DE19720383C2 - Entlüftungs- und Entölungsvorrichtung für ein Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Entlüftungs- und Entölungs­ vorrichtung für ein Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine ge­ mäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der JP 03/182 614 A ist eine gattungsgemäße Entlüftungs- und Entölungsvorrichtung für ein Kurbelgehäuse einer mehrzylin­ drigen Brennkraftmaschine bekannt, wobei das Kurbelgehäuse durch Lagerstühle für eine Kurbelwelle in mehrere Kurbelgehäu­ sekammern unterteilt ist. Die Kurbelgehäusekammern sind über Öffnungen mit einem in einer Seitenwand des Kurbelgehäuses ver­ laufenden Entlüftungskanal und über Eintrittsöffnungen mit in einer gegenüberliegenden Seitenwand des Kurbelgehäuses verlau­ fenden Kammern verbunden. Beim Betrieb der Brennkraftmaschine sammeln sich in den Kurbelgehäusekammern Entlüftungsgase an; sogenannte Blow-By-Gase welche mit Ölpartikel versetzt sind. Die Entlüftungsgase gelangen aus den Kurbelgehäusekammern über die Öffnungen in den Entlüftungskanal, der zusätzlich zur Ent­ lüftung auch zur Ölableitung dient. Nachteilig dabei ist, daß keine Vorabscheidung von in den Entlüftungsgasen mitgeführten Ölpartikeln im Kurbelgehäuse erfolgt. Dies bedingt einen im An­ schluß an den Entlüftungskanal angeordneten, relativ groß di­ mensionierten Ölabscheider. Die Kammern ermöglichen einen Druckausgleich bzw. eine ungestörte Verdrängung des Gases aus den einzelnen Kurbelgehäusekammern, wobei über die jeder ein­ zelnen Kurbelgehäusekammer zugeordneten Eintrittsöffnung Gas in beiden Richtungen übertreten kann.

Die GB 2 260 365 A zeigt eine Entlüftungs- und Entölungsvor­ richtung, die zur Verbindung eines Entlüftungskanales mit einem Ansaugsystem der Brennkraftmaschine eine Entlüftungsleitung aufweist, die in das Kurbelgehäuse integriert ist.

Desweiteren zeigt die DE 35 42 900 C2 ebenfalls eine Entlüf­ tungs- und Entölungsvorrichtung einer Brennkraftmaschine mit V- förmig angeordneten Zylindern. Die Vorrichtung umfaßt einen mit Entlüftungskammern versehenen Entlüftungskanal, der durch Gieß­ formung im V des Zylinderkurbelgehäuses ausgebildet ist. Das Zylinderkurbelgehäuse ist in mehrere durch Lagerstühle für eine Kurbelwelle begrenzte Gehäusekammern unterteilt. Die nach unten offenen Entlüftungskammern des Entlüftungskanales werden mit­ tels angeschraubter Abdeckteile verschlossen. Dies erfordert eine relativ aufwendige Herstellung der Vorrichtung und führt zu einer Erhöhung der Herstellungskosten. Der Entlüftungskanal steht beidendig durch jeweils eine Öffnung mit dem Zylinderkur­ belgehäuse in Verbindung. Um die zwischen benachbarten druckva­ riablen Gehäusekammern auftretenden Gaspulsationen auszuglei­ chen, sind bei dieser konventionellen Ventilationseinrichtung eine Ölwanne mit ausreichendem Querschnitt sowie Lagerstuhl­ durchbrüche als Verbindung und Druckausgleich zwischen den Ge­ häusekammern vorgesehen, wobei die Durchbrüche allerdings zu einer Schwächung des Lagerstuhlbereiches führen und eine unge­ störte Ventilation nur über einen bestimmten Bereich der Kur­ belwellenumdrehung ermöglichen. Aufgrund der Ausgleichsgewichte an der Kurbelwelle sind die Lagerstuhldurchbrüche nur über ei­ nen kleineren Teil der Kurbelwellenumdrehung frei durchgängig, beim größeren Teil der Kurbelwellenumdrehung sind die Durchbrü­ che durch die Ausgleichsgewichte der Kurbelwelle verdeckt. Der restliche Ventilationsausgleich erfolgt über die Ölwanne, die dadurch einen relativ großen Querschnitt aufweisen muß.

Zum allgemeinen technischen Hintergrund wird noch auf die DE 42 40 464 A1 verwiesen.

Es ist die Aufgabe der Erfindung eine Entlüftungs- und Ent­ ölungsvorrichtung derart auszubilden, daß bei gleichzeitig gu­ ter Entlüftung des Kurbelgehäuses und Ölabscheidung aus dem Kurbelgehäusegas eine ungestörte Verdrängung von Gas zwischen den Kurbelgehäusekammern ermöglicht und die Festigkeit der La­ gerstühle für die Kurbelwelle nicht beeinträchtigt ist.

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

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Entlüftungs- und Entölungsvorrichtung liegt in der zweifachen Funktion des Ent­ lüftungskanales, der sowohl zur Entlüftung des Kurbelgehäuses nebst einer Vorabscheidung des ölenthaltenden Entlüftungsgases vor dem Eintritt in den Ölabscheider als auch zum Ventilations­ ausgleich zwischen den einzelnen Kurbelgehäusekammern dient. Der erfindungsgemäße Entlüftungskanal ermöglicht eine ungestör­ te Ventilation über die gesamten 360° der Kurbelwellenumdre­ hung, da die dafür benötigten Öffnungen des Entlüftungskanales durch die Kurbelwelle mit den Ausgleichsgewichten nicht ver­ deckt werden können. Die nahezu geschlossenen, nur durch die Öffnungen des Entlüftungskanales unterbrochenen Kurbelgehäuse­ kammern erhöhen die Steifigkeit insbesondere die Torsionsstei­ figkeit des Kurbelgehäuses. Ferner ermöglicht die erfindungsge­ mäße Entlüftungs- und Entölungsvorrichtung eine ausreichende Ventilation auch bei minimalstem Ölwannenquerschnitt, da ein Ventilationsausgleich über die Ölwanne nicht erforderlich ist.

Die Öffnungen des Entlüftungskanales besitzen Einströmrichtun­ gen, die entgegen der Drehrichtung der Kurbelwelle gerichtet sind, wodurch ein Eintreten von Schmieröl aus dem Inneren des Kurbelgehäuses in den Entlüftungskanal wirkungsvoll verhindert ist, da die Drehrichtung der Kurbelwelle die Bewegungsrichtung des trägen Schmieröles bestimmt.

Die im Kurbelgehäuse angeordneten Ölabführkammern ermöglichen im Zusammenwirken mit dem Entlüftungskanal einen ansonsten wei­ testgehend geschlossenen Kurbelraum der Brennkraftmaschine, wo­ durch die umlaufende Kurbelwelle eine optimale Förderung des Entlüftungsgases in Form einer rotierenden Walze bewirkt. Ein großer Teil der in den Entlüftungsgasen mitgeführten Ölpartikel schlägt sich aufgrund seiner Trägheit in einer ersten Vorab­ scheidung an der Wand des Kurbelgehäuses nieder und gelangt über die ebenfalls in der Wand des Kurbelgehäuses angeordneten Eintrittsöffnungen in den Ölabführkanal. Diese erste Vorab­ scheidung beeinflußt die Dimensionierung des eigentlichen Ölab­ scheiders der Brennkraftmaschine, der dadurch entweder einfa­ cher ausgestaltet oder gänzlich eingespart werden kann, zumal wie bereits oben erwähnt vor dem Eintritt der Entlüftungsgase in den Ölabscheider noch eine zweite Vorabscheidung im Entlüf­ tungskanal erfolgt.

Damit die umlaufende Kurbelwelle mit ihrer Entlüftungsgaswalze über die Eintrittsöffnungen Ölpartikel in die Ölabführkammern fördern kann, sind die Einströmrichtungen der Eintrittsöffnun­ gen vorteilhafterweise in Drehrichtung der Kurbelwelle gerich­ tet.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Entlüftungsleitung als eine in eine Stirnseite des Kur­ belgehäuses integrierte und somit einfach herstellbare Vertie­ fung ausgebildet, die zur Bildung der Entlüftungsleitung mit einem Deckel verschlossen ist. Der Deckel kann Teil eines ohne­ hin benötigten Steuergehäusedeckels der Brennkraftmaschine sein, wodurch ein separates Bauteil zum Verschluß der Entlüf­ tungsleitung nebst zusätzlicher Montage entfallen kann.

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

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden in zwei Zeichnungen mit weiteren Einzelheiten näher erläutert, und zwar zeigen:

Fig. 1 in einem Querschnitt ein aus Unter- und Oberteil beste­ hendes Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine mit einer erfindungsgemäßen Entlüftungsvorrichtung,

Fig. 2 in einer Draufsicht einen Ausschnitt auf das Unterteil des Kurbelgehäuses mit mehreren durch Lagerstühle für eine Kurbelwelle begrenzten Kurbelgehäusekammern sowie der erfindungsgemäßen Entlüftungsvorrichtung,

Fig. 3 in einer Vorderansicht einen Ausschnitt auf das Kurbel­ gehäuse und im Teilschnitt, die erfindungsgemäße Entlüf­ tungsvorrichtung mit dem Entlüftungskanal, einer darin angeordneten Ölablaufbohrung und der vom Entlüftungska­ nal abzweigenden Entlüftungsleitung.

Fig. 1 zeigt ein Kurbelgehäuse 1 einer Brennkraftmaschine mit V-förmig angeordneten Zylindern 2 und 3, das ein Unterteil 1a und ein Oberteil 1b umfaßt. An das einen Kurbelraum 4 mit einer darin drehbar gelagerten Kurbelwelle 5 umgebende Kurbelgehäuse 1 ist eine Ölwanne 6 angeflanscht, die das Kurbelgehäuse 1 nach unten abschließt. Zwischen dem Kurbelraum 4 und der Ölwanne 6 der Brennkraftmaschine ist ein Ölabweisblech 7 angeordnet, das über kleine Ausnehmungen 8 eine Verbindung zwischen Kurbelraum 4 und Ölwanne 6 herstellt.

In das Kurbelgehäuse 1 ist eine erfindungsgemäße Entlüftungs- und Entölungs- Vorrichtung 9 integriert, die einen in einer Seitenwand 10 des Kurbelgehäuses 1 eingegossenen Entlüftungskanal 11 aufweist, wobei auch eine Anordnung des Entlüftungskanales 11 in der dem Entlüftungskanal 11 gegenüberliegenden Seitenwand 12 des Kur­ belgehäuses 1 oder eine Anordnung mehrerer Entlüftungskanäle 11 im Kurbelgehäuse 1 denkbar wäre.

Der Entlüftungskanal 11 ist über unten näher beschriebene Öff­ nungen 13 mit dem Kurbelraum 4 des Kurbelgehäuses 1 verbunden und weist an einer der Ölwanne 6 zugewandten Seite nach unten gerichtete Ölablaufbohrungen 14 auf (siehe auch Fig. 3). In der Ölwanne 6 sind in Richtung zu Stirnseiten 15 des Kurbelgehäuses 1 verlaufende Rippen 17 zur Führung des Schmieröles zu einer nicht dargestellten Ölpumpe der Brennkraftmaschine ausgeformt. Die kinetische Energie der in Drehrichtung 18 der Kurbelwelle 5 der Brennkraftmaschine rotierenden Ölpartikel wird durch Ab­ prallen der Ölpartikel an den Rippen 17 umgelenkt und sorgt trotz geringem Gefälle der Ölwanne 6 für eine Ableitung der Öl­ partikel in Richtung zur Ölpumpe.

In der dem Entlüftungskanal 11 gegenüberliegenden Seitenwand 12 weist das Kurbelgehäuse 1 Ölabführkammern 19 auf, die über jeweils mindestens einen Übertritt 20 mit der Ölwanne 5 und über unten näher beschriebene, als Ölhobel ausgebildete Ein­ trittsöffnungen 21 mit dem Kurbelraum 4 des Kurbelgehäuses 1 in Verbindung stehen.

Gemäß Fig. 2 ist der Kurbelraum 4 des Kurbelgehäuses 1 in meh­ rere durch Lagerstühle 22 für die Kurbelwelle 5 begrenzte Kur­ belgehäusekammern 23 unterteilt, wobei von den Lagerstühlen 22 hier nur die Lagerstuhlunterteile dargestellt sind. Jede Kur­ belgehäusekammer 23 ist über die bereits oben erwähnte Öffnung 13 mit dem in Richtung einer Motorlängsachse 24 verlaufenden Entlüftungskanal 11 und über die ebenfalls bereits oben erwähn­ te Eintrittsöffnung 21 mit den parallel zum Entlüftungskanal 11 verlaufenden sowie zwischen den Lagerstühlen 22 liegenden Ölab­ führkammern 19 verbunden. Die Einströmrichtungen 25 der Blow-by-Gase in die Öffnun­ gen 13 zur Verbindung des Entlüftungskanales 11 mit den Kurbel­ gehäusekammern 23 sind entgegen der Drehrichtung 18 der Kurbel­ welle 5 und die Einströmrichtungen 26 der durch die Kurbelwellenrotation mitgerissenen Ölpartikel Eintrittsöffnungen 21 zur Verbindung der Ölabführkammern 19 mit den Kurbelgehäusekam­ mern 23 sind in Drehrichtung 18 der Kurbelwelle 5 gerichtet (siehe Fig. 1).

An jeder ihrer beiden Stirnseiten, wovon hier nur eine Stirn­ seite 15 dargestellt ist, weist das Kurbelgehäuse 1 eine in das Unterteil 1a und das Oberteil 1b des Kurbelgehäuses 1 eingegos­ sene Entlüftungsleitung 27 auf (siehe auch Fig. 3), die den Entlüftungskanal 11 über einen hier nicht gezeigten Ölabschei­ der mit einem Ansaugsystem 29 (in Fig. 3 durch einen Pfeil ge­ kennzeichnet) der Brennkraftmaschine verbindet. Die Entlüf­ tungsleitung 27 kann aber auch als eine in die Stirnseite 15 des Kurbelgehäuses 1 integrierte Vertiefung ausgebildet sein, die zur Bildung der Leitung 27 mit einem Deckel verschlossen wird. Im Bereich dieser Entlüftungsleitungen 27 sind gemäß Fig. 3 vorzugsweise die Ölablaufbohrungen 14 des Entlüftungskanales 11 angeordnet, deren Anzahl variabel ist.

Alternativ ist auch eine Anordnung des Entlüftungskanales 11 und/oder der Ölabführkammern 19 in der Ölwanne 6, im Oberteil 1b des Kurbelgehäuses 1 oder in einem einteilig ausgebildeten Kurbelgehäuse denkbar, wobei die jeweilige Anordnung des Ent­ lüftungskanales 11 eine entsprechende Anordnung der Entlüf­ tungsleitungen 27 nach sich zieht. Ferner wäre auch eine Ver­ bindung der Ölabführkammern 19 untereinander denkbar. Außerdem kann der Ölabscheider in das Kurbelgehäuse 1, in einen Zylin­ derkopf oder in eine Zylinderkopfhaube der Brennkraftmaschine integriert sein oder auch als externes Bauteil an die Brenn­ kraftmaschine angeflanscht sein. Desweiteren kann die erfin­ dungsgemäße Entlüftungsvorrichtung 9 auch bei Brennkraftmaschi­ nen mit reihenförmig angeordneten Zylindern 2, 3 eingesetzt werden.

Die erfindungsgemäße Entlüftungsvorrichtung 9 dient sowohl zur Kurbelgehäuseentlüftung der Brennkraftmaschine als auch zum Ventilationsausgleich zwischen den einzelnen Kurbelgehäusekam­ mern 23 der Brennkraftmaschine.

Beim Betrieb der Hubkolbenbrennkraftmaschine sammeln sich im Kurbelgehäuse 1 Entlüftungsgase an; sogenannte Blow-By-Gase, welche mit Ölpartikel vermischt sind. Die durch die Kurbelwelle 5 in Rotation versetzten Ölpartikel der Entlüftungsgase schla­ gen sich in einer ersten Vorabscheidung an der Wand des Kurbel­ gehäuses 1 nieder und gelangen hauptsächlich über die Ein­ trittsöffnungen 21 in die mit der Ölwanne 6 in Verbindung ste­ henden Ölabführkammern 19. Ein kleinerer Teil der abgeschiede­ nen Ölpartikel fließt über die Ausnehmungen 8 des Ölabweisble­ ches 7 in die Ölwanne 6 zurück. Zur Kurbelgehäuseentlüftung werden die von Schmieröl vorgereinigten Entlüftungsgase aus dem Kurbelgehäuse 1 bzw. den Kurbelgehäusekammern 23 abgeleitet und treten über die Öffnungen 13 in den unter leichtem Unterdruck stehenden Entlüftungskanal 11 ein, wobei eine weitere Vorab­ scheidung von in den Entlüftungsgasen mitgeführten Ölpartikel über die Länge des Entlüftungskanales 11 und der dadurch er­ reichten Beruhigung des ölhaltigen Entlüftungsgases erfolgt. Die in dem Entlüftungskanal 11 abgeschiedenen Ölpartikel werden über die Ölablaufbohrungen 14 der Ölwanne 6 der Brennkraftma­ schine zugeführt. Die Entlüftungsgase gelangen aus dem Entlüf­ tungskanal 11 über die an den Stirnseiten 15 des Kurbelgehäuses 1 angeordneten Entlüftungsleitungen 27 in den Ölabscheider, in dem sich nun die restlichen in den Entlüftungsgasen mitgeführ­ ten Ölpartikel abscheiden, welche in hier nicht dargestellter Weise ebenfalls der Ölwanne 6 am Kurbelgehäuse 1 wieder zuge­ führt werden. Die entölten Entlüftungsgase werden dem im An­ schluß an den Ölabscheider befindlichen Ansaugsystem 29 der Brennkraftmaschine zugeleitet. Wird je nach Schwenkwinkel des Fahrzeugs das Schmieröl im Kurbelgehäuse 1 zu einem Ende der Kurbelwelle 5 hin verlagert und dadurch die eine der Entlüf­ tungsleitungen 27 mit Schmieröl verschlossen, so bleibt die an­ dere gegenüberliegende, in den Figuren nicht dargestellte Ent­ lüftungsleitung noch offen, so daß durch sie die Entlüftungsga­ se in Richtung zum Ansaugsystem 29 der Brennkraftmaschine ab­ strömen können.

Gleichzeitig mit der Kurbelgehäuseentlüftung erfolgt der Venti­ lationsausgleich bzw. eine ungestörte Verdrängung des Gases zwischen den einzelnen Kurbelgehäusekammern 23 ebenfalls über den Entlüftungskanal 11, wobei über die jeder einzelnen Kurbel­ gehäusekammer 23 zugeordneten Öffnung 13 des Entlüftungskanales 11 Gas in beiden Richtungen übertreten kann.

Claims (5)

1. Entlüftungs- und Entölungsvorrichtung (9) für ein Kurbelge­ häuse (1) einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine mit mehreren durch Lagerstühle (22) für eine Kurbelwelle (5) begrenzten Kur­ belgehäusekammern (23), wobei die Entlüftungs- und Entölungs­ vorrichtung (9) mindestens eine in einer Seitenwand (12) des Kurbelgehäuses (1) in Motorlängsachsenrichtung (24) verlaufende erste Ausströmeinrichtung (19, 21) und eine in einer Seitenwand (10) des Kurbelgehäuses (1) in Motorlängsachsenrichtung (24) verlaufende zweite Ausströmeinrichtung (11, 13) mit Entlüf­ tungskanal (11), wobei jede Kurbelgehäusekammer (23) über eine Eintrittsöffnung (21) mit der ersten Ausströmeinrichtung (19, 21) und über eine Öffnung (13) mit der zweiten Ausströmeinrich­ tung (11, 13) verbunden ist, und wobei die erste Ausströmein­ richtung (19, 21) in Drehrichtung (18) der Kurbelwelle (5) ge­ sehen vor der zweiten Ausströmeinrichtung (11, 13) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Ausströmeinrichtung (19, 21) zur Abscheidung und Rückführung der durch die Kurbelwellenrotation mitgerisse­ nen Ölpartikel und die zweite Ausströmeinrichtung (11, 13) über den Entlüftungskanal (11) sowohl zur Ventilation der Kurbelge­ häusekammern (23) untereinander als auch zur Rückführung der Blow-by-Gase zu einem Ansaugsystem (29) der Brennkraftmaschine dient, wobei die Strömungsrichtung (26) der Ölpartikel in die Eintrittsöffnungen (21), die in eine Ölabführkammer (19) der ersten Ausströmeinrichtung (19, 21) einmünden, in Drehrichtung (18) der Kurbelwelle (5) gerichtet ist, und wobei die Strö­ mungsrichtung (25) der Blow-by-Gase in die Öffnungen (13), die in den Entlüftungskanal (11) der zweiten Ausströmeinrichtung (11, 13) einmünden, entgegen der Drehrichtung (18) der Kurbel­ welle (5) gerichtet ist.

2. Entlüftungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungs- und Entölungsvorrichtung (9) zur Ver­ bindung des Entlüftungskanales (11) mit dem Ansaugsystem (29) der Brennkraftmaschine eine Entlüftungsleitung (27) aufweist, die in das Kurbelgehäuse (1) integriert ist.

3. Entlüftungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungsleitung (27) als eine in eine Stirnseite (15) des Kurbelgehäuses (1) integrierte Vertiefung ausgebildet ist, die zur Bildung der Entlüftungsleitung (27) mit einem Dec­ kel verschlossen wird.

4. Entlüftungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Entlüftungskanal (11) mindestens eine zu einer Öl­ wanne (6) der Brennkraftmaschine hin gerichtete Ölablaufbohrung (14) aufweist.

5. Entlüftungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölablaufbohrung (14) des Entlüftungskanales (11) im Bereich der Entlüftungsleitung (27) angeordnet ist.