DE112014005241T5

DE112014005241T5 - Kurbelgehäuseentlüftungssystem mit Ölstrahlpumpe mit einem integrierten Rückschlagventil

Info

Publication number: DE112014005241T5
Application number: DE112014005241.8T
Authority: DE
Inventors: Chirag D. Parikh; Arun P. Janakiraman; Ashwin K. Koleshwar; Brian W. Schwandt
Original assignee: Cummins Filtration IP Inc
Current assignee: Cummins Filtration IP Inc
Priority date: 2013-11-18
Filing date: 2014-11-17
Publication date: 2016-09-15
Anticipated expiration: 2034-11-18
Also published as: WO2015073946A3; US9890671B2; CN105723059B; WO2015073946A2; DE112014005241B4; CN105723059A; US20160290194A1

Abstract

Ein Kurbelgehäuseentlüftungssystem mit einem Kurbelgehäuseentlüftungsfilter und ein Filterablaufsieb. Der Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilter entlüftet Blowby-Gase aus einem Kurbelgehäuse und scheidet Öl von den Blowby-Gasen ab. Das Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablauf sammelt von dem Kurbelgehäuseentlüftungsfilter abgeschiedenes Öl und führt das abgeschiedene Öl in das Kurbelgehäuse oder eine andere Komponente des Motors zurück. Eine Düse ist mit einer Drucköl-Zufuhr gekoppelt und lenkt einen Ölstrahl in ein Mischloch des Systems, das das Öl in dem Kreislauf zurückzieht. Ein Ventil ist mit dem Filterablaufsieb gekoppelt und konfiguriert, um zu verhindern, dass gesammeltes Öl durch eine Öffnung wieder in den Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilter zurückläuft, die das Filterablaufsieb mit dem Filter verbindet.

Description

VERWEIS AUF VERWANDTE PATENTANMELDUNGEN
Die Anmeldung beansprucht die Priorität und den Vorteil der provisorischen Patentanmeldung Nr. 61/962,875, mit dem Titel „KURBELGEHÄUSEENTLÜFTUNGSSYSTEM MIT ÖLSTRAHLPUMPE MIT EINEM INTEGRIERTEN RÜCKSCHLAGVENTIL”, eingereicht am 18. November 2014, deren Offenbarung in ihrer Gesamtheit und für alle Zwecke hierin durch Bezugnahme mitumfasst ist.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Anmeldung betrifft Kurbelgehäuseentlüftungssysteme („CV-Systeme”) für Verbrennungsmotoren. Insbesondere betrifft die vorliegende Anmeldung eine Strahlpumpe mit integriertem Rückschlagventil, das den Zufluss von Motoröl in einen Kurbelgehäuseentlüftungsfilter des CV-Systems unter kalten Motor-Betriebsbedingungen verhindert.
HINTERGRUND
Während des Verbrennungskreislaufs herkömmlicher Verbrennungsmotoren können Verbrennungsgase aus den Kolbenringen des Zylinders heraus und in das Kurbelgehäuse auslecken. Diese Leckgase werden oft als Blowby-Gase bezeichnet. Kurbelgehäuseentlüftungssysteme („CV-Systeme”) werden verwendet, um die Blowby-Gase aus dem Kurbelgehäuse zu entlüften. Einige CV-Systeme sind offene Regelkreissysteme, was bedeutet, dass die Blowby-Gase an die umliegende Umgebung entlüftet werden. Andere CV-Systeme sind geschlossene Regelkreissysteme, was bedeutet, dass die Blowby-Gase zur Verbrennung an den Motor zurückgeführt werden.
Viele CV-Systeme weisen einen Kurbelgehäuseentlüftungsfilter auf, durch den sich die Blowby-Gase aus dem Kurbelgehäuse (z. B. aus einem offenen Absaugrohr in die Motor-Ansaugung etc.) herausschwemmen lassen. Der Kurbelgehäuseentlüftungsfilter kann ein koaleszierender Filter, ein Entlüftungsrotationsfilter, ein Koaleszer, ein Trägheitsabscheider oder Ähnliches sein. Der Kurbelgehäuseentlüftungsfilter kann die Behandlung der Blowby-Gase zur Reduktion der Umweltbelastung des Verbrennungsmtors unterstützen. In einigen Situationen kann das im Kurbelgehäuse enthaltene Öl in den Kurbelgehäuseentlüftungsfilter zurücklaufen. Zurückgelaufenes Öl kann das CV-System und/oder den Motor schädigen, wenn es in den Kurbelgehäuseentlüftungsfilter hineinläuft und dort verbleibt. Demnach kann der Kurbelgehäuseentlüftungsfilter eine Ablaufkammer aufweisen, um jegliches zurückgelaufene Öl in den Motor oder das Kurbelgehäuse zurück zu leiten. In einigen Motoren allerdings liegt das in dem Kurbelgehäuse enthaltene Öl unter einem höheren Druck vor als das Öl im Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablauf. Somit müsste das Öl in dem Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablauf in den Motor oder das Kurbelgehäuse zurückgepumpt werden, um den Druckunterschied zu überwinden.
Einige CV-Systeme verwenden eine Ölstrahlpumpe zur Unterstützung des Rücklaufs von abgeschiedenem Öl in der Ablaufkammer des Kurbelgehäuseentlüftungsfilters in das Kurbelgehäuse. Druckbeaufschlagtes Öl wird durch eine Düse gepresst, die einen Motorenöl-Hochgeschwindigkeitsstrom erzeugt, der in Richtung eines Mischlochs der ölbetriebenen Strahlpumpe in dem CV-System gelenkt wird. Das Mischloch ist dem Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablauf gegenüber entlang einer Leitung angeordnet, die Öl zurück zum Motor oder Kurbelgehäuse leitet. Der Öl-Hochgeschwindigkeitsstrom, der die Düse verlässt und das Mischloch erreicht, übt Scherkräfte auf das Öl in der Ablaufkammer auf. Die Scherkräfte ziehen das Öl aus dem Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablauf in die Leitung, die das Öl zurück in den Motor oder das Kurbelgehäuse leitet, und erzeugen somit eine Pumpwirkung.
Allerdings kann das Öl unter kalten Motorbedingungen zu viskos sein, um den erforderlichen Hochgeschwindigkeitsstrom zu bilden, der die notwendigen Scherkräfte erzeugt, um Öl von dem Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablauf zu der Leitung zu ziehen, die das Öl zurück in den Motor oder das Kurbelgehäuse führt. Die hohe Viskosität kann das Ergebnis der niedrigen Temperatur des Öls sein, die durch einen kalten Motor verursacht wird. Zudem kann das druckbeaufschlagte Öl unter kalten Motorbedingungen in den Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablauf fließen und den Kurbelgehäuseentlüftungsfilter potenziell schädigen und/oder Ölverlust auf Grund von erhöhtem Ölverbrauch verursachen.
KURZFASSUNG
Eine Ausführungsform betrifft ein Kurbelgehäuseentlüftungssystem einschließlich eines Kurbelgehäuseentlüftungsfilters, der zur Entlüftung von Blowby-Gasen aus einem Kurbelgehäuse konfiguriert ist. Ein Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablauf ist mit dem Kurbelgehäuseentlüftungsfilter gekoppelt, wobei der Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablauf zum Sammeln von Öl, das in den Kurbelgehäuseentlüftungsfilter hineinläuft, und zur Rückführung des gesammelten Öls in das Kurbelgehäuse konfiguriert ist. Das System weist eine Drucköl-Zufuhr sowie eine Düse auf, die mit der Drucköl-Zufuhr gekoppelt und zur Bildung eines Ölstrahls gegenüber einem Ausgang des Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablaufs konfiguriert ist. Ein Ventil ist mit dem Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablauf gekoppelt, wobei das Ventil so konfiguriert ist, dass es verhindert, dass unter Druck zugeführtes Öl zurück- und über eine Öffnung, die den Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablauf mit dem Kurbelgehäuse-Entlüftungsfiltergehäuse verbindet, in den Kurbelgehäuseentlüftungsfilter läuft. Wenn eine Temperatur des druckbeaufschlagten Öls über einer Schwellentemperatur liegt, zieht der Ölstrahl das gesammelte Öl aus dem Filterablauf heraus, um zurück und in das Kurbelgehäuse zu fließen. Wenn die Temperatur des druckbeaufschlagten Öl unter der Schwellentemperatur liegt, zieht der Ölstrahl das gesammelte Öl nicht aus dem Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablauf heraus, und Öl aus der Drucköl-Zufuhr läuft zurück in den Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablauf.
Eine andere Ausführungsform betrifft ein Schmiersystem für einen Verbrennungsmotor mit einem Kurbelgehäuse. Das Schmiersystem weist einen Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablauf auf, der konfiguriert ist, um von Kurbelgehäuse-Blowby-Gasen abgeschiedenes Öl bereitzustellen. Das abgeschiedene Öl steht unter einem geringeren Druck als das Öl in dem Verbrennungsmotor. Ein Mischloch ist fluidleitend mit dem Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablauf und einer Drucköl-Zufuhr verbunden. Eine Düse ist fluidleitend mit der Drucköl-Zufuhr verbunden. Die Düse lenkt einen druckbeaufschlagten Ölstrom in das Mischloch, derart, dass der druckbeaufschlagte Ölstrom das abgetrennte Öl von dem Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablauf in eine Komponente des Verbrennungsmotors zurückzieht. Ein Ventil ist mit dem Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablauf gekoppelt. Das Ventil ist so konfiguriert, dass es verhindert, dass das abgeschiedene Öl zurück in das Kurbelgehäuse fließt.
Diese und andere Eigenschaften, sowie die Organisation und Art ihres Betriebs, sind aus der folgenden detaillierten Beschreibung gemeinsam mit den Begleitzeichnungen zu entnehmen.
KURZBESCHREIBUNG DER ABBILDUNGEN
1 ist eine Querschnittsansicht eines Teils des CV-Systems für ein Schmiersystem eines Verbrennungsmotors, der nach einer beispielhaften Ausführungsform gezeigt ist.
2 ist eine Querschnittsansicht und zeigt Schmieröl, das mit einer ersten Geschwindigkeit durch eine Düse des Teils des CV-Systems aus 1 fließt.
3 ist eine Querschnittsansicht und zeigt Schmieröl, das mit einer zweiten Geschwindigkeit durch die Düse des Teils des CV-Systems aus 1 fließt.
4 ist ein Graph der Öldurchflussrate des CV-Systems aus 1 im Verhältnis zur Temperatur.
5 ist eine Querschnittsansicht eines Rückschlagventils des CV-Systems in einer geschlossenen Position, die nach einer beispielhaften Ausführungsform gezeigt ist.
6 ist eine Querschnittsansicht des Rückschlagventils aus 5 in einer offenen Position.
7 ist eine Querschnittsansicht eines CV-Systems für ein Schmiersystem eines Verbrennungsmotor nach einer beispielhaften Ausführungsform.
8 ist eine Querschnittsansicht eines Rückschlagventils eines CV-Systems, das nach einer beispielhaften Ausführungsform gezeigt ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER VERSCHIEDENEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Unter Bezugnahme auf die Figuren im Allgemeinen, betreffen die verschiedenen Ausführungsformen, die hier offenbart sind, ein Kurbelgehäuse-Entlüftungssystem („CV-System”) mit einem Rückschlagventil in Kombination mit einer Pumpe (z. B. einer Ölstrahlpumpe). Das Rückschlagventil ermöglicht die zeitweise Drosselung oder Beschränkung des Rückflusses von Motorenöl in den CV-System-Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilter aus dem Motor unter kalten Betriebsbedingungen. Wenn das Rückschlagventil geschlossen ist (d. h. Drosselung des Rückflusses von Öl in den Kurbelgehäuseentlüftungsfilter) kann die kontinuierliche Kurbelgehäuseentlüftungsfilter-Ablauffunktionsfähigkeit herabgesetzt sein. Nach dem Aufwärmen des Motorenöls auf eine Schwellentemperatur wird das Motorenöl beim Passieren einer Düse des CV-Systems dünnflüssig genug zur Bildung eines Hochgeschwindigkeitsstroms, (z. B. weniger viskos als bei einer niedrigeren Temperatur). Der Hochgeschwindigkeitsstrom erzeugt die notwendigen Scherkräfte, um Motorenöl aus dem Kurbelgehäuseentlüftungsfilter und zurück in das Kurbelgehäuse oder den Motor zu ziehen. Nach Erzeugung der notwendigen Scherkräfte öffnet sich das Rückschlagventil, um den normalen Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablauf-Betrieb zu ermöglichen.
Unter Bezugnahme auf 1 ist eine Querschnittsansicht eines Teils des CV-Systems 100 für ein Schmiersystem eines Verbrennungsmotors nach einer beispielhaften Ausführungsform gezeigt. Das Schmiersystem zirkuliert Motorenschmieröl (z. B. 15W40-Motorenöl), das als druckbeaufschlagtes Öl 102 gezeigt ist, zu den verschiedenen Komponenten des Verbrennungsmotors. Das Öl 102 kann durch den Motor mit einer Pumpe zirkuliert werden. Wie in 1 gezeigt, weist das CV-System 100 eine Zufuhr von druckbeaufschlagtem Öl 102 auf, das durch eine Düse 104 fließt. Die Düse 104 kann einen Motorenöl-Hochgeschwindigkeitsstrom erzeugen, der hin zu einem Mischloch 106 des CV-Systems 100 gelenkt wird. Nach Verlassen der Düse 104 fließt das Öl 102 dann in ein Mischloch 106. In einigen Anordnungen kann der Durchmesser des Mischlochs 106 im Bereich zwischen dem 1,2- und 3-Fachen des Durchmessers der Düse 104 liegen. Nach Passieren des Mischlochs 106 wird das Öl zu den Komponenten des Motors zurückgeführt (z. B. zurück zum Kurbelgehäuse). Die Geschwindigkeit des Stroms ist mindestens teilweise von der Viskosität des Öls 102 abhängig. Demnach wird, wenn die Temperatur des Öls 102 zunimmt (z. B. durch den Motorbetrieb), das Öl 102 weniger viskos und die Geschwindigkeit des Stroms, der die Düse 104 verlässt, nimmt zu. Die Düse 104 kann eine Treibstrahldüse sein.
Während des Betriebs des Verbrennungsmotors können Verbrennungs-Blowby-Gase durch die Kolbenringe des Zylinders und in das Kurbelgehäuse des Motors auslecken. Die Blowby-Gase können aus dem Kurbelgehäuse durch das CV-System 100 entfernt werden. Das CV-System 100 weist einen Kurbelgehäuseentlüftungsfilter (Trägheitsabscheider, statische und dynamische Koaleszenz-CV-Filter etc.) auf. Der Kurbelgehäuseentlüftungsfilter kann ein koaleszierender Filter, ein Entlüftungsrotationsfilter, ein Koaleszer, ein Trägheitsabscheider oder dergleichen sein. Der Kurbelgehäuseentlüftungsfilter ist zur Entlüftung von Blowby-Gasen aus dem Kurbelgehäuse konfiguriert. In einigen Situationen kann Öl, das in dem Kurbelgehäuse enthalten ist, in den Kurbelgehäuseentlüftungsfilter und/oder das CV-Gehäuse zurücklaufen. Demnach weist der Kurbelgehäuseentlüftungsfilter einen Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablauf 108 auf, um das zurückgelaufene Öl wieder dem Motor oder Kurbelgehäuse zuzuführen. Das Öl in dem Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablauf 108 kann bei einem ersten Druck vorliegen, und das Öl in dem Kurbelgehäuse oder dem Motor kann bei einem zweiten Druck vorliegen, wobei der erste Druck niedriger als der zweite Druck ist. Demnach fließt das Öl, das in dem Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablauf 108 enthalten ist, nicht selbstständig in den Motor oder das Kurbelgehäuse zurück (z. B. über die Schwerkraft). Das in dem Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablauf 108 enthaltene Öl kann über das Druckdifferential und zurück in den Motor oder das Kurbelgehäuse gezogen oder gepumpt werden.
Wiederum unter Bezugnahme auf 1 ist der Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablauf 108 konfiguriert, um zurückgelaufenes Öl zu sammeln und das gesammelte Öl stromabwärts von der Düse 104 (d. h. nach der Düse 104 in eine Flussrichtung des Öls, das die Düse 104 verlässt) ablaufen zu lassen. Der Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablauf 108 kann das gesammelte Öl dem Mischloch des Schmiersystems zur Verfügung stellen. Der Durchmesser des Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablaufs 108 kann mindestens das Dreifache des Durchmessers der Düse 104 betragen. Der Auslass oder Ausgang des Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablaufs 108 kann der Düse 104 gegenüberliegen. Wenn demnach ein Schmieröl-Hochgeschwindigkeitsstrom die Düse 104 in Richtung des Mischlochs 106 verlässt, erzeugt der Schmieröl-Hochgeschwindigkeitsstrom Scherkräfte auf das in dem Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablauf 108 gesammelte Öl. Die Scherkräfte ziehen das gesammelte Öl aus dem Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablauf 108 in das Mischloch 106 und zurück in den Motor oder das Kurbelgehäuse.
Unter Bezugnahme auf 2 ist eine erste Querschnittsansicht gezeigt, die Schmieröl zeigt, das durch den Teil des CV-Systems 100 aus 1 fließt. Wie in 2 gezeigt, wird ein Hochgeschwindigkeitsstrom 202 des Schmieröls durch die Düse 104 gebildet und hin zum Mischloch 106 gelenkt. Das Öl, das durch die Düse 104 fließt, ist dünn genug zur Bildung eines Hochgeschwindigkeitsstroms 202. Beispielsweise kann das Öl 15W40-Öl bei 60 Grad Celsius sein. Der Hochgeschwindigkeitsstrom 202 des Öls aus der Düse 104 und im Mischloch 106 übt Scherkräfte auf das Öl aus, das in dem Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablauf 108 enthalten ist. Die Scherkräfte, die sich auf das in dem Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablauf 108 enthaltene Öl auswirken, ziehen das in dem Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablauf 108 enthaltene Öl aus dem Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablauf 108 und in das Mischloch 106. In der Tat pumpt der Hochgeschwindigkeitsstrom 202 das in dem Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablauf 108 enthaltene Öl aus dem Niederdruckbereich in dem Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablauf 108 zu einem Hochdruckbereich in dem Kurbelgehäuse. Das Ölstrom, der aus dem Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablauf 108 zu dem Mischloch 106 fließt, kann als Spülstrom bezeichnet werden.
Unter Bezugnahme auf 3 ist eine zweite Querschnittsansicht gezeigt. Sie zeigt Schmieröl, das durch den Teil des CV-Systems 100 aus 1 fließt. Der Ölfluss aus 3 ist beispielhaft für einen Rückflusszustand, in dem Öl den Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablauf 108 hinauf und aus dem Mischloch 106 abfließt. Das Öl, das durch die Düse 104 fließt, ist viskoser als das Öl, das durch die Düse 104 in 2 fließt. Dies kann durch kalte Motorbedingungen verursacht sein (z. B. bei ersten Motorstart, kaltem Wetter etc.). Beispielsweise kann das Öl 15W40-Öl bei Null Grad Celsius sein. Da das Öl viskoser ist als das Öl in 2, bildet das Öl beim Passieren der Düse 104 keinen Hochgeschwindigkeitsstrom (wie in 2 gezeigt). Wenn kein Hochgeschwindigkeitsstrom gebildet wird, sind die auf das in dem Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablauf 108 enthaltene Öl ausgeübten Scherkräfte nicht groß genug, um das gesammelte Öl aus dem Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablauf 108 in das Mischloch 106 zu ziehen. Wie durch die Pfeile in Flussrichtung gezeigt, kann das Öl, das die Düse 104 verlässt, vom höheren Druck des Mischlochs 106 zum niedrigeren Druck des Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablaufs 108 fließen.
4 zeigt einen Graph 400 für das Verhältnis der Öldurchflussrate des CV-Systems aus 1 zur Temperatur. Der Graph zeigt sowohl die Öldurchflussrate durch die Düse 104 („treibende” Durchflussrate 402) als auch die Öldurchflussrate durch den Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablauf 108 („spülende” Durchflussrate 404). Wie in dem Graph gezeigt, gilt: Wenn die Temperatur des Öls zunimmt, nimmt die treibende Durchflussrate 402 allgemein zu. Die treibende Durchflussrate 402 nimmt zu, da das Öl weniger viskos wird, wenn die Öltemperatur zunimmt. Unter kalten Motorbedingungen ist die spülende Durchflussrate 404 negativ, d. h. das Öl fließt in und durch den Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablauf 108 und aus dem Mischloch 106 heraus (z. B. wie in 3 gezeigt). Wenn die Temperatur des Öls die Schwellentemperatur 406 erreicht und übersteigt, wird die spülende Durchflussrate 404 positiv, d. h. das Öl fließt durch den Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablauf 108 und in das Mischloch 106 (z. B. wie in 2 gezeigt).
In 5 ist eine Querschnittsansicht eines Rückschlagventils 500 des CV-Systems nach einer beispielhaften Ausführungsform gezeigt. Das Rückschlagventil 500 aus 5 ist in der geschlossenen Position gezeigt, was bedeutet, dass das Ventil den Strom von Öl aus einer Öffnung 504 in dem Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablauf 108 (z. B. eine Öffnung in der Ventilkappe) und in den Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilter 502 verhindert. Eine Schutzabdeckung oder Filter (nicht gezeigt) kann über der Öffnung 504 angeordnet sein. Wie vorstehend mit Bezug auf 3 angemerkt, presst während der kalten Motorbedingungen das Öldruckdifferential Öl durch den Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablauf 108 hinauf und aus dem Mischloch 106 weg. Wenn der Öl-Rückfluss den Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablauf 108 und/oder den Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilter 502 vollständig anfüllt, kann sich in dem Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilter 502 Schlamm ablagern. Der Schlamm kann den Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilter 502 beschädigen, was wiederum den Motor schädigen kann. Demnach schließt sich das Rückschlagventil 500, wenn das Öl in den Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablauf 108 fließt, und drosselt dadurch den Ölstrom durch den Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablauf 108 und verhindert, dass Öl in den Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilter 502 strömt.
Das Rückschlagventil 500 ist geschlossen, wenn die Kugel 506 gegen die Öffnung 504 gepresst wird. Die Kugel 506 umfasst ein Material, das eine geringere Dichte als das Öl aufweist. Die Kugel 506 kann hohl oder massiv sein. Die Kugel 506 weist einen größeren Durchmesser als die Öffnung 504 des Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablaufs 108 auf. Wenn demnach das Öl in den Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablauf 108 fließt, hebt das Öl die Kugel 506 gegen die Öffnung zum Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablauf 108. Die Öffnung 504 und die Kugel 506 weisen die zueinander passenden Formen auf, derart, dass wenn die Kugel 506 durch den Rückfluss von Öl gegen die Öffnung 504 gedrückt wird, verhindert wird, dass der Rückfluss von Öl aus dem Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablauf 108 durch die Öffnung 504 austritt. Die Öffnung 504 kann abgeschrägt oder kuppelförmig sein, um zu verhindern, dass die Kugel 506 in der Öffnung 504 festklebt, und um viele Betriebswinkel zu ermöglichen.
6 zeigt eine Querschnittsansicht des Rückschlagventils 500 aus 5 in einer offenen Position. Wenn der Motor beginnt warm zu werden und sich das Öl erwärmt, verringert sich die Viskosität des Öls (z. B. wie vorstehend in 4 gezeigt). Wenn sich die Viskosität des Öls verringert, bildet sich ein Ölhochgeschwindigkeitsstrahl aus, der durch die Düse 104 fließt, und die auf das Öl ausgeübten Scherkräfte in dem Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablau 108 beginnen, das Öl aus dem Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablauf 108 zu ziehen. Wenn das Öl aus dem Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablauf 108 austritt, schwimmt die Kugel 506 von der Öffnung 504 in dem Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablauf 108 weg (d. h. die Schwerkraft zieht die Kugel 506 von der Öffnung weg nach unten). In einigen Anordnungen kann der Umgebungsluftdruck auf der anderen Seite der Öffnung die Kugel 506 von der Öffnung 504 wegdrücken. Wenn der Ölstand in dem Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablauf 108 unter einen Schwellenwert fällt, bleibt die Kugel 506 auf Abstandshaltern 602 in einer nicht schwimmenden Position. Die Abstandshalter 602 können Stützen, Rippen, gefertigte Taschen, Hohlräume oder dergleichen sein. Die Abstandshalter 602 verhindern die Drosselung des Rückfluss-Öls aus dem Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablauf 108.
Obwohl das Rückschlagventil 500 aus 5 und 6 eine Kugel 506 verwendet, können alternative Anordnungen des Rückschlagventils eine Scheibe oder eine Klappe verwenden. In einer solchen Anordnung funktioniert die Scheibe oder Klappe nach den gleichen Grundprinzipien wie die Kugel 506. Die Scheibe oder Klappe verhindert den Rückfluss von Öl durch den Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablauf 108 und in den Kurbelgehäuseentlüftungsfilter 502 durch Blockieren der Öffnung 504, wenn die Spülstromgeschwindigkeit negativ ist. Die Scheibe oder Klappe ermöglicht es, dass das Öl in dem Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablauf 108 den Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablauf 108 verlässt, wenn die spülende Durchflussrate positiv ist. Die Scheibe oder Klappe kann aus einem Material mit einer niedrigeren Dichte als das Öl bestehen, das vom Verbrennungsmotor verwendet wird. Führungen können in dem Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablauf ausgebildet sein, um zu verhindern, dass die Scheibe oder Klappe in der geschlossenen Position festklebt.
7 zeigt eine Rückschlagventil-und-Ölpumpenkombination 700 nach einer alternativen Ausführungsform. Anders als die Rückschlagventil-und-Ölpumpenkombination, die vorstehend mit Bezug auf die 1 bis 6 besprochen wurde, ist die Pumpe (d. h. der Hochgeschwindigkeitsstrom von Öl) horizontal statt vertikal angeordnet. Demnach bewegt sich die Kugel 702 (oder Scheibe oder Klappe) in einer Richtung senkrecht zu dem durch die Düse 704 erzeugten Ölhochgeschwindigkeitsstrahl. Der allgemeine Betrieb der Rückschlagventil-und-Ölpumpenkombination 700 aus 7 entspricht im Wesentlichen dem allgemeinen Betrieb der Rückschlagventil-und-Ölpumpenkombination aus den 1 bis 6.
8 zeigt eine Querschnittsansicht eines Rückschlagventils eines CV-Systems 800 nach einer beispielhaften Ausführungsform. Das Rückschlagventil aus 8 entspricht dem Rückschlagventil, das in den 5 und 6 gezeigt ist. Wie in 8 gezeigt, ist eine Schutzabdeckung 802 über der Rückschlagventilöffnung angeordnet.
Die oben beschriebenen Rückschlagventil-und-Ölpumpenkombinationen zur Verwendung mit CV-Systemen können mit stationären und dynamischen Kurbelgehäuseentlüftungsfiltern verwendet werden. Das Rückschlagventil kann mit der Pumpenkomponente integral sein, oder es können getrennte Komponenten sein, die mit Befestigungselementen angebracht sind.
Wie hier verwendet, sollen die Begriffe „ungefähr”, „etwa”, „im Wesentlichen” und ähnliche Begriffe eine breitgefächerte Bedeutung aufweisen, die in Übereinstimmung mit der herkömmlichen und üblichen Verwendung durch Fachleute im Fachgebiet dieser Offenbarung stehen. Die Fachwelt, die diese Offenbarung liest, versteht, dass diese Begriffe eine Beschreibung bestimmter Merkmale, wie beschrieben und beansprucht, ermöglichen sollen, ohne den Umfang dieser Merkmal auf die exakten zahlenmäßigen Bereiche, die angegeben sind, festzulegen. Demgemäß sollen diese Begriffe so ausgelegt werden, dass sie angeben, dass unwesentliche oder unbedeutende Modifikationen oder Abänderungen an dem beschriebenen und beanspruchten Gegenstand als innerhalb des Umfangs der Erfindung, wie in den beigefügten Ansprüchen aufgeführt, liegend betrachtet werden.
Es gilt zu beachten, dass der Begriff „beispielhaft”, wie hier zur Beschreibung verschiedener Ausführungsformen verwendet, anzeigen soll, dass solche Ausführungsformen mögliche Beispiele, Darstellungen und/oder Abbildungen möglicher Ausführungsformen sind (und dass ein solcher Begriff nicht notwendigerweise darauf schließen lassen soll, dass solche Ausführungsformen außergewöhnliche oder hervorragende Beispiele sind).
Die Begriffe „gekoppelt”, „verbunden” und dergleichen bedeuten im hierin verwendeten Sinne das direkte oder indirekte Verbinden zweier Elemente miteinander. Dieses Verbinden kann stationär (z. B. permanent) oder beweglich (z. B. entfernbar oder lösbar) sein. Dieses Verbinden kann dadurch erreicht werden, dass die beiden Elemente oder die beiden Elemente und beliebige weitere Zwischenelemente untereinander integral als ein einheitlicher Körper ausgebildet sind, oder so, dass die beiden Elemente und beliebige weitere Zwischenelemente befestigt oder die beiden Elemente und beliebige weitere Zwischenelemente untereinander befestigt sind.
Bezüge hierin auf die Positionen der Elemente (z. B. „Ober-”, „Unter-”, „oben”, „unten” usw.) werden lediglich zum Beschreiben der Ausrichtung der unterschiedlichen Elemente in den Figuren verwendet. Es gilt zu beachten, dass die Ausrichtung unterschiedlicher Elemente je nach anderen beispielhaften Ausführungsformen unterschiedlich ausfallen kann, und dass solche Variationen durch die vorliegende Offenbarung abgedeckt sein sollen.
Es sei darauf hingewiesen, dass der Aufbau und die Anordnung der verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen lediglich der Veranschaulichung dienen. Obwohl nur einige Ausführungsformen in dieser Offenbarung ausführlich beschrieben wurden, erkennt die Fachwelt bei Lesen dieser Offenbarung unschwer, dass viele Modifikationen möglich sind (z. B. Variationen in Größen, Dimensionen, Strukturen, Formen und Proportionen der verschiedenen Elemente, Werte von Parametern, Montageanordnungen, Verwendung von Materialien, Farben, Orientierungen etc.), ohne materiell von den neuen Lehren und Vorteilen des hierin beschriebenen Gegenstands abzuweichen. Beispielsweise können Elemente, die als einstückig geformt dargestellt werden, aus mehreren Teilen oder Elementen konstruiert werden, die Position der Elemente kann umgekehrt oder anderweitig variiert werden, und die Art oder Anzahl separater Elemente bzw. Positionen kann geändert oder variiert werden. Die Reihenfolge oder Abfolge von Verfahrens- oder Prozessschritten kann gemäß alternativen Ausführungsformen variiert oder neu geordnet werden. Weitere Substitutionen, Modifikationen, Änderungen und Streichungen können ebenfalls in der Konstruktion, den Betriebsbedingungen und der Anordnung der verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen vorgenommen werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Claims

Kurbelgehäuseentlüftungssystem, das Folgendes umfasst: einen Kurbelgehäuseentlüftungsfilter, der konfiguriert ist, um Blowby-Gase aus einem Kurbelgehäuse zu entlüften; einen Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablauf, der mit dem Kurbelgehäuseentlüftungsfilter gekoppelt ist, wobei der Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablauf konfiguriert ist, um Öl zu sammeln, das in den Kurbelgehäuseentlüftungsfilter hineinläuft, und um das gesammelte Öl in das Kurbelgehäuse zurückzuführen; eine Drucköl-Zufuhr; eine Düse, die mit der Drucköl-Zufuhr gekoppelt und zur Bildung eines Ölstrahls einem Ausgang des Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablaufs gegenüber konfiguriert ist; und ein Ventil, das mit dem Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablauf gekoppelt ist, wobei das Ventil konfiguriert ist, um zu verhindern, dass gesammeltes Öl in den Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilter durch einen Öffnung hineinläuft, die den Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablauf mit dem Kurbelgehäuseentlüftungsfilter verbindet; wobei, wenn eine Temperatur des druckbeaufschlagten Öls über einer Schwellentemperatur liegt, der Ölstrahl das gesammelte Öl aus dem Ausgang herauszieht, und wobei, wenn die Temperatur des druckbeaufschlagten Öls sich unter der Schwellentemperatur befindet, der Ölstrahl das gesammelte Öl nicht aus dem Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablauf herauszieht, und Öl von der Drucköl-Zufuhr in den Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablauf zurückläuft.
Kurbelgehäuseentlüftungssystem nach Anspruch 1, wobei das Ventil eine Kugel mit einer Dichte von weniger als das Öl aufweist, derart, dass wenn sich ein Schwellenwertbetrag von Öl in dem Kurbelgehäuseentlüftungsfilter sammelt, die Kugel gegen die Öffnung gepresst wird und dadurch verhindert, dass das gesammelte Öl durch die Öffnung in den Kurbelgehäuseentlüftungsfilter hineinläuft.
Kurbelgehäuseentlüftungssystem nach Anspruch 2, wobei die Öffnung abgeschrägt oder kuppelförmig ist, so dass verhindert wird, dass die Kugel in der Öffnung festklebt.
Kurbelgehäuseentlüftungssystem nach Anspruch 2, wobei das Ventil einen Abstandshalter aufweist, die die Kugel stützt, wenn die Kugel nicht die Öffnung blockiert, derart, dass die Kugel nicht den Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablauf blockiert.
Kurbelgehäuseentlüftungssystem nach Anspruch 4, wobei der Abstandhalter eine Trägerplattform, eine Rippe, eine gefertigte Tasche oder ein Hohlraum ist.
Kurbelgehäuseentlüftungssystem nach Anspruch 1, wobei das Ventil eine Scheibe aufweist, die konfiguriert ist, um gegen die Öffnung zu drücken, und die verhindert, dass das gesammelte Öl durch die Öffnung in den Kurbelgehäuseentlüftungsfilter hineinläuft.
Kurbelgehäuseentlüftungssystem nach Anspruch 6, wobei die Scheibe eine Dichte aufweist, die unter der des Öls liegt, so dass das Öl die Scheibe gegen die Öffnung presst.
Kurbelgehäuseentlüftungssystem nach Anspruch 6, wobei der Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablauf Führungen aufweist, die die Bewegung der Scheibe führen, sodass verhindert wird, dass die Scheibe an der Öffnung festklebt.
Kurbelgehäuseentlüftungssystem nach Anspruch 1, wobei der Kurbelgehäuseentlüftungsfilter ein Trägkeitsabscheider, ein statischer Koaleszer oder ein dynamischer Koaleszer ist.
Kurbelgehäuseentlüftungssystem nach Anspruch 1, wobei ein Durchmesser des Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablaufs mindestens das Dreifache eines Durchmessers der Düse beträgt.
Kurbelgehäuseentlüftungssystem nach Anspruch 1, wobei Öl in dem Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablauf bei einem geringeren Druck als Öl stromabwärts des Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablaufs vorliegt.
Kurbelgehäuseentlüftungssystem nach Anspruch 1, das weiterhin eine Abdeckung aufweist, die zwischen dem Ventil und dem Kurbelgehäuseentlüftungsfilter angeordnet ist.
Schmiersystem für einen Verbrennungsmotor mit einem Kurbelgehäuse, wobei das Schmiersystem Folgendes aufweist: einen Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablauf, der konfiguriert ist, um von Kurbelgehäuse-Blowby-Gasen abgeschiedenes Öl bereitzustellen, wobei das abgeschiedene Öl bei einem niedrigeren Druck als das Öl in dem Verbrennungsmotor vorliegt; ein Mischloch, das fluidleitend mit dem Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablauf verbunden ist; eine Drucköl-Zufuhr; eine Düse, die fluidleitend mit der Drucköl-Zufuhr verbunden und konfiguriert ist, um einen druckbeaufschlagten Ölstrom in das Mischloch zu lenken, sodass der druckbeaufschlagte Ölstrom das abgeschiedene Öl aus dem Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablauf in eine Komponente des Verbrennungsmotors zieht; und ein mit dem Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablauf gekoppeltes Ventil, wobei das Ventil konfiguriert ist, um zu verhindern, dass das abgeschiedene Öl zurück in das Kurbelgehäuse fließt.
Schmiersystem nach Anspruch 13, wobei das Ventil eine Kugel mit einer Dichte aufweist, die geringer ist als das des Öls, sodass wenn sich ein Schwellenwertbetrag des abgetrennten Öls in dem Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablauf sammelt, die Kugel gegen eine Öffnung zwischen dem Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablauf und einem Kurbelgehäuseentlüftungsfilter gepresst wird und dadurch verhindert wird, dass das abgeschiedene Öl durch die Öffnung in den Kurbelgehäuseentlüftungsfilter hineinläuft.
Schmiersystem nach Anspruch 14, wobei die Öffnung abgeschrägt oder kuppelförmig ist, sodass verhindert wird, dass die Kugel in der Öffnung festklebt.
Schmiersystem nach Anspruch 14, wobei das Ventil einen Abstandshalter aufweist, der die Kugel stützt, wenn die Kugel nicht die Öffnung blockiert, sodass die Kugel nicht den Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablauf blockiert.
Schmiersystem nach Anspruch 18, wobei der Abstandshalter eine Trägerplattform, eine Rippe, eine gefertigte Tasche oder ein Hohlraum ist.
Schmiersystem nach Anspruch 13, wobei das Ventil eine Scheibe aufweist, die konfiguriert ist, um gegen eine Öffnung zwischen dem Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablauf und einen Kurbelgehäuseentlüftungsfilter zu drücken, und dadurch verhindert, dass das abgeschiedene Öl durch die Öffnung in den Kurbelgehäuseentlüftungsfilter hineinläuft.
Schmiersystem nach Anspruch 18, wobei die Scheibe eine Dichte aufweist, die geringer ist das Öl, sodass das Öl die Scheibe gegen die Öffnung presst.
Schmiersystem nach Anspruch 18, wobei der Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablauf Führungen aufweist, die die Bewegung der Scheibe führen, sodass verhindert wird, dass die Scheibe an der Öffnung festklebt.
Schmiersystem nach Anspruch 13, das weiterhin einen Kurbelgehäuseentlüftungsfilter aufweist, der konfiguriert ist, um Öl von den Kurbelgehäuse-Blowby-Gasen abzuscheiden.
Schmiersystem nach Anspruch 21, wobei der Kurbelgehäuseentlüftungsfilter ein Trägheitsabschneider, ein statischer Koaleszer oder ein dynamischer Koaleszer ist.
Schmiersystem nach Anspruch 21, das ferner eine Abdeckung umfasst, die zwischen dem Ventil und dem Kurbelgehäuseentlüftungsfilter positioniert ist.
Schmiersystem nach Anspruch 13, wobei ein Durchmesser des Kurbelgehäuse-Entlüftungsfilterablaufs mindestens das Dreifache eines Durchmessers der Düse beträgt.