DE102007014546A1

DE102007014546A1 - Crankcase e.g. cuboidal crankcase, for internal-combustion engine, has crankcase ventilation system with vent oil return channel for feedback of separated oil into engine area, and oil pre-separator for oil-air separation

Info

Publication number: DE102007014546A1
Application number: DE200710014546
Authority: DE
Inventors: Joachim Pfau; Jürgen Giesselmann
Original assignee: MTU Friedrichshafen GmbH
Current assignee: Rolls Royce Solutions GmbH
Priority date: 2007-03-27
Filing date: 2007-03-27
Publication date: 2008-10-02
Anticipated expiration: 2027-03-28
Also published as: DE102007014546B4

Abstract

The crankcase (1) has a crankshaft arranged in an engine area (2). An oil tank (3A) is provided for the temporary oil storage. A crankcase ventilation system (4) is provided with a vent hole (5A) for the ventilation of the oil tank, an oil return channel (6) for feedback of the separated oil into the engine area and an oil pre-separator (7) for oil-air separation. The oil pre-separator connects the vent hole with the oil return channel.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kurbelgehäuse für eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.The The invention relates to a crankcase for a Internal combustion engine according to the preamble of claim 1.

Ein quaderförmiges Kurbelgehäuse für eine Brennkraftmaschine in V-Anordnung ist aus der EP 1 299 633 B1 bekannt. Innerhalb des Kurbelgehäuses sind ein Triebwerksraum mit einer Kurbelwelle und jeweils eine Kammer auf der A-Seite als auch auf der B-Seite ausgebildet. Gegenüber der Umwelt wird das Kurbelgehäuse an dessen Unterseite von einer Bodenplatte verschlossen, auf der die Nebenaggregate, hier: Wärmetauscher sowie Filter und Pumpen, angeordnet sind. Im komplettierten Zustand befinden sich die Nebenaggregate innerhalb der Kammern. Über das Kurbelgehäuse mit der Bodenplatte wird eine Trockensumpfschmierung dargestellt, indem das aus dem Triebwerksraum herabtropfende Öl auf der Bodenplatte in Saugstellen gesammelt wird und danach in die Kammern zur Beruhigung und Entgasung gepumpt wird. Die Kammern bilden somit einen Ölbehälter. Wie mit der Restluft oder mit dem Öl-Luft-Gemisch nach der Entgasung verfahren wird, ist nicht weiter ausgeführt.A cuboid crankcase for an internal combustion engine in V-arrangement is from the EP 1 299 633 B1 known. Within the crankcase an engine room with a crankshaft and one chamber each on the A-side and on the B-side are formed. Compared to the environment, the crankcase is closed at the bottom of a bottom plate on which the ancillaries, here: heat exchangers and filters and pumps are arranged. In the completed state, the ancillaries are inside the chambers. Dry sump lubrication is shown over the crankcase with the bottom plate by collecting the oil dripping from the engine room on the bottom plate into suction points and then pumping it into the chambers for reassurance and degassing. The chambers thus form an oil reservoir. How to proceed with the residual air or with the oil-air mixture after degassing is not explained further.

Ein Kurbelgehäuse für eine Brennkraftmaschine in Reihenanordnung ist aus der DE 10 2005 030 850 A1 bekannt, bei dem innerhalb des Kurbelgehäuses neben dem Triebwerksraum ebenfalls eine Kammer vorgesehen ist. Das Kurbelgehäuse wird an dessen Unterseite von einer Bodenplatte verschlossen, auf welcher die Nebenaggregate angeordnet sind. Da die Bodenplatte eine größere Breite als das Kurbelgehäuse aufweist, befinden sich im komplettierten Zustand lediglich die Pumpen innerhalb der Kammer. Die übrigen Nebenaggregate sind außerhalb des Kurbelgehäuses. Auch hier wird über das Kurbelgehäuse mit der Bodenplatte eine Trockensumpfschmierung dargestellt. Das zur Schmierung der Brennkraftmaschine erforderliche Öl wird in der Kammer zur Beruhigung und Entgasung zwischengelagert. Zur Entlüftung der Kammer führt ein Kanal von der geodätisch höchsten Stelle dieser Kammer auf die Saugseite der Pumpen, wodurch ein unbeabsichtigter Ölauswurf deutlich verringert wird. Weitere Hinweise bezüglich des Öl- Luftgemisches, beispielsweise des Triebwerkraums, sind der Fundstelle nicht zu entnehmen.A crankcase for an internal combustion engine in a series arrangement is known from DE 10 2005 030 850 A1 known, in which a chamber is also provided within the crankcase in addition to the engine room. The crankcase is closed at the bottom of a bottom plate on which the ancillaries are arranged. Since the bottom plate has a greater width than the crankcase, are located in the completed state, only the pump within the chamber. The other ancillaries are outside the crankcase. Again, a dry sump lubrication is shown on the crankcase with the bottom plate. The oil required for lubrication of the internal combustion engine is stored in the chamber for reassurance and degassing. To vent the chamber, a channel leads from the geodetically highest point of this chamber to the suction side of the pump, whereby unintended oil ejection is significantly reduced. Further information regarding the oil-air mixture, such as the engine room, the reference can not be found.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die zuvor beschriebenen Kurbelgehäuse, welche einen Triebwerksraum und mindestens eine Kammer als Ölbehälter innerhalb des Kurbelgehäuses aufweisen, hinsichtlich des unbeabsichtigten Ölauswurfs zu optimieren.Of the The invention is based on the object, the crankcase described above, which has an engine room and at least one chamber as an oil tank within the crankcase, in terms of to optimize unintended oil ejection.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch eins gelöst. In den Unteransprüchen sind die Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt.The The object is solved by the features of claim one. In the subclaims are the embodiments of the invention shown.

Hierzu ist im Kurbelgehäuse eine Kurbelgehäuseentlüftung vorgesehen, welche einen Entlüftungskanal zur Entlüftung des Ölbehälters, einen Ölrücklauf-Kanal zur Rückführung des abgeschiedenen Öls in den Triebwerksraum und einen Ölvorabscheider zur Öl-Luft-Trennung aufweist, wobei der Ölvorabscheider den Entlüftungskanal mit dem Ölrücklauf-Kanal verbindet. Der Ölvorabscheider besitzt eine Durchtrittsöffnung vom Entlüftungskanal zum Ölrücklauf-Kanal und einen Anschluss für einen Ölnebelabscheider. Über die Durchtrittsöffnung fließt das aus dem Öl-Luftgemisch abgetrennte Öl in den Ölrücklauf-Kanal und von dort in den Triebwerksraum zurück.For this is a crankcase breather in the crankcase provided, which a vent channel for venting of the oil tank, an oil return channel for recycling the separated oil in the engine room and an oil pre-separator for oil-air separation wherein the Ölvorabscheider the vent passage connects to the oil return channel. The oil pre-separator has a passage opening from the venting channel to the oil return channel and a connection for an oil mist separator. About the passage opening the oil separated from the oil-air mixture flows back into the oil return channel and from there into the engine room.

Bei einer Brennkraftmaschine in V-Anordnung ist dann sowohl auf der A-Seite als auch der B-Seite des Kurbelgehäuses eine Kurbelgehäuse-Entlüftung angeordnet. Zur Verringerung des Bauraumbedarfs der Anordnung können der Öl-Rücklaufkanal der A-Seite sowie der Ölrücklauf-Kanal der B-Seite zu einem Ölrücklauf-Kanal zusammengefasst sein. In diesem Fall verbindet der Ölvorabscheider den Entlüftungskanal der A-Seite sowie den Entlüftungskanal der B-Seite mit dem einen Ölrücklauf-Kanal.at an internal combustion engine in V arrangement is then both on the A-side and the B-side of the crankcase a crankcase ventilation arranged. To reduce the space requirement of the arrangement can the oil return channel on the A side and the oil return channel the B-side combined to form an oil return channel be. In this case, the oil pre-separator connects the Venting channel of the A-side and the venting channel the B side with the one oil return channel.

Zur Erzielung einer maximalen Schräglauffähigkeit bei minimalen Ölauswurf ist der Ölvorabscheider an der geodätisch höchsten Position des Kurbelgehäuses und/oder mittig in Längsrichtung des Kurbelgehäuses angeordnet. Mit anderen Worten: Die Position des Ölvorabscheiders ist so gewählt, dass bei maximalem Schräglauf der Ölpegel im Entlüftungskanal nicht bis zum Ölvorabscheider heranreicht.to Achieving a maximum skew ability with minimal oil ejection is the oil pre-separator at the geodetic highest position of the crankcase and / or centrally in the longitudinal direction of the crankcase arranged. In other words: the position of the oil pre-separator is chosen so that at maximum skew the oil level in the ventilation duct is not up to the oil preseparator zoom ranges.

Neben einer kompakten Bauweise kennzeichnet die Erfindung eine weitere Verringerung des unbeabsichtigten Ölauswurfs auf Grund der zweistufigen Separation mittels Ölvorabscheider und Ölnebelabscheider.Next a compact design, the invention features a further Reduction of unintended oil ejection due to the two-stage separation by means of oil pre-separator and oil mist separator.

In den Zeichnungen ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigen:In The drawings is a preferred embodiment shown. Show it:

1 eine Kurbelgehäuseentlüftung, 1 a crankcase breather,

2 den Ölvorabscheider als Schnittbild und 2 the oil pre-separator as a sectional view and

3 ein Kurbelgehäuse mit der Kurbelgehäuseentlüftung. 3 a crankcase with the crankcase breather.

Die 1 zeigt die Kurbelgehäuseentlüftung 4 für eine Brennkraftmaschine in V-Anordnung als Gießkern. Beim Gießen des Kurbelgehäuses 1, beispielsweise aus Aluminiumguss, ist der dargestellte Gieskern ein Teil des Gießkerns für das Kurbelgehäuse 1. Das Bezugszeichen KS kennzeichnet die Kraftabnahmeseite, also diejenige Seite der Brennkraftmaschine an der zum Beispiel ein Getriebe angeflanscht wird. Das Bezugszeichen KGS kennzeichnet die Kraftgegenseite des Kurbelgehäuses 1. Die in Zeichnungsrichtung gesehen linke Seite des Kurbelgehäuses 1 ist als A-Seite bezeichnet. Die in Zeichnungsrichtung gesehen rechte Seite des Kurbelgehäuses 1 ist als B-Seite bezeichnet.The 1 shows the crankcase breather 4 for an internal combustion engine in V-arrangement as a casting core. When casting the crankcase 1 , For example, made of cast aluminum, is the illustrated Gieskern a part of the casting core for the crankcase 1 , The reference character KS indicates the power takeoff side, that is, that side of the internal combustion engine to which, for example, a transmission is flanged. The reference character KGS identifies the opposite side of the force of the crankcase 1 , The seen in drawing direction left side of the crankcase 1 is called A-side. The right side of the crankcase seen in drawing direction 1 is called B-side.

Die Kurbelgehäuse-Entlüftung 4 besteht aus folgenden Baugruppen: ein Ölbehälter 3A sowie ein Entlüftungskanal 5A auf der A-Seite, ein Ölbehälter 3B sowie ein Entlüftungskanal 5B auf der B-Seite, ein Ölrücklauf-Kanal 6 und ein Ölvorabscheider 7. Der Ölbehälter 3A und der Ölbehälter 3B werden innerhalb des Kurbelgehäuses 1 durch jeweils eine Kammer gebildet. Jeder Entlüftungskanal besteht aus einem horizontalen Abschnitt, einem ersten vertikalen Abschnitt und einem zweiten vertikalen Abschnitt. Die beiden Abschnitte sind an die diametralen Stirnseiten eines Ölbehälters angeschlossen. So umfasst beispielsweise der Entlüftungskanal 5B auf der B-Seite den horizontalen Abschnitt 11B, den ersten vertikalen Abschnitt 12B und den zweiten vertikalen Abschnitt 13B. Der erste vertikale Abschnitt 12B ist an die erste Stirnseite 14B des Ölbehälters 3B angeschlossen. Der zweite vertikale Abschnitt 13B ist an die zweite Stirnseite 15B des Ölbehälters 3B angeschlossen. Unterhalb der beiden horizontalen Abschnitte 11A und 11B ist der (zentrale) Ölrücklauf-Kanal 6 angeordnet. Siehe hierzu das Detail X, welches einen Ausbruch in der 1 zeigt. Über den Ölvorabscheider 7 werden die beiden horizontalen Abschnitte 11A und 11B der Entlüftungsleitungen mit dem Ölrücklauf-Kanal 6 verbunden. Zudem besitzt der Ölvorabscheider 7 einen Anschluss 9 für einen Ölnebelabscheider 10.The crankcase ventilation 4 consists of the following components: an oil reservoir 3A and a venting channel 5A on the A side, an oil tank 3B and a venting channel 5B on the B side, an oil return channel 6 and an oil pre-separator 7 , The oil tank 3A and the oil container 3B be inside the crankcase 1 each formed by a chamber. Each vent channel consists of a horizontal section, a first vertical section and a second vertical section. The two sections are connected to the diametrical end faces of an oil tank. For example, includes the vent channel 5B on the B side the horizontal section 11B , the first vertical section 12B and the second vertical section 13B , The first vertical section 12B is at the first end 14B of the oil container 3B connected. The second vertical section 13B is at the second end 15B of the oil container 3B connected. Below the two horizontal sections 11A and 11B is the (central) oil return channel 6 arranged. See the detail X, which is an outbreak in the 1 shows. About the oil pre-separator 7 become the two horizontal sections 11A and 11B the vent lines with the oil return channel 6 connected. In addition, the oil pre-separator has 7 a connection 9 for an oil mist separator 10 ,

Die weitere Beschreibung zur Funktionalität erfolgt in Verbindung mit der 2, welche den Ölvorabscheider 7 als Schnittbild zeigt. Im Schnittbild liegt der horizontale Abschnitt 11A des Entlüftungskanals 5A hinter der Schnittebene. In der 2 ist dieser gestrichelt eingezeichnet. Die Strömungen sind durch Pfeile gekennzeichnet.The further description of the functionality is in connection with the 2 , which the oil pre-separator 7 as a sectional picture shows. The horizontal section is in the sectional view 11A of the venting channel 5A behind the cutting plane. In the 2 this is shown in dashed lines. The currents are indicated by arrows.

Das aus dem Triebwerksraum 2 herabtropfende Öl wird in zwei auf der Bodenplatte ausgebildeten Saugstellen gesammelt. Aus den Saugstellen wird das Öl über in der Bodenplatte integrierte Saugkanäle von einer Saugpumpe in die beiden Ölbehälter 3A und 3B gefördert. In diesen herrscht ein gegenüber dem Umgebungsdruck erhöhtes Druckniveau. Im Triebwerksraum 2 hingegen herrscht Unterdruck. Auf Grund dieses Druckgefälles strömt ein Öl-Luftgemisch aus dem Ölbehälter 3A der A-Seite über den ersten vertikalen Abschnitt 12A und den zweiten vertikalen Abschnitt 13A in den horizontalen Abschnitt 11A des Entlüftungskanals 5A zum Ölvorabscheider 7. Für die B-Seite gilt dies entsprechend. Die beiden Öl-Luftströme der Entlüftungskanäle 5A und 5B werden am Ölvorabscheider 7 zusammengeführt. Die Position des Ölvorabscheiders ist so gewählt, dass bei maximalem Schräglauf der Ölpegel in den Entlüftungskanälen nicht bis zum Ölvorabscheider 7 heranreicht. Auf Grund des höheren spezifischen Gewichts und der Schwerkraft setzen sich die Öltröpfchen des Öl-Luftgemischs im Bereich der Durchtrittsöffnung 8 ab. Das Abscheiden des Öls wird zusätzlich durch die starke Luftstromumlenkung um den Ölnebelabscheider 10 begünstigt. Diese erste Teilmenge enthält noch einen geringen Luftanteil und einen wesentlich höheren Ölanteil. Unterstützt durch die Luftströmung fließt die erste Teilmenge über den Ölrücklaufkanal 6 zurück zum Triebwerksraum 2. Im Triebwerksraum gelangt dann die erste Teilmenge in den zuvor beschrieben Kreislauf. Die verbleibende zweite Teilmenge, welche einen geringen Ölanteil und einen wesentlich höheren Luftanteil enthält, strömt zum Ölnebelabscheider 10 und wird dort in einer zweiten Stufe weiterbehandelt.That from the engine room 2 dripping oil is collected in two suction points formed on the bottom plate. From the suction points, the oil is introduced via suction channels integrated in the bottom plate from a suction pump into the two oil reservoirs 3A and 3B promoted. In these there is a relation to the ambient pressure increased pressure level. In the engine room 2 however, there is negative pressure. Due to this pressure gradient flows an oil-air mixture from the oil reservoir 3A the A side over the first vertical section 12A and the second vertical section 13A in the horizontal section 11A of the venting channel 5A to the oil pre-separator 7 , For the B-side this applies accordingly. The two oil-air flows of the ventilation channels 5A and 5B be at the oil pre-separator 7 merged. The position of the oil pre-separator is chosen so that at maximum skew, the oil level in the bleed channels does not reach the oil pre-separator 7 zoom ranges. Due to the higher specific gravity and gravity, the oil droplets of the oil-air mixture settle in the region of the passage opening 8th from. The separation of the oil is additionally due to the strong air flow deflection around the oil mist separator 10 favored. This first subset still contains a small proportion of air and a much higher oil content. Supported by the air flow, the first subset flows through the oil return channel 6 back to the engine room 2 , In the engine room then enters the first subset in the previously described cycle. The remaining second subset, which contains a small proportion of oil and a much higher proportion of air, flows to the oil mist separator 10 and will be treated there in a second stage.

Die 3 zeigt das Kurbelgehäuse 1 im Querschnitt, bei dem nochmals die Lage der beiden horizontalen Abschnitte 11A und 11B der beiden Entlüftungskanäle 5A und 5B ersichtlich ist. Unterhalb dieser ist der Ölrücklaufkanal 6 angeordnet, über welchen das separierte Öl in den Triebwerksraum 2 zurückströmt. Die Kurbelgehäuseentlüftung 4 ist integraler Bestandteil des Kurbelgehäuses 1. Beim Gießen des Kurbelgehäuses 1 wird die Kurbelgehäuseentlüftung 4 über entsprechende Gießkerne verwirklicht.The 3 shows the crankcase 1 in cross-section, in which again the position of the two horizontal sections 11A and 11B the two ventilation channels 5A and 5B is apparent. Below this is the oil return channel 6 arranged over which the separated oil into the engine room 2 flowing back. The crankcase breather 4 is an integral part of the crankcase 1 , When casting the crankcase 1 becomes the crankcase breather 4 implemented via corresponding casting cores.

Die Kurbelgehäuseentlüftung wurde in den 1 bis 3 an Hand eines Kurbelgehäuses für eine Brennkraftmaschine in V-Anordnung beschrieben. Bei einer Brennkraftmaschine in Reihenbauweise umfasst die Kurbelgehäuseentlüftung nur die Bauteile einer Seite, beispielsweise der A-Seite, und den Ölrücklaufkanal. Nach 1 sind dies folgende Bauteile: der Ölbehälter 3A, der Entlüftungskanal 5A mit dem ersten vertikalen Abschnitt 12A sowie zweiten vertikalen Abschnitt 13A sowie dem horizontalen Abschnitt 11A, der Ölvorabscheider 7 und der Ölrücklaufkanal 6. Die Funktionalität entspricht der vorherigen Beschreibung.The crankcase ventilation was in the 1 to 3 described on the basis of a crankcase for an internal combustion engine in V-arrangement. In an inline engine, the crankcase breather includes only the components of one side, such as the A side, and the oil return passage. To 1 these are the following components: the oil reservoir 3A , the ventilation duct 5A with the first vertical section 12A as well as second vertical section 13A as well as the horizontal section 11A , the oil pre-separator 7 and the oil return channel 6 , The functionality corresponds to the previous description.

11: Kurbelgehäusecrankcase
22: TriebwerksraumMachine Room
3A, 3B3A, 3B: Ölbehälteroilcontainer
44: Kurbelgehäuseentlüftungcrankcase ventilation
5A, 5B5A, 5B: Entlüftungskanalvent channel
66: ÖlrücklaufskanalOil return passage
77: ÖlvorabscheiderOil pre-separator
88th: DurchtrittsöffnungThrough opening
99: Anschlussconnection
1010: ÖlnebelabscheiderOil Mist Separators
11A, 11B11A, 11B: horizontaler Abschnitthorizontal section
12A, 12B12A, 12B: erster vertikaler Abschnittfirst vertical section
13A, 13B13A, 13B: zweiter vertikaler Abschnittsecond vertical section
14A, 14B14A, 14B: erste Stirnseite (KS)first Front side (KS)
15A, 15B15A, 15B: zweite Stirnseite (KGS)second Front side (KGS)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- EP 1299633 B1 [0002]
DE 102005030850 A1 [0003]

Claims

Crankcase ( 1 ) for an internal combustion engine with an engine room ( 2 ), in which a crankshaft is arranged, and with at least one chamber within the crankcase, which an oil reservoir ( 3 ) forms for intermediate storage of oil, characterized in that a crankcase ventilation ( 4 ) is provided, which a venting channel ( 5 ) for venting the oil container ( 3 ), an oil return channel ( 6 ) for returning the separated oil to the engine room ( 2 ) and an oil pre-separator ( 7 ) for oil-air separation, which the venting channel ( 5 ) with the oil return channel ( 6 ) connects.

Crankcase ( 1 ) according to claim 1, characterized in that in an internal combustion engine in V-arrangement both on the A-side and on the B-side a crankcase ventilation ( 4 ) is arranged.

Crankcase ( 1 ) according to claim 2, characterized in that the oil return channel of the A side and the oil return channel of the B side to an oil return channel ( 6 ) and the oil pre-separator ( 7 ) the venting channel ( 5A ) of the A-side and the venting channel ( 5B ) of the B side with the one oil return channel ( 6 ) connects.

Crankcase ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the oil pre-separator ( 7 ) at the geodetically highest position of the crankcase ( 1 ) and / or centrally in the longitudinal direction of the crankcase ( 1 ) is arranged.

Crankcase ( 1 ) according to claim 4, characterized in that the oil pre-separator ( 7 ) a passage opening ( 8th ) from the venting channel ( 5 ) to the oil return channel ( 6 ) and a connection ( 9 ) for an oil mist separator ( 10 ) having.

Crankcase ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the venting channel ( 5 ) a horizontal section ( 11 ) and two vertical sections ( 12 . 13 ) for connection to the oil reservoir ( 3 ) having.

Crankcase ( 1 ) according to claim 6, characterized in that the vertical sections ( 12 . 13 ) of the venting channel ( 5 ) at the diametrical end faces ( 14 . 15 ) of the oil container ( 3 ) are connected.