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Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1, wobei der Verbrennungsmotor 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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Die
KR 10 2002 0 027 912 A offenbart einen Ölabscheider (Separator 40) oder ein Gehäuse für einen Ölabscheider. Dieser Ölabscheider ist über eine außen liegende Leitung mit dem Verbrennungsmotor verbunden und über eine kopfseitig, ebenfalls außen liegende Leitung mit der Ventilhaube, sofern dieser als solche bezeichnet werden kann, verbunden.
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Der
JP H09-88 539 A ist eine Anordnung des Ölpeilstabs entnehmbar, wobei ein zylindrischer Ölmessdurchgang in dem Zwischenraum des Steuerkettenraumes vorgesehen wird, welcher in dem Zylinderblock und dem Zylinderkopf eingeformt ist, und wobei die Ölpeilstabführung gleichzeitig bei dem Gießprozess des Zylinderblockes und dem Zylinderkopf mit eingeformt wird.
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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 Kurgehäuseentlüftungsleitung 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 aufwändig 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 durch einen Verbrennungsmotor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, wobei zumindest ein Bauelement des PCV Systems im montierten Zustand so in dem Steuergehäuse integriert ist, dass eine Führungsvorrichtung für einen Ölpeilstab gebildet und zumindest abschnittsweise von diesem abgedeckt ist, wobei die Führungsvorrichtung für den Ölpeilstab in das Steuergehäuse eingeformt 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 die Führungsvorrichtung für den 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.
