DE2840837C2

DE2840837C2 - Ölabscheider zur Entlüftung des Kurbelraumes von Verbrennungskraftmaschinen

Info

Publication number: DE2840837C2
Application number: DE2840837A
Authority: DE
Inventors: Steven George Brandau; Larry Dean Cedar Falls Ia. Shinn
Original assignee: Deere and Co
Current assignee: Deere and Co
Priority date: 1977-09-22
Filing date: 1978-09-20
Publication date: 1985-12-12
Also published as: YU219078A; FR2404105A1; JPS5455247A; GB2004474A; FR2404105B1; GB2004474B; YU39194B; CA1080058A; BR7806194A; US4156406A; AR213922A1; DE2840837A1

Description

— daß die erste Prallplatte (28) mindestens zwei öffnungen (42), eine zweite, der ersten Prallplatte benachbarte Prallplatte (30) eine Öffnung (44) v'cniger und eine dritte, der zweiten Prallplatte benachbarte Prallplatte (32) die gleiche Anzahl öffnungen (46) wie die erste Prallplatte aufweisen, wobei alle in den Prallplatten (28,30, 32) vorgesehenen öffnungen (42,44,46) mit zur Einlaßöffnung (34) weisenden Lippen (42a, 44a, 46a,) versehen sind,

— daß zwischen je zwei Prallplatten (28, 30, 32) und der ersten Prallplatte (28) und einer das napfartige Gehäuse (16) nach unten abschließenden Bodenplatte (22) mindestens ein Teil einer Lippe verlängert und als Abstandhalter (42b, 44i>,46*>; ausgebildet ist,

— daß die Prallplatten (28, 30, 32) zu mindestens einer Seitenwand des napfartigen Gehäuses (16) einen Abstand aufweisen,

— daß die Prallplatten (28, 30, 32) von einander und die erste Prallplatte (28) von der Bodenplatte (22) einen derartigen Abstand haben, daß die Geschwindigkeit des Öl-Gas-Gemisches beim Passieren der Lippen (42a, 44a, 46a) weniger als 2 m/s beträgt und

— daß die Bodenplatte (22) gegenüber den öffnungen (42) der ersten Prallplatte (28) versetzte Einlaßöffnungen (34) für das Öl-Gas-Gemisch sowie mindestens eine Ablauföffnung (36) für das abgeschiedene öl aufweist und an dem Gehäuse (16) unter Zwischenschaltung des Randes einer entsprechenden öffnung in einer Wand des zu entlüftenden Raumes befestigt ist.

2. ölabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die dritte Prallplatte (28, 32) je drei Öffnungen (42, 46) und die zweite Prallplatte (30) und die Bodenplatte (22) je zwei öffnungen (44,34) aufweisen.

3. ölabscheider nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen (42, 44, 46) in den Prallplatten in etwa oval ausgebildet sind.

4. ölabscheider nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenplatte (22) mehrere Konsolen (24) mit Gewindelöchern zum Verschrauben mit dem Gehäuse (16) aufweist.

Die Erfindung bezieht sich auf einen ölabscheider zur Entlüftung des Kurbelraumes von Verbrennungskraftmaschinen mit einem napfartigen Gehäuse, das in seinem Bodenbereich mindestens eine Einlaßöffnung und in seinem Kopfbereich eine Entlüftungsöffnung aufweist, und mit Öffnungen aufweisenden, parallelen Prallplatten, wobei die Prallplatten mit Abstand und die öffnungen in benachbarten Prallplatten zueinander versetzt angeordnet sind.

Es ist bereits eine Vorrichtung (US-PS 38 75 916) zur Entlüftung eines Kurbelwellenraumes einer Verbrennungskraftmaschine bekannt, die ein napfartiges Gehäuse aufweist Letzteres hat in seinem Kopfbereich eine Entlüftungsbohrung und parallele Prallplatten, wobei die Prailplatten mit Abstand und die Öffnungen in benachbarten Prallplatten zueinander versetzt angeordnet sind. Durch die dadurch entstehenden Räume werden die von der Verbrennungskraftmaschine kommenden Kurbelgehäusegase geführt und gereinigt und vermischt, um ihre Verbrennbarkeit zu erhöhen, bevor sie in den Brennraum geführt werden, um verbrannt zu werden.

Für ein Luftfiltersystein ist bereits eine Vorrichtung bekannt (GB-PS 6 31 911), bei der in einem Gehäuse parallele mit Abstand angeordnete Prallplatten vorgesehen sind, deren öffnungen zueinander versetzt sind. Hierbei weisen benachbarte Prallplatten jeweils um 1

verschiedene Zahlen von öffnungen auf, wobei die Prallplatten im Bereich ihrer öffnungen mit Lippen versehen sind, die der durchströmenden Luft entgegengerichtet sind.
Bei beiden Vorrichtungen sind die runden Prallplatten an eier Peripherie mit umlaufenden, hochstehenden Ringen versehen, die als Abstandhalter dienen. Neben den großen Material- und dem hohen Herstellungsaufwand ergeben sich erhöhte Gewichte, die sich bei einer Verwendung bei Verbrennungskraftmaschinen für Fahrzeuge nachteilig auswirken.

Die mit der Erfindung zu lösende Aufgabe wird darin gesehen, einen ölabscheider der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß eine gute ölabscheidung bei einer kompakten und leichten Ausbildung des ölabscheiders erzielt wird.

Diese Aufgabe ist nach der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst worden.
Auf diese Weise ist ein in seinem Aufbau einfacher, kostengünstig herzustellender und leicht einzubauender ölabscheider geschaffen, bei dem durch Auftreffen auf die Prailplatten die in der Luft schwebenden Öltröpfchen aus dem Luftstrom ausgesondert und zurückgeführt werden, wobei die Luftgeschwindigkeit gering ist.

Merkmale zur Weiterbildung der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

In der Zeichnung ist ein nachfolgend näher erläutertes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 eine Verbrennungskraftmaschine mit zwei ölabscheidern,

F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie 2-2 in F i g. 1,
F i g. 3 die Draufsicht zu F i g. 2, und zwar in Richtung der Linie 3-3 in F i g. 2 gesehen,

F i g. 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 in F i g. 3.

In Fig. 1 ist eine konventionelle Verbrennungskraftmaschine 10 mit zwei Ventildeckeln 12 dargestellt, auf denen ölabscheider 14 befestigt sind.

In den übrigen Figuren ist einer der Ölabscheider 14 im Detail dargestellt, und es ist aus F i g. 2 zu erkennen, daß er teilweise aus einem napfartigen Gehäuse 16 gebildet ist, das unten durch eine ebene Bodenplatte abgedeckt ist. Im oberen Bereich des napfartigen Gehäuses

16 ist eine Entlüftungsöffnung 18 vorgesehen, die einen Austritt aus dem Gehäuse ermöglicht. Das napfartige Gehäuse 16 ist zusammen mit einer Dichtung 20 mit der geneigten Fläche des Ventildeckels 12 über die Bodenplatte 22 verbunden, die unter dem Ventildeckel 12 vorgesehen ist und zusammen mit dem napfartigen Gehäuse 16 den Ölabscheider vervollständigt. An die Bodenplatte 22 sind zwei U-förmig ausgebildete Konsolen 24 angeschweißt, die sich durch eine Öffnung in dem Ventildeckel 12 nach oben erstrecken und in die zwei durch den oberer. Teil des napfartigen Gehäuses 16 gesteckte Schrauben 26 geschraubt werden können.

Oberhalb der Bodenplatte 22 sind mit gleichem Abstand zueinander und zur Bodenplatte 22 drei Prallplatten 28, 30 und 32 vorgesehen. Des weiteren sind in der Bodenplatte 22 zwei ovale Einlaßöffnungen 34 vorgesehen und zwei Abflußöffnungen 36 sowie eine Arretierungsbohrung 38, in die ein Arretierungsstift 40 eingreifen kann, der aus einem umgebogenen Teil des Ventildeckels 12 gebildet sein kann. Die Einlaböffnungen 34 sind so ausgebildet, daß sie eine Einlaßdurchtrittsgeschwindigkeit des eintretenden Gas-Öl-Gemisches erlauben, die unter 2 m/s liegt

Die erste Prallplatte 28 ist mit drei nebeneinander liegenden, oval ausgebildeten öffnungen 42 versehen, die gegenüber den Einlaßöffnungen 34 in der Bodenplatte 22 versetzt sind. Jede dieser öffnungen 42 ist mit einer nach unten bzw. zu den Einlaßöffnungen weisenden Lippe 42a an ihrer Peripherie versehen, wobei die äußeren zwei öffnungen 42 eine Verlängerung an der Lippe aufweisen, durch die je ein Abstandhalter 42b gebildet wird, über den wiederum die erste Prallplatte 28 in ihrem richtigen Abstand zur Bodenplatte 22 gehalten werden kann.

Die zweite Prallplatte 30 ist mit zwei oval oder schlitzförmig ausgebildeten öffnungen 44 versehen, die mit den Öffnungen 42 in der ersten Prallplatte 28 nicht deckungsgleich sind, aber deckungsgleich zu den Einlaßöffnungen 34 in der Bodenplatte 22 angeordnet sind. Jede der Öffnungen 44 ist mit einer nach unten gerichteten Lippe 44a an ihrer Peripherie versehen und weist ebenfalls einen Abstandhalter 446 auf.

Die dritte Prallplatte 32 ist genauso wie die erste Prallplatte 28 ausgebildet und weist somit drei öffnungen 46 auf, die zu den drei öffnungen 42 in der ersten Prallplatte 28 ausgerichtet, aber nicht zu den öffnungen 44 in der zweiten Prallplatte 30 und den Einlaßöffnungen 34 in der Bodenplatte 22 ausgerichtet sind. Die öffnungen 46 sind ferner von einer nach unten gerichteten Lippe 46a umgeben und weisen Abstandhalter 46b auf, die dazu beitragen, daß die dritte Prallplatte 32 den richtigen Abstand zur zweiten Prallplatte 30 aufweist. Des weiteren ist die dritte Prallplatte 32 derart angeordnet, daß sie auf die Bodenplatte 22 einen Druck ausübt. Hierzu ist sie mit der Konsole 24 verschweiß:, wodurch auch die Positionen der ersten und zweiten Prallplatten 28 und 30 festgelegt sind. Im zusammengebauten Zustand weisen die Prallplatten 28, 30 und 32 zu der Seitenwand des napfartigen Gehäuses 16 einen Abstand auf, über den das abgeschiedene Öl zu zwei Ablauföffnungen 36 in der Bodenplatte 22 infolge der geneigten Anordnung des ölabscheider 14 fließen kann.

Während des Einsatzes der Verbrennungskraftmaschine 10 kann es vorkommen, daß Verbrennungsgase mit Kohlenstoff und anderen Beimischungen an den Kolbenringen vorbeistreichen und in das Kurbelgehäuse des Motors eintreten. Infolge der Rotation der Kurbelwelle und der Bewegung der Kolbenstange werden diese Gase dann mit dem Öl im Kurbelraum vermischt, wodurch eine Gas-Öl-Mischung entsteht. Diese Mischung versucht, zur höchsten Stelle in der Verbrennungskraftmaschine 10 zu entweichen, was beim vorliegenden Ausführungsbeispiel der Ventildeckel 12 ist, und dann weiter in den Ölabscheider 14 durch die Einlaßöffnungen 34 in der Bodenplatte 22. Die Mischung folgt im wesentlichen den durch die in F i g. 2 mit Pfeilen gekennzeichneten Wegen.

ίο Wenn nun die Mischung durch die Einlaßöffnungen 34 in den Ölabscheider 14 eintritt, dann wird sie zunächst gegen den Boden der ersten Prallplatte 28 stoßen und dann gegen die Lippen 42a. Eine Abscheidung wird dann schon bei den mit A gekennzeichneten Punkten auftreten. Infolge der schrägen Anordnung des Ölabscheiders 14, wie sie in Fig. 1 angedeutet ist, können dann die Abscheidungen infolge der Schwerkraft nach der einen Seite der ersten Prallplatte 28 in Richtung auf die Innenseite des napfartigen Gehäuses 16 fließen, von wo sie dann durch die Bodenplatte 22 zurück in den Ventildeckel 12 durch die Ablaufföcher gelangen können.

Da die Öffnungen 42 nicht zu den Einlaßöffnungen 34 ausgerichtet sind, wird die Geschwindigkeit der Mi-

schung verlangsamt, wenn sie in den Bereich der Öffnungen 42 kommt. Hier tritt dann, auch wie bereits gesagt, die Ausscheidung auf. Außerdem ist an dieser Stelle zu erwähnen, daß die Abstandhalter 42b einen ausreichenden Abstand zwischen den Unterkanten der Lippen 42a und der Bodenplatte 22 hervorrufen, wodurch wiederum die Durchtrittsgeschwindigkeit unter eine experimentell bestimmte Geschwindigkeit von 2 m/s für die sedimentäre Ausscheidung fällt. Sind dagegen die Prallplatten zu dicht beieinander angeordnet, so wird die Durchtrittsgeschwindigkeit sich erhöhen, wodurch ein beträchtlicher Ölbestandteil durch die Entlüftungsöffnung 18 austreten kann.

Wenn nun die Mischung aus den Öffnungen 42 austritt, wird sie wiederum gegen den Boden der zweiten Prallplatte 30 gelangen, da deren Öffnungen 44 ebenfalls nicht zu den Öffnungen 42 ausgerichtet sind, wodurch ein Aufprall und wiederum eine Ausscheidung von weiterem Öl bzw. Beimengungen an der Unterseite der zweiten Prallplatte 30 und an der Rückseite der Lippen 44a an den mit dem Buchstaben Cgekennzeichneten Stellen entstehen. Des weiteren wird noch, da der Aufprall eine wesentliche Verwirbelung der Mischung im Bereich der ersten Prallplatte 28 bewirkt, eine zentrifugale Ausscheidung auftreten, die eine Ansammlung von Öl an den mit dem Buchstaben B gekennzeichneten Stellen bewirkt.

Wenn nun die Mischung in die öffnungen 44 in der zweiten Prallplatte 30 eintritt, dann sind bereits die meisten Ölbestandteile und Beimengungen entfernt und die

η Durchtrittsgeschwindigkeit ist auf weniger als 2 m/s reduziert worden. Sollten aber noch Ölbestandteile bzw. Beimengungen sich in dem Luftstrom befinden, dann werden diese ebenfalls durch einen Aufprall gegen die Unterseite der dritten Prallplatte 32 und gegen die Rückseite der Lippen 46a beseitigt werden.

Wenn nun das Luftgemisch in die öffnungen 46 eintritt, dann wird die Durchtrittsgeschwindigkeit verringert sein und weniger als 2 m/s betragen, bevor sie in den oberen Teil des napfartigen Gehäuses 16 oberhalb der dritten Prallplatte 32 gelangt. Eine weitere sedimentäre Ausscheidung erfolgt hier bevor das Kurbelgehäusegas durch die Entlüftungsbohrung 18 mit einer Geschwindigkeit austritt, die weniger als 1.5 m/s beträgt.

Die Öffnungen 42, 44, 46 wie auch die Einlaßöffnungen 34 und die Entlüftungsbohrung 18 sind selbstverständlich entsprechend dimensioniert.

Im ganzen gesehen kann somit in dem ölabscheider nach der Erfindung eine zentrifugale und sedimentäre Abscheidung sowie eine durch Aufprall erfolgen, bei der die sich in dem Gemisch befindlichen Beimengungen von Öl abgeschieden werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

20

25

30

35 40 45 50 55 60

Claims

Patentansprüche:

1. ölabscheider zur Entlüftung des Kurbelraumes von Verbrennungskraftmaschinen mit einem napfartigen Gehäuse, das in seinem Bodenbereich mindestens eine Einlaßöffnung für Kurbelgehäusegas und in seinem Kopfbereich eine Entlüftungsöffnung aufweist, und mit Öffnungen aufweisenden, parallelen Prallplatten, wobei die Prallplatten mit Abstand und die öffnungen in benachbarten Prallplatten zueinander versetzt angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet,