DE3622024A1 - Rueckfuehrleitung fuer leckgase aus dem kurbelgehaeuse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Rückführleitung für Leckgase aus dem Kurbelgehäuse eines Viertakt-Verbrennungsmotors in die Ansaugrohre der Zylinder.

Beim Viertakt-Verfahren eines Verbrennungsmotors gelangen bei den Takten des Verdichtens und Verbrennens Gase an den Kolben vorbei in das Kurbelgehäuse. Der Grund liegt darin, daß die Kolbenringe nie eine hundertprozentige Abdichtung zwischen Zylinder und Kurbelgehäuse herstellen können. Deshalb gelangen sog. Leckgase ins Kurbelgehäuse, die teils aus unverbranntem Luft-Kraftstoff-Gemisch, teils aus den Verbrennungsgasen bestehen. Während früher das Kurbel­ gehäuse in die Umgebung entlüftet wurde, ist heutzutage aus Gründen des Umweltschutzes eine Rückführung der Leck­ gase erforderlich. Die Rückführung erfolgt bei Viertakt- Benzinmotoren in der Regel hinter dem Luftfilter in das Ansaugrohr des Vergasers, bei Viertakt-Dieselmotoren hinter dem Luftfilter vor die Ansaugrohre der Zylinder.

Die Rückführung der Leckgase hat vor allem bei Dieselmoto­ ren einen positiven Nebeneffekt. Die vor die Ansaugrohre rückgeführten Leckgase reißen nämlich Öltröpfchen aus dem Kurbelgehäuse mit. Diese feinverteilten, mitgerissenen Öl­ tröpfchen genügen, um die Ventilsitze der Einlaßventile zu schmieren und vor Verschleiß zu schützen. Dieses ist we­ sentlich vorteilhafter, als wenn eine Schmierung entlang der Ventilschäfte durch herabsickerndes Öl erfolgen würde. Aufgrund der Wärmeeinwirkung auf den Ventilschaft besteht nämlich die Gefahr, daß das herabsickernde Öl an den Ven­ tilschäften verkokt und damit den Querschnitt des Ansaug­ rohrs verengt.

Werden die Leckgase aber unkontrolliert vor die Ansaugroh­ re der Zylinder über eine einzige Öffnung rückgeführt, be­ steht die Gefahr, daß der Zylinder, dem die Öffnung der Rückführleitung am nächsten liegt, die meisten Leckgase ansaugt, und daß der am entferntesten liegende Zylinder keine Leckgase mehr ansaugen kann. Das führt naturgemäß zu einer ungleichmäßigen Verteilung des Ölnebels auf die einzelnen Zylinder, so daß sich die Einlaßventile der Zy­ linder, die den meisten Ölnebel ansaugen, mit Ölkohle zu­ setzen, während bei Ventilen der Zylinder, die keine Leck­ gase mehr ansaugen, wegen mangelnder Schmierung Ventil­ schäden durch Ventilsitzverschleiß auftreten.

Um die Nachteile dieser unkontrollierten Leckgasrückfüh­ rung zu vermeiden, hat die Erfindung sich die Aufgabe ge­ stellt, die Leckgase so gleichmäßig auf jeden Zylinder zu verteilen, daß eine ausreichende Schmierung der Ventil­ sitze aller Einlaßventile gewährleistet ist.

Die Aufgabe wird mit Hilfe der kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

In vorteilhafter Weise steht die Rückführleitung mit jedem Ansaugrohr eines Zylinders über eine Öffnung in Verbin­ dung. Dadurch ist gewährleistet, daß jeder der Zylinder Leckgase ansaugen kann und damit seine Einlaßventile eine genügende Schmierung in den Ventilsitzen erfahren. Die un­ terschiedlichen Durchmesser der Öffnungen, die sich in Strömungsrichtung der Leckgase gesehen in der Rückführlei­ tung so ändern, daß die letzte Öffnung einen wesentlich größeren Durchmesser und eine andere Austrittsrichtung in das Ansaugrohr aufweist als die erste Öffnung, stellen sicher, daß von jedem Zylinder die gleiche Menge Leckgase angesaugt werden kann. Nach den Strömungsgesetzen kann über die Fläche einer Öffnung sowie über die Richtung ihres Austritts direkt auf die pro Zeiteinheit durch diese Öffnung strömende Gasmenge Einfluß genommen werden. Der in Strömungsrichtung der Rückführleitung gesehen erstliegende Zylinder saugt die Leckgase aus der kleinsten Öffnung an. In diesem Teil der Rückführleitung enthalten die Leckgase noch den höchsten Ölnebelanteil. Die Menge der Leckgase und ihr Ölnebelanteil nimmt aber in der Rückführleitung von Ansaugrohr zu Ansaugrohr ab. Um alle Zylinder gleich­ mäßig mit Leckgasen zu versorgen und dadurch eine Schmie­ rung der Ventilsitze der Einlaßventile sicherzustellen, ist die in Strömungsrichtung der Leckgase gesehen letzte Öffnung in der Rückführleitung wesentlich größer als die erste.

In Ausgestaltung der Erfindung sind die Öffnungen in einer spiralförmigen oder nahezu spiralförmigen Linie um die Rückführleitung angeordnet, wobei die in Strömungsrichtung der Rückführleitung gesehen erste Öffnung auf der der An­ saugöffnung des Ansaugrohrs abgewandten Seite und die letzte auf der der Ansaugöffnung des Ansaugrohrs zuge­ wandten Seite der Rückführleitung liegen. Diese Anordnung der Löcher verhindert vorteilhaft, daß an der Stelle, wo die Leckgase den höchsten Gehalt an Ölnebel aufweisen und sich Öltröpfchen an der Wandung niederschlagen können, durch eine senkrecht nach unten weisende Öffnung Öl her­ austropft, in den Ansaugstutzen des Zylinders gelangt und für ein Überangebot an Öl sorgt. Selbst wenn sich an der Stelle des ersten Lochs Öltröpfchen abscheiden sollten, gelangt doch nur Ölnebel mit den Leckgasen in das Ansaug­ rohr des Zylinders. Da mit zunehmender Anzahl der Zylinder die Leckgase ölärmer werden, können auch die Öffnungen entsprechend zu den Ansaugstutzen hin gedreht werden. Am letzten Ansaugrohr sind die Leckgase bereits so ölnebelarm geworden, daß keine Gefahr besteht, daß sich größere Öl­ tropfen abscheiden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weisen die Öff­ nungen in der Rückführleitung nach außen hin eine düsen­ förmige Erweiterung auf. Durch diese Ausgestaltung der Öffnungen wird vorteilhaft sichergestellt, daß die Leck­ gase gleichmäßig ausströmen und sich damit der Ölnebel gleichmäßig in der angesaugten Luft der Ansaugrohre ver­ teilt.

Anhand von zwei Darstellungen wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Rückführleitung für Leckgase aus dem Kurbelgehäuse näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 den geöffneten Ansaugkasten eines Viertakt-Diesel­ motors von der Luftfilterseite aus gesehen,

Fig. 2 einen Querschnitt durch diesen Ansaugkasten mit Blick auf ein Ansaugrohr.

In Fig. 1 ist der Ansaugkasten eines vierzylindrigen Vier­ takt-Dieselmotors in geöffnetem Zustand dargestellt. Die Ansicht erfolgt von der Luftfilterseite aus. Das Gehäuse des Ansaugkastens 1 wird mit Befestigungslaschen 2 an den jeweiligen Zylinderköpfen, die hier nicht näher darge­ stellt sind, befestigt. In dem Ansaugkasten 1 sind die vier Ansaugrohre 3 in der Aufsicht zu erkennen. Sie sind mit ihren Ansaugöffnungen 3′ nach links geneigt und unter­ halb des Ansaugkastens sind die Flansche 4 zum Anschluß an den Ansaugkanal des jeweiligen Zylinders zu sehen. Auf der linken Seite wird von einem Anschlußstutzen 5 die Rück­ führleitung 6 für die Leckgase zum Kurbelgehäuse hinge­ führt. Die Rückführleitung 6 liegt als Rohr im Inneren des Ansaugkastens 1 oberhalb der Ansaugrohre 3. Mit einer Schraubverbindung 7 ist die Rückführleitung 6 an dem Ge­ häuse des Ansaugkastens 1 befestigt.

In Höhe der Ansaugöffnung 3′ eines jeden Ansaugrohrs 3 ist in der Rückführleitung 6 jeweils eine Öffnung 8. Diese Öffnungen 8 befinden sich auf einer nahezu spiralförmigen Linie um die Mittellinie 9 der Rückführleitung 6. Am An­ fang der Rückführleitung 6 in dem Ansaugkasten 1 befindet sich die Öffnung oberhalb des ersten Ansaugrohrs links nahezu auf der entgegengesetzten Seite von der Ansaugöff­ nung 3′ des Ansaugrohrs 3. Außerdem ist die Öffnung sehr klein im Vergleich zu den darauf folgenden Öffnungen, die jeweils um mehrere Winkelgrade in Richtung auf die Ansaug­ öffnungen der Ansaugrohre 3 hingedreht sind, so daß die letzte Öffnung über dem letzten Ansaugrohr senkrecht nach unten weist, direkt in Richtung auf die Ansaugöffnung 3′ des Ansaugrohrs 3 hin. Diese Öffnung ist die größte von allen vier dargestellten Öffnungen.

Werden sehr stark mit Ölnebel beladene Leckgase aus dem Kurbelgehäuse angesaugt, besteht die Gefahr, daß sich Öl­ tröpfchen in der Ölleitung niederschlagen. Das ist beson­ ders beim Eintritt der Rückführleitung in den Ansaugkasten 1 der Fall, wo die kalte, angesaugte Luft das Rohr um­ strömt. Wäre dort die Öffnung 8 direkt im Bereich der An­ saugöffnung 3′ des Ansaugrohrs 3 nach unten gerichtet, würde die Gefahr bestehen, daß die abgeschiedenen Öltröpf­ chen in das ersten Ansaugrohr hineingesaugt würden und so­ mit ein Überangebot an Öl in dem darunterliegenden Ansaug­ rohr und damit an dem Einlaßventil anfiele, während beim letzten Ansaugrohr kein Öl mehr ankäme. Die Anordnung der Löcher 8 auf der Rückführleitung 6 stellt somit sicher, daß beim Eintritt in den Ansaugkasten 1 nur Ölnebel von dem ersten Ansaugrohr 3 angesaugt wird und daß auch das letzte Ansaugrohr die gleiche Menge Leckgase mit dem glei­ chen Ölanteil ansaugen kann. In die Öffnungen der Rück­ führleitung können auch Röhrchen gesteckt werden. Weisen die Röhrchen alle den gleichen Querschnitt auf, kann durch Zusammendrücken des Endes eine Öffnung beliebiger Form und Größe geformt werden. Durch Biegen der Rohre können die Öffnungen beliebig in den Bereich der Ansaugöffnungen der Ansaugrohre gedreht werden.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch den Ansaugkasten 1 mit Blick auf die Ansaugöffnung 3′ eines Ansaugrohrs 3. Auf der rechten Seite des Ansaugkastens 1 muß man sich den Luftfilter ergänzt denken, während die Befestigungslasche 2 mit dem zugehörigen Zylinderkopf verschraubt ist. Das Ansaugrohr 3 öffnet sich nach oben zum Betrachter hin, während es unten links am Flansch 4 in den Ansaugstutzen des Zylinders mündet. Oberhalb des Ansaugrohrs 3 verläuft die Rückführleitung 6. Deutlich zu erkennen ist eine Öff­ nung 8, die unter einem Winkel von etwa 45° zur Senkrech­ ten durch die Mittellinie 9 nach unten auf die Ansaugöff­ nung 3′ des Ansaugrohrs 3 hin gerichtet ist. Die Öffnung 8 weist nach außen hin eine düsenförmige Erweiterung 10 auf. Diese Form der Öffnung sichert ein gleichmäßiges Ausströ­ men der Leckgase und eine optimale Auffächerung des aus­ tretenden Strahles an Leckgasen und Ölnebel, so daß eine gute Vermischung mit der vom Ansaugrohr 3 angesaugten Luft erfolgt. Die Bearbeitung der Öffnungen 8 muß sehr sorgfäl­ tig erfolgen, damit keinerlei Grate und Unebenheiten ent­ stehen. Diese könnten nämlich die Strömung sehr stark be­ einflussen, so daß es zu einem ungleichmäßigen Verteilen der Leckgase käme. Der Lage der Öffnung 8 in der Rückführ­ leitung 6 entsprechend ist das dargestellte Ansaugrohr das vorletzte der in Fig. 1 dargestellten Ausaugrohre, von links an gerechnet.

Um die Strömungsverhältnisse in dem Ansaugkasten 1 zu ver­ bessern, kann die Rückführleitung 6 auch durch ein hier nicht dargestelltes kurzes, nach unten reichendes, das Rohr überdeckendes Blech gegenüber dem vorgesetzten Luft­ filter abgeschirmt sein. Dadurch kann verhindert werden, daß, je nach Lage der Öffnungen 8, der vorgeschaltete Fil­ ter durch Ölnebel benetzt wird.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel, wie in Fig. 1 darge­ stellt, nimmt, in Strömungsrichtung der Leckgase gesehen, der Durchmesser der jeweiligen Öffnungen 8 in der Rück­ führleitung 6 kontinuierlich in gleichen Schritten zu. Ist es aufgrund der konstruktiven Ausführung für die Strö­ mungsverhältnisse vorteilhaft, können auch zwei aufeinan­ derfolgende Löcher den gleichen Durchmesser aufweisen.

Außerdem ist es denkbar, daß der gewählte Winkelversatz der Löcher auf dem Umfang der Rückführleitung 6 nicht in gleich großen Winkelschritten erfolgt. So können bei­ spielsweise zwei aufeinanderfolgende Löcher an der glei­ chen Stelle des Umfangs, auf demselben Winkelgrad, liegen.

Claims (4)

1. Rückführleitung für Leckgase aus dem Kurbelgehäuse eines Viertakt-Verbrennungsmotors in die Ansaugrohre der Zylinder, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführleitung (6) mit jedem Ansaugrohr (3) eines Zylinders über eine Öffnung (8) in Verbindung steht, wobei sich die Durchmesser der Öff­ nungen (8) in Strömungsrichtung der Leckgase in der Rück­ führleitung (6) gesehen ändern und die letzte Öffnung ei­ nen wesentlich größeren Durchmesser und eine andere Aus­ trittsrichtung in das Ansaugrohr aufweist als die erste Öffnung.

2. Rückführleitung für Leckgase nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (8) in einer spiralförmigen oder nahezu spiralförmigen Linie um die Rückführleitung (6) angeordnet sind, wobei die in Strö­ mungsrichtung der Rückführleitung (6) gesehen erste Öff­ nung (8) auf der der Ansaugöffnung (3′) des Ansaugrohrs (3) abgewandten Seite und die letzte auf der der Ansaug­ öffnung (3′) des Ansaugrohrs (3) zugewandten Seite der Rückführleitung (6) liegen.

3. Rückführleitung für Leckgase nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß, in Strömungsrichtung der Leckgase gesehen, der Durchmesser der jeweiligen Öffnungen (8) in der Rückführleitung (6) von der ersten bis zur letzten Öffnung zunimmt.

4. Rückführleitung für Leckgase nach einem der An­ sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (8) der Rück­ führleitung (6) nach außen hin eine düsenförmige Erweite­ rung (10) aufweisen.