DE202012009863U1

DE202012009863U1 - Ventilhaube und Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE202012009863U1
Application number: DE202012009863.2U
Authority: DE
Original assignee: Reinz Dichtungs GmbH
Current assignee: Reinz Dichtungs GmbH
Priority date: 2012-10-16
Filing date: 2012-10-16
Publication date: 2014-01-20
Anticipated expiration: 2022-10-17

Abstract

Ventilhaube für einen Verbrennungsmotor mit einem Einlass und einem Auslass für Durchblasegase, einer den Einlass und den Auslass für Durchblasegase verbindenden, als Teil einer Kurbelgehäuse-Entlüftungsleitung ausgebildeten Leitung für die Durchblasegase, sowie in der Leitung für die Durchblasegase angeordnet mindestens einem Ölabscheider zur Abscheidung von Ölnebel und Öltröpfchen aus den Durchblasegasen und gegebenenfalls einem Druckregelventil, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilhaube einen Verbindungsbereich aufweist, der derart ausgestaltet ist, dass mit ihm die Leitung für die Durchblasegase mit dem Ansaugkrümmer des Verbrennungsmotors unmittelbar verbindbar ist oder dass die Ventilhaube als zumindest ein Teil des Ansaugkrümmers ausgebildet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ventilhaube und einen Verbrennungsmotor. Derartige Verbrennungsmotoren weisen üblicherweise ein Kurbelgehäuse und einen Zylinderkopf auf. Auf dem Zylinderkopf ist eine Ventilhaube angeordnet, die verschiedene Funktionen erfüllt. Neben der Funktion, den Zylinderkopf in ästhetisch ansprechender Weise abzudecken, sind in der Ventilhaube auch verschiedene technische Vorrichtungen integriert. So weisen Ventilhauben häufig einen Teil der Kurbelgehäuseentlüftung auf. Das aus dem Kurbelgehäuse abgesaugte Durchblasegas (Blowbygas) wird dazu über eine Entlüftungsleitung in die Ventilhaube geleitet und dort von Ölnebel und Öltröpfchen gereinigt. Ausgehend von der Ventilhaube wird das gereinigte Blowbygas mit einer separaten Leitung, beispielsweise einem Schlauch, in die Ansaugleitung des Ansaugtraktes des Verbrennungsmotors eingeleitet, so dass die gereinigten Blowbygase in die angesaugte Frischluft eingespeist werden.
Ein derartiger Aufbau des Verbrennungsmotors weist verschiedene Nachteile auf. So ist es erforderlich, zusätzliche Schlauchverbindungen zwischen der Ventilhaube und dem Ansaugtrakt vorzusehen und zu montieren. Hierzu müssen diese zusätzlichen Schlauchverbindungen in der Montage vorgehalten und in einem separaten Montageschritt eingebaut werden. Diese separate Schlauchverbindung weist außerdem den Nachteil auf, dass sie bei kalten Temperaturen leicht vereisen oder einfrieren kann und bei in Betriebnahme des Motors nur langsam auftaut.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Ventilhaube sowie einen Verbrennungsmotor mit einer derartigen Ventilhaube zur Verfügung zu stellen, bei dem die Gefahr der Vereisung verringert ist, die Betriebssicherheit dadurch erhöht ist und insgesamt der Materialeinsatz, der Montageaufwand und die Kosten verringert sind.
Diese Aufgabe wird durch die Ventilhaube nach Anspruch 1 sowie den Verbrennungsmotor nach Anspruch 6 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Ventilhaube werden in den abhängigen Ansprüchen gegeben.
Ausgehend von einer Ventilhaube nach dem Stand der Technik schlägt die vorliegende Erfindung vor, die Ventilhaube in spezieller Weise auszugestalten. Die erfindungsgemäße Ventilhaube wird mit einem Verbindungsbereich versehen mit dem dann die durch die Ventilhaube geführte Entlüftungsleitung für die Durchblasgase unmittelbar mit dem Ansaugkrümmer des Verbrennungsmotors verbindbar oder verbunden ist. Dadurch entfällt eine zusätzliche Schlauchverbindung für die Entlüftungsleitung von der Ventilhaube zum Ansaugtrakt. Bereits hierdurch erhöht sich die Betriebssicherheit des Motors bezüglich Vereisung. Denn durch die unmittelbare Anordnung der Ventilhaube am Ansaugkrümmer des Verbrennungsmotors ist die Haube insgesamt motornäher angeordnet, so dass die Gefahr der Vereisung aufgrund der verbesserten Wärmeübertragung vom Motor zur Ventilhaube verringert wird. Nicht zuletzt wird durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Ventilhaube die Schlauchverbindung zwischen der Entlüftungsleitung und dem Ansaugtrakt eingespart, so dass Materialeinsatz, Montageaufwand und damit die Kosten verringert werden. Zugleich wird das Gewicht des Verbrennungsmotors durch die Ausführung der Verbindung zwischen Entlüftungsleitung und Ansaugkrümmer als Teil der Ventilhaube verringert. Auch die Akustik des Motors wird verbessert. Nicht zu vernachlässigen ist, dass die Freiheit bei der Gestaltung der Ventilhaube und des gesamten zylinderkopfnahen Motorbereichs erhöht wird.
In einer alternativen Ausgestaltungsform wird die unmittelbare Verbindung der Ventilhaube mit dem Ansaugkrümmer weiter dadurch verbessert, dass die Ventilhaube selbst mindestens einen Teil des Ansaugkrümmers wenn nicht sogar den gesamten Ansaugkrümmer bildet. Hierdurch wird eine weitere Reduktion der zu montierenden Teile erzielt, so dass die Kosten weiter reduziert werden.
In vorteilhaften Weiterbildungen können in die Ventilhaube auch weitere in der Nähe des Zylinderkopfs vorgesehene Funktionselemente, gegebenenfalls einstückig, integriert werden. So kann beispielsweise ein Teil der Ansaugleitung selbst, auch außerhalb des Ansaugkrümmers, als Teil der Ventilhaube ausgebildet werden. Die Ventilhaube kann integral weiterhin das Drosselklappengehäuse, das Luftfiltergehäuse, Schaltsaugrohr, Luftmassenmesser, Rückschlagventile, Belüftungsventile, Druckregelventile oder weitere Bauteile oder auch Kombinationen der vorgenannten Ventile zur Steuerung der Volumenströme von Durchblasegasen bei Volllastbetrieb oder Teillastbetrieb des Verbrennungsmotors enthalten. Eine derartige Integration weiterer Funktionselemente in die Ventilhaube verringert die Zahl der vorzuhaltenden Einzelteile des Verbrennungsmotors und den Montageaufwand weiter.
Besonders vorteilhaft ist die beschriebene erfindungsgemäße Integration von Funktionselementen in die Ventilhaube, wenn diese aus Kunststoff, insbesondere aus Polyamid, insbesondere PA6 oder PA66 hergestellt ist oder zumindest teilweise aus diesen Materialien besteht. Besonders bevorzugt wird faserverstärktes Polyamid verwendet, wobei sich hier eine Glasfaserverstärkung als vorteilhaft erwiesen hat. Das erfindungsgemäß zu verwendende Polyamid kann auch mineralgefüllt sein, hierzu eignet sich insbesondere Kalciumkarbonat, beispielsweise Kreide, als Füllstoff. Das Polyamid kann auch gleichzeitig faserverstärkt und mineralgefüllt sein. Als weitere Materialien für die erfindungsgemäße Ventilhaube eignen sich Polypropylen, insbesondere langfaserverstärktes Polypropylen, oder Polyphthalamid oder Polyphenylensulphid. Ganz allgemein können Duroplaste oder Kombinationen aus zweier oder mehrerer der vorgenannten Materialien eingesetzt werden.
Als Materialien eignen sich dabei insbesondere polymerbasierte Materialien mit geschlossener Oberfläche. Diese können massiv ausgestaltet sein, es können jedoch auch bereichsweise geschäumte Materialien verwendet werden. Besonders bevorzugt sind Materialien, die in den oberflächennahen Bereichen massiv sind und in ihrem im Querschnitt betrachtet mittleren Bereich geschäumt sind.
Die oben beschriebenen Materialien weisen ein geringes Gewicht auf und gute akustische Eigenschaften. Die Fertigung einer erfindungsgemäße Ventilhaube unter Einsatz dieser Materialien erlaubt es, die Kosten gering zu halten bei maximaler Freiheit in der Gestaltung der Ventilhaube.
Im Folgenden werden einige Beispiele erfindungsgemäßer Ventilhauben für erfindungsgemäße Verbrennungsmotoren gegeben. Dabei bezeichnen gleiche oder ähnliche Bezugszeichen in sämtlichen Figuren gleiche oder ähnliche Elemente, so dass ggf. auf deren wiederholte Erläuterung verzichtet wird. Die nachfolgenden erfindungsgemäßen Beispiele enthalten eine Vielzahl von Merkmalen, die nicht nur im jeweiligen Verbund miteinander, sondern auch getrennt von dem jeweiligen Beispiel vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Ventilhaube darstellen.
Es zeigen
1 eine Schemazeichnung einer erfindungsgemäßen Ventilhaube im Verbund mit einem Ansaugkrümmer;
2 bis 5 schematische Darstellung erfindungsgemäßer Ventilhauben; und
6 in zwei Teilbildern Aufsichten auf einen Zylinderkopf mit Ansaugkrümmer und erfindungsgemäßer Ventilhaube.
1 zeigt in einer Schemazeichnung eine erfindungsgemäße Ventilhaube 1. Diese Ventilhaube 1 weist einen Abschnitt der Entlüftungsleitung 6 auf. In diesem Abschnitt der Entlüftungsleitung 6 sind ein Ölgrobabscheider 10 sowie ein Ölfeinabscheider 11 hintereinander angeordnet. Vor dem Auslass 13 der Ventilhaube 1 ist ein Druckregelventil 12 angeordnet, mit dem der Unterdruck in der Entlüftungsleitung 6 und damit in dem zu entlüftenden Kurbelgehäuse auf einen vorbestimmten Wertebereich eingeregelt werden kann.
Der Auslass 13 der Ventilhaube 1 ist erfindungsgemäß unmittelbar mit dem Einlass eines Ansaugkrümmers 3 verbunden. Der Ansaugkrümmer 3 weist einen Ansaugkanal 7 auf, in dem angesaugte Frischluft mit den über den Auslass 13 aus der Ventilhaube 1 zugeführten gereinigten Durchblasegasen vermischt und den Verbrennungsräumen eines Verbrennungsmotors 2 zugeführt wird.
2 zeigt eine Schemazeichnung für eine Ventilhaube 1 ähnlich der zuvor beschriebenen 1. Die Schnittstelle zwischen der Ventilhaube 1 und dem Ansaugkrümmer 3 ist hier schematisch dargestellt und mit dem Bezugszeichen 4 versehen. Die gepunktete Linie 9 stellt schematisch die Begrenzung der Ventilhaube dar. Diese enthält neben der Entlüftungsleitung 6 ein Druckregelventil 12. Die Entlüftungsleitung 6 wird in Gasflussrichtung hinter dem Druckregelventil in zwei Leitungsabschnitte 6a und 6b aufgetrennt, die nach außen geführt werden. Sie enthalten als Teil der Ventilhaube 1 zwei Rückschlagventile 15a und 15b.
Die Entlüftungsleitung 6a mündet in die Ansaugleitung 5, die einen Luftfilter 14 über einen Abgasturbolader 16 mit dem Ansaugkanal 7 des Abgaskrümmers 3 verbindet. Die Entlüftungsleitung 6a mündet dabei in die Entlüftungsleitung 5 zwischen dem Luftfilter 14 und dem Abgasturbolader 16.
Die Entlüftungsleitung 6b endet in der Schnittstelle 4 zwischen der Ventilhaube 1 und dem Ansaugkrümmer 3 und wird in dem Ansaugkrümmer 3 fortgesetzt, sie mündet letztlich in dem Ansaugkanal 7. Über den Ansaugkanal 7 wird die Mischung aus Frischluft und Blowbygas dem Motor 2 zugeführt.
3 zeigt eine weitere Ventilhaube 1 in schematischer Ansicht. Diese Ventilhaube 1 ist derjenigen in 1 ähnlich, da sie eine Entlüftungsleitung 6 mit zwischengeschaltetem Druckregelventil 12 aufweist. Die Entlüftungsleitung 6 mündet unmittelbar in den Ansaugkrümmer 3, wo die Blowbygase mit über eine Ansaugleitung 5 von einem Luftfilter 14 zugeführter Frischluft vermischt und anschließend dem Motor 2 zugeführt wird.
4 zeigt eine weitere Ventilhaube, die ähnlich derjenigen in 3 ausgestaltet ist. In 4 beinhaltet die Ventilhaube nicht nur die Entlüftungsleitung 6 und das Druckregelventil 12. Vielmehr sind auch das Luftfiltergehäuse 14 und die Ansaugleitung 5 integraler Bestandteil der Ventilhaube 1. Eine solche Anordnung ist insbesondere dann möglich, wenn für den Verbrennungsmotor 2 auf eine Abgasturboladung verzichtet wird.
5 zeigt eine weitere Ventilhaube 1, die eine Abwandlung der in 2 dargestellten Ventilhaube 1 ist. Im Unterschied zur Ventilhaube 1 in 2 ist nunmehr auch das Gehäuse des Luftfilters 14 und ein Teil der Ansaugleitung 5 in die Ventilhaube 1 integriert. Diese stellen also einen integrierten, vorteilhafterweise einteilig mit der Ventilhaube 1 ausgeführten Bestandteil der Ventilhaube 1 dar.
6 zeigt zwei Aufsichten auf einen Zylinderkopf 8, an dem ein Ansaugkrümmer 3 angeordnet bzw. teilintegriert ist. Wie aus 6-a deutlich wird, ist dieser Ansaugkrümmer aus zwei Elementen aufgebaut, nämlich dem unmittelbar in den Zylinderkopf 8 integrierten Teil 3b und einem Abschnitt einer Ventilhaube 1, der als Teil 3a des Ansaugkrümmers 3 ausgebildet ist. Die Ventilhaube 1 besteht aus glasfaserverstärktem PA66, der in den Zylinderkopf 8 integrierte Abschnitt 3b des Ansaugkrümmers 3 aus Aluminiumdruckguß. 6-b illustriert in einer gedrehten Ansicht die Zweiteilung der Entlüftungsleitungen 6 am Beispiel der Entlüftungsleitung des am weitesten links liegenden Zylinders. Der in den Zylinderkopf 1 integrierte Abschnitt 6* der Entlüftungsleitung 6 setzt sich nach der Trennebene 3c zwischen dem in die Zylinderkopfhaube 1 integrierten Abschnitt 3a des Ansaugkrümmers 3 und dem in den Zylinderkopf 8 integrierten Abschnitt 3b des Ansaugkrümmers 3 im Abschnitt 6' der Entlüftungsleitung fort. Im in 6 gezeigten Ausführungsbeispiel schließt sich an die Zylinderkopfhaube 1 noch eine im Luftstrom vorher (d. h. luftstromaufwärts) liegende Frischluftleitung 19 des Ansaugtraktes an, die ein eigenständiges Bauteil darstellt.

Claims

Ventilhaube für einen Verbrennungsmotor mit einem Einlass und einem Auslass für Durchblasegase, einer den Einlass und den Auslass für Durchblasegase verbindenden, als Teil einer Kurbelgehäuse-Entlüftungsleitung ausgebildeten Leitung für die Durchblasegase, sowie in der Leitung für die Durchblasegase angeordnet mindestens einem Ölabscheider zur Abscheidung von Ölnebel und Öltröpfchen aus den Durchblasegasen und gegebenenfalls einem Druckregelventil, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilhaube einen Verbindungsbereich aufweist, der derart ausgestaltet ist, dass mit ihm die Leitung für die Durchblasegase mit dem Ansaugkrümmer des Verbrennungsmotors unmittelbar verbindbar ist oder dass die Ventilhaube als zumindest ein Teil des Ansaugkrümmers ausgebildet ist.
Ventilhaube nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilhaube zumindest teilweise als Ansaugleitung ausgebildet ist.
Ventilhaube nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilhaube derart ausgebildet ist, dass sie eines oder mehrere der folgenden Elemente des Ansaugtraktes eines Verbrennungsmotors enthält oder selbst bildet: Drosselklappe, Luftfiltergehäuse, Luftmassenmesser, Rückschlagventile, Belüftungsventile, Druckregelventile oder Kombinationen der vorgenannten Ventile zur Steuerung der Volumenströme von Durchblasegasen bei Volllastbetrieb und/oder Teillastbetrieb des Verbrennungsmotors.
Ventilhaube nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilhaube Dichtelemente aufweist zur abdichtenden Befestigung der Ventilhaube am Ansaugkrümmer und/oder am Zylinderkopf und/oder am Kurbelgehäuse bzw. Motorblock des Verbrennungsmotors.
Ventilhaube nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilhaube aus Polyamid, insbesondere PA6, PA66, bevorzugt faserverstärktem Polyamid, insbesondere glasfaserverstärktem Polyamid, mineralgefülltem Polyamid, insbesondere mit Kalziumkarbonat, insbesondere Kreide als Füllstoff, oder faserverstärktem und mineralgefülltem Polyamid, oder Polypropylen, insbesondere langfaserverstärktes Polypropylen, oder Polyphthalamid oder Polyphenylensulfid oder allgemein Duroplasten oder Kombinationen zweier oder mehrerer der vorstehenden Materialien besteht oder diese enthält.
Verbrennungsmotor mit einem Kurbelgehäuse, einem Zylinderkopf, einem Ansaugkrümmer, einem Ansaugtrakt sowie einer Ventilhaube nach einem der vorhergehenden Ansprüche.