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Die
Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor, der eine, einem Zylinderkopf
zugeordnete Ventilhaube, ein Steuergehäuse und ein PCV
System aufweist, wobei an dem Steuergehäuse eine Übergabestelle
zum Einleiten von PCV Gasen über die Ventilhaube in Einlaßkanäle
des Verbrennungsmotors angeordnet ist.
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Bei
Verbrennungsmotoren, beispielsweise Hubkolbenmotoren entweichen
Verbrennungsgase entlang der Kolben bzw. der Kolbenringe in das
Kurbelgehäuse. Die Verbrennungsgase können einen Teil
des dort vorhandenen Öls verdampfen oder fein verteilt Ölpartikel
aufnehmen. Damit es beispielsweise in dem Kurbelgehäuse
nicht zu einem Überdruck kommt, was einen Austritt der
Gase in die Umwelt bewirken würde, werden diese mit den
fein verteilten Ölpartikeln oder mit Öldampf belasteten
Gase gezielt in den Ansaugtrakt des Verbrennungsmotors zurückgeführt.
Zusätzlich muß bei bestimmten Motoren eine Belüftung
des Motors mit Frischluft gesichert sein. Diese Frischluft vermischt
sich im Kurbelgehäuse mit Ölpartikeln. Um unerwünschten Ölverlust,
Ansaugluftverschmutzung und/oder eine Ansaugsystem/-Ventilverschmutzung
zu vermeiden, soll das zurückgeführte Gas (Kurbelgehäuseentlüftungsgase
= PCV (positive crankcase ventilation) Gase) zu einem hohen Anteil
von den Ölbeimischungen befreit werden, wozu Zentrifugal-
bzw. Ölabscheider bzw. Ölnebelabscheider verwendet
werden. Herkömmlicher Weise geschieht die Abscheidung des Öls
mittels Prallplatten, Labyrinthen oder Zyklonen.
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Die
Zentrifugalabscheider sind üblicherweise außerhalb
des Ölraums bzw. des Kurbelgehäuses angeordnet.
Dies bedeutet, dass separate Verbindungsleitungen vorzusehen sind,
welche den extrem geringen zur Verfügung stehenden Bauraum
innerhalb des Motorraums sehr stark einschränken, was auch
durch den separaten Zentrifugalabscheider selbst bewirkt wird. Das
PCV System weist einen Ölnebelabscheider sowie zugehörige
Leitungen auf.
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Bekannt
ist das PCV System beispielsweise außen am Verbrennungsmotor
zu montieren. Dies beinhaltet jedoch insbesondere bei kalten Umgebungsbedingungen
die Gefahr, dass die Kurbelgehäuseentlüftungsleitung
vereisen kann.
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Die
DE 10 2004 032 144
A1 offenbart eine Brennkraftmaschine mit einer Kurbelgehäuseentlüftung
unter Anwendung eines PCV Systems, wobei die Blow-By-Gase vom Kurbelgehäuse
ausgehend zunächst zu einem PCV Ventil geführt
werden. Im weiteren Strömungsweg ist zwischen dem PCV Ventil
und dem Eintritt der Blow-By-Gase in den Einlaßkanal eine
Baugruppe mit einer Kanalstruktur angeordnet. Um zu erreichen, dass
die Brennkraftmaschine mit ihrem PCV System mit geringem Bauraumbedarf
ausgeführt werden kann, und die Funktionsfähigkeit
des PCV Systems auch bei ungünstigen Klimabedingungen gewährleistet
werden kann, wird vorgeschlagen, sämtliche Bauteile der
Kurbelgehäuseentlüftung vollständig innerhalb
des Motorgehäuses anzuordnen. Alternativ könne
die Kurbelgehäuseentlüftung auch ausschließlich
im Kurbelgehäuse, im Steuergehäuse und im Zylinderkopf
verlaufen.
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Die
EP 0 251 159 B1 offenbart
eine Rückführleitung für Leckgase aus
dem Kurbelgehäuse in die Ansaugrohre der Zylinder. Die
Rückführleitung steht mit jedem Ansaugrohr eines
Zylinders über eine Öffnung in Verbindung. Die
Durchmesser der Öffnungen ändern sich in Strömungsrichtung
der Leckgase gesehen. Die letzte Öffnung weist einen wesentlich größeren
Durchmesser und eine andere Austrittsrichtung auf als die erste Öffnung.
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Zur Überprüfung
des Ölstandes in dem Ölreservoir bzw. in der Ölwanne
des Verbrennungsmotors wird üblicherweise ein Ölpeilstab
verwendet. Dieser wird über ein separates Rohr in den Ölsumpf geführt.
Bei neueren Verbrennungsmotoren wird auf dieses separate Ölpeilstabrohr
verzichtet, wobei die Führung des Ölpeilstabes
in dem Verbrennungsmotor integriert wird. Dazu werden zusätzliche
Bohrungen bzw. Durchgangslöcher zur Führung des Ölpeilstabes
in dem Zylinderkopf bzw. in dem Zylinderblock benötigt,
was aufwendig ist und zusätzlichen Bauraum an diesen Bauteilen
benötigt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen Verbrennungsmotor der
Eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, bei welchem
mit einfachen Mitteln die Funktionsfähigkeit des PCV Systems auch
bei niedrigen Temperaturbedingungen sichergestellt ist, wobei auf
zusätzliche Bohrungen bzw. Durchgangslöcher zur
Führung des Ölpeilstabes am Verbrennungsmotor
selbst verzichtet werden kann.
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Erfindungsgemäß wird
die Aufgabe dadurch gelöst, dass zumindest ein Bauelement
des PCV Systems im montierten Zustand so in dem Steuergehäuse
integriert ist, dass eine Führungsvorrichtung gebildet
und zumindest abschnittsweise von diesem abgedeckt ist.
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In
bevorzugter Ausgestaltung kann das PCV System mit seinem Ölnebelabscheider
in das Steuergehäuse integriert werden, so dass vorteilhaft
vorgesehen werden kann, dass das Steuergehäuse eine Aufnahme
für das PCV System und eine Führungsvorrichtung
für einen Ölpeilstab aufweist, wobei das PCV System
im montierten Zustand so von dem Steuergehäuse umfaßt
wird, dass das PCV System die Führungsvorrichtung für
den Ölpeilstab zumindest abschnittsweise abdeckt.
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Zweckmäßig
im Sinne der Erfindung ist, wenn das Steuergehäuse als
Führungsvorrichtung ausgeführte Führungsausbuchtungen
und/oder Führungsrippen aufweist, welche in das Steuergehäuse eingeformt
sind. Die Führungsausbuchtung ist zum Inneren des Steuergehäuses
geöffnet. Die Führungsvorrichtung bzw. die Führungsausbuchtung
ist in Richtung zu einem unteren Ende mit ihren Seitenwänden
in das Innere des Steuergehäuses hineingeführt,
so dass die Führungsrippen gebildet sind. Im Bereich der
Führungsrippen ist die Führungsvorrichtung geöffnet,
auch, wenn das PCV System in dem Steuergehäuse montiert
ist. Natürlich liegt es durchaus im Sinne der Erfindung,
den gesamten Führungsbereich des Ölpeilstabes,
also dessen Führungsvorrichtung mittels des PCV Systems
bzw. mittels des zumindest einem Bauelementes abzudecken.
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Natürlich
weist die Führungsvorrichtung eine Einstecköffnung
für den Ölpeilstab auf, wobei die Einstecköffnung
in vorteilhafter Ausführung an derselben Fläche
wie die Übergabestelle angeordnet sein kann.
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Das
PCV System weist einen Ölnebelabscheider, eine diesem zugeordnete
Abdeckplatte, eine an dem Ölnebelabscheider befestigte
Zuführleitung und einen dem Ölnebelabscheider
zugeordneten Ölablauf auf. Dem Ölnebelabscheider
werden Blow-By-Gase (PCV Gase) zugeleitet, welche in dem Ölnebelabscheider
von Ölbestandteilen gereinigt werden. Die abgeschiedenen Ölpartikel
werden über den Ölablauf zum Ölreservoir
bzw. zur Ölwanne zurückgeführt. Die Rückführleitung
mündet an der Übergabestelle, und leitet die gereinigten
PCV Gase aus dem Ölnebelabscheider ab. Günstiger
Weise ist die Aufnahme für den Ölnebelabscheider
in das Steuergehäuse eingeformt. Möglich ist aber
auch eine Ausgestaltung, bei welcher die Ölabscheidung beispielsweise
in der Ventilhaube erfolgt und der Ölrücklauf,
als Bestandteil des PCV Systems bzw. als zumindest ein Bauelement
des PCV Systems im Steuergehäuse integriert ist, und die
Führung des Ölpeilstabes zusammen mit dem Steuergehäuse
ermöglicht. Der Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde,
dass ein Ölrucklauf sinnvoll ist, wenn das Abscheidekonzept
des PCV Systems eine Rückleitung des Öls unter
den Ölspiegel in der Ölwanne bzw. dem Ölreservoir
benötigt.
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Um
die PCV Gase bzw. Blow-By-Gase zu den Einlaßkanälen
des Verbrennungsmotors leiten zu können, ist günstiger
Weise vorgesehen, dass die Übergabestelle in eine Überleitung
mündet, welche die PCV Gase in die Ventilhaube bzw. in
einen darin angeordneten Gasraum leitet. Die Überleitung
ist bevorzugt in der Ventilhaube integriert.
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Das
PCV System wird als separates Bauteil an einer Innenseite des Steuergehäuses
befestigt. Vorteilhaft sind die Komponenten PCV System und Steuergehäuse
so ausgeführt, dass bei dem Zusammenbau beider Komponenten
eine Führung für den Ölpeilstab gebildet
ist. Dazu weist das Steuergehäuse in bevorzugter Ausgestaltung
die oben genannte Führungsausbuchtung und Führungsrippen
auf. Die innenseitig geöffnete Führungsausbuchtung
wird durch das in das Steuergehäuse eingesetzte PCV System
zumindest abschnittsweise so verschlossen bzw. abgedeckt, dass sich
ein Führungskanal ergibt. Die Führungsausbuchtung
erstreckt sich von der Einstecköffnung des Ölpeilstabes
in Richtung zu dem Kurbelgehäuse, wobei im Bereich des
Kurbelgehäuses die Führungsrippen angeordnet sind,
welche den Ölpeilstab bzw. sein Messende lagesicher in
das Ölreservoir bzw. in die Ölwanne einführen.
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Das
PCV System verschließt in bevorzugter Ausgestaltung mit
seinen Komponenten Abdeckplatte, Ölnebelabscheider und
Rückführleitung die innenseitig geöffnete Führungsausbuchtung,
an welcher sich die Führungsrippen kurbelgehäuseseitig
anschließen.
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In
vorteilhafter Ausgestaltung kann der Ölablauf einen gebogenen
Endabschnitt aufweisen.
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Mittels
der erfindungsgemäßen Lösung sind keine
zusätzlichen Bearbeitungen (z. B. Bohren von Führungs-
oder Durchgangslöchern), keine zusätzlichen Bauteile
(Ölpeilstabrohr) oder zusätzliche Fertigungsschritte
(Kerne, um Führungs- oder Durchgangslöcher zu
erzeugen) notwendig. Natürlich ist dabei eine Öffnung,
durch welche der Ölpeilstab in das Motorinnere gelangen
kann nach wie vor vorzusehen. Damit ist das Steuergehäuse
kostengünstig mit der Führungsvorrichtung und
der Aufnahme einteilig aus einem geeigneten Werkstoff, beispielsweise
aus Kunststoff oder aus Aluminium Druckguß herstellbar.
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Die
Montage des PCV Systems innerhalb des Steuergehäuses, also
vor Umwelteinflüssen geschützt, beinhaltet zudem
den Vorteil, dass die in dem Verbrennungsmotor entstehende Wärme
sehr einfach in das PCV System eingeleitet werden kann, wodurch
die aufgenommene Wärme in das PCV Gas übertragen
werden kann. Damit wird ein Einfrieren des PCV Systems verhindert.
Günstig ist hierbei, dass insbesondere auf externe Wärmequellen
verzichtet werden kann. Das PCV System übernimmt vorteilhaft
eine Doppelfunktion. Zum einen werden PCV Gase dem Ölnebelabscheider
zugeführt, wodurch die PCV Gase von den Ölbestandteilen
gereinigt dem Verbrennungsmotor zugeführt werden können.
Zum anderen verschließt das PCV System die Führungsausbuchtung,
so dass ein Führungskanal für den Ölpeilstab
gebildet ist.
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In
weiter vorteilhafter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die in die
Ventilhaube bzw. in den darin angeordneten Gasraum eingeleiteten,
gereinigten PCV Gase über in den Zylinderkopf integrierte
Leitungen bzw. Kanäle zu den Einlaßkanälen
des Verbrennungsmotors geleitet werden, um die an dem Verbrennungsmotor
entstehende Wärme in die PCV Gase überführen
zu können.
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Vorteilhaft
ist dabei ein in die Ventilhaube bzw. in deren Gasraum mündende
Sammelleitung vorgesehen, welche im Längsschnitt gesehen
bevorzugt vertikal verläuft. Die Sammelleitung mündet
in einen im Längsschnitt gesehen horizontal verlaufenden
Verteilungskanal, in welchem im Längsschnitt gesehen vertikal
verlaufende PCV Verteilkanäle münden. Die PCV
Verteilkanäle münden anderendig in den Einlaßkanälen
des Verbrennungsmotors. Die Sammelleitung leitet die PCV Gase dem
Verteilungskanal zu, welcher jedem PCV Verteilkanal PCV Gase zuführt.
Zweckmäßig im Sinne der Erfindung ist, wenn jedem
Einlaßkanal jeweils ein PCV Verteilkanal zugeordnet ist,
wobei mittels gezielter Änderung der Querschnitte (Verengung)
der jeweiligen PCV Verteilkanäle eine Gleichverteilung
des PCV Gases zu dem jeweiligen Zylinder bzw. jeweiligen Einlaßkanal
erreichbar ist.
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Die
jeweiligen Leitungen bzw. Kanäle können als Bohrung
hergestellt sein, wobei aber auch eine Herstellung mittels eines
Gußkernes möglich ist. Derart hergestellte Kanäle
ermögliche eine besonders einfache Anbindung beispielsweise
an die Ventilhaube. Denkbar ist aber auch eine Herstellung mittels
eines Zwei-Rippen-Profils. Natürlich soll die Herstellungsart
der jeweiligen Kanäle nicht auf die genannten beschränkt
sein. In bevorzugter Ausführung ist die vertikale Sammelleitung
mittels Bohrung oder Gußkern hergestellt, wobei die anderen
Kanäle (horizontaler Verteilungskanal, PCV Verteilkanal)
bevorzugt als Zwei-Rippen-Profil ausgeführt sind, wobei insbesondere
der jeweilige PCV Verteilkanal mit einer Gegenfläche im
jeweiligen Einlaßkanal gegen die Umwelt abgedichtet sein
könnte.
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Sollte
die Mischstrecke bis zum Brennraum zur Durchmischung von PCV Gasen
mit Frischluft nicht ausreichen, liegt es durchaus im Sinne der
Erfindung, wenn die Einleitstelle „stromaufwärts” verlegt
würde, wobei das PCV Gas durch eine bzw. mehrere in dem
Ansaugverteiler integrierte Leitungen geleitet werden könnte.
Eine Einleitstelle im Sinne der Erfindung ist die Stelle, bei welcher
das PCV Gas in den Einlaßkanal eintritt. Stromaufwärts
wäre in diesem Sinne dann eine Position der Einleitstelle eben
nicht direkt im Flanschbereich Zylinderkopf/Einlaßkanal
sondern beispielsweise im Einlaßkanal oder im Plenum.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
sowie in der folgenden Figurenbeschreibung offenbart. Es zeigen
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1 eine
Ventilhaube und ein Steuergehäuse eines Verbrennungsmotors
in einer perspektivischen Aufsicht,
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2 das
Steuergehäuse aus 1 als Einzelheit
in einer perspektivischen Außenansicht,
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3 das
Steuergehäuse aus 1 als Einzelheit
in einer perspektivischen Innenansicht, und
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4 einen
prinzipiellen Längsschnitt durch den Zylinderkopf eines
Verbrennungsmotors.
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In
den unterschiedlichen Figuren sind gleiche Teile stets mit denselben
Bezugszeichen versehen, weswegen diese in der Regel auch nur einmal beschrieben
werden.
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1 zeigt
eine Ventilhaube 1 und ein Steuergehäuse 2 eines
nicht dargestellten Verbrennungsmotors. Die Ventilhaube 1 ist
mit dem Steuergehäuse 2 dicht verbunden.
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2 zeigt
das Steuergehäuse 2 als Einzelheit. Das Steuergehäuse 2 ist
einteilig beispielsweise aus einem Kunststoff oder z. B. aus einem
Aluminium-Druckguß hergestellt, und weist an seiner Außenseite 3 eine
Führungsvorrichtung 4 für einen Ölpeilstab
auf. Die Führungsvorrichtung 4 ist als Führungsausbuchtung
ausgeführt, wobei die Bezeichnung Führungsausbuchtung
nachfolgend auch mit dem Bezugszeichen 4 beschrieben wird.
Die Führungsausbuchtung 4 mündet in einer
Einstecköffnung 6 für den Ölpeilstab,
welche auf einer Auflagefläche 7 angeordnet. An
der Auflagefläche 7 ist zudem eine Übergabestelle 8 für
PCV Gase angeordnet. Die Auflagefläche 7 ist in 1 im
Bereich der Übergabestelle 8 durch die Ventilhaube 1 übergriffen bzw.
abgedeckt. Außenseitig ist weiter eine Aufnahme 9 für
ein PCV System 11 bzw. für dessen Ölnebelabscheider 12 erkennbar.
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Das
PCV System 11 weist weiter eine Abdeckplatte 13 und
eine Rückführleitung 14 auf (3). Über
eine Zuführöffnung werden dem Ölnebelabscheider 12 PCV
Gase bzw. Blow.By-Gase zugeführt. In dem Ölnebelabscheider 12 werden Ölbestandteile
aus den PCV Gasen bzw. aus den Kurbelgehäuseentlüftungsgasen
(Blow-By-Gase) abgeschieden, so dass gereinigte PCV Gase durch die Rückführleitung 14 zur Übergabestelle 8 geleitet
werden. Aus der Übergabestelle 8 werden die gereinigten
PCV Gase in die Ventilhaube 1 bzw. in einen darin angeordneten
Gasraum 15 (4) geleitet. Hierzu ist ein Überleitkanal 16 vorgesehen,
welcher der Ventilhaube 1 zugeordnet ist, und die Übergabestelle 8 wie
oben beschrieben abdeckt. Die aus den PCV Gasen abgeschiedenen Ölbestandteile
werden über einen Ölablauf 17 aus dem Ölnebelabscheider 12 in ein Ölreservoir
bzw. in eine Ölwanne abgeleitet.
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In
der Zeichnungsebene unterhalb der Abdeckplatte 13 sind
Führungsrippen 18 für den Ölpeilstab
erkennbar (3). Die Führungsrippen 18 sind als
Fortsetzung der seitlichen Wände der Führungsausbuchtung 4 zu
verstehen, wobei die Führungsausbuchtung 4, wie 2 zu
entnehmen ist, mit ihren Seitenwänden in Richtung zum in
der Zeichnungsebene unteren Ende des Steuergehäuses 2 gesehen quasi
in das Innere des Steuergehäuses 2 hineinragen,
was bedeutet, dass die Führungsrippen 18 über die
Innenwand des Steuergehäuses 2 zunehmend überstehen,
wie auch der 3 zu entnehmen ist.
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Insofern
ist die Führungsausbuchtung 4 innenseitig geöffnet.
Das PCV System 11 ist im montierten Zustand so an dem Steuergehäuse 2 befestigt,
bzw. so von dem Steuergehäuse 2 umfaßt,
dass dieses die Führungsausbuchtung 4 für
den Ölpeilstab innenseitig zumindest abschnittsweise, also
bis zu den in das Innere des Steuergehäuses 2 hineinragenden
Führungsrippen 18 verschließt bzw. abdeckt, so
dass ein Führungskanal für den Ölpeilstab
gebildet ist. Unterhalb des Ölnebelabscheiders 12 verschließt
die Abdeckplatte 13 die Führungsausbuchtung 4.
Oberhalb des Ölnebelabscheiders 12 wird die Führungsausbuchtung 4 von
der Rückführleitung 14 verschlossen.
Im Bereich des Ölnebelabscheiders 12 übernimmt
dieser die Abschlußfunktion.
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Der Ölpeilstab
kann so in die Einstecköffnung 6 eingeschoben
werden und mit seinem Messende über den vorteilhaft gebildeten
Führungskanal und die sich anschließenden Führungsrippen 18 in das Ölreservoir
bzw. in die Ölwanne eingeführt werden. Der Ölablauf 17 kann
so ausgeführt sein, dass sein Endabschnitt 19 in
seinem Verlauf gebogen ausgeführt ist, was beispielsweise
zur Reduzierung des Bauraums bezüglich an den Ölablauf 17 anzuschließender
Bauelemente günstig sein kann.
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Das
PCV System 11 hat somit nicht nur die Funktion zum Reinigen
der PCV Gase sondern auch zum Abdecken der Führungsvorrichtung 4,
so dass ein Führungskanal für den Ölpeilstab
gebildet ist. Dadurch dass das PCV System 11 innerhalb
des Steuergehäuses 2 angeordnet ist, kann die
Wärme des Verbrennungsmotors besonders einfach in das PCV Gas übertragen
werden, so dass ein Einfrieren des PCV Systems auch bei geringen
Temperaturen vermieden ist.
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1 ist
weiter zu entnehmen, dass der Überleitkanal 16 die Übergabestelle 8 abdeckt,
wobei an dem Überleitkanal 16 ein Fortsatz 21 vorgesehen ist,
welcher als Einführstutzen für den Ölpeilstab
der Einstecköffnung 6 zugeordnet ist.
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Die
gereinigten PCV Gase werden über die Übergabestelle 8 in
die Ventilhaube 1 bzw. in den darin angeordneten Gasraum 15 geleitet.
Die Ventilhaube 1 deckt einen Zylinderkopf 21 ab,
welcher in 4 prinzipiell dargestellt ist.
In dem Zylinderkopf 21 ist eine im Längsschnitt
gesehen vertikal verlaufende Sammelleitung 22 eingebracht,
welche in den Gasraum 15 mündet. Die Sammelleitung 22 mündet
anderendig in einen horizontal dazu verlaufenden Verteilungskanal 23.
Von dem Verteilungskanal 23 gehen PCV Kanäle 24 ab,
welche den Verteilungskanal 23 mit Einlaßkanälen 26 des
Verbrennungsmotors verbinden. Das PCV Gas gelangt so über
die Leitung 22 und Kanäle 23 und 24 in
den Einlaßkanal 26. Natürlich können
die Leitungen und Kanäle auch in anderen als im Längsschnitt
gesehen rechten Winkeln zueinander angeordnet sein.
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Günstig
ist hierbei, dass die in dem Verbrennungsmotor entstehende Wärme
sehr einfach in die PCV Gase übertragen werden kann, so
dass die PCV Gase gegen ein Einfrieren geschützt sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102004032144
A1 [0005]
- - EP 0251159 B1 [0006]