DE102004012160A1

DE102004012160A1 - Kurbelgehäuseentlüftung

Info

Publication number: DE102004012160A1
Application number: DE200410012160
Authority: DE
Inventors: Jens Blume
Original assignee: Adam Opel GmbH
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2004-03-12
Filing date: 2004-03-12
Publication date: 2005-09-29

Abstract

Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft ein Kurbelgehäuseentlüftungssystem (1), umfassend ein Kurbelgehäuse (2), eine Zylinderkopfanordnung, eine Zylinderkopfhaube (4) eines Kraftfahrzeugs mit einem Zylinderkopfhaubengehäuse (6) und mindestens einem Zylinderkopfhaubeninnenraum (7) mit mindestens einer Eintrittsöffnung und mindestens einer Austrittsöffnung, zum Transport eines von einer Kurbelwelleneinheit durch einen Zylinderkopf (3) über einen in die Eintrittsöffnung mündenden Zuflusskanal in den Zylinderkopfhaubeninnenraum (7) strömenden, den Zylinderkopfhaubeninnenraum (7) und einen darin angeordneten Ölabscheider (8) und ein Ventil (9) passierenden und über mit der Austrittsöffnung verbundenen Leitungsmitteln (10) in ein Saugrohr (5) strömenden Blow-by-Gases, wobei die Leitungsmittel (10) als in das Zylinderkopfhaubengehäuse (6) integrierte Kanäle ausgebildet sind, um das Blow-by-Gas über interne Kanäle zu leiten, sowie ein Saugrohr (5), wobei Kurbelgehäuse (2), Zylinderkopf (3), Zylinderkopfhaube (4) und Saugrohr (5) fluidisch über Leitungsmittel (10) miteinander verbunden sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kurbelgehäuseentlüftungssystem umfassend eine Zylinderkopfanordnung mit einer Zylinderkopfhaube zum Einsatz in einem Kraftfahrzeug mit einem Zylinderkopfhaubengehäuse und mindestens einem Zylinderkopfhaubeninnenraum mit mindestens einer Eintrittsöffnung und mindestens einer Austrittsöffnung, zum Transport eines von einer Kurbelwelleneinheit durch einen Zylinderkopf über einen in die Eintrittsöffnung mündenden Zuflusskanal in den Zylinderkopfhaubeninnenraum strömenden, den Zylinderkopfhaubeninnenraum und einen darin angeordneten Ölabscheider und ein Ventil passierenden und über mit der Austrittsöffnung verbundenen Leitungsmitteln in ein Saugrohr strömenden Blow-by-Gases.

Derartige Vorrichtung mit Zylinderkopf und Zylinderkopfhaube kommen zur Entlüftung des Kurbelgehäuses von Brennkraftmaschinen zum Einsatz. Diese entfernen Verbrennungsgase, welche in den Brennräumen der Brennkraftmaschine entstehen und die an den Kolbenringen vorbei in das Kurbelgehäuse gelangen. Solche Gase nennt man auch Blow-By-Gase. Diese Gase können mittels einer Ansaugleitung zum Beispiel in Form eines Saugrohres oder eines Ansaugrohres abgesaugt werden, um diese der Brennkraftmaschine erneut zuzuführen. Das mit diesen Blow-by-Gasen vermengte Öl soll über spezielle Ölabscheider von dem Blow-by-Gas getrennt werden.

Allgemein bekannt ist, die Blow-by-Gase über Leitungen zu dem Ansaugrohr oder zu dem Saugrohr zu leiten. Weiter ist bekannt, in diese Leitung einen Ölabscheider zwischenzuschal ten, um das Blow-by-Gas von dem mit dem Blow-by-Gas vermengtem Öl zu trennen. Die Leitung verläuft dabei von dem Kurbelgehäuse durch einen Zylinderkopf und eine Zylinderkopfhaube zu dem Ansaugrohr. Dabei sind zumindest Teile der Leitung als externe Leitungen wie zum Beispiel Schläuche ausgebildet. Insbesondere ist der Teil der Leitung, der von der Zylinderkopfhaube zu dem Ansaugrohr führt, als externe Leitung ausgebildet.

Nachteilig an dieser Lösung ist, dass die externen Leitungen beziehungsweise die darin transportierten Blow-by-Gase bei Kälteeinwirkung gefrieren können, was zu einem Funktionsausfall der Entlüftung, insbesondere des Kurbelgehäuses führt. Hierdurch steigt der Druck im Kurbelgehäuse kontinuierlich an, was dazu führen kann, dass Öl an den Dichtungen aufgrund des erhöhten Drucks austreten kann. Im äußersten Fall kann dies dazu führen, dass der Öl-Peilstab aus dem Führungsrohr herausgedrückt wird und das Öl durch das Führungsrohr des Peilstabes austritt. Zudem erfordern die externen Leitungen einen erhöhten Montageaufwand, beispielsweise durch Verbinden der externen Leitungen wie Schläuche mit der Zylinderkopfhaube mit Schellen oder sonstigen Befestigungsvorrichtungen. Zudem können externe Leitungen aufgrund ihrer wenig geschützten Anordnung leicht beschädigt und dadurch undicht werden.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Kurbelgehäuseentlüftung, genauer ein Kurbelgehäuseentlüftungssystem umfassend eine Zylinderkopfanordnung mit einer Zylinderkopfhaube zu schaffen, bei dem eine sichere Funktion auch bei Kälteeinwirkung und ungünstigen äußeren Einflüssen gewährleistet ist und die beziehungsweise das einen geringen Montageaufwand erfordert.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Zylinderkopfhaube gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, einer Zylinderkopfanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 8 sowie einem Kurbelgehäuseentlüftungssystem gemäß dem Oberbegriff des An spruchs 10 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den hierauf abhängigen Ansprüchen angegeben.

Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass die Leitungsmittel zur Leitung eines Blow-by-Gases als mindestens ein in das Zylinderkopfhaubengehäuse integrierter Kanal ausgebildet sind, um das Blow-by-Gas über mindestens den einen internen Kanal zu leiten.

Diese Lösung hat den Vorteil, dass die Leitungen durch Integration in das Zylinderkopfhaubengehäuse gegen äußere Einflüsse wie Kälte oder andere die Alterung, den Verschleiß oder die Beschädigung begünstigende äußere Einflüsse gut geschützt sind, so dass ein Funktionsausfall durch diese Einflüsse ausgeschlossen ist. Zudem entfällt der Montageaufwand für externe Leitungen, die sonst an dem Zylinderkopfhaubengehäuse angeordnet werden müssen.

Das Zylinderkopfhaubengehäuse ist vorzugsweise aus einem geeigneten Material wie zum Beispiel Aluminium, Kunststoff oder dergleichen ausgebildet. Dabei weist das Material vorzugsweise einen ausreichenden Schutz gegen von außen einwirkende Einflüsse auf.

Vorzugsweise umfasst das Leitungsmittel einen integrierten Kanal, welcher sich zu und von einem Zylinderkopfhaubeninnenraum erstreckt. Es können mehrere integrierte Kanäle vorgesehen werden, welche zum Beispiel über Verzweigungsstellen und Sammlungsstellen verzweigt und gesammelt werden.

Weiterhin sieht die Erfindung vor, dass die Leitungsmittel, die von dem Zylinderkopfhaubeninnenraum wegführen, im Wesentlichen in Richtung des fluidisch mit dem Zylinderkopfhaubeninnenraum verbindbaren Zylinderkopfes weisen. Auf diese Weise wird erreicht, dass das Blow-by-Gas nicht zuerst aus der Zylinderkopfhaube heraus zu der Ansaugleitung geleitet wird, sondern erst wieder zu dem Zylinderkopf zurück geleitet wird. Die Zylinderkopfhaube stellt somit eine in etwa U-förmige Umleitung für das Blow-by-Gas dar, wobei das Blow-by-Gas einen Ölabscheider und ein Ventil in dem Zylinderkopfhaubeninnenraum passiert. Hierdurch wird eine Abscheidung von Öl aus dem Blow-by-Gas sowie eine Regelung des Kurbelgehäuseunterdrucks bewirkt. Durch die Ausrichtung der von dem Zylinderkopfhaubeninnenraum wegweisenden Leitungsmittel in Richtung Zylinderkopf wird erreicht, dass die Leitungsmittel der Zylinderkopfhaube komplett in das Zylinderkopfhaubengehäuse integriert sind. Zudem ist diese Ausrichtung der Leitungsmittel einfach zu fertigen und gewährleistet eine geringe Baugröße.

Es ist deshalb vorteilhaft, dass die Leitungsmittel fluidisch mit einem Zylinderkopf verbindbar angeordnet sind. Auf diese Weise entfällt eine Montage einer externen Leitung zwischen Zylinderkopfhaube und Ansaugleitung, da die Leitungsmittel in den Zylinderkopf münden und von dort in die Ansaugleitung gelangen. Mittels einfacher Dichtmittel, die sandwichartig zwischen dem Zylinderkopf und der Zylinderkopfhaube angeordnet sind, lässt sich so eine einfache und sichere fluidische Verbindung zwischen Zylinderkopf und Zylinderkopfhaube realisieren.

Eine weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahme sieht vor, dass das Zylinderkopfhaubengehäuse einteilig ausgebildet ist. Auf diese Weise lässt sich der Herstellungsaufwand optimal reduzieren. Eine mehrteilige Ausbildung ist denkbar, jedoch erhöht sich mit jedem zusätzlichen Teil der Fertigungs- beziehungsweise Montageaufwand.

Vorzugsweise ist in dem Zylinderkopfhaubeninnenraum ein Ölabscheider untergebracht, so dass das mittransportierte Öl im Wesentlichen aus dem Blow-by-Gas abgeschieden wird, bevor dies in die Ansaugleitung gelangt. Auf diese Weise wird das Öl nicht mit verbrannt, sondern über interne Leitungsmittel wieder in den Ölkreislauf zurückgeführt, so dass es weiterverwendet werden kann.

Des weiteren ist vorzugsweise ein Unterdruckbegrenzungsventil in dem Zylinderkopfhaubeninnenraum untergebracht. Auf diese Weise kann eine Begrenzung des Kurbelgehäuseunterdrucks realisiert werden.

Die Erfindung schließt weiterhin die technische Lehre ein, dass eine Zylinderkopfanordnung für eine Kurbelgehäuseentlüftung eines Kraftfahrzeugs vorgesehen ist, wobei die Zylinderkopfanordnung einen mit einem Kurbelwellengehäuse einer Kurbelwelleneinheit verbindbaren Zylinderkopf mit einem Zylinderkopfgehäuse und Leitungsmitteln und eine Zylinderkopfhaube umfasst.

Diese Lösung bietet den Vorteil, dass in der Zylinderkopfanordnung ausschließlich interne Leitungsmittel verwendet sind, so dass eine zuverlässige Funktionsweise gewährt ist, da die Leitungsmittel vor äußeren Einflüssen geschützt sind. Zylinderkopf und Zylinderkopfhaube lassen sich als zusammengehörige Einheit einbauen, wodurch der Montageaufwand reduziert ist. Die Ansaugleitung beziehungsweise das Saugrohr wird nur mit dem Zylinderkopf verbunden, wodurch externe Leitungen zwischen Zylinderkopfhaube und Ansaugleitung entfallen.

Es ist deshalb vorteilhaft, dass die Zylinderkopfhaube und der Zylinderkopf über interne Leitungskanäle, welche durch den Zylinderkopf über die Zylinderkopfhaube zurück zum Zylinderkopf führen, fluidisch verbunden sind, um ein Blow-by-Gas zu transportieren.

Die Erfindung schließt weiterhin die technische Lehre ein, dass ein Kurbelgehäuseentlüftungssystem vorgesehen ist, wobei das Kurbelgehäuse, eine erfindungsgemäße Zylinderkopfanordnung mit einem Zylinderkopf und einer erfindungsgemäßen Zylinderkopfhaube und ein Saugrohr umfasst, wobei Kurbelgehäu se, Zylinderkopf, Zylinderkopfhaube und Saugrohr fluidisch über Leitungsmittel miteinander verbunden sind, welche als interne Leitungskanäle ausgebildet sind.

Diese Lösung bietet den Vorteil, dass eine hocheffiziente Kurbelgehäuseentlüftung mittels eines Kurbelgehäuseentlüftungssystems realisiert ist, welches einen reduzierten Montageaufwand bei deutlich erhöhter Funktionssicherheit aufweist.

Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen sind in den Unteransprüchen angegeben oder werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:
1 einen schematischen Aufbau eines erfindungsgemäßen Kurbelgehäuseentlüftungssystems,
2 einen Querschnitt durch einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Kurbelgehäuseentlüftungssystems nach 1.
In 1 ist der schematische Aufbau eines erfindungsgemäßen Kurbelgehäuseentlüftungssystems 1 dargestellt. Das Kurbelgehäuseentlüftungssystem 1 umfasst ein Kurbelgehäuse 2. An diesem angeordnet ist ein Zylinderkopf 3. An dem Zylinderkopf 3 wiederum ist auf der dem Kurbelgehäuse gegenüberliegenden Seite des Zylinderkopfes 3 eine Zylinderkopfhaube 4 und an einer anderen Seite des Zylinderkopfes 3 ein Saugrohr 5 angeordnet. Die Zylinderkopfhaube 4 umfasst ein Zylinderkopfhaubengehäuse 6, welches einen Zylinderkopfhaubeninnenraum 7 definiert. In dem Zylinderkopfhaubeninnenraum 7 ist ein Ölabscheider 8 und ein Unterdruckbegrenzungsventil 9 angeordnet. Kurbelgehäuse 2, Zylinderkopf 3, Zylinderkopfhaube 4 und Saugrohr 5 sind fluidisch über Leitungsmittel 10 miteinander verbunden. Die Leitungsmittel 10 führen von dem Kurbelgehäuse 2 durch den Zylinderkopf 3 in die Zylinderkopfhaube 4. Dort münden diese an einer Eintrittsöffnung in den Zylinder kopfhaubeninnenraum 7, in dem ein durch die Leitungsmittel 10 strömendes Blow-by-Gas den Ölabscheider 8 und das Unterdruckbegrenzungsventil 9 passiert. Von einer Austrittsöffnung des Zylinderkopfhaubeninnenraums 7 führen die Leitungsmittel 10 wieder zurück zu dem Zylinderkopf 3. Von dort führen die Leitungsmittel 10 das Blow-by-Gas zu dem Saugrohr 5. Die technische Realisierung eines solchen Kurbelgehäuseentlüftungssystems 1 ist in 2 dargestellt.
2 zeigt einen Querschnitt durch einen Ausschnitt eines Kurbelgehäuseentlüftungssystems 1 nach 1. Teilweise ist das Kurbelgehäuse 2 am unteren Bildrand dargestellt. Der Ausschnitt weist als interne Kanäle ausgebildete Leitungsmittel 10 auf, die sich in vertikaler Richtung zu dem Zylinderkopf 3 erstrecken und dabei das Kurbelgehäuse 2 in Richtung zu dem benachbart angeordneten Zylinderkopf 3 durchdringen. Durch den am weitesten rechts in der 2 gelegenen Kanal wird das Blow-by-Gas von dem Kurbelgehäuse 2 zu dem Zylinderkopf 3 transportiert. Der Zylinderkopf 3 weist ebenfalls als interne Kanäle ausgebildete Leitungsmittel 10 auf. Diese Leitungsmittel 10 sind an dessen in horizontaler Richtung außen befindlichen Bereichen ausgebildet und durchdringen den Zylinderkopf 3. Die Leitungsmittel 10 des Zylinderkopfes 3 und die Leitungsmittel 10 des Kurbelgehäuses 2 sind fluidisch miteinander verbunden. Durch den am weitesten außen, horizontal entgegengesetzt zu dem Saugrohr 5 angeordnet gelegenen Kanal strömt das Blow-by-Gas und gelangt, da der Kanal sich im Wesentlichen vertikal durch den gesamten Zylinderkopf 3 erstreckt zu der benachbart zu dem Zylinderkopf 3 angeordneten Zylinderkopfhaube 4. Die Zylinderkopfhaube 4 umfasst ebenfalls Leitungsmittel 10, die einerseits fluidisch mit dem Zylinderkopf 3 verbunden sind und andererseits mit der Eintrittsöffnung beziehungsweise der Austrittsöffnung des Zylinderkopfhaubeninnenraums 7 verbunden sind. Die Zylinderkopfhaube 4 umfasst ein Zylinderkopfhaubengehäuse 6, welches einen Zylinderkopfhaubeninnenraum 7 definiert. In dem Zylinderkopfhaubeninnenraum 7 sind ein Ölabscheider und ein Unter druckbegrenzungsventil (beide hier nicht dargestellt) angeordnet. Das Zylinderkopfhaubengehäuse 6 ist im Wesentlichen symmetrisch um eine vertikale Längsachse ausgebildet und weist seitlich, das heißt in radialer Richtung zu der Längsachse außen als integrierte Kanäle ausgebildete Leitungsmittel 10 auf. Diese verlaufen im Wesentlichen vertikal von dem Zylinderkopf 3 beziehungsweise von dessen Leitungsmitteln 10 zu dem Zylinderkopfhaubeninnenraum 7. In dem Bereich, in dem das Leitungsmittel 10 der Zylinderkopfhaube 4 in den Zylinderkopfhaubeninnenraum 7 mündet, ist eine L-förmige Umlenkung ausgebildet, welche das Leitungsmittel 10 mit dem Zylinderkopfhaubeninnenraum 7 verbindet. Von dem Zylinderkopfhaubeninnenraum 7 verzweigen mehrere Leitungsmittel 10, die fluidisch mit dem Zylinderkopf 3 verbunden sind. Einige der Leitungsmittel 10 dienen zur Ableitung des von dem Blow-by-Gas abgeschiedenen Öls. Dieses Öl wird zurück durch den Zylinderkopf 3 zu dem Kurbelgehäuse 2 geleitet und wird so weiter verwendet. Das äußere Leitungsmittel 10, welches an dem linken Rand der 2 dargestellt ist, leitet das gereinigte Blow-by-Gas zurück zu dem Zylinderkopf 3 und von dort zu dem Saugrohr 5. Der Verlauf des Blow-by-Gases ist anhand von Pfeilen in der 2 verdeutlicht.

1: Kurbelgehäuseentlüftungssystem
2: Kurbelgehäuse
3: Zylinderkopf
4: Zylinderkopfhaube
5: Saugrohr
6: Zylinderkopfhaubengehäuse
7: Zylinderkopfhaubeninnenraum
8: Ölabscheider
9: Unterdruckbegrenzungsventil
10: Leitungsmittel

Claims

Zylinderkopfhaube (4) eines Kraftfahrzeugs mit einem Zylinderkopfhaubengehäuse (6) und mindestens einem Zylinderkopfhaubeninnenraum (7) mit mindestens einer Eintrittsöffnung und mindestens einer Austrittsöffnung, zum Transport eines von einer Kurbelwelleneinheit (2) durch einen Zylinderkopf (3) über einen in die Eintrittsöffnung mündenden Zuflusskanal in den Zylinderkopfhaubeninnenraum (7) strömenden, den Zylinderkopfhaubeninnenraum (7) und mindestens einen darin angeordneten Ölabscheider (8) und mindestens ein Ventil (9) passierenden und über mit der Austrittsöffnung verbundenen Leitungsmitteln (10) in ein Saugrohr (5) strömenden Blow-by-Gases, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungsmittel (10) als mindestens ein in das Zylinderkopfhaubengehäuse (6) integrierter Kanal ausgebildet sind, um das Blow-by-Gas über den internen Kanal zu leiten.
Zylinderkopfhaube (4) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungsmittel (10), die von dem Zylinderkopfhaubeninnenraum (7) wegführen, im Wesentlichen in Richtung des mit dem Zylinderkopfhaubeninnenraum (7) verbindbaren Zylinderkopfes (3) weisen.
Zylinderkopfhaube (4) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungsmittel (10) fluidisch mit einem Zylinderkopf (3) verbindbar angeordnet sind.
Zylinderkopfhaube (4) nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungsmittel (10) als mindestens ein im Wesentlichen zylindrischer Kanal ausgebildete sind, welche an dessen Mündung in den Zylinderkopfhaubeninnenraum (7) zusammen mit dem Zylinderkopfhaubengehäuse (6) eine L-förmige Umlenkung bilden, um eine Strömung des Blow-by-Gases in den Zylinderkopfhaubeninnenraum (7) zu bewirken.
Zylinderkopfhaube (4) nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Zylinderkopfhaubengehäuse (6) einteilig ausgebildet ist.
Zylinderkopfhaube (4) nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Zylinderkopfhaubeninnenraum (7) ein Ölabscheider (8) untergebracht ist.
Zylinderkopfhaube (4) nach einem der. vorherigen Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Zylinderkopfhaubeninnenraum (7) ein Unterdruckbegrenzungsventil (9) untergebracht ist.
Zylinderkopfanordnung für eine Kurbelgehäuseentlüftung eines Kraftfahrzeugs umfassend einen mit einem Kurbelwellengehäuse (2) einer Kurbelwelleneinheit verbindbaren Zylinderkopf (3) mit einem Zylinderkopfgehäuse und Leitungsmitteln (10) und eine Zylinderkopfhaube (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
Zylinderkopfanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderkopfhaube (4) und der Zylinderkopf (3) über interne Leitungskanäle, welche durch den Zylinderkopf (3) über die Zylinderkopfhaube (4) zurück zum Zylinderkopf (3) führen, fluidisch Verbunden sind, um ein Blow-by-Gas zu transportieren.
Kurbelgehäuseentlüftungssystem (1) umfassend ein Kurbelgehäuse (2), eine Zylinderkopfanordnung nach Anspruch 8 oder 9, eine Zylinderkopfhaube (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 und ein Saugrohr (5), wobei Kurbelgehäuse (2), Zylinderkopf (3), Zylinderkopfhaube (4) und Saugrohr (5) fluidisch über Leitungsmittel (10) miteinander verbunden sind, wobei die Leitungsmittel (10) als interne Leitungskanäle ausgebildet sind.