-
TECHNISCHES GEBIET
-
Die Erfindung betrifft im Allgemeinen eine Ölwanne für einen Verbrennungsmotor und spezieller eine Ölwanne mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1, wie der Art nach im Wesentlichen aus der US 2008 / 0 011 264 A1 bekannt.
-
-
HINTERGRUND
-
Beiblasgase sind Verbrennungsgase, die aus einem Motorzylinder nach den Kolbenringen in das Kurbelgehäusevolumen austreten. Damit die Beiblasgase nicht in die Atmosphäre austreten können, übertragen positive Kurbelgehäuseentlüftungs (PCV)-Systeme Beiblasgase von einem Kurbelgehäusevolumen des Motors an das Luftansaugsystem des Motors, wobei die Beiblasgase mit Frischluft vermischt und dann im Motorzylinder verbrannt werden. Die Beiblasgase beinhalten unverbrannten Kraftstoff, Verbrennungsnebenprodukte und Wasserdampf. Die Beiblasgase vermischen sich im Kurbelgehäuse mit Ölnebel. Ein Luft-ÖlAbscheider wird manchmal im PCV-System verwendet, um Öl aus den Beiblasgasen auf dem Weg zum Luftansaugsystem verwendet. Der Motor beinhaltet einen PCV-Ablauf angeordnet in Fluidkommunikation mit dem Luft-ÖI-Abscheider, um das Öl abzulassen, das aus den Beiblasgasen in die Ölwanne abgetrennt wird. Der PCV-Ablauf kann gebildet und/oder durch einen Zylinderkopf und/oder Motorblock definiert werden, abhängig von der Lage der Luft-Öl-Abscheideeinrichtung.
-
Der Auslass des PCV-Ablaufs sollte im Öl in der Ölwanne eingetaucht bleiben. Falls der Auslass des PCV-Ablaufs herausragt, kann Unterdruck aus dem PCV-System die Gase in die Ölwanne einschließlich des Ölnebels in einer umgekehrten Richtung durch den PCV-Ablauf nach oben durch die Luft-Öl-Abscheideeinrichtung und in das Luft-Ansaugsystem ziehen.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Ölwanne anzugeben, die diesen Anforderungen entspricht.
-
ZUSAMMENFASSUNG
-
Diese Aufgabe wird mit einer Ölwanne mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
-
Ein Verbrennungsmotor wird ebenfalls beschrieben. Der Motor beinhaltet einen Block, der einen positiven Kurbelwellengehäuse-Entlüftungs-(PCV)-Ablauf definiert und eine Ölwanne, die an den Block angefügt ist. Die Ölwanne beinhaltet eine Wannenstruktur, die einen primären Behälter ausbildet und einen PCV-Durchlass und einen PCV-Behälter definiert. Der PCV-Durchlass beinhaltet einen Einlass zum Aufnehmen von Fluid aus dem PCV-Ablauf und einen Auslass, der vertikal unterhalb des Einlasses des PCV-Durchlasses zum Entleeren des vom PCV-Ablauf erhaltenen Fluids angeordnet ist. Der PCV-Behälter beinhaltet ein unteres Ende benachbart dem Auslass des PCV-Durchlasses und ein oberes Ende senkrecht oberhalb des unteren Endes des PCV-Behälters und in Fluidkommunikation mit dem primären Behälter. Der PCV-Durchlass und der PCV-Behälter definieren einen Flüssigkeitsströmungsweg, der einen Flüssigkeitsabscheider am Schnittpunkt des Auslasses des PCV-Durchlasses und dem unteren Ende des PCV-Behälters bildet, um den Auslass des PCV-Durchlasses während eines dynamischen Betriebs des Motors eingetaucht zu halten.
-
Dementsprechend hält der PCV-Behälter den Auslass des PCV-Ablaufs unterhalb des Motoröl-Niveaus eingetaucht, auch wenn das Motoröl in den primären Behältern hochgedrückt wird, was bei schnellen Beschleunigungsmanövern vorkommen kann. Der PCV-Behälter erlaubt es dem Auslass des PCV-Durchlasses, irgendwo im primären Behälter angeordnet zu sein. Mit anderen Worten, der Auslass des PCV-Durchlasses muss nicht an der niedrigsten Kote des primären Behälters angeordnet sein, da der PCV-Behälter gewährleistet, dass der Auslass des PCV-Durchlasses eingetaucht bleibt. Hierdurch entfällt die Notwendigkeit aufwendiger Rückschlagventile oder sich erstreckender Rohre.
-
Die obigen Merkmale und Vorteile, sowie weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Lehren, lassen sich leicht aus der folgenden detaillierten Beschreibung der besten Durchführungsarten der Lehren ableiten, wenn diese in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet werden.
-
Figurenliste
-
- 1 ist ein schematischer Querschnitt eines Verbrennungsmotors.
- 2 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer Ölwanne des Motors.
- 3 ist eine schematische vergrößerte fragmentarische Teilquerschnittansicht des Verbrennungsmotors.
-
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
-
Mit Bezug auf die Figuren, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile in den verschiedenen Ansichten bezeichnen, wird ein Verbrennungsmotor im Allgemeinen unter 20 dargestellt. Der Motor 20 beinhaltet einen Block 22, der einen positiven Kurbelwellengehäuse-Entlüftungs-(PCV)-Ablauf 24 definiert. Der PCV-Ablauf 24 verbindet einen Öl-/Gas-Abscheider 26 mit einer Ölwanne 28 zum Rückführen eines Fluids, d. h. des Öls von Motor 20 zu der Ölwanne 28. Wie in der Technik bekannt ist, trennt der ÖI-/Gas-Abscheider 26 Öl aus Beiblasgasen im Kurbelgehäusevolumen des Blocks 22 ab, bevor die Beiblasgase zur Verbrennung in den Lufteinlass geleitet werden. Das Öl, das aus den Beiblasgasen im Kurbelgehäusevolumen abgetrennt wird, läuft durch den PCV-Ablauf 24 nach unten in die Ölwanne 28. Die spezielle Konfiguration des Motors 20 und die exakte Anordnung und der Betrieb des Öl-/Gas-Abscheiders 26 sind nicht relevant für die Lehren dieser Offenbarung und werden daher hierin nicht ausführlich beschrieben. Je nach der speziellen Ausbildung des Blocks 22 kann der Öl-/Gas-Abscheider 26 in einem Zylinderkopf 30 des Motors 20, in Block 22 oder alternativ in einer anderen Position angeordnet sein. Jedoch sollte klar sein, dass, egal welche Konfiguration der Motor 20 aufweist, der PCV-Ablauf 24 ein spezieller durch den Block 22 definierter Weg ist, der den Öl-/Gas-Abscheider 26 mit einem primären Behälter 32 der Ölwanne 28 in Fluidkommunikation verbindet.
-
Die Ölwanne 28 ist an den Block 22 angefügt. Die Ölwanne 28 kann aus jedem beliebigen geeigneten Material gefertigt sein wie, aber nicht eingeschränkt auf Metall, Kunststoff, Nylon usw. Die spezielle Größe und/oder Form der Ölwanne 28 variiert je nach der speziellen Ausbildung des Motors 20. Jedoch sollte klar sein, dass die Ölwanne 28 eine Struktur 34 beinhaltet, die mindestens eine Bodenwand 36 und eine Seitenwand 38 beinhaltet. Die Seitenwand 38 erstreckt sich von der Bodenwand 36 bis zu einer Oberkante 40 vertikal aufwärts und wirkt mit der Bodenwand 36 zum Definieren des primären Behälters 32 zusammen. Die Ölwanne 28 ist entlang der oberen Kante 40 der Seitenwand 38 an den Block 22 angefügt.
-
Wie am besten in 3 dargestellt, beinhaltet die Ölwanne 28 einen PCV-Durchlass 42 und einen PCV-Behälter 44. Der PCV-Durchlass 42 ist definiert durch die Wannenstruktur 34. Der PCV-Durchlass 42 kann beispielsweise durch eine erste Bohrung 46 in der Seitenwand 38 der Wannenstruktur 34 definiert werden. Der PCV-Durchlass 42 beinhaltet einen Einlass 48 und einen Auslass 50. Der Einlass 48 ist benachbart der oberen Kante 40 der Seitenwand 38 in Fluidkommunikation mit dem PCV-Ablauf 24 zum Erhalten des Fluids aus dem PCV-Ablauf 24 angeordnet. Der Auslass 50 ist vertikal unterhalb des Einlasses 48 des PCV-Durchlasses 42 zum Entleeren des Fluids aus dem PCV-Ablauf 24 in den primären Behälter 32 angeordnet. Wie im exemplarischen Ausführungsbeispiel dargestellt, ist der Auslass 50 des PCV-Durchlasses 42 im Wesentlichen neben der Bodenwand 36 der Wannenstruktur 34 angeordnet. Jedoch sollte klar sein, dass andere Ausführungsformen der Ölwanne 28 den Auslass 50 des PCV-Durchlasses 42 vertikal beabstandet von der Bodenwand 36 der Wannenstruktur 34 beinhalten.
-
Der PCV-Behälter 44 ist definiert durch die Wannenstruktur 34. Der PCV-Behälter 44 kann beispielsweise durch eine zweite Bohrung 52 in der Seitenwand 38 der Wannenstruktur 34 definiert werden. Alternativ wird betrachtet, dass der PCV-Behälter 44 durch eine innere Wand im primären Behälter 32 der Ölwanne 28 gebildet werden kann. Der PCV-Behälter 44 beinhaltet ein unteres Ende 54 und ein oberes Ende 56. Das untere Ende 54 des PCV-Behälters 44 ist benachbart dem Auslass 50 des PCV-Durchlasses 42 in Fluidkommunikation mit dem Auslass 50 des PCV-Durchlasses 42 angeordnet. Das obere Ende 56 des PCV-Behälters 44 ist vertikal oberhalb des unteren Endes 54 des PCV-Behälters 44 in Fluidkommunikation mit dem primären Behälter 32 angeordnet.
-
Wie oben erwähnt, kann der PCV-Durchlass 42 und/oder durch die erste Bohrung 46, die sich entlang einer ersten Achse 58 erstreckt, gebildet werden und der PCV-Behälter 44 kann durch die zweite Bohrung 52, die sich entlang einer zweiten Achse 60 erstreckt, gebildet und/oder definiert werden. Die erste Achse 58 und die zweite Achse 60 schneiden sich im Schnittpunkt des PCV-Durchlasses 42 und des PCV-Behälters 44. Der PCV-Behälter 44 erstreckt sich in einer im Allgemeinen vertikalen Richtung bezogen auf die Bodenwand 36 der Wannenstruktur 34 zwischen dem unteren Ende 54 und dem oberen Ende 56 des PCV-Behälters 44. Das obere Ende 56 des PCV-Behälters 44 ist zwischen der Bodenwand 36 und der oberen Kante 40 der Seitenwand 38 angeordnet.
-
Der Einlass 48 des PCV-Durchlasses 42 ist an einer ersten Kote 62 angeordnet. Es sollte beachtet werden, dass die Kote des Einlasses 48, d.h. die erste Kote 62, die gleiche Kote wie die obere Kante 40 der Seitenwand 38 der Wannenstruktur 34 ist. Der Begriff „Kote“ steht hier für eine „Höhenangabe bei der kotierten Projektion“ (engl. „elevation“). Der Auslass 50 des PCV-Ablaufs 42 ist an einer zweiten Kote 64 angeordnet. Der Schnittpunkt der ersten Achse 58 des PCV-Durchlasses 42 und zweiten Achse 60 des PCV-Behälters 44 ist an oder nahe der zweiten Kote 64 angeordnet. Die zweite Kote 64 befindet sich an der Kote des Auslasses 50 des PCV-Durchlasses 42 am weitesten von der Bodenwand 36 der Wannenstruktur 34 entfernt wie hier beschrieben. Dementsprechend kann sich der Auslass 50 des PCV-Durchlasses 42 über einen Bereich von Koten bezogen auf die Bodenwand 36 erstrecken. Jedoch wird die zweite Kote 64 hier als die höchste Kote des Auslasses 50 dargestellt, die sich am weitesten von der Bodenwand 36 der Wannenstruktur 34 entfernt befindet. Dementsprechend sollte klar sein, dass die zweite Kote 64 vom Schnittpunkt der ersten Achse 58 und der zweiten Achse 60 um eine Entfernung, bezogen auf die Größe der Auslasses 50 des PCV-Durchlasses 42 und einer Größe des unteren Endes 54 des PCV-Behälters 44 versetzt sein kann. Die erste Kote 62 des Einlasses 48 des PCV-Durchlasses 42, bezogen auf die Bodenwand 36, ist höher als die zweite Kote 64 des PCV-Durchlasses 42, bezogen auf die Bodenwand 36. Dementsprechend ist die erste Kote 62 größer ist als die zweite Kote 64.
-
Das untere Ende 54 des PCV-Behälters 44 ist in Fluidkommunikation mit dem Auslass 50 des PCV-Durchlasses 42 an der zweiten Kote 64, bezogen auf die Bodenwand 36, angeordnet. Das obere Ende 56 des PCV-Behälters 44 ist an einer dritten Kote 66, bezogen auf die Bodenwand 36, angeordnet. Die dritte Kote 66 des oberen Endes 56 des PCV-Behälters 44 ist höher als die zweite Kote 64 des unteren Endes 54 des PCV-Behälters 44 und des Auslasses 50 des PCV-Durchlasses 42. Der Unterschied zwischen der dritten Kote 66 und der zweiten Kote 64 hängt von der dynamischen Manövrierfähigkeit des Fahrzeugs und der Größe, Form und/oder Ausbildung des PCV-Behälters 44 ab. Der Unterschied zwischen der dritten Kote 66 und der zweiten Kote 64 sollte so gewählt sein, dass die zweite Kote 64 niemals unbedeckt von Öl während des Fahrzeugbetriebs ist, einschließlich maximaler Fahrzeugbeschleunigung und/oder Fahrzeugneigung, sodass keine Luft in den PCV-Ablauf 48 zurückfließen kann. Dementsprechend kann die Differenz zwischen der dritten Kote 66 und der zweiten Kote 64 einem Hochleistungsfahrzeug hohen Beschleunigungen oder einem Geländefahrzeug hohe Neigungen erlauben und kann deutlich größer als bei einem Fahrzeug geringerer Leistungsfähigkeit. Für ein Ausführungsbeispiel kann die Entfernung zwischen der dritten Kote 66, bezogen auf die Bodenwand 36, annähernd gleich oder größer als 20 mm höher als die zweite Kote 64 des Auslasses 50 des PCV-Durchlasses 42 sein. Jedoch variiert die Entfernung zwischen der dritten Kote 66 und der zweiten Kote 64 abhängig von der bestimmten Größe, Konstruktion und/oder Konfiguration des Blocks 22, der Ölwanne 28 und des PCV-Behälters 44. Die dritte Kote 66 des oberen Endes 56 des PCV-Behälters 44 ist geringer als die erste Kote 62 des Einlasses 48 des PCV-Durchlasses 42. Dementsprechend ist das obere Ende 56 des PCV-Behälters 44, das an der dritten Kote 66 angeordnet ist, vertikal zwischen dem Einlass 48 des PCV-Durchlasses 42 an der ersten Kote 62 und der Auslass 50 des PCV-Durchlasses 42 an der zweiten Kote 64 angeordnet.
-
Der primäre Behälter 32 ist zum Aufnehmen eines Minimalvolumens Fluid bemessen, d. h. Öl von Motor 20 an einer Fluiderkote 68, bezogen auf die Bodenwand 36 bei statischem Betrieb des Motors 20. Statischer Betrieb des Motors 20 betrifft wie hier verwendet den Betrieb des Motors 20 und/oder des Fahrzeugs, der zu keinem signifikanten Schwappen oder Bewegen des Öls im primären Behälter 32 führt. Bezugslinie 70 in 1 zeigt beispielsweise eine Fluidkote 68, d. h. einen Flüssigkeitsstand im primären Behälter 32 bei statischem Betrieb des Motors 20. Die dritte Kote 66 des oberen Endes 56 der Behälterkammer ist kleiner als die Fluidkote 68. Dementsprechend sind während statischer Betriebsbedingungen des Motors 20 der PCV-Behälterraum und der Auslass 50 des PCV-Durchlasses 42 eingetaucht in das Fluid, d. h. Öl des Motors 20, was im primären Behälter 32 aufgenommen ist.
-
Der PCV-Durchlass 42 und der PCV-Behälter 44 definieren einen Fluidströmungsweg 72 zum Zurückführen von Öl des Motors 20 aus dem Öl-/Gas-Abscheider 26 zu dem primären Behälter 32 der Ölwanne 28. Der Fluidströmungsweg 72 ist im Allgemeinen durch Pfeile 72 gekennzeichnet. Der Fluidströmungsweg 72 bildet einen Flüssigkeitsabscheider 74 am Schnittpunkt des Auslasses 50 des PCV-Durchlasses 42 und dem unteren Ende 54 des PCV-Behälters 44. Der Begriff „Flüssigkeitsabscheider 74“ ist, wie hier verwendet, definiert als eine Vorrichtung zum Abdichten eines Durchlasses gegen die Strömung von Gasen, insbesondere eine U-förmige oder S-förmige Biegung in einem Ablauf, der den Rückfluss von Gasen durch eine Fluidsperre verhindert. Der PCV-Behälter 44 und insbesondere der Flüssigkeitsabscheider 74 sind so bemessen zum Aufnehmen von Fluid, d. h. Öl von Motor 20, dass bei einer ausreichenden Tiefe der Auslass 50 des PCV-Durchlasses 42 während eines dynamischen Betriebes des Motors 20 immer eingetaucht ist. Der dynamische Betrieb des Motors 20 betrifft, wie hier verwendet, den Betrieb des Motors 20 und/oder Fahrzeugs, der bewirkt, dass Öl im primären Behälter 32 schwappt oder sich bewegt. Die Bezugslinie 76 in 1 zeigt beispielsweise einen Ölstand im primären Behälter 32 während eines dynamischen Betriebs des Motors 20. Wie durch Linie 76 dargestellt, wird das Öl im primären Behälter 32 vom Auslass 50 des PCV-Durchlasses 42 wegbewegt. Jedoch hält das Öl innerhalb des PCV-Behälters 44, angedeutet durch die Bezugslinie 78, den Auslass 50 des PCV-Durchlasses 42 während des dynamischen Betriebszustands eingetaucht.
-
Es ist wichtig, den Auslass 50 des PCV-Durchlasses 42 eingetaucht zu halten, sodass Gase im primären Behälter 32 nicht durch den PCV-Durchlass 42 hochgezogen werden und dadurch in einer Rückwärtsrichtung in den Öl-/Gas-Abscheider 26 strömen. Das Eingetauchthalten des Auslasses 50 des PCV-Durchlasses 42 verhindert den Rückfluss von Gasen vom primären Behälter 32 der Ölwanne 28 zum Öl-/Gas-Abscheider 26. Der PCV-Behälter 44 bildet den Flüssigkeitsabscheider 74 mit dem PCV-Durchlass 42, um zu gewährleisten, dass der Auslass 50 des PCV-Durchlasses 42 während aller Betriebszustände des Motors 20 eingetaucht bleibt.
