DE4128453A1 - Kurbelgehaeuseentlueftung - Google Patents

Description

Das Folgende betrifft eine Kurbelgehäuseentlüftung für eine Brennkraftmaschine, speziell für eine selbstzündende Brennkraftmaschine.

Eine gattungsgemäße Kurbelgehäuseentlüftung ist aus der DE-OS 31 22 851 bekannt, bei der ein topfförmiger Behälter in dem Ventilraum angeordnet ist, wobei der Behälter eine Verbindungsöffnung zum Ventilraum in einem von Öl im we­ sentlichen spritzfreien Bereich aufweist. Weiter ist der Behälter über einen als Verbindungsleitung ausgebildeten Kurbelgehäuseentlüftungskanal mit dem Ansaugsystem der Brennkraftmaschine verbunden. Diese Ausbildung stellt eine mit einfachen Mitteln zu realisierende Kurbelgehäuseent­ lüftung mit einer aber nur begrenzten Abscheidung von Schmieröl dar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kurbelge­ häuseentlüftung bereitzustellen, die eine wirkungsvollere Abscheidung von Schmieröl aus den dem Ansaugsystem zuzu­ führenden Kurbelgehäusegasen gewährleistet, wobei der Bau­ aufwand gering sein soll.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Verbindungsöff­ nung gegenüberliegend eine Prallwand in dem Entlüftungska­ nal angeordnet ist und der Entlüftungskanal stromabwärts der Prallwand eine Querschnittsflächenvergrößerung auf­ weist, in deren Bereich eine Ölrückführleitung angeordnet ist. Durch diese Ausbildung wird erreicht, daß die Kurbel­ gehäusegase mit hoher Geschwindigkeit durch die Verbin­ dungsöffnung in den Kurbelgehäuseentlüftungskanal einströ­ men und in diesem auf die Prallwand auftreffen. Dadurch wird in den Kurbelgehäusegasen befindliches Öl abgeschie­ den und setzt sich an der Prallwand ab. Die Größe der da­ bei abgeschiedenen Ölpartikel ist eine Funktion der Gasge­ schwindigkeit im System sowie der geometrischen Anordnung der Prallwand gegenüber der Verbindungsöffnung. Das Öl kriecht mit der Strömung der Kurbelgehäusegase entlang des Entlüftungskanals bis sich ein Ölrinnsal auf dem Kanalbo­ den ausbildet. Durch die Querschnittsvergrößerung wird die Geschwindigkeit der strömenden Gase weiter verringert, so daß weitere, feine Ölpartikel aus dem Gasstrom ausgeschie­ den werden können. Diese werden schließlich zusammen mit dem bereits ausgeschiedenen Öl in eine Rückführleitung eingeleitet, die mit geodätischem Gefälle das abgeschie­ dene Öl vorzugsweise in das Kurbelgehäuse der Brennkraft­ maschine zurückleitet. Weitere mit der erfindungsgemäßen Ausbildung erreichte Vorteile sind:

• - Begrenzung der durchgesetzten Gasmenge bei großen Undichtigkeiten um ein Ölmitreißen und Schmutzan­ saugen zu vermeiden,
• - Erhöhung des Abscheidegrades bei zunehmender Gas­ menge; somit auch relativ konstanter Ölanteil zur Ventilsitzschmierung im angesaugten Gas über die gesamte Motorlaufzeit,
• - schnelle, unproblematische Beeinflussung des Luft­ ölverhältnisses zur Schmierung der Ventilsitzes und
• - Ausnutzung des gesamten zur Verfügung stehenden Un­ terdruckes zwischen Ansaugleitung und Kurbelgehäuse zur Ölabscheidung.

In Weiterbildung der Erfindung ist die Prallwand von einer Wand des Entlüftungskanals gebildet. Dadurch wird eine einfache Bauweise ohne zusätzliche Teile für die Prallwand ermöglicht, wobei zudem die strömungstechnischen Probleme des Übergangs von Prallwand auf Kanalwand vermieden sind.

In Weiterbildung der Erfindung ist die Verbindungsöffnung beziehungsweise ein eingesetzter Stutzen oder Rohrstutzen als Düse ausgebildet und angenähert rechtwinklig zu der Prallwand ausgerichtet. Dadurch wird die Strömungsge­ schwindigkeit der Kurbelgehäusegase beim Eintritt in den Entlüftungskanal weiter erhöht und durch das angenähert rechtwinklige Auftreffen auf die Prallwand sowie die daraus folgende zwangsläufige scharfe Umlenkung des Gas­ stromes wird ein hoher Anteil von Öl aus dem Gasstrom aus­ geschieden. Mit dem Düsendurchmesser wird der Abscheide­ grad des Systems bestimmt und somit der Ölanteil im Gas zur Schmierung der Ventilsitze auf ein notwendiges Minimum optimiert.

In Weiterbildung der Erfindung ist der Entlüftungskanal als Rohr ausgebildet. Die Geschwindigkeit in dem Rohr ist so bemessen, daß kein an der Prallwand, beziehungsweise Rohrwand kriechendes Öl wieder losgerissen und in den Gas­ strom aufgenommen wird, wobei aber andererseits die Strö­ mungsgeschwindigkeit so hoch ist, daß das an der Prallwand beziehungsweise der Rohrwand haftende Öl entlang der Wand mitgesogen wird.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind mehrere Düsen vorgesehen. Diese Ausbildung ist insbesondere bei mehrzy­ lindrigen Brennkraftmaschinen vorteilhaft. Es werden ge­ zielt in spritzölfreien Bereichen einzelner Zylinder die Kurbelgehäusegase entnommen, wobei Gasströmungszentren vermieden werden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist im Bereich der Querschnittsvergrößerung des Rohres ein Druckregelventil angeordnet. Dadurch ist im Gesamtsystems der Wirkungsgrad des Abscheidesystems und der Kurbelgehäusedruck vorgebbar.

In Weiterbildung der Erfindung ist der Entlüftungskanal als Luftschacht ausgebildet. Dieser Ausbildung ist eine Alternative zu der Ausbildung des Kanals als Rohr. Der Luftschacht ist beispielsweise bei beengten Platzverhält­ nissen vorteilhaft einsetzbar und bewirkt zusätzlich einen Kohäsions-, Adhäsions- und Kondensationseffekt bei den Öl­ partikeln.

In Weiterbildung der Erfindung ist in die Rückführleitung ein Rückschlagventil eingesetzt. Das Rückschlagventil ver­ hindert eine gegenläufige Luftströmung zu dem Druckregel­ ventil. Dabei ist das Rückschlagventil vorteilhaft als Siphon ausgebildet, der die gegenläufige Luftströmung bei allen Schräglagen der Brennkraftmaschine sicher verhin­ dert. Die Ölstandshöhe in dem Siphon ist durch einfache konstruktive Gestaltung des Siphons (Auseinanderziehen, Zusammenschieben) auf die Druckverhältnisse der Brenn­ kraftmaschine einstellbar.

In Weiterbildung der Erfindung ist die vom Ölrücklauf ent­ fernteste Düse bündig mit der Entlüftungsleitung ausgebil­ det, um einen zusätzlichen Ölrücklauf bei extremen Schräg­ lagen zu erhalten. Die verbleibenden Düsen ragen in den Entlüftungskanal hinein und ermöglichen somit ein unge­ störtes Ölkriechen entlang des Kanalbodens.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der Zeichnungsbeschreibung zu entnehmen, in der in den Fi­ guren dargestellte Ausführungsbeispiele der Erfindung nä­ her beschrieben sind.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Kurbelgehäuseentlüftung mit einem als Rohr ausgebildeten Entlüftungskanal,

Fig. 2a und 2b eine Kurbelgehäuseentlüftung mit einem als Luft­ schacht ausgebildeten Kanal und

Fig. 3a bis 3c Detailansichten mit Varianten der Kurbelgehäuseent­ lüftung mit Rückführleitung und Rückschlagventil.

Die in Fig. 1 dargestellte Kurbelgehäuseentlüftung wird insbesondere bei einer selbstzündenden Brennkraftmaschine benutzt und ist im Bereich einer Ventildeckelhaube 1 mon­ tiert. Dies kann aber auch jede andere geeignete Stelle (spritzölfrei) an der Brennkraftmaschine sein.

Dabei weist die Ventildeckelhaube 1 eine Ausnehmung auf, in die ein Kurbelgehäuseentlüftungskanal 2 eingesetzt ist. Der Kurbelgehäuseentlüftungskanal 2 ist im Ausführungs­ beispiel nach Fig. 1 als Rohr ausgebildet, das im übrigen rund oder eckig geformt sein kann. Der Entlüftungskanal ist an seiner ersten Stirnseite 3 geschlossen und weist auf der gegenüberliegenden Stirnseite eine Querschnitts­ vergrößerung auf. Dabei ist die Querschnittsvergrößerung so gestaltet, daß sie einen Raum 4 bildet, in den ein Druckregelventil 5 eingesetzt ist.

Auf der Seite der geschlossenen Stirnseite 3 ist in den Entlüftungskanal 2 eine Verbindungsöffnung 6 eingearbei­ tet, durch die ein in die Ventildeckehaube 1 eingearbeite­ ter Stutzen 7 eingreift. Der Stutzen 7, der als Düse aus­ gebildet ist, verbindet den Ventilraum 8 mit dem Entlüf­ tungskanal 2. Abgedichtet ist der Stutzen 7 gegenüber dem Entlüftungskanal 2 durch einen Dichtring 9. Etwa in der Mitte des Entlüftungskanals 2 zwischen der verschlossenen Stirnseite 3 und dem Raum 4 ist eine weitere Verbindungsöffnung 10 in dem Entlüftungskanal 2 und in der Ventil­ deckelhaube 1 vorgesehen. Durch die Verbindungsöffnung 10 ist ein Rohrstutzen 11 geführt, der an dem Entlüftungska­ nal 2 befestigt ist und gegenüber der Ventildeckelhaube 1 abgedichtet ist. Der lichte Durchmesser des Entlüftungska­ nals 2 ist eine Abstimmung zum lichten Querschnitt sowohl des Stutzens 7 als auch des Rohrstutzens 11. Beispielswei­ se haben die Stutzen 7, 11 einen Durchmesser von ca. 8 mm und der Entlüftungskanal einen Durchmesser von ca. 15 bis 18 mm. Im übrigen beträgt die Länge des Stutzens 7 ca. 20 mm, des Rohrstutzens 11 ca. 28 mm, während die Länge des Entlüftungskanals von der geschlossenen Stirnseite 3 bis zur Mitte des Rohrstutzens 11 ca. 114 mm beträgt und von der Mitte des Rohrstutzens 11 bis zur Mitte des Raumes 4 ca. 160 mm beträgt.

Das Druckregelventil 5 weist eine Membran 12 auf, die am Außenumfang von einem Deckel 13, in den eine Öffnung ein­ gearbeitet ist, gehalten wird. Die Membran 12 wirkt mit einem Membranteller 14 zusammen, der mit einer Feder 15 verbunden ist, die in dem Raum 4 festgelegt ist. In der von der Feder 15 umgebenen Zylinderwandung 16 ist ein mit dem Ansaugsystem der Brennkraftmaschine verbundener Kanal 17 gebildet, der von der Membran 12 verschlossen werden kann. An geodätisch niedriger Stelle des Raumes 4 ist ein Anschlußstutzen 18 angebracht, an den eine Rückführleitung für abgeschiedenes Öl in das Kurbelgehäuse der Brennkraft­ maschine angeschlossen werden kann.

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2a (teilweise ge­ schnittene Seitenansicht) und Fig. 2b (Draufsicht) ist der Entlüftungskanal 2 als Luftschacht ausgebildet, der eine Verbindungsöffnung 6a zu den Ventilraum 8 aufweist und über ein Eintrittsstück 19 in den Raum 4 einmündet, der das Druckregelventil aufnimmt.

Fig. 3a zeigt einen Raum 4, in den ein Druckregelventil 5 einsetzbar ist, wobei der Anschlußstutzen 18, beziehungs­ weise die entsprechende Rückführleitung direkt unterhalb des Raumes 4 als Siphon 20 ausgebildet ist. Der Siphon wirkt als Rückschlagventil.

Die Fig. 3b und 3c zeigen in einer alternativen Aus­ führung ein Rückschlagventil in der Rückführleitung, das durch einen 360°-Bogen gebildet ist.

Die Kurbelgehäusegase gelangen von dem Ventilraum 8 durch den Stutzen 7, den Rohrstutzen 11 oder durch die Verbin­ dungsöffnung 6a in den Entlüftungskanal 2 und treffen auf die als Prallwand 21 wirkende Kanalwand gegenüberliegend den Stutzen 7, 11 beziehungsweise der Verbindungsöffnung 6a. Dadurch wird von den Kurbelgehäusegasen mitgefördertes Öl abgeschieden und setzt sich an der Wandung des Entlüf­ tungskanals 2 ab. Durch die Gasströmung in dem Kanal 2 wird das Öl beziehungsweise die Öltröpfchen in den Raum 4 gefördert, der eine Querschnittsvergrößerung gegenüber dem Entlüftungskanal 2 aufweist. Dadurch wird die Strömungsge­ schwindigkeit weiter verringert, so daß sich noch weitere feine Ölpartikel absetzen können, die zusammen mit dem Öl über eine an dem Anschlußstutzen 18 angeschlossene Rück­ führleitung in das Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine zurückgeführt werden. Das Regelventil begrenzt den in dem Kurbelgehäuseentlüftungssystem und somit im Kurbelgehäuse erzeugten Unterdruck auf einen durch die Federsteifigkeit der Feder 15 bestimmten Wert. Das Rückschlagventil in der Rückführleitung verhindert eine gegenläufige Luftströmung zu dem Druckregelventil 5. Im übrigen mündet die Ölrück­ führleitung unter einem Ölspiegel insbesondere in der Öl­ wanne der Brennkraftmaschine.

Claims (10)

1. Kurbelgehäuseentlüftung für eine Brennkraftmaschi­ ne, die eine in einem Kurbelgehäuse drehbar gelagerte Kur­ belwelle aufweist, an der zumindest ein Pleuel angelenkt ist, das mit einem Kolben verbunden ist, der in einem von einem Zylinderkopf abgedeckten Zylinder bewegbar ist, wo­ bei der Zylinderkopf zusammen mit einer Ventildeckelhaube einen Ventilraum bildet, in dem Gaswechselventile angeord­ net sind und wobei der Ventilraum durch eine Verbindungsöffnung über einen Kurbelgehäuseentlüftungskanal mit dem Ansaugsystem verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß gegenüberliegend der Verbin­ dungsöffnung (6, 6a) eine Prallwand (21) in dem Entlüf­ tungskanal (2) angeordnet ist und der Entlüftungskanal (2) stromabwärts der Prallwand (21) eine Querschnittsflächen­ vergrößerung aufweist, in deren Bereich eine Öl-Rückführ­ leitung angeordnet ist.

2. Kurbelgehäuseentlüftung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallwand (21) von einer Kanalwand gebildet ist.

3. Kurbelgehäuseentlüftung nach Anspruch 1 oder An­ spruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsöffnung (6, 6a) und/oder ein eingesetzter Stutzen (7, 11) als Düse ausge­ bildet ist und angenähert rechtwinklig zu der Prallwand (21) ausgerichtet ist.

4. Kurbelgehäuseentlüftung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Düsen vorgesehen sind.

5. Kurbelgehäuseentlüftung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Entlüftungskanal (2) als Rohr ausgebildet ist.

6. Kurbelgehäuseentlüftung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Querschnitts­ vergrößerung ein Druckregelventil (5) angeordnet ist.

7. Kurbelgehäuseentlüftung nach Anspruch 1 und An­ spruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Entlüftungskanal (2) als Luftschacht ausgebildet ist.

8. Kurbelgehäuseentlüftung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in die Rückführleitung ein Rückschlagventil eingesetzt ist.

9. Kurbelgehäuseentlüftung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil als Siphon (20) ausgebildet ist.

10. Kurbelgehäuseentlüftung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführleitung unter einem Ölspiegel endet.