DE1997141U

DE1997141U - Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE1997141U
Application number: DE1997141U
Authority: DE
Original assignee: Johnson Products Inc
Current assignee: Johnson Products Inc
Priority date: 1964-01-22
Filing date: 1965-01-15
Publication date: 1968-11-21
Also published as: US3189012A; GB1069136A

Description

Brennkraftraaschine

33ie feuerung bezieht sich auf Brennkraftmaschinen und richtet sich insbesondere auf ein Kurbelgehäuse-Entlüftungssystem und darüberhinaus auf ein neuartiges Kurbelgehäuse-Lufteinlassventil in Kombination mit einem Überdruckkurbelgehäuse-Auspuffsteuersystem zu der Ansaugleitung.

Die Feuerung stellt eine Weiterentwicklung einer Konstruktion dar, bei der ein abgedientetes Eurbelgehäuse-Auspuffsystem zu der Ansaugleitung Verwendung findet.

Ssattosto DrssOfie» Bank AG Ham· ZZ! 438 · Po«lach«d(kO(>to: Dortmund SStBt- Telegnammanschrlft: Bahrpalenla Hemewestfalen / Babetzpat München

In der Verbindungsleitung befindet eich ein StrbmungsSteuerventil. Dies ermöglicht ain Durchblasen der Gase vom Kurbelgehäuse zur Ansaugleitung bei Öffnung durch ein Steuerelement, das auf der einen Seite atmosphärischem oder Normaldruck und auf der anderen Seite dem Kurbelgehäuseüberdruck ausgesetzt ist. Somit offnst es sich in Reaktion auf ein Anateigen des iKurbelfeehäusedruckes über den Atmosphärendruck, um die Auspuffgase zur Ansaugleitung durchzublasen. Dadurch können keine Gase aus dem abgedichteten Kurbelgehäuse in die Atmosphäre austreten. Außerdem wird der übliche wesentliche Lufteinlaß unmittelbar aus der Atmosphäre in das Kurbelgehäuse ibeseitigt, um dadurch das Verschlammen infolge Kaltluft-Btrömung und Staubeintritt in das Kurabelgehäuse zu steucirn.

Umfangreiche Versuche dieses Systems an Fahrzeugen verschiedenster Art haben seine Einmaligkeit, Betriebssicherheit und Vorteile erwiesen. Jedoch zeigten die gemachten Versuche an Straßenfahrzeugantriebsmaschinen mit wenigstens teilweisem Verschleiß die Notwendigkeit einer Abänderung des Systems für ein optimales Arbeiten auch unter diesen Bedingungen auf.

Es hat sich gezeigt, daß verschlissene Maschinen bei Verwendung des neuartigen Systems an einem abgedichteten Kurbelgehäuse ein wesentliches Kurbelgehäusevakuum oder einen Unterdruck zeigen, wenn das Fahrzeug bsi gedrosseltem oder zurückgenommenem Gas verlangsamt wird. Eine Verlangsamung bei zu-

rückgenommanem Gas tritt typisch dann auf, wenn man die Antriebsmaschine als Brennkraft verwendet, beispielsweise beim Herunterfahren über lange Bergstrecken. Der Unterdruck wird durch die fortgesetzte umgekehrte Strömung der Gase vom Kurbelgehäuse durch die Maschinenzylinder um die Kolben Z¹I den Verbrennungskäniniexn οέ&ϊό auf 'umgekehrOeni Weg VeIf^-ursacht.

Diese Erscheinung und ihr Ergebnis lassen sich wie folgt erklären: Eine Maschine arbeitet normalerweise wie eine Luftpumpe. Die Luft wird durch den Vergaser und das Ansaugsystem duroh die Abwärtsbewegung des Kolbens angesaugt. Während dieser Zeit ist das Einlaßventil geöffnet. Das Einlaßventil wird dann geschlossen, und die Luft wird zusammen mit dem vom Vergaser beigemischten Breinnstoff bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens komprimiert. Die Füllung wird dann durch die Zündkerze gezündet, wodurch der Kolben für den !Krafthub nach unten gestoßen v/ird. Das Auspuffventil wird nach dem Krafthub geöffnet, und der Kolben kehrt in die obere Stellung zurück, wobei die verbrannten Auspuffgase in die Auspuffleitung und in die Atmosphäre ausgestoßen werden. Die Menge der durch die Maschine gepumpten Luft hängt von der Stellung der Vergaserdrosselplatte ab. Während der Verlangsamung bei geschlossener Drosselplatte wirö pralLSisch keine Luft durch die Maschine

wegem der Verengung am Vergaser gepumpt. ,Die Pumpkräfte jedoch werden von den Kolben weitererzeugt. Dies führ-**! dazu, daß ein hohes Vakuum bis zu 660 mm in dler Ansaugleitung erzeugt wird. Während des Ansaughubesi des Kolbans iet dieses Vakuum in der Verbrennungskammer ebenfalls vor«

weise geringen Druckanstieg in der Verbrennungskamm or. Da /~\ die durchschnittlichen Verbrönnungskammerdrücke während der Verlangsamung oder Verzögerung gut unterhalb des Atmosphärendruokes liegen, werden die Kurbelgehäusegase über die Kolbenringe in die Verbrennungskammer eingesaugt und über das Spiel zwischen dem Ansaugventil und der Ventilführung in die Ansaugleitung gefördert. Wenn die Maschine verschleißt, dann nimmt die Menge der vom Kurbelgehäuse während der Verzögerung angesaugten Gase zu, wodurch die Kurbelgehäusedrücke unterhalb Atmosphärendruck bis tu einem solchen Ausmaß reduziert werden, daß diese Unterdrücke schädlich werden.

Ziel der vorliegenden Steuerung ist die Schaffung eines druckbetätigten Kurbelventilationssysteras sowohl für verschlissene Maschinen von Straßenfahrzeugen als auch für Maschinen, die sich in gutem Zustand befinden, indem eine Kurbelgehäuse-Entlüftungskappe vorgesehen wird, die verhindert, daß irgendwelche Kurbelgehäuseabgase in die Atmosphäre strömen, aber auch die Entstehung eine/wesent-

liclien Vakuums oder Unterdruckes im Kurbelgehäuse verhindert.

Weiter richtet sich die Keuerung auf die Schaffung einer Brennkraftmaschine mit gesteuerter Gasströmung und vollständiger Druckkontrolle zwischen der Ansaugleitung, dem Kurbelgehäuse und der Atmosphäre zur Erzielung optimaler Betriebsbedingungen mit minimaler Schlammbildung im Kurbelgehäuse und ohne Ausstoß schädlicher Rauche aus dem Kurbelgehäuse in die Atmosphäre.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Kurbelgehäuse-Entlüftungssystems für alle Brennkraftmaschinen ohne Zwang zur Einstellung oder Abänderung bei der Anpassung an die besondere Maschine, welches darüberhinaus auch bei verschlissenen Maschinen von Straßenkraft fahrzeugen für die gesteuerte Gasströmung voll wirksam bleibt.

Die Neuerung richtet sich ferner auf die Schaffung eines Kurbelgehäuse-AuspuffSteuersystems, welches eine AuspuffgäSäbstrÖP.iung in die Atmosphäre verhindert und die Zuführung so geringer gesteuerter Luftmengen zum Kurbeigehäuse aus ehr Atmosphäre ermöglicnt, daß gerade ein schädliches übermäßiges Vakuum verhindert wird, die jedoch so gering sind, daß die Schlammbildung auf vernachlässigbare Größen

begrenzt wird.

Gegenstand der Neuerung ist ferner ein Kurbelgehäuse-Entlüftungssystem, insbesondere für verschlissene Brennkraftmaschinen, d>ie bei geschlossener Drossel verlangsamt werden.

Schließlich richtet sich die Neuerung auf die Schaffung einer neuartigen KurbelgehäusefüllTohrkappe mit der Fähigkeit zur Kontrolle des Atmosphärenlufteintritts in das abgedichtete Kurbelgehäuse in geregelten kleinen Mengen zur Verhinderung eines wesentlichen Kurbelgehäuse-Unterdruckes durch Erzeugung einer Einwegströmungssteuerung zum Kurbelgehäuse und durch Verhinderung des Austrittes schädlicher Rauche oder Dämpfe in die Atmosphäre, während ein begrenzter Lufteintritt mit minimaler Verschlammung ermöglicht wird.

Diese und andere Ziele und Merkmale der Neuerung ergeben Bich aus der foalgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. Die Zeichnungen zeigen in

Fi.g 1 eine Rückansicht einer Brennkraftmaschinθ, bei der der Gegenstand der Neuerung zur Anwondung gebracht ist;

Pig. 2 eine Seitenansicht der neuartigen Ölfüllrohrkappe gemäß der Neuerung;

Fig. 3 einen Schnitt durch die Kappe nach Fig. 2 und

in
Fig. 4 eine Teilschnittdarstellung des Druckströmungs-

steusrteiles der neuerungsgemäßen Vorrichtung.

Die i"» Fig. 1 wiedergegebene Vorrichtung 10 enthält eine Brennkraftmaschine 12 mit einem Kurbelgehäuse 14, einer Ansaugleitung 16 und einer Ölwanne 18 sowie einem Füll-„rohr 20. Diese Anlage enthält eine Steuervorrichtung für gasförmige Dämpfe vom Kurbelgehäuse 14 in die Ansaugleitung 16 uiid eine Vakuumableitungsvorrichtung in Form einer Ölfüllkappe auf dem Füllrohr.20.

S Die Kappe 24 besteht aus einem Gehäuseraantel 26 mit einer

ausgesparten Fläche 28, die über das Füllrohr 20 paßt. Die untere Bandkante des Gehäuses enthält eine obere ringförmige Bördelrille 30 zur Aufnahme und Halterung eines nachgiebigen Ringes 32, vorzugsweise aus einem elastischen Gummimaterial, um die Kappe auf dem Füllrohr durch Reibungskräfte zu halten und die Verbindung abzudichten.

Eine ringförmige Trennwand 34 erstreckt sich über den Mittelteil des Gehäuses zwischen seinen Enden* Sie enthält

eine mittlere Verlagerung 36, die einen Federsitz 37 bildet. Die Verlängerung weist eine in Achsrichtung verlaufende Steueröffnung 3δ innerhalb des Federsitzes 37 auf. Der Querschnitt jedes Ringsegmentes dieser Trennwand entspricht einem umgekehrten U. Der nach unten hängen^·' de Umfangsflansch 34 der Trennwand steht SBKkrecht dazu und ist an der Innen wandung des Gehäuses 26 befestigt. Der

. ) Steg des U-föiTnigen Querschnittes nimmt einen elastischen

Stopfen 40 aus Gummi od. dgl. auf, der sich auf das obere Ende des Füllrohres 20 setzt. Eir oberer ringförmiger Ventilsitz 42 ruht auf der Trennwand 34 unä ist an ihr befestigt.

In der oberen Hälfte der Kappe ist zwischen dem cberen Ende und der Trennwand ein ringförmiges Filter vorgesehen. Es befindet sich zwischen dem mittleren Durchtrittsteil der Kappe und einer Vielzahl von in die Atmosphäre ausmündenden Einlaßkanälen %S. Infolgedessen entsteht ein Durchlaß von den Kanälen 46 durch den Veintilkanal 47, über den Durchlaß 38 und die Ausnehmung 28 zum Füllrohr. Dieser Durchtritt und insbesondere dor Ventilkanal 47 ist normalerweise durch ein plattenartiggs SixivvGg-Rückschlagven+il verschlossen, das durch die Feder 50 gegen den Ventilsitz 42 gedruckt wird. Die Vorspannungskraft dieser Feder ist derart berechnet, daß sich das Ventil nur· bei einem vor-

bestimmten Druckdifferential zwischen der atmosphärischen Luft an den Kanälen 46 und einem Kurbelgehäuseunterdruck öffnet. Damit können die Dämpfe und Rauche aus dem Kurbel-^ gehäuse nicht nach oben durch die Kappe in die Atmosphäre austreten.

Die Dampfströmung der Nebenschlußgase vom Kurbelgehäuse 12 des Maschinenblocks 12¹ (Pig, 4) zum Ansaugsystem und insbesondere zu der Ansaugleitung 16 wird mit Hilfe der Strömungsregelvorriöhtung 22 erreicht.

Diese Strömungsregelvorrichtung enthält eine Leitung, !bestehend aus dem Anschlußstüek 60. einem Gummischlauch '62 zwischen dem Anschlußstüek und dem mittleren Leitungsteil 64, einem Gummischlauchschlußs-tUck 66 zwischen dem mittleren Teil 64 und einer Aus3trömleitung 68 von der Seiten wanne 70 des Maschinenblocks. Vorzugsweise ist an der Innenseite der Seitenwanne eii; Ölabscheider 72 befestigt, um ^{5i 1} eine Ölströmung in das Leitungssystem zu verhindern. Γ;'"

Ein Drosselklappenventil 86 ist auf einer Drehachse 78 im mittleren Teil 64 montiert, um den Kanal im Bedarfsfall zu schließen und die Gasströmung vom Kurbelgehäuse zur Ansaugleitung entsprechend dem jeweiligen Öffnungsgrad zu ermöglichen♦ Ein Schwenklenker 80 ist an der Welle

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außierhalb des Leitungsteiles 64 befestigt. Das obere Ende dieses Lenkers 80 ist drehbar an einem querverlaufenden, hin- und hergehenden Lenker 82 befestigt, dessen anderes Ende an den Haltesungsplatten 84 auf den anderen Seiten der Merabranbetätigungsvorrichtung 86 befestigt ist. Diese Membran So weist im allgemeinen kreisförmige Gestalt auf, wobei der Lenker 82 an ihr aittig befestigt ist. Der Umfang der Membran wind zwischen zvä. Hälften 90 und 92 eines Druckregelgehäuses gehalten . Die eine Seite oder Kammer diesea Druckregelgehäuses ist über die Durchbrüche 94 dem Atmosphärendruck ausgesetzt, während die andere Seite unter dem Kurbelgehäusedruck über ein Kurbelgehäusedruckrohr 96 steht. Dieses Rohr erstreckt sich von dieser Kammer nach unten zum Rohrteil 64 auf der Kurbelgehäuseseite des Drosselklappenventils 76.

-ώ> -ΙΙ&ΛΙΪ Im Betrieb wird das Rückschlagventil 48 in der Füllrohr- ;'^λ Slv^fe'kappe normalerweise in eine geschlossene Stellung ge-

■ iSiflill' drückt. Bei normalem Maschinenbetrieb erfolgt das Dur^hblasen von den Zylindern der Maschine über die Kolben zur Steigerung des Kurbelgehäuses über dem Atmosphärendruck, Der Kurbelgehäusedruck in der Leitung erzeugt ein positives Druckdifferential an der Membran 86 gegenüber dem Atmosphärenoder Normalwert unter Verschiebung der Membran. Dadurch wird das Gestänge verschoben und das Drosselklappenventil um ein bestimmtes Stück gedreht, so daß die Kurbelgehäusegase über

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das Ventil in die Ansaugleitung fließen können. Sobald das Druckdifferential verschwindet, wird das Ventil geschlossen. Das Drossölklappenventil selbst spricht nicht auf ein Druckdifferential zwischen der Ansaugleitung und dem Kurbelgehäuse an. Es wird durch Ansaugleitungsuriter- ! Srliöfc nicht geöffnet. Sogar die auf den Druck ansprechende

Membran 86, die das Ventil steuert, öffnet es nur bei einem positiven Druckdifferential vom Kurbelgehäusedruck gegenüber dem Normaldruck, gewöhnlich dem Atmosphärendruck. Es bewegen sich keine Kurbelgehäusedämpfe in die Kammer auf der Kurbelgahäuseseite der Membran, da dort eine Totleitung vorliegt. Dadurch ist der Verschleiß der Membran minimal. Niederschläge auf dem DDsselklappenventil werden durch die selbstrednigenden Eigenschaften der Vomchtung automatisch abgewaschen.

Beginnt die Maschine wesentlich oder wenigstens teilweise zu verschleißen, dann erzeugt die Gasbewegung bei Verzögerung mit geschlossener Drossel infolge der Gase, die vom Kurbelgehäuse über die Kolben in die Zylinder gepumpt werden, einen Unterdruck im Kurbelgehäuse. Ein wesentlicher Unterdruck im Kurbelgehäuse kann die Maschine beschädigen. Infolgedessen verschiebt zur Beseitigung dieses Zustandes, wenn das Druckdifferential zwischen dem atmosphärischen Normaldruck iand dsm Unterdruck im Kurbelgehäuse einen vorbestimmten Wert erreicht, dieses Druckdiffereiitial das

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Rückschlagventil 48 gegen die Vorspannung der Feder.30. Dadurch kann eine kleine geregelte Menge gefiltertes.· atmosphärischer Luft in das Kurbelgehäuse eintreten und damit dieses Druckdifferential beseitigen. Man erkennt, daß die für die Aufhebung dieses Vakuums notwendige Luft- ;r.sng# norssal^rweiss sehr gering iist* sa daß eine ScM-amrnbildung durch Eindringen kalter Luft in das Kurbelgehäuse kein Problem darstellt.

Zweifellos werden also die Betriebsbedingungen der Maschine die Gasdruckbedingungen, und die Strömungsbedingungen vollständig über das Kurbelgehäuse und das AniBaugleitungssystem der Maschine geregelt, um sie auf optimalem Wert zu halten. Der Kaltlufteintritt in das Kurbelgehäuse wird auf einem Minimum gehalten. Das Kurbelgehäuse ist so abgedichtet, daß der Austritt schädlicher Rauche oder Gase in die Atmosphäre 7erhindert wird..

iWeitere Merkmale der Neuerung ergeben sich ohne weiteres aus dem Studium der Beschreibung der wiedergegebenen bevorzugten Ausführungsform. Selbstverständlich kann man auchd.nj.ge konstruktive Einzelheiten ändern, beispielsweise die Ventilanordnung, ohne den Rahmen der Neuerung zu verlassen.

Schutg.anspru.che:

Claims

Schutzansprüche :

1. Mit einer Luf tansaugvorrieh.tung versehene Brennkraftmaschine, gekennzeichnet durch ein abgedichtetes Kurbelgehäuse, eine gasführende Leitung zwischen dem abgedichteten Kurbelgehäuse und der Luftansaugvcrrichtusg, einen Gasströmungsregler für diese

f~ \ Leitung, der= auf ein Bruekdixxereutial zwiseasa dem

Kurbelgehäuseüberdruck gegenüber einem Normaldruck anspricht, um die Strömung von Durehblasgasen vom Kurbelgehäuse zu den Ansaugvorrichtungen zu ermöglichen und die Strömung der Gase durch die Leitungen zu verhindern, wenn der Kurbelgahäusedruck unterhalb des Normalpunktes liegt, und durch eine auf Unterdruck ansprechende Auslösevorrichtung £ir das Kurbelgehäuse, die auf einen vorbestimmten Unterdrück im Kurbelgehäuse unter dem Atmosphärendruck anspricht und der Beseitigung dieses Unter-

druckes dient, dagegen nicht auf einen Überdruck über

Atmosphärendruck reagiert.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Auslösevorrichtung ein normalerweise geschlossenes, die Strömung regelndes Einwegventil zwischen Kurbelgehäuse und einer Gasquelle ist, die Strömung von Kurbelgehäuse zur Gasquelle verhindert und

— sich beim Auftreten eines Ünterdruckes im Kurbelgehäuse

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öffnet void, daher eine regulierte Strömung von der Gasquelle zum Kurbelgehäuse ermöglicht.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η ζ ei c h η e t , daß das Einwegventil zwischen dem Kurbelgehäuse und der die Gasquelle bildenden Atmosphäre sitzt.

4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet , daß das Kurbelgehäuse ein Füllrohr mit einer abgedichteten Kappe aufweist, und das Ablaßventil in der Kappe montiert und über eine Öffnung in dieser Kappe unter Vorspannung steht

damit normalerweise diese Öffnung achließt.

5. Brennkraftmaschine nrxh Anspruch 4, dadurch

~\ gekennzeichnet, daß die Kappe eine aus

gesparte über das Füllrohr passende Unterseite, eine ringförmige Abdichtung und eine Halxerungsvorrichtung in der ausgesparten Unterseite zur Abdichtung gegenüber dem Rohr und zur Halterung der Kappe an ihrem Platz ■und ein Filter aufweist, das in Strömungsverbindung mit der Öffnung steht.