DE19632931C2 - Entlüftungsvorrichtung für ein Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Entlüftungsvorrichtung für ein Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbe­ griff des Patentanspruchs 1.

Aus der 31 52 747 C2 ist eine gattungsgemäße Entlüftungsvor­ richtung für ein Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine be­ kannt, welches mit einem Zylinderkopf verbunden ist. Bei einem Hubkolbenmotor entstehen sogenannte Entlüftungsgase, die aus während des Verdichtungs- und Verbrennungstaktes entstehenden Blow-By-Gasen bestehen, die beim Durchströmen des Kurbelgehäu­ ses Ölnebel mitreißen. Die Entlüftungsvorrichtung dient der Ab­ leitung dieser Entlüftungsgase aus dem Kurbelgehäuse und ver­ hindert dadurch, daß sich ein zunehmender Gasdruck im Kurbelge­ häuse aufbaut, der zu einem Versagen der Brennkraftmaschine führen könnte. Die Entlüftungsgase werden über Entlüftungslei­ tungen einem in einer Zylinderkopfhaube der Brennkraftmaschine angeordneten Zyklonölabscheider zugeführt, in welchem sich die Ölpartikel der Entlüftungsgase abscheiden. Die entölten Entlüf­ tungsgase werden zur Ansauganlage der Brennkraftmaschine wei­ tergeleitet. Zur Rückführung der abgeschiedenen Ölpartikel weist die Entlüftungsvorrichtung ein Ölablaufrohr auf, welches zusammen mit einem im Kurbelgehäuse ausgebildeten Ölsammelraum einen Siphon bildet, indem das Ölablaufrohr in den Ölsammelraum eintaucht, wobei sowohl die Lage als auch die Länge des Siphons durch die Lage des Ölsammelraumes festgelegt ist.

Desweiteren ist aus der EP 0 591 737 A1 eine Entlüftungsvor­ richtung für ein Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine be­ kannt. Hier umfaßt die Entlüftungsvorrichtung lediglich eine Entlüftungsleitung, die zusammen mit dem Zylinderkopf zugleich als Ölabscheider dient, und einen Ölrückführkanal. Die Entlüf­ tungsleitung führt die im Kurbelgehäuse befindlichen, aus Blow- By-Gasen und Ölnebel bestehenden Entlüftungsgase aus dem Kur­ belgehäuse ab, wobei sich die Ölpartikel der Entlüftungsgase im Zylinderkopf abscheiden und die entölten Entlüftungsgase an­ schließend in das Ansaugsystem der Brennkraftmaschine eingelei­ tet werden. Die abgeschiedenen Ölpartikel werden über den Öl­ rückführkanal in eine Ölwanne am Boden des Kurbelgehäuses zu­ rückgeführt, wobei die Gefahr besteht, daß diese Ölpartikel von den Entlüftungsgasen wieder mitgerissen werden.

Einen Syphon in der Entlüftungsvorrichtung vorzusehen, ist aus dem Stand der Technik bekannt. So zeigt die DE 43 21 954 A1 ei­ nen im Kurbelgehäuse angeordneten Siphon, dessen topfförmiges Ende in einen Innenraum des Kurbelgehäuses ragt, wodurch aller­ dings ein erhöhter Bedarf an Einbauraum für die Entlüftungsvor­ richtung entsteht.

Zum allgemeinen technischen Hintergrund wird noch auf die DE 39 38 919 C1 und DE 42 39 108 A1 verwiesen.

Es ist die Aufgabe der Erfindung eine Entlüftungsvorrichtung zu schaffen, die selbst bei beengten Einbauverhältnissen ohne Funktionsnachteile untergebracht werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 gegebenen Merkmale gelöst.

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Entlüftungsvor­ richtung liegt im geringeren Platzbedarf der Vorrichtung, da der Siphon durch seine Anordnung im erweiterten Ölrückführkanal keinen zusätzlichen Einbauraum im Kurbelgehäuse oder gar in der Ölwanne benötigt. Ein weiterer Vorteil der Entlüftungsvorrich­ tung liegt in der variablen Anordnungsmöglichkeit des Ölrück­ führkanals, da er sich nicht bis in den Bereich der Ölwanne er­ strecken muß.

Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Entlüftungsvorrichtung gemäß Anspruch 2 liegt darin, daß keine separaten herstellungs- und montageaufwendigen Leitungen einschließlich ihrer abzudichten­ den Verbindungsteile benötigt werden, da der gesamte Ölrück­ führkanal in das Kurbelgehäuse, den Zylinderkopf und die Zylin­ derkopfhaube integriert sind. Die Abdichtung des Ölrückführka­ nals über die Trennfugen zwischen Zylinderkopfhaube und Zylin­ derkopf sowie zwischen Zylinderkopf und Kurbelgehäuse hinweg ist vorteilhafterweise in die Zylinderkopfhaubendichtung bzw. in die Zylinderkopfdichtung integriert. Die Gefahr von Undich­ tigkeiten infolge Montagefehler ist dadurch reduziert.

In einer besonders vorteilhaften baulichen Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 3 bildet das Außenrohr des Siphons ei­ nen hohen Topf, in dem sich das ablaufende Öl sammelt und zu­ sammen mit einer sich im Innenrohr infolge des Druckunter­ schieds zwischen Kurbelgehäuse und Ansaugseite des Ölabschei­ ders bildenden Ölsäule eine Flüssigkeitssperre aufbaut, die ein ungewolltes Durchströmen der Entlüftungsgase durch den Ölrück­ führkanal verhindert. Der hohe Topf ermöglicht bei gleichzeiti­ ger Ausbildung eines ausreichend großen Ölsammelvolumens eine schlanke Ausführung des Siphons, so daß der Durchmesser des Öl­ rückführkanals zur Aufnahme des Siphons nur gering erweitert werden muß.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung nach Anspruch 4 ermöglicht einen einfachen und problemlosen Zusammenbau des Siphons, bei dem auf Werkzeug verzichtet werden kann.

In Ausgestaltung der Erfindung sind nach Anspruch 6 Rippen am Innenrohr des Siphons vorgesehen, die das Innenrohr im Außen­ rohr des Siphons ohne weitere Bauteile oder zusätzlichen Monta­ geaufwand fixieren und ein Schwingen des Innenrohres im Außen­ rohr vermeiden.

In Ausgestaltung der Erfindung ist nach Anspruch 7 eine Fixie­ rung des gesamten Siphons im Ölrückführkanal ohne Bauteil- und Montagemehraufwand vorgesehen, die eine Fertigung des Siphons in einer beliebigen, auch großen Länge ermöglicht. Die Fixie­ rung verhindert, daß der Siphon durch die bei jeder Brennkraft­ maschine auftretenden Schwingungen mit seinem freien Ende in Schwingungen versetzt wird und an den Wänden des Ölrückführka­ nals anstößt. Unerwünschte Geräusche oder gar ein Versagen des Siphons werden dabei vermieden.

Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung gehen aus den übrigen Unteransprüchen und der Beschreibung hervor.

In der einzigen Figur ist im folgenden ein Ausführungsbeispiel mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Sie zeigt einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Entlüftungsvorrichtung 1 für ein Kurbelgehäuse 2 einer teilweise dargestellten Brenn­ kraftmaschine. Das Kurbelgehäuse 2 ist über eine Zylinderkopf­ dichtung 3 mit einem Zylinderkopf 4 verbunden, der mit einer Zylinderkopfhaube 5 abgedeckt ist, wobei zwischen Zylinderkopf 4 und Zylinderkopfhaube 5 eine Zylinderkopfhaubendichtung 6 an­ geordnet ist.

Die Entlüftungsvorrichtung 1 weist eine Entlüftungsleitung 7, einen Ölabscheider 8 und einen Ölrückführkanal 9 mit einem Si­ phon 10 auf. Die teilweise dargestellte Entlüftungsleitung 7 ist in einer nicht dargestellten Weise mit dem Kurbelraum der Brennkraftmaschine verbunden, leitet die Entlüftungsgase aus dem Kurbelgehäuse 2 ab und führt sie dem auf der Zylinderkopf­ haube 5 angeordneten Ölabscheider 8 zu. Die in den Entlüftungs­ gasen mitgeführten Ölpartikel scheiden sich im Ölabscheider 8 ab und werden dem Ölrückführkanal 9 zugeführt, durch den das Öl in eine hier nicht dargestellte Ölwanne am unteren Ende des Kurbelgehäuses 2 zurückführbar ist. Die entölten Entlüftungsga­ se werden einem im Anschluß an den Ölabscheider 8 angeordneten, teilweise dargestellten Ansaugsystem 11 der Brennkraftmaschine zugeleitet.

Der Ölrückführkanal 9 ist in die Zylinderkopfhaube 5, den Zy­ linderkopf 4 und das Kurbelgehäuse 2 integriert. Die Abdichtung des Ölrückführkanals 9 über die Trennfugen zwischen Zylinder­ kopfhaube 5 und Zylinderkopf 4 sowie zwischen Zylinderkopf 4 und Kurbelgehäuse 2 hinweg ist in die Zylinderkopfhaubendich­ tung 6 bzw. in die Zylinderkopfdichtung 3 integriert. In einem Übergangsbereich 12 zwischen Zylinderkopf 4 und Kurbelgehäuse 2 weist der Ölrückführkanal 9 eine Bohrungserweiterung 13 zum To­ leranzausgleich auf, der einen gewissen Versatz des möglicher­ weise fertiggegossenen Ölrückführkanals 9 über die Trennfuge hinweg zuläßt.

Der Siphon 10 weist ein Innenrohr 14 auf, das über einen großen Teil seiner Länge l_i von einem Außenrohr 15 umgeben ist. Der Siphon 10 ist im Kurbelgehäuse 2 innerhalb des im Durchmesser d_k erweiterten Ölrückführkanals 9 angeordnet und über einen an einem dem Zylinderkopf 4 zugewandten Ende 14a des Innenrohres 14 angeordneten Befestigungsstutzen 16, der weitere Dichtmittel aufweist, mit dem Kurbelgehäuse 2 verbunden.

Zum schnellen und einfachen Zusammenbau des Siphons 10 ist das Außenrohr 15 des Siphons 10 über eine Clipsverbindung 17 mit dem Innenrohr 14 des Siphons 10 lösbar verbunden. Das Innenrohr 14 weist Nasen 18 auf, die in eine Aufnahme 19 des Außenrohres 15 einrasten.

Das Innenrohr 14 weist in einem oberen Bereich 20 an seinem Um­ fang radial abstehende, voneinander beabstandete Rippen 21 auf, über die das Innenrohr 14 im Außenrohr 15 fixiert ist. In einem unteren Bereich 22 des Außenrohres 15 sind ebenfalls radial ab­ stehende, voneinander beabstandete Führungsrippen 23 an dessen Umfang angeordnet, über die der gesamte Siphon 10 im Ölrück­ führkanal 9 des Kurbelgehäuses 2 geführt ist.

Der Ölabscheider 8 weist an einem Eintritt 24 einen Druck p₁ und an einem Austritt 25 einen Druck p₂ auf, wobei der Druck p₁ größer ist als der Druck p₂, bedingt durch den Drosselverlust Δp im Ölabscheider, der im Vollastbetrieb der Brennkraftma­ schine maximale Werte annehmen kann. Ein durch die Parameter l_s, d_s gebildetes Volumen v_s des Siphons 10 ist gleich einem durch die Parameter l₁, d₁ und l₂, d₂ gebildeten Teilvolumen v_ö des Ölrückführkanals 9, so daß das im Betrieb der Brennkraftma­ schine durch den im Ölabscheider 8 herrschenden Unterdruck aus dem Siphonvolumen v_s angesaugte Öl von dem Teilvolumen v_ö des Ölrückführkanals 9 vollständig aufgenommen werden kann. Das aus dem Siphonvolumen v_s angesaugte Öl bildet in dem Ölrückführka­ nal 9 eine Flüssigkeitssäule mit einer geodätischen Höhe h_fl, wobei die Flüssigkeitssäule einen geodätischen Druck p_fl auf­ weist, der größer ist als die maximale Druckdifferenz Δp_max zwischen Ölabscheidereintritt 24 und Ölabscheideraustritt 25, so daß ein Ansaugen von Öl in den Ölabscheider 8 in allen Be­ triebszuständen der Brennkraftmaschine vermieden wird.

Denkbar wäre auch ein in die Zylinderkopfhaube 5 integrierter Ölabscheider 8. Desweiteren kann der Ölrückführkanal 9 bei aus­ reichender Länge bereits innerhalb des Zylinderkopfs 4 in einem Siphon 10 enden. Die Verbindung von Außenrohr 15 und Innenrohr 14 des Siphons 10 kann auch über eine andere Verbindungstech­ nik, wie beispielsweise Schrauben oder Schweißen erfolgen. Au­ ßerdem wäre auch eine einteilige, beispielsweise durch Kunst­ stoffspritzgießtechnik hergestellte Ausführung des Siphons 10 denkbar. Die Anordnung und Anzahl der Rippen 21, 23 an Innen­ rohr 14 und Außenrohr 15 kann nach dem jeweiligen Bedarf vari­ ieren. Eine Anformung der Rippen 23 direkt an das Kurbelgehäuse 2 wäre ebenfalls vorstellbar.

Claims (8)

1. Entlüftungsvorrichtung (1) für ein Kurbelgehäuse (2) einer Brennkraftmaschine, das mit einem Zylinderkopf (4) verbunden ist, der von einer Zylinderkopfhaube (5) abgedeckt ist, wobei die Entlüftungsvorrichtung (1) eine Entlüftungsleitung (7), durch die die Entlüftungsgase aus dem Kurbelgehäuse (2) einem Ölabscheider (8) und einem im Anschluß an den Ölabscheider (8) angeordneten Ansaugsystem (11) der Brennkraftmaschine zuführbar sind, und eine Ölrückführung (9), durch die im Ölabscheider (8) abgeschiedenes Öl über einen Siphon (10) in eine Ölwanne am Bo­ den des Kurbelgehäuses (2) zurückführbar ist, aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Siphon (10) mit einem Befestigungsstutzen (16) in einen von der Zylinderkopfhaube (5), dem Zylinderkopf (4) und dem Kurbelgehäuse (2) gebildeten und in montiertem Zustand in sich geschlossenen Ölrückführkanal (9) eingesetzt ist.

2. Entlüftungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenrohr (15) des Siphons (10) über eine Clipsver­ bindung (17) mit dem Innenrohr (14) des Siphons (10) lösbar verbunden ist.

3. Entlüftungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr (14) des Siphons (10) an einem dem Zylin­ derkopf (4) zugewandten Ende (14a) einen Befestigungsstutzen (16) aufweist.

4. Entlüftungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr (14) über radial abstehende Rippen (21) im Außenrohr (15) geführt ist.

5. Entlüftungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Siphon (10) über radial abstehende Führungsrippen (23) des Außenrohres (15) im Ölrückführkanal (9) des Kurbelge­ häuses (2) geführt ist.

6. Entlüftungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein durch die Parameter (l_s, d_s) gebildetes Volumen (v_s) des Siphons (10) gleich einem durch die Parameter (l₁, d₁, l₂, d₂) gebildeten Teilvolumen (v_ö) des Ölrückführkanals (9) ist.

7. Entlüftungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der geodätische Druck (p_fl) einer Flüssigkeitssäule im Ölrückführkanal (9) mit einer geodätischen Höhe (h_fl) größer ist als die maximale Druckdifferenz (Δp_max) zwischen dem Druck (p₁) am Ölabscheidereintritt (24) und dem Druck (p₂) am Ölab­ scheideraustritt (25).

8. Entlüftungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ölrückführkanal (9) in einem Übergangsbereich (12) zwischen Zylinderkopf (4) und Kurbelgehäuse (2) eine Bohrungs­ erweiterung (13) zum Toleranzausgleich aufweist.