DE102021112473A1 - Crankcase ventilation component - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Komponente (10) für eine Kurbelgehäuseentlüftung, wobei die Komponente (10) dazu eingerichtet ist, einen Ölrücklauf (11) bei Überschreiten einer Druckdifferenzschwelle zu drosseln oder schließen. Die Komponente (10) weist einen Strömungsdurchlass (12) mit einem Dichtsitz (13) auf, wobei stromauf vor dem Dichtsitz (13) ein gefedertes Verschlusselement (14) entgegen einer Federkraft mindestens eines Federelements (15) der Komponente (10) gegen den Dichtsitz (13) bewegbar ist, und der Dichtsitz (13) von dem Verschlusselement (14) verschließbar ist. Die Erfindung betrifft zudem eine korrespondierende Entlüftungsvorrichtung (30).The invention relates to a component (10) for crankcase ventilation, the component (10) being set up to throttle or close an oil return (11) when a pressure difference threshold is exceeded. The component (10) has a flow passage (12) with a sealing seat (13), with upstream of the sealing seat (13) a spring-loaded closure element (14) against a spring force of at least one spring element (15) of the component (10) against the sealing seat (13) can be moved, and the sealing seat (13) can be closed by the closure element (14). The invention also relates to a corresponding ventilation device (30).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Komponente für eine Kurbelgehäuseentlüftung eines Verbrennungsmotors nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Entlüftungsvorrichtung mit einer entsprechenden Komponente nach dem Oberbegriff von Anspruch 12.The present invention relates to a component for crankcase ventilation of an internal combustion engine according to the preamble of claim 1 and a ventilation device with a corresponding component according to the preamble of
Im Stand der Technik sind Vorrichtungen zur Kurbelgehäuseentlüftung eines Verbrennungsmotors bekannt, welche zur Ölabscheidung dienen und zur Sicherstellung niedriger Kurbelgehäusedrücke eingesetzt werden. Dabei beeinflussen die vorliegenden Drücke in einer Entlüftungsvorrichtung und auch im Kurbelgehäuse sowie im Ansaugtrakt die Abscheidewirkung des Ölabscheiders sowie die Effizienz des Gesamtsystems. Ferner ist es in bestimmten Betriebspunkten des Verbrennungsmotors möglich, dass eine kontinuierliche Ölrückführung verhindert wird.Devices for crankcase ventilation of an internal combustion engine are known in the prior art, which are used for oil separation and to ensure low crankcase pressures. The pressures present in a ventilation device and also in the crankcase and in the intake tract influence the separating effect of the oil separator and the efficiency of the overall system. Furthermore, it is possible at certain operating points of the internal combustion engine that a continuous return of oil is prevented.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Komponente für eine Kurbelgehäuseentlüftung eines Verbrennungsmotors sowie eine entsprechende Entlüftungsvorrichtung anzugeben, welche eine hohe Effizienz über einen weiten Bereich von Betriebszuständen ermöglicht und eine kontinuierliche Ölrückführung sicherstellt.It is the object of the present invention to specify a component for crankcase ventilation of an internal combustion engine and a corresponding ventilation device which enables high efficiency over a wide range of operating states and ensures continuous oil return.
Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Es wird eine Komponente für eine Kurbelgehäuseentlüftung vorgeschlagen, wobei die Komponente dazu eingerichtet ist, einen Ölrücklauf bei Überschreiten einer Druckdifferenzschwelle zu drosseln oder zu schließen, wobei die Komponente einen Strömungsdurchlass mit einem Dichtsitz aufweist, wobei stromauf vor dem Dichtsitz ein gefedertes Verschlusselement entgegen einer Federkraft mindestens eines Federelements der Komponente gegen den Dichtsitz bewegbar ist, und der Dichtsitz von dem Verschlusselement, vorzugsweise im Wesentlichen, verschließbar ist.The object of the invention is solved by the features of the independent claims. A component for crankcase ventilation is proposed, the component being set up to throttle or close an oil return when a pressure difference threshold is exceeded, the component having a flow passage with a sealing seat, with a spring-loaded closing element upstream of the sealing seat against a spring force at least a spring element of the component can be moved against the sealing seat, and the sealing seat can be closed, preferably essentially, by the closure element.
Die Komponente dient dazu den Volumenstrom in einer Entlüftungsvorrichtung an einem Ölrücklauf zu begrenzen und dementsprechend den Druckabfall über den Ölrücklauf hochzuhalten, damit weniger Gas zirkulieren kann. Der begrenzte Volumenstrom im Ölrücklauf sowie auch der Druckabfall bezieht sich auf die Strömungsrichtung des Volumenstroms von der Entlüftungsvorrichtung zu einem Kurbelgehäuse hin. Hierin unterscheidet sich die Komponente grundsätzlich von einem Rückschlagventil, welches jeglichen Volumenstrom einer unerwünschten Richtung unterbinden kann. Dagegen ist die Komponente im Grundzustand unterhalb der Druckdifferenzschwelle offen, d.h. ein Volumenstrom ist grundsätzlich in Strömungsrichtung möglich. Der Volumenstrom ist beispielsweise ein Gasstrom und/oder Ölstrom. Wird die Druckdifferenzschwelle überschritten, ergibt sich am Verschlusselement ebenfalls eine ausreichende Druckdifferenz, um das Verschlusselement entgegen der Federkraft des Federelements auf den Dichtsitz zu bewegen. Dies bewirkt einen Verschluss zwischen dem gefederten Verschlusselement und dem Dichtsitz solange die Druckdifferenz oberhalb der Druckdifferenzschwelle vorliegt. Die Komponente dient bei Überschreiten der Druckdifferenzschwelle, welche bei einem Überschreiten grundsätzlich auch zu einem zu hohen Volumenstrom führen würde, dazu, den Druckabfall über den Ölrücklauf, vorzugsweise schlagartig, zu erhöhen bzw. dieses zu schließen.The component is used to limit the volume flow in a ventilation device on an oil return and accordingly to keep the pressure drop across the oil return high so that less gas can circulate. The limited volume flow in the oil return as well as the pressure drop relates to the flow direction of the volume flow from the ventilation device to a crankcase. This is where the component differs fundamentally from a non-return valve, which can prevent any volume flow in an undesired direction. In contrast, the component is open in the basic state below the pressure difference threshold, i.e. a volume flow is basically possible in the direction of flow. The volume flow is, for example, a gas flow and/or oil flow. If the pressure difference threshold is exceeded, there is also a sufficient pressure difference on the closure element to move the closure element against the spring force of the spring element onto the sealing seat. This causes a closure between the spring-loaded closure element and the sealing seat as long as the pressure difference is above the pressure difference threshold. When the pressure difference threshold is exceeded, which would also result in an excessive volume flow if exceeded, the component serves to increase the pressure drop across the oil return, preferably suddenly, or to close it.
Die Druckdifferenzschwelle wird demnach überschritten, wenn der Druck in einem Ölrücklauf auf der Seite einer Entlüftungsvorrichtung bzw. des Ölabscheiders um einen entsprechenden Faktor höher ist als auf der Seite eines Kurbelgehäuses oder am Ende eines Ölrücklaufs. Die Komponente, welche auch als Antidruckschaltventil bezeichnet werden kann, schließt sich vorzugsweise damit bei einem hohen Volumenstrom, welcher durch die entsprechende hohe Druckdifferenz über der Druckdifferenzschwelle bewirkt wird. Es handelt sich somit vorzugsweise um ein selbstschließendes Ventil, das bei Erreichen einer Druckschwelle schließt, wodurch es sich von einem Druckschaltventil, das bei Erreichen einer Druckschwelle öffnet, unterscheidet. Dementsprechend kann vorzugsweise ein selbstschließender Ölrücklauf mit der Komponente ausgeführt werden. Ferner kann es sich bei der Komponente um ein selbstdrosselndes Ventil handeln, welches vorzugsweise bei einem hohen Volumenstrom drosselt, welcher durch die entsprechend hohe Druckdifferenz über der Druckdifferenzschwelle bewirkt wird. Dementsprechend kann vorzugsweise ein selbstdrosselnder Ölrücklauf mit der Komponente ausgeführt werden.The pressure difference threshold is accordingly exceeded when the pressure in an oil return on the side of a ventilation device or the oil separator is higher by a corresponding factor than on the side of a crankcase or at the end of an oil return. The component, which can also be referred to as an anti-pressure switching valve, preferably closes when there is a high volume flow, which is caused by the correspondingly high pressure difference above the pressure difference threshold. It is therefore preferably a self-closing valve that closes when a pressure threshold is reached, as a result of which it differs from a pressure switching valve that opens when a pressure threshold is reached. Accordingly, a self-closing oil return can preferably be carried out with the component. Furthermore, the component can be a self-throttling valve, which preferably throttles at a high volume flow, which is brought about by the correspondingly high pressure difference above the pressure difference threshold. Accordingly, a self-throttling oil return can preferably be carried out with the component.
Mittels der vorgeschlagenen Komponente kann vorteilhaft sichergestellt werden, dass in ungünstigen Betriebszuständen nicht zu große Mengen des Gemisches aus Gas und Öl bzw. Blow-By-Gas einen Ölrücklauf wieder zum Gaseinlass einer Entlüftungsvorrichtung zirkuliert und die Entlüftung bzw. Ölabscheidung ineffizient wird.The proposed component can advantageously ensure that, in unfavorable operating states, not too large amounts of the mixture of gas and oil or blow-by gas circulate an oil return back to the gas inlet of a ventilation device and the ventilation or oil separation becomes inefficient.
Der Strömungsdurchlass kann beispielsweise in einem Basisteil, vorzugsweise aus Kunststoff, angeordnet sein, welcher stromauf in den Dichtsitz endet.The flow passage can be arranged, for example, in a base part, preferably made of plastic, which ends upstream in the sealing seat.
In einer vorteilhaften Ausführungsformen kann das Verschlusselement beispielsweise einseitig an einer Federzunge befestigt sein.In an advantageous embodiment, the closure element can be attached to a spring tongue on one side, for example.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das Federelement vorzugsweise mindestens ein Paar von Federarmen, insbesondere genau ein Paar von Federarmen, umfassen, die seitlich an dem Verschlusselement angeordnet sind. Bei genau einem Paar von Federarmen ist es vorteilhaft, wenn diese beidseitig und mittig an dem Verschlusselement, insbesondere mittig in Bezug zu einer Haupterstreckung der Federarme, angeordnet sind.In a further advantageous embodiment, the spring element can preferably comprise at least one pair of spring arms, in particular precisely one pair of spring arms, which are arranged on the side of the closure element. With exactly one pair of spring arms, it is advantageous if these are arranged on both sides and centrally on the closure element, in particular centrally in relation to a main extension of the spring arms.
Gemäß einer Weiterentwicklung wird vorgeschlagen, dass das Verschlusselement radial von dem mindestens einen Federelement umgeben ist. Beispielsweise kann das Verschlusselement von drei über den Umfang des Verschlusselements verteilten Federelementen radial umgeben sein. Hierdurch kann ein über den Dichtsitz gleichmäßig verteilter Anpressdruck erreicht werden, da die Federkraft des Federelements gleichmäßig eingeleitet wird. Das Verschlusselement ist vorzugsweise zur Abdeckung eines beispielweise kreisförmigen Dichtsitzes eingerichtet.According to a further development, it is proposed that the closure element is surrounded radially by the at least one spring element. For example, the closure element can be radially surrounded by three spring elements distributed over the circumference of the closure element. As a result, a contact pressure that is evenly distributed over the sealing seat can be achieved, since the spring force of the spring element is introduced evenly. The closure element is preferably designed to cover a, for example, circular sealing seat.
Es wird ferner vorgeschlagen, dass das Federelement ein oder mehrere Federarme umfasst, welche sich ausgehend von dem Verschlusselement spiralförmig nach radial außen erstrecken.It is further proposed that the spring element comprises one or more spring arms which, starting from the closure element, extend spirally radially outwards.
Es können somit vergleichsweise lange Federarme, die radial an dem Verschlusselement angeordnet sind, bei geringer radialer Ausdehnung der Komponente erreicht werden. Spiralförmig bezieht sich hierbei vorzugsweise auf die Ebene bzw. die Ausrichtung des Verschlusselements, so dass der jeweilige Federarm mit Blick in Strömungsrichtung eine Spiralform zeigt.Comparatively long spring arms, which are arranged radially on the closure element, can thus be achieved with a small radial expansion of the component. In this case, spiral preferably refers to the plane or the orientation of the closure element, so that the respective spring arm shows a spiral shape when viewed in the direction of flow.
In möglichen alternativen Ausführungsformen können Spiralfedern als Federelemente eingesetzt werden.In possible alternative embodiments, spiral springs can be used as spring elements.
Gemäß einer Weiterentwicklung wird vorgeschlagen, dass das Verschlusselement mit dem Federelement zusammen als Integralteil ausgebildet ist. Dies ermöglicht eine besonders einfache Bauweise, insbesondere in Kombination mit mehreren Federarmen, die sich ausgehend von dem Verschlusselement spiralförmig nach radial außen erstrecken. Dies begünstigt eine vorteilhafte Federkennlinie insbesondere bei einem Integralteil mit konstanter Materialstärke.According to a further development, it is proposed that the closure element is designed together with the spring element as an integral part. This enables a particularly simple design, in particular in combination with a plurality of spring arms which, starting from the closure element, extend radially outward in a spiral shape. This promotes an advantageous spring characteristic, particularly in the case of an integral part with a constant material thickness.
Gemäß einer Weiterentwicklung wird vorgeschlagen, dass das Integralteil mindestens eine Strömungsöffnung aufweist. Die Strömungsöffnung bewirkt, dass das Integralteil, welches beispielsweise senkrecht zur Strömungsrichtung eingesetzt ist, vollumfänglich in der Komponente anliegen kann, was die Positionierung und Abdichtung des Integralteils in der Komponente vereinfacht.According to a further development, it is proposed that the integral part has at least one flow opening. The flow opening has the effect that the integral part, which is inserted perpendicularly to the direction of flow, for example, can bear against the component over its entire circumference, which simplifies the positioning and sealing of the integral part in the component.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Integralteil ein Blechteil. Ein Blechteil kann kostengünstig durch Stanzen hergestellt werden. Als Material für das Blech eignet sich beispielsweise Federstahl.In an advantageous embodiment, the integral part is a sheet metal part. A sheet metal part can be produced inexpensively by stamping. Spring steel, for example, is suitable as the material for the sheet metal.
Gemäß einer Weiterentwicklung wird vorgeschlagen, dass das Integralteil mindestens eine Bohrung radial außerhalb des Federelements aufweist, wobei die Komponente mindestens eine mit dem Strömungsdurchlass verbundene Rastnase aufweist, die entgegen der Strömungsrichtung angeordnet ist, auf die das Integralteil mit der mindestens einen Bohrung aufgesteckt ist.According to a further development, it is proposed that the integral part has at least one bore radially outside of the spring element, with the component having at least one latching lug connected to the flow passage, which is arranged counter to the direction of flow, onto which the integral part with the at least one bore is attached.
Die Ausrichtung der mindestens einen Rastnase entgegen der Strömungsrichtung ermöglicht eine einfache Montage, wobei die vorgesehene Druckdifferenz in der Komponente das Integralteil gegen eine Auflagefläche um die Rastnase drückt und auch bei sehr hohen Druckdifferenzen oberhalb der Druckschwelle sichert. Es sind bevorzugt drei entsprechende Rastnasen vorgesehen. In diesem Fall weist das Integral vorzugsweise drei korrespondierende Bohrungen auf. Dementsprechend ist eine Befestigung des Integralteils in der Komponente für die Kurbelgehäuseentlüftung am äußeren Umfang möglich, wobei sich radial innen das Federelement bzw. die Federarme anschließen können, die das vorzugsweise zentrale angeordnete Verschlusselement radial umringen. Der mindestens eine Strömungsdurchlass kann beispielsweise zwischen dem Verschlusselement und der mindestens einen Bohrung angeordnet sein.The orientation of the at least one locking lug against the direction of flow enables simple assembly, with the pressure difference provided in the component pressing the integral part against a bearing surface around the locking lug and securing it even at very high pressure differences above the pressure threshold. There are preferably three corresponding locking lugs provided. In this case, the integral preferably has three corresponding bores. Accordingly, it is possible to fasten the integral part in the component for the crankcase ventilation on the outer circumference, with the spring element or the spring arms being able to connect radially on the inside, which radially encircle the preferably centrally arranged closure element. The at least one flow passage can be arranged, for example, between the closure element and the at least one bore.
Gemäß einer Weiterentwicklung wird vorgeschlagen, dass das Integralteil mindestens eine Bohrung radial außerhalb des Federelements aufweist, wobei die Komponente mindestens eine mit dem Strömungsdurchlass verbundene Nietvorrichtung aufweist, mit der das Integralteil mit der mindestens einen Bohrung vernietbar ist.According to a further development, it is proposed that the integral part has at least one bore radially outside of the spring element, the component having at least one riveting device connected to the flow passage, with which the integral part can be riveted to the at least one bore.
Gemäß einer Weiterentwicklung wird vorgeschlagen, dass die Komponente einen gedrosselten By-Pass-Kanal aufweist. Ein gedrosselter By-Pass-Kanal verhindert das Aufstauen größerer Mengen Öl, wenn die Komponente bzw. wenn der Dichtsitz von dem Verschlusselement geschlossen ist, so dass eine Rückführung von Öl über den Ölrücklauf jederzeit möglich ist. Die Drosselung des By-Pass-Kanals bewirkt, dass der Effekt der Schließung des Dichtsitzes nicht konterkariert wird, und eine unnötige Zirkulation durch die Entlüftungsvorrichtung vermieden werden kann. Dementsprechend kann ein selbstdrosselnderAccording to a further development, it is proposed that the component has a throttled by-pass channel. A throttled by-pass channel prevents larger amounts of oil from accumulating when the component or when the sealing seat is closed by the closing element, so that oil can be returned via the oil return at any time. The throttling of the by-pass channel means that the effect of closing the sealing seat is not thwarted and unnecessary circulation through the ventilation device can be avoided. Accordingly, a self-throttling
Ölrücklauf mit der vorgeschlagenen Komponente ausgeführt werden. Die Komponente erhöht folglich bei Überschreiten der Druckdifferenzschwelle den Druckabfall über den Ölrücklauf, vorzugweise schlagartig, damit nicht so viel Gas zirkulieren kann. Die Drosselung des By-Pass-Kanals bewirkt ferner, dass der Druckabfall über den Ölrücklauf hochgehalten werden kann, um die durchströmende Gasmenge bzw. den Volumenstrom auch bei hohen Differenzdrücken nicht zu groß werden zu lassen.Oil return can be carried out with the suggested component. The component consequently increases when the pressure difference is exceeded increase the pressure drop across the oil return, preferably suddenly, so that not so much gas can circulate. The throttling of the by-pass channel also means that the pressure drop across the oil return can be kept high so that the amount of gas flowing through or the volumetric flow does not become too great even at high differential pressures.
Vorzugsweise weist die Komponente einen gedrosselten By-Pass-Kanal auf, welcher von dem Verschlusselement nicht verschließbar ist, wodurch der durch die Komponente verschlossene Ölrücklauf umgangen werden kann. Dementsprechend ist die Komponente dazu eingerichtet, einen Ölrücklauf bei Überschreiten einer Druckdifferenzschwelle weitestgehend zu schließen. Daher ist ein Rückfluss von Öl auch bei sehr hohen Druckdifferenzen oberhalb der Druckdifferenzschwelle möglich. Im By-Pass-Kanal ist jedoch ein so hoher Druckverlust durch die Geometrie erzeugt, dass sich kein unerwünscht großer Volumenstrom durch die Komponente bilden kann, der sich wiederum negativ auf den Druckverlauf in einer Entlüftungsvorrichtung auswirken könnte.The component preferably has a throttled bypass channel which cannot be closed by the closure element, as a result of which the oil return closed by the component can be bypassed. Accordingly, the component is set up to largely close an oil return when a pressure difference threshold is exceeded. A backflow of oil is therefore possible even with very high pressure differences above the pressure difference threshold. In the bypass channel, however, such a high pressure loss is generated by the geometry that no undesirably large volume flow can form through the component, which in turn could have a negative effect on the pressure profile in a venting device.
Es wird weiter vorgeschlagen, dass der Dichtsitz eine Kerbe als By-Pass-Kanal aufweist. Dies ermöglicht eine einfache Herstellbarkeit beispielsweise in einem Basisteil aus Kunststoff. Weiterhin kann ein Zusetzen des gedrosselten By-Pass-Kanals verhindert werden.It is further proposed that the sealing seat has a notch as a bypass channel. This enables simple manufacturability, for example in a base part made of plastic. Furthermore, clogging of the throttled by-pass channel can be prevented.
Gemäß einer Weiterentwicklung wird vorgeschlagen, dass das Verschlusselement eine Durchgangsöffnung als einen gedrosselten By-Pass-Kanal aufweist. Die Durchgangsöffnung in dem Verschlusselement bewirkt einen einfachen und kostengünstigen gedrosselten By-Pass-Kanal, welcher einen begrenzten Querschnitt aufweist. Der Querschnitt der Durchgangsöffnung ist kleiner als der Querschnitt der Öffnung zwischen Verschlusselement und Dichtsitz in einem Zustand unterhalb der Druckdifferenzschwelle. Mit der vorgeschlagenen Durchgangsöffnung ist ein Ölrücklauf durch das Verschlusselement selbst möglich, wenn das Verschlusselement entgegen der Federkraft auf den Dichtsitz gedrückt ist und diesen verschließt.According to a further development, it is proposed that the closure element has a through-opening as a throttled bypass channel. The through-opening in the closure element results in a simple and inexpensive throttled by-pass channel which has a limited cross-section. The cross section of the passage opening is smaller than the cross section of the opening between the closure element and the sealing seat in a state below the pressure difference threshold. With the proposed through-opening, oil can flow back through the closure element itself if the closure element is pressed against the spring force onto the sealing seat and closes it.
Weiterhin wird zur Lösung der Aufgabe eine Entlüftungsvorrichtung zur Kurbelgehäuseentlüftung eines Verbrennungsmotors vorgeschlagen, wobei die Entlüftungsvorrichtung einen Gaseinlass für den Einlass von Blow-By-Gas aus einem Kurbelgehäuse, einen Ölabscheider zum Abscheiden von Öl aus dem Blow-By-Gas, der ausgangsseitig einen Gasauslass aufweist, und mindestens einen Ölrücklauf zum Abführen von abgeschiedenem Öl umfasst, wobei eine vorgeschlagene Komponente nach einem der Ansprüche 1 bis 10 in dem mindestens einen Ölrücklauf angeordnet ist.Furthermore, to solve the problem, a ventilation device for crankcase ventilation of an internal combustion engine is proposed, the ventilation device having a gas inlet for the intake of blow-by gas from a crankcase, an oil separator for separating oil from the blow-by gas, the outlet side a gas outlet has, and comprises at least one oil return for discharging separated oil, wherein a proposed component according to any one of claims 1 to 10 is arranged in the at least one oil return.
Dementsprechend weist der Ölrücklauf in Ruhestellung und bei niedrigen Druckdifferenzen unterhalb der Druckdifferenzschwelle einen großen Rücklaufquerschnitt auf, so dass das Öl in einen anderen Raum abfließen kann. Dieser Raum kann beispielsweise ein Kurbelgehäuse oder ein weiterer Raum sein, von dem das Öl anschließend in ein Kurbelgehäuse zurückfließen kann. Zusammen mit einem vorgeschlagenen gedrosselten By-Pass-Kanal kann bei einer hohen Druckdifferenz, welche sich beispielsweise aus dem Betriebspunkt eines Verbrennungsmotors oder aus der Aktivität einer Pumpe, beispielsweise einer Saugstrahlpumpe, in der Entlüftungsvorrichtung ergibt, Öl weiterhin zurückgeführt werden. Der Querschnitt des By-Pass-Kanals kann so klein gewählt werden, dass beispielsweise im Stillstand eines Motors keine zügige Rückführung von Öl möglich ist.Accordingly, the oil return has a large return cross-section in the rest position and at low pressure differences below the pressure difference threshold, so that the oil can flow off into another space. This space can be, for example, a crankcase or another space from which the oil can then flow back into a crankcase. Together with a proposed throttled bypass channel, oil can continue to be returned in the venting device if there is a high pressure difference, which results, for example, from the operating point of an internal combustion engine or from the activity of a pump, for example a suction jet pump. The cross section of the bypass channel can be chosen so small that, for example, when the engine is at a standstill, oil cannot be returned quickly.
Gemäß einer Weiterentwicklung wird vorgeschlagen, dass in einem Raum vor einem Ölabscheider ein zusätzlicher Ölrücklauf vorgesehen ist, wobei die Komponente zumindest in dem zusätzlichen Ölrücklauf angeordnet ist. Hierdurch kann Öl, welches sich in der Entlüftungsvorrichtung vorzeitig außerhalb eines dafür vorgesehen Ölabscheiders ansammelt, kontinuierlich über einen weiten Betriebsbereich zurückgeführt werden. Der zusätzliche Ölrücklauf beeinflusst aufgrund der vorgesehenen Komponente den Druckverlauf in der Entlüftungsvorrichtung nicht negativ, so dass der nachgelagerte Ölabscheider effizient betrieben werden kann.According to a further development, it is proposed that an additional oil return be provided in a space in front of an oil separator, with the component being arranged at least in the additional oil return. As a result, oil that accumulates prematurely in the ventilation device outside of an oil separator provided for this purpose can be continuously returned over a wide operating range. Due to the components provided, the additional oil return does not negatively affect the pressure profile in the venting device, so that the downstream oil separator can be operated efficiently.
Es wird gemäß einer Weiterentwicklung vorgeschlagen, dass ein Ölabscheider vorgesehen ist, welcher ausgangseitig einen weiteren Ölabscheider aufweist, wobei in einem Abschnitt zwischen den Ölabscheidern ein zusätzlicher Ölrücklauf vorgesehen ist, wobei die Komponente zumindest in dem zusätzlichen Ölrücklauf angeordnet ist.According to a further development, it is proposed that an oil separator be provided which has a further oil separator on the output side, with an additional oil return being provided in a section between the oil separators, with the component being arranged at least in the additional oil return.
Bei einer derartigen Reihenschaltung von Ölabscheidern kann durch die entsprechend angeordnete Komponente erreicht werden, dass auch an dem oder den hinteren Ölabscheidern eine ausreichend hohe Druckdifferenz für einen hohen Abscheidegrad über einen weiten Betriebsbereich vorliegt.With such a series connection of oil separators, the appropriately arranged components can ensure that there is also a sufficiently high pressure difference at the rear oil separator or separators for a high degree of separation over a wide operating range.
Es wird weiter vorgeschlagen, dass mindestens ein Ölrücklauf, in dem die Komponente angeordnet ist, in einen weiteren Ölrücklauf, vorzugsweise eines Ölabscheiders, mündet. Die entsprechend eingesetzte Komponente ermöglicht eine Vermeidung von mehrere Ölrückläufen, was Bauraum einspart und zudem beispielsweise einen gemeinsamen, besonders aufwendig ausgeführten Ölrücklauf unter Ölniveau ermöglicht. Dies kann insbesondere bei einer Reihenschaltung von mehreren Ölabscheidern oder mehreren in Reihe vorgesehenen Abschnitten bzw. Räumen in der Entlüftungsvorrichtung vorteilhaft sein. Der mindestens eine Ölrücklauf, in dem die Komponente angeordnet ist, kann auch als Ölvorlauf bezeichnet werden, welcher, in möglichen Ausführungsformen auch kaskadiert, schließlich in den Ölrücklauf mündet.It is further proposed that at least one oil return, in which the component is arranged, opens into a further oil return, preferably an oil separator. The correspondingly used component makes it possible to avoid several oil returns, which saves installation space and also, for example, a common, particularly complex design Allows oil return below oil level. This can be advantageous in particular in the case of a series connection of a plurality of oil separators or a plurality of sections or spaces provided in a row in the ventilation device. The at least one oil return, in which the component is arranged, can also be referred to as an oil feed, which, in possible embodiments, also cascades, finally opens into the oil return.
Gemäß einer Weiterentwicklung wird vorgeschlagen, dass die Entlüftungsvorrichtung eine Saugstrahlpumpe, welche einen Einlass für Blow-By-Gas, einen Einlass für Treibgas und einen Auslass für ein Gemisch aus Blow-By-Gas und Treibgas aufweist, umfasst. Die Saugstrahlpumpe ist strömungstechnisch zwischen dem Gaseinlass und dem Ölabscheider angeordnet, und das Gemisch aus Blow-By-Gas und Treibgas ist von der Saugstrahlpumpe zu einem Einlass des Ölabscheiders förderbar. Zwischen dem Auslass der Saugstrahlpumpe und dem Einlass des Ölabscheiders ist ein zusätzlicher Ölrücklauf vorgesehen, wobei die Komponente zumindest in dem zusätzlichen Ölrücklauf angeordnet ist.According to a further development, it is proposed that the venting device comprises an ejector pump which has an inlet for blow-by gas, an inlet for propellant gas and an outlet for a mixture of blow-by gas and propellant gas. In terms of flow, the ejector pump is arranged between the gas inlet and the oil separator, and the mixture of blow-by gas and propellant gas can be conveyed from the ejector pump to an inlet of the oil separator. An additional oil return is provided between the outlet of the ejector pump and the inlet of the oil separator, with the component being arranged at least in the additional oil return.
Für die Effizienz der Ölabscheidung über einen weiten Betriebsbereich kann es vorteilhaft sein, die Saugstrahlpumpe strömungstechnisch vor dem Ölabscheider anzuordnen. Die Saugstrahlpumpe ist dementsprechend stromaufwärts von dem Ölabscheider angeordnet. Blow-By-Gas strömt aus dem Kurbelgehäuse in die Saugstrahlpumpe ein und wird von einem Treibgas bzw. Treibluft, welches mit höherer Geschwindigkeit als das Blow-By-Gas in die Saugstrahlpumpe eingeleitet wird, vermischt. Der Ölabscheider wird mit dem entstehenden Gemisch aus Blow-By-Gas und Treibgas beaufschlagt und scheidet das Öl aus dem gemischten Gasstrom ab.For the efficiency of the oil separation over a wide operating range, it can be advantageous to arrange the ejector pump in front of the oil separator in terms of flow. The ejector pump is accordingly arranged upstream of the oil separator. Blow-by gas flows from the crankcase into the ejector pump and is mixed by a propellant gas or propellant air, which is introduced into the ejector pump at a higher speed than the blow-by gas. The resulting mixture of blow-by gas and propellant gas is applied to the oil separator and separates the oil from the mixed gas flow.
Der vorgeschlagene zusätzlich Ölrücklauf mit der Komponente ist strömungstechnisch zwischen Saugstrahlpumpe und Ölabscheider angeordnet, d.h. stromab der Saugstrahlpumpe und stromauf des Ölabscheiders. Daher kann ein kontinuierlicher Betrieb der Entlüftungsvorrichtung über einen sehr weiten Betriebsbereich eines Verbrennungsmotors ermöglicht werden, was durch die sich einstellenden Druckverhältnisse erreicht werden kann. Die Beaufschlagung der Saugstrahlpumpe mit Blow-By-Gas ist zwar grundsätzlich nachteilig gegenüber einer Beaufschlagung mit ölfreiem Gas, da systembedingt ein gewisser ölabscheidender Effekt in der Saugstrahlpumpe auftritt, der die Effizienz, insbesondere bei längeren Betriebszeiten, der Saugstrahlpumpe negativ beeinflusst. Jedoch kann der vorgeschlagene zusätzliche Ölrücklauf mit der Komponente hinter der Saugstrahlpumpe Öl bzw. größere Öltropfen abführen, welche als Nebeneffekt der Saugstrahlpumpe abgeschieden werden, insbesondere wenn sich am Auslass der Saugstrahlpumpe eine Prallplatte befindet, so dass insgesamt eine verbesserte Entlüftungsvorrichtung erreicht werden kann.The proposed additional oil return with the component is arranged in terms of flow between the ejector pump and the oil separator, i.e. downstream of the ejector pump and upstream of the oil separator. Continuous operation of the ventilation device can therefore be made possible over a very wide operating range of an internal combustion engine, which can be achieved by the pressure conditions that are established. Applying blow-by gas to the ejector pump is fundamentally disadvantageous compared to applying oil-free gas, since the system causes a certain oil-separating effect to occur in the ejector pump, which has a negative impact on the efficiency of the ejector pump, especially during longer operating times. However, the proposed additional oil return with the component behind the ejector pump can drain oil or larger oil droplets, which are separated as a side effect of the ejector pump, especially if there is a baffle plate at the outlet of the ejector pump, so that an improved ventilation device can be achieved overall.
In weiteren möglichen Ausführungsformen kann ein weiterer zusätzlicher Ölrücklauf strömungstechnisch in einem Abschnitt vor der Saugstrahlpumpe angeordnet sein.In further possible embodiments, another additional oil return flow can be arranged in a section in front of the ejector pump.
In möglichen Ausführungsformen kann ein Druckregelventil in der Entlüftungsvorrichtung vorgesehen sein, welches beispielsweise stromauf der Saugstrahlpumpe angeordnet ist. Ferner kann ein Druckregelventil beispielsweise vor einem Gasauslass der der Entlüftungsvorrichtung, d.h. am strömungstechnisch am Ende der Entlüftungsvorrichtung angeordnet sein.In possible embodiments, a pressure control valve can be provided in the ventilation device, which is arranged, for example, upstream of the ejector pump. Furthermore, a pressure control valve can be arranged, for example, in front of a gas outlet of the venting device, i.e. at the end of the venting device in terms of flow.
Ferner kann in einem oder mehreren Ölrückläufen zusätzlich ein Rückschlagventil vorgesehen sein, wodurch ein Rückfluss von Medien aus einem Kurbelwellengehäuse durch den entsprechenden Ölrücklauf im Fall von derartigen Druckverhältnissen verhindert wird.Furthermore, a non-return valve can also be provided in one or more oil returns, as a result of which a backflow of media from a crankshaft housing through the corresponding oil return is prevented in the case of such pressure conditions.
In vorteilhaften Ausführungsformen kann in einem Ölrücklauf eine Drossel vorgesehen sein, um beispielsweise eine unerwünschte Zirkulation vor einem Ölabscheider zu vermeiden.In advantageous embodiments, a throttle can be provided in an oil return, for example in order to avoid undesired circulation in front of an oil separator.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Dabei zeigt
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1 eine schematische Darstellung einer Komponente für eine Kurbelgehäuseentlüftung unterhalb der Druckschwelle; -
2 eine schematische Darstellung einer Komponente für eine Kurbelgehäuseentlüftung oberhalb der Druckschwelle; -
3 eine schematische Darstellung einer Komponente für eine Kurbelgehäuseentlüftung mit einem By-Pass-Kanal unterhalb der Druckschwelle; -
4 eine schematische Darstellung einer Komponente für eine Kurbelgehäuseentlüftung mit einem By-Pass-Kanal oberhalb der Druckschwelle; -
5 eine Komponente mit einem Integralteil in einer isometrischen Ansicht; -
6 eine Komponente in einer isometrischen Ansicht mit einem Strömungsdurchlass; -
7 eine Seitenansicht einer Komponente für eine Kurbelgehäuseentlüftung; -
8 ein Integralteil in einer Aufsicht; -
9 eine Entlüftungsvorrichtung mit einer Komponente in einem zusätzlichen Ölrücklauf; -
10 eine Entlüftungsvorrichtung mit einer Komponente in einem zusätzlichen Ölrücklauf und einem Druckregelventil; -
11 eine Entlüftungsvorrichtung mit zwei Ölabscheidern in Reihe und einer Komponente in einem zusätzlichen Ölrücklauf; -
12 eine Entlüftungsvorrichtung mit zwei zusätzlichen Räumen mit jeweils einer Komponente in einem zusätzlichen Ölrücklauf; -
13 eine Entlüftungsvorrichtung mit einer Saugstrahlpumpe und einer Komponente in einem zusätzlichen Ölrücklauf; und -
14 eine Entlüftungsvorrichtung mit einer Saugstrahlpumpe, einer Komponente in einem zusätzlichen Ölrücklauf und einem Druckregelventil.
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1 a schematic representation of a component for a crankcase ventilation below the pressure threshold; -
2 a schematic representation of a component for a crankcase ventilation above the pressure threshold; -
3 a schematic representation of a component for a crankcase ventilation with a bypass channel below the pressure threshold; -
4 a schematic representation of a component for a crankcase ventilation with a bypass channel above the pressure threshold; -
5 a component with an integral part in an isometric view; -
6 a component in an isometric view with a flow passage; -
7 a side view of a component for a crankcase ventilation; -
8th an integral part in a top view; -
9 a breather device having a component in an additional oil return; -
10 a ventilation device with a component in an additional oil return and a pressure control valve; -
11 a ventilation device with two oil separators in series and a component in an additional oil return; -
12 a ventilation device with two additional spaces, each with a component in an additional oil return; -
13 a venting device with a suction jet pump and a component in an additional oil return; and -
14 a ventilation device with a suction jet pump, a component in an additional oil return and a pressure control valve.
Es kann daher sinnvoll sein, nur im Stillstand oder bei geringen Druckdifferenzen unterhalb der Druckdifferenzschwelle rückzuführen und im Betrieb nicht oder nur begrenzt durch einen begrenzten Querschnitt. Ein begrenzter Querschnitt, welcher mit hoher Druckdifferenz funktioniert, weist im Stillstand jedoch einen zu geringen Querschnitt auf, um Öl zügig zurückzuführen.It can therefore make sense to return only at a standstill or in the case of small pressure differences below the pressure difference threshold and not at all or only limited by a limited cross-section during operation. However, a limited cross-section that works with a high pressure difference has too small a cross-section at standstill to quickly return oil.
Radial außerhalb der Federelemente 15 bzw. der Federarme 16 weist das Integralteil 17 drei Bohrungen 18 auf, mit denen das Integralteil 17 auf drei entsprechenden Rastnasen 19 des Basisteils 21 fixiert werden kann. In einem weiteren möglichen Ausführungsbeispiel kann das Integralteil 17 beispielsweise mit den drei Bohrungen 18 auf drei entsprechenden Nietvorrichtungen des Basisteils 21 fixiert bzw. vernietet werden.The
In
In
Eine Abscheidung von Öl kann abgesehen vom Ölabscheider 40 auch beispielsweise im Raum 56 bzw. im Abschnitt vor dem Ölabscheider 40 erfolgen. Eine derartige Abscheidung ist nicht immer erwünscht und kann zu unerwünschten Ölansammlungen in der Entlüftungsvorrichtung 30 führen. Um etwaige Ölansammlungen abführen zu können, ist am Raum 56 ein zusätzlicher Ölrücklauf 11 vorgesehen, über den eine Rückführung von Öl in ein Kurbelgehäuse 33 möglich ist. In diesem zusätzlichen Ölrücklauf 11 ist eine Komponente 10 für eine Kurbelgehäuseentlüftung vorgesehen, die dazu eingerichtet ist, den zusätzlichen Ölrücklauf 11 bei Überschreiten eine Druckdifferenzschwelle zu schließen und lediglich einen gedrosselten By-Pass-Kanal 20 im zusätzlichen Ölrücklauf 11 offen zu halten. Dementsprechend kann im Betrieb der Entlüftungsvorrichtung 30 ein starker Abfall des Drucks in der Entlüftungsvorrichtung 30 in den Druckbereich des Kurbelgehäuses 33 durch einen hohen Druckabfall über den zusätzlichen Ölrücklauf 11 vermieden werden, was die Abscheidewirkung des Ölabscheiders 40 und die Effizienz des gesamten Systems reduzieren würde.Aside from the
In beiden Ölrückläufen 11 des Ausführungsbeispiels der
Im Raum 56 zwischen der Saugstrahlpumpe 50 und dem Ölabscheider 40 ist ein zusätzlicher Ölrücklauf 11 vorgesehen, der Öl aus diesem Raum 56 bzw. einem entsprechenden Leitungsabschnitt in das Kurbelgehäuse 33 zurückführen kann, so dass eine Ansammlung von durch die Saugstrahlpumpe 50 abgeschiedenem Öl vor dem Ölabscheider 40 vermieden werden kann.An
Die Komponente 10 ist in der Ruhestellung offen, so dass sich für den zusätzlichen Ölrücklauf 11 ein großer Ablaufquerschnitt ergibt. Ist die Saugstrahlpumpe 50 aktiv bzw. erzeugt eine hohe Druckdifferenz zwischen dem Raum 56 und dem Ausgang des zusätzlichen Ölrücklaufs 11, so dass der Volumenstrom des Gemischs 55 vom Auslass 54 in den zusätzlichen Ölrücklauf 11 ansteigen würde, verschließt das Verschlusselement 14 den Dichtsitz 13. Dementsprechend ist der zusätzliche Ölrücklauf 11 bei einem durch zu hohe Druckdifferenz geschlossenen Dichtsitz 13 nur durch den gedrosselten By-Pass-Kanal 20 gewährleistet, so dass im Raum 56 abgeschiedenes Öl ablaufen kann. Der By-Pass-Kanal 20 erlaubt nur einen begrenzten Volumenstrom bzw. ermöglicht einen hohen Druckverlust aufgrund eines geringen Querschnitts und erfüllt damit die Funktion einer Drossel. Daher kann der Volumenstrom des Gemischs 55 durch den zusätzlichen Ölrücklauf 11 auch bei hoher Leistung der Saugstrahlpumpe 50 begrenzt werden, um unnötige Zirkulation zu vermeiden.The
Ein Druckregelventil 65 ist in diesem Ausführungsbeispiel stromauf am Gaseinlass 31 der Entlüftungsvorrichtung 30 angeordnet, so dass der Unterdruck im Kurbelgehäuse 33 begrenzt werden kann, z.B. wenn die Saugstrahlpumpe 50 in einigen Betriebspunkten einen zu hohen Unterdruck erzeugt.In this exemplary embodiment, a
Im Ausführungsbeispiel der
Im Ausführungsbeispiel der
Insgesamt sind verschiedene Kombinationen der ausgeführten Ausführungsbeispiele einer Entlüftungsvorrichtung 30 mit mindestens einer Komponente 10 für eine Kurbelgehäuseentlüftung möglich, wobei mittels der Komponente 10 der Druckverlauf in der Entlüftungsvorrichtung gezielt eingestellt werden kann.Overall, various combinations of the exemplary embodiments of a
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2021
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