DE202004004801U1 - Oil feedback device for IC engine has oil recovered from blow-by gases fed back to crank housing via pump - Google Patents

Oil feedback device for IC engine has oil recovered from blow-by gases fed back to crank housing via pump Download PDF

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Abstract

The oil feedback device has an oil separator (20) for separation of oil from the blow-by gases during operation of the IC engine, with collection of the separated oil in a collection space (22). A pump (26), e.g. a membrane pump, is used for feedback of the oil from the collection space to the IC engine crank housing (25) and driven by the reduced pressure generated during operation of the engine, respective non-return valves (10,11) provided for the collection space and the crank housing.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Rückführen von Öl, das mittels eines Ölabscheiders aus im Betrieb einer Brennkraftmaschine erzeugten Blow-by-Gasen abgeschieden und in einem Sammelraum gesammelt wird, in das Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine.The invention relates to a device for the return of oil, which means an oil separator Blow-by gases generated in the operation of an internal combustion engine are separated and is collected in a collecting space, in the crankcase of the internal combustion engine.

Gemäß einer gesetzlichen Auflage dürfen Kurbelgehäusegase wegen ihrer umweltschädlichen Bestandteile nicht in die Umgebung abgelassen werden, sondern müssen wieder in den Ansaugtrakt eingeführt werden. Wegen der in den Kurbelgehäusegasen enthaltenen Ölpartikel ist dies problematisch. Deshalb müssen solche Ölpartikel vor der Rückführung der Gase in den Ansaugtrakt aus dem Blow-by-Gas abgeschieden und wieder in das Kurbelgehäuse zurückgeführt werden. Hierzu ist in der DE 198 13 702 C1 eine Vorrichtung in die Ventilhaube für eine Brennkraftmaschine integriert, bei der Ölpartikel aus dem ölbeladenen Blow-by-Gas in einem Syphon abgeschieden und aus diesem Syphon allein unter Schwerkraftwirkung in das Kurbelgehäuse zurückgeführt werden.According to a legal requirement, crankcase gases must not be released into the environment because of their environmentally harmful components, but must be reintroduced into the intake system. This is problematic because of the oil particles contained in the crankcase gases. Therefore, such oil particles must be separated from the blow-by gas before the gases are returned to the intake tract and returned to the crankcase. For this is in the DE 198 13 702 C1 a device is integrated in the valve cover for an internal combustion engine, in which oil particles from the oil-laden blow-by gas are separated in a siphon and are returned from this siphon into the crankcase solely under the action of gravity.

In Versuchen wurde festgestellt, daß bei verschiedenen Motoren insbesondere im Vollastbetrieb das Abführen des abgeschiedenen Öles allein durch die Schwerkraft nicht ausreicht.Experiments have shown that at Various engines, especially in full load operation, the removal of the separated oil by gravity alone is not enough.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten An so auszugestalten, daß die Rückführung des abgeschiedenen Öles verbessert wird.The invention has for its object a Device of the type mentioned so that the return of the separated oil is improved.

Zur Lösung dieser Aufgabe dient Anspruch 1.To solve this problem, claim 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous embodiments of the Invention are in the subclaims specified.

Die von der Erfindung vorgesehene Pumpe nutzt für ihren Antrieb den Druckunterschied zwischen dem Umgebungsdruck und dem im Betrieb der Brennkraftmaschine erzeugten Unterdruck, beispielsweise den im Saugrohr herrschenden Unterdruck, und zwar vorzugsweise zum Bewegen einer Membran, die von der Unterdruckquelle im Motor zu einer Aufwärtsbewegung veranlaßt wird und damit einen Druckunterschied zwischen einem Sammelraum des Öles und einer vorzugsweise eine Steigleitung umfassenden Kammer unterhalb der Membran erzeugt, wodurch Öl aus dem Sammelraum in die Steigleitung über ein erstes Rückschlagventil eingesaugt wird. Durch die Bewegung der Membran nach oben wird die Verbindung zur Unterdruckquelle abgesperrt und über eine Entlüftung ein Druckausgleich in der ersten Kammer oberhalb der Membran erzeugt, so daß diese wieder nach unten bewegt wird. Dadurch wird der Druck in der Steigleitung soweit erhöht, daß das erste Rückschlagventil sperrt und ein zweites, mit dem Kurbelgehäuse in Verbindung stehendes Rückschlagventil öffnet, um den Abfluß des in die Steigleitung eingesaugten Öles zu bewirken. Dieses Arbeitsspiel wiederholt sich zyklisch. Die Vorrichtung nach der Erfindung sorgt mittels der erfindungsgemä ßen Pumpe für einen verbesserten Rückfluß des abgeschiedenen Öls ohne Verbrauch von Fremdenergie zum Antrieb der Pumpe.The provided by the invention Pump uses for their drive the pressure difference between the ambient pressure and the negative pressure generated during operation of the internal combustion engine, for example the negative pressure prevailing in the intake manifold, preferably to Moving a diaphragm from the vacuum source in the engine to one upward movement causes and thus a pressure difference between a collecting space of the oil and a chamber preferably comprising a riser below the membrane creates, causing oil from the collecting room into the riser via a first check valve is sucked in. The membrane moves upwards Blocked connection to the vacuum source and on via a vent Pressure equalization generated in the first chamber above the membrane, see above that these is moved down again. This will increase the pressure in the riser increased so far that this first check valve locks and a second, connected to the crankcase Check valve opens to the outflow of the in the riser of sucked oil to effect. This work cycle is repeated cyclically. The device according to the invention ensures by means of the pump according to the invention for one improved reflux of the separated oil without Use of external energy to drive the pump.

Die Erfindung ist im folgenden anhand einer schematischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels mit weiteren Einzelheiten näher erläutert.The invention is based on the following a schematic representation of an embodiment with others Details closer explained.

In der einzigen Figur ist mit der Bezugszahl 20 ein Ölabscheider bezeichnet, dem eine Einlaßleitung 21 für Blow-by-Gas vorgeschaltet und ein Sammelraum 22 für aus dem Blow-by-Gas abgeschiedenes Öl nachgeschaltet ist. Mit 24 ist eine Rückführleitung für gereinigtes Blow-by-Gas in den Ansaugtrakt bezeichnet. Zwischen dem Sammelraum 23 und dem bei 25 angedeuteten Kurbelgehäuse ist eine insgesamt mit der Bezugszahl 26 bezeichnete Pumpe gemäß der Erfindung angeordnet. Dabei handelt es sich um eine Membran-Pumpe mit einer Membran 1, die zentral durch ein damit fest verbundenes Versteifungsteil 2 verstärkt ist. Die Membran ist zwischen ein unteres Gehäuseteil 3 und ein oberes Gehäuseteil in Form eines Deckels 4 eingespannt. Der Deckel 4 enthält ein Düsenteil 8 zur Verbindung mit einem Saugrohr 27 der (nicht gezeigten) Brennkraftmaschine. Ferner ist in dem Deckel eine Entlüftung in Form einer kalibrierten Bohrung 12 vorgesehen.In the single figure is with the reference number 20 denotes an oil separator to which an inlet line 21 for blow-by gas upstream and a collection room 22 for oil separated from the blow-by gas. With 24 is a return line for cleaned blow-by gas in the intake tract. Between the collecting room 23 and with 25 indicated crankcase is one with the total reference number 26 designated pump arranged according to the invention. It is a diaphragm pump with a diaphragm 1 , which is centrally connected by a stiffening part 2 is reinforced. The membrane is between a lower part of the housing 3 and an upper housing part in the form of a cover 4 clamped. The lid 4 contains a nozzle part 8th for connection to a suction pipe 27 the internal combustion engine (not shown). There is also a vent in the form of a calibrated bore 12 intended.

Das untere Gehäuseteil 3 umfaßt ein Steigrohr 9 und nimmt das Versteifungsteil auf.The lower housing part 3 includes a riser 9 and picks up the stiffener.

Eine erste Feder 5 drückt das Versteifungsteil 2 mit Membran 1 in seine in der Zeichnung gezeigte untere Ausgangslage. In einem oberen Topf 13 des Versteifungsteiles ist ein Stempel 7 aufgenommen und über eine zweite Feder 6 zurückgehalten.A first feather 5 presses the stiffener 2 with membrane 1 in its lower starting position shown in the drawing. In an upper pot 13 the stiffening part is a stamp 7 recorded and via a second spring 6 retained.

Am unteren Ende der Steigleitung sind zwei Rückschlagventile 10, 11 angeordnet, und zwar das erste Rückschlagventil 10 seitlich im Bodenbereich des Sammelraumes 22 zum Einlassen von Öl in die Steigleitung 9 und das zweite Rückschlagventil 11 im Boden der Steigleitung zum Auslassen von Öl in das Kurbelgehäuse 25.At the bottom of the riser are two check valves 10 . 11 arranged, namely the first check valve 10 sideways in the floor area of the collecting room 22 to let oil into the riser 9 and the second check valve 11 in the bottom of the riser to drain oil into the crankcase 25 ,

Die Kammer oberhalb der Membran ist mit der Bezugszahl 14 und die Kammer unterhalb der Membran mit der Bezugszahl 15 bezeichnet.The chamber above the membrane is with the reference number 14 and the chamber below the membrane with the reference number 15 designated.

Im Ruhezustand der Brennkraftmaschine befindet sich die Membran 1 in abgesenktem, in der Zeichnung dargestelltem Zustand. Im Betrieb der Brennkraftmaschine wird die Kammer 14 oberhalb der Membran über das Düsenteil 8 auf den im Saugrohr 27 herrschenden Unterdruck gebracht, so daß aufgrund des auf die Membran nun einwirkenden Differenzdruckes die Membran 1 samt Versteifungsteil 2 nach oben bewegt wird. Dadurch wird das Volumen in der Kammer 15 unterhalb der Membran vergrößert, so daß der Druck in dieser Kammer 15 absinkt. Dies veranlaßt das erste Rückschlagventil 10 zum Öffnen aufgrund der Druckdifferenz zwischen dem Druck im Sammelraum und demjenigen im Raum 15, so daß Öl aus dem Sammelraum 22 über das erste Rückschlagventil 10 in die Steigleitung 9 gesaugt wird. In diesem Zustand ist das zweite Rückschlagventil 11 geschlossen.The membrane is in the idle state of the internal combustion engine 1 in the lowered state shown in the drawing. In the operation of the internal combustion engine, the chamber 14 above the membrane over the nozzle part 8th on the one in the intake manifold 27 prevailing negative pressure, so that due to the differential pressure now acting on the membrane, the membrane 1 including stiffening part 2 is moved upwards. This will increase the volume in the chamber 15 below the diaphragm increases so that the pressure in this chamber 15 decreases. This causes the first check valve 10 to open due to the pressure difference between the pressure in the collecting room and that in the room 15 so that oil from the collection room 22 via the first check valve 10 into the riser 9 is sucked. This is the second setback Valve 11 closed.

Aufgrund der Aufwärtsbewegung der Membran 1 läuft der Stempel 7 ebenfalls nach oben gegen das Düsenteil 8 und sperrt dies bei Erreichen des oberen Totpunktes der Hubbewegung der Membran ab. Währenddessen erfolgt ein langsamer Druckausgleich zwischen der Umgebung und der Kammer 14 über die kalibrierte Bohrung 12. Der in der Kammer 14 ansteigende Druck sorgt im Verein mit der Rückstellkraft der ersten Feder 5 für eine Rückkehrbewegung der Membran 1 mit Versteifungsteil 2 in Richtung nach unten gegen das untere Gehäuseteil 3. Dadurch nimmt der Druck in der unteren Kammer 15 zu, so daß das erste Rückschlagventil 10 schließt und das zweite Rückschlagventil 11 öffnet, so daß in das Steigrohr 9 eingesaugtes Öl in das Kurbelgehäuse 25 zurückströmen kann.Because of the upward movement of the membrane 1 the stamp runs 7 also up against the nozzle part 8th and locks this off when the top dead center of the lifting movement of the membrane. Meanwhile there is a slow pressure equalization between the environment and the chamber 14 over the calibrated hole 12 , The one in the chamber 14 increasing pressure combined with the restoring force of the first spring 5 for a return movement of the membrane 1 with stiffening part 2 towards the bottom against the lower housing part 3 , This will decrease the pressure in the lower chamber 15 too, so the first check valve 10 closes and the second check valve 11 opens so that in the riser 9 sucked oil into the crankcase 25 can flow back.

Der Stempel 7 bleibt solange an dem Düsenteil 8 festgesaugt, bis die Federkraft der zweiten Feder 6 die Ansaugkraft des Düsenteiles 8 übersteigt. Dann fährt der Stempel 7 schlagartig in den Topf 13 des Versteifungsteiles 2 zurück, worauf die obere Kammer 14 erneut über das Düsenteil 8 vom Unterdruck im Saugrohr 27 beaufschlagt wird und ein neuer Pumpenzyklus beginnt.The Stamp 7 stays on the nozzle part 8th sucked in until the spring force of the second spring 6 the suction force of the nozzle part 8th exceeds. Then the stamp moves 7 suddenly in the pot 13 of the stiffening part 2 back, whereupon the upper chamber 14 again via the nozzle part 8 from the negative pressure in the intake manifold 27 is applied and a new pump cycle begins.

Die beschriebenen Vorgänge werden einzig und allein durch den in der Brennkraftmaschine ohnehin erzeugten Unterdruck ohne Einsatz von Fremdenergie bewirkt.The operations described are solely by the one already generated in the internal combustion engine Causes negative pressure without the use of external energy.

Die in der obigen Beschreibung, den Figuren und den Ansprüchen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung von Bedeutung sein.The in the description above, the Figures and the claims disclosed features can both individually or in any combination for realizing the invention to be of importance.

11
Membranmembrane
22
Versteifungsteilstiffener
33
unteres Gehäuseteillower housing part
44
Deckelcover
55
erste Federfirst feather
66
zweite Federsecond feather
77
Stempelstamp
88th
Düsenteilnozzle part
99
Steigleitung für Ölriser for oil
1010
Rückschlagventilcheck valve
1111
Rückschlagventilcheck valve
1212
Entlüftungvent
1313
Topfpot
1414
obere Kammerupper chamber
1515
untere Kammerlower chamber
2020
Ölabscheideroil separator
2121
Einlaßleitunginlet line
2222
Sammelraumplenum
2323
Sammelraumplenum
2424
Rückführleitung für Blow -by-GaseReturn line for blow -by-gases
2525
Kurbelgehäusecrankcase
2626
Pumpepump
2727
Saugrohrsuction tube

Claims (8)

Vorrichtung zum Rückführen von Öl, das mittels eines Ölabscheiders (20) aus in Betrieb einer Brennkraftmaschine erzeugten Blow-by-Gasen abgeschieden und in einem Sammelraum (22) gesammelt wird, in das Kurbelgehäuse (25) der Brennkraftmaschine, gekennzeichnet durch eine Pumpe (26) zum Rückfördern von Öl aus dem Sammelraum (22) in das Kurbelgehäuse (25), wobei die Pumpe (26) durch im Betrieb der Brennkraftmaschine erzeugten Unterdruck angetrieben ist.Device for returning oil which is removed by means of an oil separator ( 20 ) separated from blow-by gases generated during operation of an internal combustion engine and in a collecting space ( 22 ) is collected in the crankcase ( 25 ) of the internal combustion engine, characterized by a pump ( 26 ) for returning oil from the collecting room ( 22 ) in the crankcase ( 25 ), the pump ( 26 ) is driven by negative pressure generated during operation of the internal combustion engine. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe eine Membran (1) aufweist, die zwei Kammern (14,15) in einem Gehäuse (3,4) voneinander trennt, wobei die erste Kammer (14) mit einer Unterdruckquelle, wie einem Saugrohr (27) der Brennkraftmaschine, über ein Düsenteil (8) verbunden ist und die zweite Kammer (15) über ein erstes Rückschlagventil (10) mit dem Sammelraum (22) und über ein zweites Rückschlagventil (11) mit dem Kurbelgehäuse verbunden ist.Device according to claim 1, characterized in that the pump has a membrane ( 1 ) which has two chambers ( 14 . 15 ) in a housing ( 3 . 4 ) separates from each other, the first chamber ( 14 ) with a vacuum source, such as a suction pipe ( 27 ) of the internal combustion engine, via a nozzle part ( 8th ) is connected and the second chamber ( 15 ) via a first check valve ( 10 ) with the collecting room ( 22 ) and a second check valve ( 11 ) is connected to the crankcase. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kammer (14) über eine Entlüftung (12) mit der Umgebung verbunden ist.Device according to claim 2, characterized in that the first chamber ( 14 ) via a vent ( 12 ) is connected to the environment. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftung (12) eine kalibrierte Bohrung in einem Gehäusedeckel (4) umfaßt.Device according to claim 3, characterized in that the ventilation ( 12 ) a calibrated hole in a housing cover ( 4 ) includes. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (1) mittels eines zentralen Versteifungsteils (2) verstärkt ist, welches zusammen mit der Membran (1) vom Unterdruck gegen die Kraft einer ersten Feder (5) in die erste Kammer (14) hinein zur Absenkung des Druckes in der zweiten Kammer (15) und zum Entsperren des ersten Rückschlagventils (10) aufwärts verlagerbar ist.Device according to one of claims 2 to 4, characterized in that the membrane ( 1 ) by means of a central stiffening part ( 2 ) which, together with the membrane ( 1 ) from the negative pressure against the force of a first spring ( 5 ) in the first chamber ( 14 ) to lower the pressure in the second chamber ( 15 ) and to unlock the first check valve ( 10 ) is shiftable upwards. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Versteifungsteil (2) ein Stempel (7) gegen die Kraft einer zweiten Feder (6) beweglich geführt ist, der an das Düsenteil (8) zu dessen Absperrung bei der Aufwärtsbewegung des Versteifungsteils (2) angesaugt wird.Apparatus according to claim 5, characterized in that in the stiffening part ( 2 ) a stamp ( 7 ) against the force of a second spring ( 6 ) which is attached to the nozzle part ( 8th ) to shut it off when the stiffening part moves upwards ( 2 ) is sucked in. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zu der zweiten Kammer (15) eine Steigleitung (9) für über das erste Rückschlagventil (10) aus dem Sammelraum (22) angesaugtes Öl gehört.Device according to one of claims 2 to 6, characterized in that to the second chamber ( 15 ) a riser ( 9 ) for via the first check valve ( 10 ) from the collecting room ( 22 ) heard oil. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß infolge eines Druckausgleichs zwischen der ersten Kammer (14) und der Umgebung über die Entlüftung (12) die Membran (1) sich nach abwärts verlagert und das zweite Rückschlagventil (11) öffnet, während das erste Rückschlagventil (10) sperrt.Device according to one of claims 3 to 7, characterized in that as a result of pressure equalization between the first chamber ( 14 ) and the environment via ventilation ( 12 ) the membrane ( 1 ) moves down and the second back check valve ( 11 ) opens while the first check valve ( 10 ) locks.
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