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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Ölvorabscheider für
Kurbelgehäusegas einer Brennkraftmaschine, insbesondere
in einem Kraftfahrzeug.
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Aus
der
DE 101 27 819
A1 ist ein Ölabscheider für Kurbelgehäusegase
einer Brennkraftmaschine bekannt, der an einer Innenseite einer
Zylinderkopfhaube angeordnet ist. Der bekannte Ölabscheider
weist eine Gehäuseschale auf, die an der Innenseite der
Zylinderkopfhaube befestigt ist und die die einzelnen Komponenten
des Ölabscheiders aufnimmt. Der bekannte Ölabscheider
umfasst einen Ölvorabscheider, einen Zyklonabscheider und
einen Ölfeinabscheider sowie eine Ventileinrichtung.
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Aus
der
US 2005/0092267
A1 ist ein weiterer Ölabscheider bekannt, der
an der Innenseite einer Zylinderkopfhaube angebracht ist. Dieser Ölabscheider
besitzt ebenfalls eine Gehäuseschale zur Aufnahme der einzelnen
Komponenten des Ölabscheiders, die einen Einlassbereich
mit einer Einlassöffnung für Kurbelgehäusegas
sowie zwei davon beabstandete Rückläufe für Öl
aufweisen, das in einem Einlass-Ölabscheider beziehungsweise
in einem Auslass-Ölabscheider aus dem Kurbelgehäusegas abgeschieden
worden ist. Dabei sind die beiden Rückläufe in
einem mittleren Längsbereich eines mit der Zylinderkopfhaube
abgedeckten Zylinderkopfraums angeordnet, der sich zwischen zwei
jeweils einer Nockenwelle zugeordneten äußeren
Längsbereichen befindet. Somit kann das abgeschiedene Öl zwischen
den beiden Nockenwellen in den Zylinderkopfraum zurücktropfen.
Die Einlassöffnung ist dabei oberhalb einer der Nockenwellen,
also in einem der äußeren Längsbereiche
angeordnet.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, für einen Ölvorabscheider
der eingangs genannten Art eine Verbesserung zu realisieren, wie
zum Beispiel eine verbesserte Abscheidewirkung.
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Die
Erfindung löst diese Aufgabe durch den Gegenstand des Anspruchs
1. Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Ausführungsformen.
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Allgemein
schlägt die vorliegende Erfindung vor, an der Innenseite
einer Zylinderkopfhaube mit Hilfe eines Schalenkörpers
einen Vorabscheideraum auszubilden. Dabei weist dieser Schalenkörper
zumindest einen Einlassabschnitt mit einer Einlassöffnung
auf, die im montierten Zustand in einem mittleren Längsbereich
des Zylinderkopfraums angeordnet ist. Durch diese Bauweise befindet
sich die jeweilige Einlassöffnung zwischen den beiden den
Nockenwellen zugeordneten äußeren Längsbereichen.
Dies hat den Vorteil, dass Kurbelgehäusegas aus einem strömungstechnisch
beruhigten Bereich des Zylinderkopfraums abgesaugt werden kann,
was zu einer Verbesserung der Abscheidewirkung im Ölvorabscheider
führt.
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Bemerkenswert
ist ferner, dass der jeweilige Einlassabschnitt gleichzeitig einen
Rücklauf für im Vorabscheideraum abgeschiedenes Öl
bildet. Dies hat zur Folge, dass das abgeschiedene Öl durch
die Einlassöffnung in den Zylinderkopfraum abtropfen kann.
Hierdurch besitzt der Ölabscheider beziehungsweise dessen
Schalenkörper eine besonders einfache Form, was die Herstellung
des Ölvorabscheiders vergleichsweise preiswert macht.
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Durch
die Erfindung wird somit ein Ölvorabscheider bereitgestellt,
der im montierten Zustand quasi in die Zylinderkopfhaube integriert
ist. Insoweit betrifft die vorliegende Erfindung auch eine Kombination
einer Zylinderkopfhaube mit einem Ölvorabscheider.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform kann der jeweilige Einlassabschnitt
so ausgestaltet sein, dass er im montierten Zustand mit seiner Einlassöffnung über
einen Flansch der Zylinderkopfhaube vorstehend in den Zylinderkopfraum
hineinragt. Durch diese Bauweise befindet sich die Einlassöffnung
vergleichsweise tief oder zentral innerhalb des Zylinderkopfraums,
was die Ansaugung von Kurbelgehäusegas aus strömungsdynamisch
günstigen oder beruhigten Bereichen des Zylinderkopfraums begünstigt.
Insbesondere kann sich die jeweilige Einlassöffnung somit
unterhalb der Nockenwellen befinden, z. B. etwa auf Höhe
eines Zwischendecks, das im Zylinderkopfraum einen die Nockenwellen
enthaltenden Nockenwellenraum von einem Federn von Ladungswechselventilen
enthaltenden Ventilfederraum trennt, oder unterhalb des Zwischendecks
im Ventilfederraum. Vorzugsweise umfasst eine Ölabscheidevorrichtung
mehrere verschiedene Abscheideeinrichtungen, wie zum Beispiel einen Ölvorabscheider
und mehrere Ölhaupt- oder Ölfeinabscheider, die
zum Beispiel als Zyklon, Spiralölabscheider oder dergleichen
ausgestaltet sind. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Ölvorabscheiders
bildet dieser die einzige innen an der Zylinderkopfhaube angeordnete
Abscheideeinrichtung einer derartigen, mehrere Abscheideeinrichtungen
aufweisenden Ölabscheidevorrichtung. Insbesondere kann
so der erfindungsgemäße Ölvorabscheider
einfach einer konventionellen Ölabscheidevorrichtung vorgeschaltet
werden, um deren Effektivität zu verbessern. Gleichzeitig
kann ein derartige Ölvorabscheider als Ölrücklauf
für nachgeordnete Ölabscheider dienen.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform kann ein Vorabscheideraum,
der mit Hilfe des Schalenkörpers innen an der Zylinderkopfhaube
ausgebildet ist, zumindest eine Auslassöffnung für
Kurbelgehäusegas aufweisen, die in der Zylinderkopfhaube ausgebildet
ist. Besonders vorteilhaft ist dabei eine Weiterbildung, bei welcher
der Schalenkörper selbst keine Auslassöffnung
für Kurbelgehäusegas aufweist. Somit kann beispielsweise
eine konventionelle Ölabscheidevorrichtung an die Zylinderkopfhaube angeschlossen
werden, wodurch der erfindungsgemäße Ölvorabscheider
automatisch vorgeschaltet wird.
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Andere
Merkmale und Vorteile der Erfindung werden in den Unteransprüchen,
den Zeichnungen und der zugehörigen Figurenbeschreibung
anhand der Zeichnungen erläutert.
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Die
folgende Figurenbeschreibung dient zur Erläuterung bevorzugter
Ausführungsbeispiele der Erfindung, wobei gleiche Bezugszeichen
gleiche oder ähnliche Bauteile bezeichnen.
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1 zeigt
eine perspektivische Ansicht von Ihnen auf eine Zylinderkopfhaube
mit einem Ölvorabscheider,
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2 zeigt
eine perspektivische Ansicht von außen auf die Zylinderkopfhaube
aus 1,
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3 zeigt
eine Darstellung des Ölvorabscheiders bei am Zylinderkopf
montierter Zylinderkopfhaube, wobei die Zylinderkopfhaube und der
Zylinderkopf nur teilweise und stark vereinfacht geschnitten dargestellt
sind.
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Entsprechend 1 umfasst
ein Ölvorabscheider 1 einen Schalenkörper 2,
der zur Ausbildung des Ölvorabscheiders 1 an einer
Innenseite 3 einer Zylinderkopfhaube 4 einer in 3 angedeuteten
Brennkraftmaschine 5 angeordnet ist. Der Ölvorabscheider 1 dient
im Betrieb der Brennkraftmaschine 5, die vorzugsweise in
einem Kraftfahrzeug angeordnet ist, dazu, Öl aus Kurbelgehäusegas
auszuscheiden. Dieses Kurbelgehäusegas oder BlowBy-Gas
wird dabei mit Hilfe einer hier nicht dargestellten Kurbelgehäuseentlüftungseinrichtung
aus einem Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine 5 beziehungsweise
aus einem in 3 nur teilweise dargestellten
Zylinderkopf 6 der Brennkraftmaschine 5 abgesaugt.
Eine derartige Entlüftungseinrichtung ist üblicherweise
mit einer hier ebenfalls nicht näher dargestellten Ölabscheidevorrichtung
ausgestattet, die es ermöglicht, im Kurbelgehäusegas
mitgeführtes Öl auszuscheiden und dem Kurbelgehäuse
rückzuführen. Eine derartige Ölabscheidevorrichtung
kann mehrere Abscheideeinrichtungen aufweisen. Eine diese Abscheideeinrichtungen
kann durch den hier gezeigten Ölvorabscheider 1 gebildet
sein. Bei der hier gezeigten, bevorzugten Ausführungsform
bildet der Ölvorabscheider 1 die einzige innen
an der Zylinderkopfhaube 4 angeordnete Abscheideeinrichtung einer
solchen Ölabscheidevorrichtung.
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Dementsprechend
ist der Ölvorabscheider 1 den anderen Abscheideeinrichtungen
vorgeschaltet.
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Im
montierten Zustand deckt der Schalenkörper 2 an
der Innenseite 3 der Zylinderkopfhaube 4 einen
Wandabschnitt 7 der Zylinderkopfhaube 4 ab und
begrenzt mit diesem abgedeckten Wandabschnitt 7 einen Vorabscheideraum 8 des Ölvorabscheiders 1.
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Der
Schalenkörper 2 weist zumindest einen Einlassabschnitt 9 auf, über
den Kurbelgehäusegas aus einem von der Zylinderkopfhaube 4 abgedeckten,
in 3 erkennbaren Zylinderkopfraum 10 in den
Vorabscheideraum 8 eintreten kann. Im gezeigten, bevorzugten
Beispiel weist der Schalenkörper 2 drei derartige
Einlassabschnitte 9 auf. Jeder Einlassabschnitt 9 weist
eine Einlassöffnung 11 auf, durch die das Kurbelgehäusegas
aus dem Zylinderkopfraum 10 über den jeweiligen
Einlassabschnitt 9 in den Vorabscheideraum 8 gelangt.
Der jeweilige Einlassabschnitt 9 besitzt einen Strömungsquerschnitt, der
von der jeweiligen Einlassöffnung 11 bis zum Vorabscheideraum 8 hin
zunimmt. Der gesamte Einlassabschnitt 9 weist eine relativ
große Querschnittsfläche auf, wodurch sich relativ
geringe Strömungsgeschwindigkeiten ergeben, durch die nur
vergleichsweise wenig Öl bzw. Ölnebel mit der
Kurbelgehäusegasströmung mitgerissen werden kann.
Gleichzeitig bewirkt der vergleichsweise große Querschnitt
des jeweiligen Einlassabschnittes 9, dass Öl aus
einem sich an der Innenfläche des jeweiligen Einlassabschnittes 9 ausbildenden Ölfilm,
der durch rücklaufendes Öl entstehen kann, nicht
von der Kurbelgehäusegasströmung mit gerissen
wird. In einer in 3 erkennbaren Querrichtung kann
der jeweilige Einlassabschnitt 9 insbesondere eine trichterförmige Gestalt
aufweisen, deren Strömungsquerschnitt sich zur jeweiligen
Einlassöffnung 11 hin verjüngt. Zum Anbringen
des Schalenkörpers 2 an der Zylinderkopfhaube 4 ist
der Schalenkörper 2 mit Clipselementen 12 versehen,
mit deren Hilfe der Schalenkörper 2 an der Zylinderkopfhaube 4 einclipsbar
ist. Die Zylinderkopfhaube 4 weist hierzu komplementäre Clipskonturen 13 auf,
die zum Einclipsen des Schalenkörpers 2 mit den
Clipselementen 12 zusammenwirken. Durch die Verclipsung
lässt sich der Schalenkörper 2 vergleichsweise
rasch und sicher an der Zylinderkopfhaube 4 montieren.
Für die Befestigung des Schalenkörpers 2 an
der Zylinderkopfhaube 4 und insbesondere für die
Abdichtung des Vorabscheideraums 8 kann zusätzlich
eine Verklebung vorgesehen sein.
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Die
Einlassabschnitte 9 sind beim Schalenkörper 2 so
ausgestaltet, dass sie gleichzeitig jeweils einen Rücklauf
für Öl bilden, das vom Ölvorabscheider 1 und
gegebenenfalls von anderen nachgeordneten Abscheidern abgeschieden
worden ist. Das bedeutet, dass das abgeschiedene Öl entlang
des jeweiligen Einlassabschnitts 9 in Richtung Zylinderkopfraum 10 abfließen
und letztlich durch die jeweilige Einlassöffnung 11 in
den Zylinderkopfraum 10 abtropfen kann.
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Der Ölvorabscheider 1 kann
somit mit nur einem einzigen Bauteil, nämlich mit dem Schalenkörper 2 dadurch
gebildet werden, dass der Schalenkörper 2 in die
Zylinderkopfhaube 4 eingebaut wird. Bevorzugt ist dabei
der Schalenkörper 2 aus einem Stück hergestellt,
so dass insbesondere die Einlassabschnitte 9 und die Clipselemente 12 integral
am Schalenkörper 2 ausgebildet sind.
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Des
weiteren ist der jeweilige Einlassabschnitt 9 so ausgestaltet,
dass sich die zugehörige Einlassöffnung 11 im
montierten Zustand gemäß 3 im Zylinderkopfraum 10 in
einem mittleren Längsbereich 14 befindet, der
sich zwischen zwei äußeren Längsbereichen 15 befindet.
Jedem dieser Längsbereiche 15 ist eine hier jeweils
nur symbolisch angedeutete Nockenwelle 16 zugeordnet. Beispielsweise
steuert die eine Nockenwelle 16 Einlassventile, während
die andere Nockenwelle 16 Auslassventile steuert. Die Rotationsachsen
der Nockenwellen 16 definieren dabei die Längsrichtung
der Zylinderkopfhaube 4 beziehungsweise des Schalenkörpers 2.
Wie insbesondere 3 ferner entnehmbar ist, können
die Einlassabschnitte 9 vorzugsweise so ausgestaltet sein,
dass der jeweilige Einlassabschnitt 9 im montieren Zustand
mit der zugehörigen Einlassöffnung 11 über
einen Flansch 17 der Zylinderkopfhaube 4 vorsteht
und in den Zylinderkopfraum 10 hineinragt.
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Die
Nockenwellen 16 sind im Zylinderkopfraum 10 in
einem Bereich angeordnet, der auch als Nockenwellenraum 20 bezeichnet
werden kann. Dieser Nockenwellenraum 20 kann innerhalb
des Zylinderkopfraums 10 durch ein Zwischendeck 21 von
einem Ventilfederraum 22 getrennt sein, in dem üblicherweise
nicht gezeigte Rückstellfedern der ebenfalls nicht gezeigten
Ladungswechselventile angeordnet sind. An besagtem Zwischendeck 21,
das teilweise auch als Ölgalerie bezeichnet wird, erfolgt
in der Regel die Lagerung nicht gezeigter Tassenstößel der
Ladungswechselventile. Im Bereich dieses Zwischendecks 21 bzw.
im Ventilfederraum 22 existiert vergleichsweise wenig Spritzöl.
Der Ölvorabscheider 1 saugt dadurch Kurbelgehäusegas
mit einem relativ geringen Ölgehalt an.
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In
dem in 3 gezeigten Beispiel ragt der Einlassabschnitt 9 so
weit in den Zylinderkopfraum 10 hinein, dass sich seine
Einlassöffnung 11 etwa auf der Höhe des
Zwischendecks 21 befindet oder sich sogar durch eine Ebene
hindurch erstreckt, in der sich das Zwischendeck 21 erstreckt,
und sich dadurch bis in den Ventilfederraum 22 hineinerstreckt. In
jedem Fall ist bei dieser Bauweise die jeweilige Einlassöffnung 11 von
der Zylinderkopfhaube 4 weiter entfernt als die Nockenwellen 16.
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Wie
insbesondere 1 entnehmbar ist, können
die Einlassabschnitte 9 zweckmäßig auch
so ausgestaltet bzw. am Schalenkörper 2 angeordnet sein,
dass sie sich innerhalb des mittleren Längsbereichs 14 jeweils
zwischen zwei Zündeinrichtungen erstrecken. In 1 sind
die genannten Zündeinrichtungen nicht dargestellt, jedoch
sind an der Zylinderkopfhaube 4 Schächte oder
Dome 18 ausgebildet, durch die die genannten Zündeinrichtungen
an der Brennkraftmaschine 5 anbringbar sind.
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Die
vorgeschlagene Ausgestaltung des jeweiligen Einlassabschnitts 9,
dergestalt, dass die zugehörige Einlassöffnung 11 im
mittleren Längsabschnitt 14 angeordnet ist, insbesondere über
den Zylinderkopfhaubenflansch 17 vorstehend in den Zylinderkopfraum 10 hineinragt,
vorzugsweise unterhalb der Nockenwellen 16 positioniert ist,
ermöglicht die Ansaugung von Kurbelgehäusegas
aus einem strömungstechnisch beruhigten Gebiet, beispielsweise im
Bereich des Federraums oder Zwischendecks. Die Ansaugung von Kurbelgehäusegas
aus einem derartigen beruhigten Strömungsbereich führt
zu einer Verbesserung des Wirkungsgrads des Ölvorabscheiders 1.
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Der
Vorabscheidraum 8 weist zumindest eine Auslassöffnung 19 für
Kurbelgehäusegas auf. Diese Auslassöffnung 19 ist
gemäß 2 bevorzugt in der Zylinderkopfhaube 4 ausgebildet.
Somit kann die weiter oben genannte Kurbelgehäuseentlüftungseinrichtung
bzw. deren Ölabscheidevorrichtung über die Auslassöffnung 19 an
den Ölvorabscheider 1 angeschlossen werden. Vorzugsweise
besitzt der Schalenkörper 2 selbst keine Auslassöffnung
für Kurbelgehäusegas. Das bedeutet, dass das Kurbelgehäusegas
nur durch die Auslassöffnung 19 der Zylinderkopfhaube 4 aus
dem Vorabscheideraum 8 austreten kann.
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Der
Schalenkörper 2 kann als Spritzgussteil oder als
Druckgussteil ausgestaltet sein. Der Schalenkörper 2 kann
aus Kunststoff oder aus Metall beziehungsweise aus Leichtmetall
hergestellt sein.
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Sofern
die Brennkraftmaschine 5 zwei Zylinderbänke aufweist,
die jeweils mit einer eigenen Zylinderkopfhaube 4 versehen
sind, kann jede dieser Zylinderkopfhauben 4 mit einem derartigen Ölvorabscheider 1 ausgestattet
sein. Besonders vorteilhaft ist dabei eine Ausführungsform,
bei welcher die Schalenkörper 2 der beiden Ölvorabscheider 1 als Gleichteile
ausgestaltet sind, so dass nur eine Art von Schalenkörpern 2 hergestellt
werden muss, die bei beiden Zylinderbänken verwendbar ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 10127819
A1 [0002]
- - US 2005/0092267 A1 [0003]