Brennkraftma­ schine 2 dient auch hier eine Entlüftungsleitung 3, die vom Kurbelgehäuse 20 zum Ansaugrohr 22 hinter dem Luft­ filter 23 führt. Wie üblich ist auch hier in den Verlauf der Entlüftungsleitung 3 ein Ölnebelabscheider 30 einge­ schaltet. In Strömungsrichtung gesehen hinter dem Ölne­ belabscheider 30 ist eine Pumpeinrichtung 31 vorgesehen, die hier durch eine Saugpumpe gebildet ist, die über ei­ nen Elektromotor 32 antreibbar ist. Der Motor 32 ist hier ohne Leistungsregelung ausgeführt, so daß die Pump­ einrichtung 31 ständig mit einer konstanten Antriebslei­ stung arbeitet. Um auszuschließen, daß durch die stetig arbeitende Pumpeinrichtung 31 ein zu starker Unterdruck im Kurbelgehäuse 20 entsteht, ist in den Verlauf der Ent­ lüftungsleitung 3 zwischen Kurbelgehäuse 20 und Ölnebel­ abscheider 30 ein übliches Druckregelventil 30' einge­ schaltet. Dieses Druckregelventil 30' arbeitet in bekann­ ter Weise so, daß bei Erreichen eines unteren Grenzwer­ tes des Drucks im Kurbelgehäuse 20 der Durchlaßquer­ schnitt der Entlüftungsleitung 3 verkleinert oder ganz verschlossen wird. Erst bei einem Wiederansteigen des Drucks im Kurbelgehäuse 20 öffnet das Druckregelventil 30' den Entlüftungskanal 3, so daß dann wieder eine Ab­ fuhr von Kurbelgehäuse-Entlüftungsgas erfolgt. Die Pump­ leistung der Pumpeinrichtung 31 ist so auszulegen, daß auch bei maximalem Anfall von Kürbelgehäuse-Entlüftungs­ gas und minimalem Ansaugunterdruck dessen Abführung ohne Gefahr eines Überdrucks im Kurbelgehäuse 20 sicherge­ stellt ist. Die Vorrichtung 1 gemäß Fig. 4 zeichnet sich durch eine besondere Einfachheit aus, da sie keiner­ lei aktive Regelelemente benötigt. Der Antriebsmotor 32 der Pumpeinrichtung 31 arbeitet mit konstanter Leistung und wird aus dem Stromnetz der Brennkraftmaschine oder des zugehörigen Kraftfahrzeuges versorgt, sobald die Brennkraftmaschine 2 arbeitet. Alternativ kann hier der Antrieb auch einfach mechanisch von der Brennkraftmaschi­ ne abgeleitet werden. Das Druckregelventil 30' arbeitet ebenfalls absolut selbsttätig und insbesondere ohne ex­ terne Regler oder Energiequellen, so daß auch hier eine einfache technische Lösung und eine einfache Betriebswei­ se erreicht ist.

Fig. 5 der Zeichnung zeigt eine Abwandlung der Einrich­ tung 1 gemäß Fig. 4, die sich von der Einrichtung 1 ge­ mäß Fig. 4 dadurch unterscheidet, daß nun die Leistung der Pumpeinrichtung 31 veränderbar ist. Diese Verände­ rung der Leistung der Pumpeinrichtung 31 kann auf zwei unterschiedlichen Wegen bewirkt werden. Bei dem ersten Weg, der in der Fig. 5 in durchgezogenen Linien darge­ stellt ist, erfaßt ein Drucksensor 34 den Druck p im Kur­ belgehäuse 20 der Brennkraftmaschine 2 gegenüber der Um­ gebung und liefert ein dem Druck p entsprechendes Signal an einen Regler 35. Der Regler 35 ist ein elektrischer Schalter oder Spannungsregler, dessen Ausgang mit dem Antriebsmotor 32 verbunden ist und diesen entweder ein- und ausschaltet oder durch Veränderung der Versorgungs­ spannung in seiner Leistung beeinflußt. Hierdurch wird die Pumpleistung der Pumpeinrichtung 31 entsprechend verändert und dem Bedarf entsprechend geregelt, so daß im Kurbelgehäuse 20 der Druck p innerhalb vorgegebener Grenzen bleibt.

Die alternative Möglichkeit zur Beeinflussung der Pump­ leistung der Pumpeinrichtung 31 ist in gestrichelten Li­ nien dargestellt und besteht darin, daß eine Umgehungs­ leitung 36 mit der Entlüftungsleitung 3 verbunden ist, wobei die Umgehungsleitung 36 die Pumpeinrichtung 31 um­ geht. In den Verlauf der Umgehungsleitung 36 ist ein Re­ gelventil 36' eingefügt, das nun anstelle des Antriebs­ motors 32 von dem Regler 35 mit Regelsignalen versorgt wird. Bei geöffnetem Regelventil 36' ist die Pumpeinrich­ tung 31 kurzgeschlossen, so daß eine Förderung von Gas praktisch nur im Kreislauf durch die Pumpeinrichtung 31 und die Umgehungsleitung 36 erfolgt, wodurch die effekti­ ve Pumpleistung der Pumpeinrichtung 31 im Hinblick auf aus dem Kurbelgehäuse 20 in das Saugrohr 22 gefördertes Kurbelgehäuse-Entlüftungsgas auf ein Minimum reduziert wird. Je weiter das Regelventil 36' geschlossen wird, desto größer wird die effektive Pumpleistung der Pumpein­ richtung 31 im Hinblick auf die Förderung von Kurbelge­ häuse-Entlüftungsgas aus dem Kurbelgehäuse 20 in das Saugrohr 22.

Der Ölnebelabscheider 30 ist auch hier vor der Pumpein­ richtung 31 angeordnet, um für die Funktion der Pumpein­ richtung 31 schädlichen Ölnebel von dieser fern zu hal­ ten. Schließlich kann auch bei der Einrichtung 1 gemäß Fig. 5 im Saugrohr 22 wahlweise ein Turbolader 25 vorge­ sehen sein, wobei auch hier der Turbolader 25 keinen Ein­ fluß auf die Funktion der Einrichtung 1 nimmt.

Fig. 6 der Zeichnung zeigt eine Ausführung der Einrich­ tung 1, die als Pumpeinrichtung 31 anstelle einer Saug­ pumpe nun einen Injektor besitzt. Der Injektor 31 ist an derselben Stelle in die Entlüftungsleitung 3 eingefügt, an der bei der Einrichtung 1 gemäß den Fig. 4 und 5 die Saugpumpe als Pumpeinrichtung 31 angeordnet ist. Die zum Betrieb des Injektors 31 erforderliche Druckluft wird dem Injektor 31 durch eine Druckluftleitung 33 zuge­ führt. Diese Druckluftleitung 33 zweigt aus dem Ansaug­ rohr 22 an der Druckseite des hier obligatorisch vorge­ sehenen Turboladers 25 ab. Weil der Injektor 31 nur eine relativ geringe Pumpleistung aufbringen muß, wird für dessen Betrieb durch die Druckluftleitung 33 nur ein sehr geringer Anteil der vom Turbolader 25 verdichteten Ladeluft abgezweigt, in der Praxis in der Größenordnung von etwa einem Viertel Prozent der gesamten Ladeluftmen­ ge.

In ihren übrigen Teilen entspricht die Einrichtung 1 ge­ mäß Fig. 6 der Einrichtung gemäß Fig. 4; hinsichtlich der Funktion der Einrichtung 1 gemäß Fig. 6 wird auf die entsprechenden Teile der Beschreibung der Fig. 4 verwiesen.

Fig. 7 der Zeichnung schließlich zeigt eine Ausführung der Einrichtung 1, die im wesentlichen der Einrichtung 1 gemäß Fig. 5 entspricht, nun mit dem Unterschied, daß auch bei der Einrichtung 1 gemäß Fig. 7 anstelle der Saugpumpe als Pumpeinrichtung 31 ein Injektor eingesetzt ist. Analog zu der Einrichtung 1 gemäß Fig. 5 ist auch bei der Einrichtung 1 gemäß Fig. 7 der Injektor 31 in seiner Pumpleistung regelbar. Für diese Regelung gibt es auch hier zwei bevorzugte Möglichkeiten. Die erste Mög­ lichkeit, die in durchgezogenen Linien dargestellt ist, besteht darin, daß die dem Injektor 31 durch die Druck­ luftleitung 33 zugeführte Druckluft durch ein in die Lei­ tung 33 eingefügtes Regelventil 33' in ihrer Menge nach Maßgabe des im Kurbelgehäuse 20 herrschenden Drucks p geregelt wird. Hierzu wird über einen Drucksensor 34 der Druck p im Kurbelgehäuse 20 erfaßt und als Meßsignal an den Regler 35 übermittelt, der seinerseits das Regelven­ til 33' bedarfsgerecht verstellt. Dadurch wird dem Injek­ tor 31 jeweils eine solche Druckluftmenge zugeführt, daß die vom Injektor 31 erzeugte Pumpwirkung für einen Unter­ druck p im Kurbelgehäuse 20 sorgt, der sich innerhalb vorgebbarer Grenzen bewegt. Die Druckluft zur Erzeugung der Pumpwirkung des Injektors 31 wird auch hier dem Saug­ rohr 22 hinter dem Turbolader 25 entnommen.

Alternativ kann die Druckluft für den Betrieb des Injek­ tors 31 auch aus einem Druckluftnetz entnommen werden, das Teil eines in den Zeichnungen nicht dargestellten Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Nutzfahrzeugs, mit einer Brennkraftmaschine 2 und einer Einrichtung 1 ist.

Die alternative, gestrichelt dargestellte Möglichkeit zur Beeinflussung der Pumpleistung des Injektors 31 be­ steht hier darin, eine Strömung von Kurbelgehäusegas durch die Umgehungsleitung 36 über das Regelventil 36' zu ermöglichen, wodurch der Injektor 31 ganz oder teil­ weise kurzgeschlossen wird. Der Regler 35 wirkt dann auf das Regelventil 36' in der Umgehungsleitung 36 ein; das Regelventil 33' in der Druckluftleitung 33 ist nun nicht mehr erforderlich. In der Funktionsweise entspricht die Einrichtung 1 gemäß Fig. 7 im übrigen der Einrichtung 1 gemäß Fig. 5; auf die entsprechenden Teile der Beschrei­ bung der Fig. 5 wird verwiesen.

Claims (21)

1. Einrichtung (1) für die Entlüftung des Kurbelgehäu­ ses (20) einer Brennkraftmaschine (2), mit einer vom Kurbelgehäuse (20) zu einem Saugrohr (22) der Brenn­ kraftmaschine (2) führenden Entlüftungsleitung (3), in deren Verlauf ein Ölnebelabscheider (30) angeord­ net ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Verlauf der Entlüftungsleitung (3) eine Pum­ peinrichtung (31) vorgesehen ist, mit der im Kurbel­ gehäuse (20) ein Unterdruck gegenüber dem Umgebungs­ luftdruck erzeugbar ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpeinrichtung (31) zwischen dem Ölnebelab­ scheider (30) und der Einmündung der Entlüftungslei­ tung (3) in das Saugrohr (22) angeordnet ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Pumpeinrichtung (31) eine Saugpum­ pe oder ein Injektor ist.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Pumpeinrichtung (31) leistungsungeregelt ist und daß entweder in der Ent­ lüftungsleitung (3) vor dem Ölnebelabscheider (30) oder vor der Pumpeinrichtung (31) ein Druckregelven­ til (30') angeordnet oder aus der Entlüftungsleitung (3) hinter der Pumpeinrichtung (31) eine Bypasslei­ tung (37) mit regelbarem Durchlaß zum Kurbelgehäuse (20) geführt ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Bypassleitung (37) ein Regelventil (37') angeordnet ist, das nach Maßgabe des Drucks (p) im Kurbelgehäuse (20) verstellbar ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelventil (37') zusätzlich nach Maßgabe der Kurbelwellendrehzahl (n) der Brennkraftmaschine (2) und nach Maßgabe der Stellung (α) einer ggf. im Saugrohr (22) vorhandenen Drosselklappe (24) ver­ stellbar ist.

7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei im Saugrohr (22) eine Drosselklappe (24) ange­ ordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß vom Saugrohr (22) vor der Drosselklappe (24) eine in das Kurbelge­ häuse (20) führende Belüftungsleitung (4) mit einem Rückschlagventil (40) abgeht.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungsleitung (3) vor der Drosselklappe (24) in das Saugrohr (22) mündet und daß von der Ent­ lüftungsleitung (3) zwischen dem Ölnebelabscheider (30) und der Pumpeinrichtung (31) eine Zweigleitung (38) mit einem Regelventil (38') in ihrem Verlauf ab­ geht, die hinter der Drosselklappe (24) in das Saug­ rohr (22) mündet.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das in der Zweigleitung (38) angeordnete Regel­ ventil (38') nach Maßgabe des Drucks (p) im Kurbel­ gehäuse (20) verstellbar ist.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelventil (38') zusätzlich nach Maßgabe der Kurbelwellendrehzahl (n) der Brennkraftmaschine (2) und nach Maßgabe der Stellung (α) der Drossel­ klappe (24) verstellbar ist.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß in der Belüftungsleitung (4) zusätzlich zu dem Rückschlagventil (40) ein mit diesem kombiniertes oder separates, fernbetätigbares Absperrventil (41) angeordnet ist.

12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich­ net, daß das Absperrventil (41) in der Belüftungs­ leitung (4) nach Maßgabe der Kurbelwellendrehzahl (n) der Brennkraftmaschine (2) verstellbar, insbeson­ dere bei Leerlaufdrehzahl in Schließstellung bring­ bar, ist.

13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Pumpeinrichtung (31) in ihrer Leistung nach Maßgabe des Kurbelgehäuse­ drucks (p) regelbar ist.

14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich­ net, daß die Leistung der Pumpeinrichtung (31) zu­ sätzlich nach Maßgabe der Kurbelwellendrehzahl (n) und/oder der Stellung (α) der ggf. im Saugrohr (22) vorhandenen Drosselklappe (24) veränderbar ist.

15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 14, da­ durch gekennzeichnet, daß von der Entlüftungsleitung (3) hinter der Pumpeinrichtung (31) über ein nach Maßgabe der Drosselklappenstellung (α) oder nach Maß­ gabe des Saugrohrdrucks vor der Drosselklappe (24) umschaltbares Abzweigventil (39') eine Rückführlei­ tung (39) zum Kurbelgehäuse (20) geführt ist.

16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 15, da­ durch gekennzeichnet, daß die die Pumpeinrichtung (31) bildende Saugpumpe ein Radialgebläse oder ein Seitenkanalverdichter mit einem von der Brennkraft­ maschine (2) abgeleiteten mechanischen Antrieb oder mit einem Elektromotor (32) als Antrieb ist.

17. Einrichtung nach Anspruch 13 und 16, dadurch gekenn­ zeichnet, daß dem die Saugpumpe (31) antreibenden Elektromotor (32) ein elektrischer Schalter oder Spannungsregler (35) vorgeschaltet ist, der nach Maßgabe des Kurbelgehäusedrucks (p) verstellbar ist.

18. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 15, da­ durch gekennzeichnet, daß der die Pumpeinrichtung (31) bildende Injektor mit Druckluft von der Druck­ seite eines im Verlauf des Saugrohrs (22) angeordne­ ten Turboladers (25) der mit der Einrichtung (1) aus­ gestatteten Brennkraftmaschine (2) oder mit Druck­ luft aus einem Druckluftnetz eines mit der Einrich­ tung (1) ausgestatteten Kraftfahrzeugs betreibbar ist.

19. Einrichtung nach Anspruch 13 und 18, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in eine Druckluftzuleitung (33) zum Injektor (31) ein Regelventil (33') eingeschaltet ist, das nach Maßgabe des Kurbelgehäusedrucks (p) verstellbar ist.

20. Einrichtung nach Anspruch 13 und 16 oder nach An­ spruch 13 und 18, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Entlüftungsleitung (3) ein die Pumpeinrichtung (31) kurzschließender Umgehungskanal (36) mit einem Regelventil (36') verbunden ist, das nach Maßgabe des Kurbelgehäusedrucks (p) verstellbar ist.

21. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die verstellbaren und schaltbaren Komponenten (33', 36', 37', 38', 39', 41) der Einrichtung (1) durch eine zur Brennkraftma­ schine (2) gehörende, vorhandene Motorelektrik oder -elektronik betätigbar und überwachbar sind.