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Die Erfindung betrifft eine Ölabscheidevorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Eine derartige Ölabscheidevorrichtung ist als Bestandteil einer Kurbelgehäuseentlüftung einer Brennkraftmaschine bereits der
DE 41 01 203 A1 als bekannt zu entnehmen. Die dortige Ölabscheidevorrichtung weist einen Ölabscheider auf, welcher mit einer Hilfspumpe zum Absaugen von Öl aus dem Ölabscheider gekoppelt ist. Die Hilfspumpe mündet saugseitig in den Ölabscheider und druckseitig in ein Ölreservoir der Brennkraftmaschine. Die Hilfspumpe ist bevorzugt als eine von der Brennkraftmaschine angetriebene Vakuum-Pumpe zur Erzeugung von Unterdruck in einem Fahrzeug-Bremskraftverstärker ausgebildet. Mittels der Hilfspumpe ist zwar ein besonders gründliches Entfernen von in dem Ölabscheider abgeschiedenem Öl möglich, dies geht jedoch mit einem erhöhten Aufwand einher.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Ölabscheidevorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels welcher in dem Ölabscheider abgeschiedenes Öl unter besonders geringem Aufwand abgeführt werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Ölabscheidevorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Patentansprüchen angegeben.
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Um eine Ölabscheidevorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels welcher ein Abführen von in dem Ölabscheider abgeschiedenem Öl unter besonders geringem Aufwand möglich ist, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Rücklaufleitung mit der Versorgungsleitung zum Absaugen von Öl aus der Ölwanne an einem Einströmbereich der Versorgungsleitung gekoppelt ist. Durch die Koppelung der Rücklaufleitung mit der Versorgungsleitung ist der Ölabscheider über die Leitung mit einer Saugseite der Ölpumpe, welche beispielsweise als Motor-Ölpumpe ausgestaltet ist, verbunden. Durch den im Motorbetrieb der Verbrennungskraftmaschine auf der Saugseite, also in der Versorgungsleitung der Ölpumpe vorhandenen, drehzahlabhängigen Unterdruck werden etwaige aus der Entlüftung eines Kurbelgehäuses der Verbrennungskraftmaschine zurückzuführende flüssige Bestandteile (abgeschiedenes Öl) aktiv aus dem Ölabscheider abgesaugt. Mit anderen Worten dient also der in der Versorgungsleitung durch den Betrieb der Ölpumpe entstehende Unterdruck zum Beschleunigen des Ablaufs von abgeschiedenem Öl aus dem Ölabscheider. Somit ist unter besonders geringem baulichen Aufwand und demzufolge besonders kostengünstig eine Ölabscheidevorrichtung geschaffen, mittels welcher besonders zuverlässig flüssige Bestandteile aus dem Ölabscheider entfernt bzw. abgesaugt werden können.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung.
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Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Dabei zeigt die einzige Figur eine schematische Darstellung einer Ölabscheidevorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
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Die einzige Figur zeigt eine Ölabscheidevorrichtung 20 für eine Verbrennungskraftmaschine 10. Die Ölabscheidevorrichtung 20 umfasst dabei einen Ölabscheider 30 zum Abscheiden von Öl 22 aus einem Gasstrom 12 der Verbrennungskraftmaschine 10. Der Gasstrom 12 enthält dabei vor dem Eintritt in den Ölabscheider 30 mit flüssigen Bestandteilen (z. B. Öl 22) versetzte Entlüftungsgase aus einem Kurbelgehäuse 14 der Verbrennungskraftmaschine 10. Diese Entlüftungsgase werden als sogenannte „Blow-By-Gase” bezeichnet. Bevor der Gasstrom 12 (die Entlüftungsgase) in einen hier nicht weiter dargestellten Ansaugtrakt der Verbrennungskraftmaschine 10 zurückgeführt werden, wird der Gasstrom 12 in dem Ölabscheider 30, welcher beispielsweise als Grobölabscheider oder Feinölabscheider ausgestaltet ist, gereinigt. Dabei wird ein möglichst großer Teil der flüssigen Fraktion des Gasstroms 12 von der gasförmigen Fraktion des Gasstroms 12 abgetrennt. Die flüssigen Bestandteile (flüssige Fraktion, wie z. B. Öl 22) werden im Ölabscheider 30 gesammelt und durch die Schwerkraft über wenigstens eine Rücklaufleitung 40, über welche das Öl 22 aus dem Ölabscheider 30 abführbar ist, entfernt.
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Durch das Einströmen des Gasstroms 20 in den Ölabscheider 30 entsteht eine bestimmte potenzielle Energie in Form eines Druckgefälles, welches zu einer Druckdifferenz zwischen dem Ölabscheider 30 und dem Kurbelgehäuse 14 führt. Durch diese Druckdifferenz kann ein Ablaufen der bei der Entlüftung des Kurbelgehäuses 14 in den Ölabscheider 30 abgeschiedenen flüssigen Bestandteile in eine Ölwanne 60 behindert werden. Ist diese Druckdifferenz größer als das durch einen Höhenunterschied h zwischen einem Ölniveau 34 im Ölabscheider 30 und einem Ölniveau 62 in der Ölwanne 60 gegebene Potenzial, so kann es zu einem schädlichen Rücksaugen von Öl 22 (Motoröl) aus der Ölwanne 60 in den Ölabscheider 30 und somit in die hier nicht weiter dargestellte Motorentlüftung, bzw. Kurbelgehäuseentlüftung des Kurbelgehäuses 14 und gegebenenfalls weiter auf eine ebenfalls nicht weiter dargestellte Ansaugseite der Verbrennungskraftmaschine 10 kommen.
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Um das Problem des Rücksaugens von Öl 22 aus der Ölwanne 60 in die Entlüftung besonders zuverlässig zu verhindern, ist ein Ölaustritt 32 (Rücklauf des Ölabscheiders 30) weit oberhalb des Ölniveaus 62, also mit anderen Worten weit oberhalb des Ölspiegels in der Ölwanne 60, angeordnet, wobei zusätzlich das Rücksaugen durch einen ersten Durchflussbegrenzer 80 unterbunden ist. Hierzu kann eine über die Rücklaufleitung 40 abführbare Ölmenge mittels an der Rücklaufleitung 40 oder an dem mit der Rücklaufleitung 40 gekoppelten Ölaustritt des Ölabscheiders 30 angeordneten ersten Durchflussbegrenzers 80 geregelt werden. Der Durchflussbegrenzer 80 kann dabei als Rücklaufsperrventil und zusätzlich oder alternativ als feste, variable und gegebenenfalls regelbare Drossel ausgestaltet sein.
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Der Höhenunterschied h, welcher einer geodätischen Höhendifferenz entspricht, begrenzt den Wirkungsgrad des Ölabscheiders 30. Der erste Durchflussbegrenzer 80 (Rücklaufsperrventil) reduziert die Durchsatzmenge der rücklaufenden Medien.
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Um die beschriebenen Nachteile (Rücksaugen von Öl 22) zu lösen, ist die Rücklaufleitung 40 mit einer Versorgungsleitung 50 zum Absaugen von Öl 22 aus dem Ölabscheider 30 an einem Einströmbereich 52 der Versorgungsleitung 50 gekoppelt. Hierdurch kann Öl 22 zuverlässig und unter besonders geringem Aufwand aus dem Ölabscheider 30 entfernt werden. Die Rücklaufleitung 40, welche den Ölabscheider 30 mit der Versorgungsleitung 50 verbindet ist damit auf einer Saugseite bzw. Unterdruckseite einer Ölpumpe 70 angeschlossen. Die Versorgungsleitung 50 kann dabei sowohl als Ölpumpensaugrohr der Ölpumpe 70 oder als Teil des Gehäuses der Ölpumpe 70 ausgebildet sein. Durch den im Motorbetrieb der Verbrennungskraftmaschine 10 auf der Saugseite der Ölpumpe 70 vorhandenen, drehzahlabhängigen Unterdruck werden die durch die Entlüftung des Kurbelgehäuses 14 zurückzuführenden flüssigen Bestandteile (z. B. Öl 22) aktiv und somit besonders gründlich aus dem Ölabscheider 30 abgesaugt. Die Menge abgesaugten Öls 22 wird dabei über die Einstellung des ersten Durchflussbegrenzers 80, welcher als feste, variable oder gegebenenfalls regelbare Drossel bzw. Drosselstelle ausgebildet ist, eingestellt. Die Drossel kann dabei an beliebiger Stelle in der Rücklaufleitung 40 oder am Ölaustritt 32 des Ölabscheiders 30 oder sogar in der Versorgungsleitung 50 also im Eintritt zur Ölpumpensaugseite platziert sein.
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Die Rückführung der flüssigen Bestandteile aus der Motorentlüftung in den durch die Ölabscheidevorrichtung 20 nur teilweise dargestellten Ölkreislauf erfolgt somit weitgehend unabhängig von den Druckverhältnissen zwischen dem Kurbelgehäuse 14 und dem Ölabscheider 30 sowie unabhängig vom Ölniveau 62 in der Ölwanne 60 in jedem Motorbetriebszustand der Verbrennungskraftmaschine 10. Ein etwaiges Rückströmen von Öl 22 in die Motorentlüftung ist somit nicht mehr möglich. Dies bedeutet, dass auch die Notwendigkeit der Verwendung eines Rückschlagventils entfällt.
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Die Lage des Ölabscheiders 30 kann in Bezug auf die geodätische Höhe (Höhenunterschied h) des Rücklaufes (Rücklaufleitung 40) frei gewählt werden. Die Lage der Einleitung der rücklaufenden Flüssigkeit in den Ölkreislauf kann unabhängig von den durch Quer- und Längsbeschleunigung verursachten lokalen Ölpegeln, also unabhängig von den sich bei der Fahrt eines Kraftwagens, welcher mit der Ölabscheidevorrichtung 20 ausgestattet ist, bewegenden Ölniveaus 34, 62, in der Ölwanne 30 erfolgen. Dadurch entstehen Bauraum- und Packagevorteile.
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Neben dem ersten Durchflussbegrenzer 80 könnte stromauf des Einströmbereichs 52 der Versorgungsleitung 50 auch noch zusätzlich ein zweiter Durchflussbegrenzer 90 angeordnet sein, mittels welchem ein Unterdruck zumindest in einem Unterdruckbereich 54 der Versorgungsleitung 50 regelbar ist. Durch Verstellung des zweiten Durchflussbegrenzers 90, welcher ebenso wie der erste Durchflussbegrenzer 80 beispielsweise als regelbare Drossel ausgebildet ist, könnte der Unterdruck in dem vorliegend zur Verdeutlichung gestrichelt umrahmten Unterdruckbereich 54 zwischen der Ölpumpe 70 und dem zweiten Durchflussbegrenzer 90 in Abhängigkeit von der Einstellung des Durchflussbegrenzers 90 eingestellt werden, wodurch ein weiterer Freiheitsgrad bei der Absaugung von Öl 22 aus dem Ölabscheider 30 geschaffen ist. Mit anderen Worten könnte mittels des durch den zweiten Durchflussbegrenzer 90 einstellbaren Unterdrucks die Absauggeschwindigkeit des Öls 22 aus dem Ölabscheider 30 positiv beeinflusst werden.
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Durch die vorgestellte Erfindung wird dem Problem begegnet, wonach eine technisch notwendige Druckdifferenz zwischen dem Kurbelgehäuse 14 und dem Ölabscheider 30 einen Ablauf der bei der Motorentlüftung (Entlüftung des Kurbelgehäuses 14) abgeschiedenen flüssigen Bestandteile (z. B. Öl 22) in die Ölwanne 60 behindert. Ist diese Druckdifferenz größer als das durch den Höhenunterschied h zur Verfügung stehende Potenzial, so kann es zu einem schädlichen Rücksaugen von Motoröls (Öl 22) aus der Ölwanne 60 in den Ölabscheider 30 und somit in die Motorentlüftung und gegebenenfalls weiter auf die Ansaugseite des Motors kommen.
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Bei der vorgestellten Ölabscheidevorrichtung 20 wird allgemein der Saugdruck der Ölpumpe 70 (Motorölpumpe) in der Verbrennungskraftmaschine 10 zur Rückführung der im Ölabscheider 30 der Motorentlüftung abgeschiedenen, flüssigen Bestandteile (öl 22) in den Ölkreislauf genutzt.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Verbrennungskraftmaschine
- 12
- Gasstrom
- 14
- Kurbelgehäuse
- 20
- Ölabscheidevorrichtung
- 22
- Öl
- 30
- Ölabscheider
- 32
- Ölaustritt
- 34
- Ölniveau
- 40
- Rücklaufleitung
- 50
- Versorgungsleitung
- 52
- Einströmbereich
- 54
- Unterdruckbereich
- 60
- Ölwanne
- 62
- Ölniveau
- 70
- Ölpumpe
- 80
- erster Durchflussbegrenzer
- 90
- zweiter Durchflussbegrenzer
- h
- Höhenunterschied
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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