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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung eines
Unterdrucks in einer Ansaugleitung für Verbrennungsluft einer Brennkraftmaschine,
wobei in der Ansaugleitung ein Stellorgan angeordnet ist, das abhängig von
einer Druckdifferenz zwischen dem Umgebungsluftdruck und einem zweiten,
an der Brennkraftmaschine erfaßten
Druck unter Veränderung
des Durchlaßquerschnitts
der Ansaugleitung mittels eines Aktuators verstellbar ist, wobei
in die Ansaugleitung eine von einem Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine
ausgehende Kurbelgehäuseentlüftungsleitung
mündet.
Außerdem
betrifft die Erfindung eine Brennkraftmaschine mit einer Ansaugleitung
für Verbrennungsluft.
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Bei
modernen Brennkraftmaschinen führen die
zunehmende Steigerung der Leistung pro Liter Hubraum, der allgemeine
Trend zur Aufladung sowie eine zunehmende Zusammenfassung und Verkleinerung
von Komponenten der Brennkraftmaschine in Modulen dazu, daß bei einer
steigenden Zahl von Brennkraftmaschinen die zur Kurbelgehäuseentlüftung und
zur Ölnebelabscheidung
aus dem Kurbelgehäuseentlüftungsgas
sowie zur ggf. weiter vorgesehenen Tankentlüftung und/ oder Abgasrückführung verfügbaren Druckdifferenzen
zwischen dem Kurbelgehäuse
und der Ansaugleitung, in die das Kurbelgehäuseentlüftungsgas geführt wird,
sinken. Dieses Absinken der Druckdifferenz erschwert oder verhindert
sogar die wirksame Entölung
des Kurbelgehäuseentlüftungsgases,
die zuverlässige
Tankentlüftung und/oder
die Abgasrückführung. Gleichzeitig
steigen aber unter den Gesichtspunkten der Vermeidung von Ablagerungen
im Ansaug- und Abgassystem
und der Sicherstellung der Langzeitemissionsstabilität der Brennkraftmaschinen
die Anforderungen an die Ölnebelabscheidung
für das
Kurbelgehäuseentlüftungsgas.
Wegen des hohen Kostendrucks in der Automobilindustrie sind Ölnebelabscheider,
die mit separat zugeführter
Fremdenergie betrieben werden und einen hohen Wirkungsgrad erreichen,
wie z.B. Elektroabscheider oder Zentrifugen, bisher nicht zu einem
breiten Einsatz gelangt. Gefragt sind vielmehr Konzepte, die mit
geringem technischen Aufwand und mit geringen zusätzlich zuzuführenden
Hilfsenergien eine zuverlässige
Kurbelgehäuseentlüftung und hohe Ölnebelabscheidegrade
sowie eine sichere Tankentlüftung
und Abgasrückführung ermöglichen.
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Eine
Vorrichtung der eingangs genannten Art geht aus der
DE 103 40 082 A1 hervor.
Dieses Dokument offenbart eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Unterdrucks
in einer zu einer Brennkraftmaschine führenden Ansaugleitung, wobei
in der Ansaugleitung ein Stellorgan angeordnet ist, welches in der Lage
ist, in Abhängigkeit
der Druckdifferenz zwischen einem in dem Kurbelgehäuse herrschenden Druck
und dem außerhalb
des Kurbelgehäuses
herrschenden Druck den Querschnitt der Ansaugleitung zu verringern.
Weiter ist dort bevorzugt vorgesehen, daß innerhalb der Ansaugleitung
im Bereich des Stellorgans eine von dem Kurbelgehäuse ausgehende
Entlüftungsleitung
in die Ansaugleitung mündet.
In bevorzugter Ausführung
dieser bekann ten Vorrichtung ist die Ansaugleitung im Bereich des
Stellorgans in der Form einer Venturi-Düse ausgebildet. Das Stellorgan
dient dann dazu, die Venturi-Düse
hinsichtlich ihres Durchlaßquerschnitts
variabel zu gestalten. Durch die Querschnittsverengung im Bereich des
Stellorgans wird hier eine Beschleunigung der Ansaugluftströmung und
dadurch eine lokale Druckverminderung in der Ansaugluft erreicht.
Diese Druckverminderung wird zur Entlüftung des Kurbelgehäuses durch
die Entlüftungsleitung
genutzt.
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Mit
dieser bekannten Vorrichtung wird erreicht, daß mit verhältnismäßig geringem Aufwand über den
gesamten Kennfeldbereich der Brennkraftmaschine eine für die Kurbelgehäuseentlüftung erforderliche
Druckdifferenz erzeugt werden kann. Als nachteilig ist bei der bekannten
Vorrichtung allerdings anzusehen, daß es unter ungünstigen
Betriebsbedingungen zu einer unkontrollierten Ansaugluftdrosselung
und damit zu einer Störung
oder Einschränkung
des Brennkraftmaschinenbetriebes kommen kann; dies ist beispielsweise
dann der Fall, wenn die Kurbelgehäuseentlüftungsleitung undurchlässig wird,
was z.B. durch Einfrieren geschehen kann. Nachteilig ist auch, daß bei der
bekannten Vorrichtung eine als Aktuator für die Verstellung des Stellorgans
vorgesehene Unterdruckdose mit einer Stellmembran von den Kurbelgehäuseentlüftungsgasen
beaufschlagt wird, was eine hohe chemische und thermische Beanspruchung
für die
Stellmembran darstellt und zu einer verminderten Haltbarkeit führen kann
bzw. eine besonders hochwertige und damit teure Stellmembran erfordert.
Schließlich
ist festzustellen, daß in
dem genannten Dokument keine Mittel zur Entölung des Kurbelgehäuseentlüftungsgases erwähnt oder
beschrieben werden
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Die
DE 2 359 077 zeigt eine
Einrichtung zum Absaugen der Gase und Dämpfe, die im Kurbelkasten eines
Motors mit innerer Verbrennung enthalten sind, mit mindestens einer
Verbindungsleitung vom Kurbelkasten zum Ansaugrohr, mit einem einstellbaren
Absperrorgan in dieser Verbindungsleitung, das in Abhängigkeit
von dem im Ansaugrohr herrschenden Unterdruck gesteuert wird und
dazu eingerichtet ist, den Querschnitt des Verbindungskanals zu
verringern, wenn der Unterdruck stärker wird. Dabei wird das genannte
Absperrorgan, das z.B. als eine Drosselklappe gestaltet ist, durch
einen Mechanismus betätigt,
der sich außerhalb
der Absaugleitung befindet und eine bewegliche Trennwand enthält, die
in einer Umgrenzung angeordnet und auf ihrer einen Seite dem Unterdruck
und auf ihrer anderen Seite dem Außenluftdruck ausgesetzt ist
und außerdem
einer Rückholeinrichtung
unterworfen ist, die die Drosselklappe in die Offen-Stellung zurückzuholen
sucht. In einer Anwendung der Einrichtung bei einem Motor, der normalerweise
keine Drosselklappe im Ansaugrohr aufweist, kann eine solche Drosselklappe
stromoberhalb der Stelle, an der die Absaugleitung in das Ansaugrohr
einmündet,
angeordnet und vorzugsweise für
veränderliches
Drehmoment eingerichtet und durch ein Gegengewicht ausbalanciert
sein. Bei dieser Einrichtung erfolgt das Öffnen der Drosselklappe im
Betrieb des zugehörigen
Motors durch den Staudruck der Ansaugluft auf der Anströmseite der
Drosselklappe, während
das Gegengewicht eine in Schließrichtung
wirkende Kraft auf die Drosselklappe ausübt; dies führt nachteilig zu schwankenden
Drücken
im Ansaugrohr. Nachteilig ist weiterhin, daß sich zu dem Druckverlust
der Drosselklappe weitere Druckverluste addieren, die im Ansaugtrakt,
insbesondere durch einen verschmutzten Luftfilter, entstehen, was
zu einer Minderung der Motorleistung und/oder zu Störungen des
Motorbetriebes führt. Schließlich gibt
auch dieses Dokument keine Hinweise auf eine Ölnebelabscheidung aus dem Kurbelgehäuseentlüftungsgas.
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Für die vorliegende
Erfindung stellt sich deshalb die Aufgabe, eine Vorrichtung der
eingangs genannten Art zu schaffen, die die vorstehend dargelegten
Nachteile des Standes der Technik vermeidet und bei der insbesondere
mit einem geringen technischen Aufwand eine zuverlässige Kurbelgehäuseentlüftung in
Verbindung mit einer wirksamen Ölnebelabscheidung
aus dem Kurbelgehäuseentlüftungsgas
erreicht wird und bei der eine dauerhaft zuverlässiger und störungsfreier
Betrieb sowohl der Vorrichtung selbst als auch der zugehörigen Brennkraftmaschine
gewährleistet
ist. Dabei soll die Vorrichtung auch hohen Ansprüchen an die Umweltverträglichkeit,
wie sie beispielsweise in den USA, dort insbesondere in Kalifornien,
gesetzlich vorgegeben sind, genügen.
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Die
Lösung
der Aufgabe gelingt erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung der
eingangs genannten Art, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der zweite Druck
der in der Ansaugleitung in Ansaugluftströmungsrichtung hinter dem Stellorgan
herrschender Druck ist, daß die
Kurbelgehäuseentlüftungsleitung in
Ansaugluftströmungsrichtung
hinter dem Stellorgan in die Ansaugleitung mündet und daß im Verlauf der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung
mindestens ein Ölnebelabscheider
angeordnet ist.
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Mit
der Erfindung wird vorteilhaft erreicht, daß in der Ansaugleitung hinter
dem Stellorgan im Betrieb der Brennkraftmaschine eine konstante Druckdifferenz
zwischen dem Ansaugleitungsdruck und dem atmosphärischen Luftdruck eingestellt
wird, wodurch sich in sämtlichen
Kennfeldbereichen der Brennkraftmaschine die Druckdifferenz zur
Kurbelgehäuseentlüftung erhöht. Die
erhöhte
Druckdiffe renz kann vorteilhaft zur wirksamen Entölung des
Kurbelgehäuseentlüftungsgases
benutzt werden, beispielsweise mittels Fliehkraftabscheidung in
einem oder mehreren Zyklonen. Vorteilhaft kann die erfindungsgemäß erzielte
erhöhte
Druckdifferenz auch für
eine Verbesserung der Tankentlüftung,
für eine
Spülung eines
Aktivkohlefilters einer Tankentlüftung
und/oder für
eine Abgasrückführung genutzt
werden. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin,
daß sich
die Ansaugluftdrosselung durch das Stellorgan und der damit verbundene
Leistungsverlust der Brennkraftmaschine unabhängig von der jeweiligen Menge
an abzuführendem
Kurbelgehäuseentlüftungsgas
und damit unabhängig
von den Widerständen
in der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung und
in dem darin liegenden Ölnebelabscheider
einstellt. Hierdurch wird beispielsweise verhindert, daß ein Verstopfen
der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung oder
des Ölnebelabscheiders,
z. B. durch Einfrieren dieser Komponenten, sowie auch äußere Leckagen des
Kurbelgehäuses
zu einer unkontrollierten Ansaugluftdrosselung und damit zu einer
Störung
und Einschränkung
des Betriebes der Brennkraftmaschine führen. Durch die Einmündung der
Kurbelgehäuseentlüftungsleitung
in Ansaugluftströmungsrichtung hinter
dem Stellorgan wird außerdem
vermieden, daß das
Stellorgan von den Kurbelgehäuseentlüftungsgasen
beaufschlagt und so möglicherweise
in seiner Funktion oder Haltbarkeit beeinträchtigt wird.
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Um
das Stellorgan konstruktiv einfach und kostengünstig, jedoch funktional wirksam
zu gestalten, ist dieses bevorzugt als verschwenkbare Klappe ausgebildet.
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Alternativ
kann das Stellorgan ein Dreh- oder Walzenschieber oder ein Kugelhahn
sein.
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Weiterhin
ist vorgesehen, daß das
Stellorgan so ausgebildet und angeordnet ist, daß es in seiner vollständig geöffneten
Stellung für
die durchströmende
Ansaugluft drosselfrei oder drosselarm ist. Eine besonders druckverlustarme
Gestaltung des Stellorgans bei dessen voller Öffnung kann mit der vorgenannten
Ausführung
des Stellorgans als Dreh- oder Walzenschieber oder Kugelhahn erreicht
werden, weil in dieser Ausführung
in Offenstellung ein durchgehender, glatt verlaufender Strömungsweg
zur Verfügung
gestellt werden kann, der störende
Drosselungen durch Querschnittsverengung oder durch Wirbelbildung
ausschließt.
Auf diese Weise werden Störungen
im Betrieb der Brennkraftmaschine sicher vermieden und durch das
Stellorgan verursachte Minderungen der Nennleistung der Brennkraftmaschine
minimiert, die auftreten könnten,
wenn das Stellorgan in seiner Öffnungsstellung
eine wesentliche Drosselung des Ansaugluftstromes verursachen würde.
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Bevorzugt
ist weiter vorgesehen, daß das Stellorgan
mittels eines als Aktuator dienenden Membranstellers verstellbar
ist, wobei eine Stellmembran des Membranstellers einerseits von
dem atmosphärischen
Luftdruck und andererseits von dem in der Ansaugleitung in Ansaugluftströmungsrichtung
hinter dem Stellorgan herrschenden Druck beaufschlagt ist. Ein derart
ausgeführter
Aktuator für die
Verstellung des Stellorgans ist einerseits ein noch relativ einfaches
und kostengünstiges
und andererseits ein erprobtes und zuverlässiges Bauteil, womit ein zuverlässiger Betrieb
der Vorrichtung gewährleistet
wird. Eine Zuführung
von Fremdenergie ist bei diesem Aktuator für dessen Funktion vorteilhaft
nicht erforderlich.
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Eine
konkrete Weiterbildung schlägt
vor, daß die
Stellmembran des Membranstellers in einer durch die Stellmembran
in zwei Kammerteile unterteilten Membrankammer ange ordnet ist, wobei
die Membrankammer auf der einen Seite der Stellmembran mit der freien
Atmosphäre
und auf der anderen Seite der Stellmembran mit einem in Ansaugluftströmungsrichtung
hinter dem Stellorgan liegenden Abschnitt der Ansaugleitung verbunden
ist. In dieser konkreten Ausführung
besitzt der Aktuator in Form des Membranstellers einen verhältnismäßig einfach Aufbau,
was zu günstigen
Fertigungskosten beiträgt.
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Für die zuvor
erwähnte
Verbindung zwischen der anderen Seite der Stellmembran und der Ansaugleitung
ist konkret bevorzugt eine den entsprechenden Kammerteil der Membrankammer
mit der Ansaugleitung verbindende Verbindungsleitung vorgesehen,
die in Ansaugluftströmungsrichtung
hinter dem Stellorgan und vor der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung in die Ansaugleitung
mündet.
Dadurch, daß die
Verbindungsleitung vor der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung in die Ansaugleitung
mündet, wird
vermieden, daß mit Ölnebel und
sonstigen schädlichen
Gasen und Flüssigkeiten
belastetes Kurbelgehäuseentlüftungsgas
in die Membrankammer gelangen und dort die Stellmembran schädigen könnte. Dies
trägt zu
einer zuverlässigen
und dauerhaften Funktion der Stellmembran und damit der Vorrichtung
insgesamt bei.
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Alternativ
zu dem rein mechanischen Aktuator in Form des Membranstellers kann
ein einen geeigneten Arbeitsdruck an der Brennkraftmaschine erfassender
Sensor mit einem nachgeschalteten elektropneumatischer Wandler vorgesehen
sein, mittels welchem über
ein elektronisches Motorsteuergerät und einen diesem nachgeschalteten,
das Stellorgan verstellenden Aktuator innerhalb eines Motorkennfeldes
der Druck in der Ansaugleitung hinter dem Stellorgan variierbar
ist. Diese Ausführung
der Vorrichtung erfordert zwar einen höheren technischen Aufwand,
insbesondere den Sensor und den elektropneumatischen Wandler, jedoch
kann hier eine noch feinere und gezieltere Regelung des Drucks in
der Ansaugleitung hinter dem Stellorgan erreicht werden. Geeignete
Sensoren und elektropneumatische Wandler sind aus anderen Anwendungen
bekannte Bauteile, die bei modernen Fahrzeugbrennkraftmaschinen
in großen
Stückzahlen
eingesetzt werden und dementsprechend verhältnismäßig kostengünstig am Markt verfügbar sind
und die hier genutzt werden können.
Ein elektronisches Motorsteuergerät ist bei heutigen Brennkraftmaschinen
in der Regel ohnehin schon vorhanden.
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Weiter
ist bevorzugt vorgesehen, daß der von
dem Sensor an der Brennkraftmaschine erfaßte Arbeitsdruck der in der
Ansaugleitung in Ansaugluftströmungsrichtung
hinter dem Stellorgan herrschende Druck oder der Druck in einer
Servopumpe eines Bremssystems oder ein gespeicherter Ladedruck in einem
Luftspeicher eines mit der zugehörigen
Brennkraftmaschine ausgestatteten Fahrzeuges ist. Jeder der genannten
Drücke
ist geeignet, die für
die Einstellung des Stellorgans benötigten Daten zu liefern. Dabei
kann vorteilhaft der Sensor auch an Stellen der Brennkraftmaschine
oder ihrer Komponenten angeordnet werden, die relativ weit vom Stellorgan
entfernt sind, da zwischen Sensor, elektropneumatischem Wandler,
Motorsteuergerät
und Aktuator für das
Stellorgan nur leicht unterbringbare elektrische Leitungsverbindungen
benötigt
werden.
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Eine
weitere Ausgestaltung der Vorrichtung sieht vor, daß das Stellorgan
in Ansaugluftströmungsrichtung
hinter einem Luftfilter und/oder hinter einem Luftmassenmesser liegt
und daß bei
Stillstand der zugehörigen
Brennkraftmaschine das Stellorgan eine die Ansaugleitung verschließende Stellung
einnimmt. Hiermit wird vorteilhaft er reicht, daß das Stellorgan im Stillstand
der zugehörigen
Brennkraftmaschine als Schmauchsperre wirkt und so eine Verunreinigung
des Luftmassenmessers und/oder des Luftfilters durch Ölnebel verhindert.
Außerdem
kann durch das Schließen
des Stellorgans eine Emission von Kohlenwasserstoffen aus dem Kurbelgehäuse in die
Atmosphäre
im Stillstand der Brennkraftmaschine wirksam verhindert werden.
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Damit
das Stellorgan bei Stillstand der zugehörigen Brennkraftmaschine zuverlässig seine Schließstellung
einnimmt, ist zweckmäßig das
Stellorgan mit einer in Schließrichtung
wirkenden Kraft vorbelastet. Die Vorbelastungskraft kann beispielsweise
durch eine Feder, wie Schraubenfeder, unmittelbar am Stellorgan
oder auch an dem zugehörigen Aktuator
erzeugt werden.
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Um
einen Austritt von schädlichen
Gasen aus dem Kurbelgehäuse
der Brennkraftmaschine durch die Ansaugleitung und den Luftfilter
in die Umgebung bei Stillstand der Brennkraftmaschine mit höchster Sicherheit
zu vermeiden, wird vorgeschlagen, daß das Stellorgan und/oder die
Ansaugleitung eine Dichtmaterialanordnung zum gasdichten oder weitgehend
gasdichten Abschließen
der Ansaugleitung bei in Schließstellung
befindlichem Stellorgan aufweisen/aufweist.
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Damit
auch bei Ausfall des das Stellorgan verstellenden Aktuators noch
ein Betrieb der zugehörigen
Brennkraftmaschine möglich
bleibt, wird vorgeschlagen, daß die
das Stellorgan bildende verschwenkbare Klappe eine exzentrische
Lagerung aufweist. Diese exzentrische Lagerung ermöglicht es,
daß die
Klappe durch den Ansaugluftstrom aufgezogen wird, wenn die Brennkraftmaschine
in Betrieb gesetzt wird und wenn der zum Stellorgan gehörende Aktuator
außer
Funktion ist.
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Bei
vielen modernen Brennkraftmaschinen ist im Verlauf der Ansaugleitung
ein Ansaugluftverdichter, beispielsweise in Form eines Abgasturboladers
oder mechanischen Kompressors, vorgesehen. Für derartige Brennkraftmaschinen
sieht die erfindungsgemäße Vorrichtung
in einer ersten Variante vor, daß die Kurbelgehäuseentlüftungsleitung
einsträngig
ausgeführt
ist und daß das
Stellorgan und die Einmündung
der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung
in die Ansaugleitung in Ansaugluftströmungsrichtung vor dem Ansaugluftverdichter
liegen. Mit dieser Anordnung wird das maximal mögliche Vakuum im Verlauf der
Ansaugleitung genutzt, was eine wirksame Entlüftung des Kurbelgehäuses und
einen hohen Wirkungsgrad bei der Ölnebelabscheidung aus dem Kurbelgehäuseentlüftungsgas
mit einem einzigen Leitungsstrang der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung gewährleistet.
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Eine
zu der vorgenannten Variante alternative Ausführung der Vorrichtung sieht
vor, daß die
Kurbelgehäuseentlüftungsleitung
mit mindestens zwei Leitungssträngen
ausgeführt
ist, daß das
Stellorgan und die Einmündung
des ersten Leitungsstranges der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung in die Ansaugleitung
in Ansaugluftströmungsrichtung
vor dem Ansaugluftverdichter liegen und daß die Einmündung des zweiten Leitungsstranges
der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung
in die Ansaugleitung in Ansaugluftströmungsrichtung hinter dem Ansaugluftverdichter
liegt. In dieser Ausführung
kann das Kurbelgehäuseentlüftungsgas
jeweils in den Abschnitt der Ansaugleitung geleitet werden, in dem
gerade der niedrigere Druck herrscht, was eine weitere Vergrößerung der
nutzbaren Druckdifferenzen ergibt.
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Die
Führung
des Kurbelgehäuseentlüftungsgases
jeweils in den Abschnitt der Ansaugleitung mit dem niedrigsten Druck kann
im einfachsten Fall durch selbsttätige Rückschlagventile in den Strängen der
Kurbelgehäuseentlüftungsleitung
erfolgen; alternativ sind dort aktive, fernbetätigbare Ventile möglich.
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Zur
Erzielung einer kompakten Bauweise und einfachen Montage schlägt die Erfindung
weiter vor, daß die
Vorrichtung teilweise oder ganz in einen zugehörigen Ansaugluftfilter integriert
ist. Vorteilhaft kann auch ein gegebenenfalls vorhandener Luftmassenmesser
in den zugehörigen
Ansaugluftfilter integriert sein.
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Schließlich betrifft
die Erfindung noch eine Brennkraftmaschine mit einer Ansaugleitung
für Verbrennungsluft,
die gekennzeichnet ist durch eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
17.
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Im
folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung anhand einer Zeichnung beschrieben. Die einzige Figur
der Zeichnung zeigt eine Vorrichtung gemäß der Erfindung zusammen mit
einer zugehörigen
Brennkraftmaschine und weiteren Maschinenkomponenten in einem schematischen
Längsschnitt.
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Die
Zeichnungsfigur zeigt rechts eine Brennkraftmaschine 4,
der über
eine Ansaugleitung 2 Verbrennungsluft zuführbar ist.
Die Verbrennungsluft wird aus der Atmosphäre entnommen und in einem links
in der Zeichnungsfigur dargestellten Luftfilter 20 gereinigt.
Im Übergangsbereich
vom Luftfilter 20 zur Ansaugleitung 2 ist ein
Luftmassenmesser 21 angeordnet. Weiterhin befindet sich
im Verlauf der Ansaugleitung 2 unmittelbar vor der Brennkraftmaschine 4 ein
Ansaugluftverdichter 23, beispielsweise ein Abgasturbolader
oder ein mechanischer Kompressor.
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Die
Brennkraftmaschine 4 besitzt ein in deren unterem Teil
liegendes Kurbelgehäuse 40,
aus dem über
eine Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 3 Kurbelgehäuseentlüftungsgas
abführbar
und in die Ansaugleitung 2 führbar ist. Im Verlauf der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 3 ist
ein Ölnebelabscheider 30 angeordnet,
von dem aus abgeschiedenes Öl über eine Ölrückführleitung 31 in
das Kurbelgehäuse 40 zurückgeführt werden
kann.
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Zwischen
dem Ölnebelabscheider 30 und der
Ansaugleitung 2 verzweigt sich die Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 3 in
zwei Leitungsstränge 3.1 und 3.2.
Der erste Leitungsstrang 3.1 mündet in Strömungsrichtung der Ansaugluft
gesehen an einer ersten Einmündung 32 vor
dem Ansaugluftverdichter 23 in die Ansaugleitung 2,
während
der zweite Leitungsstrang 3.2 in Strömungsrichtung der Ansaugluft
gesehen an einer zweiten Einmündung 32' hinter dem Ansaugluftverdichter 23 in
die Ansaugleitung 2 mündet.
In jedem Leitungsstrang 3.1 und 3.2 ist ein selbsttätiges Rückschlagventil 33, 33' angeordnet, das
die Kurbelgehäuseentlüftungsgase
jeweils in denjenigen Abschnitt der Ansaugleitung 2 lenken,
in dem gerade der niedrigere Druck herrscht.
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Weiter
zeigt die Zeichnungsfigur rechts vom Luftfilter 20 eine
Vorrichtung 1, die zur Erzeugung eines vorgebaren Unterdrucks
in der Ansaugleitung 2 dient. Die Vorrichtung 1 umfaßt ein Stellorgan 10,
das hier die Form einer Klappe hat, die in der Ansaugleitung 2 angeordnet
ist. Mittels einer Klappenlagerung 11' ist die Klappe 11 verschwenkbar,
wobei hier die Schwenkachse senkrecht zur Zeichnungsebene verläuft.
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Zum
Verstellen des Stellorgans 10 dient hier ein Membransteller 13,
der aus einem Gehäuse 14 mit
einer darin dichtend eingespannten Stellmembran 16 besteht.
Durch die Stellmembran 16 wird die das Innere des Gehäuses 14 bildende
Membrankammer 15 in zwei Kammerteile 15.1 und 15.2 unterteilt. Der
Kammerteil 15.1 steht über
eine Öffnung 18 mit der
freien Atmosphäre
in Verbindung. Durch die Öffnung 18 verläuft gleichzeitig
ein Stößel 17,
der an seinem einen Ende mit der Stellmembran 16 und an
seinem anderen Ende gelenkig mit einem Hebel 12 verbunden
ist, wobei der Hebel 12 seinerseits mit der Klappe 11 in
Verbindung steht. Eine axiale Verschiebung des Stößels 17 führt so zu
einem Verschwenken der Klappe 11.
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Der
zweite Kammerteil 15.2 steht über eine Verbindungsleitung 19 mit
der Ansaugleitung 2 in Verbindung. Die Einmündung 22 der
Verbindungsleitung 19 in die Ansaugleitung 2 liegt
in Strömungsrichtung
der Ansaugluft gesehen hinter dem Stellorgan 10. Damit
wird die zweite Membrankammer 15.2 mit dem in der Ansaugleitung 2 unmittelbar
hinter dem Stellorgan 10 herrschenden Druck beaufschlagt.
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Die
Einmündungen 32 und 32' der beiden Leitungsstränge 3.1 und 3.2 der
Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 3 liegen
in Strömungsrichtung
der Ansaugluft in der Ansaugleitung 2 gesehen beide stromabwärts von
dem Stellorgan 10 und der Einmündung 22. Zwischen
den Einmündungen 32 und 32' liegt hier
der Luftverdichter 23 vor der Brennkraftmaschine 4.
In einer vereinfachten Ausführung
kann auf den zweiten Leitungsstrang 3.2 und auf die Ventile 33 und 33' verzichtet
werden.
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Mittels
einer Feder 16' ist
die Stellmembran 16 mit einer Kraft vorbelastet, die in
Schließrichtung des
Stellorgans 10 wirkt. Damit wird erreicht, daß bei Stillstand
der Brennkraftmaschine 4 die das Stellorgan 10 bildende
Klappe 11 die Ansaugleitung 2 gasdicht verschließt.
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In
Betrieb der Brennkraftmaschine 4 sorgt das Stellorgan 10 dafür, daß in der
Ansaugleitung hinter dem Stellorgan eine konstante Druckdifferenz zwischen
dem Druck in der Ansaugleitung und dem Atmosphärendruck eingestellt wird.
Hierdurch erhöht sich
in sämtlichen
Kennfeldbereichen der Brennkraftmaschine die Druckdifferenz zur
Kurbelgehäuseentlüftung und
zur Entölung
des Kurbelgehäuseentlüftungsgases
sowie ggf. zur Tankentlüftung
und/oder Abgasrückführung.
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Der
sich in der Ansaugleitung 2 hinter dem Stellorgan 10 einstellende
Druck läßt sich
im Sinne einer Optimierung der Funktion der Vorrichtung 1 durch
Variation des Wirkdurchmessers und/oder des Hubs der Stellmembran 16 und
der Hebelverhältnisse
zwischen Membran 16 bzw. Stößel 17 und Hebel 12 beeinflussen.
Vorteilhaft stellen sich hier die Ansaugluftdrosselung und der damit
verbundene Leistungsverlust der Brennkraftmaschine 4 unabhängig von
der jeweiligen Menge an Kurbelgehäuseentlüftungsgas und damit unabhängig von
den Widerständen
in der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 3 und
im Ölnebelabscheider 30 ein.
Hierdurch wird u. a. erreicht, daß ein Verstopfen der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 3 oder
des Ölnebelabscheiders 30,
z.B. durch Einfrieren dieser Komponenten, und äußere Leckagen im Kurbelgehäuse 40 nicht
zu einer unkontrollierten Ansaugluftdrosselung und damit zu einer Störung oder
Einschränkung
des Betriebes der Brennkraftmaschine 4 führen. Da
die Einmündungen 32, 32' der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 3 in
die Ansaugleitung 2 stromab von der Einmündung 22 der Verbindungsleitung 19 zwischen
dem Membransteller 13 und der Ansaugleitung 2 liegt,
kann der Membransteller 13 nicht durch Ölnebel, Kondensate oder sonstige
Verunreinigungen aus dem Kurbelgehäuse 40 beauf schlagt
werden, was dessen Haltbarkeit und Funktion begünstigt.
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Im
Stillstand der Brennkraftmaschine 4 verschließt das Stellorgan 10,
wie in der Zeichnung dargestellt, die Ansaugleitung 2,
womit das Stellorgan 10 dann als Schmauchsperre wirkt,
durch die eine Verunreinigung des Luftmassenmessers 21 sowie
ein Austritt von Gasen durch den Luftfilter 20 in die äußere Umgebung
verhindert werden.
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Aus
Gründen
der Übersichtlichkeit
und Erkennbarkeit ist die Vorrichtung 1 in der Zeichnungsfigur
im Verhältnis
zur Brennkraftmaschine 4 und zum Luftfilter 20 übertrieben
groß dargestellt.
In der Praxis ist die Vorrichtung 1 sehr kompakt ausführbar und vorzugsweise
in den Luftfilter 20, bevorzugt zusammen mit dem Luftmassenmesser 21,
integriert.
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- 1
- Vorrichtung
insgesamt
- 10
- Stellorgan
- 11
- Klappe
- 11'
- Klappenlagerung
- 12
- Hebel
- 13
- Membransteller
- 14
- Gehäuse
- 15
- Membrankammer
- 15.1,
15.2
- Kammerteile
- 16
- Stellmembran
- 16
- Feder
- 17
- Stößel
- 18
- Öffnung
- 19
- Verbindungsleitung
- 2
- Ansaugleitung
- 20
- Luftfilter
- 21
- Luftmassenmesser
- 22
- Einmündung von 19 in 2
- 23
- Ansaugluftverdichter
- 3
- Kurbelgehäuseentlüftungsleitung
- 3.1
- erster
Leitungsstrang von 3
- 3.2
- zweiter
Leitungsstrang von 3
- 30
- Ölnebelabscheider
- 31
- Ölrückführleitung
- 32
- Einmündung von 3.1 in 2
- 32
- Einmündung von 3.2 in 2
- 33,
33'
- Rückschlagventile
- 4
- Brennkraftmaschine
- 40
- Kurbelgehäuse von 4