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Die
Erfindung betrifft eine Ent- und Belüftungseinrichtung
eines Zylinderkurbelgehäuses einer Hubkolben-Brennkraftmaschine
mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Merkmalen, eine Verwendung
der Ent- und Belüftungseinrichtung in einer Hubkolben-Brennkraftmaschine
mit den im Oberbegriff des Anspruchs 16 genannten Merkmalen und
ein Verfahren zum Steuern der Ent- und Belüftung des Zylinderkurbelgehäuses
einer Hubkolben-Brennkraftmaschine mit den im Oberbegriff des Anspruchs
17 genannten Merkmalen.
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Es
ist bekannt, dass bei Brennkraftmaschinen, welche zur Kraftübertragung
Kolben verwenden, die zum Abdichten des Brennraums verwendeten Kolbenringe
während des Betriebs der Hubkolben-Brennkraftmaschine einen
geringen Teil der Druckgase, einen so genannten Blow-By oder Blowby,
in den Zylinderkurbelraum durchlassen. Dieses entsprechend heiße
und mit aggressiven Schadstoffen verunreinigte Gas belastet das
Motoröl und erzeugt einen Überdruck im Zylinderkurbelraum.
Die gesetzlichen Anforderungen an die Emissionswerte sind derart,
dass kein Gas aus dem Motor über die Dichtungen und Simmerringe
der Kurbelwellenlagerung nach draußen in die Atmosphäre
gelangen darf. Deswegen werden die Blowby-Gase meist in den Ansaugtrakt,
beispielsweise in den Luftfilter, geleitet, wo auch ein durch das
Ansaugen erzeugter Unterdruck herrscht und diese Gase wieder in
den Verbrennungskreis der Hubkolben-Brennkraftmaschine aufnimmt.
Infolgedessen kann mitunter in dem Zylinderkurbelraum zeitweise
Unterdruck herrschen, welcher meist über die gleiche Zuleitung
aus dem Ansaugtrakt ausgeglichen sein kann. Ein weiterer Nebeneffekt
der Blowby-Entlüftung eines Zylinderkurbelraums ist das
so genannte Mitreißen von Öl. Das ungereinigte
Blowby-Gas enthält infolge der Kurbeiwellendrehung und
Verdampfung einen Ölnebel, mit dem Öl mit den
Blowby-Gasen in den Ansaugtrakt der Hubkolben-Brennkraftmaschine
gelangen kann. Das so mittransportierte Öl verunreinigt
die Kraftstoffgemischzubereitungsvorrichtungen, verstopft Zündkerzen
und Kolbenringe und stellt ein Problem für die nachgeschaltete
katalytische Abgasreinigung moderner Brennkraftmaschinen dar, so
dass beispielsweise eine λ-Regelung nicht mehr mitkommen
kann.
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Deswegen
sind spezielle Ölabscheidungs-Vorrichtungen entwickelt
worden, die aus den Blowby-Gasen mit Hilfe beispielsweise eines
Zyklonlabyrinths oder einer Zentrifuge das Öl aus den Blowby-Gasen
abscheiden. Jedoch verursacht jede Ölabscheidungs-Vorrichtung – je
besser sie das Öl abscheidet – einen um so höheren
Flusswiderstand, was dazu führt, dass bei hohen Drehzahlen,
wenn besonders viel Blowby-Gas erzeugt wird, dieses nicht schnell
genug die Ölabscheidungs-Vorrichtung passieren kann und
folglich ein Überdruck in dem Zylinderkurbelraum entsteht.
Dieser Überdruck wird gewöhnlich mit einem Druckregelventil
abgefangen, das sich dann öffnet und über einen
parallelen, die Ölabscheidungs-Vorrichtung überbrückenden
Kanal die überschüssigen Blowby-Gase ungefiltert
in den Ansaugtrakt leitet. Es ist auch in solchen hochentwickelten
Entlüftungs-Systemen ein Effekt einer Öl-Mitnahme
bekannt, beziehungsweise ein Mitreißen von Öl
aus der Ölabscheidungs-Vorrichtung, welches sich dort angesammelt
haben kann, wenn plötzlich ein sehr starkes Auftreten überschüssiger
Blowby-Gase vorkommt. Das kommt insbesondere dann vor, wenn bei
hohen Drehzahlen die Drosselklappe geschlossen wird, das heißt
beispielsweise bei Höchstgeschwindigkeit das Gaspedal losgelassen wird,
um mit dem Motor eine Bremswirkung zu bewirken. In diesem Fall ist
das Auftreten von Blowby-Gasen durch die hohe Drehzahl am höchsten
und zugleich ist der Ansaug-Untedruck durch die geschlossene Drosselklappe
stromabwärts von ihr auch am höchsten. Andererseits
ist im Leerlauf, das heißt mit geschlossener Drosselklappe,
der Ansaug-Unterdruck ebenso der höchste, während
die Produktion der Blowby-Gase im Zylinderkurbelraum die geringste
ist, was dazu führt, dass aus dem Zylinderkurbelraum zu
stark angesaugt wird und dadurch ebenso ein Ölmitreißen
auftreten kann, beziehungsweise ein unerwünschter Unterdruck
im Zylinderkurbelraum erzeugt wird, der dann folglich bei einem
nächsten Arbeitstakt des Motors durch eine größere
Druckdifferenz auch zu mehr Blowby-Gasen führen kann. Ein erklärtes
Ziel einer idealen Zylinderkurbelraum-Entlüftung und einer
entgegenfließenden Belüftung wäre es
daher, einen immer konstanten atmosphärischen oder leicht
unteratmosphärischen Druck im Zylinderkurbelraum in allen
Betriebszuständen des Motors herzustellen.
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Ein
weiteres Problem mit den Blowby-Gasen ist bei Hubkolben-Brennkraftmaschinen
bekannt, die einen leicht verdunstenden Kraftstoff wie Benzin und insbesondere
ethanolhaltigen Kraftstoff, zum Beispiel E85, verwenden. Während
das Benzin über weite Temperaturbereiche gleichmäßig
zunehmend verdampft, kann Ethanol aufgrund seiner niedrigen Verdampfungs-
beziehungsweise Siedetemperatur beim Überschreiten einer bestimmten
Temperatur schlagartig schnell verdampfen. Auf diese Weise kann
der in dem Motoröl in geringen Mengen enthaltene Kraftstoff,
insbesondere bei Ethanolkraftstoff, schlagartig verdampft sein und
gelangt dann sofort über die Blowby-Entlüftung
in den Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine, wo es zu einer nicht
vorgesehenen Anreicherung des Luft-Kraftstoffgemisches führt und
somit der Hubkolben-Brennkraftmaschine einen unerwarteten Leistungsschub
beschert, welcher auch eine Gefahr für den Straßenverkehr
darstellen kann. Bei Dieselmotoren kann das mitgerissene Motoröl
zum Selbstzünden in den Zylindern führen, wobei
das bekannte, wenn auch selten bei modernen Motoren vorkommende
Durchgehen der Dieselkraftmaschine vorkommen kann, bei dem der Dieselmotor
sich durch das mitgerissene Motoröl speist, es verbraucht
und seine Schmierwirkung verliert und nicht sofort durch Unterbrechung
der Kraftstoffzufuhr angehalten werden kann.
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Das
gelegentlich bei Lastwechseln und bei den Kolbenumkehrpunkten auftretende
Kolbenringflattern verursacht eine zusätzliche Undichtheit
der Kolbenringe, wodurch in diesen Phasen zusätzlich mehr
Blowby-Gas erzeugt sein kann. Dieses Problem kann durch engere Fertigungstoleranzen
der Kolbenringe und der Kolbenringnuten zwar verringert werden,
bleibt jedoch grundsätzlich vorhanden, da ein für
die durch Temperaturschwankungen verursachte Materialausdehnung
vorgesehenes Ausgleichsspiel zwischen Kolbenring und seiner Nut grundsätzlich
vorgegeben sein muss.
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In
der
DE 100 49 429
A1 ist eine Zylinderkurbelgehäuse-Entlüftung
offenbart, bei der ein Ölabscheider mit Hilfe eines Überdruckventils
bei hohem Auftreten von Blowby-Gasen wie oben beschrieben mit einem
parallelen Kanal überbrückt ist.
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In
der
DE 41 28 453 A1 ist
eine Kurbelgehäuseentlüftung offenbart, bei der
durch die Form, Dimensionierung und Anordnung der Entlüftungsleitung
beziehungsweise Öffnung eine verbesserte Entlüftung
des Zylinderkurbelraums angestrebt ist.
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Die
DE 200 21 653 U1 offenbart
ein Entlüftungssystem, bei dem in der Kurbelwelle eine
durch Fliehkräfte wirkende Ölabscheidung realisiert
ist. Auch eine derartige Ölabscheidung hat ihre Grenzkapazität
und erzeugt einen bestimmten Durchflusswiderstand, der hierbei besonders
hoch liegen dürfte, da das Öl den nötigen
Betriebsdruck in den Lagern der Kurbelwelle und der Pleuelstangen
aufweisen muss.
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EP 1 411 216 A1 offenbart
ein Kurbelgehäuse-Be- und Entlüftungssystem, bei
dem der Öffnungsgrad eines Druckregelventils durch eine
Drossel oder eine elektrische Steuerung steuerbar oder regelbar
ist. Es ist eine stromaufwärts der Drosselklappe an den
Ansaugtrakt angeschlossene getrennte Belüftungsleitung
vorgesehen, die mit einem Rückschlagventil und einer statischen
Drossel ausgestattet ist. Die Zuführung des Entlüftungsmediums in
den Ansaugtrakt erfolgt jeweils begrenzt mit einer statischen Drossel
nach dem Druckregelventil einmal mit einer Zuleitung stromab der
Drosselklappe und über eine weitere Zuleitung, die mit
einem Rückschlagventil ausgestattet und für Volllastbetrieb
vorgesehen ist, stromauf der Drosselklappe, auf zwei Wegen. Der
erstgenannte Weg ist hierbei für Teillast- und Leerlaufbetrieb
vorgesehen. Der Ansaugtrakt stromauf der Drosselklappe weist eine
Rückführungsleitung auf, die über eine
statische Drossel mit der einen Blowby-Gaszuleitung stromauf des
Druckregelventils verbunden ist. Dieses System verwendet eine große
Anzahl von Teilen zum Regeln des Drucks des Entlüftungsmediums
und sieht vor, das Entlüftungsmedium auf zwei festeingestellten
Wegen stromauf und stromab der Drosselklappe in den Ansaugtrakt
zuzuführen. Das Druckregelventil überbrückt
nicht mehr den Ölabscheider, was eine höhere Anforderung
an die Auslegung des Ölabscheiders stellt, wodurch dieser
auch bei maximalem Blowby-Durchfluss effektiv funktionieren und
keinen höheren Flusswiderstand sowie kein Ölreißen
zulassen muss. Das Belüftungsmedium wird zwar getrennt
von dem Entlüftungsmedium zugeführt, ist aber
nur durch ein Rückschlagventil in seiner Flussrichtung
definiert, das heißt, eine druckabhängige Regelung
findet in dieser Flussrichtung nicht statt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, insbesondere bei Betriebszuständen
einer Hubkolben-Brennkraftmaschine, wenn erhöhte Blowby-Gasmengen
auftreten und zugleich ein sehr hoher Ansaugunterdruck herrscht,
effektiv ein Ölreißen zu verhindern und bei niedrigen
Lasten einem hohen Austrag von verdampfendem Kraftstoff vorzubeugen. Ferner
ist es eine Aufgabe der Erfindung, möglichst einfache Mittel
zu verwenden, um hierdurch eine kostenoptimierte Umsetzung zu ermöglichen.
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Dadurch,
dass bei einer Ent- und Belüftungseinrichtung des Zylinderkurbelgehäuses
einer Hubkolben-Brennkraftmaschine mit einer Motorsteuerung, die
wenigstens einen Kanal zum Zuführen des Entlüftungsmediums
und/oder des Belüftungsmediums aus dem oder in das Zylinderkurbelgehäuse
in wenigstens einen Luft-Ansaugtrakt oder aus wenigstens einem Luftansaugtrakt,
mit oder ohne Ölabscheidungsmitteln, mit oder ohne wenigstens
einem Druckregelmittel, mit oder ohne einer Luftmassenmessvorrichtung
aufweist, wobei die Hubkolben-Brennkraftmaschine wenigstens ein
im Luft-Ansaugtrakt angeordnetes statisches Drossel-Mittel und eine
in dem statischen Drossel-Mittel positionierte und in ihrer Position
an einem Lagerungsmittel variierbare Drosselklappe aufweist und
in dem Kanal zum Zuführen des Entlüftungsmediums
und/oder in dem Kanal zum Zuführen des Belüftungsmediums ein
den Querschnitt des Kanals variierendes Volumenstrom-Regelmittel
angeordnet ist, welches über ein Steuermittel angetrieben
ist, das als seine bestimmende Regelgröße die
Position der Drosselklappe in Bezug auf das statische Drossel-Mittel
wahrnimmt, ist die Aufgabe der Erfindung gelöst.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist bei
der Ent- und Belüftungseinrichtung des Zylinderkurbelgehäuses
einer Hubkolben-Brennkraftmaschine der Kanal zum Zuführen des
Entlüftungsmediums und/oder der Kanal zum Zuführen
des Belüftungsmediums stromabwärts nach der Drosselklappe
oder stromaufwärts vor der Drosselklappe in den Luft-Ansaugtrakt
der Hubkolben-Brennkraftmaschine eingeleitet. Bevorzugt ist die
Zuführung des Entlüftungsmediums stromab der Drosselklappe
ausgeführt. Bei Brennkraftmaschinen mit einer Vergaserkraftstoffgemischzubereitung
ist es jedoch vorteilhafter und einfacher stromauf der Drosselklappe
zugeführt. Das Belüftungsmedium hingegen benötigt
möglichst atmosphärischen Luftdruck und ist deswegen
vorteilhaft grundsätzlich stromauf von der Drosselklappe
dem Ansaugtrakt zugeführt.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung
ist das Steuermittel als eine direkte feste Verbindung des Volumenstrom-Regelmittels
mit einer drehbar in Gehäusewandungen des statischen Drossel-Mittels
gelagerten Drosselklappen-Welle der Drosselklappe ausgeführt.
Dies ist die einfachste Ausführung der Erfindung, die eine rein
mechanische Lösung darstellt und daher sehr kosteneffektiv
ausführbar ist.
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In
noch einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung
ist das Steuermittel als ein zwischen dem Volumenstrom-Regelmittel
und der Drosselklappen-Welle der Drosselklappe angeordneter Mechanismus
ausgeführt, welcher wenigstens einen Hebel und/oder Zahnräder
und/oder Getriebe und/oder Nocken und/oder Steuerkamm oder dergleichen
aufweist. Mit derartigen einfachen mechanischen Mitteln kann eine
andere als eine direkte Übersetzung zwischen der Position
einer Drosselklappe und der Position des erfindungsgemäßen
Volumenstrom-Regelmittels umgesetzt sein. Und der zwischen dem Volumenstrom-Regelmittel
und der Drosselklappen-Welle der Drosselklappe angeordnete Mechanismus
weist eine lineare, eine nichtlineare oder eine aus linearen und
nichtlinearen Abschnitten zusammengesetzte Kennlinie auf. Hierdurch
kann ein beliebiger benötigter Zusammenhang zwischen der
Position einer Drosselklappe und der Position des erfindungsgemäßen
Volumenstrom-Regelmittels mit rein mechanischen Mitteln umgesetzt
sein.
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Alternativ
oder zusammenwirkend kann das Volumenstrom-Regelmittel einen derart
geformten Schieber aufweisen, dass der Durchfluss des durch ihn
durchfließenden Entlüftungsmediums oder Belüftungsmediums
in Bezug auf die Bewegung des Schiebers einen linearen, nichtlinearen
oder abschnittsweise linearen und nichtlinearen Zusammenhang aufweist.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist
der Schieber des Volumenstrom-Regelmittels eine minimale, nichtunterschreitbare
Durchfluss-Öffnung oder eine relative Position, die einer
minimalen Durchfluss-Öffnung entspricht, und/oder eine
optionale, minimale, nichtunterschreitbare Durchfluss-Öffnung
dem Volumenstrom-Regelmittel parallel geschaltet angeordnet ist, auf.
Hierdurch ist gewährleistet, dass einer Be- oder Entlüftung
immer eine minimale Durchlassöffnung, die man auch als
Drossel bezeichnen kann, zur Verfügung steht.
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In
noch einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung
ist das Volumenstrom-Regelmittel als ein Walzendrehschieber, ein
Rohrdrehschieber oder ein Plattendrehschieber ausgeführt. Auf
diese Weise ist der Durchflussquerschnitt einer Drosselöffnung
mit einfachen mechanischen Mittel variierbar.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung
ist das Steuermittel alternativ zur vorhergehenden Ausgestaltung
als ein zwischen dem Volumenstrom-Regelmittel und der Drosselklappen-Welle
der Drosselklappe angeordnetes, elektrisch und elektronisch angetriebenes
Steuersystem ausgeführt, das ein elektronisches Erfassungsmittel
zum Erfassen der Position der Drosselklappe in Bezug auf das Drossel-Mittel,
eine elektronische Steuerung und ein von der elektronischen Steuerung gesteuertes
und angetriebenes elektromechanisches Stellglied aufweist, das direkt
oder über eine dazwischengeschaltete, die Bewegung umsetzende
mechanische Vorrichtung mit dem Volumenstrom-Regelmittel verbunden
ist und es dadurch betätigt. Hierdurch stehen Möglichkeiten
offen, das erfindungsgemäße Volumenstrom-Regelmittel
mit beliebigen, genauer angepassten Algorithmen zu steuern und mit anderen
elektronischen Mitteln, beispielsweise einer Motorsteuerung zu koppeln.
Hierzu kann die elektronische Steuerung des Steuermittels Programmmittel aufweisen.
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Das
Steuermittel kann dadurch in einer weiteren Ausgestaltung eine lineare,
eine nichtlineare oder eine aus linearen und nichtlinearen Abschnitten zusammengesetzte
Steuer-Kennlinie umsetzen und dadurch alle Anforderungen erfüllen,
die an die Volumenstromsteuerung der Be- und Entlüftung
eines Zylinderkurbelraums gestellt sein können.
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Die
Ent- und Belüftungseinrichtung wirkt in einer bevorzugten
Weiterbildung der Erfindung mit dem Druckregelmittel des Entlüftungssystems
der Hubkolben-Brennkraftmaschine zusammen.
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Wie
vorher erwähnt, kann das erfindungsgemäße
Steuermittel an die Motorsteuerung der Hubkolben-Brennkraftmaschine
gekoppelt sein, weiche die Kraftstoffzufuhr und/oder Zündsteuerung
ausführt. Solche Motorsteuerungen sind hoch entwickelt, verfügen
oft über ausreichende Datenverarbeitungskapazität
und ermöglichen es, die erfindungsgemäße Ent-
und Belüftungseinrichtung mit anderen Regelkreisen zusammenhängend
zu integrieren, wobei eine noch effektivere erfindungsgemäße
Steuerung erreicht sein kann.
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Die
Hubkolben-Brennkraftmaschine mit der erfindungsgemäßen
Ent- und Belüftungseinrichtung kann eine Diesel- oder Otto-Brennkraftmaschine
und zwei- oder viertaktbetrieben sein und ferner in einer weiteren
Ausführung als Treibstoff einen ethanolhaltigen Treibstoff,
Benzin- oder Diesel-Kraftstoff verwenden.
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Nach
einem anderen Aspekt vorliegender Erfindung ist vorgeschlagen, die
erfindungsgemäße Ent- und Belüftungseinrichtung
einer der vorhergehenden Ausführungen in einer Brennkraftmaschine zu
verwenden.
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Nach
noch einem weiteren Aspekt vorliegender Erfindung wird bei einem
Verfahren zum Steuern der Ent- und Belüftung des Zylinderkurbelgehäuses einer
Hubkolben-Brennkraftmaschine mit einer Motorsteuerung, aufweisend
wenigstens einen Kanal zum Zuführen des Entlüftungsmediums
oder des Belüftungsmediums aus dem oder in das Zylinderkurbelgehäuse
in wenigstens einen Luft-Ansaugtrakt oder aus wenigstens einem Luftansaugtrakt,
mit oder ohne Ölabscheidungsmitteln, mit oder ohne wenigstens
eines Druckregelmittels, wobei die Hubkolben-Brennkraftmaschine
wenigstens ein im Luft-Ansaugtrakt angeordnetes statisches Drossel-Mittel und
eine in dem statischen Drossel-Mittel positionierte und in ihrer
Position an einem Lagerungsmittel variierbare Drosselklappe aufweist,
die Position der Drosselklappe in Bezug auf das Drossel-Mittel mit
einem Positionserfassungsmittel erfasst, und der Durchfluss des
Entlüftungsmediums und/oder der Durchfluss des Belüftungsmediums
in Abhängigkeit von der erfassten Position der Drosselklappe
in Bezug auf das Drossel-Mittel entsprechend einem vorgegebenen
Algorithmus verändert. Hierdurch ist die gestellte Aufgabe
der Erfindung verfahrenstechnisch gelöst.
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Das
Verfahren zum Steuern der Ent- und Belüftung des Zylinderkurbelgehäuses
einer Hubkolben-Brennkraftmaschine mit einer Motorsteuerung wird
in einer weiter führenden Ausgestaltung der vorliegenden
Erfindung dadurch verbessert, dass das Entlüftungsmedium
und/oder Belüftungsmedium stromabwärts nach der
Drosselklappe oder stromaufwärts vor der Drosselklappe
in den Luft-Ansaugtrakt der Hubkolben-Brennkraftmaschine eingeleitet
wird.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren zum Steuern der Ent-
und Belüftung des Zylinderkurbelgehäuses einer
Hubkolben-Brennkraftmaschine mit einer Motorsteuerung ist in einer
weiteren Ausführung dadurch verbessert, dass das Steuermittel
als eine direkte feste Verbindung des Volumenstrom-Regelmittels
mit einer drehbar in Gehäusewandungen des Drossel-Mittels
gelagerten Drosselklappen-Welle der Drosselklappe ausgeführt
ist.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist das
erfindungsgemäße Verfahren derart ausgebildet,
dass das Steuermittel als ein zwischen dem Volumenstrom-Regelmittel
und der Drosselklappen-Welle der Drosselklappe angeordneter Mechanismus
ausgeführt ist, welcher wenigstens einen Hebel und/oder
Zahnräder und/oder Getriebe und/oder Nocken und/oder Steuerkamm oder
dergleichen aufweist.
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In
noch einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung
ist das erfindungsgemäße Verfahren derart ausgebildet,
dass der zwischen dem Volumenstrom-Regelmittel und der Drosselklappen-Welle
der Drosselklappe angeordnete Mechanismus eine lineare, eine nichtlineare
oder eine aus linearen und nichtlinearen Abschnitten zusammengesetzte
Kennlinie aufweist.
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In
einer bevorzugten weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung
ist das erfindungsgemäße Verfahren derart ausgebildet,
dass das Volumenstrom-Regelmittel einen derart geformten Schieber aufweist,
dass der Durchfluss des durch ihn durchfließenden Entlüftungsmediums
oder Belüftungsmediums in Bezug auf die Bewegung des Schiebers
einen linearen, nichtlinearen oder abschnittsweise linearen und
nichtlinearen Zusammenhang aufweist.
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In
einer bevorzugten weiterführenden Ausgestaltung der vorliegenden
Erfindung ist das erfindungsgemäße Verfahren derart
ausgebildet, dass der Schieber des Volumenstrom-Regelmittels eine minimale,
nichtunterschreitbare Durchfluss-Öffnung oder eine relative
Position, die einer minimalen Durchfluss-Öffnung entspricht,
aufweist und/oder eine optionale, minimale, nichtunterschreitbare Durchfluss-Öffnung
dem Volumenstrom-Regelmittel parallel geschaltet angeordnet ist.
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In
noch einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung
ist das erfindungsgemäße Verfahren derart ausgebildet,
dass das Volumenstrom-Regelmittel als ein Walzendrehschieber, ein Rohrdrehschieber
oder ein Plattendrehschieber ausgeführt ist.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren ist in einer weiteren
bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung derart ausgebildet,
dass das Steuermittel als ein zwischen dem Volumenstrom-Regelmittel
und der Drosselklappen-Welle der Drosselklappe angeordnetes, elektrisch
und elektronisch angetriebenes Steuersystem ausgeführt
ist, das ein elektronisches Erfassungsmittel zum Erfassen der Position der
Drosselklappe in Bezug auf das Drossel-Mittel, eine elektronische
Steuerung und ein von der elektronischen Steuerung gesteuertes und
angetriebenes elektromechanisches Stellglied aufweist, das direkt oder über
eine dazwischengeschaltete, die Bewegung umsetzende mechanische
Vorrichtung mit dem Volumenstrom-Regelmittel verbunden ist und es
dadurch betätigt.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren ist in noch einer weiteren
bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung derart ausgebildet,
dass die elektronische Steuerung des Steuermittels Programmmittel
aufweist.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren ist in einer weiteren
bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung derart ausgebildet,
dass das Steuermittel eine lineare, eine nichtlineare oder eine
aus linearen und nichtlinearen Abschnitten zusammengesetzte Kennlinie
umsetzt.
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In
noch einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung
ist das erfindungsgemäße Verfahren derart ausgebildet,
dass die Ent- und Belüftungseinrichtung mit dem Druckregelmittel
des Entlüftungssystems der Hubkolben-Brennkraftmaschine
zusammenwirkt.
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In
noch einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung
ist das erfindungsgemäße Verfahren derart ausgebildet,
dass das Steuermittel an die Motorsteuerung der Hubkolben-Brennkraftmaschine
gekoppelt ist, welche die Kraftstoffzufuhr und/oder Zündsteuerung
ausführt.
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In
immer noch einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung
ist das erfindungsgemäße Verfahren derart ausgebildet,
dass die Hubkolben-Brennkraftmaschine eine Diesel- oder Ottobrennkraftmaschine
ist und zwei- oder viertaktbetrieben ist.
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In
noch einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung
ist das erfindungsgemäße Verfahren derart ausgebildet,
dass die Hubkolben-Brennkraftmaschine als Treibstoff einen ethanolhaltigen
Treibstoff, Benzin- oder Diesel-Kraftstoff verwendet.
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Weitere
bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Kombinationen
der übrigen, in den Unteransprüchen genannten
Merkmalen.
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Die
Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand
der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
perspektivische Teilausschnitt-Ansicht einer erfindungsgemäßen,
bevorzugten rein mechanischen Ausgestaltung der Erfindung und
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2 eine
Querschnittsansicht durch das erfindungsgemäße
Volumenstrom-Regelmittel.
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1 zeigt
eine perspektivische Teilausschnitt-Ansicht einer erfindungsgemäßen,
bevorzugten rein mechanischen Ausgestaltung der Erfindung, die in
dieser Ausgestaltung in der Drosseleinheit 26 realisiert
ist. Eine derartige Drosseleinheit ist typisch beispielsweise für
eine Luftzufuhrdosierung in einer mit einer Kraftstoff-Einspritzanlage
ausgestatteten Hubkolben-Brennkraftmaschine. Die Drosseleinheit 26 ist
in dem Ansaugtrakt der Hubkolben-Brennkraftmaschine platziert und
regelt den mit den Pfeilen A und B dargestellten Volumenstrom der
angesaugten Luft durch die Drehposition einer Drosselklappe 22, die
in dem Gehäuse der Drosseleinheit 22 in einer Drehachse 20 drehbar
gelagert ist. Die Drehachse 20 der Drosselklappe 22 ist
durch eine Antriebseinheit 28 angetrieben, welche von einer
konventionellen Art sein kann und zum Beispiel elektromechanisch
angetrieben ist. Die Antriebseinheit 28 ist beispielhaft
mit Hilfe von Befestigungselementen 30 an dem Gehäuse
der Drosseleinheit 28 in Eingriff gebracht. Ein dargestellter
Anschlussstutzen 24 kann beispielsweise der Entnahme des
Unterdruckwertes stromab der Drosselklappe dienen und für
eine der konventionell bekannten Motorsteuerungen verwendet sein.
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Erfindungsgemäß ist
ein direkt an der Drehachse 20 der Drosselklappe 22 angeordnetes
Volumenstrom-Regelmittel 14, 16 angeschlossen,
welches in einer mit dem Stopfendeckel 12 verschlossenen
Gehäuseaushöhlung drehbar gelagert ist. Durch diese
Gehäuseaushöhlung hindurch ist ein Entlüftungskanal 10 hindurchgeführt,
welcher einerseits mit Hilfe eines Anschlussstutzens 18 an
eine (nicht dargestellte) Entlüftungsleitung angeschlossen
ist, die aus dem Zylinderkurbelgehäuse Blowby-Gase zuführt,
und von der anderen Seite mit einem in dem Gehäuse der
Drosseleinheit 26 angeordneten Kanal 10 in den
Ansaugtrakt stromab der Drosselklappe 22 mündet.
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Der
Rotor oder Drehschieber 16 des Volumenstrom-Regelmittels 14, 16 weist
eine teilausgeschnittene Durchlassöffnung 14 auf,
die eine bestimmte Form hat und über einen bestimmten Kreiswinkel
erstreckt ist, sodass abhängig von der Kreiswinkelstellung
der Drosselklappe 22 die Durchlassöffnung 14 des
Volumenstrom-Regelmittels eine zur Drosselklappe korrespondierende
Stellung einnimmt und dadurch dem durch sie durchströmenden
Entlüftungsmedium einen der aktuellen Drehwinkelposition der
Drosselklappe adäquaten Durchflusswiderstand bietet. Durch
die Form beispielsweise der Randkante des Drehschiebers 16 und
der zugehörigen Öffnung in der Gehäuseaushöhlung
kann eine lineare oder nichtlineare Abhängigkeit zwischen
dem Volumenstrom der Ansaugluft und dem Volumenstrom des Entlüftungsmediums
erreicht sein. Ferner kann in einer (nichtdargestellten) elektronischen
Steuerung der Antriebseinheit 28 die erfindungsgemäße
Steuerung des Entlüftungsmediums rechnerisch berücksichtigt
sein. Die Durchlassöffnung 14 ist vorzugsweise
in dieser Ausführung derart ausgebildet, dass sie in ihrer
geschlossenen Position immer noch eine minimale Restöffnung
aufweist, die einem minimalen Durchlass für das Entlüftungsmedium,
das Blowby-Gas, entspricht, damit die Entlüftung des Zylinderkurbelgehäuseraums
niemals ganz unterbrochen und abgeschaltet sein kann.
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Von
einem prinzipiell gleichen Aufbau kann in einer anderen oder zusammenwirkenden,
nicht dargestellten Ausgestaltung ein zweites Volumenstrom-Regelmittel
an der gleichen Drehachse 20 der Drosselklappe 22 angebaut
sein und mit Hilfe eines anderen Kanals ein Belüftungsmedium
in Abhängigkeit von der Drehwinkelposition der Drosselklappe 22 regeln
und steuern, wobei dann der entsprechende Kanal vorzugsweise stromauf
von der Drosselklappe, aber stromab eines (nichtdargestellten) Luftfilters eingeleitet
wird, um dadurch möglichst einen atmosphärischen
Druck als Einspeisung für die Belüftung des Zylinderkurbelgehäuseraums
zur Verfügung zu haben. Auf diese Weise lässt
sich auch die Belüftung, das heißt ein Luftfluss
in der dem Blowby-Gas umgekehrter Richtung, regeln und steuern und
somit ein zu tief oder zu rasch eintretender Unterdruck in dem Zylinderkurbelgehäuse
vermeiden.
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2 zeigt
eine Querschnittansicht durch das erfindungsgemäße
Volumenstrom-Regelmittel 14, 16. Hierbei ist ein
als ein Walzendrehschieber 16 ausgeführtes Steuermittel
teilweise geöffnet, wodurch die Durchlassöffnung 14 den
durch den Drehschieber 16 durchkreuzten Kanal 10 der
Entlüftungsleitung mit einem bestimmten Durchlassquerschnitt geöffnet
hat.
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Die
vorangehenden Ausführungen der vorliegenden Erfindung sind
lediglich beispielhaft und nicht als die vorliegende Erfindung einschränkend auszulegen.
Die vorliegende Erfindungslehre kann leicht auf andere Anwendungen übertragen
sein. Die Beschreibung des Ausführungsbeispiels ist zur
Veranschaulichung vorgesehen und nicht, um den Schutzbereich der
Patentansprüche einzuschränken. Viele Alternativen,
Modifikationen und Varianten sind für einen durchschnittlichen
Fachmann offensichtlich, ohne dass er hierfür den Schutzumfang
der vorliegenden Erfindung verlassen müsste, der in den
nachfolgenden Ansprüchen definiert ist.
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- 10
- Entlüftungskanal
- 12
- Stopfendeckel
- 14
- Durchlassöffnung
- 16
- Drehschieber,
Rotor, Volumenstrom-Regelmittel, Walzendrehschieber
- 18
- Anschlussstutzen
- 20
- Drehachse
- 22
- Drosselklappe
- 24
- Anschlussstutzen
- 26
- Drosseleinheit
- 28
- Antriebseinheit
- 30
- Befestigungselement
- 32
- statisches
Drossel-Mittel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 10049429
A1 [0006]
- - DE 4128453 A1 [0007]
- - DE 20021653 U1 [0008]
- - EP 1411216 A1 [0009]