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Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Aus der
DE 11 2009 000 868 T5 ist bereits eine Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug, mit einer Welle, die hohlförmig ausgebildet ist, und mit einem drehfest mit der Welle verbundenen Ölabscheider, der mehrere Ölabscheidekanäle aufweist, die dazu vorgesehen sind, zur Kurbelwellengehäuseentlüftung durch Ausnutzung einer Massenträgheit ein Öl aus einem Öl-Gasgemisch zu trennen, bekannt.
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Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine besonders kompakte Brennkraftmaschine bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Ausgestaltung entsprechend dem Anspruch 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Die Erfindung geht aus von einer Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug, mit zumindest einer Welle, die wenigstens teilweise hohlförmig ausgebildet ist, und mit einem drehfest mit der Welle verbundenen Ölabscheider, der zumindest einen Ölabscheidekanal aufweist, der dazu vorgesehen ist, zur Kurbelwellengehäuseentlüftung durch Ausnutzung einer Massenträgheit ein Öl aus einem Öl-Gasgemisch zu trennen.
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Es wird vorgeschlagen, dass der Ölabscheidekanal zumindest teilweise innerhalb der Welle verläuft. Dadurch kann der Ölabscheider besonders platzsparend angeordnet werden, wodurch eine Ölabscheidung zur Kurbelwellengehäuseentlüftung zumindest zum Teil innerhalb der Welle stattfinden und damit besonders kompakt ausgeführt werden kann. Durch den zumindest teilweise innerhalb der Welle verlaufenden Ölabscheidekanal kann der Ölabscheider konstruktiv einfach realisiert werden, wodurch Kosten der Ölabscheidung und weiter der Brennkraftmaschine reduziert werden können. Die Welle der Brennkraftmaschine kann als eine Zentrifuge zur Ölabscheidung und damit zur Kurbelwellengehäuseentlüftung genutzt werden, wodurch eine besonders kompakte und kostengünstige Brennkraftmaschine bereitgestellt werden kann. Unter einem „zumindest teilweise innerhalb der Welle verlaufenden Ölabscheidekanal” soll insbesondere ein Ölabscheidekanal verstanden werden, der zumindest zu 10%, vorteilhaft zumindest zu 30% und besonders vorteilhaft zumindest zu 50% innerhalb der Welle verläuft. Vorzugsweise verläuft der Ölabscheidekanal zumindest im Wesentlichen innerhalb der Welle. Unter einem „zumindest im Wesentlichen innerhalb der Welle verlaufenden Ölabscheidekanal” soll insbesondere ein Ölabscheidekanal verstanden werden, der zumindest zu 60%, vorteilhaft zumindest zu 80% und besonders vorteilhaft zumindest zu 90% innerhalb der Welle verläuft. Unter „vorgesehen” soll insbesondere speziell ausgelegt, ausgestattet und/oder angeordnet verstanden werden.
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Weiter wird vorgeschlagen, dass der Ölabscheidekanal eine Haupterstreckung aufweist, die zumindest im Wesentlichen parallel zu einer Rotationsachse der Welle orientiert ist, wodurch ein besonders langer Ölabscheidekanal realisiert werden kann. Unter „im Wesentlichen parallel” soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Abweichung von einer parallelen Orientierung verstanden werden, die maximal 20 Grad, vorteilhaft maximal 10 Grad und besonders vorteilhaft maximal 5 Grad beträgt. Vorzugsweise weist der Ölabscheidekanal eine Längsachse auf, die mit der Rotationsachse der Welle zusammenfällt.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass die Welle zumindest eine Queröffnung aufweist, die zur Einleitung des Öl-Gasgemisches in den Ölabscheidekanal vorgesehen ist. Dadurch kann das Öl-Gasgemisch quer zu einer Hauptströmungsrichtung, die sich in einem Betrieb der Brennkraftmaschine in dem Ölabscheidekanal und damit innerhalb der Welle einstellt, in den Ölabscheidekanal eingeleitet werden, wodurch eine Trennung des Öls aus dem Öl-Gasgemisch verbessert werden kann.
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Um die Ölabscheidung weiter zu vereinfachen, ist es insbesondere vorteilhaft, wenn die Welle und der Ölabscheider zumindest teilweise einstückig miteinander ausgebildet sind. Dadurch kann eine Anzahl an Bauteilen reduziert werden, wodurch eine Komplexität und ein Gewicht verringert werden können. Vorzugsweise bildet die Welle den Ölabscheidekanal aus, wodurch ein Hohlraum der zumindest teilweise hohlförmigen Welle als der Ölabscheidekanal genutzt werden kann. Eine Innenfläche der hohlförmigen Welle bildet vorteilhaft zumindest einen Teil einer Kanalwandung des zumindest einen Ölabscheidekanals aus. Die Welle begrenzt vorzugsweise den zumindest einen Ölabscheidekanal.
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Weiter ist es vorteilhaft, wenn die Welle als eine Nockenwelle ausgebildet ist, wodurch eine besonders vorteilhafte Welle der Brennkraftmaschine zur Ölabscheidung und damit zur Kurbelwellengehäuseentlüftung genutzt werden kann.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. In der einzigen Figur ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Figur, die Figurenbeschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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1 zeigt einen Teil einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs schematisiert dargestellt. Die Brennkraftmaschine weist ein Motorgehäuse 22 und eine in dem Motorgehäuse 22 gelagerte Welle 10 auf. Die Welle 10 ist zur Betätigung von mehreren nicht dargestellten Gaswechselventilen der Brennkraftmaschine vorgesehen. Die Welle 10 weist eine Rotationsachse 18 auf, um die sie in einem Betrieb der Brennkraftmaschine rotiert. Das Motorgehäuse 22 weist eine nicht dargestellte Zylinderkopfhaube, einen Zylinderkopf und ein nicht dargestelltes Kurbelwellengehäuse auf. In 1 ist lediglich ein Teil des Zylinderkopfs des Motorgehäuses 22 dargestellt. Die Welle 10 ist in dem Zylinderkopf gelagert. Dazu weist der Zylinderkopf des Motorgehäuses 22 eine Lagerbohrung 23 auf, in der die Welle 10 gelagert ist. Die 1 zeigt einen Längsschnitt durch die Welle 10. Die Welle 10 ist als eine Nockenwelle ausgebildet. Grundsätzlich kann die Welle 10 auch in der Zylinderkopfhaube gelagert sein.
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In einem Betrieb der Brennkraftmaschine bildet sich in dem Kurbelwellengehäuse ein Öl-Gasgemisch, welches durch eine Kurbelwellengehäuseentlüftung aus einem Kurbelwellenraum des Kurbelwellengehäuses ausgeleitet und einer Verbrennung wieder zugeführt wird. Um ein Öl aus dem Öl-Gasgemisch zu trennen, weist die Brennkraftmaschine einen Ölabscheider 24 auf, der drehfest mit der Welle 10 verbunden ist. Der Ölabscheider 24 weist einen Ölabscheidekanal 11 auf, der das Öl und ein Gas aus dem Öl-Gasgemisch zur Kurbelwellengehäuseentlüftung durch Ausnutzung einer Massenträgheit separiert. In dem Ölabscheidekanal 11 findet eine Ölabscheidung statt. In dem Betrieb der Brennkraftmaschine rotiert der Ölabscheider 24 und damit der Ölabscheidekanal 11, wodurch aufgrund einer Zentrifugalkraft das Öl und das Gas des Öl-Gasgemisches innerhalb des Ölabscheidekanals 11 voneinander separiert werden. Das Gas ist dabei als ein Blow-By-Gas ausgebildet, welches in dem Betrieb der Brennkraftmaschine leckagebedingt von Brennräumen der Brennkraftmaschine in den Kurbelwellenraum strömt und sich mit dem Öl zum Öl-Gasgemisch vermischt. Das Öl-Gasgemisch ist damit als ein mit dem Öl versetztes Blow-By-Gas ausgebildet.
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Um die Welle 10 als eine Zentrifuge zur Kurbelwellengehäuseentlüftung zu nutzen, ist die Welle 10 hohlförmig ausgebildet. Der Ölabscheidekanal 11 verläuft innerhalb der Welle 10. Der Ölabscheidekanal 11 weist eine Haupterstreckung 19 auf, die parallel zur Rotationsachse 18 orientiert ist. Eine Längsachse des Ölabscheidekanals 11 fällt mit der Rotationsachse 18 der Welle 10 zusammen. Der Ölabscheidekanal 11 rotiert in dem Betrieb der Brennkraftmaschine um seine Längsachse.
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Die Welle 10 und der Ölabscheider 24 sind einstückig miteinander ausgebildet. Ein Hohlraum der Welle 10 bildet den Ölabscheidekanal 11 aus. Die Welle 10 bildet einstückig ein Ölabscheiderohr des Ölabscheiders 24 aus. Der Ölabscheidekanal 11 ist somit durch die hohlförmige Welle 10 gebildet. Eine Innenfläche der Welle 10 begrenzt radial den Ölabscheidekanal 11. Sie bildet eine Kanalwand des Ölabscheidekanals 11. Damit findet innerhalb der Welle 10 die Ölabscheidung statt. Das Öl und das Gas werden innerhalb der Welle 10 voneinander separiert. Grundsätzlich können die Welle 10 und der Ölabscheider 24 auch separat zueinander ausgebildet sein, wobei ein von der Welle 10 separates Ölabscheiderohr mit dem Ölabscheidekanal 11 in die Welle 10 drehfest eingebracht ist.
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Zur Einleitung des Öl-Gasgemisches in den Ölabscheidekanal 11 weist die Welle 10 mehrere Queröffnungen 12, 13, 14, 15, 16, 17 auf. Die Queröffnungen 12–17 sind radial in die Welle 10 eingebracht. Sie sind zur Einleitung des Öl-Gasgemisches in den Hohlraum der Welle 10 vorgesehen. Die Queröffnungen 12–17 verbinden den Ölabscheidekanal 11 über den Zylinderkopf strömungstechnisch mit dem Kurbelwellenraum. Die Queröffnungen 12–17 sind axial und in Umfangsrichtung verteilt auf der Welle 10 angeordnet. Die Queröffnungen 12–17 sind jeweils als eine Querbohrung ausgebildet.
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Die Queröffnungen 12–17 sind in drei Gruppen aufgeteilt. Die erste Gruppe umfasst die zwei Queröffnungen 12, 13, die zweite Gruppe umfasst die zwei Queröffnungen 14, 15 und die dritte Gruppe umfasst die Queröffnungen 16, 17. Die zweite Gruppe ist dabei axial zwischen der ersten Gruppe und der dritten Gruppe angeordnet. Die Queröffnungen 12–17 sind bezüglich ihres Durchmessers in die Gruppen aufgeteilt. Die Queröffnungen 12–17 weisen gruppenweise gleiche Durchmesser auf, d. h. die Queröffnungen 12–17 einer Gruppe weisen gleiche Durchmesser auf, wobei die Durchmesser der Queröffnungen 12–17 einer Gruppe sich von den Durchmessern der Queröffnungen 12–17 einer anderen Gruppe unterscheiden. Die Queröffnungen 12, 13 der ersten Gruppe weisen jeweils einen Durchmesser auf, der im Vergleich zu den Durchmessern der Queröffnungen 14, 15 der zweiten Gruppe und den Durchmessern der Queröffnungen 16, 17 der dritten Gruppe am kleinsten ausgebildet ist. Die Queröffnungen 16, 17 der dritten Gruppe weisen einen Durchmesser auf, der im Vergleich zu den Durchmessern der Queröffnungen 12, 13 der ersten Gruppe und den Durchmessern der Queröffnung 14, 15 der zweiten Gruppe am größten ausgebildet ist.
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Um das zumindest teilweise von dem Öl separierte Gas aus dem Ölabscheidekanal 11 abzuführen, weist die Brennkraftmaschine ein Austrittsrohr 20 auf. Das Austrittsrohr 20 führt das zumindest teilweise von dem Öl separierte Gas und damit das zumindest teilweise ölfreie Blow-By-Gas der Verbrennung hinzu. Das Austrittsrohr 20 ist gehäusefest angeordnet. Es ist fest mit dem Motorgehäuse 22 verbunden. Das Austrittsrohr 20 greift bezüglich der Rotationsachse 18 axial in die Welle 10 ein. Es ragt bezüglich der Rotationsachse 18 axial in den Ölabscheidekanal 11 ein. Die Queröffnungen 12, 13 der ersten Gruppe sind im Vergleich zu den Queröffnungen 14, 15 der zweiten Gruppe und den Queröffnungen 16, 17 der dritten Gruppe am weitesten entfernt von dem Austrittsrohr 20 angeordnet. Die Queröffnungen 16, 17 der dritten Gruppe sind im Vergleich zu den Queröffnungen 12, 13 der ersten Gruppe und den Durchmessern der Queröffnung 14, 15 der zweiten Gruppe am nächsten zu dem Austrittsrohr 20 angeordnet.
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In diesem Ausführungsbeispiel führt das Austrittsrohr 20 das separierte Gas in einen nicht dargestellten Feinabscheider der Brennkraftmaschine, dessen Ausgang an ein nicht dargestelltes, zur Ansaugung einer Brennluft vorgesehenes Saugrohr der Brennkraftmaschine angebunden ist. Das Austrittsrohr 20 verbindet den Ölabscheidekanal 11 strömungstechnisch mit dem Feinabscheider, wodurch das zumindest teilweise von dem Öl separierte Gas aus dem Ölabscheidekanal 11 durch den Feinabscheider in das Saugrohr geführt wird. Das Saugrohr und der Kurbelwellenraum sind über den Zylinderkopf, den Ölabscheidekanal 11, das Austrittsrohr 20 und den Feinabscheider strömungstechnisch miteinander verbunden. Grundsätzlich kann das Austrittsrohr 20 das separierte Gas direkt in das Saugrohr führen.
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Die Brennkraftmaschine weist ferner ein Positionierungselement 21 auf, das das Austrittsrohr 20 im Motorgehäuse 22 aufnimmt. Das Positionierungselement 21 ist in der Lagerbohrung 23 des Motorgehäuses 22 angeordnet. Das Austrittsrohr 20 greift durch das Positionierungselement 21 hindurch. Das Positionierungselement 21 ist als ein Stopfen ausgebildet.
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In dem Betrieb der Brennkraftmaschine herrscht in dem Saugrohr der Brennkraftmaschine ein Unterdruck, durch den das Öl-Gasgemisch aus dem Kurbelwellenraum in den Ölabscheidekanal 11 und damit in die Welle 10 gezogen wird und dadurch das Kurbelwellengehäuse entlüftet wird. Da die Welle 10 in dem Betrieb der Brennkraftmaschine rotiert, werden das Öl und das Gas aus dem Öl-Gasgemisch in dem Ölabscheidekanal 11 und damit innerhalb der Welle 10 aufgrund der Zentrifugalkraft voneinander getrennt. Das innerhalb der Welle 10 zumindest teilweise von dem Öl befreite Blow-By-Gas wird mittels des Austrittsrohrs 20 dem Feinabscheider und weiter dem Saugrohr zugeführt.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Welle
- 11
- Ölabscheidekanal
- 12
- Queröffnung
- 13
- Queröffnung
- 14
- Queröffnung
- 15
- Queröffnung
- 16
- Queröffnung
- 17
- Queröffnung
- 18
- Rotationsachse
- 19
- Haupterstreckung
- 20
- Austrittsrohr
- 21
- Positionierungselement
- 22
- Motorgehäuse
- 23
- Lagerbohrung
- 24
- Ölabscheider
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 112009000868 T5 [0002]
