DE3509439C2

DE3509439C2 -

Info

Publication number: DE3509439C2
Application number: DE3509439A
Authority: DE
Inventors: Shoichi Saitama Jp Ohtaka; Hideyo Okegawa Saitama Jp Miyano; Yoshio Fujimi Saitama Jp Nuiya; Yukio Asaka Saitama Jp Kondo
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1984-03-15
Filing date: 1985-03-15
Publication date: 1988-03-17
Also published as: US4667647A; GB2155998A; GB2155998B; JPS60192821A; DE3509439A1; JPS6411804B2; GB8506783D0

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Entlüftung des Kurbelgehäuses einer Brennkraftmaschine und zur Abscheidung von Öl aus dem abgezogenen Kurbelgehäusegas.

Nach der DE-OS 31 28 470 ist eine Vorrichtung zur Abscheidung von Öl aus einem Öl, Luft, unverbrannte Kohlenwasserstoffe und Feuchtigkeit enthaltenden, aus einem Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine abgezogenen Dunst und zur Rückführung des abgeschiedenen Öls in das Kurbelgehäuse bekannt, die eine den ölhaltigen Dunst aufnehmende, einen Rücklaufweg für abge schiedenes Öl aufweisende Zyklonkammer, eine darüber liegende anschließende zweite Kammer und eine den vom Öl wenigstens teilweise befreiten Dunst aus der zweiten Kammer abführende und einem Ansaugrohr der Brennkraftmaschine zuführende Leitung aufweist, bei der ein Ventil vorgesehen ist, das den Strom des dem Ansaugrohr durch die Leitung zugeführten, vom Öl wenigstens teilweise befreiten Dunstes mit zuneh mendem Unterdruck im Ansaugrohr zunehmend drosselt. Dabei ist das Ventil durch eine Membran und einen Absaugstutzen gebildet, zwischen die eine Feder gespannt ist. Mit zu nehmendem Unterdruck im Ansaugstutzen schließt sich das Ventil.

Ein ähnliches Ventil nach der US-PS 34 55 285 ist zwischen einer ersten und einer darüberliegenden zweiten Kammer angeordnet. Es ist jedoch dort kein Ölrückführungssystem beschrieben. Dementsprechend weist das Ventil auch keinen Rücklaufweg für abgeschiedenes Öl auf, und es bewirkt auch nicht eine Erleichterung der Trennung von Öl und leicht flüchtigen Bestandteilen in einer Kammer, von der die An saugleitung abgeführt ist.

Ein nach der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 57-1 08 406 bekanntes Ventil öffnet sich mit zunehmendem Unterdruck in einer Ansaugleitung und wirkt somit genau entgegengesetzt wie das erfindungsgemäße Ventil.

In der US-PS 27 63 247 ist beschrieben, daß ein Entlüftungs kanal am Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine beheizt wird, um niedrigsiedende Verunreinigungen aus dem Schmieröl zu entfernen.

Aufgabe der Erfindung ist es, im Kurbelgehäuse einen ge ringen, annähernd konstanten Unterdruck aufrechtzuer halten und dafür zu sorgen, daß sich in der Entlüftungs vorrichtung das rückzuführende Öl von den leichtflüchtigen Bestandteilen des in die Entlüftungsvorrichtung eindrin genden ölhaltigen Dunstes gut trennt.

Die Lösung dieser Aufgabe ist in Anspruch 1 angegeben.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird im folgenden an Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 teilweise im Schnitt eine schematische Darstellung einer Maschine, die ein erfindungsgemäßes Lüftungs system für Kurbelgehäuse auf weist;

Fig. 2 einen vergrößerten Vertikal schnitt durch das System der Fig. 1;

Fig. 3 einen vergrößerten Längsschnitt durch ein PCV-Ventil des Systems der Fig. 2; und

Fig. 4 teilweise im Querschnitt eine sche matische Darstellung einer Maschine mit einem modifizierten erfindungs gemäßen Lüftungssystem für ein Kurbelge häuse.

Im folgenden werden nun im Zusammenhang mit der Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung und ihre Beziehung zu Elementen einer Brennkraftmaschine beschrieben.

Eine Maschine 1 weist ein Kurbelgehäuse 2 und einen an dem Kurbelgehäuse 2 montierten geneigten Zylinder block auf. Der Zylinderblock weist einen Zylinderkopf 4 mit einer Kammer S eines Ventilmechanismus (Fig. 2) auf, die durch einen Kopfdeckel 5 verschlossen ist, der am Zy linderkopf 4 befestigt ist. Die Kammer S des Ventilme chanismus steht über Durchgänge 6 (Fig. 2) mit einem Raum in Verbindung, der sich über einem Ölpool bzw. einer Öllasche im Kurbelgehäuse 2 befindet. Im Kopfdeckel 5 sind eine erste Kammer 15 und eine zweite Kammer 20 vor gesehen, die Hauptelemente des PCV-Systemes darstellen. Unter einem PCV-System wird hier ein System zur Entlüftung des Kurbelgehäuses mit Absau gung der Kurbelgehäusegase verstanden. Die Maschine 1 weist auch ein Ansaugsystem auf, das aus einem Ansaugrohr 7 und einem Luftfilter 9 besteht. Die zweite Kammer 20 steht mit dem Ansaugrohr 7 über einen Schlauch 8 in Verbindung und der Raum in dem Kurbelgehäuse 2 steht mit dem Raum in dem Luftfilter 9 über ein Rohr 10 in Verbindung.

Einzelheiten des in der Fig. 1 dargestellten PCV-Systemes werden nun im Zusammenhang mit der Fig. 2 erläutert. Der Kopfdeckel 5 weist einen ersten Hohlraum 11 auf, der sich nach innen öffnet. Außerdem weist der Kopf 5 einen zweiten Hohlraum 16 auf, der sich nach außen öffnet. Der erste und zweite Hohlraum 11, 16 sind in dem oberen Ende 5 a des Kopfdeckels 5 ausgebildet. Weil der Zylinderblock der Maschine geneigt ist, erstreckt sich das obere Ende 5 a des Kopfdeckels 5 schräg nach oben, wobei der zweite Hohl raum 16 oberhalb bzw. aufwärts vom ersten Hohlraum 11 vorgesehen ist. Der erste und zweite Hohlraum 11, 16 sind voneinander durch eine Trennwand 17 getrennt, die im wesentlichen ho rizontal angeordnet ist. Der erste Hohlraum 11 weist eine Mehrzahl von gestaffelten bzw. versetzten Ablenk- bzw. Prallplatten 12 auf, die in ihn vorstehen. Eine Deckel platte 13 ist am Kopfdeckel 5 nahe an der Öffnung des Hohlraumes 11 angeordnet, wodurch die erste Kammer 15 ge bildet wird. Die Deckelplatte 13 weist ein Gaseinlaßloch 14 auf, das in ihrem unteren Bereich ausgebildet ist. Eine Kappe 18 ist am Kopfdeckel 5 nahe an der Öffnung des zwei ten Hohlraumes 16 angeordnet, so daß die zweite Kammer 20 gebildet wird. Die Kappe 18 weist ein Gasauslaßrohr 19 an ihrem oberen Bereich auf. Die Trennwand 17 hält bzw. trägt ein PCV-Ventil 21, das sich durch sie erstreckt, um den Betrag bzw. die Menge eines durchfließenden Gases zu steuern. Ein unteres Ende des PCV-Ventiles 21 ragt daher in die erste Kammer 15. Ein oberes Ende dieses Ventiles ragt daher in die zweite Kammer 20.

Das PCV-Ventil wird im Zusammenhang mit der Fig. 3 näher erläutert. Es besteht hauptsächlich aus einem Ventilkör per 22, einem Ventilkolben 23 und einer Feder 24. Der Ven tilkörper 22 weist einen zylindrischen Hauptbereich 22 a, in dem der Ventilkolben 23 bewegbar angeordnet ist, eine Schulter 22 b, die am oberen Ende des Hauptkörpers 22 a an geordnet ist und auf der ein oberes Ende der Feder 24 sitzt, und einen zylindrischen Halsbereich 22 c auf, der sich von der Schulter 22 b aus nach oben erstreckt und der eine Innenfläche aufweist, die mit dem Ventilkolben 23 zur Bestimmung einer Drosselöffnung zusammenwirkt. Der Ventilkolben 23 weist an seinem oberen Bereich eine koni sche Fläche 23 a auf, die sich nach oben verjüngt. Außer dem besitzt er an seinem unteren Ende einen Flansch 23 b, der radial nach außen vorsteht. Der Flansch 23 b weist eine obere Fläche auf, an der ein unteres Ende der Feder 24 sitzt. Der Ventilkolben 23 wird normalerweise durch die Feder 24 nach unten gedrückt. Ein Ring 25 ist am unteren Ende des Ventilkörpers 22 befestigt, um an der unteren Fläche des Flansches 23 b anzugreifen, wenn der Ventilkolben sich in einer unteren Grenzposition befindet. Der Ventilkolben 23 ist im Ventilkörper 22 in vertikaler Richtung durch eine durch ein in dem Ansaugrohr 7 entwickel tes Vakuum hervorgerufene Saugwirkung bewegbar (Fig. 1). Bei einem niedrigeren Druck im Ansaugrohr 7 wird der Ventilkolben 23 zu einer höheren Position bewegt, um die effektive Quer schnittsfläche der Drosselventilöffnung zwischen der in neren Fläche des zylindrischen Halsbereiches 22 c des Ventilkörpers 22 und der konischen Fläche 23 a des Ventil kolbens 23 zu verringern. Der zylindrische Halsbereich 22 c des Ventilkörpers 22 weist radiale Ölrücklauflöcher 26 auf, deren radiale äußeren Enden sich gerade über der Fläche der Trennwand 7 öffnen, die der zweiten Kammer zugewandt ist. Der an dem unteren Ende des Ventilkörpers 22 befestigte Ring weist ebenfalls axiale Ölrücklauflöcher 27 auf, die nicht durch den Ventilkolben 23 verschlossen werden, die aber eine Verbindung zwischen dem Inneren des Ventilkörpers 22 und der ersten Kammer 15 zu allen Zeiten herstellen.

Im folgenden wird nun die Arbeitsweise des PCV-Systems er läutert. Während des Betriebes der Maschine 1 wird Luft durch das Luftfilter 9 und das Rohr 10 in das Kurbel gehäuse 2 angesaugt, und es fließt ein Durchblasgas von der Verbrennungskammer durch das Spiel zwischen dem Kol ben und der Zylinderwand in das Kurbelgehäuse 2. Das in dem Kurbelgehäuse 2 vorhandene Gas stellt eine Mischung aus Luft, dem Durchblasgas und einem Nebel bzw. Dunst von Maschinenölteilchen dar. Das Durchblasgas enthält vergasten, unverbrannten Kraftstoff und Feuchtigkeit, die hauptver antwortlich für eine Beschädigung bzw. ein Schadhaftwer den des Maschinenöles sind. Das Gas in dem Kurbelgehäuse 2 fließt dann durch die Durchgänge 6 in der Zylinderwand in die Kammer S des Ventilmechanismus in dem Zylinderkopf 4. Von dort fließt das Gas durch das Gaseinlaßloch 14 in die erste Kammer 11. Während das Gas durch die erste Kammer 11 fließt, wird durch die Ablenkplatten 12 bewirkt, daß es seine Flußrichtung schnell und wiederholt ändert. Während dieser Zeit treffen relativ große Maschinenölteilchen auf die Ablenkplatten 12 und die Wandfläche der ersten Kammer 15 und werden dort eingefangen. Diese eingefangenen Ma schinenölteilchen werden daher aus dem Gas entfernt. Das eingefangene Öl fließt nach unten zurück in das Kurbel gehäuse 2. Kleinere Maschinenölteilchen werden durch das Gas durch das PCV-Ventil 21 in die zweite Kammer 20 be fördert, weil das Gas von der ersten Kammer 15 durch die kleine Drosselventilöffnung des PCV-Ventiles 21 in die zwei te Kammer 20 strömt. Der Druck in der zweiten Kammer 20 ist sehr viel kleiner als der Druck in der ersten Kammer 15, so daß das Gas beim Durchgang durch die zweite Kammer 20 expandiert wird. Anders ausgedrückt dient die zweite Kammer 20 als Expansionskammer zum Expandieren des darin enthaltenen Gases. Weil die zweite Kammer 20 in dem Kopf deckel 3 angeordnet ist, der während des Betriebes der Maschine einer relativ hohen Temperatur ausgesetzt ist, wird die Wand der zweiten Kammer 20 ebenfalls auf einer relativ hohen Temperatur gehalten. Die erhitzte Wand der zweiten Kammer 20 erhitzt dann die aus Öl und Kraftstoff und daran haftenden Wasser bestehenden Teilchen. Das Öl, der Kraftstoff und das Wasser verflüchtigen unterschied lich schnell und es werden in der Hauptsache nur Kraftstoff und Wasser verdampft. Aus diesem Grunde wird das Öl von ihnen getrennt. Das getrennte Öl fließt nach unten in das PCV-Ventil 21, das am Boden der zweiten Kammer 20 ange ordnet ist. Dann fließt das getrennte Öl durch die Öl rücklauflöcher 26 im zylindrischen Halsbereich 22 c des Ventilkörpers 22 und die Ölrücklauflöcher 27 im Ring 25 und in die erste Kammer 15. Das Öl läuft dann durch das Einlaßloch 14 zurück in die Kammer S des Ventilmechanis mus, von der es in das Kurbelgehäuse 2 zurückläuft.

Die Fig. 4 zeigt ein modifiziertes PCV-System, das in einer Maschine mit einem vertikalen Zylinderblock ange ordnet ist. Teile der Fig. 4, die identischen oder ent sprechenden Teilen der Fig. 1 entsprechen, sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Das modifizierte PCV-System weist ein PCV-Ventil 21 auf, das in derselben Weise wie das in der Fig. 3 dargestellte PCV-Ventil auf gebaut ist. Das modifizierte PCV-System weist auch eine erste Kammer 15 und eine zweite Kammer 20 auf, die anders aufgebaut sind, als diejenigen des PCV-Systems der Fig. 1. Da jedoch die in der Fig. 4 gezeigte erste Kammer 15 und die dort gezeigte zweite Kammer 20 aus der Fig. 4 und der voranstehenden Beschreibung der Fig. 1 und 2 leicht verstanden werden können, werden sie nicht ausführ licher erläutert. Das PCV-System der Fig. 4 unterscheidet sich hauptsächlich von dem PCV-System der Fig. 1 dadurch, daß das Rohr 10 zum Einführen von Luft in ein Kurbelge häuse 2 an den Zylinderkopf 4 gekoppelt ist, daß die erste Kammer 15 an einer Seite des Kurbelgehäuses 2 an geordnet ist, und daß die zweite Kammer 20 an einer Seite des Zylinderblocks 3 angeordnet ist, so daß sie durch die von dem Zylinderblock 3 abgegebene Hitze er wärmt wird. Die Anordnung der Fig. 4 weist dieselben Vorteile wie diejenige der Fig. 1 auf.

Da bei jedem der PCV-Systeme der Fig. 1 und 4 die zweite Kammer 20 oberhalb der ersten Kammer 15 angeord net ist, fließt das abgetrennte Öl infolge der Schwerkraft zurück in das Kurbelgehäuse 2. Aus diesem Grunde weist je des PCV-System einen kompakten Aufbau auf. Das PCV-Ven til 21 ist am Boden der zweiten Kammer 20 angeordnet, um es zu ermöglichen, daß das abgetrennte Öl durch die Ölrück lauflöcher in dem PCV-Ventil 21 nach unten fließt. Aus diesem Grunde wird das PCV-Ventil 21 durch das durch das Ventil nach unten fließende Öl gereinigt, um zu verhin dern, daß Öllack bzw. Ölfirnis am PCV-Ventil 21 abge schieden wird. Dieses Ventil arbeitet daher zuverlässig.

Anstelle der Verwendung des Aufbaues, bei dem die Wand der zweiten Kammer durch die Hitze von dem Zylinderblock der Maschine erhitzt wird, kann die Wand der zweiten Kammer durch heißes Wasser in einem Kühlwassergehäuse der Maschine, ein Auspuffgas oder eine elektrische Heizein richtung beispielsweise erhitzt werden. Die erste und zweite Kammer können voneinander beabstandet sein. Bei den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dient die erste Kammer als Einfangkammer zum Einfangen von relativ großen Ölnebelpartikeln.

Claims

1. Vorrichtung zur Entlüftung des Kurbelgehäuses einer Brenn kraftmaschine und zur Abscheidung von Öl aus dem abgezogenen Kurbelgehäusegas mit

a) einer ersten Kammer (15) mit einer Öffnung (14) nahe ihrem Boden zum Einführen des ölhaltigen Kurbelgehäuse gases und mit Ablenkplatten (12) zum Abscheiden von Öl,
b) einer zweiten Kammer (20), die beheizt ist, oberhalb der ersten Kammer (15) und von dieser durch eine Bodenwand (17) getrennt, der das von Öl wenigstens teilweise be freite Gas aus der ersten Kammer (15) zugeführt wird,
c) einem Gasauslaßrohr (19) an der zweiten Kammer (20), das an das Ansaugrohr (7) der Brennkraftmaschine ange schlossen ist,
d) einem Ventil (21) in der Bodenwand (17) zwischen der ersten und der zweiten Kammer, das das von der ersten zur zweiten Kammer strömende Kurbelgehäusegas mit zu nehmendem Unterdruck im Ansaugrohr der Brennkraftmaschine zunehmend drosselt,
e) einem Rücklaufweg (Öl-Rücklauföffnungen 26, 27) für in der zweiten Kammer (20) abgeschiedenes Öl in dem Ventil (21), der im wesentlichen unbeeinflußt von der Drossel stellung des Ventils ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (21) ein Gehäuse (22) mit einem der zweiten Kammer (20) abgewandten Boden (25) und einer die Bodenwand (17) der zweiten Kammer (20) durchsetzenden Umfangswand (22 a, 22 c) aufweist, daß sich in dem Gehäuse (22) ein gegen den Druck einer Feder (24) verschiebbarer Ventilkolben (23) befindet, der ein Loch im Boden (25 ) des Gehäuses (22) öffnet bzw. schließt und einen konischen Abschnitt (23 a) aufweist, der mit einer Ringschulter (22 b) im Gehäuse (22 b) einen drosselnden Ringdurchlaß begrenzt, und daß in der Umfangswand (22 a, 22 c) des Gehäuses (22) nächst der Oberfläche der Bodenwand (17) der zweiten Kammer (20) erste Öl- Rücklauföffnungen (26) und im Boden (25) des Gehäuses (22) seitlich des Ventilkolbens (23) zweite Öl-Rücklauföffnungen (27) vorgesehen sind.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die zweite Kammer (20) zur Beheizung in einem Zylinderkopfdeckel (5) der Brennkraftmaschine (1) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die zweite Kammer (20) zur Beheizung an einer Seite eines Zylinderblocks (3) der Brennkraftmaschine (1) angeordnet ist.