DE10154669A1

DE10154669A1 - Brennkraftmaschine mit mindestens zwei Zylinderbankreihen

Info

Publication number: DE10154669A1
Application number: DE10154669A
Authority: DE
Inventors: Werner Gschwindt; Thomas Wasserbaech
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2001-11-07
Filing date: 2001-11-07
Publication date: 2003-05-22
Also published as: JP2003184534A; US6880506B2; DE50208762D1; EP1310637A2; ATE346224T1; EP1310637A3; US20030089323A1; EP1310637B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit mindestens zwei Zylinderbankreihen (2, 3), deren Zylinderköpfe (7, 8) durch Zylinderkopfdeckel (16, 18) abgeschlossen sind, wobei zur Kurbelgehäuseentlüftung der sog. Blow-By-Gase an den Zylinderkopfdeckeln Entlüftungsleitungen (34) angeschlossen sind, die mit einer Unterdruckquelle, z. B. einem Saugrohr, verbunden sind, und dass auf der Innenseite der Zylinderkopfdeckel Mittel zum Vorabscheiden von Öl aus dem Blow-By-Gasen vorgesehen sind. Es wird vorgeschlagen, dass als Teil der Kurbelgehäuseentlüftung in den Zylinderkopfdeckeln (16, 18) jeweils eine mit einer Ein- und Austrittsöffnung (28, 30, 32, 38) versehene Ölabscheidekammer (20, 22) vorgesehen ist, wobei die Ölabscheidekammern (20, 22) über ihre Eintrittsöffnungen (28, 30) mit dem jeweiligen Nockenwellenarm (17) in Verbindung stehen. Damit wird eine zuverlässige Kurbelgehäuseentlüftung erreicht, bei der bereits im Zylinderkopfdeckel ein Teil des durch die Blow-By-Gase mitgerissenen Öls in die Nockenwellenräume zurückführbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit mindestens zwei Zylinderbankreihen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der US-PS 3,908,617 ist eine Vorrichtung zur Kurbelgehäuseentlüftung einer zweireihigen Brennkraftmaschine bekannt, bei der über am Zylinderkopfgehäuse bzw. Zylinderkopfdeckel angebrachte Entlüftungsleitungen die im Kurbelgehäuseraum befindlichen sog. Blow-By-Gase abgeführt und der Sauganlage der Brennkraftmaschine in einem geschlossenen Kreislauf wieder zugeführt werden. Darüber hinaus sind auf der Innenseite der Zylinderkopfdeckel Blechleitelemente angebracht, an denen die Blow-By- Gase vorbeiströmen und ein Teil des durch die Blow-By-Gase mitgeführten Öls abgeschieden wird.

Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, die Kurbelgehäuseentlüftung für eine mehrreihige Brennkraftmaschine dahingehend zu verbessern, dass bei der Kurbelgehäuseentlüftung den Blow-By-Gasen wirkungsvoll das mitgeführte Öl entzogen wird und andererseits der Aufwand für extern geführte Entlüftungsleitungen reduziert ist. Darüber hinaus soll die Kurbelgehäuseentlüftung auch bei Berg- bzw. Talfahrten des Kraftfahrzeuges sichergestellt sein.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Durch die im Zylinderkopfdeckel angeordneten Ölabscheidekammern, durch die die Blow- By-Gase hindurchgeführt werden, kann bereits ein Teil des mitgeführten Öls in diesen Kammern abgeschieden werden. Mit Hilfe der separat ausgebildeten Ölabscheidekammer können die eintretenden Blow-By-Gase "beruhigt" werden, so dass Ölanteile in den Blow- By-Gasen abgeschieden und ggf. über in einer Wand der Ölabscheidekammer vorgesehene Öffnungen in den Nockenwellenraum zurückgeführt werden.

Weitere, die Erfindung ausgestaltende Merkmale sind in den Unteransprüchen enthalten.

Die Ölabscheidekammer ist so im Zylinderkopfdeckel integriert, dass die Eintrittsöffnung für die Blow-By-Gase im wesentlichen in der Mitte des Zylinderkopfdeckels, bezogen auf seine Längserstreckung, angeordnet ist. Damit ist auch bei Berg- und Talfahrten des Kraftfahrzeuges sicher gestellt, dass trotz des im Nockenwellenraum befindlichen Schmieröls die Kurbelgehäuseentlüftung über die Ölabscheidekammer nicht beeinträchtigt ist.

Die Ölabscheidekammer ist in vorteilhafter Weise zweiteilig aufgebaut und besteht aus einem schalenartigen Bodenteil, das durch ein Deckelelement abgeschlossen ist.

An einem Zylinderkopfdeckel ist ein weiterer Ölabscheider vorgesehen, der sich in Strömungsrichtung der Blow-By-Gase gesehen, an die zweite im Zylinderkopfdeckel integrierte Ölabscheidekammer anschließt.

Auf den Ölabscheider ist ein Druckregler aufgesetzt, dessen Ausgang über eine Verbindungsleitung zum Saugrohr der Brennkraftmaschine führt. Damit kann der in Abhängigkeit vom Lastzustand der Brennkraftmaschine im Saugrohr herrschende Unterdruck auf einen für die Kurbelgehäuseentlüftung geeigneten konstanten Unterdruckwert eingeregelt werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung und Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 eine Stirnansicht einer Brennkraftmaschine,
Fig. 2 eine Darstellung der beiden Zylinderkopfdeckel der Brennkraftmaschine,
Fig. 3 eine Innenansicht auf einen ersten Zylinderkopfdeckel,
Fig. 4 eine Innenansicht auf einen zweiten Zylinderkopfdeckel,
Fig. 5 einen Längsschnitt durch den ersten Zylinderkopfdeckel,
Fig. 6 einen Längsschnitt durch den zweiten Zylinderkopfdeckel und
Fig. 7 einen Querschnitt durch den zweiten Zylinderkopfdeckel.

Beschreibung des Ausführungsbeispieles

Die als V8-Motor ausgebildete Brennkraftmaschine weist zwei Zylinderbankreihen 2 und 3 auf, die beide in einem Kurbelgehäuseoberteil 4 integriert sind und an das sich ein als Kurbelwellenlagerbrücke ausgestaltetes Kurbelgehäuseunterteil 5 anschließt. Zwischen dem Kurbelgehäuseoberteil 4 und dem Kurbelgehäuseunterteil 5 ist dementsprechend eine Kurbelwelle 6 gelagert. Die beiden Zylinderbankreihen 2 und 3 weisen zwei Zylinderköpfe 7 und 8 auf, in denen unter anderem die zur Steuerung der Ein- bzw. Auslassventile erforderlichen Einlassnockenwellen 9 und 10 sowie die Auslassnockenwellen 11 und 12 aufgenommen sind. Die Einlassnockenwellen 9, 10 und die Auslassnockenwellen 11, 12 werden über ein auf der Kurbelwelle 6 angeordnetes Antriebs-Doppelzahnrad und einer als Endlostrieb ausgebildeten Steuerkette 14, einer sog. Duplexkette, angetrieben. Beide Zylinderköpfe 7 und 8 werden nach oben hin durch jeweils einen Zylinderkopfdeckel 16 und 18 abgeschlossen.
In bzw. an den Zylinderkopfdeckeln 16, 18 der beiden Zylinderbankreihen 1 bis 4 bzw. 5 bis 8 sind Vorrichtungen zur Kurbelgehäuseentlüftung vorgesehen, die im nachfolgenden näher beschrieben sind. Grundsätzlich werden die bei der Verbrennung bzw. beim Verdichtungstakt in den Kurbelgehäuseraum der Brennkraftmaschine übertretenden Blow- By-Gase über im Motorgehäuse integrierte Entlüftungswege (nicht dargestellt) in den Nockenwellenraum 17 geleitet, von wo sie aus dem Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine wieder zugeführt werden. Dazu ist in jedem Zylinderkopfdeckel 16, 18 eine Ölabscheidekammer 20 und 22 integriert, die gegenüber dem Nockenwellenraum 17 durch einen Deckel 24 bzw. 26 abgeschlossen ist. Beide Ölabscheidekammern 20, 22 weisen jeweils eine Eingangsöffnung 28 und 30 auf, über die die Blow-By-Gase in die Ölabscheidekammer 20 bzw. 22 eintreten können. Der am Zylinderkopfdeckel 16 vorgesehene Stutzen 32 bildet die Austrittsöffnung für die Ölabscheidekammer 20. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist an den Austrittsstutzen 32 eine Entlüftung- bzw. Verbindungsleitung 34 angeschlossen, die zum Zylinderkopfdeckel 18 führt und deren anderes Ende an einem am Zylinderkopfdeckel 18 vorgesehenen Eintrittsstutzen 36 befestigt ist. Der Eintrittsstutzen 36 ist so am Zylinderkopfdeckel 18 angeordnet, dass er unmittelbar neben der Eintrittsöffnung 30 der Ölabscheidekammer 22 in den durch den Zylinderkopfdeckel 18 abgeschlossenen Nockenwellenraum 17 einmündet. Die Ölabscheidekammer 22 steht über eine Austrittsöffnung 38 mit einem Spiral- Ölabscheider 40 in Verbindung. Auf dem Spiral-Ölabscheider 40 ist ein Druckregler 42 aufgesetzt, der ggf. den Unterdruck im Kurbelgehäuseraum gegenüber dem in der Sauganlage vorherrschenden Unterdruck reduziert. Der Druckregler 42 weist einen Ausgangsstutzen 44 auf, an den eine Leitung 46 angeschlossen ist, die zum Saugrohr der nicht dargestellten Sauganlage der Brennkraftmaschine führt.
Beide Ölabscheidekammern 20, 22 weisen darüber hinaus an ihren Deckelrändern Öffnungen 48 auf, über die in der Ölabscheidekammer 20, 22 befindliches Schmieröl in den Nockenwellenraum 17 übertreten kann. Des weiteren können in den Ölabscheidekammern 20 und 22 als Labyrinth fungierende Trennwände 50 (strichliniert dargestellt) angeordnet sein. Wie insbesondere aus Fig. 5 und 6 ersichtlich ist zu den beiden Eintrittsöffnungen 28 und 30 beabstandet, eine Trennrippe 52 bzw. 54 vorgesehen. Die beiden Rippen 52 und 54 verhindern, dass Schmieröl der auf dieser Höhe vorgesehenen Nockenwellenlager - Schmierölversorgung über die Öffnungen 28 und 30 in die Ölabscheidekammern 20 und 22 gelangt. In der Mitte der beiden Zylinderkopfdeckel 16, 18 erstreckt sich - in Längsrichtung gesehen - jeweils eine Mittelrippe 56, 58. Durch die Mittelrippe 56, 58 wird zusätzlich die im Zylinderkopfdeckelbereich 16a, 18a angeordnete Ölabscheidekammer 20, 22 abgeschottet und verhindert, daß aufgrund der im Zylinderkopfdeckelbereich 16b, 18b rotierenden Auslaßnockenwelle 11, 12 Schmieröl in den Zylinderkopfdeckelbereich 16a, 18a geschleudert wird.
Im folgenden wird der Entlüftungsweg für die Blow-By-Gase beschrieben, nach dem sie vom Kurbelgehäuseraum in den Nockenwellenraum 17 überführt worden sind:
Die Blow-By-Gase der linken Zylinderbankreihe 1 bis 4 werden aufgrund der im Saugrohr herrschenden Unterdruckverhältnisse über die Öffnung 28 in die Ölabscheidekammer 20 geführt. In der Ölabscheidekammer 20 kann ein Teil des von den Blow-By-Gasen mitgeführten Schmieröls abgeschieden werden, das wiederum insbesondere im instationären Betrieb (Beschleunigen, Abbremsen) über die Öffnungen 48 in den Nockenwellenraum 17 zurückgelangt. Die Blow-By-Gase werden dann über die Verbindungs- bzw. Entlüftungsleitung 34 auf die rechte Zylinderbankreihe 5 bis 8 in den Zylinderkopfdeckel 18 überführt. Dort treten sie in den Nockenwellenraum 17 ein und werden über die Öffnung 30 zusammen mit den Blow-By-Gasen aus der rechten Zylinderbankreihe in die zweite Ölabscheidekammer 22 geführt. Auch dort wird ein Teil der mitgerissenen Ölbestandteile abgeschieden, die wiederum über die Öffnungen 48 in den Nockenwellenraum 17 der rechten Zylinderbankreihe abgeführt werden können. Schlussendlich gelangen die vorgereinigten Blow-By-Gase zum Spiral-Ölabscheider 40 und von dort aus gereinigt über den Druckregler 42 sowie über die Leitung 46 in das Saugrohr und damit in die Sauganlage der Brennkraftmaschine zurück. Die beiden Ölabscheidekammern 20 und 22 sind so in den beiden Zylinderkopfdeckeln 16 und 18 integriert, dass die beiden Eintrittsöffnungen 28 und 30 im wesentlichen in der Mitte der Zylinderkopfdeckel 16 und 18, bezogen auf ihre Längserstreckung, angeordnet sind. Damit ist eine zuverlässige Kurbelgehäuseentlüftung auch bei Berg- bzw. Talfahrten des Fahrzeuges sicher gestellt.

Claims

1. Brennkraftmaschine mit mindestens Zylinderbankreihen, deren Zylinderköpfe durch Zylinderkopfdeckel abgeschlossen sind, wobei zur Kurbelgehäuseentlüftung der sog. Blow-By-Gase an den Zylinderkopfdeckeln Entlüftungsleitungen angeschlossen sind, die mit einer Unterdruckquelle, z. B. einem Saugrohr, verbunden sind, und dass auf der Innenseite der Zylinderkopfdeckel Mittel zum Vorabscheiden von Öl aus den Blow- By-Gasen vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass als Teil der Kurbelgehäuseentlüftung in den Zylinderkopfdeckeln (16, 18) jeweils eine mit einer Ein- und Austrittsöffnung (28, 30, 32, 38) versehene Ölabscheidekammer (20, 22) vorgesehen ist, wobei die Ölabscheidekammern (20, 22) über ihre Eintrittsöffnungen (28, 30) mit dem jeweiligen Nockenwellenraum (17) in Verbindung stehen.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölabscheidekammer (20, 22) so im Zylinderkopfdeckel (16, 18) integriert ist, dass die Eintrittsöffnung (28, 30) der Ölabscheidekammer (20, 22) im wesentlichen in der Mitte des Zylinderkopfdeckels (16, 18), bezogen auf seine Längserstreckung, angeordnet ist.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölabscheidekammer (20, 22) durch einen separaten Deckel (24, 26) verschlossen ist.

4. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnung (38) der zweiten Ölabscheidekammer (22) zu einem im Zylinderkopfdeckel (18) integrierten Ölabscheider (40) führt.

5. Kurbelgehäuseentlüftung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass am Ölabscheider (40) ein Druckregler (42) befestigt ist, dessen Ausgang zum Saugrohr der Brennkraftmaschine führt.