DE102015200341A1 - Mehrstufige Saugstrahlpumpe - Google Patents

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Abstract

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine mehrstufige Saugstrahlpumpe zum Absaugen von Blow-By-Gasen aus Verbrennungsmotoren.

Description

  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine mehrstufige Saugstrahlpumpe zum Absaugen von Blow-By-Gasen aus Verbrennungsmotoren.
  • Um den Unterdruck im Motor abzusenken oder den durch einen Ölabscheider verursachten Druckanstieg auszugleichen sind aktive Pumpen für Verbrennungsmotoren im Einsatz, die beispielsweise über Vakuumpumpen oder Flügelradpumpen Blow-By-Gase aktiv absaugen.
  • Der Nachteil von Saugstrahlpumpen ist der verhältnismäßig schlechte Wirkungsgrad. Diese Pumpen nutzen nur einen kleinen Teil der Energie aus, die in Form von Druckluft aus dem aufgeladenen Bereich hinter Turbolader zugeführt wird.
  • DE 10 2013 203 942 A1 beschreibt eine Saugstrahlpumpe mit einer Treibmittelleitung, einer Treibstrahldüse, einem Ansaugbereich, einem Mischrohr und einem Diffusor, wobei die Treibstrahldüse und das Mischrohr zueinander geradlinig ausgerichtet sind. In Strömungsrichtung gesehen weist der Diffusor einen vom Verlauf des Mischrohres abweichenden Verlauf auf.
  • In DE 20 2006 001 287 U1 ist als Pumpe eine Saugstrahlpumpe vorgesehen, die in Kombination mit einem Druckregelventil den Unterdruck für die Entlüftung einer Brennkraftmaschine regelt.
  • Als Verbesserung der Funktion ist für eine Kraftstoffpumpe in DE 44 00 958 C1 eine mehrstufige Saugstrahlpumpe aufgeführt. Durch die Mehrstufigkeit (2-stufig, 3-stufig, 4-stufig, ...) der Saugstrahlpumpe kann der Wirkungsgrad der Pumpe deutlich erhöht werden. Hier wird eine Flüssigkeit gefördert.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, den Unterdruck im Motor abzusenken oder den durch einen Ölabscheider verursachten Druckanstieg auszugleichen.
  • Die vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß in einer ersten Ausführungsform gelöst durch eine Saugstrahlpumpe 7 für die Entlüftung einer Brennkraftmaschine mit einem Turbolader 3 zwischen einem Luftfilter 1 und einem Kurbelgehäuse 4, die dadurch gekennzeichnet ist, dass eine Ladeluftstrecke 5 einen Abzweig zu einer wenigstens zweistufigen Saugstrahlpumpe 7 aufweist, wobei der Eingang der Saugstrahlpumpe 7 über die Motorentlüftung 6 mit dem Kurbelgehäuse 4 und der Auslass der Saugstrahlpumpe 7 zur Blow-By-Gas-Rückführung 9 mit der Ansaugstrecke 2 zwischen Luftfilter 1 und dem Turbolader 3 verbunden ist.
  • Mehrstufige Saugstrahlpumpen 7 sind für den vorliegenden Zweck besonders geeignet, da hier die Abwesenheit von beweglichen Teilen eine verschleißfreie Pumpe 7 erwarten lässt.
  • Die mehrstufige Pumpe 7 wirkt, indem ein Treibstrahl (z.B. Druckluft aus dem aufgeladenen Saugrohr) durch eine kleine Düse gedrückt wird und der Strahl an seinem Umfang Gas mitreißt. Nach der ersten Stufe wird der durch die Zuluft erhöhte Volumenstrom anschließend durch eine zweite größere und eine dritte noch größere Düse durchströmt, wobei wiederum ein Gasanteil mitgezogen wird.
  • An jeder Düse nimmt der Treibstrahl einen Anteil des zu fördernden Gases (Blow-By-Gas) mit. Durch die Mehrstufigkeit wird der geförderte Volumenstrom deutlich größer (Faktor 2, 3 oder mehr) als bei einer einstufigen Saugstrahlpumpe. Je mehr, desto besser.
  • Durch diesen verbesserten Wirkungsgrad kann der geförderte Volumenstrom wie auch der durch den Treibstrahl erzeugte Druckanstieg verbessert werden.
  • Ein grundsätzlicher Nachteil der Saugstrahlpumpe 7 ist, dass diese bei Zwangsdurchförderung auch einen Druckverlust erzeugt. Durch die Mehrstufigkeit entsteht eine scharf eingestellte Pumpe 7, die für den Fall dass der Verbrennungsmotor im nicht aufgeladenen Betrieb arbeitet keinen Treibstrahl hat.
  • In diesem Fall müsste das Blow-By-Gas durch die kleinen Düsen gedrückt werden und erzeugt dabei einen Druckverlust, der nicht erwünscht ist. Dieser Druckverlust ist bei einer optimal ausgelegten mehrstufigen Saugstrahlpumpe 7 nicht unerheblich (je nach Volumenstrom 5 bis 100 mbar). Da dieser Nachteil den Nutzen der Saugstrahlpumpe 7 unter Umständen übersteigt, ist erfindungsgemäß für diese Anwendung in einer bevorzugten Ausführungsform wenigstens ein Bypassventil 8 und/ oder ein Rückschlagventil 8 vorgesehen, welches in dem Fall, dass die Saugstrahlpumpe 7 keinen Treibstrahl aufbringt, das Blow-By-Gas an der Pumpe 7 vorbei leitet und damit den Druckverlust für diesen Fall minimiert.
  • In der 1 wird eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Ausgehend von einem Luftfilter 1 wird das Blow-By-Gas über den Turbolader 3 und die Ladeluftstrecke 5 dem Kurbelgehäuse 4 zugeführt. Die Ladeluftstrecke 5 weist einen Abzweig auf, der in eine mehrstufige Saugstrahlpumpe 7 mündet. Die Motorentlüftung 6 stellt eine weitere Verbindung zwischen dem Kurbelgehäuse 4 und der Saugstrahlpumpe 7 dar. Ein weiterer Abzweig der Motorentlüftung 6 führt in der hier besonders bevorzugten Ausführungsform zu einem Bypassventil 8 und/ oder einem Rückschlagventil 8, das den Gasstrom bei geringem oder nicht vorhandenem Treibstrahl in der Saugstrahlpumpe 7 über die Blow-By-Gasrückführung 9 zur Ansaugstrecke 2 zwischen dem Luftfilter 1 und dem Turbolader 3 zurückführt.
  • Wenn der Motor im Turbobetrieb arbeitet, ist durch den höheren Druck in Strömungsrichtung hinter der Saugstrahlpumpe 7 das Ventil 8 geschlossen. Arbeitet der Motor im nicht aufgeladenen Betrieb, so kann das Blow-By-Gas ohne Druckverlust an der Pumpe 7 vorbeiströmen.
  • Damit wird durch Kombination der Saugstrahlpumpe 7 mit dem Bypassventil 8 und/ oder dem Rückschlagventil 8 dieser Betriebszustand optimiert.
  • In der 2 wird eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, bei der die Strahlpumpe 7 in eine Zylinderkopfhaube eingefügt ist.
  • Die Pumpe 7 wird vorzugsweise aus Kunststoff, beispielsweise Polyamid hergestellt. Dabei können Teile der Pumpe auch in der Zylinderkopfhaube 10 abgebildet sein.
  • In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Saugstrahlpumpe 7 auch in eine Zylinderkopfhaube 10 integriert sein.
  • Alternativ hierzu können auch das komplette Bauteil als Modul aus Saugstrahlpumpe 7 mit dem Bypassventil 8 und/ oder dem Rückschlagventil 8 mit Schlauchanschlüssen hergestellt werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • 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.
  • Zitierte Patentliteratur
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    • DE 202006001287 U1 [0005]
    • DE 4400958 C1 [0006]

Claims (5)

  1. Saugstrahlpumpe (7) für die Entlüftung einer Brennkraftmaschine mit einem Turbolader (3) zwischen einem Luftfilter (1) und einem Kurbelgehäuse (4), dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Ladeluftstrecke (5) einen Abzweig zu einer wenigstens zweistufigen Saugstrahlpumpe (7) aufweist, wobei der Eingang der Saugstrahlpumpe (7) über die Motorentlüftung (6) mit dem Kurbelgehäuse (4) verbunden ist und der Auslass der Saugstrahlpumpe (7) zur Blow-By-Gas Rückführung (9) mit der Ansaugstrecke (2) zwischen Luftfilter (1) und Turbolader (3) verbunden ist.
  2. Saugstrahlpumpe (7) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugstrahlpumpe wenigstens 2, insbesondere 3, bevorzugt 4 oder mehr Stufen aufweist.
  3. Saugstrahlpumpe (7) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugstrahlpumpe (7) in eine Zylinderkopfhaube (10) integriert ist.
  4. Saugstrahlpumpe (7) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugstrahlpumpe (7) aus Kunststoff, insbesondere Polyamid besteht.
  5. Saugstrahlpumpe (7) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es wenigstens ein Bypassventil und/ oder ein Rückschlagventil (8) in Strömungsrichtung parallel zur Saugstrahlpumpe (7) und zwischen dem Kurbelgehäuse (4) und der Ansaugstrecke (2) aufweist.
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