DE10252474B4

DE10252474B4 - Brennkraftmaschine mit Abgasturbolader

Info

Publication number: DE10252474B4
Application number: DE10252474A
Authority: DE
Inventors: Martin Biener
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2002-11-12
Filing date: 2002-11-12
Publication date: 2013-06-06
Anticipated expiration: 2022-11-13
Also published as: DE10252474A1

Abstract

Brennkraftmaschine mit einer Ansaugvorrichtung für Frischluft, in der ein Abgasturbolader angeordnet ist, dem ein Ladeluftrohr (12) bis zu einem Eintritt in ein Saugrohr nachgeordnet ist, wobei stromab des Abgasturboladers in dem Ladeluftrohr (12) ein Ladeluftkühler angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass stromab des Ladeluftkühlers, zwischen und beabstandet von dem Ladeluftkühler sowie dem Eintritt in das Saugrohr in dem Ladeluftrohr (12) ein Wandölabscheider (10) angeordnet ist, welcher an seiner Innenseite eine ringförmige Erhebung (14) aufweist, die in dem Ladeluftrohr (12) eine am Innenumfang umlaufende Nut (16) ausbildet, deren offene Seite in Richtung entgegen einer Ladeluftströmung (18) ausgerichtet ist und die über eine Öffnung (20) mit einem Ölaustritt (22) verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Brennkraftmaschine, insbesondere Dieselmotor, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, mit einer Ansaugvorrichtung für Frischluft, in der ein Abgasturbolader angeordnet ist, dem ein Ladeluftrohr bis zu einem Eintritt in ein Saugrohr nachgeordnet ist, wobei stromab des Abgasturboladers in dem Ladeluftrohr (12) ein Ladeluftkühler angeordnet ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei aufgeladenen Brennkraftmaschinen wird durch einen Turbolader in unerwünschter Weise kontinuierlich in kleinen Mengen Öl in eine Ansaugstrecke gefördert. Bei einem schadhaften Abgasturbolader können sogar erhebliche Mengen Öl in die Ladeluftstrecke des Turbomotors gelangen. Dieses Öl sammelt sich beispielsweise in einem Ladeluftkühler und tritt zum Teil schwallartig in einen Brennraum der Brennkraftmaschine ein. Bei Dieselmotoren führt dies zu einer unkontrollierten Verbrennung, aus der ggf. Kolbenschäden resultieren können. Darüber hinaus beeinflussen selbst geringe Mengen Öl in der Ansaugluft die Emissionen beispielsweise eines Dieselmotors negativ.
Hierzu ist es aus der DE 33 38 273 A1 bzw. DE 36 01 391 A1 bekannt, in den Ladeluftkühler eine Ölabscheideeinrichtung zu integrieren. Diese sind als Beruhigungsraum für die einströmende Luft ausgebildet, wobei unter Ausnutzung der Trägheit des Öls dieses nach einer Umlenkung des Luftstroms gesammelt wird. Diese Anordnungen haben jedoch den Nachteil, daß sie aufwendig sind und relativ viel Bauraum benötigen. Außerdem beeinflußt das Prinzip der Strömungsberuhigung im Beruhigungsraum die Strömungsverhältnisse in der Ladeluftstrecke negativ. Zusätzlich ist vorgesehen, daß das abgeschiedene Öl an einer anderen Stelle wieder in den Ansaugluftstrom eingeführt wird, so daß diese Systeme insbesondere für Dieselmotoren nicht geeignet sind.
Aus dem Dokument DE 41 19 794 C2 ist eine Vorrichtung zum Abscheiden von in der Ansaugluft einer Brennkraftmaschine enthaltenen Ölbestandteilen beschrieben. Die Vorrichtung ist in einem stromaufwärts des Ladeluftkühlers angeordneten Abschnitt der Ansaugleitung angeordnet, in der die Temperatur der durchströmenden Ansaugluft so hoch ist oder durch eine Heizung so hoch gehalten wird, dass Grundölanteile und Stellölanteile verdampft sind. Schwer verdampfbare, klebrige Motorölkomponenten sind bei den Betriebstemperaturen der Vorrichtung nicht mehr fließfähig. In einer Ausführungsform weist die Vorrichtung zum Abscheiden Prallflächen an den Wandungen auf, auf denen die klebrigen Ölbestandteile haften.
Im Dokument GB 1 258 261 A ist ein Saugrohr für eine Brennkraftmaschine offenbart. Es umfasst eine Einspritzdüse für Kraftstoff. Insbesondere bei niedrigen Geschwindigkeiten kann sich Kraftstoff auf der Innenwandung des Saugrohrs absetzen. Um zu verhindern, dass der Kraftstoff die Brennkammer erreicht, befindet sich im Mündungsabschnitt des Saugrohrs eine Umfangsrinne an der Innenwandung des Saugrohrs. Die Umfangsrinne steht in Fluidverbindung mit einem Röhrchen, durch welches überschüssige Flüssigkeit abgeführt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennkraftmaschine der obengenannten Art dahingehend zu verbessern, daß auf einfache aber effektive Weise in einer Ansaugluft vorhandenes Öl noch vor dem Brennraum entfernt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Brennkraftmaschine der o. g. Art mit den in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Dazu ist es erfindungsgemäß vorgesehen, daß zwischen und beabstandet von dem Ladeluftkühler sowie dem Eintritt in das Saugrohr in dem Ladeluftrohr ein Wandölabscheider angeordnet ist, welcher an seiner Innenseite eine ringförmige Erhebung aufweist, die in dem Ladeluftrohr eine am Innenumfang umlaufende Nut ausbildet, deren offene Seite in Richtung entgegen einer Ladeluftströmung ausgerichtet ist und die über eine Öffnung mit einem Ölaustritt verbunden ist.
Dies hat den Vorteil, daß mit einem einfachen und ggf. auch nachrüstbaren Bauteil auf einer Rohrwandung in der Ladeluftstrecke entlang kriechendes Öl in der Nut gesammelt und abgeführt wird. Der Wandölabscheider ist beabstandet von dem Abgasturbolader bzw. dem Eintritt in das Saugrohr angeordnet, so daß sich dieser an einer Stelle mit geringen Störungen der Strömung im Ladeluftrohr befindet. Hierdurch kann der Wandölabscheider ohne Umlenkung des Ladeluftstromes und ohne auf eine Trägheit des Öls angewiesen zu sein äußerst effektiv Öl abscheiden, wobei in Prüfstandversuchen bereits Abscheideraten von bis zu 1,5 g/h erzielt werden konnten.
Zum Abführen des in der Nut des Wandölabscheiders gesammelten Öls ist der Ölaustritt mit einem Innenraum einer Zylinderkopfhaube der Brennkraftmaschine verbunden, wobei vorzugsweise in der Verbindung zwischen Ölaustritt und Innenraum der Zylinderkopfhaube der Brennkraftmaschine ein Rückschlagventil angeordnet ist. Alternativ ist der Ölaustritt mit einer Vakuumpumpe verbunden.
Erfindungsgemäß ist stromab des Abgasturboladers in dem Ladeluftrohr ein Ladeluftkühler angeordnet, wobei der Wandölabscheider in dem Ladeluftrohr stromab des Ladeluftkühlers sowie beabstandet von diesem angeordnet ist.
Eine besonders einfache Montage und Nachrüstbarkeit erzielt man dadurch, daß der Wandölabscheider als einstückiges Bauteil in Form eines Rohrabschnittes für das Ladeluftrohr ausgebildet ist.
Weitere Merkmale, Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, sowie aus der nachstehenden Beschreibung der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen. Diese zeigen in
1 eine bevorzugte Ausführungsform eines Wandölabscheiders für eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine in perspektivischer Ansicht und
2 eine schematische Darstellung des in einem Ladeluftrohr montierten Wandölabscheiders in einem Längsschnitt.
Die in 1 und 2 dargestellte, bevorzugte Ausführungsform eines Wandölabscheiders 10 für eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine ist als ringförmiges Bauteil ausgebildet und in ein Ladeluftrohr 12 einer ansonsten nicht näher dargestellten Ansaugvorrichtung für Frischluft integrierbar. In montiertem Zustand bildet der Wandölabscheiders 10 einen Teil des Ladeluftrohres 12 aus. An einer Innenseite weist der Wandölabscheider 10 eine ringförmige Erhebung 14 auf, die eine am Innenumfang umlaufende Nut 16 ausbildet.
Wie aus 2 ersichtlich, ist eine offene Seite dieser umlaufenden Nut 16 in Richtung entgegen einer Strömungsrichtung 18 der Ladeluft ausgerichtet. Dadurch bildet die Nut 16 mit der Erhebung 14 eine Falle für jedwedes Fluid, welches mitgerissen von der Ladeluftströmung 18 an der Wandung des Ladeluftrohres 12 entlang kriecht. Das in der Nut 16 gesammelte Öl wird über eine Bohrung 20, die mit einem Ölaustritt 22 verbunden ist, aus der Nut 16 abgeführt und dadurch aus dem Ladeluftstrom vollständig entfernt.
Der Ölaustritt 22 ist beispielsweise über einen Schlauch und ein Rückschlagventil mit einem Innenraum einer nicht dargestellten Zylinderkopfhaube der Brennkraftmaschine verbunden. Durch den beständigen Überdruck im Saugrohr durch den Abgasturbolader wird die Ölabscheidung durch die Bohrung 20 zusätzlich unterstützt. Alternativ kann der Ölaustritt 22 auch mit einer Vakuumpumpe verbunden sein.
Dieses erfindungsgemäße System sammelt auf einfache Weise Öl, welches auf der Rohrwandung des Ladeluftrohres entlang kriecht. Dieses System ist nicht in einen Ladeluftkühler integriert, sondern an einem Ort im Ladeluftrohr 12 mit möglichst wenig Störung der Ladeluftströmung 18 im Ladeluftrohr 12.

Claims

Brennkraftmaschine mit einer Ansaugvorrichtung für Frischluft, in der ein Abgasturbolader angeordnet ist, dem ein Ladeluftrohr (12) bis zu einem Eintritt in ein Saugrohr nachgeordnet ist, wobei stromab des Abgasturboladers in dem Ladeluftrohr (12) ein Ladeluftkühler angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass stromab des Ladeluftkühlers, zwischen und beabstandet von dem Ladeluftkühler sowie dem Eintritt in das Saugrohr in dem Ladeluftrohr (12) ein Wandölabscheider (10) angeordnet ist, welcher an seiner Innenseite eine ringförmige Erhebung (14) aufweist, die in dem Ladeluftrohr (12) eine am Innenumfang umlaufende Nut (16) ausbildet, deren offene Seite in Richtung entgegen einer Ladeluftströmung (18) ausgerichtet ist und die über eine Öffnung (20) mit einem Ölaustritt (22) verbunden ist.
Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ölaustritt (22) mit einem Innenraum einer Zylinderkopfhaube der Brennkraftmaschine oder einer Vakuumpumpe verbunden ist.
Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Verbindung zwischen Ölaustritt (22) und Innenraum der Zylinderkopfhaube der Brennkraftmaschine ein Rückschlagventil angeordnet ist.
Brennkraftmaschine nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wandölabscheider (10) als einstückiges Bauteil in Form eines Rohrabschnittes für das Ladeluftrohr (12) ausgebildet ist.
Brennkraftmaschine nach wenigtens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine ein Dieselmotor ist.
Brennkraftmaschine nach wenigtens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges ist.