DE102017215365B4 - Oil separator and engine ventilation device - Google Patents
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Abstract
Ölabscheide- und Motorbelüftungseinrichtung für Verbrennungsmotoren, mit
einem Gehäuse (10, 12) mit
mehreren mit einem Kurbelgehäuse verbindbaren Gaseinlässen (20) für ein Gas-Öl-Gemisch,
mehreren mit einem Ansaugbereich des Motors verbindbaren Gasauslässen (32),
jeweils einem in Strömungsrichtung des Gas-Öl-Gemischs dem jeweiligen Gasauslass (32) vorgelagerten Ölabscheider (22),
mehreren mit dem Ansaugbereich des Motors verbindbaren Belüftungseinlässen (34),
mehreren mit dem Kurbelwellengehäuse verbindbaren Belüftungsauslässen (20) und
einer zwischen dem jeweiligen Belüftungseinlass (34) und dem jeweiligen Belüftungsauslass (20) angeordneten Ventileinrichtung,
wobei mehrere bis jede der jeweiligen Ventileinrichtungen ein eine Durchgangsöffnung (38) verschließendes Ventilplättchen (40) aufweisen,
dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei Ventilplättchen (40) von einem gemeinsamen Federelement ausgebildet sind.
Oil separation and engine ventilation device for internal combustion engines, with
a housing (10, 12).
several gas inlets (20) for a gas-oil mixture that can be connected to a crankcase,
several gas outlets (32) which can be connected to an intake area of the engine,
in each case an oil separator (22) upstream of the respective gas outlet (32) in the direction of flow of the gas-oil mixture,
a plurality of ventilation inlets (34) connectable to the intake area of the engine,
a plurality of ventilation outlets (20) connectable to the crankcase and
a valve device arranged between the respective ventilation inlet (34) and the respective ventilation outlet (20),
wherein several to each of the respective valve devices have a valve platelet (40) closing a passage opening (38),
characterized in that in each case two valve plates (40) are formed by a common spring element.
Description
Die Erfindung betrifft eine Ölabscheide- und Motorbelüftungseinrichtung.The invention relates to an oil separator and engine ventilation device.
Zur Reinigung von Kurbelgehäuseentlüftungsgasen ist der Einsatz von Ölabscheidern bekannt, um das austretende Gas-Öl-Gemisch von Öl zu reinigen. Hierbei erfolgt eine Phasentrennung, indem die kleinen Öltröpfchen, die eine Größenordnung von 1µm oder weniger aufweisen abgeschieden werden. Bei bekannten Ölabscheidern erfolgt beispielsweise ein starkes Umlenken des Gas-Öl-Gemisches, wobei der umgelenkte Strom gegen eine Prallwand gelenkt wird, so dass die feinen Öltröpfchen an der Prallwand auftreffen und sich dort zu größeren Tropfen vereinigen. Größere Öltropfen werden sodann von der Strömung nicht mehr mitgerissen und sind hierdurch aus dem Gas-Öl-Gemisch abgeschieden. Ein derartiges Abscheiden von Öl aus dem Kurbelgehäuse abgeführten Gas-Öl-Gemisches ist insbesondere beim Betreiben eines Verbrennungsmotors unter Volllast erforderlich.The use of oil separators is known for cleaning crankcase ventilation gases in order to clean the escaping gas-oil mixture of oil. Here, a phase separation takes place in that the small oil droplets, which have a size of 1 µm or less, are separated. In known oil separators, for example, the gas-oil mixture is strongly deflected, with the deflected flow being directed against a baffle so that the fine oil droplets hit the baffle and combine there to form larger drops. Larger oil droplets are then no longer entrained by the flow and are thus separated from the gas-oil mixture. Such a separation of oil from the gas-oil mixture discharged from the crankcase is particularly necessary when operating an internal combustion engine under full load.
Unabhängig von der Reinigung des Kurbelgehäuseentlüftungsgases muss sichergestellt werden, dass sich der Unterdruck im Motor in einem definierten Bereich befindet.Irrespective of the cleaning of the crankcase ventilation gas, it must be ensured that the negative pressure in the engine is within a defined range.
Eine Ölabscheide- und Motorbelüftungseinrichtung für Verbrennungsmotoren mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 ist aus
Aufgabe der Erfindung ist es, eine kostengünstige Ölabscheide- und Motorbelüftungseinrichtung zu schaffen.The object of the invention is to create a cost-effective oil separation and engine ventilation device.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch eine Ölabscheide- und Motorbelüftungseinrichtung gemäß Anspruch 1.The object is achieved according to the invention by an oil separation and engine ventilation device according to claim 1.
Die Ölabscheide- und Motorbelüftungseinrichung für Verbrennungsmotoren gemäß der Erfindung weist ein Gehäuse auf. Das Gehäuse kann mehrere Gehäuseteile aufweisen. Insbesondere weist das Gehäuse zwei Gehäusehälften auf. Das Gehäuse weist mehrere mit einem Kurbelgehäuse des Verbrennungsmotors verbindbaren Gaseinlässe zur Zufuhr eines Gas-Öl-Gemisches auf. Ferner weist das Gehäuse mehrere mit einem Ansaugbereich des Motors verbindbaren Gasauslässe auf. Dem jeweiligen Gasauslass ist in Strömungsrichtung ein Ölabscheider vorgelagert, so dass zwischen dem jeweiligen Gaseinlass und dem jeweiligen Gasauslass ein Abscheiden des Öls aus dem Gas-Öl-Gemisch erfolgt und durch die Gasauslässe gereinigtes Gas dem Ansaugbereich des Motors zugeführt werden kann.The oil separation and engine ventilation device for internal combustion engines according to the invention has a housing. The housing can have several housing parts. In particular, the housing has two housing halves. The housing has a plurality of gas inlets, which can be connected to a crankcase of the internal combustion engine, for supplying a gas-oil mixture. Furthermore, the housing has a plurality of gas outlets that can be connected to an intake area of the engine. An oil separator is installed upstream of the respective gas outlet in the direction of flow, so that the oil is separated from the gas-oil mixture between the respective gas inlet and the respective gas outlet and cleaned gas can be supplied to the intake area of the engine through the gas outlets.
Erfindungsgemäß weist das Gehäuse ferner mehrere Belüftungseinlässe auf, die mit dem Ansaugbereich des Motors verbindbar sind, so dass aus dem Ansaugbereich des Motors Gas durch die Belüftungseinlässe in das Gehäuse der Ölabscheide- und Motorbelüftungseinrichung strömt. Ferner weist das Gehäuse mehrere Belüftungsauslässe auf, die mit dem Kurbelwellengehäuse des Verbrennungsmotors verbindbar sind, um den Motor zu belüften. Des Weiteren ist zwischen den Belüftungseinlässen und dem jeweiligen Belüftungsauslass jeweils eine Ventileinrichtung angeordnet. Die Ventileinrichtung ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass ab einem vorgegebenen Unterdruck innerhalb des Motors ein Öffnen der Ventileinrichtung und somit ein Belüften des Motors erfolgt.According to the invention, the housing also has a plurality of ventilation inlets which can be connected to the intake area of the engine, so that gas flows from the intake area of the engine through the ventilation inlets into the housing of the oil separator and engine ventilation device. The housing also has a plurality of ventilation outlets which can be connected to the crankcase of the internal combustion engine in order to ventilate the engine. Furthermore, a valve device is arranged in each case between the ventilation inlets and the respective ventilation outlet. The valve device is preferably designed in such a way that the valve device opens and the motor is thus ventilated as of a predetermined negative pressure within the motor.
Erfindungsgemäß ist es somit besonders vorteilhaft, dass sowohl die Ölabscheidung als auch die Belüftung über ein Bauteil erfolgt bzw. sowohl die Ölabscheider als auch die Belüftungseinrichtungen innerhalb eines Gehäuses einer Ölabscheide- und Motorbelüftungseinrichung angeordnet sind. Hierdurch ist der Bauraum deutlich verringert.According to the invention, it is therefore particularly advantageous that both the oil separation and the ventilation take place via one component or both the oil separator and the ventilation devices are arranged within a housing of an oil separation and engine ventilation device. As a result, the space is significantly reduced.
In besonders bevorzugter Ausführungsform ist der Gasauslass für das gereinigte Gas-Öl-Gemisch vor einer Drosseleinrichtung des Ansaugbereichs des Motors mit diesem verbunden. Insbesondere erfolgt die Verbindung unmittelbar mit oder vor einem Abgas-Turbolader. Der Belüftungseinlass ist in besonders bevorzugter Ausführungsform mit einem Bereich des Ansaugbereichs des Motors verbunden, der in der Haupt-Strömungsrichtung des Ansaugbereichs ebenfalls vor einer Drosseleinrichtung besonders bevorzugt vor einem Abgas- Turbolader angeordnet ist. In besonders bevorzugter Weiterbildung handelt es sich um dieselbe Leitung, die mit dem Gasauslass der Ölabscheide- und Belüftungseinrichtung verbunden ist. Zumindest können die mehreren Gasauslässe der erfindungsgemäßen Vorrichtung und die mehreren Belüftungseinlässe zu einem gemeinsamen Rohr oder einer gemeinsamen Leitung zusammengeführt sein, die sodann mit dem entsprechenden bevorzugten Ansaugbereich des Motors verbunden ist.In a particularly preferred embodiment, the gas outlet for the cleaned gas-oil mixture is connected to the engine in front of a throttle device of the intake area of the engine. In particular, the connection takes place directly with or in front of an exhaust gas turbocharger. In a particularly preferred embodiment, the ventilation inlet is connected to an area of the intake area of the engine, which is also arranged in the main flow direction of the intake area in front of a throttle device, particularly preferably in front of an exhaust gas turbocharger. In a particularly preferred development, it is the same line that is connected to the gas outlet of the oil separation and ventilation device. At least the several gas outlets of the device according to the invention and the several ventilation inlets can be brought together to form a common pipe or a common line, which is then connected to the corresponding preferred intake area of the engine.
Um eine möglichst kompakte, bauraumsparende Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Ölabscheide- und Motorbelüftungseinrichtung zu schaffen, ist es bevorzugt, dass die Belüftungseinlässe zwischen mindestens zwei Gasauslässen angeordnet sind.In order to create a configuration of the oil separation and engine ventilation device according to the invention that is as compact and space-saving as possible, it is preferred that the ventilation inlets are arranged between at least two gas outlets.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind zwei Belüftungseinlässe vorgesehen, die vorzugsweise jeweils zwischen mindestens zwei Gasauslässen angeordnet sind und besonders bevorzugt von jeweils mehreren Gasauslässen umgeben sind.In a particularly preferred embodiment of the invention, two ventilation inlets are provided, which are preferably each arranged between at least two gas outlets and are particularly preferably each surrounded by a plurality of gas outlets.
Erfindungsgemäß weisen die Ventileinrichtungen eine Durchgangsöffnung auf, die von einem Ventilplättchen verschlossen ist. Erfindungsgemäß sind jeweils zwei Ventilplättchen von einem gemeinsamen Federelement ausgebildet. Bei dem Federelement handelt es sich in bevorzugter Weiterbildung um ein Federblech. Das Federblech, das in unmontiertem Zustand vorzugsweise eben ausgebildet ist wird vorzugsweise durch ein Spannelement derart in dem Gehäuse der Ölabscheide- und Motorbelüftungseinrichtung fixiert, dass auf jedes Ventilplättchen eine Vorspannkraft wirkt. Hierdurch werden die Ventilplättchen gegen einen Randbereich der Durchlassöffnung gedrückt und verschließen somit die Durchlassöffnungen. Ein Öffnen dieser Durchlassöffnungen erfolgt bei einer entsprechenden Druckdifferenz, das heißt insbesondere dann, wenn innerhalb des Motors eine vorgegebene Unterdruckgrenze unterschritten wird. In diesem Zustand erfolgt sodann ein Belüften des Motors.According to the invention, the valve devices have a through-opening which is closed by a small valve plate. According to the invention, two valve plates are formed by a common spring element. In a preferred development, the spring element is a spring plate. The spring plate, which is preferably flat in the unassembled state, is preferably fixed by a tensioning element in the housing of the oil separator and engine ventilation device in such a way that a pretensioning force acts on each small valve plate. As a result, the valve plates are pressed against an edge area of the through-opening and thus close the through-openings. These passage openings open when there is a corresponding pressure difference, that is to say in particular when the pressure falls below a predetermined vacuum limit within the engine. In this state, the engine is then ventilated.
Die Ölabscheider, die insbesondere unter Volllast zur Reinigung des aus dem Kurbelwellengehäuse abgeführten Gas-Öl-Gemisches dienen weisen in bevorzugter Ausführungsform einen sich in Strömungsrichtung verjüngenden Kanal auf. Dies dient zur Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit. Bei mehreren Ölabscheidern weist vorzugsweise jeder Ölabscheider einen derartigen sich verjüngenden Kanal auf.In a preferred embodiment, the oil separators, which are used in particular under full load to clean the gas-oil mixture discharged from the crankshaft housing, have a channel that tapers in the direction of flow. This serves to increase the flow rate. If there are several oil separators, each oil separator preferably has such a tapering channel.
Die Ölabscheider weisen des Weiteren vorzugsweise ein Umlenkelement auf, durch das ein Umlenken des Gas-Öl-Gemisches erfolgt. Die Umlenkung erfolgt hierbei vorzugsweise im Bereich von 90° ±20°. Anschließend strömt das umgelenkte Gas-Öl-Gemisch vorzugsweise gegen eine Prallwand oder dergleichen, um ein Trennen des Öls bzw. ein Abscheiden des Öls aus dem Gas-Öl-Gemisch zu realisieren. Hierdurch erfolgt ein Abscheiden des Öls, da sich feine Öltröpfchen zu größeren Öltropfen vereinigen und somit vom Luftstrom nicht mehr mitgerissen werden. Diese gelten dann als abgeschieden.The oil separators also preferably have a deflection element, by which the gas-oil mixture is deflected. In this case, the deflection preferably takes place in the range of 90°±20°. The deflected gas-oil mixture then preferably flows against a baffle or the like in order to separate the oil or separate the oil from the gas-oil mixture. This separates the oil, since fine oil droplets unite to form larger oil droplets and are therefore no longer carried away by the air flow. These are then considered separated.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Umlenkelemente derart ausgebildet, dass sie zusätzlich eine Durchströmungsöffnung des Ölabscheiders druckabhängig verschließen. Die Durchströmungsöffnung ist vorzugsweise am Ende des sich verjüngenden Kanals ausgebildet. Das Schließen erfolgt hierbei vorzugsweise derart, dass das Umlenkelement als Federelement insbesondere als Federblech ausgebildet ist. Hierbei ist es wiederum bevorzugt, dass das Federelement in nichtmontiertem Zustand eben ausgebildet ist und durch ein Vorspannelement wie einen Steg oder eine Rippe in montiertem Zustand in dem Gehäuse der Ölabscheide- und Motorbelüftungseinrichtung derart gehalten ist, dass das Federelement mit einer Vorspannkraft gegen die mindestens eine Durchströmungsöffnung gedrückt ist.In a particularly preferred embodiment, the deflection elements are designed in such a way that they also close a flow opening of the oil separator in a pressure-dependent manner. The flow opening is preferably formed at the end of the tapering channel. The closing preferably takes place in such a way that the deflection element is designed as a spring element, in particular as a spring plate. In this case, it is again preferred that the spring element is flat in the non-assembled state and is held by a prestressing element such as a web or a rib in the assembled state in the housing of the oil separator and engine ventilation device in such a way that the spring element has a prestressing force against the at least one Flow opening is pressed.
Dient die erfindungsgemäße Ölabscheide- und Motorbelüftungseinrichtung zum Abscheiden von Öl aus dem Gas-Öl-Gemisch, das vom Kurbelgehäuse zugeführt wird sind die Ventileinrichtungen der Belüftungseinrichtungen verschlossen. Die Umlenkelemente der Ölabscheider sind offen, so dass sie durch ein entsprechendes Umlenken des Gas-Öl-Gemisches und Abscheiden des Öls erfolgt. Wird die Ölabscheide- und Motorbelüftungseinrichtung in ihrer Belüftungsfunktion betrieben, sind die Umlenkelemente der Ölabscheider derart angeordnet, dass sie die Durchströmungsöffnung verschließen. Aufgrund des relativ hohen Unterdrucks im Motorraum sind die Belüftungseinrichtungen geöffnet, so dass aus dem Ansaugbereich abgeführtes Gas zur Belüftung in das Kurbelgehäuse strömt.If the oil separation and engine ventilation device according to the invention serves to separate oil from the gas-oil mixture that is supplied from the crankcase, the valve devices of the ventilation devices are closed. The deflection elements of the oil separators are open so that the gas-oil mixture is deflected and the oil separated. If the oil separation and engine ventilation device is operated in its ventilation function, the deflection elements of the oil separator are arranged in such a way that they close the flow opening. Due to the relatively high negative pressure in the engine compartment, the ventilation devices are open, so that gas discharged from the intake area flows into the crankcase for ventilation.
Die Erfindung weist insbesondere den Vorteil auf, dass durch die erfindungsgemäße Ölabscheide- und Motorbelüftungseinrichtung zwei Funktionen miteinander kombiniert sind. Hierdurch kann eine sehr kompakte Bauweise erzielt werden. Ferner ist die Konstruktion derart ausgebildet, dass ein geringer Montageaufwand und auch ein geringer Materialverbrauch erzielt werden kann. Da nur ein Bauteil für beide Funktionen (Ölabscheidung und Belüftung) geprüft werden muss, ist auch der Prüfaufwand verringert.The invention has the particular advantage that the oil separation and engine ventilation device according to the invention combines two functions with one another. As a result, a very compact design can be achieved. Furthermore, the construction is designed in such a way that less assembly effort and less material consumption can be achieved. Since only one component has to be tested for both functions (oil separation and ventilation), the testing effort is also reduced.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
-
1 eine schematische perspektivische Explosionszeichnung der Einzelteile einer erfindungsgemäßen Ausführungsform der Ölabscheide- und Motorbelüftungseinrichtung, -
2 eine schematische Längs-Schnittansicht der Ölabscheide- und Motorbelüftungseinrichtung im Ruhezustand, -
3 eine schematische Längs-Schnittansicht der Ölabscheide- und Motorbelüftungseinrichtung während der Motorbelüftung und -
4 eine schematische Längs-Schnittansicht der Ölabscheide- und Motorbelüftungseinrichtung in dem Zustand als Ölabscheider.
-
1 a schematic perspective exploded view of the individual parts of an embodiment of the oil separator and engine ventilation device according to the invention, -
2 a schematic longitudinal sectional view of the oil separator and engine ventilation device at rest, -
3 a schematic longitudinal sectional view of the oil separator and engine ventilation device during engine ventilation and -
4 a schematic longitudinal sectional view of the oil separator and engine ventilation device in the state as an oil separator.
Die Abscheide- und Motorbelüftungseinrichtung gemäß der Erfindung weist zwei Gehäusehälften 10, 12 auf. Zwischen diesen ist ein Zwischenelement 14 sowie zwei Federbleche 16, 18 angeordnet.The separating and engine ventilation device according to the invention has two
In montiertem Zustand ist in den
Das Gehäuseteil 10 weist mehrere Gaseinlässe 20 auf, die mit dem Kurbelgehäuse verbindbar sind. Das Zwischenelement 14 ist derart ausgebildet, dass es zur Ausbildung von Ölabscheidern 22 Kanäle 24 ausbildet. Die Kanäle 24 sind derart ausgebildet, dass sie sich in Strömungsrichtung eines Gas-Öl-Gemisches, das durch die Gaseinlässe 20 eintritt in
Ferner weist das Gehäusebauteil 12 mit den Strömungsöffnungen 24 korrespondierende Gasauslässe 32 auf, die mit einem Ansaugbereich des Motors verbindbar sind.Furthermore, the
Das Gehäusebauteil 12 weist des Weiteren im dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Belüftungseinlässe 34 auf, wobei jeder Belüftungseinlass 34 jeweils von Gasauslässen 32 umgeben ist (
Sofern die erfindungsgemäße Ölabscheide- und Motorbelüftungseinrichtung als Belüftungseinrichtung dient, strömt in die Belüftungseinlässe 34 (
Die Umlenkelemente 28 der Ölabscheider 22 sind in dem in
Claims (10)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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Owner name: MERCEDES-BENZ GROUP AG, DE Free format text: FORMER OWNER: POLYTEC PLASTICS GERMANY GMBH & CO. KG, 49393 LOHNE, DE Owner name: POLYTEC PLASTICS GERMANY GMBH & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: POLYTEC PLASTICS GERMANY GMBH & CO. KG, 49393 LOHNE, DE Owner name: DAIMLER AG, DE Free format text: FORMER OWNER: POLYTEC PLASTICS GERMANY GMBH & CO. KG, 49393 LOHNE, DE |
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R082 | Change of representative |
Representative=s name: DOMPATENT VON KREISLER SELTING WERNER - PARTNE, DE |
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R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: MERCEDES-BENZ GROUP AG, DE Free format text: FORMER OWNERS: DAIMLER AG, 70327 STUTTGART, DE; POLYTEC PLASTICS GERMANY GMBH & CO. KG, 49393 LOHNE, DE Owner name: POLYTEC PLASTICS GERMANY GMBH & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNERS: DAIMLER AG, 70327 STUTTGART, DE; POLYTEC PLASTICS GERMANY GMBH & CO. KG, 49393 LOHNE, DE Owner name: DAIMLER AG, DE Free format text: FORMER OWNERS: DAIMLER AG, 70327 STUTTGART, DE; POLYTEC PLASTICS GERMANY GMBH & CO. KG, 49393 LOHNE, DE |
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R082 | Change of representative |
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R016 | Response to examination communication | ||
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R020 | Patent grant now final |