DE10359523A1

DE10359523A1 - Entlüftungssystem für Blow-By-Gase aus einem Kurbelgehäuse einer Hubkolbenbrennkraftmaschine

Info

Publication number: DE10359523A1
Application number: DE2003159523
Authority: DE
Inventors: Harald Dipl.-Ing. Weber
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2003-12-18
Filing date: 2003-12-18
Publication date: 2005-07-14

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Entlüftungssystem für Blow-by-Gase aus einem Kurbelgehäuse einer Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einer vom Kurbelgehäuse zu einem Ansaugrohr (1) der Hubkolbenbrennkraftmaschine führenden Entlüftungsleitung (2), in deren Verlauf eine Ölabscheidevorrichtung (3) angeordnet ist, die mindestens einen Filter (4) mit einem Filterelement (4a) und ein Regelventil (6) aufweist. DOLLAR A Um ein Entlüftungssystem derart zu verbessern, dass mit möglichst geringem Bauraumbedarf eine ausreichende Betriebssicherheit der Hubkolbenbrennkraftmaschine gewährleistet ist, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass das Regelventil (6) in den Filter (4) integriert ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Entlüftungssystem für Blow-By-Gase aus einem Kurbelgehäuse einer Hubkolbenbrennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei Hubkolbenbrennkraftmaschinen gelangen aufgrund der hohen Drücke und der hin- und hergehenden Bewegung der Kolben Brenngase über die Kolbenringe in das Kurbelgehäuse. Diese Brenngase, auch „Blow-by" genannt, erhöhen den Druck im Kurbelgehäuse, schädigen das Schmieröl und erschweren die Abdichtung des Kurbelgehäuses. Das Kurbelgehäuse muss daher entlüftet werden. Dies geschieht in der Regel dadurch, dass man eine Verbindung in Form einer Entlüftungsleitung zwischen dem Kurbelgehäuse und dem Ansaugsystem der Hubkolbenbrennkraftmaschine schafft. Dadurch gelangen keine Schadstoffe in die Umwelt. Um das Schmieröl, das in fein verteilter Form in den Kurbelgehäusegasen enthalten ist, vom Ansaugsystem der Hubkolbenbrennkraftmaschine fernzuhalten, werden Ölabscheider vorzugsweise mit Filtern eingesetzt, über die die Kurbelgehäusegase geleitet werden, bevor sie in das Ansaugsystem der Hubkolbenbrennkraftmaschine gelangen. Setzt sich ein derartiger Filter zu, entsteht Überdruck im Kurbelgehäuse, der zu Ölauswurf über das Peilstabführungsrohr, zu Beschädigung von Dichtungen oder gar zu Motorschäden führen kann.
Ein Entlüftungssystem für Blow-By-Gase aus einem Kurbelgehäuse einer Hubkolbenbrennkraftmaschine ist aus der DE 101 27 819 A1 bekannt. Das Entlüftungssystem weist eine Vorabscheideeinrichtung, eine Feinabscheideeinrichtung und eine Ventileinrichtung auf, die an einer Zylinderkopfhaube der Hubkolbenbrennkraftmaschine kaskadenartig vorgesehen sind, wobei die Ventileinrichtung einen Auslass des Entlüftungssystems freigibt oder verschließt und damit den Druck der Kurbelgehäusegase nach oben begrenzt.

Aus der DE 197 29 439 A1 ist ein gattungsgemäßes Entlüftungssystem für Blow-by-Gase aus einem Kurbelgehäuse einer Hubkolbenbrennkraftmaschine bekannt. Das Entlüftungssystem weist eine vom Kurbelgehäuse zu einem Ansaugrohr der Hubkolbenbrennkraftmaschine verlaufende Entlüftungsleitung auf, in deren Verlauf ein Koaleszer/Filter, ein Niederdruckfilter und ein Regelventil angeordnet sind. Um zu verhindern, dass das Kurbelgehäuse als Folge eines verstopften Filters unter einen zu hohen Druck gesetzt wird, hat das Regelventil eine erste Stellung, die die Blow-by-Gase durch das Niederdruckfilter und eine zweite Stellung, die das Blow-by-Gas durch das Koaleszer/Filter strömen lässt. Diese Lösung ist mit einem erhöhten Bauraumaufwand verbunden, da zusätzliche Leitungen für das Regelventil notwendig sind.

Zum allgemeinen technischen Hintergrund wird noch auf die US 5 564 401 und die WO 00/77352 A1 verwiesen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Entlüftungssystem derart zu verbessern, dass mit möglichst geringem Bauraumbedarf eine ausreichende Betriebssicherheit der Hubkolbenbrennkraftmaschine gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch die Integration des Regelventils in den Filter ein kompaktes und bauraumneutrales Bauteil erschaffen wurde, welches die Betriebssicherheit des Entlüftungssystems bei Verstopfungen des Filters garantiert. Der Filter weist zwei Durchströmungswege für die Blow-by-Gase auf, die durch das Regelventil gesteuert werden. Der erste Weg führt über das Filterelement durch den Filter, so dass die Blow-by-Gase gefiltert dem Ansaugrohr zugeführt werden und der zweite Weg führt am Filterelement vorbei durch den Filter, wodurch die Blow-by-Gase ungefiltert das Ansaugsystem erreichen. Bei einem unzulässig hohen Verschmutzungsgrad des Filters und dadurch entstehendem Überdruck im Kurbelgehäuse öffnet das Regelventil und die Blow-by-Gase können am verstopften Filterelement vorbei abgesaugt werden. Die bei einem klassischen Bypass-Ventil benötigten Kanäle oder Leitungen können somit entfallen.

Vorteilhafterweise können auch hochabscheidende Filterelemente mit erhöhter Verschmutzungsgefahr zum Einsatz kommen, da ein eventuelles Versagen des Filters keine Folgeschäden für die Hubkolbenbrennkraftmaschine nach sich zieht.

Vorteilhafterweise ist das Entlüftungssystem reparaturfreundlich ausgeführt, da das Bauteil (Filter mit integriertem Ventil) nachrüstbar ist.

Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen und der Beschreibung.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden in zwei Zeichnungen mit weiteren Einzelheiten erläutert, und zwar zeigen:
1 einen Filter eines erfindungsgemäßen Entlüftungssystems mit einem Filterelement und einem in den Filter integrierten Regelventil, wobei die Funktion des Filters im Regelbetrieb dargestellt ist, und
2 den Filter im Sicherheitsbetrieb.
Die Figuren zeigen ein Entlüftungssystem für Blow-by-Gase aus einem hier nicht dargestellten Kurbelgehäuse einer Hubkolbenbrennkraftmaschine. Beim Betrieb der Brennkraftmaschine sammeln sich im Kurbelgehäuse die Blow-By-Gase an, welche mit Ölnebel vermischt sind. Um eine Schädigung des Kurbelgehäuses zu verhindern, ist das erfindungsgemäße Entlüftungssystem vorgesehen.
Das Entlüftungssystem weist eine vom Kurbelgehäuse zu einem Ansaugrohr 1 der Brennkraftmaschine führende Entlüftungsleitung 2 auf, in deren Verlauf eine Ölabscheidevorrichtung 3 mit mindestens einem Abscheideelement angeordnet ist. Das Abscheideelement gemäß den 1 und 2 besteht aus einem Filter 4 mit einem Filterelement 4a.
Die Ölabscheidevorrichtung 3 kann einstufig oder mehrstufig, d.h. mit einem oder mehreren Abscheideelementen, ausgebildet sein. Als Abscheideelemente sind außer dem o.g. Filterelementölabscheider 4 noch weitere Elemente wie beispielsweise Zyklon-, Labyrinth- und/oder Zentrifugalabscheider denkbar. Die Ölabscheidevorrichtung 3 kann mehrere Einzelbauteile aufweisen, wobei diese Einzelbauteile auch in einem einteiligen Modul zusammengefasst sein können.
Bei der Entlüftung werden die beim Betrieb der Brennkraftmaschine entstehenden Blow-by-Gase aus dem Kurbelgehäuse abgeleitet und der Ölabscheidevorrichtung 3 zugeführt. Die in den Blow-by-Gasen mitgeführten Ölpartikel scheiden sich im Filter 4 ab und gelangen über einen Ölrücklauf 5 in eine ebenfalls nicht dargestellte Ölwanne am unteren Ende des Kurbelgehäuses. Die entölten Blow-by-Gase werden dem im Anschluss an den Filter 4 befindlichen Ansaugrohr 1 der Brennkraftmaschine zugeleitet und anschließend der motorischen Verbrennung zugemischt.
Weiterhin weist die Ölabscheidevorrichtung 3 ein Regelventil 6 auf, das bei Zusetzen des Filters 4 einen unzulässig hohen Überdruck im Kurbelgehäuse verhindert. Als Regelventil 6 kann beispielsweise ein Pilzventil, ein Feder-Membran-Ventil, ein Klappenventil oder ein Kugelventil vorgesehen sein.
Um mit möglichst geringem Bauraumbedarf eine ausreichende Betriebssicherheit der Hubkolbenbrennkraftmaschine zu gewährleisten, ist das Regelventil 6 erfindungsgemäß in den Filter 4 integriert. Der Filter 4 weist einen ersten Durchströmungsweg (Normalbetrieb) gemäß 1 und einen zweiten Durchströmungsweg (Sicherheitsbetrieb) gemäß 2 für die Blow-by-Gase auf, die durch das Regelventil 6 gesteuert werden. Der erste Weg führt bei geschlossenem Regelventil 6 über das Filterelement 4a durch den Filter 4, so dass die Blow-by-Gase gefiltert dem Ansaugrohr 1 zugeführt werden. Der zweite Weg führt durch das geöffnete Regelventil 6 unter Umgehung des Filterelements 4a durch den Filter 4, wodurch die Blow-by-Gase ungefiltert das Ansaugrohr 1 erreichen. Das Regelventil 6 öffnet bei einem unzulässig hohen Verschmutzungsgrad des Filterelements 4a und dadurch entstehendem Überdruck im Kurbelgehäuse und die Blow-by-Gase können am verstopften Filterelement 4a vorbei abgesaugt werden.
Im vorliegenden Fall besteht der Filter 4 aus einem topfförmigen Gehäuse 4b in den ein topfförmiges Element 4c eingesetzt ist, bei welchem das Filterelement 4a die Mantelfläche bildet. Im Boden 4d des topfförmigen Elementes 4c ist das Regelventil 6 angeordnet, das bei Überdruck im Kurbelgehäuse nach innen öffnet. Im Regelbetrieb gemäß 1 gelangen die Blow-by-Gase in das Innere des Filters 4, strömen über das Filterelement 4a radial in das Innere des topfförmigen Elementes 4c, von wo sie in das Ansaugrohr 1 der Hubkolbenbrennkraftmaschine gelangen. Am Filterelement 4a scheiden sich die Ölpartikel ab und gelangen über den Ölrücklauf 5 in die Ölwanne der Brennkraftmaschine. Setzt sich nun das Filterelement 4a zu, gelangen die Blow-by-Gase gemäß 2 aus dem Inneren des Filters 4 über das im Boden 4d des topfförmigen Elementes 4c angeordnete Regelventil 6 axial in das Innere des topfförmigen Elementes 4c, d.h. die Blow-by-Gase umgehen das Filterelement 4a und gelangen ungefiltert in das Ansaugrohr 1 der Brennkraftmaschine.
Im vorliegenden Fall wird das Filterelement 4a zur Ölabscheidung von außen nach innen durchströmt. Es ist aber auch denkbar ein Durchströmen des Filterelementes 4a von innen nach außen mit entsprechender Anordnung des Regelventiles 6 vorzusehen. Der Filter 4 kann als Vor- oder als Feinabscheideeinrichtung ausgebildet sein, wobei als Filterelement 4a beispielsweise ein Vlies, ein Garnwickel, ein Geflecht oder ein Metallgestrick bzw. Metallfaservlies in Frage käme.

Claims

Entlüftungssystem für Blow-by-Gase aus einem Kurbelgehäuse einer Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einer vom Kurbelgehäuse zu einem Ansaugrohr (1) der Hubkolbenbrennkraftmaschine führenden Entlüftungsleitung (2), in deren Verlauf eine Ölabscheidevorrichtung (3) angeordnet ist, die mindestens einen Filter (4) mit einem Filterelement (4a) und ein Regelventil (6) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelventil (6) in den Filter (4) integriert ist.
Entlüftungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter (4) zwei durch das Regelventil (6) gesteuerte Durchströmungswege für die Blow-by-Gase aufweist.
Entlüftungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelventil (6) bei einem unzulässig hohen Verschmutzungsgrad des Filterelements (4a) öffnet und die Blow-by-Gase ungefiltert dem Ansaugrohr (1) der Hubkolbenbrennkraftmaschine zugeführt werden.
Entlüftungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelventil (6) im Normalbetrieb geschlossen ist und die Blow-by-Gase über das Filterelement (4a) des Filters (4) dem Ansaugrohr (1) der Hubkolbenbrennkraftmaschine zugeführt werden.
Entlüftungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter (4) als Feinabscheideeinrichtung ausgebildet ist.
Entlüftungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Filterelement (4a) um ein Vlies, einen Garnwickel, ein Geflecht oder einen Metallschaum handelt.
Entlüftungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (4a) zur Ölabscheidung entweder von außen nach innen oder von innen nach außen durchströmt wird.
Entlüftungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölabscheidevorrichtung (3) einstufig oder mehrstufig ausgebildet ist.
Entlüftungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölabscheidevorrichtung (3) einen Zyklon-, einen Labyrinth-, einen Zentrifugal- und/oder einen Filterelementölabscheider aufweist.
Entlüftungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölabscheidevorrichtung (3) mehrere Einzelbauteile aufweist.
Entlüftungssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelbauteile der Ölabscheidevorrichtung (3) in einem einteiligen Modul zusammengefasst sind.
Entlüftungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Regelventil (6) ein Pilzventil, ein Feder-Membran-Ventil, ein Klappenventil oder ein Kugelventil vorgesehen ist.