DE1896315U

DE1896315U - Kurbelgehaeuseentlueftung.

Info

Publication number: DE1896315U
Application number: DEJ10533U
Authority: DE
Original assignee: International Harverster Corp
Current assignee: Navistar Inc
Priority date: 1961-05-25
Filing date: 1962-05-08
Publication date: 1964-07-09

Description

International Harvester Company

180 North Michigan Avenue, Chicago, 111. (Y.St,A.)

Kurbelgehäuseentlüftung

Die Neuerung betrifft Eurbelhauseentluftungen für Verbrennungsmotoren und erstreckt sich besonders auf eine neuartige und verbesserte Regeleinrichtung zur Beeinflussung der Spülluftmenge in Abhängigkeit von der Verbrennungsgas-Durchblasemenge im Kurbelgehäuse und dem im Ansaugröhrenwerk des Motors herrschenden Druck.

Es ist bekannt, daß das Schmieröl verdünnt wird, wenn Verbrennung^ gas oder eine dampfförmige Flüssigkeit, die Wasser und unverbrannten Kraftstoff enthält, bei der Arbeit des Motors durch Kolbenundichtheit in das das Schmieröl enthaltende Kurbelgehäuse gelangen und nicht fortwährend entfernt werden. Um diesen unerwünschten Zustand zu verhüten, werden die Motoren mit Entlüftungen ausgerüstet, die fortwährend Luft durch das Kurbelgehäuse schicken, um die Ölver türreinigung zu verhindern. Im allgemeinen wird der Luftstrom dadurch hervorgerufen, daß eine Verbindung zwischen dem Innern des Kurbelgehäuses und einer Vakuum- oder Ühterdruckquelle hergestellt wird. Meist wird der Sog benutzt, der am Ansaugröhrenwerk oder am Lufteintritt des Vergasers besteht, um die Gase, die sonst das Öl verunreinigen wurden, aus dem Kurbelgehäuse abzusaugen.

Bei solchen Kurbelgehäuse-Entlüftungen muß die Luft, die in das Kurbelgehäuse eintritt, gefiltert und nahezu frei von Staubteilchen und anderen Verunreinigungen sein, da sie letztenendes in die Brennkammer des Motors gelangt. Aus diesem Grunde ist bei den meisten Kurbelgehäuse-Entlüftungen eine sogenannte Sntlüfterkappe vorgesehen, durch die die eintretende Luft gefiltert wird. Zweifellos ist die Durchblasemenge des Verbrennungsgases, das in das Innere des Kurbelgehäuses gelangt, abhängig von der Stellung der Drosselklappe und der Motorbelastung. Bisher war unter gewissen Arbeitsbedingungen des Motors der Grad des Vakuums im Ansaugröhrenwerk unzulänglich, um das Kurbelgehäuse wirksam zu entlüften. Die Folge war, daß die Gase das Bestreben hatten, zur Entlüfterkappe zurückzuströmen, sich zu verflüssigen und an den Außenseiten des Kurbelgehäuses und anderer Motorteile in der Umgebung der Entlüfterkappe niederzuschlagen.

ährend einerseits eine ausreichende Luftzirkulation.erwünscht ist, um das Zurückströmen zu verhindern, ist es andererseits wichtig, daß die Luftzirkulation nicht so stark ist, daß sie die Verbrennung des Motors dadurch ungünstig beeinflußt, daß sie das Brennstoff-Luft-Gemisch verdünnt, das vom Ansaugröhrenwerk her in die Zylinder gelangt»

Der !Teuerung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile und Mängel der bekannten Kurbelgehäuse-Entlüftungen zu beseitigen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird zu diesem Zweck in die "Verbindungs leitung zwischen der Kammer des Kurbelgehäuses und dem Ansaugröhrenwerk des Motors ein Ventil eingeschaltet, das auf den Druckunterschied zwischen diesen beiden Räumen anspricht und zur Regulierung des Spülluftdurehsatzes bestimmt ist, so daß also das Kurbelgehäuse unter allen Arbeitsbedingungen des Motors gleichmäßig belüftet wird.

Ia zweckmäßiger Ausgestaltung besitzt das Ventil eine Ventilkammer mit einer Einlaß- und einer Auslaßbohrung und einem in der Kammer angeordneten Schieber mit einem Abschnitt, der Öffnungen aufweist, die die Kammer mit der Auslaßbonrung -verbinden, und der je nach Schieberstellung in die Kammer oder in die. Auslaßbonrung hineinragt.

Ein weiteres wesentliches Merkmal der Neuerung ist es, daß die Ventilkammer-an der Binlaßseite einen ringförmigen Ventilsitz, aufweist, auf dem das eine, kreisscheibenförmige Ende des Schiebers, aufliegt, und an ihrem anderen Ende in die Auslaß-, bohrung übergeht, die bei Veränderung der Schieberstellüng die Öffnungen im Schieber nacheinander verdeckt, so daß auf diese. Weise der Durchströmquerschnitt verändert wird.

Vorteilhaft wird in der Ventilkammer eine Feder, beispielsweise, eine Kegelfeder, angeordnet, die den. Schieber aus der. Auslaß-„bohrung herauszieht und gegen den Ventilsitz drückt.

Wertere Einzelheiten der Ueuerung sind aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels zu entnehmen:. . ;

\Fig. 1 ist eine senkrechter Schnitt durch das Ventil gemäß der !Teuerung in Schließstellung;

!■ig. 2 ist ein Schnitt ähnlich Fig. 1 und zeigt das Ventil in geöffneter Stellung bei voll geöffneter Vergaserdrossel;

Fig. 3 "ist ein Schnitt ähnlich Fig. 1 und zeigt das Ventil in geöffneter Stellung bei Leerlaufstellung des Vergasers;

Fig. 4· zeigt ein Diagramm, in dem in-unterbrochener Linie die Durchblas einenge des Motors und in Vollinie der Durchfluß . duriSh das Entlüftungsventil über dem Vakuum des Ansaug-röhrenwerks aufgetragen sind;

Fig. 5 ist ein Schnitt durch eine abgewandelte Ausführung des

Ventilschiebers; . ■

Pig. 6 ist ein Schnitt entlang der Linie 6-6 in fig. 5·

Das Ventil 10 "besitzt einen Ventilkörper, der aus einer im allgemeinen zylindrischen Kunststoffhülse 11 und zwei Endstücken 12 und 16 besteht. Das Endstück 12 besitzt einen sich axial erstreckenden Abschnitt von geringerem Durchmesser mit einer Gewindebohrung 13 an einem Ende, während das andere Ende einen ringförmigen Flansch 14 trägt, der die Kunststoffhülse 11 von einer Seite begrenzt. Eine Bohrung 15 erstreckt sich von der Gewindebohrung 13 aus durch das gesamte Endstück 12. Das andere Endstück 16 weist ebenfalls eine Gewindebohrung

17 und einen ringförmigen Flansch 18 auf, der die Kunststoffhülse 11 von der anderen Seite begrenzt. Beide Flansche 14 und

18 besitzen eine Anzahl von Bohrungen, durch die Gewindebolzen

19 hindurchgesteckt werden. Auf die Gewindebolzen werden Muttern

20 geschraubt, um die Flansche 14 und 18 gegen die Enden der Kunststoffhülse 11 zu pressen, und dadurch eine luftdichte Verbindung zu erhalten. Die Innenfläche der Hülse 11 und die Flansche 14 und 18 bilden dann eine Kammer 21. Zum Anschluß an einen nicht gezeigten Verbrennungsmotor wird die Gewindebohrung 13 über eine Leitung mit dem Ansaugröhrenwerk des Motors und die Gewindebohrung 17 über eine Leitung mit dem Innern des Kurbelgehäuses verbunden. Wie bei den bekannten Ausführungen steht das Innere des Kurbelgehäuses mit luft unter atmosphärischem Druck in Verbindung, und zwar entweder über eine Entlüfterkappe, die Filtermaterial enthält, oder über eine Leitung, die zwischen dem Ansaugluftfilter und dem Vergaser angeschlossen ist.

In der Kammer 21 ist ein als Axialschieber ausgebildetes Ventil- element 22 angeordnet, welches aus einem rohrförmigen Abschnitt 23 besteht, dessen eines Ende durch eine Kreisscheibe 24 verschlossen ist. Die Außenseite 25 jäes rohrförmigen Abschnitts ist im Innern 26 der Bohrung 15 etwa luftdicht gleitend geführt. Von der Kreisscheibe 24 ragt eine Anzahl von Fingern 27 sternförmig nach außen, deren Enden bis nahe an die Innenfläche der

Hülse 11 reichen und das Ventilelement während seiner Axialbewegung in der Kammer 21 führen. Die ebene Außenfläche 28 der Kreisscheibe 24- liegt auf einer etwas erhöhten Ringschulter des Flansches 18 auf und schließt die Bohrung. 17 gegen die Kammer 21 ab (Fig. 1), um den Spülluftstrom vom Kurbelgehäuse zu der Kammer 21 zu steuern. Auf dem Axialschieber 22 ist eine Kegelfeder 30 angeordnet, deren eines Ende an der Innenseite des Flansches 14- anliegt und die die Kreisscheibe 24· gegen die Ringsohulter 29 andrückt. In dieser geschlossenen Stellung (Fig. 1) befindet sich das Ende 31 des rohrförmigen Abschnitts 23 noch in der Bohrung 15·

Der Innenraum des rohrförmigen Abschnitts 23 und die Bohrung bilden eine Kammer 32, deren eines Ende über die Gewindebohrung -13 dauernd mit dem Ansaugröhrenwerk des Motors in Verbindung steht, während sich das andere Ende der Kammer 32 in der Kammer 21 befindet, die durch die Kreisscheibe 24 begrenzt wird« Der , röhrenförmige Abschnitt 23 weist in der Hahe seines Endes 31 eine Anzahl von relativ großen auf dem Rohrumfang verteilten Bohrungen 33 auf. IFenn sich das Ventil in seiner geschlossenen Stellung (Fig. 1) befindet, liegen die Bohrungen 33 völlig frei und stellen die größtmögliche Verbindung zxvischen den Kammern 21 und 32 dar. Wenn Jedoch der Schieber 22 gegen die Uirkung der Feder 30 aus seiner geschlossenen Stellung axial verschoben wird, werden die Bohrungen 33 allmählich verdeckt und begrenzen auf diese Weise den Luftstrom zwischen den Kammern 21 und 32 durch die Bohrungen 33·

In dem rohrförmigen Abschnitt 23 sind drei zusätzliche Bohrungen 34-, 35 und 36 vorgesehen, die von den Bohrungen 33 und untereinander jeweils einen gewissen Abstand besitzen und einen geringeren Durchmesser als die Bohrungen 33 aufweisen. Wenn sich der Schieber 22 in axialer Richtung aus seiner geschlossenen Stellung bewegt, werden die Bohrungen 33 allmählich vollständig ver-

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deckt, worauf sich der Luftstrom, zwischen den Kammern 21 und 32 nur noch durch die Bohrungen 34-, 35 und 36 bewegen kann. Bewegt sich der Schieber 22 nun weiter, so werden auch die Bohrungen und 35 nacheinander verdeckt. Wenn nun das Ende des rohrförmigen Abschnitts 23 an der Ringschulter 37 der Bohrung 15 zur Anlage kommt und dadurch eine weitere Axialverschiebung des Schiebers 22 verhindert wird', kann die Spülluft nur noch durch die kleine Bohrung 36 von der Kammer 21 in die Kammer 32 strömen. Diese Begrenzung des Spülluftstromes geschieht aber nicht willkürlich, sondern sie wird gesteuert. , :

Wie schon vorher festgestellt, ist das Vakuum im Ansaugröhrenwerk am größten und die Durchblasemenge des Motors am kleinsten, wenn der Motor im Leerlauf oder in anderen niederen Drehzahlen läuft, während die Verhältnisse in der Mhe der Höchstdrehzahl gerade umgekehrt sind. Die Spülluft- und die Burchblasemenge, die sich zwischen dem Kurbelgehäuse und dem Ansaugröhrenwerk bewegt, ist also abhängig von dem Druckunterschied zwischen dem Kurbelgehäuse und dem Ansaugröhrenwerk und von dem kleinsten Querschnitt der Yerbindungsleitung zv/ischen dem Kurbelgehäuse und dem Ansaugröhrenwerk. In einem leistungsfähigen Kurbeigehäuse-Entlüftungs-System muß also für eine gegebene Durchblasemenge der Leitungsquersohnitt ständig in Abhängigkeit von der Größe des Vakuums reguliert werden, so daß die durchgeblasenen Gase vollständig aus dem Kurbelgehäuse entfernt werden, ohne daß durch eine Verdünnung des Kraftstoff-Luft-Gemisches die Wirkung des Vergasers beeinflußt wird. Das oben beschriebene Ventil 10 regelt automatisch und fortwährend den Querschnitt der Verbindungsleitung zwischen dem Kurbelgehäuse und dem Ans augr Öhrenwerk in Abhängigkeit vom Druck im Ansaugröhrenwerk und zwar so, daß die durchgeh blasexien Gase aus dem Kurbelgehäuse entfernt werden und nicht mehr zum Entlüftungsrohr zurückströmen können und daß sie auf folgende Weise das in die Zylinder eintretende Kraftstoff-Luft-Gemisch nicht verdünnen. Wenn der Motor nicht läuft, ist der Druck im Ansaugröhrenwerk gleich dem im Kurbelgehäuse, und in-

folgedessen wird der Schieber 22 .durch die Feder 30 gegen .die Ringschulter 29 gedrückt und auf diese Weise ein Luftstrom, zwischen dem Kurbelgehäuse und dem Ansaugröhrenwerk verhindert (Fig. 1). Da das Ventil 10 geschlossen ist, geht das zum schnellen und leichten Starten des Motors nötige Vakuum im Ansaugröhrenwerk nicht verloren. Wenn der Motor angelassen . wurde und mit niederer Leerlaufdrehzahl arbeitet, herrscht¹ im Insaugröhrenwerk das größte Vakuum, und demzufolge wird der rohrförmige Abschnitt 23 des.Ventils in die Bohrung ein~ gezogen, bis das Ende 3Ί an der Ringschulter 37 anliegt. (Fig.3). In dieser Stellung liegt nur noch die Bohrung 36 frei, um einen Luftaustausch zwischen, den;Kammern 21 und 32 zu ermöglichen,.

Die Durchblasemenge des Motors ist bei Leerlauf am geringsten und steigt mit zunehmender Drehzahl. Diese Abhängigkeit ist in Pig. 4 dargestellt, und zwar zeigt die unterbrochene Kurven-Linie die Durchblasmenge;eines konventionellen Verbrennungsmotors aufgetragen über dem Vakuum im Insaugröhrenwerk. Die durchgezogene Kurven-Linie in Fig.. 4 stellt die Durchblase- und Spülluftmenge dar, die vom Kurbelgehäuse durch das Ventil 10 zum Ansaugröhrenwerk strömt. Die Tatsache, daß im. Leerlauf des Motors nur die kleine Bohrung 36 Luftaustausch gestattet, ist in der durchge-zogenen Kurvenlinie durch das relativ kurze, horizontale Kurvenstück 38 ;. dargestellt. Daraus, daß die beiden'Kurven ziemlich nahe beieinanderliegen, geht hervor,, daß nur eine geringe Spülluftmenge in das Ansaugröhrenwerk gelangt und das Kraftstoff-Luft-Gemisch dadurch nur schwach verdünnt wird. Bei Punkt 39 der durchgezogenen Kurve beginnt die Bohrung 35 sich zu öffnen, da die Motordrehzahl steigt und das Vakuum geringer wird* Bei Punkt 40 der Kurve ist die Bohrung 35 völlig offen» Bei Punkt 41 beginnt die Bohrung 34 sich zu Öffnen und ist bei Punkt 4-2 völlig offen. In gleicher Weise beginnen.die großen Bohrungen 33 sich bei Punkt 43 zu Öffnen und sind bei Punkt 44 bei weit geöffneter Drossel völlig offen. Aus dem Diagramm geht hervor, daß in Ab-*

hängigkeit vom Druckunterschied zwischen dem insaugrÖhrenwerk und. dem Kurbelgehäuse der Durchströmquerschnitt verändert wird und daß das durch das Ventil 10-durchströmende Gasvolumen unter allen Arbeitsbedingungen des Motors um eine geringe Menge größer ist als die Purchblasemenge die gleichzeitig in das Kurbelgehäuse eintritt.

Selbstverständlich kann durch Änderung des'Abstands zwischen den Bohrungen 33» 34-? 35 ¹^d 36 und/oder des Durchmessers der Bohrungen das Ventil leicht Jedem Motor angepaßt werden ohne Rücksicht auf den Verlauf der Burchblasemenge-Kurve. Außerdem schützt,das. Ventil das Kurbelgehäuse vor Beschädigung durch Frühzündungen, da der Schieber 22 das Ventil schließt, sobaldder Druck im Ansaugröhrenwerk gleich oder nur noch sehr wenig niedriger.ist als im Kurbelgehäuse,„Auf diese Weise können die Explosionskräfte nicht auf das Kurbelgehäuse übertragen werden.-

In den Figuren 5 und 6 ist eine abgewandelte^Ausführungsform des Ventilschiebers dargestellt. Das Ventilgehäuse bleibt dabei unverändert* Der Ventilschieber 4-5 besteht aus einem zylindrischen Abschnitt 47, der an einem Ende eine Kreisscheibe 4-8 besitzt, deren.eine Fläche auf der erhöhten Kingschulter 29 aufτ liegt,, wenn der Motor stillsteht. Der zylindrische Abschnitt 4-7 '. besitzt eine V-förmige Längsnut 4-9, die in der Fähe der Kreisscheibe.4-8 ausläuft. Wenn also die Scheibe .4-8 auf der Ringschulter. 29 aufliegt, besteht die größtmögliche Verbindung zwischen den Kammern 21 und 32.. Sobald sich die Scheibe 4-8 von der Ringschulter 29 fortbewegt-, wird der Luftstrom durch die -Hut 4-9 immer kleiner.

Das Ausführungsbeispiel stellt eine bevorzugte Ausführungsform · der Heuerung dar. Sie ist aber nicht auf dieses Beispiel beschränkt, sondern läßt im Rahmen der Ansprüche verschiedene - Möglichkeiten der Ausgestaltung zu.

Schutzansprüche:

Claims

Sc hut zansprüche

Kurbelgehäuseentlüftung für Verbrennungsmotoren, wobei die Spülluft entweder über eine mit Filter versehene Entlüfterkappe oder über eine dem Verbrennungsluftfilter nachgeschaltete Leitung angesaugt wird und wobei der Unterdruck zwischen der Vergaserdrosselklappe und dem. Ansaugröhrenwerk des Motors abgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß in die Verbindung leitung zwischen der Kammer des Kurbelgehäuses und dem Ansaugröhrenwerk des Motors ein auf den Druckunterschied zwischen diesen beiden Räumen ansprechendes Ventil (10) zur Regulierung des Spülluftdurchsatzes eingeschaltet ist.

Kurbelgehäuseentlüftung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (10) eine Ventilkammer (21) mit einer Einlaßbohrung (17) und einer Auslaßbohrung (15) aufweist und daß in der Kammer (21) ein Schieber (22) angeordnet ist, der einen Abschnitt (23) aufweist, der Öffnungen (33 ₅ 3^, 35? 36) besitzt, die die Kammer (21) mit der Auslaßbohrung (15) verbinden, und der je nach Schieberstellung in die Kammer (21) oder in die Auslaßbohrung (15) hineinragt.

Kurbelgehäuseentlüftung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilkammer (21) an der Einlaßseite einen ringförmigen Ventilsitz (29) aufweist, auf dem das eine, kreisscheibenförmige Ende (24) des Schiebers (22) aufliegt, und an ihrem anderen Ende in die Auslaßbohrung (15) übergeht, die bei Veränderung der Schieberstellung die Öffnungen (33, 3^₅ 35_? 36) im Schieber nacheinander verdeckt.

Kurbelgehäuseentlüftung nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ventilkammer (21) eine Feder (30) angeordnet ist, die den Schieber (22) aus der Bohrung (15) herauszieht und gegen den Ventilsitz (29) drückt.

5. Kurbelgehäuseentlüftung nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (15) einen Anschlag (37) für den Schieber (22) aufweist.

6. Kurbelgehäuseentlüftung nach einem der Ansprüche 1 - 5₅ dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (22) als an einem Ende (24) verschlossenes Rohr mit axial gegeneinander versetzten Radialbohrungen (33? 34, 35 j 36) ausgebildet ist.

7· Kurbelgehäuseentlüftung nach einem der Ansprüche 1 - 5j dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (22) als Zylinder " (4-7) ausgebildet, ist, der an einem Ende eine größere Kreisscheibe (48) trägt und eine V-fö'rmige Längsnut (49) aufweist, deren Querschnitt von der Kreisscheibe (48) zum anderen Schieberende hin größer wird.