DE2822133C2

DE2822133C2 - Air-cooled reciprocating internal combustion engine in series design

Info

Publication number: DE2822133C2
Application number: DE19782822133
Authority: DE
Inventors: Herbert 5040 Brühl Schleiermacher
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1978-05-20
Filing date: 1978-05-20
Publication date: 1986-08-21
Also published as: FR2426156B1; FR2426156A1; DE2822133A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine luftgekühlte Hubkolbenbrennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine ähnliche Maschine ist aus »Linde Berichte aus Technik und Wissenschaft« 15/1963, S. 33/34, bekannt.The invention relates to an air-cooled reciprocating internal combustion engine according to the preamble of claim 1. A similar machine is from »Linde Reports from Technik und Wissenschaft «15/1963, pp. 33/34, known.

Beim Betrieb von Hubkolbenbrennkraftmaschinen gelangen ständig Leckgase entlang dem Kolben in den Kubelgehäuseraum. Um zu verhindern, daß sich im Kurbelgehäuse ein zunehmender Gasdruck aufbaut, werden diese Gase zusammen mit Dämpfen aus dem Ölsumpf an die Atmosphäre oder an das Luftansaugsystem der Maschine abgeführt. Den Gasen und Dämpfen werden zuvor jedoch die mitgerissenen ölanteile in ölabscheidern entzogen.When reciprocating internal combustion engines are in operation, gas leaks along the piston constantly enter the Kubelgehäusaum. To prevent an increasing gas pressure from building up in the crankcase these gases together with vapors from the oil sump to the atmosphere or to the air intake system of the Machine removed. However, the entrained oil components are first removed from the gases and vapors in oil separators withdrawn.

Solche ölabscheider beanspruchen je nach Arbeitsprinzip z. B. als Zentrifugalabscheider oder als Schwerkraftabscheider mit sehr großem Beruhigungsraum und extrem niedriger Strömungsgeschwindigkeit oder aber als Hochgeschwindigkeitskanal mit mehrfacher scharfer Umlenkung des Gasstromes stets ein großes Bauvolumen, das an kompakt bauenden Brennkraftmaschinen nicht zur Verfugung steht. Ölabscheider werden daherSuch oil separators claim depending on the working principle z. B. as a centrifugal separator or as a gravity separator with a very large calming area and extremely low flow velocity or else as a high-speed channel with multiple sharp deflections of the gas flow, always a large construction volume, which is not available on compact internal combustion engines. Oil separators are therefore

oft an Karosserieteilen oder am Fahrzeugrahmen angebaut, wobei die notwendige Leitungsführung von und zum Ölabscheider, die wegen der elastischen Maschinenlagerung ebenfalls elastische Rohrabschnitte in Form von Faltenbälgen o. ä. haben muß, nachteilig ist. Bei kleinbauenden ölabscheidern, für die an der Brennkraftmaschine ausreichend Bauvolumen zur Verfugung steht, ist meist der Abscheidegrad ungenügend.often mounted on body parts or on the vehicle frame, with the necessary cable routing from and to the oil separator, which, due to the elastic machine mounting, also has elastic pipe sections in Form of bellows o. Ä. Must have, is disadvantageous. With small oil separators, for those on the internal combustion engine If sufficient building volume is available, the degree of separation is usually insufficient.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen nur wenig Platz beanspruchenden, wirkungsvollen Ölabscheider zu schaffen, der ohne Beeinträchtigung der Anordnung von Nebenaggregaten eine kurze Verbindung zwischen dem Luftansaugrohr und dem Kurbelgehäuse gewährleistet.The invention is based on the object of an effective oil separator that takes up little space to create a short connection without affecting the arrangement of ancillary units guaranteed between the air intake pipe and the crankcase.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale gemäß Anspruch 1 gelöst.This object is achieved by the characterizing features according to claim 1.

Eine solche Anordnung eines größeren Beruhigungsraumes als ölabscheider in einem von der Gebläseform und Gebläselage an der Maschine gebildeten zerklüfteten Raum ist sehr platzsparend und bedeutet keine Einschränkungen für den Anbau anderer Nebenaggregate. Darüber hinaus wird das Gebläsegehäuse in günstiger Weise formsteif und stabil. Die gestreckte Bauform von der am unteren Ende des Gebläsegehäuses angegossenen Befestigungskonsole bis zum oberen Ende des seitlich neben dem Gebläsegehäuse aufstrebenden Hohlteils ergibt einen längeren vertikalen Raum, in dem je nach Querschnittsform verschiedenartige Mittel zur ölabscheidung untergebracht werden können. So kann fürSuch an arrangement of a larger calming space as an oil separator in one of the blower molds The rugged space formed by the fan position on the machine saves a lot of space and means no restrictions for the attachment of other ancillary units. In addition, the fan housing becomes cheaper Way dimensionally stable and stable. The stretched shape of the one cast on the lower end of the fan housing Fastening bracket up to the upper end of the hollow part rising to the side next to the fan housing results in a longer vertical space in which, depending on the cross-sectional shape, different types of oil separation means can be accommodated. So can for

einen ersten Einsatzfall ein ölabscheider mit großem Beruhigungsraum und geringer Strömungsgeschwindigkeit als Schwerkraftabscheider genügen und in einem zweiten Einsatzfall ein ölabscheider mit Prallflächen und Widerständen notwendig sein. Es können auch Einsätze mit einem Hochgeschwindigkeitskanal mit hoher Strömungsgeschwindigkeit und scharfen Strömungsumlenkungen zweckmäßig sein. Die Anordnung an der Gebläsegehäusewand hat außerdem eine kühlende Wirkung auf die den Ölabscheider durchströmendena first use case an oil separator with a large A calming room and a low flow velocity as a gravity separator are sufficient in one In the second case, an oil separator with baffles and resistors may be necessary. It can also Inserts with a high speed channel with high flow velocity and sharp flow deflections be expedient. The arrangement on the fan housing wall also has a cooling effect Effect on those flowing through the oil separator

Gase und Dämpfe, so daß die Kondensation von Öltropfen aus den Dämpfen gefördert wird.Gases and vapors, so that the condensation of oil droplets from the vapors is promoted.

Zur Erzielung eines hohen Ölausscheidungsgrades wird vorgeschlagen, daß die Befestigungskonsole über eine Öffnung im Maschinengehäuse mit einem Beruhigungsraum innerhalb des Maschinengehäuses verbunden ist, dessen im Querschnitt große Einströmöffnung oder öffnungen unmittelbar vor der Stirnfläche eines rotierenden scheibenförmigen Maschinenteils in der Nähe von dessen Drehachse angeordnet sind. Die An-Ordnung eines Beruhigungsraumes als Vorstufe zum ölabscheider bewirkt bereits eine teilweise Entölung der Gase und Dämpfe vor Eintritt in den erfindungsgemäßen ölabscheider. Verstärkt wird diese Wirkung durch die Lage der Entnttsöffnung nahe der Drehachse eines Zahnrades, das durch die Zentrifugalwirkung im Bereich der Radscheibe aus den dort vorbeiströmenden Gasen und Dämpfen spezifisch schwere Teile ausschleudert. To achieve a high degree of oil excretion, it is proposed that the mounting bracket be over an opening in the machine housing is connected to a calming space within the machine housing is, whose large cross-sectional inflow opening or openings immediately in front of the end face of a rotating disk-shaped machine part are arranged in the vicinity of its axis of rotation. The order a calming room as a preliminary stage to the oil separator already causes a partial de-oiling of the Gases and vapors before entering the oil separator according to the invention. This effect is reinforced by the position of the Entnttsöffung close to the axis of rotation of a gear, which is due to the centrifugal effect in the area the wheel disc ejects specifically heavy parts from the gases and vapors flowing by there.

Als Beruhigungsraum im Maschinengehäuse ist zweckmäßig eine Stelle ausgewählt, durch die innerhalb des Gehäuses vorhandene Ecken oder Nischen ausgefüllt werden.As a calming space in the machine housing, a point is expediently selected through the inside of the housing existing corners or niches are filled.

Es wird weiter vorgeschlagen, im oberen Teil des seitlich angeordneten Hohlteils ein Ventil einzubauen, das den Druck im Maschinengehäuse begrenzt. Die platzsparende Anordnung eines solchen Ventils im oberen Teil des Ölabscheider ist vorteilhaft, da es keiner zusätzlichen Rohrleitung für die Rückführung von im Ven-It is also proposed to install a valve in the upper part of the laterally arranged hollow part, which limits the pressure in the machine housing. The space-saving arrangement of such a valve in the upper Part of the oil separator is advantageous as there is no additional pipeline for the return of the valve

til noch kondensierenden Öles bedarf.til still condensing oil is required.

Vorteilhaft ist der seitliche Hohlteii durch ein kurzes entlüftungsrohr mit dem Luftansaugrohr der Maschinen verbunden. Eine solche Rohrleitung kann aus einem elastischen Schlauch oder Formteil bestehen, um Maßabweichungen, Wärmedehnungen und Schwingungen zwischen dem Ölabscheider und dem Luftansaugrohr auszugleichen.The side hollow part is advantageous because of a short one vent pipe connected to the air intake pipe of the machines. Such a pipeline can consist of a elastic hose or molded part exist to avoid dimensional deviations, thermal expansion and vibrations balance between the oil separator and the air intake pipe.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist schematisch in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigtAn embodiment of the invention is shown schematically in the drawing and in more detail below described. It shows

Fig. 1 eine Ansicht auf das Gebläsegehäuse einer luftgekühlten Hubkolbenbrennkraftmaschine in Reihenbauart mit angegossener Befestigungskonsole und seitlich angegossenem Hohlraum als ölabscheider,Fig. 1 is a view of the fan housing of an air-cooled reciprocating internal combustion engine of series design with cast mounting bracket and laterally cast cavity as an oil separator,

F i g. 2 einen Schnitt durch das Gebläsegehäuse nach F i g. 1 längs der Linie H-II,F i g. 2 shows a section through the fan housing according to FIG. 1 along the line H-II,

F ι g. 3 eine Draufsicht auf eine luftgekühlte Hubkolbenbrennkraftmaschine in Reihenbauart mit seitlich neben der Zylinderreihe angebautem Kühlluftgebläse mit Kühlluftstauraum,Fig. 3 is a plan view of an air-cooled reciprocating internal combustion engine In-line design with a cooling air fan attached to the side of the cylinder row Cooling air storage space,

Fig.4 einen Schnitt durch den oberen Teil des als ölabscheider dienenden seitlichen Hohlraumes des Gebläsegehäuses mit Druckbegrenzungsventil.4 shows a section through the upper part of the as Lateral cavity of the fan housing with pressure relief valve serving as an oil separator.

In F i g. 1 ist ein Axialkühlluftgebläse 1 mit gegossener Befestigungskonsole 2 und seitlich angegossenem Hohlteil 3 in Ansicht auf den Leitschaufelkranz 6 des Gebläses 1 dargestellt. Die hohl ausgebildete Befestigungskonsole 2 geht in den seitlich neben dem Gebläsegehäuse 7 angegossenen Hohlteil 3 über. Das Hohlteil 3 ist an seinem oberen Ende mit einer Kappe 4 abgedeckt, aus der ein Entlüftungsrohr 5 zum nicht näher dargestellten Luftansaugrohr der Brennkraftmaschine führt.In Fig. 1 is an axial cooling air fan 1 with a cast Fastening bracket 2 and laterally molded hollow part 3 in a view of the guide vane ring 6 of the Fan 1 shown. The hollow mounting bracket 2 goes into the side next to the fan housing 7 cast hollow part 3 over. The hollow part 3 is covered at its upper end with a cap 4, from which a vent pipe 5 leads to the air intake pipe, not shown in detail, of the internal combustion engine.

Wie aus der Fig.2 ersichtlich, ist im Maschinengehäuse ein Beruhigungsraum 8 abgetrennt, der mit einem kreisförmigen Blechdeckel 9 abgedeckt ist, in den nahe dem Mittelpunkt eine Öffnung 10 als sichelförmiger Schlitz mit Bördelrand 11 eingepreßt ist. Der Bördelrand 11 ragt in die Seitenfläche eines Maschinenteils 12, nämlich eines Zahnrades der nicht näher dargestellten Brennkraftmaschine hinein. Durch den schmalen Spalt, der einerseits von der Seitenfläche des Zahnrades 12 und andererseits von dem Blechdeckel 9 gebildet wird, treten Dämpfe und Gase hindurch, wobei auf dem Zahnrad sich absetzendes Öl durch die Zentrifugalkraft des rotierenden Zahnrades 12 abgeschleudert wird. Verstärkt wird die ölabscheidung ferner durch die umlaufende Nut 13 im Zahnrad. Hier werden die durchströmenden Dämpfe und Gase zu einer zweimaligen scharfen Richtungsumkehr gezwungen, wobei mitgeführtes öl auf die Zahnradseitenfläche aufprallt und sofort abgeschleudert wird. Damit treten Gase und Dämpfe in den Beruhigungsraum ein, aus denen ein Teil der mitgeführten Ölanteile abgeschieden wurde, so daß durch diese Vorabscheidung die weiteren Einrichtungen zur Ölabscheidung kleiner sein können. Der nachfolgende Raum des Hohlteils 3 ist in seinem Volumen sehr groß, so daß sich eine geringe Strömungsgeschwindigkeit in Richtung zum oberen Ausgang einstellt, wobei noch mitgeführte öitröpfchen durch die Schwerkraftwirkung [lach unten fallen und über einen besonderen Ölrücklaufkanal, der nicht näher dargestellt ist, zum Kurbelgehäuse zurückfließen können.As can be seen from Fig.2, is in the machine housing a calming space 8 separated, which is covered with a circular sheet metal cover 9, in the near an opening 10 is pressed in as a sickle-shaped slot with a beaded rim 11 at the center. The beaded edge 11 protrudes into the side surface of a machine part 12, namely a gear of the internal combustion engine, not shown in detail. Through the narrow gap which is formed on the one hand by the side surface of the gear 12 and on the other hand by the sheet metal cover 9, vapors and gases pass through, whereby centrifugal force causes oil to settle on the gear of the rotating gear 12 is thrown off. The oil separation is further enhanced by the circumferential Groove 13 in the gear. Here the vapors and gases flowing through become twice as sharp Direction reversal is forced, with the oil that is carried along impinging on the side surface of the gearwheel and being thrown off immediately will. This means that gases and vapors enter the calming room, some of which are carried along Oil fractions was separated, so that through this pre-separation the further equipment for oil separation can be smaller. The following space of the hollow part 3 is very large in its volume, so that there is a low flow velocity in the direction of the upper exit, with still entrained oil droplets due to the effect of gravity [laughing down and falling through a special oil return channel, which is not shown in detail, can flow back to the crankcase.

Bei nicht ausreichendem Abscheidegrad in den Hohlräumen können diese durch Einsätze in Form von Zungen oder Rippen als mäanderförmige enge Kanäle ausgebildet werden, in denen durch vielfache scharfe Umlenkung der Strömung ölanteile aus den Gasen und Pämpfen ausgeschieden und separat abgeleitet werden. Andere Einrichtungen, wie Prallbleche oder Blechplatten mit kiemenartigen Durchlaßöffnungen zur Bildung von Öltropfen an den Kanten sind ebenso zweckmäßig.If the degree of separation in the cavities is not sufficient, these can be removed using inserts in the form of tongues or ribs are designed as meandering narrow channels in which by multiple sharp deflections of the flow, oil fractions are separated from the gases and vapors and discharged separately. Other devices, such as baffles or sheet metal plates with gill-like passage openings for formation of oil droplets on the edges are also useful.

In F i g. 3 ist die Lage des Axiaigebläses 1 mit dem Kühlluftstauraum 14 zur Zylinderreihe 15 der Brennkraftmaschine dargestellt Der neben dem Axialkühlluftgebläse 1 angeordnete Hohlteil 3 läßt erkennen, daß mit dessen Einbeziehung in den Gußkörper des Gebläsegehäuses 7 nur wenig Bauraum für den ölabscheider in Anspruch genommen wird.In Fig. 3 is the position of the Axiaigebläses 1 with the Cooling air storage space 14 for cylinder row 15 of the internal combustion engine is shown next to the axial cooling air fan 1 arranged hollow part 3 shows that with its inclusion in the cast body of the fan housing 7 only a small amount of space is required for the oil separator.

In F i g. 4 ist im oberen Teil des Hohlteii 3 anstelle der Kappe 4 ein Druckbegrenzungsventil 16 mit Kappe 17 angebaut, von dem das Entlüftungsrohr 5 zum Luftansaugrohr der Brennkraftmaschine verläuft.In Fig. 4, in the upper part of the hollow part 3, instead of the cap 4, there is a pressure relief valve 16 with a cap 17 grown, from which the vent pipe 5 runs to the air intake pipe of the internal combustion engine.

Das. Ventil 16 sperrt auf dem Ventilsitz 18 den Kurbelgehäuseinnenraum gegen das Luftansaugrohr ab, wobei die Ventilbewegungen durch eine Rollmembran 19 in Abhängigkeit vom atmosphärischem Druck und dem Kurbelgehäusedruck gesteuert werden. Hierbei steht die Rollmembran 19 auf einer Seite über der Bohrung 20 mit der Außenluft in Verbindung, während auf der anderen Seite der Gasdruck im Kurbelgehäuse lastet. That. Valve 16 blocks the crankcase interior on valve seat 18 against the air intake pipe, the valve movements through a rolling diaphragm 19 as a function of atmospheric pressure and the crankcase pressure can be controlled. Here, the rolling diaphragm 19 is on one side above the bore 20 in connection with the outside air, while on the other side the gas pressure is in the crankcase.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Air-cooled reciprocating internal combustion engine in series design with a cooling air storage space (14) along the cylinder row (15) and an axial cooling air fan (1), which is located in front of the cooling air storage space (14) and is arranged laterally in front of the first cylinder and its housing (7) together with its mounting bracket (2) forms a one-piece casting, as well as with a connection from the interior of the machine to the air intake pipe of the machine for venting the crankcase, characterized in that the tubular fan housing (7) with the hollow mounting bracket (2) and a vertically extending upper part arranged laterally next to the fan housing (7) (3) forms a one-piece casting, the oil-tight cavities of which are connected to one another and at the same time the interior of the machine with the air intake pipe the machine, being in the connection from the machine room to the air intake pipe Means for oil separation are formed.

2. Reciprocating internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the fastening bracket (2) via an opening in the machine housing with a calming space (8) inside of the machine housing is connected, whose large cross-section inflow opening (10) or the Openings immediately in front of the end face of a rotating disk-shaped machine part (12) in are arranged in the vicinity of its axis of rotation.

3. Reciprocating internal combustion engine according to claim 1 or 2, characterized in that im a valve (18,! 9) is installed in the upper part of the laterally arranged hollow part (3), which controls the pressure in the Machine housing limited.

4. Reciprocating internal combustion engine according to one of claims 1 to 3, characterized in that the lateral hollow part (3) connected to the air intake pipe of the machine by a short ventilation pipe (5) is.