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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Verbrennungsmotoren und insbesondere auf das Entlüften von Durchblasegasen aus solchen Motoren.
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Verbrennungsmotoren weisen eine Reihe von Kolben auf, die sich in zugehörigen Verbrennungszylindern hin- und herbewegen. Diese Kolben sind mit einer Kurbelwelle zur Umwandlung der Hubbewegung in eine Drehleistung verbunden. Hubkolbenverbrennungsmotoren können ein gewisses Maß an Gasen, die an den Kolben vorbei aus der Brennkammer zum Kurbelgehäuse des Motors strömen, aufweisen, wobei dieses Gas in der Regel als „Durchblasegas“ bezeichnet wird. Dieses Durchblasegas sammelt sich im Kurbelgehäuse an, wenn es nicht entlüftet wird. Obgleich einige Motorkonstruktionen die Durchblasegase direkt in die Atmosphäre entlüften, umfassen neuere Motorkonstruktionen ein Kurbelgehäuseentlüftungssystem zum Entlüften des Durchblasegases aus dem Kurbelgehäuse. Das Durchblasegas kann vor dem Entlüften in die Atmosphäre (eine offene Kurbelgehäusekonstruktion) oder zum Zurückleiten des Gases zu einem Turboladerverdichter (eine geschlossene Kurbelgehäusekonstruktion), wie z. B. durch Leiten des Durchblasegases durch eine Filteranordnung, die Ölpartikel aus dem Durchblasegas abscheidet, behandelt werden.
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Es wird ein Verbrennungsmotor offenbart. Der Verbrennungsmotor umfasst ein Kurbelgehäuse mit mehreren Kolben-Zylinder-Anordnungen und einen über dem Kurbelgehäuse positionierten Ventilkopf, der zumindest zum Teil einen Ventiltrieb enthält. Der Verbrennungsmotor umfasst ferner eine Kopfabdeckung, die mit dem Ventilkopf gekoppelt ist und einen Durchblasegasauslass aufweist, und eine Leitvorrichtung, die zwischen der Kopfabdeckung und dem Kurbelgehäuse positioniert ist und einen Öldurchgang in der Leitvorrichtung definiert. Motoröl zirkuliert durch den Öldurchgang der Leitvorrichtung zur Übertragung von Wärme auf Durchblasegas, das aus einer oder mehr der mehreren Kolben-Zylinder-Anordnungen herausströmt, bevor es durch den Durchblasegasauslass in der Kopfabdeckung aus dem Ventilkopf austritt.
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Bei einer weiteren Implementierung umfasst ein Verbrennungsmotor ein Kurbelgehäuse mit mehreren Kolben-Zylinder-Anordnungen und einen über dem Kurbelgehäuse positionierten Ventilkopf, der zumindest zum Teil einen Ventiltrieb enthält. Der Verbrennungsmotor umfasst ferner eine Kopfabdeckung, die mit dem Ventilkopf gekoppelt ist und einen darin ausgebildeten Durchblasegasauslass zum Entlüften von Durchblasegas, das aus einer oder mehreren der mehreren Kolben-Zylinder-Anordnungen herausströmt, aufweist, und eine Leitvorrichtung, die mit einer Unterseite der Kopfabdeckung gekoppelt ist und sich angrenzend an den Durchblasegasauslass befindet, wobei die Leitvorrichtung einen Öldurchgang in der Leitvorrichtung definiert. Motoröl zirkuliert durch den Öldurchgang der Leitvorrichtung zur Übertragung von Wärme auf das Durchblasegas, bevor es durch den Durchblasegasauslass in der Kopfabdeckung aus dem Ventilkopf austritt.
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Die Details einer oder mehrerer Ausführungsformen werden in den beiliegenden Zeichnungen und der nachstehenden Beschreibung angeführt. Weitere Merkmale und Vorteile gehen aus der Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen hervor.
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Nachstehend wird mindestens ein Beispiel der vorliegenden Offenbarung in Verbindung mit den folgenden Figuren beschrieben:
- 1 ist eine isometrische Ansicht eines beispielhaften Verbrennungsmotors mit einem Kurbelgehäuseentlüftungssystem, bei dem Motorölerwärmung von Durchblasegasen in dem Motor gemäß einer Ausführungsform implementiert wird;
- 2 ist ein Schemadiagramm des Verbrennungsmotors von 1 und eines beispielhaften darin enthaltenen Motorölkreislaufs;
- 3 ist eine Schnittansicht des Verbrennungsmotors von 1 entlang der Ebene 3-3, die den Motorölkreislauf von 2 und seinen Anschluss an eine durch Motoröl erhitzte Leitvorrichtung darstellt;
- 4A und 4B sind isometrische Ansichten einer in dem Verbrennungsmotor enthaltenen Kipphebelwellenklemme;
- 5A-5C sind isometrische Ansichten der in dem Verbrennungsmotor von 1 enthaltenen durch Motoröl erhitzten Leitvorrichtung;
- 6A und 6B sind isometrische Ansichten einer in dem Verbrennungsmotor von 1 enthaltenen Kopfabdeckung;
- 7 ist ein Schemadiagramm des Verbrennungsmotors von 1 und eines weiteren beispielhaften darin enthaltenen Motorölkreislaufs;
- 8 ist eine isolierte isometrische Ansicht eines Abschnitts des Motorölkreislaufs von 7; und
- 9 ist ein Schemadiagramm des Verbrennungsmotors von 1 und eines weiteren beispielhaften darin enthaltenen Motorölkreislaufs;
- 10 ist ein Schemadiagramm des Verbrennungsmotors von 1 und eines weiteren beispielhaften darin enthaltenen Motorölkreislaufs.
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In den verschiedenen Zeichnungen zeigen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente an. Für eine einfache und deutliche Darstellung können Beschreibungen und Details wohlbekannter Merkmale und Techniken weggelassen werden, um eine unnötige Verschleierung des Beispiels und von nicht einschränkenden Ausführungsformen der Erfindung, die in der nachfolgenden detaillierten Beschreibung beschrieben werden, zu vermeiden. Ferner sollte auf der Hand liegen, dass Merkmale oder Elemente, die in den beigefügten Figuren erscheinen, nicht zwangsweise maßstäblich gezeichnet sind, sofern nicht etwas anderes angegeben wird.
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Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden in den oben kurz beschriebenen beigefügten Figuren der Zeichnungen gezeigt. Für den Fachmann können verschiedene Modifikationen der beispielhaften Ausführungsformen in Betracht kommen, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung, wie er in den angehängten Ansprüchen angeführt ist, abzuweichen.
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Wie zuvor erwähnt erzeugt der Betrieb eines Hubkolbenverbrennungsmotors Durchblasegas, das an den Kolben vorbei aus der Brennkammer zum Kurbelgehäuse des Motors strömt. Das Durchblasegas wandert von dem Kurbelgehäuse aus nach oben zu einem Ventilkopf des Motors durch mehrere in dem Motor vorhandene Durchgänge, wie z. B. Durchgänge für Stößelstangen, die sich nach unten zu einer untenliegenden Nockenwelle erstrecken, und/oder definierte Durchgänge für das Zurückkehren von Öl von einer Kipphebelwelle und einer Kipphebelanordnung nach unten zur Ölwanne am Boden des Kurbelgehäuses. Ein Kurbelwellenentlüftungssystem für den Motor funktioniert so, dass es Durchblasegas, das zu dem Ventilkopf wandert, über einen Durchblasegasauslass entfernt, der in einer über dem Ventilkopf positionierten Abdeckung ausgebildet ist. Durchblasegas, das aus dem Durchblasegasauslass austritt, wird über eine angebrachte Leitung zu einer Filteranordnung geleitet, die Ölpartikel aus dem Durchblasegas abscheidet. Die abgeschiedenen Ölpartikel werden zur Ölwanne in dem Kurbelgehäuse zurückgeführt, und das gefilterte Durchblasegas wird in Abhängigkeit davon, ob der Motor eine offene Kurbelgehäuseentlüftungs- oder eine geschlossene Kurbelgehäuseentlüftungskonstruktion aufweist, in die Atmosphäre entlüftet oder zu einem Einlass eines Turboladerverdichters zurückgeleitet.
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Es versteht sich, dass Verbrennungsmotoren gelegentlich in Umgebungen betrieben werden können, in denen die Umgebungstemperatur weit unter den Gefrierpunkt fallen kann, wie z. B. -10 bis -40 °C, wobei Verbrennungsmotoren an Schneeräumungsfahrzeugen, landwirtschaftlichen Maschinen und anderen Arbeitsfahrzeugen Beispiele dafür sind. Unter solchen extremen Bedingungen kann es bei den Kurbelgehäuseentlüftungssystemen Probleme mit dem Gefrieren von Öl- und/oder Wasserdämpfen in dem Durchblasegas nach dem Entlüften aus dem Ventilkopf kommen. Dieses Gefrieren von Dämpfen in dem Durchblasegas kann bewirken, dass sich Eis bildet und in der Filteranordnung (in Filterhohlräumen und an dem Filtereinlass) und in einem Auslassrohr, das das Durchblasegas nach dem Durchströmen der Filteranordnung in die Atmosphäre entlüftet, ansammelt. Das Gefrieren von Dämpfen in dem Durchblasegas kann auch bewirken, dass sich eine Ölslurry oder ein Schlamm aus Öl und Wasser in der Filteranordnung bildet.
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Durch dieses Gefrieren von Öl- und/oder Wasserdämpfen in dem Durchblasegas kann es zu Leistungsproblemen bei dem Fahrzeug oder der Maschine kommen. Beispielsweise kann die Ansammlung von Eis oder Ölschlamm in der Filteranordnung zu einer Verstopfung führen, die das Strömen von Durchblasegas dort hindurch blockiert. Die Verstopfung der Filteranordnung kann wiederum einen Anstieg des Durchblasegasdrucks in dem Kurbelgehäuse verursachen, was zu der Erzeugung eines Fehlercodes von dem Motorsteuergerät führt, der den Motor drosselt und/oder anderweitig den Betrieb des Fahrzeugs/der Maschine am Einsatzort unterbindet.
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Zur Verhinderung des Gefrierens von Öl- und Wasserdämpfen in dem Durchblasegas während des Betriebs und Reduzierung der erfolgenden Erzeugung von zugehörigen Fehlercodes werden ein Verbrennungsmotor und ein zugehöriges Kurbelgehäuseentlüftungssystem bereitgestellt. Insbesondere wird ein Kurbelgehäuseentlüftungssystem bereitgestellt, das Motoröl zum Erwärmen des Durchblasegases, bevor das Gas aus dem Durchblasegasauslass in der Kopfabdeckung austritt, verwendet. Die Erwärmung des Durchblasegases auf eine höhere Temperatur vor dem Austreten des Gases aus dem Durchblasegasauslass in der Kopfabdeckung hilft dabei, das Gefrieren von Öl- und Wasserdämpfen in dem Durchblasegas zu verhindern, während das Gas durch die Filteranordnung strömt und in die Atmosphäre entlüftet wird (oder zu einem Einlass eines Turboladerverdichters zurückgeführt wird).
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Bei einer Ausführungsform wird ein Verbrennungsmotor bereitgestellt, der eine Leitvorrichtung daran aufweist, wobei Motoröl durch einen inneren Öldurchgang der Leitvorrichtung zirkuliert wird. Die Leitvorrichtung ist zwischen dem Kurbelgehäuse und der Kopfabdeckung positioniert, so dass sie sich in der Verlaufsbahn des Durchblasegases, wenn es von dem Kurbelgehäuse nach oben zu dem Ventilkopf des Motors und durch den Durchblasegasauslass in der Kopfabdeckung heraus wandert, befindet. Die Leitvorrichtung ist aus einem wärmeleitfähigen metallischen Material gebildet, so dass Wärme von dem Motoröl auf die Leitvorrichtung und auf das Durchblasegas übertragen wird, wenn das Durchblasegas vor dem Austreten aus dem Durchblasegasauslass über die Leitvorrichtung strömengelassen wird.
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Im Betrieb des Verbrennungsmotors wird Motoröl durch einen Motorölkreislauf zirkulieren gelassen, so dass das Motoröl aus einer Ölwanne in dem Kurbelgehäuse und hoch zur Leitvorrichtung strömt. Gemäß beispielhaften Ausführungsformen kann der Motorölkreislauf einen Motorölstrom direkt von der Ölwanne zur Leitvorrichtung leiten oder kann einen Motorölstrom von der Ölwanne durch einen Ölkühler und dann weiter zur Leitvorrichtung leiten.
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Gemäß einer Implementierung, bei der der Motorölstrom von der Ölwanne und dann durch einen Ölkühler strömt, bevor er zur Leitvorrichtung strömen gelassen wird, kann ein Teil oder alles von diesem Motoröl auch einer dem Ventilkopf zugeordneten Kipphebelwelle über eine Kipphebelwellenklemme zugeführt werden. Bei einer Konfiguration wird von der Kipphebelwellenklemme empfangener Ölstrom auf zwei Strömungsdurchgänge darin aufgeteilt, wobei ein Strömungsdurchgang einen Teil des Motoröls der Leitvorrichtung zuführt und der andere Strömungsdurchgang einen Teil des Motoröls der Kipphebelwelle zuführt. Bei einer weiteren Konfiguration wird von der Kipphebelwellenklemme empfangener Ölstrom durch einen einzigen Ölströmungsdurchgang darin zur Leitvorrichtung strömen gelassen, wobei das Motoröl durch den inneren Öldurchgang der Leitvorrichtung hindurchströmt und dann weiter zur Kipphebelwelle strömt.
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Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist die Leitvorrichtung mit einer Unterseite der Kopfabdeckung verbunden. Die Unterseite der Kopfabdeckung und eine obere Fläche der Leitvorrichtung definieren einen Durchblasegasdurchgang, durch den Durchblasegas von dem Ventilkopf des Motors zu dem Durchblasegasauslass in der Kopfabdeckung strömt. Die Unterseite der Kopfabdeckung kann mehrere daran ausgebildete Durchblasegasführungen umfassen, die zusammen mit der oberen Fläche der Leitvorrichtung einen Serpentinen förmigen Durchblasegasdurchgang definieren.
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Es werden nun beispielhafte Ausführungsformen eines Verbrennungsmotors mit einer durch Motoröl erwärmten Leitführung als Teil eines Kurbelgehäuseentlüftungssystems in Verbindung mit 1-9 gemäß der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Als nicht einschränkende Beispiele weist der Motor gemäß folgender Beschreibung ein Kurbelgehäuseentlüftungssystem auf, das als ein offenes Kurbelgehäuseentlüftungssystem konfiguriert ist. Ungeachtet der folgenden Beispiele würden auch Verbrennungsmotoren mit geschlossenen Kurbelgehäuseentlüftungssystemen von einer mit Motoröl erwärmten Leitführung der Erfindung, die gemäß Aspekten der Erfindung darin integriert ist, profitieren. Es versteht sich somit, dass Aspekte der Erfindung nicht auf lediglich die spezifischen Ausführungsformen, die nachstehend beschrieben werden, beschränkt sein sollen.
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Unter zunächst erfolgender Bezugnahme auf 1 und 2 wird ein Verbrennungsmotor 10 gemäß einer Ausführungsform dargestellt. Der Motor 10 kann ein Benzin- oder Dieselmotor sein und kann eine beliebige Größe aufweisen, eine beliebige Anzahl an Zylindern aufweisen und eine beliebige Konfiguration aufweisen. Der Motor 10 weist ein Kurbelgehäuse 12 auf, in dem eine Reihe von Kolben-Zylinder-Anordnungen 14 vorgesehen ist, wobei sich die Kolben in den Zylindern zum Antreiben einer Kurbelwelle 15, die eine Drehleistung bereitstellt, hin- und herbewegen. Über dem Kurbelgehäuse 12 (d. h. an einem Motorblock in dem Kurbelgehäuse 12) ist ein Ventilkopf 16 positioniert, der einen Ventiltrieb 18 darin umfasst, der Einlassluft einlässt und das Auslassen von Auslassluft aus den Zylindern der Kolben-Zylinder-Anordnungen 14 gestattet. Gemäß Ausführungsformen kann der Motor 10 als ein Motor mit oben hängenden Ventilen, wobei eine Nockenwelle (nicht gezeigt) in dem Kurbelgehäuse 12 positioniert ist und Ventile in dem Ventiltrieb 18 durch eine Bewegungsübertragung von da auf die Ventile über Stößelstangen und Kipphebel betätigt, oder ein Motor mit obenliegender Nockenwelle, wobei eine Nockenwelle in dem Ventilkopf 16 (über dem Kurbelgehäuse 12) positioniert ist und die Ventile in dem Ventiltrieb 18 durch eine Bewegungsübertragung direkt von da auf die Ventile betätigt, konfiguriert sein. Nachstehend wird der Motor 10 als ein Motor mit oben hängenden Ventilen gezeigt und beschrieben, der einen Satz Kipphebel umfasst, die dahingehend an einer Kipphebelwelle in oder angrenzend an den Ventilkopf 16 befestigt sind, für das Öffnen und Schließen der Ventile in dem Ventiltrieb 18 als Reaktion auf eine Betätigung der Kipphebel durch Stößelstangen zu sorgen. Es versteht sich jedoch, dass Aspekte der Erfindung in einen Motor mit obenliegender Nockenwelle anstatt einen Motor mit oben hängenden Ventilen integriert sein könnten und dass der nachstehend dargestellte und beschriebene Motor mit oben hängenden Ventilen lediglich eine beispielhafte Konfiguration darstellt.
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Gemäß der Darstellung in 1 und 2 ist eine Kopfabdeckung 26 an einer Oberseite des Ventilkopfs 16 angebracht, die zusammen mit dem Ventilkopf 16 und dem Kurbelgehäuse 12 allgemein ein eingeschlossenes Volumen in dem Motor 10 definiert. Wie zuvor erörtert wurde, weisen Verbrennungsmotoren eine Bypassströmung von Gasen aus den Kolben-Zylinder-Anordnungen des Motors, die als Durchblasegase bekannt sind, auf. Die Durchblasegase sind ein normaler Teil des Motorbetriebszyklus und werden durch Kolbenringumkehrbewegungen und das Strömen von Gasen über die Endspalte der Kolbenringe verursacht. Die Durchblasegase bewegen sich aus den Verbrennungskammern in den Kolben-Zylinder-Anordnungen 14 und an den Kolben vorbei zum unteren Abschnitt des Kurbelgehäuses 12, in dem die Ölwanne 30 für den Motor 10 untergebracht ist. Eine Anzahl an Durchgängen 32 sind durch Komponenten in dem Kurbelgehäuse 12 und dem Ventilkopf 16 hindurch ausgebildet, darunter Durchgänge für die Stößelstangen 24, die sich nach unten zu einer untenliegenden Nockenwelle (nicht gezeigt) erstrecken, und definierte Verlaufsbahnen für das Ablassen von Öl von dem Ventilkopf 16 zurück zur Ölwanne 30. Diese Durchgänge 32 gestatten, dass Durchblasegase aus dem Kurbelgehäuse 12 nach oben und durch den Ventilkopf 16 des Motors 10 wandern, um eine Ansammlung des Durchblasegases in dem Kurbelgehäuse 12 zu verhindern.
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Ein Kurbelgehäuseentlüftungssystem 34 ist in dem Motor 10 zum Entfernen von Durchblasegas, das in einen Bereich über dem Ventilkopf 16 wandert, und Behandeln des Durchblasegases vor der Entlüftung in die Atmosphäre enthalten. Ein Durchblasegasauslass 36 ist in der Kopfabdeckung 26 ausgebildet, durch den Durchblasegas aus dem Motor 10 austritt. Eine Leitung 38 ist an den Durchblasegasauslass 36 angeschlossen und erstreckt sich dahingehend von dort nach außen, einen Strömungspfad für das Durchblasegas bereitzustellen. Ein zweites Ende der Leitung 38 ist an eine Filteranordnung 40 angeschlossen, die so funktioniert, dass Öltröpfchen oder -dampf aus dem Durchblasegas entfernt werden bzw. wird, bevor das Gas in die Atmosphäre entlüftet wird. Bei einer Ausführungsform umfasst die Filteranordnung 40 einen Behälter 42 mit einer mittigen Öffnung 44, an die die Leitung 38 angeschlossen ist, um Durchblasegas in die Filteranordnung 40 einzuleiten. Das Durchblasegas kann durch einen perforierten mittigen Schaft 46 in dem Behälter 42 geleitet werden, wobei das Durchblasegas und Öltröpfchen darin durch den mittigen Schaft 46 herausströmen, um durch einen zylindrischen Druckluftfilter 48 strömengelassen zu werden, der bewirkt, dass sich die feinen Öltröpfchen vereinigen, bis zu dem Punkt, an dem sie nicht mehr in dem Durchblasegasstrom mitgeführt werden, sondern stattdessen gestattet wird, dass sie durch die Schwerkraft nach unten zum Boden des Behälters 42 strömen. Das Durchblasegas, aus dem das Öl abgeschieden wurde, tritt durch einen Auslassschlauch 50, der in der Nähe der Oberseite positioniert und von dem Druckluftfilter 48 nach außen hin versetzt ist, aus der Oberseite des Behälters 42 aus (d. h. wird in die Atmosphäre entlüftet), während das durch den Druckluftfilter 48 aus dem Durchblasegas entfernte Öl in eine Kammer im Boden des Behälters 42 abläuft. Dieses Öl sammelt sich in der Kammer an und wird daraus herausgeleitet, um mit einem Ablassschlauch 51, der von der Filteranordnung 40 zurück zum Kurbelgehäuse 12 führt, und einem Rückschlagventil 52, das das Rückströmen des Öls zurück zur Ölwanne 30 reguliert und steuert, zur Ölwanne 30 zurückgeleitet zu werden.
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Es versteht sich, dass beim Entlüften von Durchblasegas durch die Leitung 38 und die Filteranordnung 40 das Durchblasegas möglicherweise gefrieren könnte (d. h. Wasser-/Öldämpfe in dem Gas können gefrieren), wenn der Motor 10 in Umgebungsbedingungen betrieben wird, bei denen die Temperatur beispielsweise -10 °C und darunter beträgt. Dieses Gefrieren von Wasser-/Öldämpfen in dem Durchblasegas kann zu einer Ansammlung von Eis oder Ölschlamm in der Filteranordnung 40 und dem Auslassschlauch 50 führen, was zu einer Verstopfung führt, die das Strömen von Durchblasegas dort hindurch blockiert. Die Verstopfung der Filteranordnung 40 oder des Auslassschlauchs 50 kann wiederum einen Anstieg des Durchblasegasdrucks in dem Kurbelgehäuse 12 verursachen, der von einem Kurbelgehäusedrucksensor 54 erfasst werden kann. Die von dem Kurbelgehäusedrucksensor 54 erhaltenen Messwerte können von einem Motorsteuergerät (ECU) 56, das den Motor 10 betreibt, gelesen werden, und wenn der Durchblasegasdruck in dem Kurbelgehäuse 12 einen Schwellenwert übersteigt, kann ein Fehlercode von dem ECU 56 erzeugt werden, der zu einer Drosselung des Motors 10 führt, die dessen Betrieb unterbinden kann.
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Zur Verhinderung des Gefrierens von Öl- und Wasserdämpfen in dem Durchblasegas während des Betriebs und Reduzierung der erfolgenden Erzeugung von zugehörigen Fehlercodes umfasst der Motor 10 eine mit Öl erwärmte Leitvorrichtung 60, die so arbeitet, dass sie das Durchblasegas erwärmt, bevor es durch den Durchblasegasauslass 36 in der Kopfabdeckung 26 aus dem Motor 10 austritt. Gemäß der Darstellung in 2 ist die Leitvorrichtung 60 zwischen der Kopfabdeckung 26 und dem Kurbelgehäuse 12 positioniert, so dass sie sich angrenzend an den Durchblasegasauslass 36 befindet. Dementsprechend strömt Durchblasegas, wenn das Durchblasegas von dem Kurbelgehäuse 12 nach oben zu einem Bereich über dem Ventilkopf 16 und dann durch den Durchblasegasauslass 36 heraus wandert, um die Leitvorrichtung 60 herum und über diese hinweg, so dass es mit ihr in Wärmekontakt ist. Demzufolge strömt das Durchblasegas über die Leitvorrichtung 60 hinweg und wird von Motoröl, das durch einen Öldurchgang 62 in der Leitvorrichtung 60 zirkulieren gelassen wird, erwärmt, bevor das Durchblasegas aus dem Durchblasegasauslass 36 austritt. Zur Unterstützung der Wärmeübertragung zwischen dem Motoröl und dem Durchblasegas ist die Leitvorrichtung 60 aus einem wärmeleitfähigen Material, wie z. B. einem wärmeleitfähigen Metall (z. B. Kupfer) oder beispielsweise einem wärmeleitfähigen Kunststoff oder Verbundstoff, gebildet. Somit wird Wärme von dem Motoröl auf die Leitvorrichtung 60 und auf das Durchblasegas übertragen, wenn das Durchblasegas über die Leitvorrichtung 60 strömen gelassen wird.
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Ein Motorölkreislauf 64 ist in dem Motor 10 enthalten, um der Leitvorrichtung 60 Motoröl zuzuführen, wobei ein Teil des Kreislaufs in 2 gezeigt wird. Motoröl kann aus der Ölwanne 30 in dem Kurbelgehäuse 12 über eine Ölpumpe 66 gesaugt und durch einen dem Motor 10 zugeordneten Ölkühler 68 strömen gelassen werden. Ein durch die Ölpumpe 66 erzeugter und durch den Ölkühler 68 strömen gelassener Motorölstrom wird dann einer in dem Motor 10 ausgebildeten Steigleitung 70 zugeführt. Die Steigleitung 70 kann sich durch einen Abschnitt des Kurbelgehäuses 12 und durch den Ventilkopf 16 hindurch erstrecken. Bei einer Ausführungsform wird die Steigleitung 70 in dem Ventilkopf 16 durch Bohren eines geradlinigen Durchgangs durch den Ventilkopf 16 vorgesehen. Gemäß einer Anzahl an Konfigurationen, die nachstehend genauer erläutert werden, kann Motoröl in die Steigleitung 70 des Motorölkreislaufs 64 gemäß der Darstellung durch den Pfeil 72 eintreten und durch den Ventilkopf 16 hindurchströmen, bevor es auf die Leiterplatte 60 strömen gelassen wird.
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Unter nun erfolgender Bezugnahme auf 3 wird eine Querschnittsansicht eines Abschnitts des Motors 10 zur besseren Veranschaulichung der inneren Komponenten davon sowie des Stroms von Motoröl entlang dem Motorölkreislauf 64 und durch die Leitvorrichtung 60 hindurch bereitgestellt. Wie dort gezeigt wird, ist ein Satz Kipphebel 20 dahingehend an einer Kipphebelwelle 22 in dem/angrenzend an den Ventilkopf 16 befestigt, für eine Betätigung der Ventile in dem Ventiltrieb 18 des Ventilkopfs 16 zu sorgen. Durch das Öffnen und Schließen der Ventile in dem Ventiltrieb 18 wird der Motor 10 zum Aufnehmen von Einlassgas und Ausstoßen von Abgas in genauen Zeitabständen betrieben. Die Stößelstangen 24, die als hohle Stahlrohre konfiguriert sein können, können zum Betätigen der Kipphebel 20 (Übertragung einer Bewegung von der Motornockenwelle darauf) verwendet werden, wobei sich die Kipphebel 20 dahingehend nach unten bewegen, eine Ventilschaftspitze (nicht gezeigt) der jeweiligen Einlass- oder Auslassventile zu berühren, wenn sich die Stößelstangen 24 nach oben bewegen. Öl wird der Kipphebelwelle 22 zugeführt, die Löcher 74 auf ihrer Unterseite (die auf die Kipphebel 20 ausgerichtet sind) zum Zuführen von Öl in die Kipphebel 20 umfasst, das danach auf die Ventilschaftspitze tropft oder darauf gespritzt wird, während Löcher in den Kipphebeln 20 (d. h. in Stößelstangenschalen der Kipphebel 20) die Enden der Stößelstangen 24 ölen.
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Im Betrieb des Motors 10 wird der Steigleitung 70 in dem Motorölkreislauf 64 ein Motorölstrom (der z. B. durch eine Ölpumpe 66 in dem Motor erzeugt wird) zugeführt, wobei die Steigleitung 70 gestattet, dass Öl nach oben durch einen Abschnitt des Kurbelgehäuses 12 und durch den Ventilkopf 16 hindurchströmt. Das Motoröl, das durch den Ventilkopf 16 über die Steigleitung 70 nach oben strömt, wird einer Kipphebelwellenklemme 76 zugeführt, die auf einer Oberseite des Ventilkopfs 16 zwischen dem Ventilkopf 16 und der Kopfabdeckung 26 positioniert ist, wobei detaillierte Ansichten der Kipphebelwellenklemme 76 in 4A und 4B zu Erläuterungszwecken gezeigt werden. Die Kipphebelwellenklemme 76 funktioniert zum Teil so, dass sie mit der Kipphebelwelle 22 zum Halten der Kipphebelwelle 22 in Position bezüglich des Ventilkopfs 16 in Eingriff steht, wobei eine zylindrisch geformte Nut 78 auf der unteren Fläche der Kipphebelwellenklemme 76 ausgebildet ist, in der die Kipphebelwelle 22 sitzt, um dabei die Sicherung der Kipphebelwelle 22 in Position zu unterstützen. Die Kipphebelwellenklemme 76 funktioniert ferner so, dass ein Motorölstrom dort hindurch geleitet wird, um der Leitvorrichtung 60 und auch der Kipphebelwelle 22 Motoröl zuzuführen. Die Kipphebelwellenklemme 76 umfasst einen Klemmeneinlasskanal 80, der mit der Steigleitung 70 zum Empfangen von Motoröl davon strömungsgekoppelt ist, wobei ein O-Ring 82 dahingehend um den Klemmeneinlasskanal 80 herum positioniert ist, eine gute Abdichtung mit einem Auslass der Steigleitung 70 zu bilden. Von dem Klemmeneinlasskanal 80 wird ein Motorölstrom zwischen einem ersten Klemmendurchgang 84 und einem zweiten Klemmendurchgang 86, die im Inneren der Kipphebelwellenklemme 76 ausgebildet sind, aufgeteilt. Der erste Klemmendurchgang 84 leitet Motoröl zu einem ersten Klemmenauslasskanal 88 in Strömungsverbindung mit der Kipphebelwelle 22, während der zweite Klemmendurchgang 86 Motoröl zu einem zweiten Klemmenauslasskanal 90 in Strömungsverbindung mit der Leitvorrichtung 60 leitet.
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Der Motorölstrom, der durch den ersten Klemmendurchgang 84 und den zweiten Klemmendurchgang 86 in der Kipphebelwellenklemme 76 hindurchströmt, kann in einem festgelegten Maß unterteilt werden, wobei der Anteil des durch die Klemmendurchgänge strömenden Öls durch ihre Größe bestimmt wird. Bei einer beispielhaften Ausführungsform ist der zweite Klemmendurchgang 86 als ein Durchlass konfiguriert, durch den der Motorölstrom beschränkt ist, so dass die Menge an Motoröl, die durch den zweiten Klemmendurchgang 86 hindurchströmt, weniger als jene ist, die durch den ersten Klemmendurchgang 84 hindurchströmt. D. h., obgleich die Kipphebelwellenklemme 76 einen Teil des Motoröls zur Leitvorrichtung 60 über den zweiten Klemmendurchgang 86 leitet, versteht sich, dass ein Großteil des Motoröls noch immer über den ersten Klemmendurchgang 84 zur Kipphebelwelle 22 geleitet wird, so dass dem Ventiltrieb 18 eine ausreichende Menge an Öl zugeführt wird, um korrekte Schmierung und korrekten Betrieb des Motors sicherzustellen. Dementsprechend empfängt die Kipphebelwelle 22 einen größeren Anteil des durch den Motorölkreislauf 64 strömenden Motoröls als die Leitvorrichtung 60.
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Der erste Klemmenauslasskanal 88 der Kipphebelwellenklemme 76 ist mit der Kipphebelwelle 22, die als eine Hohlwelle, durch die Motoröl strömen kann, konfiguriert ist, strömungsgekoppelt. Bei einer Ausführungsform ist der erste Klemmenauslasskanal 88 in einer Unterseite der zylindrisch geformten Nut 78, in der die Kipphebelwelle 22 sitzt, vorgesehen. Das der Kipphebelwelle 22 zugeführte Motoröl strömt dort hindurch und dann durch Löcher 74 auf der Unterseite der Kipphebelwelle 22 heraus, um Öl in die Kipphebel 20 zuzuführen, das dann aus diesen heraustropft oder gespritzt wird.
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Der zweite Klemmenauslasskanal 90 der Kipphebelwellenklemme 76 ist mit einem Öldurchgang 92, der in der Kopfabdeckung 26 ausgebildet ist, strömungsgekoppelt. Gemäß verschiedenen Konfigurationen, bei denen die Kopfabdeckung 26 eine Metallkomponente oder eine Kunststoffkomponente ist, kann der Öldurchgang 92 in die Kopfabdeckung 26 gegossen oder geformt sein, wobei der Öldurchgang 92 zwischen einem Einlass 94 und einem Auslass 96 verläuft. Ein O-Ring 98 kann um den zweiten Klemmenauslasskanal 90 herum vorgesehen sein, um eine gute Abdichtung zwischen dem zweiten Klemmenauslasskanal 90 und dem Einlass 94 des Kopfabdeckungsöldurchgangs 92 zu bilden. Wenn die Kopfabdeckung 26 an dem Ventilkopf 16 angebracht ist, ist der Öldurchgang 92 so positioniert, dass er sich zwischen der Kipphebelwellenklemme 76 und der Leitvorrichtung 60 erstreckt und so, dass Motoröl der Leitvorrichtung 60 zugeführt werden kann - wobei ein Durchlass 100 und ein O-Ring 102 an dem Auslass 96 des Kopfabdeckungsöldurchgangs 92 zwischen der Kopfabdeckung 26 und der Leitvorrichtung 60 positioniert sind.
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Unter nun erfolgender Bezugnahme auf 5A-5C werden Ansichten der Leitvorrichtung 60 zur besseren Darstellung von inneren und äußeren Merkmalen davon bereitgestellt. Der innere Öldurchgang 62 in der Leitvorrichtung 60 kann als ein Durchgang in einem Hauptkörper 104 der Leitvorrichtung 60 konstruiert sein, der sich entlang der Länge der Leiterplatte 60 zwischen einem Öleinlasskanal 106 und einem oder mehreren Ölauslasskanälen 108 der Leitvorrichtung 60 erstreckt. Der innere Öldurchgang 62 stellt einen geführten Strömungspfad bereit, der Motoröl von dem Einlasskanal 106 zu dem Auslasskanal (den Auslasskanälen) 108 auf eine Art und Weise zirkulieren lässt, die eine Wärmeübertragung zwischen dem Motoröl und der Leitvorrichtung 60 maximieren kann. Bei einer Implementierung entspricht der innere Öldurchgang 62 einem Großteil des Volumens des Hauptkörpers 104, so dass die Leitvorrichtung 60 im Wesentlichen als ein hohles Glied konstruiert ist, wobei der innere Öldurchgang 62 zwischen einer oberen und einer unteren Fläche 110, 112 des Hauptkörpers 104 angeordnet ist. Gemäß der Darstellung in 5B und 5C ist (sind) der Auslasskanal (die Auslasskanäle) 108 der Leitvorrichtung 60 auf der unteren Fläche 112 des Hauptkörpers 104 positioniert, so dass durch die Leitvorrichtung 60 zirkulierendes Motoröl ohne Weiteres aus dem Inneren Öldurchgang 62 und in den Auslasskanal (die Auslasskanäle) 108 ablaufen kann. Nach dem Austreten aus der Leitvorrichtung 60 durch den Auslasskanal (die Auslasskanäle) 108 kann das Motoröl dann über zusätzliche Durchgänge des Motorölkreislaufs (nicht gezeigt) zur Ölwanne 30 zurückgeführt werden.
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Unter besonderer Bezugnahme auf 5A und nun auch auf 6A und 6B ist die Leitvorrichtung 60 ferner für ihre Befestigung an der Kopfabdeckung 26 zur Sicherung der Leitvorrichtung 60 in dem Motor 10 konstruiert. Die obere Fläche 110 des Leitvorrichtungshauptkörpers 104 umfasst eine erhabene Außenperipherie 114, die einen vertieften inneren Bereich 116 umgibt. Um die Peripherie 114 herum positioniert sind eine Reihe von Halterungen 118, die zur Aufnahme von Befestigungsmitteln, die die Leitvorrichtung 60 an der Kopfabdeckung 26 sichern, darin konfiguriert sind. Eine Anzahl an Passführungen 120 in Form von erhabenen zylindrischen Vorsprüngen sind auch auf der oberen Fläche der Leitvorrichtung 60 vorgesehen, um eine leichte Ausrichtung der Leitvorrichtung 60 auf die Kopfabdeckung 26 beim Sichern der Komponenten aneinander zu gestatten. Eine untere Fläche 122 der Kopfabdeckung 26 (6B) umfasst entsprechende Halterungen 124 und Passführungen 126, die auf die Halterungen 118 und Passführungen 120 der Leitvorrichtung ausgerichtet sind, so dass die Leitvorrichtung 60 und die Kopfabdeckung 26 ohne Weiteres aufeinander ausgerichtet und danach unter Verwendung von Befestigungsmitteln aneinander angebracht werden können.
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Wenn sie miteinander gekoppelt sind, bilden die untere Fläche 122 der Kopfabdeckung 26 und die Oberfläche 110 des Leitvorrichtungshauptkörpers 104 einen Durchblasegasdurchgang 128 dazwischen, der Durchblasegas aus dem Inneren des Motors 10 zu dem in der Kopfabdeckung 26 ausgebildeten Durchblasegasauslass 36 schleust und führt. D. h., dass ein Zwischenraum/Volumen zwischen der unteren Fläche 122 der Kopfabdeckung 26 und dem inneren Bereich 116 der oberen Fläche 110 der Leitvorrichtung vorgesehen ist, der einen Durchblasegasdurchgang 128 bereitstellt, durch den Durchblasegas strömen kann. Ein Spalt 130 in der erhabenen Außenperipherie 114 des Leitvorrichtungshauptkörpers 104 stellt einen Eingangspunkt für Durchblasegas zum Strömen in den Durchblasegasdurchgang 128 bereit, und vorteilhafterweise ist der Spalt 130 an einem von dem Durchblasegasauslass 36 in der Kopfabdeckung 26 distalen Ende der Leitvorrichtung 60 positioniert, so dass eine Länge des Durchblasegasdurchgangs 128, durch die das Durchblasegas strömt, maximiert wird. Bei einer beispielhaften Implementierung umfasst die untere Fläche 122 der Kopfabdeckung 26 eine Anzahl an darauf ausgebildeten Gasführungen 132, die dazu dienen, einen Strömungspfad in dem Durchblasegasdurchgang 128 zu definieren. Die Gasführungen 132 können in einem gestaffelten und versetzten Muster angeordnet sein, was dazu führt, dass der Durchblasegasdurchgang 128 eine Serpentinenform aufweist. Durch die Serpentinenform des Durchblasegasdurchgangs 128 wird die Länge des Strömungspfads, wenn Durchblasegas dort hindurchströmt, maximiert, wodurch die Menge an Wärme, die von dem Motoröl auf die Leitvorrichtung 60 und auf das Durchblasegas übertragen wird, bevor das Durchblasegas aus dem Durchblasegasauslass 36 der Kopfabdeckung 26 austritt, erhöht wird.
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Es versteht sich, dass sich der in dem Motor 10 enthaltene Motorölkreislauf 64 von jenem, der in 2 und 3 gezeigt wird, gemäß anderen Implementierungen unterscheiden kann, so dass Motoröl anders zu der Leitvorrichtung 60 und dem Ventiltrieb 18 geleitet wird. 7 und 8 stellen einen in dem Motor 10 enthaltenen Motorölkreislauf 134 dar, der das gesamte in dem Kreislauf strömende Motoröl zunächst zur Leitvorrichtung 60 leitet. Wie zunächst in 7 gezeigt wird, kann Motoröl aus der Ölwanne 30 in dem Kurbelgehäuse 12 mit einer Ölpumpe 66 gesaugt und durch einen dem Motor 10 zugehörigen Ölkühler 68 strömen gelassen werden. Ein von der Ölpumpe 66 erzeugter und durch den Ölkühler 68 strömen gelassener Motorölstrom wird dann einer in dem Motor 10 ausgebildeten Steigleitung 70 zugeführt. Die Steigleitung 70 kann sich durch einen Abschnitt des Kurbelgehäuses 12 und durch den Ventilkopf 16 erstrecken, wobei Motoröl in die Steigleitung 70 des Motorölkreislaufs 134 eintritt und durch den Ventilkopf 16 strömt, bevor es auf die Leitvorrichtung 60 strömengelassen wird.
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Zum Leiten des gesamten Motoröls in dem Kreislauf zur Leitvorrichtung 60 ist eine Ölstromführung 136 vorgesehen, die das Motoröl, das nach oben durch den Ventilkopf 16 über die Steigleitung 70 strömt, aufnimmt, wie in 8 gezeigt wird. Die Ölstromführung 136 kann bei einer Implementierung als eine Kipphebelwellenklemme konfiguriert sein, die zum Teil so funktioniert, dass sie mit der Kipphebelwelle 22 zum Halten der Kipphebelwelle 22 in Position bezüglich des Ventilkopfs 16 in Eingriff steht. Alternativ dazu kann die Ölstromführung 136 so funktionieren, dass sie lediglich einen Motorölstrom dort hindurch leitet, ohne mit einer Kipphebelwelle 22 in Eingriff zu stehen oder diese zu stützen. Bei beiden Ausführungsformen funktioniert die Ölstromführung 136 so, dass sie einen Motorölstrom dort hindurch zur Leitvorrichtung 60 leitet. Die Ölstromführung 136 umfasst einen Führungseinlasskanal 138, der mit der Steigleitung 70 zum Empfangen von Motoröl von dieser strömungsgekoppelt ist, wobei ein O-Ring 140 um den Führungseinlasskanal 138 herum positioniert ist, um eine gute Abdichtung mit einem Auslass der Steigleitung 70 zu bilden. Von dem Führungseinlasskanal 138 strömt das Motoröl durch einen einzigen Führungsdurchgang 142, der im Inneren der Ölstromführung 136 ausgebildet ist, und zu einem Führungsauslasskanal 144 in Strömungsverbindung mit der Leitvorrichtung 60.
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Der Führungsauslasskanal 144 der Ölstromführung 136 ist mit dem Öldurchgang 92, der in der Kopfabdeckung 26 ausgebildet ist, strömungsgekoppelt. Wie zuvor beschrieben, kann der Öldurchgang 92 in der Kopfabdeckung 26 während eines Guss- oder Formprozesses ausgebildet werden, wobei der Öldurchgang 92 zwischen einem Einlass 94 und einem Auslass 96 verläuft. Ein O-Ring 98 kann um den Führungsauslasskanal 144 herum vorgesehen sein, um eine gute Abdichtung zwischen dem Führungsauslasskanal 144 und dem Einlass 94 des Kopfabdeckungsöldurchgangs 92 zu bilden. Wenn die Kopfabdeckung 26 an dem Ventilkopf 16 angebracht ist, ist der Öldurchgang 92 so positioniert, dass er sich zwischen der Ölstromführung 136 und der Leitvorrichtung 60 erstreckt, und so dass Motoröl der Leitvorrichtung 60 zugeführt werden kann - wobei ein Durchlass 100 und ein O-Ring 102 an dem Auslass des Kopfabdeckungsöldurchgangs 92 zwischen der Kopfabdeckung 26 und der Leitvorrichtung 60 positioniert sind.
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Wie zuvor beschrieben, zirkuliert Motoröl durch die Leitvorrichtung 60 von ihrem Einlasskanal 106 zu dem Auslasskanal 108. Jedoch wird bei dem Motorölkreislauf 134 von 7 und 8 Motoröl, das aus der Leitvorrichtung 60 austritt, danach dem Ventiltrieb 18 über die Kipphebelwelle 22 zugeführt. Eine Anschlussleitung 146 koppelt den Auslasskanal 108 der Leitvorrichtung 60 mit einem Kipphebelwelleneinlass 148, um der Kipphebelwelle 22 einen Motorölstrom zuzuführen. Das der Kipphebelwelle 22 zugeführte Motoröl strömt dort hindurch und dann durch Löcher 74 auf der Unterseite der Kipphebelwelle 22 hinaus, um Öl in die Kipphebel 20 zuzuführen, das danach aus diesen heraustropft oder gespritzt wird, wobei dieses Motoröl letztlich zurück nach unten zur Ölwanne 30 des Kurbelgehäuses 12 strömt.
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9 stellt einen weiteren Motorölkreislauf 150 dar, der in dem Motor 10 enthalten sein kann, um Motoröl zu der Leiterplatte 60 und dem Ventiltrieb 18 zu leiten. In dem Motorölkreislauf 150 sind separate Kreislaufpfade 152, 154 zum Zirkulieren lassen von Öl zu der Leitvorrichtung 60 und dem Ventiltrieb 18 vorgesehen. Das Motoröl, das auf dem Pfad 152 zu dem Ventiltrieb 18 zirkulieren gelassen wird, kann auf eine Art und Weise, die jener, die in 2 gezeigt wird, ähnelt, zugeführt werden, wobei das Motoröl durch einen Motorölkühler 68 und dann zu einer durch den Ventilkopf 16 (und einen Abschnitt des Kurbelgehäuses 12) hindurch ausgebildeten Steigleitung 70 strömen gelassen wird. Das Motoröl, das nach oben durch den Ventilkopf 16 über die Steigleitung 70 strömt, wird dem Ventiltrieb 18 zugeführt, wie z. B. über einen an dem Ventilkopf 16 positionierten Verbinder 156. Bei einer Ausführungsform ist der Verbinder 156 eine Kipphebelwellenklemme, die mit der Kipphebelwelle 22 (3) zum Halten der Kipphebelwelle 22 in Position bezüglich des Ventilkopfs 16 in Eingriff steht und auch einen Motorölstrom dort hindurch leitet, um der Kipphebelwelle 22 Motoröl zuzuführen, jedoch kann der Verbinder 156 bei einer weiteren Ausführungsform (d. h. einem Motor mit obenliegender Nockenwelle) dem Ventiltrieb 18 über eine Nockenwelle und Zapfenlager einen Motorölstrom zuführen. Bei dem Motorölkreislauf 150 von 9 wäre der Verbinder 156 so konfiguriert, dass er lediglich einen einzigen darin ausgebildeten Öldurchgang umfasst, der Motoröl von der Steigleitung 70 empfängt und es dann dem Ventiltrieb 18 zuführt.
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Das von dem Motor 10 auf dem Pfad 154 zur Leitvorrichtung 60 zirkulieren gelassene Motoröl wird direkt von der Ölwanne 30 zugeführt, ohne wie bei den in 2 und 7 gezeigten Motorölkreisläufen 64, 134 durch den Ölkühler 68 zu strömen. Dementsprechend weist das zur Leitvorrichtung 60 zirkulieren gelassene Motoröl eine höhere Temperatur auf, als wenn es vor dem Strömen auf die Leitvorrichtung 60 zunächst durch den Ölkühler 68 geleitet worden wäre, wobei das Motoröl beispielsweise 15-20 °C wärmer ist. Obgleich das Zirkulieren von Motoröl mit dieser höheren Temperatur durch den Ventiltrieb 18 nicht wünschenswert ist, wird dadurch, dass das Motoröl diese höhere Temperatur aufweist, wenn es durch den inneren Öldurchgang 62 der Leitvorrichtung 60 strömt, ein größeres Ausmaß an Wärmeübertragung zwischen der Leitvorrichtung 60 und dem Durchblasegas gestattet, so dass die Temperatur des Durchblasegases weiter erhöht werden kann.
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Bei noch einer weiteren Ausführungsform, die in 10 gezeigt wird, ist ein Motorölkreislauf 160 in dem Motor 10 vorgesehen, der eine hohe Temperatur aufweisendes Motoröl direkt zur Leitvorrichtung 60 leitet, bevor es danach zu einem Motorkühler 68 geleitet wird. In dem Motorölkreislauf 160 wird das Motoröl direkt von der Ölwanne 30 über einen Pfad 162 zur Leitvorrichtung 60 zirkulieren gelassen. Das der Leitvorrichtung 60 zugeführte Motoröl weist somit eine höhere Temperatur auf (z. B. 15-20 °C höher, als wenn es zum Beispiel zunächst durch einen Ölkühler strömen gelassen worden wäre) und sorgt somit für ein höheres Ausmaß an Wärmeübertragung von der Leitvorrichtung 60 auf das Durchblasegas. Nach dem Zirkulieren des Motoröls durch die Leitvorrichtung 60 tritt es aus der Leitvorrichtung 60 aus und wird danach über eine Anschlussleitung 164 zu dem Ölkühler 68 geleitet. Das Motoröl wird von dem Ölkühler 68 auf eine geeignete Temperatur gekühlt und strömt dann durch die in dem Ventilkopf 16 ausgebildete Steigleitung 70 und zu dem Ventiltrieb 18. Wie zuvor beschrieben wurde, kann in Abhängigkeit von der spezifischen Konfiguration des Motors 10 dem Ventiltrieb 18 Öl durch Zirkulation durch eine Kipphebelwellenklemme und eine Kipphebelwelle zugeführt werden oder kann dem Ventiltrieb 18 über eine Nockenwelle und Zapfenlager zugeführt werden.
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Bei einigen Implementierungen könnten existierende Motoren nachgerüstet werden, um von den Vorteilen der Erfindung zu profitieren. Als ein Beispiel könnten eine Kipphebelwellenklemme 76, eine Kopfabdeckung 26 und eine Leitvorrichtung 60 gemäß der Beschreibung in 3 und 4 zu dem Motor hinzugefügt werden und den existierenden Motorölkreislauf 64 darin dazu nutzen, für eine Erwärmung des während des Betriebs des Motors erzeugten Durchblasegases zu sorgen. Die Kipphebelwellenklemme 76 würde den Motorölstrom zwischen der Kipphebelwelle 22 und der Leitvorrichtung 60 aufteilen, wobei durch die Befestigung der Leitvorrichtung 60 an der Kopfabdeckung 26 ein optimierter Pfad, auf dem Durchblasegas über die Leitvorrichtung 60 geleitet werden kann, bevor es den Motor durch den Durchblasegasauslass 36 der Kopfabdeckung 26 verlässt, bereitgestellt wird.
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Vorteilhafterweise wird bei Ausführungsformen der Verbrennungsmotoren, die hier beschrieben werden, Motoröl zum Erwärmen von während des Betriebs des Motors erzeugtem Durchblasegas verwendet, wobei das Durchblasegas erwärmt wird, bevor das Durchblasegas aus einem Durchblasegasauslass in einer Kopfabdeckung des Motors austritt. Durch das Erwärmen des Durchblasegases wird ein Betrieb des Motors in Umgebungen mit niedriger Temperatur, wie z. B. bei Temperaturen von -10 bis -40 °C, ohne Gefrieren der Dämpfe in dem Durchblasegas, wenn es durch die Filteranordnung strömt und in die Atmosphäre entlüftet wird, gestattet. Dementsprechend kann das Auftreten von Motorwartungsarbeiten am Einsatzort (die aus der Erzeugung von Fehlercodes resultieren, die mit einer Verstopfung der Filteranordnung und/oder des Auslassrohrs durch Eis und Ölschlamm in dem Durchblasegas in Zusammenhang stehen) stark reduziert werden.
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Es werden die folgenden Beispiele bereitgestellt, die zur einfacheren Bezugnahme nummeriert sind.
- 1. Ein Verbrennungsmotor, der ein Kurbelgehäuse mit mehreren Kolben-Zylinder-Anordnungen und einen über dem Kurbelgehäuse positionierten Ventilkopf, der zumindest zum Teil einen Ventiltrieb enthält, umfasst. Der Verbrennungsmotor umfasst ferner eine Kopfabdeckung, die mit dem Ventilkopf gekoppelt ist und einen Durchblasegasauslass aufweist, und eine Leitvorrichtung, die zwischen der Kopfabdeckung und dem Kurbelgehäuse positioniert ist und einen Öldurchgang in der Leitvorrichtung definiert. Motoröl zirkuliert durch den Öldurchgang der Leitvorrichtung zur Übertragung von Wärme auf Durchblasegas, das aus einer oder mehreren der mehreren Kolben-Zylinder-Anordnungen herausströmt, bevor es durch den Durchblasegasauslass in der Kopfabdeckung aus dem Ventilkopf austritt.
- 2. Der Verbrennungsmotor nach Beispiel 1, der ferner eine Kipphebelwelle und mehrere Kipphebel, die an den Ventilkopf angrenzen und dahingehend betreibbar sind, Ventile in dem Ventiltrieb zu betätigen, umfasst, wobei die Leitvorrichtung zwischen der Kopfabdeckung und der Kipphebelwelle positioniert ist.
- 3. Der Verbrennungsmotor nach Beispiel 2, der ferner eine Kipphebelwellenklemme umfasst, die zwischen dem Ventilkopf und der Kopfabdeckung zum Halten der Kipphebelwelle positioniert ist, wobei die Kipphebelwellenklemme einen darin ausgebildeten Klemmenöldurchgang zum Zuführen des Motoröls zur Leitvorrichtung aufweist.
- 4. Der Verbrennungsmotor nach Beispiel 3, der ferner einen in dem Ventilkopf ausgebildeten Ventilkopföldurchgang und einen in der Kopfabdeckung ausgebildeten Kopfabdeckungsöldurchgang umfasst, wobei Motoröl aus dem Ventilkopföldurchgang, durch den Klemmenöldurchgang und zu dem Kopfabdeckungsöldurchgang strömt, wobei das Motoröl von dem Kopfabdeckungsöldurchgang in den Öldurchgang der Leitvorrichtung strömt.
- 5. Der Verbrennungsmotor nach Anspruch 3, wobei die Kipphebelwellenklemme einen Motorölstrom zur Leitvorrichtung leitet und wobei ein Ölauslasskanal der Leitvorrichtung mit der Kipphebelwelle strömungsgekoppelt ist, so dass der Motorölstrom zur Leitvorrichtung danach der Kipphebelwelle zugeführt wird.
- 6. Der Verbrennungsmotor nach Beispiel 3, wobei die Kipphebelwellenklemme ferner einen zweiten Klemmenöldurchgang umfasst, der der Kipphebelwelle Motoröl zuführt, so dass der Kipphebelwellenklemme zugeführtes Motoröl zwischen der Kipphebelwelle und der Leitvorrichtung aufgeteilt wird.
- 7. Der Verbrennungsmotor nach Beispiel 1, wobei das Motoröl durch einen Motorölkreislauf zirkuliert, der das Motoröl aus einer Ölwanne in dem Kurbelgehäuse saugt und das Motoröl durch den Öldurchgang der Leitvorrichtung zirkulieren lässt.
- 8. Der Verbrennungsmotor nach Beispiel 7, wobei der Motorölkreislauf einen Motorölstrom direkt von der Ölwanne zur Leitvorrichtung leitet.
- 9. Der Verbrennungsmotor nach Beispiel 8, wobei der Motorölkreislauf den Motorölstrom von einem Auslasskanal der Leitvorrichtung, durch einen Ölkühler und dann zu dem Ventiltrieb leitet.
- 10. Der Verbrennungsmotor nach Beispiel 7, wobei der Motorölkreislauf einen Motorölstrom von der Ölwanne, durch einen Ölkühler und zu der Leitvorrichtung leitet.
- 11. Der Verbrennungsmotor nach Beispiel 1, wobei die Leitvorrichtung mit einer Unterseite der Kopfabdeckung gekoppelt ist, wobei eine obere Fläche der Leitvorrichtung und die Unterseite der Kopfabdeckung einen Durchblasegasdurchgang definieren, durch den Durchblasegas von dem Ventilkopf zu dem Durchblasegasauslass strömt.
- 12. Der Verbrennungsmotor nach Beispiel 11, wobei der Durchblasegasdurchgang eine einzige Durchgangsöffnung aufweist, durch die Durchblasegas in den Durchblasegasdurchgang von dem Ventilkopf eintritt.
- 13. Der Verbrennungsmotor nach Beispiel 11, wobei die Unterseite der Kopfabdeckung mehrere Durchblasegasführungen umfasst, wobei die mehreren Durchblasegasführungen und die Leitvorrichtung eine Serpentinenform für den Durchblasegasdurchgang definieren.
- 14. Der Verbrennungsmotor nach Beispiel 1, wobei die Leitvorrichtung aus einem wärmeleitfähigen Material gebildet ist, das Wärme von dem Motoröl auf das Durchblasegas überträgt.
- 15. Ein Verbrennungsmotor, der ein Kurbelgehäuse mit mehreren Kolben-Zylinder-Anordnungen und einen über dem Kurbelgehäuse positionierten Ventilkopf, der zumindest zum Teil einen Ventiltrieb enthält, umfasst. Der Verbrennungsmotor umfasst ferner eine Kopfabdeckung, die mit dem Ventilkopf gekoppelt ist und einen darin ausgebildeten Durchblasegasauslass zum Entlüften von Durchblasegas, das aus einer oder mehreren der mehreren Kolben-Zylinder-Anordnungen herausströmt, aufweist, und eine Leitvorrichtung, die mit einer Unterseite der Kopfabdeckung gekoppelt ist und sich angrenzend an den Durchblasegasauslass befindet, wobei die Leitvorrichtung einen Öldurchgang in der Leitvorrichtung definiert. Motoröl zirkuliert durch den Öldurchgang der Leitvorrichtung zur Übertragung von Wärme auf das Durchblasegas, bevor es durch den Durchblasegasauslass in der Kopfabdeckung aus dem Ventilkopf austritt.
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Das Vorstehende hat also einen Verbrennungsmotor bereitgestellt, der Motoröl zum Erwärmen von während des Betriebs des Motors erzeugtem Durchblasegas verwendet, wobei das Durchblasegas erwärmt wird, bevor das Durchblasegas aus einem Durchblasegasauslass in einer Kopfabdeckung des Motors austritt. Eine Leitvorrichtung ist in dem Motor vorgesehen, die zwischen der Kopfabdeckung und dem Kurbelgehäuse des Motors positioniert ist, wobei Motoröl durch einen inneren Öldurchgang der Leitvorrichtung zirkulieren gelassen wird. Die Leitvorrichtung ist in dem Pfad des Durchblasegases, wenn es von dem Kurbelgehäuse nach oben zu dem Ventilkopf des Motors und aus dem Durchblasegasauslass in der Kopfabdeckung heraus wandert, positioniert. Wenn Durchblasegas über die Leitvorrichtung strömengelassen wird, bevor es aus dem Durchblasegasauslass austritt, wird Wärme von dem Motoröl auf die Leitvorrichtung und auf das Durchblasegas übertragen, wodurch das Durchblasegas zur Verhinderung des Gefrierens von Wasser- und Öldämpfen in dem Durchblasegas erwärmt wird.
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Die Singularformen „ein/e/r“ und „der/die/das“, wie hier verwendet, sollen auch die Pluralformen umfassen, es sei denn, der Kontext gibt deutlich etwas anderes an. Ferner versteht sich, dass jegliche Verwendung der Begriffe „umfasst“ und/oder „umfassend“ in dieser Schrift das Vorliegen angegebener Merkmale, ganzer Zahlen, Schritte, Vorgänge, Elemente und/oder Komponenten angibt, jedoch das Vorliegen oder Hinzufügen eines oder mehrerer anderer Merkmale, ganzer Zahlen, Schritte, Vorgänge, Elemente, Komponenten und/oder Gruppen davon nicht ausschließt.
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Die Beschreibung der vorliegenden Offenbarung ist zur Veranschaulichung und Beschreibung dargelegt worden, soll für die Offenbarung in der offenbarten Form aber nicht erschöpfend oder einschränkend sein. Für den Durchschnittsfachmann sind viele Modifikationen und Variationen ohne Abweichung von dem Schutzbereich und Wesen der Offenbarung ersichtlich. Hier explizit angeführte Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um die Grundzüge der Offenbarung und ihre praktische Anwendung am besten zu erläutern und um anderen Durchschnittsfachmännern zu ermöglichen, die Offenbarung zu verstehen und viele Alternativen, Modifikationen und Variationen des bzw. der beschriebenen Beispiele zu erkennen. Demgemäß liegen verschiedene andere Ausführungsformen und Implementierungen als die explizit beschriebenen innerhalb des Schutzumfangs der folgenden Ansprüche.
