DE10235983A1

DE10235983A1 - Luft-Öl-Abscheidevorrichtung für einen Motor

Info

Publication number: DE10235983A1
Application number: DE10235983A
Authority: DE
Inventors: Teruaki Kitano; Takaaki Katoh; Shozo Shiraki
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2001-08-06
Filing date: 2002-08-06
Publication date: 2003-03-06
Also published as: JP2003049625A; US6591820B2; JP3923288B2; US20030024512A1

Abstract

Ein PCV-Ventil (32) ist in den Innenraum eines Zentrifugal-Ölnebelabscheiders (23) integriert, der an eine Zylinderkopfhaube (14) des Motors (E) angeformt bzw. integral mit dieser Haube ausgebildet ist. Der Zentrifugal-Ölnebelabscheider (23) umfasst eine auf der stromaufwärtigen Seite vorgesehene Trennkammer (43a) mit einem Blow-by-Gas-Einlass (44) und eine auf der stromabwärtigen Seite vorgesehene Trennkammer (43b), in die ein Blow-by-Gas-Auslass (42) und eine Ölauslassöffnung (46) münden, und eine Ölabscheideplatte (41) ist in einer Weise angeordnet, dass eine Kommunikation zwischen dem Blow-by-Gas-Einlass (44) und dem Blow-by-Gas-Auslass (42) unterbunden wird. Die Ölabscheideplatte (41) liegt an dem distalen Ende eines vorspringenden Abschnitts (40), der sich als integraler Bestandteil des Ventilsitzes (38) des PCV-Ventils (32) von dem Ventilsitz (38) erstreckt, wobei der vorspringende Abschnitt (40) und die Ölabscheideplatte (41) wirksam sind, um eine Rotationsströmung in der stromaufwärts gelegenen Trennkammer (43a) zu intensivieren.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Luft-Öl-Abscheidevorrichtung für einen Motor, bei der durch einen Zentrifugal-Ölnebelabscheider, in welchen Blow-by-Gase aus dem Motor geleitet werden, Ölnebel aus den Blow-by-Gasen abgeschieden wird.

Beschreibung der verwandten Technik

Durch das Dokument JP-A-10-220215 ist eine Luft-Öl-Abscheidevorrichtung für einen Motor bekannt, bei der die Abgabe von Blow-by-Gasen bzw. Durchblasegasen an die Atmosphäre verhindert wird, indem in einem Rezirkulationssystem zur Rückspeisung der Blow-by-Gase aus dem Motor in ein Ansaugsystem ein Zentrifugal-Ölnebelabscheider vorgesehen ist, um Ölnebel, der in Blow-by-Gasen des Motors enthalten ist, durch Fliehkraft abzuscheiden und den auf diese Weise abgeschiedenen Ölnebel in die Ölwanne zurück zu führen.

Da nach der konventionellen Technik der Zentrifugal-Ölnebelabscheider und ein PCV- Ventil (positive crankcase ventilation valve, dt. Kurbelgehäuse-Zwangsentlüftungsventil) zur Steuerung/Regelung des Volumenstroms von Blow-by-Gasen getrennt voneinander entlang einer Blow-by-Gas-Leitung vorgesehen sind, führt dies nicht nur zu dem Problem eines größeren Raumbedarfs für den Einbau des Zentrifugal-Ölnebelabscheiders und des PCV-Ventils, sondern auch zu dem Problem, dass für die Verbindung des Zentrifugal-Ölnebelabscheiders mit dem PCV-Ventil Rohrleitungen erforderlich sind, so dass für die Montage bzw. den Zusammenbau entsprechend mehr Arbeitsstunden benötigt werden.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Angesichts der vorstehend genannten Probleme ist es eine Aufgabe der Erfindung, die Ölnebelabscheideleistung eines Zentrifugal-Ölnebelabscheiders beim Abscheiden von Ölnebel zu verbessern, indem ein PCV-Ventil wirksam in den Zentrifugal-Ölnebelabscheider integriert wird.

Zur Lösung der oben genannten Aufgabe wird gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung eine Luft-Öl-Abscheidevorrichtung für einen Motor bereitgestellt, in der Ölnebel aus Blow-by-Gas abgeschieden wird, wobei die Vorrichtung einen Zentrifugal-Ölnebelabscheider, in den das Blow-by-Gas aus dem Motor geleitet wird, und ein PCV- Ventil umfasst, das in den Zentrifugal-Ölnebelabscheider auf solche Weise integriert ist, dass es im Bereich bzw. entlang einer Achse einer Trennkammer des Zentrifugal- Ölnebelabscheiders vorsteht.

Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung ist bei der Luft-Öl-Abscheidevorrichtung nach dem ersten Aspekt der Erfindung ein vorspringender Abschnitt des an der Achse der Trennkammer des Zentrifugal-Ölnebelabscheiders vorstehenden PCV-Ventils durch das Verlängern des Ventilsitzes des PCV-Ventils gebildet.

Gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung ist bei der Luft-Öl-Abscheidevorrichtung nach dem ersten oder dem zweiten Aspekt der Erfindung eine Ölabscheideplatte in den vorspringenden Abschnitt des an der Achse der Trennkammer des Zentrifugal-Ölnebelabscheiders vorstehenden PCV-Ventils integriert und ist zwischen einem Blow-by-Gas- Einlass zum Einspeisen von Blow-by-Gasen in die Öltrennkammer und einem in dem vorstehenden Abschnitt des PCV-Ventils gebildeten Blow-by-Gas-Auslass vorgesehen.

Gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung ist die Ölabscheideplatte bei der Luft-Öl-Abscheidevorrichtung nach dem ersten Aspekt der Erfindung zwischen einer auf der stromaufwärtigen Seite liegenden Trennkammer, in welche der Blow-by-Gas-Einlass mündet, und einer auf der stromabwärtigen Seite liegenden Trennkammer, in die der Blow-by-Gas-Auslass mündet, angeordnet, und ein an einer äußeren Umfangsfläche des Ventilgehäuses des PCV-Ventils gebildetes Außengewinde ist in ein Innengewinde geschraubt, das an einer inneren Umfangsfläche der stromaufwärts gelegenen Trennkammer gebildet ist, so dass das PCV-Ventil in dem Zentrifugal-Ölnebelabscheider festgelegt ist, wobei die Öffnung des Blow-by-Gas-Auslasses so vorgesehen ist, dass sie an einem inneren Ende des Innengewindes nach innen gerichtet ist, und wobei die Ölabscheideplatte zwischen dem inneren Ende des Innengewindes und der Öffnung des Blow-by-Gas-Auslasses angeordnet ist.

Gemäß dem fünften Aspekt der Erfindung sind bei einer Luft-Öl-Abscheidevorrichtung nach dem ersten bis vierten Aspekt der Erfindung ein Trennkammergehäuse des Zentrifugal-Ölnebelabscheiders und das Ventilgehäuse des PCV-Ventils integral bzw. in Blockbauweise aus Harz hergestellt.

FIGURENKURZBESCHREIBUNG

Fig. 1 ist eine Vorderansicht eines Mehrzylinder-V-Motors;
Fig. 2 ist eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Linie 2-2 von Fig. 1;
Fig. 3 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 3-3 von Fig. 2;
Fig. 4 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 4-4 von Fig. 2;
Fig. 5 ist eine Längsschnittansicht eines Zentrifugal-Ölnebelabscheiders gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 6 ist eine Längsschnittansicht eines Zentrifugal-Ölnebelabscheiders gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 7 ist eine Längsschnittansicht eines Zentrifugal-Ölnebelabscheiders gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 8 ist eine Längsschnittansicht eines Zentrifugal-Ölnebelabscheiders gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 9 ist eine Längsschnittansicht eines Zentrifugal-Ölnebelabscheiders gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung; und
Fig. 10 ist eine Längsschnittansicht eines Zentrifugal-Ölnebelabscheiders gemäß einer siebten Ausführungsform der Erfindung.

DETAILBESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den anliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen beschrieben.
Die Fig. 1 bis 4 zeigen eine erste Ausführungsform der Erfindung. Dabei ist die Fig. 1 eine Vorderansicht eines Mehrzylinder-V-Motors, die Fig. 2 eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Linie 2-2 von Fig. 1, die Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie 3-3 von Fig. 2 und die Fig. 4 eine Schnittansicht entlang der Linie 4-4 von Fig. 2.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, umfasst der Mehrzylinder-V-Motor E einen V-förmigen Zylinderblock 12, ein Paar rechter und linker Zylinderköpfe 13, 13, ein Paar rechter und linker Zylinderkopfhauben 14, 14, ein Kurbelgehäuse 15 und eine Ölwanne 16. Der V- förmige Zylinderblock 12 trägt an einem unteren Ende eine Kurbelwelle 11. Der rechte und der linke Zylinderkopf des Zylinderkopfpaares 13, 13 sind an Oberseiten des Zylinderblocks 12 befestigt. Die rechte und die linke Haube des Zylinderkopfhaubenpaares 14, 14 sind an den Oberseiten der Zylinderköpfe 13, 13 befestigt. Das Kurbelgehäuse 15 ist an der Bodenseite des Zylinderblocks 12 befestigt. Die Ölwanne 16 ist an der Bodenseite des Kurbelgehäuses 15 befestigt. Rechte und linke Kolben 18 . . ., 18 . . ., die verschiebbar jeweils in einem rechten und linken Zylinder 17, 17 eines Zylinderblocks gelagert sind, sind über Pleuel 19 . . ., 19 . . . mit einer Kurbelwelle 11 verbunden.
An die stromabwärtigen Seiten von Drosselventilen anschließende Ansaugkrümmer 21 sind zwischen der linken und der rechten Zylinderreihe (Zylinderbank) 22, 22 des Motors E angeordnet und an Einlassöffnungen 13a . . . in den Zylinderköpfen 13, 13 angeschlossen. Ein Zentrifugal-Ölnebelabscheider 23 (eine Luft-Öl- Abscheidevorrichtung), der nach dem Prinzip einer Fliehkraftvorrichtung arbeitet, ist an der Oberseite der Zylinderkopfhaube 14 an einer der Zylinderbänke 22 angeordnet und über eine Blow-by-Gas-Leitung 24 mit einem Ansaugsystem (z. B. der Ansaugkrümmer 21) des Motors E verbunden.
Wie in den Fig. 2 bis 4 gezeigt ist, ist ein Trennkammergehäuse 31 des Zentrifugal- Ölnebelabscheiders 23 an die aus Aluminium hergestellte Haube 14 angeformt und umfasst ein im wesentlichen zylindrisches Trennkammergehäuse 31a auf der stromaufwärtigen Seite und ein im wesentlichen konisches Trennkammergehäuse 31b auf der stromabwärtigen Seite, wobei diese Gehäuse miteinander einen Gehäuseblock bilden. Das Trennkammergehäuse 31 ist derart angeordnet, dass seine Achse L eine im wesentlichen horizontale Lage beibehält, und ein PCV-Ventil (Kurbelgehäuse- Zwangsentlüftungsventil) 32 ist integral an einem Endabschnitt des stromaufwärtigen Trennkammergehäuses 31a vorgesehen, der dem Ende des Gehäuses 31a gegenüberliegt, das dem stromabwärtigen Trennkammergehäuse 31b zugekehrt ist. Ein an einer äußeren Umfangsfläche des aus Aluminium hergestellten Ventilgehäuses 33 gebildetes Außengewinde 34 des PCV-Ventils 32 ist in ein Innengewinde 35 geschraubt, das an einer inneren Umfangsfläche des auf der stromaufwärtigen Seite gelegenen Trennkammergehäuses 31a gebildet ist, wodurch das Ventilgehäuse 33 in dem stromaufwärtigen Trennkammergehäuse 31a festgelegt wird. Außerdem ist zwischen dem Trennkammergehäuse 31 und dem Ventilgehäuse 33 ein ringförmiges Dichtungselement 48 angeordnet.
Ein Ventilschaft 36 und ein Ventilelement 37, die integral bzw. in Blockbauweise ausgebildet sind, sind im Inneren des hohl ausgebildeten Ventilgehäuses 33 entlang der Achse L bewegbar gelagert und sind durch eine Ventilfeder 39 nach rechts vorgespannt, damit das Ventilelement 37 seine Position an einem an dem rechten Ende des Ventilgehäuses 33 befestigten ringförmigen Ventilsitz 38 einnehmen kann. Eine ringförmige Ölabscheideplatte 41 ist an das rechte Ende eines rohrförmigen vorspringenden Abschnitts 40 angeformt, der als integraler Teil des Ventilsitzes 38 von diesem Ventilsitz nach rechts abragt, wobei zwischen einer äußeren Umfangsfläche der Ölabscheideplatte 41 und der inneren Umfangsfläche des Trennkammergehäuses 31 ein Spalt a gebildet ist. Ein Blow-by-Gas-Auslass 42 ist im Inneren des vorspringenden Abschnitts 40 gebildet. Eine im Inneren des Trennkammergehäuses 31 definierte Trennkammer 43 ist in eine auf der linken Seite der Ölabscheideplatte 41 liegende stromaufwärtige Trennkammer 43a und eine auf der rechten Seite der Ölabscheideplatte 41 liegende stromabwärtige Trennkammer 43b unterteilt.
Wie deutlich wird, wenn man auch auf die Fig. 3 Bezug nimmt, ist zur Herstellung einer Kommunikation zwischen einem Innenraum der Zylinderkopfhaube 14 und der stromaufwärts gelegenen Trennkammer 43a in der Unterseite des stromaufwärtigen Trennkammergehäuses 31a ein Blow-by-Gas-Einlass 44 gebildet. Der Blow-by-Gas- Einlass 44 mündet bezogen auf eine innere Umfangswand der stromaufwärtigen Trennkammer 43a in einer tangentialen Richtung, so dass in Blow-by-Gasen, die aus dem Innenraum der Zylinderkopfhaube 14 in die stromaufwärtige Trennkammer 43a gespeist werden, eine Rotationsströmung entsteht.
Wie weiterhin unter Bezugnahme auf Fig. 4 deutlich wird, ist eine mit einem Bodenbereich des stromaufwärts gelegenen zylindrischen Trennkammergehäuses 31a horizontal kommunizierende Ölführungsnut 45 in einem Bodenbereich des stromabwärts gelegenen konischen Trennkammergehäuses 31b gebildet, um an der Innenfläche des stromaufwärtigen Trennkammergehäuses 31a haftende Flüssigkeit oder Öl und an der inneren Umfangswand des stromabwärtigen Trennkammergehäuses 31b haftendes Öl aufzufangen. Eine mit dem Innenraum der Zylinderkopfhaube 14 kommunizierende Ölauslassöffnung 46 ist in der Ölführungsnut 45 gebildet.
Im Folgenden wird die Funktionsweise der Erfindung in ihrer ersten Ausführungsform gemäß der vorstehend beschriebenen Konstruktion erläutert.
Wenn das PCV-Ventil 32, das über die Blow-by-Gas-Leitung 24 mit dem Ansaugkrümmer 21 verbunden ist, mit einem Ansaugunterdruck beaufschlagt wird, hebt sich das Ventilelement 37 gegen die Kraft der Feder 39 von dem Ventilsitz 38 ab, und der Ansaugunterdruck wird auf die Trennkammer 43 des Zentrifugal-Ölnebelabscheiders 23 ausgeübt. Infolgedessen strömen Blow-by-Gase, die im Innenraum der Zylinderkopfhaube 14 geblieben sind und die Ölnebel enthalten, dann über den in dem stromaufwärtigen Trennkammergehäuse 31a gebildeten Blow-by-Gas-Einlass 44 in die Trennkammer 43a auf der stromaufwärtigen Seite. Da der Blow-by-Gas-Einlass 44 in der tangentialen Richtung der zylindrischen Innenwandfläche der stromaufwärtigen Trennkammer 43a mündet, wird eine Rotationsströmung in einer Weise erzeugt, dass der vorspringenden Abschnitt 40 des PCV-Ventils 32 im Inneren der stromaufwärts gelegenen Trennkammer 43a umströmt wird, wodurch in den Blow-by-Gasen enthaltenes nebelartiges Öl aufgrund einer Zentrifugalkraft radial nach außen verströmt wird, um sich schließlich an die innere Wandfläche der stromaufwärtigen Trennkammer 43a anzulegen.
Da die Ölabscheideplatte 41 zwischen dem im Inneren des vorspringenden Abschnitts 40 des PCV-Ventils 32 gebildeten Blow-by-Gas-Auslass 42 und dem Blow-by-Gas- Einlass 44 angeordnet ist, wird der Kurzschluss bzw. die unmittelbare (ungehinderte) Verbindung des Blow-by-Gas-Einlasses 44 und des Blow-by-Gas-Auslasses 42 verhindert. Da ferner der vorspringende Abschnitt 40 des an der Achse L der stromaufwärtigen Trennkammer 43a vorstehenden PCV-Ventils 32 ein Führungselement bildet, kann im Inneren der stromaufwärtigen Trennkammer 43a eine starke Rotationsströmung erzeugt werden, wodurch die Wirkung der Ölnebelabschneidung verbessert wird. Blow-by-Gase, die aus der Trennkammer 43a auf der stromaufwärtigen Seite in die Trennkammer 43b auf der stromabwärtigen Seite strömen, werden nach Passieren des die Ölabscheideplatte 41 umgebenden Spalts α weiter verwirbelt, wodurch bewirkt wird, dass sich der auf diese Weise abgeschiedene Ölnebel an die Innenwandfläche der stromabwärtigen Trennkammer 43b anlegt.
Das Öl, das sich an die Innenwandfläche der Trennkammer 43 angelegt hat, und das Öl, das sich an die Oberflächen des vorspringenden Abschnitts 40 und der Ölabscheideplatte 41 angelegt hat, wird dann durch Schwerkraft in der im Bodenbereich der Trennkammer 43 ausgebildeten Ölführungsnut 45 aufgefangen und schließlich über den Innenraum der Zylinderkopfhaube 14 durch den geöffneten Ölauslass 46 im Bodenbereich der Ölführungsnut 45 in die Ölwanne 16 zurück geleitet. Dagegen werden die Blow-by-Gase, aus denen der Ölnebel abgeschieden wurde, über die an eine Verbindung 47 zu dem PCV-Ventil 32 angeschlossene Blow-by-Gas-Leitung 24 aus der stromabwärtigen Trennkammer 43b in den Ansaugkrümmer 21 gesaugt, nachdem sie den in dem vorspringenden Abschnitt 40 gebildeten Blow-by-Gas-Auslass 42 passiert haben und zwischen dem Ventilelement 37 und dem Ventilsitz 38 des PCV-Ventils 32 hindurchgeströmt sind, wodurch in den Blow-by-Gasen enthaltener unverbrannter Kohlenwasserstoff in dem Motor E verbrannt werden kann, wobei das Kurbelgehäuse 15 auf diese Weise zwangsentlüftet wird, um beispielweise die Verschlechterung des Öls zu verhindern.
Während Öl leicht an Rippen des Innengewindes 35 haftet, wenn das Innengewinde von der Innenfläche des stromaufwärtigen Trennkammergehäuses 31a freigelegt wird, kann dieses an den Rippen haftende Öl zuverlässig abgeblasen werden, indem in der stromaufwärtigen Trennkammer 43a, der das Innengewinde 35 zugekehrt ist, eine starke Rotationsströmung erzeugt wird. Dadurch lässt sich die Notwendigkeit umgehen, die Länge des Außengewindes 34 an dem Ventilgehäuse 33 genau an die Länge des Innengewindes 35 in dem stromaufwärtigen Trennkammergehäuse 31a anzupassen, um zu verhindern, dass das Innengewinde 35 frei liegt. Dies trägt zu einer Senkung der Herstellungskosten bei. Darüber hinaus kann auch die Anzahl der benötigten Bauteile reduziert werden, da der vorspringende Abschnitt 40 durch das Verlängern des Ventilsitzes 38 des PCV-Ventils 32 in der axialen Richtung L gebildet wird und deshalb gesonderte Bauteile nicht benötigt werden.
Da ferner die Ölabscheideplatte 41 zwischen dem inneren Ende des Innengewindes 35 (das rechte Ende in Fig. 2) und der Öffnung des Blow-by-Gas-Auslasses 42 angeordnet ist, kann selbst dann, wenn das an den Rippen des Innengewindes 35 verbleibende Öl durch die Rotationsströmung abgeblasen wird, durch die Ölabscheideplatte 41 verhindert werden, dass das abgeblasene Öl in den Blow-by-Gas-Auslass 42 gesaugt wird. Darüber hinaus ist der vorspringende Abschnitt 40 des PCV-Ventils 32 so gelagert, dass sich das innere Ende des Ventilgehäuses 33 von dem Ventilsitz 38 nach innen erstrecken kann, wodurch die Stabilität der Lagerung des vorspringenden Abschnitts 40 verbessert wird, so dass eine stabile Rotationsströmung erreicht wird, die wiederum zu einer Verbesserung der Trennung in flüssige und gasförmige Bestandteile beiträgt.
Da das PCV-Ventil 32 wie vorstehend beschrieben in den Zentrifugal-Ölnebelabscheider 23 integriert ist, lässt sich der für den Einbau benötigte Raum im Vergleich zu der getrennten Anordnung des Zentrifugal-Ölnebelabscheiders 23 und des PCV-Ventils 32 verringern, wodurch auch die Abmessungen des Motors kleiner werden, und da ferner auch die Rohre für die Verbindung des Zentrifugal-Ölnebelabscheiders 23 mit dem PCV-Ventil 32 entfallen, verringert sich die Anzahl der benötigten Bauteile und entsprechend auch die benötigte Arbeitszeit für die Montage bzw. den Zusammenbau. Da sich der vorspringende Abschnitt 40 des PCV-Ventils 32 außerdem in den Innenraum der Trennkammer 43 hinein erstrecken kann, wird eine Vergrößerung der Abmessungen des Zentrifugal-Ölnebelabscheiders 23 vermieden. Außerdem können durch den zwischen der Trennkammer 43 und dem vorspringenden Abschnitt 40 gebildeten Ringraum auf wirksame Weise Rotationsströmungen erzeugt werden, die wiederum zu einer verbesserten bzw. wirksameren Ölnebelabscheidung führen. Weiterhin wird dank der Anordnung des PCV-Ventils 32 auf einer stromabwärtigen Seite des Blow-by- Gasstroms in der Trennkammer 43 die Menge des an dem Eingangsbereich des PCV- Ventils 32 haftenden Öls reduziert und daher weitgehend auch die Menge des Öls, das in das Ansaugsystem gesaugt wird.
Da der Zentrifugal-Ölnebelabscheider 23 an der Oberseite der Zylinderkopfhaube 14 transversal angeordnet ist, kann sich der Anschluss 47 für die Verbindung der Blow-by- Gas-Leitung 24 mit dem PCV-Ventil 32 horizontal erstrecken, wodurch der Motor E hinsichtlich seiner vertikalen Abmessungen kompakter wird. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn der Motor E im Frontbereich des Fahrzeugs untergebracht ist (Version mit Frontmotor), weil in diesem Fall die Linienführung der Motorhaube flacher gehalten werden kann. Darüber hinaus ist die Queranordnung des Zentrifugal-Ölnebelabscheiders 23 an einer Seitenfläche der Zylinderkopfhaube 14 zweckmäßiger, wenn der Motor E in der vertikalen Richtung kleinere Abmessungen erhalten soll. Weiterhin lässt sich durch die Anbringung des Zentrifugal-Ölnebelabscheiders 23 in einem Verbindungsbereich zwischen Oberseite und Seite oder in einem Eckbereich der Zylinderkopfhaube 14 nicht nur die Festigkeit bzw. Stabilität des Zentrifugal-Ölnebelabscheiders 23 erhöhen, sondern es kann dank der größeren Stabilität der Zylinderkopfhaube 14 auch eine Vibrationsdämpfungswirkung erwartet werden. Schließlich kann die Luft- Öl-Abscheidevorrichtung durch die Integration des Zentrifugal-Ölnebelabscheiders 23 in die Zylinderkopfhaube 14 kompakter gestaltet werden.
Im Folgenden wird eine zweite Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 5 beschrieben, wobei Elemente, die jenen der ersten Ausführungsform entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind.
Während der Zentrifugal-Ölnebelabscheider 23 gemäß der ersten Ausführungsform aus Aluminium hergestellt ist, wie das auch bei der Zylinderkopfhaube 14 der Fall ist, ist ein Zentrifugal-Ölnebelabscheider 23 aus Kunstharz gefertigt. Ein Trennkammergehäuse 31 ist mittels Bolzen 51 . . . an einer Zylinderkopfhaube 14 befestigt, und da O- Ringe 52, 53, die als Dichtungselemente wirken, jeweils an der Peripherie eines Blowby-Gas-Einlasses 44 und an einer Ölauslassöffnung 46 an der Verbindungsfläche mit der Zylinderkopfhaube 14 angebracht sind, kann ein Leckage von Öl verhindert werden. Falls der O-Ring 52 auf der Seite des Bow-by-Gas-Einlasses 44 mit dem O-Ring 53 auf der Seite der Ölauslassöffnung 46 integral bzw. einstückig ausgebildet ist, lässt sich nicht nur die Anzahl der Bauteile reduzieren, vielmehr kann auch die Effizienz bei der Montage bzw. dem Zusammenbau des Zentrifugal-Ölnebelabscheiders 23 gesteigert werden. Das Trennkammergehäuse 31 und das Ventilgehäuse 33 sind nicht miteinander verschraubt, sondern miteinander verschweißt, und separate Anschlüsse 47 sind an das Ventilgehäuse 33 angeschweißt. Der vorspringende Abschnitt 40 und die Ölabscheideplatte 41 sind an das Ventilgehäuse 33 des PVC-Ventils 32 angeformt bzw. integral mit dem Ventilgehäuse 33 ausgebildet.
Eine dritte Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 6 beschrieben.
Die dritte Ausführungsform ist eine weitere Abwandlung der zweiten Ausführungsform, wobei ein Trennkammergehäuse 31 eines Zentrifugal-Ölnebelabscheiders 23 an eine Zylinderkopfhaube 14 aus Kunstharz angeformt ist.
Während die dritte Ausführungsform hinsichtlich Funktion und Wirkung der zweiten Ausführungsform gleicht, wird mit der zweiten Ausführungsform durch die Herstellung des Zentrifugal-Ölnebelabscheiders aus Kunstharz der Vorteil einer Gewichtsreduzierung der Vorrichtung erreicht, die sich mit der dritten Ausführungsform, in der sowohl der Zentrifugal-Ölabscheider als auch die Zylinderkopfhaube 14 aus Kunstharz hergestellt sind, jedoch noch weiter steigern lässt.
Im Zusammenhang mit Fig. 7 wird nun eine vierte Ausführungsform der Erfindung erläutert.
Diese vierte Ausführungsform entspricht der ersten Ausführungsform, wobei ein in der ersten Ausführungsform an der Oberseite der Zylinderkopfhaube 14 transversal angeordneter Zentrifugal-Ölabscheider 23 nunmehr vertikal an einer Seite der Zylinderkopfhaube 14 angebracht ist. Während die Ölauslassöffnung 46 in dem Zentrifugal-Ölnebelabscheider 23 gemäß der ersten Ausführungsform in dem Bodenbereich der an der Unterseite des Trennkammergehäuses 31 vorgesehenen Ölführungsnut 45 gebildet ist, ist im Unterschied dazu in dem Zentrifugal-Ölnebelabscheider 23 gemäß der vierten Ausführungsform keine Ölführungsnut 45 vorgesehen, und eine Ölauslassöffnung 46 befindet sich in einem unteren Ende einer stromabwärtigen Trennkammer 43.
Gemäß der vierten Ausführungsform lassen sich die gleichen Funktionen und Wirkungen wie bei der ersten Ausführungsform erzielen, wobei dank der vertikalen Anordnung der Trennkammer 43 gemäß der vierten Ausführungsform noch der zusätzliche Vorteil erreicht wird, dass an der Innenwandfläche der Trennkammer 43 anhaftendes Öl durch Schwerkraft wirksam in die Ölauslassöffnung 46 geleitet wird.
Eine fünfte und eine sechste Ausführungsform der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 8 und 9 beschrieben.
Die in Fig. 8 dargestellte fünfte Ausführungsform entspricht der zweiten Ausführungsform, gemäß der ein aus Kunstharz hergestellter Zentrifugal-Ölnebelabscheider 23 an einer Seite einer aus Aluminium gefertigten Zylinderkopfhaube 14 angebracht ist. Die in Fig. 9 dargestellte sechste Ausführungsform entspricht der dritten Ausführungsform, in der ein Trennkammergehäuse 31 eines aus Kunstharz hergestellten Zentrifugal-Ölnebelabscheiders 23 an eine Seite einer aus Kunstharz gefertigten Zylinderkopfhaube 14 angeformt ist. Zusätzlich zu den Vorteilen, die gemäß der zweiten und der dritten Ausführungsform erreicht werden, bieten die fünfte und die sechste Ausführungsform den Vorteil einer weiteren Gewichtsreduzierung der Vorrichtung.
Eine siebte Ausführungsform der Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 10 beschrieben.
Gemäß dieser siebten Ausführungsform ist ein aus Kunstharz hergestellter Zentrifugal- Ölnebelabscheider 23 in einem oberen Bereich einer aus Aluminium hergestellten Zylinderkopfhaube 14 angeordnet, während ein zylindrisches Trennkammergehäuse 31 an eine Innenfläche der Zylinderkopfhaube 14 angeformt ist, wobei die Achse L des Gehäuses 31 vertikal orientiert ist. Eine Öffnung in der Oberseite des Trennkammergehäuses 31 ist über ein Dichtungselement 54 mit einer Abdeckung 56, verschlossen, die mit Hilfe von Bolzen 55 . . . befestigt ist, und eine Öffnung in der Unterseite des Trennkammergehäuses 31 ist mit einer Bodenplatte 57 verschlossen. Ein PCV-Ventil 32, das konstruktionsgleich mit dem im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform (Fig. 2) beschriebenen PCV-Ventil 32 ist, ist in der Abdeckung 56 des Ölnebelabscheiders vorgesehen, und ein Ventilgehäuse 33 ist an der Abdeckung 56 des Ölnebelabscheiders befestigt.
Ein Innenraum der Zylinderkopfhaube 14 kommuniziert über einen Spalt β zwischen einem Kanten- bzw. Randbereich der Bodenplatte 57 und der Innenfläche der Zylinderkopfhaube 14 mit einer Labyrinthkammer 58 und von da über einen Blow-by-Gas- Einlass 44 in einer tangentialen Richtung mit einer stromaufwärtigen Trennkammer 43a. Weiterhin kommuniziert ein unteres Ende einer stromabwärts gelegenen Trennkammer 43b über eine Ölauslassöffnung 46, eine Ölauslasskammer 59 und eine Ölauslassöffnung 60 mit dem Innenraum der Zylinderkopfhaube 14.
Neben dem Vorteil, der gemäß der vierten Ausführungsform erreicht wird, schafft die siebte Ausführungsform dank der Aufnahme des Trennkammergehäuses 31 im Inneren der Zylinderkopfhaube 14 noch den weiteren Vorteil eines kleiner bauenden Motors E.
Da insbesondere eine Trennwand 56a zur Bildung einer Abtrennung zwischen der stromaufwärtigen Trennkammer 43a und einem Innengewinde 35 in der Abdeckung 56 des Ölnebelabscheiders in der Weise gebildet ist, dass sie einem vorspringenden Abschnitt 40 des PCV-Ventils 32 zugekehrt ist, bleibt weniger Öl an dem Innengewinde 35 haften. Da sich die Trennwand 56a außerdem bis zu der Stelle erstreckt, an der sich der Blow-by-Gas-Einlass 44 befindet, lässt sich eine Rotationsströmung in der stromaufwärtigen Trennkammer 43 mit dem Effekt weiter stabilisieren, dass eine bessere bzw. wirksamere Trennung der gasförmigen Bestandteile von dem Öl stattfindet. Da die Trennwand 56a außerdem an die Abdeckung 56 des Ölnebelabscheiders angeformt ist, wird eine Zunahme der Anzahl von Bauteilen vermieden, und die Stabilität der Befestigung des PCV-Ventils 32 an der Abdeckung 56 des Ölnebelabscheiders kann ebenfalls verbessert werden.
Obwohl die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen beschrieben wurde, sind verschiedene Abwandlungen möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine Luft-Öl-Abscheidevorrichtung für einen Motor bereitgestellt, bei der durch einen Zentrifugal-Ölnebelabscheider, der mit Blow-by-Gasen aus dem Motor gespeist wird, Ölnebel aus den Blow-by-Gasen abgeschieden wird, wobei diese Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass ein PCV-Ventil auf solche Weise in den Zentrifugal- Ölnebelabscheider integriert ist, dass das PCV-Ventil an einer Achse einer Trennkammer des Zentrifugal-Ölnebelabscheiders vorsteht.
Da das PCV-Ventil gemäß der oben beschriebenen Konstruktion in den Zentrifugal- Ölnebelabscheider integriert ist, wird im Vergleich zu einer getrennten Anordnung von Zentrifugal-Ölnebelabscheider und PCV-Ventil nicht nur Einbauraum gespart, wodurch der Motor insgesamt kleiner wird, sondern es werden auch weniger Bauteile benötigt und dementsprechend weniger Arbeitszeit für den Zusammenbau der Teile, da die Rohrleitungen für die Verbindung des Zentrifugal-Ölnebelabscheiders mit dem PCV- Ventil entfallen. Da man das PCV-Ventil ferner an der Achse der Trennkammer vorstehen lässt, kann die Größe des Zentrifugal-Ölnebelabscheiders auf vorteilhafte Weise verringert werden. Darüber hinaus ist zwischen einer inneren Umfangsfläche der Trennkammer und einer äußeren Umfangsfläche des vorspringenden Abschnitts des PCV-Ventils ein Ringraum gebildet, so dass eine in der Trennkammer erzeugte Rotationsströmung intensiviert und dadurch der Effekt der Abscheidung des Nebels bzw. der gasförmigen Bestandteile von dem Öl verbessert wird.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine Luft-Öl-Abscheidevorrichtung für einen Motor nach dem ersten Aspekt der Erfindung bereitgestellt, wobei ein vorspringender Abschnitt des an der Achse der Trennkammer des Zentrifugal-Ölnebelabscheiders vorstehenden PCV-Ventils durch das Verlängern eines Ventilsitzes des PCV-Ventils gebildet wird.
Da gemäß der vorstehenden Konstruktion der an der Achse der Trennkammer vorspringende Abschnitt durch das Verlängern des Ventilsitzes des PCV-Ventils gebildet wird, kann eine in der Trennkammer erzeugte Rotationsströmung mit dem Effekt einer besseren Trennung des Nebels bzw. der gasförmigen Bestandteile von dem Öl verstärkt werden, ohne dass spezielle Teile für die Konstruktion des vorspringenden Abschnitts benötigt werden.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird eine Luft-Öl-Abscheidevorrichtung für einen Motor nach dem ersten oder zweiten Aspekt der Erfindung bereitgestellt, bei der eine Ölabscheideplatte in den vorspringenden Abschnitt des PCV-Ventils integriert ist, wobei der vorspringende Abschnitt an der Achse der Trennkammer des Zentrifugal- Ölabscheiders auf solche Weise vorspringt, dass die Ölabscheideplatte zwischen einem Blow-by-Gas-Einlass für die Einspeisung von Blow-by-Gasen in die Öltrennkammer und einem in dem vorspringenden Abschnitt des PCV-Ventils gebildeten Blow-by- Gas-Auslass angeordnet ist.
Da die Ölabscheideplatte, die bei oben genannter Konstruktion in den vorspringenden Abschnitt des an der Achse der Trennkammer des Zentrifugal-Ölnebelabscheiders vortretenden PCV-Ventils integriert ist, zwischen dem Blow-by-Gas-Einlass für die Einspeisung von Blow-by-Gasen in die Trennkammer und dem in dem vorspringenden Abschnitt des PCV-Ventils gebildeten Blow-by-Gas-Auslass angeordnet ist, kann die Rotationsströmung zwischen dem Blow-by-Gas-Einlass und der Ölabscheideplatte intensiviert werden, um nicht nur die Trennung des Nebels bzw. der gasförmigen Bestandteile von dem Öl zu verbessern, sondern auch um die Anzahl der erforderlichen Bauteile zu reduzieren, indem eigene Teile für die Lagerung der Ölabscheideplatte nicht notwendig sind.
Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung wird eine Luft-Öl-Abscheidevorrichtung für einen Motor nach dem ersten Aspekt der Erfindung bereitgestellt, wobei die Ölabscheideplatte zwischen einer auf der stromaufwärtigen Seite gelegenen Trennkammer, in die der Blow-by-Gas-Einlass mündet, und einer auf der stromabwärtigen Seite gelegenen Trennkammer, in die der Blow-by-Gas-Auslass mündet, angeordnet ist, wobei ein an einer äußeren Umfangsfläche des Ventilgehäuses des PCV-Ventils gebildetes Außengewinde in ein an einer inneren Umfangsfläche der auf der stromaufwärtigen Seite gelegenen Trennkammer gebildetes Innengewinde geschraubt ist, so dass das PCV- Ventil in dem Zentrifugal-Ölnebelabscheider festgelegt ist, wobei die Öffnung des Blow- by-Gas-Auslasses an einem inneren Ende des Innengewindes nach innen gerichtet ist und die Ölabscheideplatte zwischen dem inneren Ende des Innengewindes und der Öffnung des Blow-by-Gas-Auslasses angeordnet ist.
Da gemäß der oben beschriebenen Konstruktion die Ölabscheideplatte zwischen der stromaufwärtigen Trennkammer, in die der Blow-by-Gas-Einlass mündet, und der stromabwärtigen Trennkammer, in die der Blow-by-Gas-Auslass mündet, angeordnet ist, kann eine Rotationsströmung in der stromaufwärtigen Trennkammer, in die der Blow-by-Gas-Einlass mündet, intensiviert werden, um dadurch die Wirkung der Trennung bzw. Abscheidung des Nebels bzw. der gasförmigen Bestandteile von dem Öl zu verbessern. Hinzu kommt, dass Öl, das an dem an der inneren Umfangsfläche der stromaufwärtigen Trennkammer gebildeten Gewinde haftet, zuverlässig von dem Gewinde abgeblasen wird, weshalb es nicht notwendig ist, die Längen des an der äußeren Umfangsfläche des Ventilgehäuses des PCV-Ventils gebildeten Außengewindes und des Innengewindes einander anzugleichen. Dadurch können Kosten für die maschinelle Bearbeitung gespart werden. Da weiterhin die Öffnung des Blow-by-Gas- Auslasses an dem inneren Ende des Innengewindes nach innen gerichtet ist und die Ölabscheideplatte zwischen dem inneren Ende des Innengewindes und der Öffnung des Blow-by-Gas-Auslasses angeordnet ist, kann selbst dann, wenn an dem Innengewinde haftendes Öl durch die Rotationsströmung abgeblasen wird, durch die in dieser Weise vorgesehene Ölabscheideplatte verhindert werden, dass abgeblasenes Öl nach außen dringt.
Gemäß einem fünften Aspekt der Erfindung wird eine Luft-Öl-Abscheidevorrichtung für einen Motor nach einem der Aspekte 1 bis 4 vorgeschlagen, wobei ein Trennkammergehäuse des Zentrifugal-Ölnebelabscheiders und das Ventilgehäuse des PCV-Ventils integral bzw. einstückig aus Harz hergestellt sind.
Da das Trennkammergehäuse des Zentrifugal-Ölabscheiders und das Ventilgehäuse des PCV-Ventils gemäß der vorgenannten Konstruktion integral bzw. einstückig aus Harz hergestellt sind, kann die Anzahl der Bauteile und der für den Zusammenbau erforderlichen Arbeitsstunden verringert werden, und es wird eine Gewichtsreduzierung der Luft-Öl-Abscheidevorrichtung für einen Motor erreicht.
Kurz zusammengefasst betrifft die Erfindung eine Luft-Öl-Abscheidevorrichtung für einen Motor, bei der ein PCV-Ventil in den Innenraum eines Zentrifugal-Ölnebelabscheiders integriert ist, der an eine Zylinderkopfhaube des Motors angeformt bzw. integral mit dieser ausgebildet ist. Der Zentrifugal-Ölnebelabscheider umfasst eine auf der stromaufwärtigen Seite vorgesehene Trennkammer mit einem Blow-by-Gas-Einlass und eine auf der stromabwärtigen Seite vorgesehene Trennkammer, in die ein Blow- by-Gas-Auslass und eine Ölauslassöffnung münden, und eine Ölabscheideplatte ist in einer Weise angeordnet, dass eine Kommunikation zwischen dem Blow-by-Gas-Einlass und dem Blow-by-Gas-Auslass unterbunden wird. Die Ölabscheideplatte liegt an dem distalen Ende eines vorspringenden Abschnitts, der sich als integraler Bestandteil des Ventilsitzes des PCV-Ventils von dem Ventilsitz erstreckt, wobei der vorspringende Abschnitt und die Ölabscheideplatte wirksam sind, um eine Rotationsströmung in der stromaufwärts gelegenen Trennkammer zu intensivieren.

Claims

1. Luft-Öl-Abscheidevorrichtung für einen Motor (E), in der Ölnebel aus Blow-by- Gas bzw. Durchblasegas abgeschieden wird, umfassend:
einen Zentrifugal-Ölnebelabscheider (23), in welchen das Blow-by-Gas aus dem Motor (E) geleitet wird; und
ein Kurbelgehäuse-Zwangsentlüftungsventil (32), das in den Zentrifugal-Ölnebelabscheider (23) auf solche Weise integriert ist, dass das Kurbelgehäuse- Zwangsentlüftungsventil (32) im Bereich einer Achse (L) innerhalb einer Trennkammer (43) des Zentrifugal-Ölnebelabscheiders (23) vorsteht.

2. Luft-Öl-Abscheidevorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein vorspringender Abschnitt (40) des im Bereich der Achse (L) innerhalb der Trennkammer (43) des Zentrifugal-Ölnebelabscheiders (23) vorstehenden Kurbelgehäuse-Zwangsentlüftungsventils (32) durch das Verlängern des Ventilsitzes (38) des Kurbelgehäuse-Zwangsentlüftungsventils (32) gebildet wird.

3. Luft-Öl-Abscheidevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Ölabscheideplatte (41) in den vorspringenden Abschnitt (40) des im Bereich der Achse (L) innerhalb der Trennkammer (43) des Zentrifugal-Ölnebelabscheiders (23) vorstehenden Kurbelgehäuse-Zwangsentlüftungsventils (32) integriert ist, und wobei die Ölabscheideplatte (41) zwischen einem Blow-by-Gas-Einlass (44) zum Einleiten von Blow-by-Gas in die Öltrennkammer (43) und einem in dem vorspringenden Abschnitt (40) gebildeten Blow-by-Gas-Auslass (42) angeordnet ist.

4. Luft-Öl-Abscheidevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Ölabscheideplatte (41) zwischen einer auf der stromaufwärtigen Seite angeordneten Trennkammer (43a), in die der Blow-by-Gas-Einlass (44) mündet, und einer auf der stromabwärtigen Seite angeordneten Trennkammer (43b), in die der Blow-by- Gas-Auslass (42) mündet, angeordnet ist,
wobei ein an einer äußeren Umfangsfläche des Ventilgehäuses (33) des Kurbelgehäuse-Zwangsentlüftungsventils (32) gebildetes Außengewinde in ein an einer inneren Umfangsfläche der stromaufwärtigen Trennkammer (43a) gebildetes Innengewinde (35) geschraubt ist, so dass das Kurbelgehäuse- Zwangsentlüftungsventil (32) in dem Zentrifugal-Ölnebelabscheider (23) festgelegt ist,
wobei die Öffnung des Blow-by-Gas-Auslasses (42) an einem inneren Ende des Innengewindes (35) nach innen gerichtet angeordnet ist und
wobei die Ölabscheideplatte (41) zwischen dem inneren Ende des Innengewindes (35) und der Öffnung des Blow-by-Gas-Auslasses (42) angeordnet ist.

5. Luft-Öl-Abscheidevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein Trennkammergehäuse (31) des Zentrifugal-Ölnebelabscheiders (23) und das Ventilgehäuse (33) des Kurbelgehäuse-Zwangsentlüftungsventils (32) integral bzw. einstückig aus Harz hergestellt sind.

6. Luft-Öl-Abscheidevorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Blow-by-Gas-Einlass (44) bezogen auf eine innere Umfangswand der stromaufwärtigen Trennkammer (43a) in einer tangentialen Richtung einmündet.

7. Luft-Öl-Abscheidevorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 4, wobei eine Ölführungsnut (45) in einem Bodenbereich eines Trennkammergehäuses (31b) gebildet ist, das eine bzw. die auf der stromabwärtigen Seite gelegene Trennkammer (43b) begrenzt.

8. Luft-Öl-Abscheidevorrichtung nach Anspruch 7, wobei eine Ölauslassöffnung (46) in der Ölführungsnut (45) gebildet ist.

9. Luft-Öl-Abscheidevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Zentrifugal-Ölnebelabscheider (23) an einer Oberseite eines Zylinderkopfdeckels bzw. einer Zylinderkopfhaube (14) transversal angeordnet ist.

10. Luft-Öl-Abscheidevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Zentrifugal-Ölnebelabscheider (23) an einer Seitenfläche der Zylinderkopfhaube (14) transversal angeordnet ist.

11. Luft-Öl-Abscheidevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Zentrifugal-Ölnebelabscheider (23) in einem Eckbereich zwischen Oberseite und Seite der Zylinderkopfhaube (14) angeordnet ist.

12. Luft-Öl-Abscheidevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der Zentrifugal-Ölnebelabscheider (23) in die Zylinderkopfhaube (14) eingeformt ist.