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Die Erfindung betrifft ein Kurbelgehäuseentlüftungsventil für eine Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, mit einem Gehäuse und einer Membran, welche das Gehäuse in eine erste Kammer und eine zweite Kammer teilt, wobei die erste Kammer über einen ersten Anschlußstutzen mit einem Innenraum eines Kurbelgehäuses der Brennkraftmaschine sowie über einen zweiten Anschlußstutzen mit einem Saugrohr für Frischluft verbunden ist und die Membran mit dem zweiten Anschlussstutzen derart zusammenwirkt, dass die Verbindung zwischen der ersten Kammer und dem Saugrohr wahlweise offen oder geschlossen ist, wobei eine Feder vorgesehen ist, welche die Membran in Öffnungsrichtung derart vorspannt, dass in Abhängigkeit von der Federvorspannung, einem Druck in der zweiten Kammer und einem Druck in der ersten Kammer, der durch eine Druckdifferenz zwischen dem Kurbelgehäuse und dem Saugrohr bestimmt ist, die Membran die Verbindung zwischen der ersten Kammer und dem Saugrohr mehr oder weniger öffnet, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Bei Brennkraftmaschinen ist es aus Gründen der Emissionskontrolle wichtig, dass aus einem Kurbelgehäuse Gase nicht unkontrolliert an eine Umgebung abgegeben, sondern kontrolliert der Verbrennung zugeführt werden. Hierzu ist ein Kurbelgehäuseentlüftungsventil oder auch PCV-Ventil (PCV = Positive Crankcase Ventilation) vorgesehen, über das mittels eines Unterdruckes in einem Saugrohr der Brennkraftmaschine Gase aktiv aus dem Kurbelgehäuse abgesaugt und über die Frischluft der Verbrennung zugeführt werden. Derartige Kurbelgehäuseentlüftungsventile sind mit dem Kurbelgehäuse und dem Saugrohr verbunden und enthalten eine Membran, welche eine Verbindung zum Saugrohr in Abhängigkeit von entsprechenden Druckverhältnissen wahlweise öffnet oder schließt. Hierzu ist eine Feder vorgesehen, welche die Membran in Öffnungsrichtung vorspannt. Durch den Saugrohrdruck, den Druck im Kurbelgehäuse und der Federkraft wird ein Kräftegleichgewicht hergestellt, welches die Membran auf ein bestimmtes Maß öffnet und dadurch einen Durchsatz der Kurbelgehäuseentlüftung bestimmt. Ein derartiges, gattungsgemäßes Kurbelgehäuseentlüftungsventil ist aus der
DE 195 07 202 C2 bekannt.
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Bei der Kurbelgehäuseentlüftung ist im Leerlauf der Brennkraftmaschine ein möglichst geringer Durchsatz wünschenswert, während in einem Ringflatterbereich der Brennkraftmaschine ein möglichst hoher Durchsatz angestrebt wird. Jedoch sind die Druckverhältnisse im Ringflatterbereich und im Leerlauf der Brennkraftmaschine trotz unterschiedlicher Massenströme ähnlich. Dadurch sind die vorgenannten Vorgaben für den Durchsatz der Kurbelgehäuseentlüftung gegensätzlich und nicht gleichzeitig realisierbar. Bisher wurde ein höherer Wert auf einen großen Durchsatz bzw. Durchfluß im Ringflatterbereich gelegt, d. h. bei einem Flatterbereich der Kolbenringe, der sich je nach Motor bei einer Drehzahl von ca. 4.000 1/min im schubnahen Bereich befindet. Deshalb wurde bisher die Feder dementsprechend mit einer hohen Federkraft ausgestattet, wodurch jedoch auch im Leerlauf das Kurbelgehäuseentlüftungsventil relativ weit geöffnet ist, so dass viel Frischluft und sogenannte ”Blow-By-Gase”, aus dem Kurbelgehäuse in das Saugrohr angesaugt werden. Dies hat den Nachteil, dass eine Drosselklappe entsprechend weiter zugefahren werden muß, was u. U. bei kleinen Drosselklappenwinkeln nicht sicher möglich ist. Bei hoher Benzineinlagerung im Öl kann dies ferner dazu führen, dass eine Lambda-Adaption verzogen wird, was die Erfüllung strenger Abgasnormen erschwert. Außerdem kann in unerwünschter Weise ggf. eine minimale Einspritzzeit der Ventile erreicht werden. Diese Nachteile können ggf. durch Toleranzen noch zusätzlich verschärft werden.
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Aus der
US 5 228 424 A ist ein PCV-Ventil bekannt, welches zusätzlich ein Magnetventil aufweist, dass direkt die Öffnung des PCV-Ventils zum Saugrohr elektrisch angesteuert wahlweise absperrt. Hiermit wird jedoch lediglich die Kurbelgehäuseentlüftung insgesamt wahlweise ein- oder ausgeschaltet. Einen Einfluß auf einen Strömungsdurchsatz bei aktiver Kurbelgehäuseentlüftung übt dieses Magnetventil nicht aus.
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Aus der
JP H07-4 222 A ist ein Kurbelgehäuseentlüftungsventil bekannt, bei dem Kurbelgehäusegase über ein Umschaltventil in ein Saugrohr strömen. Das Öffnen und Schließen des Umschaltventils wird über ein Membranventil gesteuert. Das Membranventil weist eine Membran in einem Gehäuse auf, wobei die Membran dieses Gehäuse in zwei Räume unterteilt. Die Membran wirkt auf einen Kolben, der zum Steuern des Öffnens und Schließens des Umschaltventils einen Bypasskanal wahlweise öffnet oder verschließt. Einer der Räume des Membranventils ist fluidleitend mit dem Saugrohr verbunden, so dass ein Unterdruck in dem Saugrohr das Öffnen und Schließen des Bypasskanals steuert und dadurch einen Gasmassenstrom über das Umschaltventil gesteuert wird.
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Druckschrift
JP H07-4 222 A offenbart ein mittels einer Membran gesteuertes Ventil in einer Kurbelgehäuseentlüftungsleitung, die mit einem Saugrohr fluidleitend verbunden ist. Die Membran erhält auf einer Seite einen Unterdruck aus dem Saugrohr. Um bei einem plötzlichen Ansteigen oder Abfallen des Unterdruckes in dem Saugrohr diesen Unterdruck zeitlich verzögert an die Membran zu übertragen, wird der Unterdruck über eine Leitung mit einer Blende an die Membran übertragen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kurbelgehäuseentlüftungsventil der obengenannten Art zur Verfügung zu stellen, bei dem in einfacher Weise auf den Durchsatz der Kurbelgehäuseentlüftung in Abhängigkeit von einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine Einfluß genommen werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Kurbelgehäuseentlüftungsventil der o. g. Art mit den in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Dazu ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass eine Verbindungsleitung zwischen dem zweiten Anschlußstutzen und der zweiten Kammer des Kurbelgehäuseentlüftungsventils -vorgesehen ist und ein Verbindungsventil aufweist, welches diese Verbindungsleitung wahlweise öffnet oder schließt, wobei zwischen dem Verbindungsventil und der zweiten Kammer eine Drossel derart angeordnet und ausgebildet ist, dass der über die Verbindungsleitung zur zweiten Kammer übertragene Unterdruck begrenzt ist.
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Dies hat den Vorteil, dass an gewünschten Betriebspunkten, beispielsweise an Betriebspunkten im Ringflatterbereich von Kolbenringen der Brennkraftmaschine, mittels eines Saugrohrunterdruckes ein Öffnen der Membran unterstützt werden kann, so dass eine Federspannung entsprechend niedriger gewählt werden kann und trotzdem ein hoher Durchsatz an derartigen Betriebspunkten erzielt wird. Gleichzeitig kann an solchen Betriebspunkten, an denen ein niedriger Durchsatz am Kurbelgehauseentlüftungsventil gewünscht ist, beispielsweise im Leerlauf, durch Verschließen des Verbindungsventils ein entsprechend niedriger Durchsatz aufgrund der schwachen Federkraft erzielt werden. Zusätzlich ist der zweiten Kammer zum Öffnen der Membran erzeugte Unterdruck unabhängig vom Saugrohrdruck begrenzt.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Verbindungsventil ein elektrisch bzw. elektronisch angesteuertes Verbindungsventil, insbesondere eine Magnetventil, und beispielsweise elektrisch mit einer Motorsteuerung verbunden und von dieser gesteuert.
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Weitere Merkmale, Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, sowie aus der nachstehenden Beschreibung der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung. Diese zeigt in der einzigen Fig. eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Entlüftungsventils Kurbelgehäuseentlüftungsventils in Schnittansicht.
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Die in 1 dargestellte, bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kurbelgehäuseentlüftungsventils für eine ansonsten nicht dargestellte Brennkraftmaschine umfaßt ein Gehäuse 10, welches von einer Membran 12, beispielsweise einer Gummimembran, in eine erste Kammer 14 und eine zweite Kammer 16 unterteil ist. Die erste Kammer 14 ist über einen ersten Anschlußstutzen 18 mit einem nicht dargestellten Kurbelgehäuse und über einen zweiten Anschlußstutzen 20 mit einem nicht dargestellten Saugrohr verbunden. Die Membran 12 wirkt mit dem zweiten Anschlußstutzen 20 derart zusammen, dass die Membran 12 wahlweise die Verbindung zum Saugrohr öffnet oder verschließt. Eine Feder 22 übt eine Federkraft auf die Membran 12 in Öffnungsrichtung aus. Ein Gleichgewicht zwischen Saugrohrunterdruck, Druck im Kurbelgehäuse, Druck in der zweiten Kammer 16 und Federkraft bestimmt, wie weit die Membran 12 die Verbindung der ersten Kammer 14 mit dem Saugrohr öffnet.
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Erfindungsgemäß ist eine Verbindungsleitung 24 zwischen dem zweiten Anschlußstutzen 20 und der zweiten Kammer 16 vorgesehen. In der Verbindungsleitung 24 ist ein beispielsweise von einer nicht dargestellten Motorsteuerung elektrisch angesteuertes Verbindungsventil 26 angeordnet, welches die Verbindungsleitung 24 wahlweise öffnet oder schließt. Bei geschlossenem Verbindungsventil 26 regelt sich die Öffnung der Verbindung zum Saugrohr, d. h. die Stellung der Membran 12, selbsttätig mechanisch in Abhängigkeit von den Druckverhältnissen in den Kammern 14, und 16 sowie der Federkraft. Die Feder 22 ist mit einer geringen Federkraft ausgelegt, so dass sich bei geschlossenem Verbindungsventil 26 im Leerlauf der Brennkraftmaschine ein geringer Durchsatz der Kurbelgehäuseentlüftung ergibt. Sobald sich die Brennkraftmaschine an einem Betriebspunkt mit Ringflattern befindet, wird das Verbindungsventil 26 geöffnet, so dass in die zweite Kammer 16 der Unterdruck aus dem Saugrohr eingeleitet wird, welcher das Anheben der Membran 12, d. h. das Öffnen der Verbindung zum Saugrohr durch die Feder 22 unterstützt. Hierdurch stellt sich trotz schwach dimensionierter Feder 22 eine große Öffnung zwischen der ersten Kammer 14 und dem Saugrohr mit entsprechend hohem Durchfluß bzw. hoher Spülmenge für die Kurbelgehäuseentlüftung ein.
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Das Verbindungsventil 26 ist beispielsweise als Magnetventil ausgebildet, wodurch eine einfache Ansteuerung durch das Motorsteuergerät ohne komplexe Regelalgorithmen realisierbar ist.
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Zwischen dem Verbindungsventil 26 und der zweiten Kammer 16 ist eine Drossel 28 ausgebildet, um den über die Verbindungsleitung 24 zur zweiten Kammer 16 übertragenen Unterdruck zu begrenzen.
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Durch das erfindungsgemäße Kurbelgehäuseentlüftungsventil erzielt man gleichzeitig niedrige Durchflußwerte im Leerlauf und erhöhte Durchflußwerte in einem Ringflatterbereich oder jedem anderen Bereich, in dem dies gewünscht ist. Gegenüber einer rein elektrischen Asteuerung ergibt sich eine äußerst einfache Regelung durch die Überlagerung der rein mechanischen Ventilregelung mit der externen Druckbeaufschlagung der zweiten Kammer 16. Lang erprobte Teile können mit lediglich geringen Modifikationen übernommen werden.
