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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kurbelgehäuseentlüftungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem eine Brennkraftmaschine mit Kurbelgehäuse und mit einer solchen Kurbelgehäuseentlüftungseinrichtung.
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In Verbrennungsmotoren treten die bei einem Verbrennungsvorgang entstehenden Blow-By-Gase in das Kurbelgehäuse ein. Um einen Überdruck im Kurbelgehäuse aufgrund des Blow-By-Gases zu verhindern, muss das Blow-by-Gas aus dem Kurbelgehäuse abgeführt werden. Das Blow-By-Gas ist jedoch durch Öl verunreinigt, wodurch es erforderlich ist, das aus dem Kurbelgehäuse abgeführte Blow-By-Gas mittels eines Ölabscheiders von Verunreinigungen zu befreien. Eine Entlüftungsleitung dient dazu, Blow-By-Gas aus dem Kurbelgehäuse abzuführen, wobei das Blow-By-Gas von einer in der Entlüftungsleitung angeordneten Fördereinrichtung angetrieben bzw. aus dem Kurbelgehäuse abgesaugt wird. Der Ölabscheider ist in der Entlüftungsleitung vorzugsweise stromab der Fördereinrichtung angeordnet. Die Fördereinrichtung befördert das Blow-By-Gas durch die Entlüftungsleitung vom Kurbelgehäuse zum Ölabscheider.
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Aus der
DE 10 2008 017 919 A1 ist eine Kurbelgehäuseentlüftungseinrichtung bekannt, bei der ein Ölabscheider mindestens eine Drallkammer umfasst, wobei die Drallkammer, bezogen auf ihre Längsachse, an einem eingangsseitigen Ende einen tangentialen Einlass für Blow-By-Gase aufweist. Die Drallkammer weist am Ende der Drallkammer einen gemeinsamen Auslass für Blow-By-Gase auf. Die in den Blow-By-Gasen mitgeführten Ölpartikel werden ebenfalls über diesen Auslass abgeführt, wobei ein Ölabscheider der Drallkammer nachgeschaltet ist.
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Aus der
DE 10 2005 042 286 A1 ist eine Kurbelgehäuseentlüftungseinrichtung bekannt, bei der die Reinigung der Blow-By-Gase mit Hilfe eines Impaktors, also durch Abtrennen und Koagulieren von Ölpartikeln an einer Prallwand erfolgt, auf die die Ölpartikel mit hohem Impuls etwa senkrecht auftreffen. Die Anzahl und/oder die Durchmesser der durchströmbaren Querschnitte, durch welche die Blow-By-Gase beschleunigt werden, werden in Abhängigkeit des Volumenstroms des aus dem Kurbelgehäuse abzuführenden Blow-By-Gas variiert, zwischen bei einem geringen Volumenstrom kleinen durchströmbaren Querschnitt und bei einem großen Volumenstrom großen durchströmbaren Querschnitt.
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Nachteilig beim Stand der Technik ist insbesondere, dass Kurbelgehäuseentlüftungseinrichtungen eine aufwändige Steuereinrichtung benötigen, um die Antriebsleistung der Fördereinrichtung an unterschiedliche Betriebssituationen bzw. an Alterungserscheinungen der Brennkraftmaschine anzupassen. Beispielsweise kann die Menge des anfallenden Blow-by-Gases mit zunehmender Laufleistung der Brennkraftmaschine zunehmen. Alternativ kann auf eine solche Steuereinrichtung verzichtet werden, wenn die Förderleistung der Fördereinrichtung von Anfang an die höheren Blow-by-Gas-Mengen bei gealterter Brennkraftmaschine fördert. Hierzu muss die Fördereinrichtung jedoch für eine höhere Leistung ausgelegt sein, wodurch sie entsprechend teuer ist.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Kurbelgehäuseentlüftungseinrichtung eine verbesserte oder zumindest alternative Ausführungsform anzugeben, die insbesondere die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile überwindet.
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Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die Kurbelgehäuseentlüftungseinrichtung mit einer pneumatisch ansteuerbaren Steuereinrichtung auszustatten, welche zum Steuern der Größe eines von Blow-By-Gas durchströmbaren Querschnitts vorgesehen ist. Die Steuereinrichtung weist hierzu einen Steuerdruckanschluss auf, an den ein Steuerdruck angelegt werden kann. Die Steuereinrichtung ist an dem Ölabscheider angeordnet und der Steuerdruckanschluss ist stromauf der Fördereinrichtung an die Entlüftungsleitung angeschlossen. Der Ölabscheider ist stromab der Fördereinrichtung in der Entlüftungsleitung angeordnet. Auf diese Weise steuert der Druck im Kurbelgehäuse den durchströmbaren Querschnitt des Ölabscheiders. Die aus dem Kurbelgehäuse abzuführende Menge Blow-By-Gas ist abhängig von der Auslastung der Brennkraftmaschine. Bei einer hohen Auslastung der Brennkraftmaschine muss eine große Menge Blow-By-Gas aus dem Kurbelgehäuse abgeführt werden, bei einer geringen Auslastung der Brennkraftmaschine muss nur eine kleine Menge Blow-By-Gas aus dem Kurbelgehäuse abgeführt werden. Die Brennkraftmaschine ist im Laufe ihrer Lebensdauer in unterschiedlichen Betriebssituationen unterschiedlich ausgelastet, da die Brennkraftmaschine in den unterschiedlichen Betriebssituationen unterschiedlich große Arbeiten verrichten muss. Dementsprechend muss in den unterschiedlichen Betriebssituationen auch eine unterschiedlich große Menge Blow-By-Gas abgeführt werden, die abzuführende Menge Blow-By-Gas ist dementsprechend zeitlich variabel, wobei eine große abzuführende Menge Blow-By-Gas in einem hohem Druck im Kurbelgehäuse und eine kleine abzuführende Menge Blow-By-Gas in einem niedrigen Druck im Kurbelgehäuse resultiert. Da der Druck im Kurbelgehäuse den durchströmbaren Querschnitt des Ölabscheiders steuert, ist durch die pneumatisch ansteuerbaren Steuereinrichtung stets gewährleistet, dass die zeitlich variable Menge Blow-By-Gas durch den durchströmbaren Querschnitt in den Ölabscheiders gelangen kann und dass dadurch ein unerwünscht hoher Druck im Kurbelgehäuse stets vermieden werden kann.
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Die Fördereinrichtung kann ferner auf die üblichen Blow-by-Gas-Mengen ausgelegt werden, die bei einer relativ neuen Brennkraftmaschine anfallen. Wenn die Blow-by-Gas-Menge bei einer älteren Brennkraftmaschine dann weiter ansteigen, sorgt der im Kurbelgehäuse ansteigende Druck dann für die geeignete Vergrößerung des durchströmbaren Querschnitts des Ölabscheiders, so dass eine unerwünschte Druckerhöhung im Kurbelgehäuse vermieden werden kann.
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Zweckmäßig kann vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung einen Steuerzylinder aufweist, wobei ein Steuerkolben axial verstellbar in diesem Steuerzylinder angeordnet ist. Die Position des Steuerkolbens im Steuerzylinder ist pneumatisch über den Druck aus dem Kurbelgehäuse steuerbar. Der Druck aus dem Kurbelgehäuse dient dabei als Steuerdruck. Der Steuerkolben ist im Steuerzylinder zweckmäßig in eine vorbestimmte Ruheposition vorgespannt. Wird ein vorbestimmter Grenzsteuerdruck im Kurbelgehäuse überschritten, so wird der Steuerkolben aus dieser Ruheposition ausgelenkt und vergrößert dadurch den durchströmbaren Querschnitt, durch den Blow-By-Gas in den Ölabscheider strömen kann.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform weist der im Steuerzylinder angeordnete Steuerkolben eine axiale Steuerfläche auf, die mit dem Steuerdruck beaufschlagbar ist. Die axiale Steuerfläche befindet sich am Steuerdruckanschluß, an dem der Steuerdruck aus dem Kurbelgehäuse angelegt werden kann, wobei die axiale Steuerfläche von diesem Steuerdruck beaufschlagt wird. Die axiale Steuerfläche bildet einen Teil des Steuerkolbens. Da der Steuerkolben im Steuerzylinder angeordnet ist, kann die axiale Steuerfläche zweckmäßig kreisförmig ausgebildet sein. Der Steuerdruck dient dazu, die Position des Steuerkolbens im Steuerzylinder zu variieren, wobei der Steuerkolben in einer bestimmten Ausgangsposition vorgespannt ist, die er dann einnimmt, wenn die axiale Steuerfläche nicht von Steuerdruck beaufschlagt ist. Je höher der Steuerdruck, mit dem die axiale Steuerfläche beaufschlagt wird, desto weiter wird der Steuerkolben im Steuerzylinder aus dieser Ausgangsposition ausgelenkt und desto größer ist der durchströmbare Querschnitt, durch den Blow-By-Gas in den Ölabscheider strömen kann. Dies ist vorteilhaft, da an der axialen Steuerfläche nur dann ein hoher Steuerdruck anliegt, wenn im Kurbelgehäuse ein hoher Druck herrscht. Wenn im Kurbelgehäuse ein hoher Druck herrscht, so muss ein großes Volumen Blow-by-Gas aus dem Kurbelgehäuse abgeführt werden, um den Druck im Kurbelgehäuse zu reduzieren. Dies bedeutet, dass ein großes Volumen Blow-By-Gas in den Ölabscheider gefördert werden muss, um das Blow-By-Gas im Ölabscheider von Verunreinigungen zu befreien. Dies macht es erforderlich, dass der Ölabscheider einen großen durchströmbaren Querschnitt bereitstellt, durch den dieser große Blow-By-Gas Volumenstrom aus dem Kurbelgehäuse durch die in der Entlüftungsleitung angeordnete Fördereinrichtung in den Ölabscheider gefördert werden kann. Durch Druckbeaufschlagung der axialen Steuerfläche und die damit einhergehende Auslenkung des Steuerkolbens wird immer dann ein großer durchströmbarer Querschnitt bereitgestellt, wenn die axiale Steuerfläche von einem hohen Druck aus dem Kurbelgehäuse beaufschlagt wird bzw. wenn ein großer Blow-By-Gas Volumenstrom aus dem Kurbelgehäuse abgeführt werden muss. Der Steuerkolben dient dabei als pneumatischer Regler, der die Größe des durchströmbaren Querschnitt des Ölabscheiders regelt, wobei der Steuerdruck, mit dem die axiale Steuerfläche beaufschlagt wird, als Steuergröße dient.
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In einer weiteren Ausführungsform weist der Steuerzylinder einen Einlass für einen Blow-By-Gas-Volumenstrom auf. Die Blow-By-Gase müssen durch die Fördereinrichtung aus dem Kurbelgehäuse in den Ölabscheider befördert werden, wobei die Blow-By-Gase durch den Einlass in den Steuerzylinder gelangen und vom Steuerzylinder in den Ölabscheider strömen. Die Kurbelgehäuseentlüftungseinrichtung mit als Impaktor ausgestaltetem Ölabscheider weist im Steuerzylinder ferner wenigstens einen von dem Steuerkolben gesteuerten Auslass für Blow-By-Gase auf, durch den die Blow-By-Gase die Steuereinrichtung verlassen und möglichst senkrecht auf eine Prallwand gelenkt werden, an der die Verunreinigungen aus dem Blow-By-Gas abgeschieden werden. Steigt der Druck im Kurbelgehäuse an, so gibt der Steuerkolben sukzessive zumindest einen weiteren vom Steuerkolben gesteuerten Auslass frei. Je größer die Zahl der vom Steuerkolben freigegebenen Auslässe, desto größer ist der durchströmbare Querschnitt, desto größer ist die Menge an Blow-By-Gas, das in den Ölabscheider strömt, desto größer ist der erwünschte Druckverlust im Kurbelgehäuse. Es ist ebenfalls möglich, dass der Steuerkolben im Steuerzylinder durch den Steuerdruck in eine Position ausgelenkt ist, in welcher der Steuerkolben nur einen Teil des Querschnitts eines Auslasses freigibt, den er dann mit zunehmendem Steuerdruck auch zunehmend freigibt.
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Das Blow-By-Gas tritt in den Steuerzylinder ein und strömt durch die jeweilige Zahl der von dem Steuerkolben gesteuerten Auslässe aus dem Steuerzylinder in Richtung der Prallwand aus. Eine mögliche Ausführungsform schlägt vor, dass der Steuerzylinder derart ausgestaltet ist, dass er einen Gasführungskanal aufweist, der die Blow-By-Gase vom Einlass zu den jeweils vom Steuerkolben freigegebenen Auslässen führt. Das Blow-By-Gas wird im Gasführungskanal vorzugsweise um 180° umgelenkt und entweicht anschließend über den oder die vom Steuerkolben freigegebenen Auslässe aus dem Steuerzylinder und tritt in den Ölabscheider ein.
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Bei einer alternativen Ausführungsform weist der Steuerzylinder wenigstens einen vom Steuerkolben ungesteuerten Auslass auf, der also permanent durchströmbar ist. Der jeweilige gesteuerte Auslass kann dann bedarfsabhängig zusätzlich freigegeben werden, um einen übermäßigen Druckanstieg im Kurbelgehäuse zu vermeiden.
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Der Ölabscheider kann bevorzugt als Impaktor ausgestaltet sein. Ein derartiger Impaktor weist eine Lochwand mit Durchtrittsöffnungen sowie eine Prallwand auf, die bezüglich einer Durchströmung des Impaktors mit Gas, insbesondere mit Blow-by-Gas, stromab der Lochwand angeordnet ist. Der Impaktor weist den Rohgaseinlass für mit Verunreinigungen, insbesondere mit Öl, beladenes Gas, den Reingasauslass für von Verunreinigungen befreites Gas und den Öl- bzw. Schmutzauslass für aus dem Gas abgeschiedene Verunreinigungen auf. Bei der Durchströmung des Impaktors mit Gas trifft das Gas zunächst auf die Lochplatte und wird dabei gezwungen, die Durchtrittsöffnungen der Lochplatte zu durchströmen. Da die Summe der durchströmbaren Querschnitte aller Durchtrittsöffnungen kleiner ist als der durchströmbare Querschnitt im Impaktor unmittelbar stromauf der Lochwand, ergibt sich dabei eine Beschleunigung der Gasströmung sowie eine Aufteilung der Gasströmung auf einzelne, die Durchtrittsöffnungen durchtretende, strahlförmige Teilströme. Diese Teilströme treffen frontal, vorzugsweise senkrecht auf die Prallwand, an der eine abrupte Strömungsumlenkung, in der Regel um etwa 90° erfolgt. Dieser Strömungsumlenkung folgt das Gas, während die mitgeführten flüssigen und/oder festen Verunreinigungen an der Prallwand abgestoppt werden, so dass die Verunreinigungen zunächst an der Prallwand verbleiben und bspw. zu einem Sammelraum geführt werden, der mit dem Schmutzauslass fluidisch verbunden ist.
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Beispielsweise kann die Prallwand aus einem für die Verunreinigungen durchlässigen Material bestehen, bspw. aus einem offenporigen Schaumstoff oder aus einem Vliesmaterial. Zweckmäßig sind Prallwand und Lochwand relativ zueinander so angerordnet, dass ein Abstand in der Strömungsrichtung zwischen den Austrittsenden der Durchtrittsöffnungen und der Prallwand vorliegt. Die Durchtrittsöffnungen können an einer der Prallwand zugewandten Seite der Lochwand durch Rohre verlängert sein, um die Ausbildung der einzelnen, strahlförmigen Teilströme zu verbessern. Auch diese Rohre enden vorzugsweise beabstandet zur Prallwand.
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Die Fördereinrichtung kann bevorzugt als Seitenkanalverdichter ausgestaltet sein. Ein derartiger Seitenkanalverdichter charakterisiert sich dadurch, dass er einen ringförmigen Kanal aufweist, der einen Kanaleinlass mit einem Kanalauslass verbindet, wobei ein Laufrad konzentrisch zu diesem Kanal angeordnet ist, so dass radial abstehende Laufschaufeln des Laufrads im Kanal angeordnet und darin in Umfangsrichtung verstellbar sind. Die Umfangsrichtung bezieht sich dabei auf eine Rotationsachse des Laufrads. Laufrad und Kanal sind bezüglich dieser Rotationsachse koaxial und konzentrisch angeordnet. Ferner ist beim Seitenkanalverdichter vorgesehen, dass der ringförmige Kanal quer zur Umfangsrichtung einen Kanalquerschnitt aufweist, der einen Kernbereich besitzt, in dem sich die Laufschaufeln befinden. Ferner lässt sich der ringförmige Kanal in der Umfangsrichtung in einen Förderabschnitt, der in der Drehrichtung des Laufrads vom Kanaleinlass zum Kanalauslass führt, und einen Totabschnitt unterteilen, der in der Drehrichtung des Laufrads vom Kanalauslass zum Kanaleinlass führt. Im Totabschnitt besteht der Kanalquerschnitt ausschließlich aus dem vorgenannten Kernbereich. Im Förderabschnitt weist der Kanalquerschnitt dagegen zusätzlich zum Kernbereich zumindest einen seitlich an den Kernbereich anschließenden Seitenbereich auf. Zweckmäßig sind zwei axial anschließende Seitenbereiche vorgesehen, nämlich ein oberer axialer Seitenbereich, der sich bei vertikaler Rotationsachse an einer Laufradoberseite an den Kernbereich anschließt, und ein unterer axialer Seitenbereich, der sich bei vertikaler Rotationsachse an einer Laufradunterseite an den Kernbereich anschließt. Ferner kann ein radialer Seitenbereich vorgesehen sein, der sich radial außen an den Kernbereich anschließt. Bei einem solchen Seitenkanalverdichter besitzen ein der Laufradunterseite zugewandter Kanalboden und eine der Laufradoberseite zugewandte Kanaldecke im Kanalauslass am Übergang vom Förderabschnitt zum Totabschnitt und im Kanaleinlass am Übergang vom Totabschnitt zum Förderabschnitt jeweils eine Stufe. Ebenso besitzt eine den Kanal radial außen begrenzende Kanalseitenwand an diesen Übergängen jeweils eine Stufe, wenn außerdem der vorstehend genannte radiale Seitenbereich vorgesehen ist. Ein derartiger Seitenkanalverdichter lässt sich vergleichsweise preiswert realisieren und zeichnet sich durch eine effiziente Förderleistung aus.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
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Dabei zeigen, jeweils schematisch,
- 1 eine stark vereinfachte Darstellung einer Brennkraftmaschine mit Kurbelgehäuse und einer Kurbelgehäuseentlüftungseinrichtung,
- 2 einen Längsschnitt einer vereinfachten Darstellung einer aufrecht stehenden Steuereinrichtung eines Ölabscheiders.
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Entsprechend 1 umfasst eine Brennkraftmaschine 101, die vorzugsweise in einem Kraftfahrzeug angeordnet ist, einen Motorblock 102, der zumindest einen Zylinder 103 enthält, in dem ein Kolben 104 hubverstellbar angeordnet. Es ist klar, dass die Brennkraftmaschine 101 im Motorblock 102 üblicherweise mehr als einen, vorzugsweise auch mehr als zwei Zylinder 103 enthält. An den Motorblock 102 schließt unten ein Kurbelgehäuse 105 an, während oben ein Zylinderkopf 106 an den Motorblock 102 anschließt. Eine üblicherweise vorhandene Zylinderkopfhaube zur Abdeckung des Zylinderkopfs 106 ist hier nicht dargestellt. Der jeweilige Kolben 104 ist über eine Pleuelstange 107 mit einer Kurbelwelle 108 antriebsverbunden, die im Kurbelgehäuse 105 angeordnet ist. Im Zylinderkopf 106 befinden sich üblicherweise Gaswechselventile 109 zum Steuern der Gaswechselvorgänge. Im Kurbelgehäuse 105 ist außerdem ein Ölsumpf 110 enthalten. Beispielsweise wird das Kurbelgehäuse 105 nach unten, also an der vom Motorblock 102 abgewandten Seite durch eine Ölwanne 111 verschlossen, die üblicherweise den Ölsumpf 110 aufnimmt.
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Die Brennkraftmaschine 101 weist außerdem eine Frischluftanlage 112 zum Zuführen von Frischluft zum jeweiligen Zylinder 103 sowie eine Abgasanlage 113 zum Abführen von Abgas aus dem jeweiligen Zylinder 103 auf. Im Beispiel ist die Brennkraftmaschine 101 aufgeladen, so dass hier eine Ladeeinrichtung vorgesehen ist, die hier als Turbolader 114 ausgestaltet ist. Der Turbolader 114 weist einen in der Frischluftanlage 112 angeordneten Verdichter 115 und eine in der Abgasanlage 113 angeordnete Turbine 116 auf, die auf geeignete Weise mit dem Verdichter 115 antriebsverbunden ist. Die Frischluftanlage 112 enthält ein Luftfilter 117 zum Filtern der Frischluft. Ferner ist stromab des Verdichters 115 ein Ladeluftkühler 118 in der Frischluftanlage 112 angeordnet, der zum Kühlen der mit Hilfe des Verdichters 115 komprimierten Luft, die auch als Ladeluft bezeichnet wird, dient. Hierzu kann der Ladeluftkühler 118 mit einem Kühlkreis 119 gekoppelt sein. Ferner kann in der Frischluftanlage 112 eine Drosseleinrichtung 120 angeordnet sein, die im Beispiel stromab des Ladeluftkühlers 118 angeordnet ist. Die Abgasanlage 113 enthält stromab der Turbine 116 in üblicher Weise hier nicht gezeigte Abgasnachbehandlungseinrichtungen, wie z. Bsp. Katalysatoren, Partikelfilter und Schalldämpfer.
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Die hier vorgestellte Brennkraftmaschine 101 ist außerdem mit einer Kurbelgehäuseentlüftungseinrichtung 121 ausgestattet, mit deren Hilfe Blow-by-Gas, das während des Betriebs der Brennkraftmaschine 101 im Kurbelgehäuse 105 anfällt, aus dem Kurbelgehäuse 105 abgesaugt und vorzugsweise der Frischluftanlage 112 zugeführt werden kann. Ebenso ist eine Zuführung des Blow-by-Gases zu einer Umgebung 142 der Brennkraftmaschine 101 realisierbar. Die Kurbelgehäuseentlüftungseinrichtung 121 umfasst einen Rohgaspfad 122, einen Reingaspfad 123, einen Ölrückführpfad 124 und eine Abscheideeinrichtung 125. Bei der hier vorgestellten bevorzugten Ausführungsform weist die Kurbelgehäuseentlüftungseinrichtung 121 außerdem eine Fördereinrichtung 126 auf.
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Die Abscheideeinrichtung 125 besitzt ein Abscheidergehäuse 127 und einen im Abscheidergehäuse 127 angeordneten Ölabscheider 128 zum Abscheiden von Öl aus Blow-by-Gas. Das Abscheidergehäuse 127 weist einen Rohgaseinlass 129 für mit Öl beladenes Blow-by-Gas, einen Reingasauslass 130 für von Öl befreites Blow-by-Gas und einen Ölauslass 131 für aus dem Blow-by-Gas abgeschiedenes Öl auf. Ferner ist im Abscheidergehäuse 127 ein Ölsammelraum 132 für abgeschiedenes Öl enthalten. Der Rohgaspfad 122 dient zum Zuführen des mit Öl beladenen Blow-by-Gases und führt vom Kurbelgehäuse 105 zum Rohgaseinlass 129 sowie durch den Rohgaseinlass 129 zum Ölabscheider 128. Der Reingaspfad 123 dient zum Abführen des von Öl befreiten Blow-by-Gas und führt vom Ölabscheider 128 durch den Ölsammelraum 132 und durch den Reingasauslass 130 bis zu einer Einleitstelle 133, über welche der Reingaspfad 123 an die Frischluftanlage 112 angeschlossen ist. In 1 ist mit unterbrochener Linie eine alternative Ausgestaltung des Reingaspfads 123 gezeigt, der in diesem Bereich mit 123' bezeichnet ist und der in die Umgebung 142 mündet. Somit führt der Reingaspfad 123 bzw. 123' letztlich in die Frischluftanlage 112 bzw. in die Umgebung 142. Der Ölrückführpfad 124 dient zum Abführen des aus dem Blow-by-Gas abgeschiedenen Öls und führt vom Ölabscheider 128 durch den Ölsammelraum 132 und durch den Ölauslass 131 und letztlich zum Ölsumpf 110. Beispielsweise kann der Ölrücklaufpfad 124 hierzu an die Ölwanne 111 angeschlossen sein.
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Sofern wie hier die Kurbelgehäuseentlüftungseinrichtung 121 mit einer solchen Fördereinrichtung 126 ausgestattet ist, dient die Fördereinrichtung 126 zum Ansaugen von Blow-by-Gas aus dem Kurbelgehäuse 105. Bevorzugt ist dabei die hier gezeigte Ausführungsform, bei der die Fördereinrichtung 126 in den Rohgaspfad 122 eingebunden ist, so dass der Rohgaspfad 122 durch die Fördereinrichtung 126 hindurchführt. Die Fördereinrichtung 126 besitzt ein Fördergehäuse 134, das einen Saugeinlass 135 und einen Druckauslass 136 aufweist. Grundsätzlich können die Abscheideeinrichtung 125 und die Fördereinrichtung 126 wie in 1 gezeigt separate Komponenten bilden, die körperlich getrennte, separate Gehäuse, nämlich das Abscheidergehäuse 127 und das Fördergehäuse 134 aufweisen. Bevorzugt ist jedoch die in 1 mit unterbrochener Linie angedeutete Ausführungsform, bei der die Abscheideeinrichtung 125 und die Fördereinrichtung 126 eine Abscheider-Förder-Einheit 137 bilden, die ein Einrichtungsgehäuse 138 aufweist, das gemeinsam für die Abscheideeinrichtung 125 und die Fördereinrichtung 126 vorgesehen ist. In diesem Fall bilden das Abscheidergehäuse 127 und das Fördergehäuse 134 integrale Bestandteile oder Abschnitte oder Bereiche des Einrichtungsgehäuses 138. Das Einrichtungsgehäuse 138 weist einen Gehäuseeinlass 139 auf, der durch den Saugeinlass 135 des Fördergehäuses 134 gebildet ist. Ferner weist das Einrichtungsgehäuse 138 einen Gehäusegasauslass 140 auf, der durch den Reingasauslass 130 des Abscheidergehäuses 127 gebildet ist. Schließlich weist das Einrichtungsgehäuse 138 einen Gehäuseölauslass 141 auf, der durch den Ölauslass 131 des Abscheidergehäuses 127 gebildet ist. Im Inneren des Einrichtungsgehäuses 138 ist der Druckauslass 136 des Fördergehäuses 134 fluidisch mit dem Rohgaseinlass 129 des Abscheidergehäuses 127 verbunden.
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Entsprechend 1 weist die Kurbelgehäuseentlüftungseinrichtung 121 eine Entlüftungsleitung 5 auf, die an das Kurbelgehäuse 105 angeschlossen ist. Der Ölabscheider 128 weist ferner eine pneumatisch ansteuerbare Steuereinrichtung 7 auf. Die Steuereinrichtung 7 steuert einen von Blow-By Gasen durchströmbaren Querschnitt des Ölabscheiders 128, wobei die Steuereinrichtung 7, ab dem Überschreiten eines maximal zulässigen Grenzdrucks im Kurbelgehäuse 105, den durchströmbaren Querschnitt des Ölabscheiders 128 sukzessive vergrößert. Die Steuereinrichtung 7 ist über eine Steuerdruckleitung 6 fluidisch mit dem Kurbelgehäuse 105 verbunden, so dass der aktuelle Druck im Kurbelgehäuse 105 als Steuerdruck zum Ansteuern der Steuereinrichtung 7 zur Verfügung steht. Mit unterbrochener Linie ist eine alternative Anschlussmöglichkeit gezeigt, bei welcher die Steuerdruckleitung 6 bzw. 6' an den Rohgaspfad 122 bzw. an die Entlüftungsleitung stromauf der Fördereinrichtung 126 angeschlossen ist.
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Entsprechend 2 weist die Steuereinrichtung 7 einen Steuerkolben 8 und einen Steuerdruckanschluß 9 auf. Dabei weist der Steuerkolben 8 eine axiale Steuerfläche 10 auf und ist in einem Steuerzylinder 11 hubverstellbar angeordnet. Diese axiale Steuerfläche 10 ist mit einem Steuerdruck beaufschlagbar, wobei der Druck aus dem Kurbelgehäuse 105 als Steuerdruck dient. Der Steuerkolben 8 ist dabei axial hubverstellbar im Steuerzylinder 11 angeordnet, so dass der Steuerkolben 8 in axialer Richtung ausgelenkt werden kann, wenn die axiale Steuerfläche 10 mit einem Steuerdruck beaufschlagt ist. Der Steuerkolben 8 ist in eine bestimmte Position vorgespannt und wird aus dieser Position axial ausgelenkt, wenn die axiale Steuerfläche 10 mit dem Druck aus dem Kurbelgehäuse 105 beaufschlagt ist. Je höher der Druck im Kurbelgehäuse 105, desto höher ist der Steuerdruck, mit dem die axiale Steuerfläche 10 beaufschlagt ist. Wenn die axiale Steuerfläche 10 von einem hohen Druck beaufschlagt wird, so wird der Steuerkolben 8 im Steuerzylinder 11 weit aus seiner vorgespannten Position ausgelenkt. Wenn die axiale Steuerfläche 10 nur von einem niedrigen Druck beaufschlagt ist, so erfolgt nur eine geringe oder keine Auslenkung des Steuerkolbens 8 im Steuerzylinder 11.
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Wie in 2 illustriert, weist der Steuerzylinder 11 einen Einlass 12, durch den Blow-By Gase in den Steuerzylinder 11 strömen, und wenigstens einen vom Steuerkolben 8 gesteuerten Auslass 13 auf, durch den Blow-By Gase aus dem Steuerzylinder 11 strömen. Die Anzahl der vom Steuerkolben 8 freigegebenen Auslässe 13 bzw. die Größe des von Blow-By Gas durchströmbaren Querschnitts ist von der Position des Steuerkolbens 8 im Steuerzylinder 11 abhängig. Mit anderen Worten: Die Position des Steuerkolbens 8 bestimmt den Durchströmungswiderstand des Ölabscheiders 128. Die Position des Steuerkolbens 8 ist vom Steuerdruck aus dem Kurbelgehäuse 105 abhängig. Je höher der Steuerdruck, desto weiter wird der Steuerkolben 8 ausgelenkt, desto größer ist der durchströmbare Querschnitt, durch den das Blow-By Gas den Ölabscheider 128 durchströmen kann. Herrscht im Kurbelgehäuse 105 ein hoher Druck, so muss ein großer Volumenstrom an Blow-By Gas aus dem Kurbelgehäuse 105 abgeführt werden. Je höher der Druck im Kurbelgehäuse 105 ist, desto größer ist der durchströmbare Querschnitt, durch den das Blow-By-Gas strömen kann, desto geringer ist der Durchströmungswiderstand, mithin der Gegendruck für das Blow-By Gas, welches aus dem Kurbelgehäuse 105 abgeführt werden muss. Dies ist vorteilhaft, da dadurch gewährleistet ist, dass die Größe des durchströmbaren Querschnitts des Ölabscheiders 128 stets durch den hubverstellbaren Steuerkolben 11 an die Größe des, aus dem Kurbelgehäuse 105 abzuführenden Blow-By Gas-Volumenstroms anpasst ist. Der Steuerkolben 8 ist zweckmäßig mit einer Vorspannfeder 4 in eine Neutrallage vorgespannt, in welcher der wenigstens eine gesteuerte Auslass 13 geschlossen ist. Der Steuerdruck an der Steuerfläche 10 arbeitet dann gegen die Vorspannung der Vorspannfeder 4.
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Ferner zeigt 2 einen im Steuerkolben 8 ausgebildeten Gasführungskanal 14. Der Gasführungskanal 14 des Steuerkolbens 8 und der Steuerzylinder 11 können dabei wenigstens einen vom Steuerkolben 8 ungesteuerten Auslass 15 aufweisen, durch den das Blow-By-Gas immer durch den Ölabscheider 128 strömen kann. Der Gasführungskanal 14 führt die Blow-By Gase vom Einlass 12 zum jeweils Gasführungskanal 14, von dem aus das Blow-by-Gas auf die gesteuerten und ungesteuerten Auslässe 13, 15 verteilt wird. Dabei werden die Blow-By-Gase zwischen einer Wand des Steuerzylinders 11 und dem Steuerkolben 8 um ca. 180° umgelenkt, bevor die Blow-By Gase über den Auslass 13 oder den jeweiligen Auslass 15 aus dem Gasführungskanal 14 abströmen.
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Der Ölabscheider 128 kann als Impaktor 3 ausgestaltet sein. Die ungesteuerten Auslässe 15 und die gesteuerten Auslässe 13 bilden Durchtrittsöffnungen einer Lochwand 2, an die stromab eine Prallwand 1 angrenzt, gegen die Teilströme des Blow-by-Gases, die durch die Durchtrittsöffnungen 13, 15 strömen aufprallen und abgelenkt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008017919 A1 [0003]
- DE 102005042286 A1 [0004]
