DE19734001A1

DE19734001A1 - Crankcase ventilation

Info

Publication number: DE19734001A1
Application number: DE19734001A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dipl Ing Bachmann
Original assignee: Adam Opel GmbH
Current assignee: Adam Opel GmbH
Priority date: 1997-08-06
Filing date: 1997-08-06
Publication date: 1999-02-11
Also published as: ES2186060T3; EP0896133A1; EP0896133B1; DE59806156D1; ATE227391T1

Abstract

The ventilation for the crankcase, of an internal combustion engine, has a throttle valve (14) in the primary ventilation channel (10), to narrow the cross section of the primary ventilation channel (10) as the engine power loading is reduced. The throttle valve (14) is operated by an actuator according to the underpressure within the intake pipe (5).

Description

Die Erfindung betrifft eine Kurbelgehäuse-Entlüftung ge mäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a crankcase ventilation ge according to the preamble of claim 1.

Eine solche Kurbelgehäuse-Entlüftung ist mit DE 38 24 791 beschrieben. Derartige Kurbelgehäuse-Entlüftungen sichern während des Betriebs der Brennkraftmaschine ständig einen Unterdruck im Kurbelgehäuse, so daß aus diesem keine Gase unkontrolliert in die Umgebung austreten können. Dabei wird bei Belastung der Brennkraftmaschine und geöffneter Drosselklappe der größere Anteil des Kurbelgehäusegases durch die Primär-Entlüftungsleitung in das Ansaugrohr ge langen. Im Leerlauf und somit geschlossener Drosselklappe liegt jedoch nur an der Sekundär-Entlüftungsstelle Unter druck an, so daß sich ausschließlich durch die im Quer schnitt engere Sekundär-Entlüftungsleitung der Unter druck auf das Kurbelgehäuse überträgt und das Kurbelge häusegas nur durch die Sekundär-Entlüftungsstelle in das Ansaugrohr gelangt. Die Menge dieses Gases ist bei Leer lauf besonders kritisch, da durch sie das Leerlaufverhal ten der Brennkraftmaschine beeinflußt wird. Es ist daher üblich, die Sekundär-Entlüftungsöffnung durch eine Düse zu kalibrieren. Dadurch kann im Kurbelgehäuse der auch im Leerlauf aufrechtzuerhaltende Unterdruck zu gering blei ben. Eine beliebige Vergrößerung der Sekundär-Entlüf tungsstelle ist jedoch deshalb nicht praktikabel, weil dadurch der Unterdruck im Ansaugrohr unterhalb der Dros selklappe bei Leerlauf unzulässig absinken würde, so daß die dort angeschlossenen Unterdruck-Servoaggregate, wie Bremsservo, Kraftstoffdruckregler, Tankentlüftungsventil, Ansaugluft-Temperaturregelung, Sekundärluft-Zuführventil und dergleichen in ihrer Funktion beeinträchtigt wären. Andererseits fließt durch die im Querschnitt relativ große Primär-Entlüftungsleitung infolge des bei diesem Betriebszustand bestehenden Druckgefälles aus dem Ansaug rohrbereich vor der geschlossenen Drosselklappe Luft in das Kurbelgehäuse und beeinträchtigt so weiterhin den Un terdruck im Ansaugrohr unterhalb der Drosselklappe.Such a crankcase ventilation is with DE 38 24 791 described. Secure such crankcase vents constantly during the operation of the internal combustion engine Vacuum in the crankcase, so that no gases from it can escape into the environment uncontrolled. Here is opened when the internal combustion engine is loaded and Throttle valve the greater part of the crankcase gas through the primary vent line into the intake pipe long. At idle and thus the throttle valve is closed However, it is only located at the secondary vent point Unter pressure on, so that only by the cross cut narrower secondary vent line of the sub pressure on the crankcase and the crankshaft house gas only through the secondary ventilation point in the Intake pipe arrives. The amount of this gas is empty run particularly critically, because of the idle behavior th the internal combustion engine is affected. It is therefore usual, the secondary vent through a nozzle to calibrate. This allows the crankcase in the Vacuum to maintain idle too low lead ben. Any enlargement of the secondary vent However, it is not practicable because this causes the vacuum in the intake pipe below the Dros selklappe would drop inadmissible at idle, so that the vacuum servo units connected there, such as Brake servo, fuel pressure regulator, tank ventilation valve, Intake air temperature control, secondary air supply valve and the like would be impaired in their function. On the other hand, flows through the cross section relatively large primary vent line as a result of this Operating state of existing pressure drop from the intake Pipe area in front of the closed throttle valve Air in the crankcase and continues to affect the Un pressure in the intake pipe below the throttle valve.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kurbelge häuse-Entlüftung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß sich in allen Betriebsbereichen der Brennkraftmaschine ein ausreichender Unterdruck im Kur belgehäuse einstellt, dabei der Unterdruck im Ansaugrohr stromab der Drosselklappe ausreichend hoch bleibt und die Kalibrierung der Motorsteuerung hinsichtlich des Leer laufverhaltens nicht beeinträchtigt wird.The invention has for its object a crank Housing ventilation of the type mentioned above to improve that in all areas of the Internal combustion engine a sufficient negative pressure in the course adjusts the housing, the vacuum in the intake pipe downstream of the throttle valve remains sufficiently high and the Calibration of the engine control with regard to the empty running behavior is not impaired.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Er findung sind Gegenstand der Unteransprüche.According to the invention, this object is achieved with the features of Claim 1 solved. Advantageous further training of the Er invention are the subject of the subclaims.

Gemäß der Erfindung wird so der relativ große Querschnitt der Primär-Entlüftungsleitung mit zunehmendem Schließwin kel der Drosselklappe und damit zunehmendem Unterdruck im Ansaugrohr stromab der Drosselklappe zunehmend verklei nert und kann letztlich vollkommen geschlossen werden. Somit steht bei großer Last der Brennkraftmaschine und dementsprechend geöffneter Drosselklappe die Primär-Ent lüftungsöffnung über die Primär-Entlüftungsleitung mit dem Kurbelgehäuse in Verbindung. Der sich im gesamten An saugrohr befindliche Unterdruck kann sich somit auch auf das Kurbelgehäuse erstrecken. Das bei hoher Last in er höhtem Umfang auftretende Kurbelgehäusegas (Blow-by) wird sicher abgesaugt. According to the invention, the relatively large cross section the primary ventilation line with increasing closing winch throttle valve and thus increasing negative pressure in the Increasingly reduce intake pipe downstream of the throttle valve nert and can ultimately be closed completely. Thus, the engine stands at a high load accordingly opened throttle valve the primary ent ventilation opening via the primary ventilation line the crankcase in connection. The whole Vacuum pipe located vacuum can also on extend the crankcase. That with high load in it high crankcase gas (blow-by) vacuumed safely.

Bei Leerlauf und geschlossener Drosselklappe entsteht nur wenig Blow-by-Gas. Der stromab der Drosselklappe anlie gende relativ hohe Unterdruck ist ausreichend, um durch den kleinen Querschnitt der Sekundär-Entlüftungsöffnung das Kurbelgehäuse ausreichend zu entlüften und in ihm ei nen ausreichenden Unterdruck aufrechtzuerhalten. Es steht trotzdem ausreichend Unterdruck für Servoaggregate zur Verfügung. Ein Auffüllen des Unterdrucks über die jetzt geschlossene Primär-Entlüftungsleitung ist nicht möglich.When idling and with the throttle valve closed, only occurs little blow-by gas. The downstream of the throttle valve The relatively high negative pressure is sufficient to pass through the small cross section of the secondary vent adequately vent the crankcase and ei in it maintain sufficient vacuum. It stands nevertheless sufficient vacuum for servo units Available. Filling the negative pressure over the now a closed primary vent line is not possible.

Das Drosselventil kann vorteilhaft mittels einer Unter druckdose vom Unterdruck im Ansaugrohr unterhalb der Drosselklappe betätigt sein. Es kann auch vorteilhaft sein, die Unterdruckdose vom Differenzdruck zwischen den Drücken stromauf und stromab der Drosselklappe zu betäti gen. Ebenso ist es möglich, das Drosselventil mittels ei nes elektrischen Aktuators, z. B. eines Elektromagneten oder eines Schrittmotors zu betätigen, indem vom elektro nischen Motorsteuergerät eine elektrisches Signal für das Maß der Drosselung generiert wird.The throttle valve can advantageously by means of a sub Pressure can from the vacuum in the intake pipe below the Throttle valve must be operated. It can also be beneficial be the vacuum box from the differential pressure between the Press to actuate upstream and downstream of the throttle valve It is also possible to use a throttle valve nes electrical actuator, e.g. B. an electromagnet or to operate a stepper motor by the electro African engine control unit an electrical signal for the Degree of throttling is generated.

In besonders vorteilhafter Weise ist das Drosselventil als Schieberventil ausgebildet. Der Schieber dieses Ven tils kann mit einer Schließkurve versehen sein, welche zusätzlich zur Steuerung der Betätigungskraft des Dros selventils eine Anpassung des Drosselverhaltens an die Motorcharakteristik ermöglicht.The throttle valve is particularly advantageous designed as a slide valve. The slider of this Ven tils can be provided with a closing curve, which in addition to controlling the operating force of the Dros selventils an adaptation of the throttle behavior to the Motor characteristic enables.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend an hand einer Zeichnung näher beschrieben. Es zeigenAn embodiment of the invention is below hand described in more detail a drawing. Show it

Fig. 1 das Schema einer erfindungsgemäßen Kurbel gehäuse-Entlüftung, FIG. 1 shows the diagram of a crank housing vent invention,

Fig. 2 eine schematisierte Ansicht auf den Schie ber des Drosselventils in Durchgangsrich tung. Fig. 2 is a schematic view of the slide over the throttle valve in the direction of passage.

Eine Brennkraftmaschine 1 hat ein Kurbelgehäuse, welches über Ölrücklaufkanäle und Ölabscheider mit zwei an der Ventilhaube 2 des Zylinderkopfes 3 austretenden Entlüf tungsstutzen 4 in Verbindung steht. Die Brennkraftmaschi ne 1 weist weiterhin einen Ansaugtrakt mit einem Ansaug rohr 5 sowie ein Abgasrohr 6 auf. Im Ansaugrohr 5 befin det sich eine Drosselklappe 7. Mit dem Pfeil 8 ist die Strömungsrichtung der Luft im Ansaugrohr 5 angegeben. Stromauf der Drosselklappe 7 befindet sich im Ansaugrohr 5 eine Primär-Entlüftungsöffnung 9, die über eine Primär-Ent lüftungsleitung 10 mit einem der Entlüftungsstutzen 4 an der Ventilhaube 2 verbunden ist. Stromab der Drossel klappe 7 befindet sich im Ansaugrohr 5 eine Sekundär-Ent lüftungsöffnung 11, die über eine Sekundär-Entlüftungs leitung 12 mit dem anderen der zwei Entlüftungsstutzen 4 an der Ventilhaube 2 verbunden ist.An internal combustion engine 1 has a crankcase, which is connected via oil return channels and oil separators to two outlet ports 4 emerging from the valve cover 2 of the cylinder head 3 . The internal combustion engine 1 also has an intake tract with an intake pipe 5 and an exhaust pipe 6 . In the intake pipe 5 is a throttle valve 7 . The direction of flow of the air in the intake pipe 5 is indicated by arrow 8 . Upstream of the throttle valve 7 there is a primary vent opening 9 in the intake pipe 5 , which is connected via a primary vent line 10 to one of the vent ports 4 on the valve cover 2 . Downstream of the throttle valve 7 is in the intake manifold 5, a secondary vent 11 , which is connected via a secondary vent line 12 with the other of the two vent 4 on the valve cover 2 .

Der Querschnitt der Primär-Entlüftungsleitung 10 ist grö ßer als der der Sekundär-Entlüftungsleitung 12. Die Größe der Sekundär-Entlüftungsöffnung 11 ist durch eine kali brierte Düse 13 bestimmt und deutlich kleiner als die Primär-Entlüftungsöffnung 9. Im Verlauf der Primär-Ent lüftungsleitung 10 befindet sich ein Drosselventil 14, in welchem ein Schieber 15 verschiebbar gegen die Kraft ei ner Feder 16 angeordnet ist. Der Schieber 15 ist mit ei ner Membran 17 einer Druckdose 18 verbunden. Die Membran 17 trennt die Druckdose 18 in zwei Räume 19 und 20. Der zum Schieber 15 hin gerichtete Raum 19 der Druckdose 18 ist mittels einer Leitung 21 mit dem Ansaugrohr 5 stromab der Drosselklappe 7 verbunden. Der Raum 20 ist mit einer Leitung 22 verbunden mit dem Ansaugrohr 5 stromauf der Drosselklappe 7. Der Schieber 10 weist eine Schließkurve 23 auf.The cross section of the primary ventilation line 10 is larger than that of the secondary ventilation line 12 . The size of the secondary vent 11 is determined by a calibrated nozzle 13 and significantly smaller than the primary vent 9 . In the course of the primary ventilation line 10 there is a throttle valve 14 , in which a slide 15 is arranged displaceably against the force egg ner spring 16 . The slide 15 is connected to a diaphragm 17 of a pressure cell 18 . The membrane 17 separates the pressure cell 18 into two rooms 19 and 20 . The space 19 of the pressure cell 18 directed towards the slide 15 is connected by means of a line 21 to the intake pipe 5 downstream of the throttle valve 7 . The space 20 is connected by a line 22 to the intake pipe 5 upstream of the throttle valve 7 . The slide 10 has a closing curve 23 .

Wird die Brennkraftmaschine 1 mit hoher Last betrieben, dann ist die Drosselklappe 7 ganz oder nahezu ganz geöff net. Im Ansaugrohr 5 herrscht sowohl stromauf als auch stromab der Drosselklappe 7 ein etwa gleicher Unterdruck. Dieser Unterdruck setzt sich sowohl über die Primär-Ent lüftungsleitung 10 als auch über die Sekundär-Entlüf tungsleitung 12 zum Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine 1 fort. Das im Kurbelgehäuse anfallende Gas (Blow-by) wird durch die Primär-Entlüftungsleitung 10 und - in ge ringerem Maße - auch durch die Sekundär-Entlüftungslei tung 12 in das Ansaugrohr 5 abgesaugt und der motorischen Verbrennung zugeführt.If the internal combustion engine 1 is operated with a high load, then the throttle valve 7 is completely or almost completely opened. In the intake pipe 5 there is approximately the same negative pressure both upstream and downstream of the throttle valve 7 . This negative pressure continues both via the primary ventilation line 10 and via the secondary ventilation line 12 to the crankcase of the internal combustion engine 1 . The resulting gas in the crankcase (blow-by) is sucked through the primary ventilation line 10 and - to a lesser extent - also through the secondary ventilation line 12 into the intake pipe 5 and fed to engine combustion.

Sowohl oberhalb als auch unterhalb der Membran 17 der Druckdose 18 herrscht annähernd gleicher Druck, so daß die Membran 17 nicht ausgelenkt wird und der Schieber 15 somit die Primär-Entlüftungsleitung 10 nicht drosselt. Deren gesamter Querschnitt steht so für die Entlüftungs leistung zur Verfügung.Both above and below the membrane 17 of the pressure cell 18 there is approximately the same pressure, so that the membrane 17 is not deflected and the slide 15 thus does not throttle the primary ventilation line 10 . The entire cross-section is thus available for the ventilation performance.

Mit zunehmendem Schließen der Drosselklappe 7 verändern sich auch die Drücke oberhalb und unterhalb der Drossel klappe 7. Unterhalb der Drossellappe 7 nimmt der Unter druck zu und oberhalb reduziert er sich. Über die Leitung 21 wird der zunehmende Unterdruck in den Raum 19 unter halb der Membran 17 der Druckdose 18 übertragen. Der re duzierte Unterdruck oberhalb der Drosselklappe 7 über trägt sich über die Leitung 22 auf den Raum 20 oberhalb der Membran 17 der Druckdose 18. Durch die Druckdifferenz in den Räumen 19 und 20 wird die Membran 17 50 ausge lenkt, daß der mit ihr verbundene Schieber 15 den Quer schnitt der Primär-Entlüftungsleitung 10 reduziert.With increasing closing of the throttle valve 7 , the pressures above and below the throttle valve 7 also change . Below the throttle flap 7 , the vacuum increases and above it reduces. Via the line 21 , the increasing negative pressure is transferred into the space 19 under half of the membrane 17 of the pressure cell 18 . The re-reduced vacuum above the throttle valve 7 carries over via line 22 to the space 20 above the membrane 17 of the pressure cell 18th Due to the pressure difference in rooms 19 and 20 , the diaphragm 17 50 is deflected out that the slider 15 connected to it reduces the cross section of the primary vent line 10 .

Mit zunehmender Drosselung des Ansaugrohres 5 der Brenn kraftmaschine 1 mittels der Drosselklappe 7 wird somit zunehmend auch die Primär-Entlüftungsleitung 10 gedros selt. Bei geschlossener Drosselklappe 7, also bei Leer lauf der Brennkraftmaschine 1, wirkt der relativ hohe Un terdruck im Ansaugrohr 5 stromab der Drosselklappe 7 über die Sekundär-Entlüftungsleitung 12 auf das Kurbelgehäuse. Die Düse 13 verhindert ein zu starkes Absaugen von Gas aus dem Kurbelgehäuse. Die Primär-Entlüftungsleitung 10 ist nun durch den Schieber 15 verschlossen, so daß der Unterdruck im Kurbelgehäuse durch die Primär-Entlüftungs leitung 10 nicht aufgefüllt werden kann, sondern stabil erhalten bleibt. Gleichzeitig ist somit auch über den ge samten Betriebsbereich der Brennkraftmaschine unterhalb der Drosselklappe 7 ausreichender Unterdruck für den An trieb diverser Servoaggregate vorhanden.With increasing throttling of the intake pipe 5 of the internal combustion engine 1 by means of the throttle valve 7 , the primary vent line 10 is thus increasingly throttled. When the throttle valve 7 is closed, that is when the internal combustion engine 1 is idling, the relatively high negative pressure in the intake pipe 5 acts downstream of the throttle valve 7 via the secondary ventilation line 12 on the crankcase. The nozzle 13 prevents excessive suction of gas from the crankcase. The primary ventilation line 10 is now closed by the slide 15 , so that the negative pressure in the crankcase through the primary ventilation line 10 can not be filled, but remains stable. At the same time there is sufficient vacuum for the drive to various servo units over the entire operating range of the internal combustion engine below the throttle valve 7 .

Indem der Schieber 10 eine Schließkurve 23 aufweist, kann das Drosselverhalten des Schiebers 10 so abgestimmt wer den, daß über den gesamten Betriebsbereich der Brenn kraftmaschine 1 ein optimaler und stabiler Unterdruck im Kurbelgehäuse aufrechterhalten werden kann. Ebenso wird bei allen Betriebsbedingungen das Kurbelgehäuse ausrei chend entlüftet und es steht trotzdem ständig ausreichen der Unterdruck zum Antrieb von Servogeräten zur Verfü gung.By the slider 10 has a closing curve 23 , the throttle behavior of the slider 10 can be adjusted so that the engine 1 can maintain an optimal and stable vacuum in the crankcase over the entire operating range. Likewise, the crankcase is adequately vented in all operating conditions and there is still sufficient vacuum to drive servo devices.

Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel be schränkt. Das Drosselventil kann z. B. auch als Drehschie ber ausgebildet sein. Als Aktuator zur Betätigung des Drosselventils kann anstelle einer Druckdose auch ein elektrischer Stellmotor vorgesehen sein, der von Stellsi gnalen angesteuert wird, die von einer elektronischen Mo torsteuerung in an sich bekannter Weise generiert werden bzw. die als Kennfeld in einer Datei des Motorsteuergerä tes gespeichert sind.The invention is not based on the embodiment limits. The throttle valve can e.g. B. also as rotary shooting be trained. As an actuator for actuating the Throttle valve can also be used instead of a pressure cell electric servomotor can be provided by Stellsi gnalen is controlled by an electronic Mo gate control can be generated in a manner known per se or as a map in a file of the engine control unit tes are saved.

Claims

1. crankcase ventilation for an internal combustion engine with a throttle valve arranged in an intake pipe and a primary ventilation point opening in the flow direction upstream of the throttle valve and a secondary ventilation point opening behind the throttle valve in the flow direction, the primary ventilation point are connected to a primary ventilation line and the secondary ventilation point to a secondary ventilation line with a space connected to the crankcase and the primary ventilation line has a substantially larger effective cross-section than the secondary ventilation line, characterized in that that in the primary ventilation line ( 10 ) a throttle valve ( 14 ) is seen before, which reduces the effective cross-section of the primary ventilation line ( 10 ) with decreasing motor load Tor.

2. crankcase ventilation according to claim 1, characterized in that the throttle valve ( 14 ) is actuated by an actuator which is driven by the negative pressure in the intake pipe ( 5 ).

3. crankcase ventilation according to claim 1, characterized in that the throttle valve ( 14 ) is actuated by an actuator which is driven by the differential pressure between the upstream and downstream pressures of the throttle valve ( 7 ).

4. crankcase ventilation according to claim 1, characterized in that the throttle valve ( 14 ) is actuated by an electrically driven actuator which is controlled by means of the electronic control part of the internal combustion engine.

5. crankcase ventilation according to claim 1 to 4, characterized in that the throttle valve ( 14 ) is designed as a slide valve.

6. crankcase ventilation according to claim 5, characterized in that the slide ( 15 ) of the slide valve ( 14 ) on the characteristics of the internal combustion engine ( 1 ) matched closing curve ( 23 ).