DE112018001502T5

DE112018001502T5 - Fluidische PVC-Ventilanordnung und -system

Info

Publication number: DE112018001502T5
Application number: DE112018001502.5T
Authority: DE
Inventors: Shridhar Gopalan; Jerry Thurber
Original assignee: DlhBowles Inc
Current assignee: DlhBowles Inc
Priority date: 2017-03-23
Filing date: 2018-03-23
Publication date: 2020-01-09
Also published as: US10422258B2; CN110446831A; CN110446831B; US10598058B2; WO2018175847A1; JP6906625B2; MX2019011151A; US20180274411A1; JP2020511613A; US20200018201A1; JP2021073405A

Abstract

[0067] Bereitgestellt wird eine PCV-Ventilanordnung, die eine fluidische Geometrie aufweist, welche zulässt, dass die Strömung von Verbrennungsfluid/-gas zwischen einem Einlass und einem Auslass strömt und zwischen zwei Betriebsarten umschaltet, (i) einem radialen oder Hochdurchflussmodus und (ii) einem tangentialen oder Niedrigdurchflussmodus, wie während des Betriebs des Motors vorgeschrieben wird. Die fluidisch eingerichtete PCV-Ventilanordnung ist darauf abgestimmt, bei Grobvakuen im Radialmodus betrieben zu werden, wobei sie aufgrund eines niedrigen Strömungswiderstands hohe Durchsätze erzeugt. Die PCV-Ventilanordnung ist darauf abgestimmt, bei steigendem Unterdruck automatisch den Modus zu wechseln. Dies kann aufgrund der Form der fluidischen Geometrie und des Umleitungskanals aktiviert werden, der zum Variieren der Durchflussmenge zwischen einem ersten und einem zweiten Steueranschluss ausgeführt ist. Der Umleitungskanal erlaubt es, das geometrische fluidische Muster zwischen dem Hochdurchflussmodus und dem Niedrigdurchflussmodus umschalten.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen Patentanmeldung Nr. 62/475,354 mit dem Titel „FLUIDIC EQUIPPED PCV GAS FLOW CONTROLLER AND CONDITION RESPONSIVE METHOD FOR CONTROLLING CRANKCASE GAS FLOW IN AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE CRANKCASE“, eingereicht am 23. März 2017, die durch Bezugnahme vollumfänglich in die vorliegende Schrift aufgenommen wird.
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung und ein System zur Regelung der Kurbelgehäusegasströmungsrate in einem Verbrennungsmotor und insbesondere eine Anordnung und ein System zur Regelung der Gasströmungsrate der positiven Kurbelgehäuseentlüftung („PCV“) und Bauteile dafür.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung und ein System zur Regelung der Kurbelgehäusegasströmungsrate in einem Verbrennungsmotor und insbesondere eine Anordnung und ein System zur Regelung der Gasströmungsrate der positiven Kurbelgehäuseentlüftung (Positive Crankcase Ventilation „PCV“) zum Regeln der Rückführung von aus einem Motor abgeleitetem Gas gemäß Motorbetriebsbedingungen und auch gemäß am Gasströmungsratenregelsystem vorgenommenen Strömungsrateneinstellungen.
Ein PCV-System stellt einen geregelten Mechanismus für aus dem Kurbelgehäuse eines Verbrennungsmotors entweichende Gase bereit. Das Herzstück dieses Systems ist das PCV-Ventil, gewöhnlich ein Einkanalventil mit variabler Drosselung, das auf sich ändernde Druckwerte reagieren und Durchsätze zeitweise variieren kann, während es das Durchleiten der Gase an deren vorgesehenes Ziel zulässt. In den meisten modernen Fahrzeugen ist das vorgesehene Ziel der Ansaugstrom des Motors.
Verbrennung geht zwangsläufig mit einer kleinen, aber stetigen Menge von Blowby-Gasen einher, die auftreten, wenn einige der Gase aus der Verbrennung an den Kolbenringen vorbei entweichen, bis sie sich schließlich im Kurbelgehäuse befinden. Die Gase könnten durch ein einfaches Loch oder Rohr direkt an die Atmosphäre entlüftet werden oder sie könnten vorbei an Prallblechen oder vorbei an den Öldichtungen von Wellen oder den Flachdichtungen von verschraubten Verbindungen „selbst ihren Weg nach außen finden“. Von einem bautechnischen Standpunkt allein ist das kein Problem; von anderen Standpunkten, wie etwa der Sauberkeit für den Benutzer und dem Umweltschutz, sind derart einfache Entlüftungsverfahren aber nicht ausreichend; das Entweichen von Öl und Gasen muss über ein geschlossenes System verhindert werden, das die entweichenden Gase zum Ansaugstrom des Motors leitet und das Einleiten von Frischluft in das Kurbelgehäuse zur besseren und effizienteren Verbrennung zulässt.
Vom Ende des 19. Jahrhunderts bis in die erste Zeit des 20. Jahrhunderts durften sich Blowby-Gase in Kraftfahrzeugen ihren Weg vorbei an Dichtungen und Flachdichtungen selbst suchen. Es galt als normal, dass Öl sowohl im als auch außen am Motor angetroffen wurde und dass Öl in kleinen, aber konstanten Mengen auf den Boden tropfte. Bei Lager- und Ventilbauarten wurden im Allgemeinen wenig oder keine Vorkehrungen dafür getroffen, Öl oder Abgase eingeschlossen zu halten. In Verbrennungsmotoren zerstreuten sich kohlenwasserstoffreiche Blowby-Gase durch das Öl in den Dichtungen und Flachdichtungen ins Freie. Motoren mit hohen Blowby-Mengen leckten stark.
Bis Anfang der 1960er Jahre ließen Kraftfahrzeugmotoren Verbrennungsgase durch eine einfache Entlüftungsröhre direkt an die Luft ab. Häufig bestand diese aus einer Leitung (die „Road Draft Tube“ genannte Kurbelgehäuseentlüftungsleitung), die sich aus dem Kurbelgehäuse nach unten zum Boden des Motorraums erstreckte. Das untere Ende der Leitung war nach außen offen und war so verlegt, dass bei fahrendem Auto ein geringer Unterdruck erreicht wurde, der zum Abziehen von sich im Kurbelgehäuse ansammelnden Verbrennungsgasen beitrug. Ölnebel wurde ebenfalls ausgeleitet, was dazu führte, dass sich auf stark befahrenen Straßen in der Mitte jeder Fahrbahn eine ölige Schicht ablagerte. Das System war nicht „positiv“, da Gase je nach den Bedingungen in beide Richtungen strömen oder sich überhaupt nicht bewegen konnten.
Die Berücksichtigung von Umweltbelangen führte zur Entwicklung der Regelung von Verbrennungsgasen in einem Motor. Das PCV-Ventil und -System fungiert als variables und kalibriertes Luftleck, durch das der Motor seine Kurbelgehäuseverbrennungsgase rückführt. Anstatt die Gase in die Umgebung zu entlüften, werden diese Gase in den Ansaugkrümmer zurückgeleitet und treten als Teil einer frischen Luft- und Kraftstoffbefüllung in den Brennraum ein. Sämtliche vom Luftfilter erfasste (und bei einem Motor mit Kraftstoffeinspritzung vom Luftmassensensor zugemessene) Luft läuft durch den Ansaugkrümmer. Das PCV-System leitet einen kleinen Anteil dieser Luft über den Entlüfter zum Kurbelgehäuse um, bevor er es wieder in den Ansaugtrakt zurück einsaugen lässt. Das positive Kurbelgehäuseentlüftungssystem ist insofern ein „offenes System“, als ununterbrochen Frischluft von außen dazu verwendet wird, Schadstoffe aus dem Kurbelgehäuse auszuspülen und sie in den Brennraum einzusaugen.
Die 1A bis 1D veranschaulichen die Verwendung eines typischen PCV-Systems in einem Verbrennungsmotor. Wie in 1A veranschaulicht und in US5,027,784 beschrieben, weist ein Verbrennungsmotor einen Zylinderkopf 1, einen Zylinderkopfdeckel 2, einen Zylinderblock 3 und eine Ölwanne 4 auf. Ein typisches PCV-System aus dem Stand der Technik beinhaltet eine PCV-„Unterdruck“-Verbindungsleitung 7, die den Zylinderkopfdeckel 2 mit einem Teil eines Ansaugkanals 8 des Verbrennungsmotors an einem stromabseitig von einer Drosselklappe 9 befindlichen Punkt verbindet. Zum Regulieren der Strömung von Blowby-Gas in der PCV-Verbindungsleitung 7 ist ein PCV-Ventil 6 bereitgestellt. Ein im Zylinderkopfdeckel 2 bereitgestelltes Prallblech 12 wirkt als Hauptabscheider für im Blowby-Gas enthaltenen Ölnebel. Eine Abscheidekammer 5 auf der Stromabwärts- oder Unterdruckseite des PCV-Ventils 6 dient als sekundärer Abscheider für Ölnebel im Blowby-Gas. In der Abscheidekammer 5 gefangener Ölnebel sammelt sich auf einer unteren Wand 5' der Abscheidekammer 5.
Während des Motorbetriebs strömt Blowby-Gas, das am Kolben vorbei in ein Kurbelgehäuse des Zylinderblocks 3 entwichen ist, durch einen in dem Zylinderblock 3 und dem Zylinderkopf 1 gebildeten Weg in den Zylinderkopfdeckel 2. Das durch das PCV-Ventil 6 regulierte Blowby-Gas strömt dann durch die PCV-Verbindungsleitung in den Ansaugkanal 8 des Motors zur Verbrennung im Brennraum.
Das PCV-System aus 1A stützt sich auf die Tatsache, dass der Ansaugkrümmerdruck stets niedriger als der Kurbelgehäusedruck ist, während der Motor mit geringer Last und mäßiger Drosselklappenöffnung läuft. Der niedrigere Druck des Ansaugkrümmers saugt Gase zu ihm hin, zieht dabei Luft aus dem Entlüfter durch das Kurbelgehäuse, wo die Luft durch das PCV-Ventil mit Verbrennungsgasen verdünnt und vermischt und zum Ansaugkrümmer zurückgeführt wird. Typische PCV-Verbindungsschläuche (z.B. 7) des PCV-Systems verbinden das Kurbelgehäuse mit einer sauberen Frischluftquelle, nämlich dem Luftfiltergehäuse. Gewöhnlich strömt saubere Luft vom Luftfilter in diesen Schlauch und nachdem es ein Sieb oder anderes einfaches System zum Bilden einer Flammenrückschlagsperre passiert hat, in den Motor, um zu verhindern, dass eine potenziell explosive Atmosphäre innerhalb des Kurbelgehäuses des Motors durch eine Fehlzündung in den Ansaugkrümmer entzündet wird. Im Motor zirkuliert die Luft dann im Motorinneren, wo sie Verbrennungsnebenproduktgase aufnimmt und entfernt, einschließlich wesentlichen Mengen von Wasserdampf, der aufgelöste chemische Verbrennungsnebenprodukte enthält. Die kombinierten Gase treten dann durch ein weiteres einfaches Prallblech, Sieb oder Gitter zum Abscheiden von Öltröpfchen aus, bevor sie durch das PCV-Ventil 6 und in den Ansaugkrümmer 8 abgesaugt werden.
Das typische PCV-Ventil 6 ist ein einfacher Mechanismus mit wenigen bewegten Teilen, wie in den 1B, 1C und 1D veranschaulicht, führt aber eine etwas komplizierte Gasdurchfluss-Regelfunktion durch. In einigen PCV-Ventilanordnungen aus dem Stand der Technik wird ein innerer Begrenzer 13 (im Allgemeinen ein Kolben oder Zapfen) mit einer leichten Feder 14 in der „Normal“-Stellung (Motor aus, null Unterdruck) gehalten, die die ganze Größe der PCV-Öffnung zum Ansaugkrümmer offenlegt. Bei laufendem Motor wird der Zapfen durch Krümmerunterdruck im PCV-Ventil zur Krümmerseite gezogen, so dass die Öffnung proportional zur Höhe des Motorunterdrucks im Verhältnis zur Federkraft gedrosselt wird. Im Leerlauf ist der Ansaugkrümmerunterdruck nahe dem Höchstwert (wie in 1B am besten zu sehen ist). Zu diesem Zeitpunkt tritt dann eigentlich die geringste Blowby-Menge auf, weshalb das PCV-Ventil für eine große (aber nicht vollständige) Drosselung sorgt. Mit zunehmender Motorlast nimmt der Unterdruck am Ventil proportional ab und Blowby nimmt proportional zu. Bei einem geringeren Unterdruckniveau lässt die Feder 14 den Zapfen 13 in die „offene“ Stellung zurückkehren, um mehr Luftstrom zuzulassen. Bei Vollgas (siehe z.B. Fig. IC) ist der Unterdruck stark reduziert, bis auf zwischen 1,5 und 3 Zoll Hg. An diesem Punkt ist das PCV-Ventil im Wesentlichen offen und strömend und die meisten Verbrennungsgase entweichen über das „Entlüfterrohr“, wo sie dann in den Ansaugkrümmer des Motors gesaugt werden. Sollte der Ansaugkrümmerdruck höher als der des Kurbelgehäuses sein (was in einem Motor mit Turboaufladung oder unter gewissen Gebrauchsbedingungen, wie etwa einer Ansaugrohr-Rückzündung, möglich ist, siehe z.B. 1D), schließt sich das PCV-Ventil, um einen Rückstrom in das Kurbelgehäuse zu verhindern.
In PCV-Systemen aus dem Stand der Technik sollten die Teile des PCV-Systems sauber und offen gehalten werden, da ansonsten der Luftfluss unzureichend sein kann. Ein nicht korrekt funktionierendes PCV-Ventil kann einen Motor letztendlich beschädigen. Zu typischen Wartungsplänen für Fremdzündungsmotoren gehört das Austauschen des PCV-Ventils bei jedem Austausch von Luftfilter oder Zündkerzen, weil alles mit bewegten Teilen in seinem Inneren letztendlich ausfallen könnte.
Bei den meisten mit Benzin betriebenen Verbrennungsmotoren kommen PCV-Ventile zum Einsatz. Die grundlegende Bauweise des PCV-Ventils (wie in den 1A bis 1D veranschaulicht) hat sich nicht stark verändert, seit es zum ersten Mal in Personenkraftwagen eingeführt wurde. Die Betriebseigenschaften, die ein PCV-Ventil definieren, sind: Strömungsrate im Leerlauf; Strömungsrate während der Fahrt; Übergangsunterdruckniveau und Fehlzündungs-Rückstrom-Verhütung. Bei der Strömungsrate bei Leerlauf handelt es sich um die Bestimmung der durch das PCV-Ventil strömenden Gasmenge während Bedingungen mit hohem Unterdruck, die bestehen (siehe 1B), wenn ein Motor im Leerlauf ist. Bei der Strömungsrate während der Fahrt handelt es sich um die Bestimmung der durch das PCV-Ventil strömenden Gasmenge während Bedingungen mit Grobvakuum, wenn der Motor z.B. während der Fahrzeugbeschleunigung mit höherer Drehzahl betrieben wird (vgl. 1C). Bei dem Übergangsunterdruckniveau handelt es sich um das Unterdruckniveau, bei dem das PCV-Ventil von einem niedrigen zu einer hohen Strömungsrate umschaltet, und Fehlzündungs-Rückstrom-Verhütung wird in jenen seltenen Situationen benötigt, in denen der Krümmerdruck den Kurbelgehäusedruck übersteigt (siehe 1D). Ein korrekt funktionierendes PCV-Ventil sollte bei steigendem Unterdruck eine abfallende Strömungsratekurve aufweisen, aber ein nicht korrekt funktionierendes PCV-Ventil kann zu Kurbelgehäuseüberdruck, Ölschlamm, Ölleckagen, schlechter Kraftstoffeffizienz, unruhigem Leerlauf und anderen Problemen führen.
Um die erwünschte abfallende Strömungskurve zu erzielen, kommt bei den meisten PCV-Ventilen eine Feder-Zapfen-Anordnung zum Einsatz, wie in den 1B bis 1D gezeigt, und im Ergebnis ist der Strömungskanal bei den meisten PCV-Ventilbauarten ein variabler ringförmiger Bereich, der bei linearer Bewegung des Zapfens variiert. Der von dieser ringförmigen Öffnung definierte offene Hohlraumbereich kann nur 0,25 bis 0,3 mm groß sein und im Betrieb ist die PCV-Ventilanordnung für Blockierung aufgrund Verstopfung anfällig. Außerdem sind typische PCV-Ventile, wie die in den 1A bis 1D gezeigten, die eine Feder/Zapfen-Anordnung haben, auch dafür anfällig, in der einen oder anderen Stellung zu klemmen.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese Probleme zu lösen und ein verbessertes, dauerhafteres und störungsfreies PCV-Ventil zur Verwendung in einem verbesserten PCV-Ventilsystem bereitzustellen, das die Wahrscheinlichkeit von Klemm- oder Verstopfungsproblemen minimiert und die Leistung im Dauerbetrieb des Motors verbessert.
DARSTELLUNG
Die vorliegende Offenbarung beschreibt eine(n) PCV-Ventilanordnung oder -Durchflussregler, die bzw. der eine fluidische Geometrie mit Steueranschlüssen verwendet, um bei zunehmender Unterdruckeingabe zuverlässig und präzise eine abfallende Strömungsratenleistung zu erzeugen. Historisch wurde dieser Typ von Leistungskurve nur mithilfe von auf Bedingungen ansprechende bewegte Teile (z.B. die in den 1B bis 1D veranschaulichte Zapfen-Feder-Anordnung) erzielt. Gemäß dem Aufbau und dem Verfahren der vorliegenden Erfindung wird eine hervorragende PCV-Leistung ohne bewegte Teile, die verschleißen oder ausfallen können, bereitgestellt. An sich gibt es in der PCV-Ventilanordnung der vorliegenden Offenbarung kein Zapfen- oder Vorspannelement.
Die PCV-Ventilanordnung kann hier als fluidisch eingerichteter PCV-Ventildurchflussregler bezeichnet werden. Die Anordnung beinhaltet eine fluidische Geometrie, die zulässt, dass der Durchfluss von Verbrennungsgasen zwischen einem Einlass und einem Auslass zwischen zwei Betriebsarten strömt, (i) einem Hochdurchfluss- oder Radialmodus und (ii) einem Niedrigdurchfluss- oder tangentialen Modus, wie während des Betriebs des Motors vorgeschrieben wird. Die fluidisch eingerichtete PCV-Ventilanordnung ist darauf abgestimmt, bei Grobvakuen im Radialmodus betrieben zu werden, wobei sie aufgrund eines niedrigen Strömungswiderstands hohe Durchsätze erzeugt. Die PCV-Ventilanordnung ist darauf abgestimmt, bei steigendem Unterdruck (z.B. auf etwa 6 Zoll Hg) automatisch auf den tangentialen Modus umzuschalten, und der Gasströmungsrate in ihr geht zurück. Der jeweilige Unterdruckeinstellungssollwert zur Umschaltung kann auf verschiedene Unterdruckeinstellungssollwerte eingestellt werden und diese Offenbarung ist nicht auf den speziellen Sollwert beschränkt. Die Fähigkeit zum Umschalten von einem Modus auf einen anderen wird über einen Umleitungskanal angesteuert oder erfasst, der zwei Steueranschlüsse (einen ersten und einen zweiten) steuert. Es wurde festgestellt, dass der Umleitungskanal es ermöglicht, dass das geometrische fluidische Muster sowohl im Radialmodus (hoher Durchfluss) arbeitet als auch von selbst auf den tangentialen Modus (niedriger Durchfluss) umschaltet.
Die PCV-Ventilanordnung der vorliegenden Offenbarung sorgt für ein überragendes Leistungsniveau, wenn sie als Ersatz für das PCV-Ventil 6 aus dem Stand der Technik im PCV-System eines Motors verbaut wird (siehe 1A). Die PCV-Ventilanordnung nutzt eine fluidische Geometrie, die in einer ersten im Wesentlichen planaren Substratoberfläche definiert ist, wo die fluidische Geometrie einen PCV-Steuerkanal mit einem Einlassbereich definiert, die mit einem Kurbelgehäusegaseinlasshohlraum in fluidischer Kommunikation steht. Der PCV-Steuerkanaleinlassbereich kann mit einer Lenkungskammer und einem Umleitungshohlraum in fluidischer Kommunikation stehen, die jeweils mit einer im Wesentlichen kreisförmigen Wirbelkammer in fluidischer Kommunikation stehen, die in ihrer Mitte einen zur Verbindung mit einer PCV-Verbindungsleitung (z.B. 7 in 1A) eingerichteten Auslasshohlraum aufweist.
Die zwei Betriebsarten der fluidisch eingerichteten PCV-Ventildurchfluss-Regelvorrichtung, der radiale Modus (hoher Durchfluss) und der tangentiale Modus (niedriger Durchfluss), lassen zu, dass die Vorrichtung bei Grobvakuumniveaus im Radialmodus betrieben wird und bei höheren Unterdruckniveaus automatisch auf den tangentialen Modus umschaltet (wobei der Schwellenwert für die Modus-Umschaltung auf jeden Motor bzw. jede Anwendung abgestimmt werden kann). Der niedrige Durchfluss des tangentialen Modus kann etwa 50 % des Durchflusses des Radialmodus sein. Infolgedessen geht der Durchfluss bei höheren Unterdruckniveaus zurück und dieses Verhalten wird ohne bewegte Teile erzielt. Die obigen und noch weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden bei Betrachtung der folgenden ausführlichen Beschreibung einer konkreten Ausführungsform derselben ersichtlich, insbesondere in Zusammenschau mit den beigefügten Zeichnungen, wobei gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Figuren zum Bezeichnen gleicher Bauteile benutzt werden.
Figurenliste
Die Funktionsweise der vorliegenden Erfindung kann durch Bezugnahme auf die ausführliche Beschreibung in Verbindung mit den folgenden Darstellungen besser verstanden werden. Diese angehängten Zeichnungen bilden einen Teil dieser Patentbeschreibung und schriftliche Informationen in den Zeichnungen sind als Teil dieser Offenbarung zu behandeln. Desgleichen können die relative Positionierung und Beziehung der Bauteile, wie in diesen Zeichnungen gezeigt, sowie ihr(e) Funktion, Form, Abmessungen und Erscheinungsbild alle gewisse Aspekte der vorliegenden Offenbarung erkennen lassen, als ob sie hierin noch einmal vollständig niedergeschrieben wären. Die Zeichnungen zeigen in:

1A eine schematische Aufriss-Darstellung eines PCV-Systems gemäß dem Stand der Technik;
1B eine schematische Querschnittsansicht eines PCV-Systems aus dem Stand der Technik in einem Beschleunigungszustand, bei dem ein Motor seine Kurbelgehäuseverbrennungsgase über ein PCV-Ventil aus dem Stand der Technik an einen Einlasskrümmer zurückführt;
1C eine schematische Querschnittsansicht eines PCV-Systems aus dem Stand der Technik in einem Leerlaufzustand, bei dem ein Motor seine Kurbelgehäuseverbrennungsgase über ein PCV-Ventil aus dem Stand der Technik an einen Einlasskrümmer zurückführt;
1D eine schematische Querschnittsansicht eines PCV-Systems aus dem Stand der Technik in einem Fehlzündungszustand, bei dem ein Motor seine Kurbelgehäuseverbrennungsgase über ein PCV-Ventil gemäß dem Stand der Technik an einen Einlasskrümmer zurückführt;
2 eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform einer PCV-Ventilanordnung gemäß der vorliegenden Offenbarung;
3A eine Draufsicht einer Ausführungsform der PCV-Ventilanordnung gemäß der vorliegenden Offenbarung;
3B eine Draufsicht einer Ausführungsform der PCV-Ventilanordnung im Radialmodus gemäß der vorliegenden Offenbarung;
3C eine Draufsicht einer Ausführungsform der PCV-Ventilanordnung im Tangentialmodus gemäß der vorliegenden Offenbarung;
4 ein Schaubild, das Ergebnisse des Vergleichs der PCV-Ventilanordnung aus 2 mit einem herkömmlichen PCV-Ventil aus dem Stand der Technik mit bewegten Teilen veranschaulicht;
5 eine perspektivische Vorderansicht einer Ausgestaltung der PCV-Ventilanordnung gemäß der vorliegenden Offenbarung;
6 eine perspektivische Rückansicht der PCV-Ventilanordnung aus 5 gemäß der vorliegenden Offenbarung;
7 eine Seitenansicht der PCV-Ventilanordnung aus 5 gemäß der vorliegenden Offenbarung;
8 eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A der PCV-Ventilanordnung aus 6 gemäß der vorliegenden Offenbarung;
9 eine Rückansicht der PCV-Ventilanordnung aus 5 gemäß der vorliegenden Offenbarung;
11 eine Ansicht des ersten Endes der PCV-Ventilanordnung aus 5 gemäß der vorliegenden Offenbarung;
12 eine Ansicht des zweiten Endes der PCV-Ventilanordnung aus 5 gemäß der vorliegenden Offenbarung;
13 eine perspektivische Vorderansicht einer weiteren Ausführungsform der PCV-Ventilanordnung gemäß der vorliegenden Offenbarung;
14 eine perspektivische Rückansicht der PCV-Ventilanordnung aus 5 gemäß der vorliegenden Offenbarung;
15 eine Seitenansicht der PCV-Ventilanordnung aus 13 gemäß der vorliegenden Offenbarung;
16 eine Querschnittsansicht entlang der Linie B-B der PCV-Ventilanordnung aus 14 gemäß der vorliegenden Offenbarung;
17 eine erste Ansicht des ersten Endes der PCV-Ventilanordnung aus 13 gemäß der vorliegenden Offenbarung; und
17 eine Ansicht des zweiten Endes der PCV-Ventilanordnung aus 13 gemäß der vorliegenden Offenbarung.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Im Folgenden wird nun ausführlich Bezug genommen auf beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung, für die Beispiele in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht werden. Es sei angemerkt, dass andere Ausführungsformen genutzt werden können und strukturelle und funktionelle Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom jeweiligen Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Darüber hinaus können Merkmale der verschiedenen Ausführungsformen kombiniert oder geändert werden, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Die folgende Beschreibung wird eigentlich nur zur Veranschaulichung vorgelegt und darf die verschiedenen Alternativen und Modifikationen, die an den veranschaulichten Ausgestaltungen vorgenommen werden können und noch innerhalb von Geist und Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung sind, in keiner Weise beschränken.
Die Begriffe „Beispiel“ und „beispielhaft“, wie hierin verwendet, bedeuten einen Fall oder eine Veranschaulichung. Die Begriffe „Beispiel“ oder „beispielhaft“ bezeichnen keine(n) Schlüssel- oder bevorzugte(n) Aspekt oder Ausgestaltung. Es ist vorgesehen, dass der Begriff „oder“ einschließlich und nicht ausschließlich ist, sofern der Zusammenhang nicht das Gegenteil erkennen lässt. Zum Beispiel beinhaltet der Ausdruck „A setzt B oder C ein“ jede einschließliche Kombination (z.B. A setzt B ein; A setzt C ein; oder A setzt sowohl B als auch C ein). Etwas anderes: die Artikel „ein/eine“ sollen im Allgemeinen „ein oder mehr“ bedeuten, sofern der Zusammenhang das nicht widerlegt.
In den Figuren werden durchgehend gleiche Bezugszeichen verwendet. Daher sind in gewissen Ansichten nur ausgewählte Elemente angegeben, obwohl die Merkmale der Anordnung in allen der Figuren identisch sind. Desgleichen sind, während in diesen Figuren ein besonderer Aspekt der Erfindung veranschaulicht wird, auch andere Aspekte und Anordnungen möglich, wie unten noch erläutert wird.
Unter Bezugnahme auf die 2 bis 9 wird ist ein(e) PCV-Ventilanordnung oder - Durchflussregler 100 vorgesehen, der bzw. die eine fluidische Geometrie 110 enthält, die so definiert ist, dass sie Steueranschlüsse enthält, um bei zunehmender Unterdruckeingabe zuverlässig und präzise eine Ausgabe mit abfallender Strömungsratekurve zu erzeugen. Historisch wurde dieser Typ von Ausgabekurve nur mithilfe von auf Bedingungen ansprechende bewegte Teile (z.B. die in den 1B bis 1D veranschaulichte Zapfen-Feder-Anordnung) erzielt. Gemäß dem Aufbau und dem Verfahren der vorliegenden Erfindung wird eine hervorragende PCV-Leistung ohne bewegte Teile, die verschleißen oder ausfallen können, bereitgestellt.
Unter Bezugnahme auf 2 beinhaltet die PCV-Ventilanordnung 100, einen Einlass 120 und einen Auslass 130. Der Einlass 120 kann durch den Körper der PCV-Ventilanordnung 100, der in einer Oberfläche Konturen definieren kann, die in einem bestimmten Muster geformt sind, das zum Ermöglichen eines automatischen Betriebsartwechsels abgestimmt ist, wie noch beschrieben wird, mit dem Auslass 130 in Verbindung stehen. Die Konturengeometrie kann ein fluidisches Muster sein, um verschiedene Gas- oder Fluidströme in ihr zu ermöglichen.
Die Geometrie beinhaltet eine Einlasskammer 122, die einen ersten oder linksseitigen Strömungsweg oder -durchgang, der als tangentialer Kanal 124 bezeichnet wird, einen zweiten oder zentralen Strömungsweg oder -durchgang, der als Antriebsdüse 126 bezeichnet wird, und einen dritten oder rechten seitlichen Strömungsweg oder -durchgang, der als radialer Kanal 128 bezeichnet wird, definieren kann. Die Einlasskammer 122 kann neben dem Einlass 120 eine große Breite und im Verlauf zur Antriebsdüse 126 eine schmale Breite umfassen. Die Einlasskammer 122 kann die Form eines auf den Kopf gestellten Weinglases haben, wo sich der tangentiale Kanal 124 und der radiale Kanal 128 von einem knollenförmigen Teil der Einlasskammer 122 erstrecken. Die Antriebsdüse 126 kann mit einer Wechselwirkungskammer 160 in fluidischer Kommunikation stehen.
Der tangentiale Kanal 124 kann sich von der Einlasskammer 122 zu einer Lenkungskammer 140 erstrecken. Die Lenkungskammer 140 verzweigt sich von der Einlasskammer 122 her in einen ersten oder tangentialen Anschluss 142 und einen Umleitungskanal 150. Die Lenkungskammer kann eine allgemein nierenförmige Form haben und mit der Einlasskammer und einer Wirbelkammer 180 in fluidischer Kommunikation stehen.
Der radiale Kanal 128 kann sich zu einem zweiten oder radialen Anschluss 144 erstrecken. Der tangentiale Anschluss 142 und der radiale Anschluss 144 können sich zu einem bzw. in einen Hauptströmungsweg erstrecken und an einer von der Antriebsdüse 126 stromabseitigen Position innerhalb der fluidischen Geometrie wieder in ihn eingeführt werden. Dieser Schnittpunkt kann als ein Rücknahmebereich 152 bezeichnet werden, wobei der Teil der Wechselwirkungskammer 160 neben der Antriebsdüse 126 eine Breite hat, die größer als eine Breite der Antriebsdüse 126 ist. Der tangentiale Anschluss 142 und der radiale Anschluss 144 können sich auf gegenüberliegenden Seiten der Antriebsdüse 126 befinden und an gegenüberliegenden Seiten einer ersten Strömungswegachse 170 miteinander fluchten. Die erste Strömungswegachse 170 kann sich längs entlang der Einlasskammer 122 durch die Antriebsdüse 126 erstrecken und in die Wechselwirkungskammer 160 hinein erstrecken.
Die Wechselwirkungskammer kann 160 von einer tangentialen Wechselwirkungswand 162 und einer radialen Wechselwirkungswand 164 definiert werden. Die tangentiale Wechselwirkungswand 162 kann sich vom tangentialen Anschluss 142 erstrecken und eine gekrümmte Struktur haben, wobei die tangentiale Wechselwirkungswand 162 sich an einer relativ zum Rücknahmebereich 152 und zur ersten Strömungswegachse 170 divergierenden Winkelposition erstreckt, dann mit einem gekrümmten Übergang in Richtung auf die erste Strömungswegachse 170 konvergieren. Die radiale Wechselwirkungswand 164 kann sich an einer gegenüberliegenden Seite der ersten Strömungswegachse 170 entlang von der tangentialen Wechselwirkungswand 162 erstrecken. Die radialen Wechselwirkungswände 164 können sich vom radialen Anschluss 144 erstrecken und einen kurzen geraden Teil neben dem radialen Anschluss 144 enthalten und in einen divergierenden Winkelteil übergehen, der sich von der ersten Strömungswegachse 170 weg erstreckt und allgemein auf die zweite Strömungswegachse 172 ausgerichtet ist, wie in 3A erkennbar ist.
Der Umleitungskanal 150 kann sich von der Lenkungskammer 140 erstrecken und sich mit der Wechselwirkungskammer 160 neben der Wirbelkammer 180 schneiden. Der Umleitungskanal 150 kann eine spezielle Anordnung mit einer sich im Verlauf von der Lenkungskammer in Richtung auf die Wechselwirkungskammer 160 verschmälernden Innenabmessung beinhalten.
Die Wirbelkammer 180 kann eine allgemein kreisförmige Gestaltung haben und mit dem Auslass 130 in Verbindung stehen. Der Auslass 130 kann entlang eines zentralen Teils der Wirbelkammer 180 positioniert sein und entlang der zweiten Strömungswegachse 172 fluchten. Die Wirbelkammer 180 kann von einer Außenwand 182 definiert werden, die sich von einem Ende der radialen Wechselwirkungswand 164 der Wechselwirkungskammer 160 zu einem Ende einer Umleitungskanalwand 154 erstreckt. Der Auslass 130 kann zum Anschluss an eine PCV-Verbindungsrohr (nicht gezeigt) eingerichtet sein.
Der Auslass 130 kann vom Einlass 120 versetzt sein, damit sich die zweite Strömungswegachse 172 winklig von der ersten Strömungswegachse erstrecken kann, um zu ermöglichen, dass die fluidische Geometrie der PCV-Ventilanordnung auf eine besondere Art und Weise abgestimmt ist, um während des Betriebs automatisch aus verschiedenen Betriebsarten umzuschalten, wie unten noch beschrieben wird. Die beschriebene Gestaltung ermöglicht zwei Betriebsarten, (a) Hochdurchfluss-/Radialmodus (3B) und (b) Niedrigdurchfluss-/Tangentialmodus (3C), wie während des Betriebs des Motors vorgeschrieben.
Bei Grobvakuen kann die PCV-Ventilanordnung 100 darauf abgestimmt sein, im Radialmodus betrieben zu werden, der hohe Durchflussraten erzeugt (aufgrund eines niedrigen Strömungswiderstands). In diesem Modus tritt Fluid oder Gas in den Einlass 120 ein und durchströmt die Einlasskammer 122 in Richtung auf den tangentialen Kanal 124, die Antriebsdüse 126 und den radialen Kanal 128. Der Fluid/Gasstrom kann sich aufgrund der Wechselwirkung des Drucks und der Geometrie des fluidischen Musters, wobei ein Hauptstrom 200, ein Sekundärstrom 210 und ein Tertiärstrom 220 erzeugt werden können, auf eine besondere Weise verhalten. Der Hauptstrom 200 durchströmt allgemein die Antriebsdüse 126 und richtet sich entlang der radialen Wechselwirkungswand 164 innerhalb der Wechselwirkungskammer 160 aus. Der Hauptstrom 200 kann sich beim Strömen durch die Wechselrichtungskammer 160 und Eintreten in die Wirbelkammer 180 allgemein entlang der zweiten Strömungswegachse 172 (2) ausrichten. Der Hauptstrom 200 kann sich innerhalb der Wirbelkammer 180 erstrecken und in Richtung auf die gegenüberliegende Seite der Außenwand 182 strömen und dann im Uhrzeigersinn zirkulieren, wie in 3B gezeigt. Der Sekundärstrom 210 kann sich durch Durchqueren der Lenkungskammer 140 und Eintreten durch den tangentialen Anschluss 142 neben der Antriebsdüse 126 in die Wechselwirkungskammer 160 entwickeln. Der Sekundärstrom 210 kann innerhalb der Wechselwirkungskammer 160 neben dem Hauptstrom 200 in einer Form allgemein entgegen dem Uhrzeigersinn strömen. Der Tertiärstrom 230 kann sich durch Durchqueren der Lenkungskammer 140 und des Umleitungskanals 150 und Eintreten in die Wirbelkammer 180 entwickeln. Der Tertiärstrom 220 kann die Wirbelkammer 180 neben dem Hauptstrom 200 durchqueren und entgegen dem Uhrzeigersinn strömen.
Bei zunehmendem Unterdruck (z.B. auf etwa 6 Zoll Hg) kann die PCV-Ventilanordnung automatisch auf den tangentialen Modus umschalten und die Strömungsrate geht zurück. In diesem Modus kann sich der Fluid/Gasstrom aufgrund der Wechselwirkung von Druck und Geometrie des fluidischen Musters auf eine besondere Weise verhalten, wobei ein Hauptstrom 200' und ein Sekundärstrom 210' erzeugt werden können. Der Hauptstrom 200' durchströmt allgemein die Antriebsdüse 126 und richtet sich an der tangentialen Wechselwirkungswand 162 innerhalb der Wechselwirkungskammer 160 entlang aus. Der Hauptstrom 200' kann durch die Wechselwirkungskammer 160 strömen und entlang der Außenwand 182 ausgerichtet in die Wirbelkammer 180 eintreten. Der Hauptstrom 200 kann auch einen den Umleitungskanal 150 Durchströmenden Fluid/Gasstrom beinhalten, der beim Eintreten in die Wirbelkammer 180 im Hauptstrom 200' mitgerissen wird. Der Hauptstrom 200' strömt innerhalb der Wirbelkammer 180 allgemein entgegen dem Uhrzeigersinn, wie durch 3C veranschaulicht. Der Sekundärstrom 210' kann sich durch Durchströmen der Einlasskammer 122 und des radialen Kanals 128 und Eintreten durch den radialen Anschluss 144 und die Antriebsdüse 126 in die Wechselwirkungskammer 160 entwickeln. Der Sekundärstrom 210' kann innerhalb der Wechselwirkungskammer 160 allgemein im Uhrzeigersinn neben dem Hauptstrom 200' und allgemein entlang der radialen Wechselwirkungswand 164 strömen.
Die Notwendigkeit, von einem Modus auf einen anderen umzuschalten, wird über den Umleitungskanal 150 aktiviert oder erfasst, der den Durchfluss durch den tangentialen Anschluss 142 regeln kann, während er relativ zum Durchfluss durch den radialen Anschluss 144 variiert werden kann. Der Durchfluss durch den radialen Anschluss 144 kann relativ konstant bleiben, während der Durchfluss durch den tangentialen Anschluss 142 schwanken kann, was zum Umschalten zwischen den beschriebenen Modi führen kann.
Während des Anlassens sollte der Fluid- oder Gasstrom im radialen Kanal geringer sein als der Fluid- oder Gasstrom im tangentialen Kanal, um sicherzustellen, dass die Anordnung während des Betriebs in der Lage ist, automatisch zwischen radialem und tangentialem Modus umzuschalten. Während des Betriebs sollte der Fluid- oder Gasstrom durch den Umleitungskanal allgemein geringer als der Fluid- oder Gasstrom durch die Wechselwirkungskammer sein, um sicherzustellen, dass die Anordnung in der Lage sein kann, während des Betriebs automatisch zwischen radialem Modus und tangentialem Modus umzuschalten.
Die PCV-Ventilanordnung 100 kann für ein überragendes Leistungsniveau sorgen, wenn sie im PCV-System eines Motors verbaut wird (z.B. als Ersatz für das PCV-Ventil 6 aus dem Stand der Technik, um ein gegenüber dem System aus 1A verbessertes PCV-System bereitzustellen). Die PCV-Ventilanordnung nutzt eine fluidische Geometrie 110, die in einer ersten im Wesentlichen ebenen Substratoberfläche definiert ist, wo die fluidische Geometrie eine Einlasskammer definiert, die mit einem Kurbelgehäusegaseinlasshohlraum in fluidischer Kommunikation steht. Die Einlasskammer kann mit einem Auslasshohlraum in fluidischer Kommunikation stehen, der einen zur Verbindung mit einer PCV-Verbindungsrohr (z.B. 7) eingerichteten Auslasshohlraum aufweist.
Die Vorrichtung kann bei Grobvakuumniveau im Radialmodus betrieben werden und bei höheren Unterdruckniveaus automatisch in den tangentialen Modus umschalten. Der Schwellenwert für die Modus-Umschaltung kann auf jeden Motor bzw. jede Anwendung abgestimmt werden. Desgleichen kann die Anordnung bei höheren Unterdruckniveaus im tangentialen Modus betrieben werden und kann bei Grobvakuumniveau automatisch auf den Radialmodus umschalten. In einer Ausgestaltung kann die Strömungsrate im tangentialen Modus etwa 50 % der Strömungsrate im Radialmodus sein (siehe z.B. die Leistungsdaten im Schaubild aus 4). Im Ergebnis fällt die Strömungsrate bei vom Ansaugkrümmer gemessenen höheren Unterdruckniveaus ab, und diese Leistung wird ohne bewegte Teile, wie etwa ein Vorspannelement oder einen Zapfen, erzielt.
Die 5 bis 12 sind bereitgestellt, um die verschiedenen Seiten eines Körpers zu veranschaulichen der die in diesem ausgebildete fluidische Geometrie der PCV-Ventilanordnung beinhaltet. Es sei angemerkt, dass an dem Körper der PCV-Ventilanordnung eine Kappe oder Oberfläche (nicht gezeigt) angebracht sein kann, um mit der am Körper gebildeten fluidischen Geometrie eine Fluidpassage herzustellen und um die Einlass- und Auslassverbindungen innerhalb eines Systems (d.h. wie etwa dem System eines Verbrennungsmotors) zu definieren. Außerhalb der fluidischen Geometrie 110 positionierte Durchbrüche können zum Anbringen der Kappe oder separaten Oberfläche (nicht gezeigt) an der PCV-Ventilanordnung verwendet werden. 8 veranschaulicht einen Querschnitt durch eine Linie A-A aus 6 und zeigt, dass der Auslass eine Strömung in einer Richtung durch eine Rückseite des Körpers zulassen kann. Es sei angemerkt, dass dies eine allgemein versetzte und parallele Verbindung zwischen einem am Einlass 120 angebrachten Einlasshohlraum und einem am Auslass 130 angebrachten Auslasshohlraum zulässt.
Die 13 bis 18 sind bereitgestellt, um die verschiedenen Seiten einer weiteren Ausführungsform der PCV-Ventilanordnung 300 zu veranschaulichen. Bei dieser Ausführungsform beinhaltet der Körper die darin ausgebildete fluidische Geometrie. Außerdem erstreckt sich ein Auslass 130' von der Wirbelkammer 180 und tritt an einem Endteil des Körpers aus, wie in 16 zu sehen ist. 16 veranschaulicht eine Querschnittansicht durch Linie B-B aus 14 und zeigt, dass der Auslass einen Durchfluss in einer Richtung durch einen Endteil des Körpers zulassen kann. Beachtenswert ist, dass dies eine allgemein versetzte und lotrechte Verbindung zwischen einem an dem Einlass 120 angebrachten Einlassholraum und einem an dem Auslass 130' angebrachten Auslasshohlraum ermöglicht. In Bezug auf die Gestaltung der PCV-Ventilanordnung 100, 300 kann es aber verschiedene andere Anordnungen geben und diese Offenbarung ist nicht beschränkt.
In einer Ausführungsform kann die Länge des Körpers der PCV-Ventilanordnung 100, 300 etwa 65 mm lang sein und zulassen, dass eine maximale Fluid- oder Gasströmungsrate in ihr etwa 42 l/min bei 21 kPa (Unterdruck) beträgt. In einer Ausgestaltung kann der Auslass 130, 130' einen Durchmesser von etwa 1,5 mm haben.
Die Ausgestaltungen der vorliegenden Offenbarung werden zwar in den Begleitzeichnungen veranschaulicht und in der vorangehenden ausführlichen Patentbeschreibung beschrieben, es sei jedoch angemerkt, dass die vorliegende Offenbarung nicht nur auf die offenbarten Ausgestaltungen beschränkt ist, sondern dass für die hierin beschriebene vorliegende Offenbarung zahlreiche Neuanordnungen, Modifikationen und Ersetzungen möglich sind, ohne vom Umfang der nachfolgenden Ansprüche abzuweichen. Es ist vorgesehen, dass die folgenden Ansprüche alle Modifikationen und Änderungen beinhalten, sofern sie in den Umfang der Ansprüche oder deren Äquivalenten kommen.
Dementsprechend ist vorgesehen, dass die vorliegende Schrift alle derartigen Änderungen, Modifikationen und Variationen umfasst, die in den Sinn und Umfang der angehängten Ansprüche fallen. Des Weiteren ist vorgesehen, dass der Begriff „beinhaltet“ in dem in entweder der ausführlichen Patentbeschreibung oder den Ansprüchen gebrauchten Maße ähnlich wie der Begriff „aufweisend“ inklusiv ist, wie „aufweisend“ bei Verwendung als Übergangswort in einem Anspruch ausgelegt wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 5027784 [0009]

Claims

PCV-Ventilanordnung, aufweisend: einen Körper, der einen Fluiddurchgang definiert, aufweisend: einen Einlass, der mit einer Einlasskammer, die einen ersten Anschluss, eine Antriebsdüse und einen zweiten Anschluss enthält, in Verbindung steht; eine von der Antriebsdüse stromabseitige Wechselwirkungskammer; wobei die Wechselwirkungskammer eine radiale Wechselwirkungswand und eine der radialen Wechselwirkungswand gegenüberliegende tangentiale Wechselwirkungswand aufweist; einen Umleitungskanal, der mit der Einlasskammer und der Wechselwirkungskammer in Verbindung steht; eine Wirbelkammer, die mit der Wechselwirkungskammer und einem Auslass in Verbindung steht; wobei die Anordnung auf Grundlage eines Fluid- oder Gasdurchflusses durch den Fluiddurchgang zum automatischen Umschalten zwischen einem Niedrigdurchflussmodus und einem Hochdurchflussmodus eingerichtet ist.
PCV-Ventilanordnung nach Anspruch 1, wobei im Hochdurchflussmodus Fluid oder Gas in den Einlass eintritt und die Einlasskammer in Richtung auf die Wechselwirkungskammer und den Umleitungskanal in Richtung auf die Wirbelkammer durchströmt, so dass das Fluid oder Gas einen Hauptstrom, einen Sekundärstrom und einen Tertiärstrom entstehen lässt.
PCV-Ventilanordnung nach Anspruch 2, wobei dieser Hauptstrom die Antriebsdüse durchströmt und sich entlang einer radialen Wechselwirkungswand innerhalb der Wechselwirkungskammer ausrichtet.
PCV-Ventilanordnung nach Anspruch 3, wobei dieser Hauptstrom in die Wirbelkammer eintritt und in einer ersten Richtung innerhalb der Wirbelkammer strömt, der Sekundärstrom eine Lenkungskammer durchströmt und in die Wechselwirkungskammer eintritt und innerhalb der Wechselwirkungskammer in einer zweiten Richtung, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist, und neben dem Hauptstrom strömt, der Tertiärstrom die Lenkungskammer und den Umleitungskanal durchströmt und in die Wirbelkammer eintritt und innerhalb der Wirbelkammer in einer zweiten Richtung, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist, und neben dem Hauptstrom strömt.
PCV-Ventilanordnung nach Anspruch 2, wobei sich dieser Hauptstrom beim Durchströmen der Einlasskammer an der ersten Strömungswegachse entlang ausrichtet und sich beim Durchströmen der Wechselwirkungskammer entlang einer zweiten Strömungswegachse ausrichtet und in die Wirbelkammer eintritt, wobei sich die zweite Strömungswegachse winklig von der ersten Strömungswegachse erstreckt.
PCV-Ventilanordnung nach Anspruch 1, wobei die Anordnung abgestimmt werden kann, um auf Grundlage von Unterdruck am Einlass automatisch zwischen dem Niedrigdurchflussmodus und dem Hochdurchflussmodus umzuschalten.
PCV-Ventilanordnung nach Anspruch 1, wobei im Niedrigdurchflussmodus Fluid oder Gas in den Einlass eintritt und die Einlasskammer in Richtung auf die Wechselwirkungskammer und den Umleitungskanal in Richtung auf die Wirbelkammer durchströmt, so dass das Fluid oder Gas einen Hauptstrom und einen Sekundärstrom entstehen lässt.
PCV-Ventilanordnung nach Anspruch 7, wobei der Hauptstrom die Antriebsdüse durchströmt und sich entlang der tangentialen Wechselwirkungswand innerhalb der Wechselwirkungskammer ausrichtet.
PCV-Ventilanordnung nach Anspruch 8, wobei der Hauptstrom in die Wirbelkammer eintritt und in einer zweiten Richtung zirkuliert, der Sekundärstrom in die Wechselwirkungskammer eintritt und innerhalb der Wechselwirkungskammer in einer ersten Richtung neben dem Hauptstrom strömt.
PCV-Ventilanordnung nach Anspruch 8, wobei der Hauptstrom entlang einer Außenwand der Wirbelkammer ausgerichtet in die Wirbelkammer eintritt.
PCV-Ventilanordnung nach Anspruch 10, wobei der Hauptstrom auch einen den Umleitungskanal durchströmenden Fluid- oder Gasstrom enthält, der bei seinem Eintritt in die Wirbelkammer im Hauptstrom mitgerissen wird.
PCV-Ventilanordnung nach Anspruch 9, wobei der Sekundärstrom innerhalb der Wechselwirkungskammer entlang der radialen Wechselwirkungswand durchströmt.
PCV-Ventilanordnung nach Anspruch 1, wobei automatisches Umschalten zwischen dem Hochdurchflussmodus und dem Niedrigdurchflussmodus durch den Umleitungskanal ermöglicht wird, der die Strömung zwischen dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss variiert.
Fluidisch eingerichteter PCV-Ventildurchflussregler, aufweisend: (a) eine Einlasskammer, die einen Einlasshohlraum aufweist und einen ersten oder linken Strömungsweg, einen zweiten oder mittleren Strömungsweg und einen dritten oder rechten Strömungsweg definiert; (b) eine Wechselwirkungskammer, die eine radiale Wechselwirkungswand und eine tangentiale Wechselwirkungswand, die der radialen Wechselwirkungswand gegenüberliegt, aufweist; (c) eine Wirbelkammer, die einen Auslasshohlraum aufweist, der zum Verbinden mit einem PCV-Verbindungsschlauch eingerichtet ist; (d) eine Lenkungskammer, die eine erste oder linke gekrümmte Seitenwand gegenüberliegend einer zweiten oder rechten geraden Seitenwand aufweist, wobei die Lenkungskammer mit dem mittleren Strömungsweg und der Wechselwirkungskammer in fluidischer Kommunikation steht, (e) einen Umleitungskanal, der mit dem ersten Strömungsweg und der Wirbelkammer in fluidischer Kommunikation steht; wobei der Regler auf Grundlage von Unterdruck an der Einlasskammer automatisch zwischen einem Niedrigdurchflussmodus und einem Hochdurchflussmodus umschaltet.
Fluidisch eingerichteter PCV-Ventildurchflussregler nach Anspruch 14, wobei im Hochdurchflussmodus Fluid oder Gas in den Einlass eintritt und die Einlasskammer in Richtung auf die Wechselwirkungskammer und den Umleitungskanal in Richtung auf die Wirbelkammer durchströmt, so dass das Fluid oder Gas einen Hauptstrom, einen Sekundärstrom und einen Tertiärstrom entstehen lässt.
Fluidisch eingerichteter PCV-Ventildurchflussregler nach Anspruch 15, wobei der Hauptstrom in die Wirbelkammer eintritt und in einer ersten Richtung innerhalb der Wirbelkammer strömt, der Sekundärstrom die Lenkungskammer durchströmt und in die Wechselwirkungskammer eintritt und innerhalb der Wechselwirkungskammer in einer zweiten Richtung, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist, und neben dem Hauptstrom strömt, der Tertiärstrom die Lenkungskammer und den Umleitungskanal durchströmt und in die Wirbelkammer eintritt und innerhalb der Wirbelkammer in einer zweiten Richtung, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist, und neben dem Hauptstrom strömt.
Fluidisch eingerichteter PCV-Ventildurchflussregler nach Anspruch 14, wobei im Niedrigdurchflussmodus Fluid oder Gas in den Einlass eintritt und die Einlasskammer in Richtung auf die Wechselwirkungskammer und den Umleitungskanal in Richtung auf die Wirbelkammer durchströmt, so dass das Fluid oder Gas einen Hauptstrom und einen Sekundärstrom entstehen lässt.
Fluidisch eingerichteter PCV-Ventildurchflussregler nach Anspruch 17, wobei der Hauptstrom die Antriebsdüse durchströmt und sich entlang der tangentialen Wechselwirkungswand innerhalb der Wechselwirkungskammer ausrichtet, wobei der Hauptstrom in die Wirbelkammer eintritt und in einer zweiten Richtung zirkuliert, der Sekundärstrom in die Wechselwirkungskammer eintritt und innerhalb der Wechselwirkungskammer in einer ersten Richtung neben dem Hauptstrom strömt und der Hauptstrom in die Wirbelkammer ausgerichtet entlang einer Außenwand der Wirbelkammer eintritt.
Verfahren zum Bereitstellen einer verbesserten PCV-Leistung in einem System, umfassend die Schritte: (a) Bereitstellen einer PCV-Ventilanordnung mit einem Einlass, der zur Verbindung mit einem Kurbelgehäuseinnenvolumen eines Motors eingerichtet ist, und einem Auslass, der zur Verbindung mit einer PCV-Verbindungs-/Unterdruckleitung eingerichtet ist; (b) in dieser PCV-Ventilanordnung, Bereitstellen einer Einlasskammer, eines ersten Anschlusses, einer Antriebsdüse, eines zweiten Anschlusses, einer Lenkungskammer, eines Umleitungskanals, einer Wechselwirkungskammer und einer Wirbelkammer; und (c) Einleiten eines Fluid- oder Gasdurchflusses in den Einlass zum Durchströmen der PCV-Ventilanordnung zu dem Auslass.
Verfahren nach Anspruch 19, ferner umfassend: Modifizieren eines Unterdruckniveaus am Einlass; und Umschalten der Eigenschaften der Fluid- oder Gasströmung zwischen einem Hochdurchflussmodus und einem Niedrigdurchflussmodus.