DE4214324C2 - Vorrichtung zur Abscheidung von ölhaltigen Aerosolen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Abscheidung von ölhaltigen Aerosolen in Entlüftungen von Triebwerksräumen von Verbrennungsmotoren, mit einem zur Abscheidung der Aero­ sole dienenden Zyklon, welcher über eine Zuluftleitung an den Triebwerksraum des Verbrennungsmotors sowie über eine Abluftleitung an eine Saugleitung des Verbrennungsmotors an­ schließbar ist und einen zu einem Ölsumpf führenden unteren Gehäuseteil mit unterhalb des Ölspiegels des Ölsumpfes ange­ ordnetem Ölauslaß besitzt.

Eine derartige Vorrichtung ist Gegenstand der DE 31 28 470 C2. Durch Anordnung der Mündung des Ölauslasses unterhalb des Ölspiegels eines vom Ölsumpf des Verbrennungs­ motors gesonderten Ölsumpfes wird gewährleistet, daß über den Ölauslaß keine Falschluft in den Zyklon einströmen und die Abscheidewirkung des Zyklons beeinträchtigen kann. Viel­ mehr kann aufgrund des Druckgefälles zwischen den beim Betrieb des Verbrennungsmotors im Triebwerksraum auftretenden Überdruck und dem im Saugleitungssystem vorliegenden Unterdruck eine den Zyklon durchsetzende ungestörte Luftströmung aufrechterhalten werden, die in einer mit der Falleitung verbundenen Abscheidekammer im Zyklon einen starken Luftwirbel aufrechterhält, so daß die von der Luft mitgeführten ölhaltigen Aerosole durch die im Wirbel auftretenden Zentrifugalkräfte auf der Wandung der Abscheidekammer niedergeschlagen und dann über die Falleitung dem Ölsumpf zugeführt werden können.

Nach der DE 31 28 470 C2 ist an der Abluftleitung des Zyklons ein Verschluß angeordnet, welcher durch die Druckdifferenz zwischen Atmosphärendruck und dem Unter­ druck im Saugsystem des Verbrennungsmotors gesteuert wird, derart, daß die Abluftleitung bei extremem Unter­ druck im Saugsystem abgesperrt wird.

Aus der DE-PS 19 95 271 ist eine weitere Vorrichtung zur Abscheidung von ölhaltigen Aerosolen in Entlüftungen von Triebwerksräumen von Verbrennungsmotoren bekannt. Hier ist abweichend von der eingangs angegebenen Anordnung vorgesehen, daß die Falleitung zur Saugseite einer Öl- Injektorpumpe führt, welche zur ständigen Ölabführung aus dem Zyklon vorgesehen ist. Da die Saugwirkung der Injektorpumpe kurz nach dem Start der Verbrennungsmaschine bei kaltem Öl vergleichsweise gering ist, besteht die Gefahr, daß das die Injektorpumpe betreibende Drucköl über die Falleitung in den Zyklon eintritt. Um dies zu vermeiden, ist in der Falleitung zwischen dem Zyklon und der Saugseite der Injektorpumpe ein Rückschlagventil angeordnet.

Aus der US 3 590 955 ist es bekannt, die Unterseite des Ge­ häuses eines Kurbeltriebwerkes als sogenannten Trockensumpf auszubilden, wobei in der Unterseite angeordnete Ölablauf­ öffnungen über normal offene Schwimmerventile in eine darun­ ter angeordnete Ölwanne münden. Dagegen wird in der US 3 590 955 kein Ölabscheider mit den eingangs angegebenen Merkmalen beschrieben.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, die Konstruktion einer Vorrichtung der eingangs angegebenen Art noch weiter zu ver­ bessern, wobei insbesondere eine kontinuierliche Ölabschei­ dung ermöglicht und eine einfache Montage der Vorrichtung am Motor od. dgl. gewährleistet sein sollen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß

• - an den Ölauslaß eine Falleitung anschließt, deren Mündung unterhalb des Ölspiegels des eigentlichen Ölsumpfes des Motors angeordnet ist,
• - ein im unteren zyklonseitigen Gehäuseteil untergebrachtes, normal offenes Schwimmerventil einen Rückschlag aus dem Ölsumpf des Verbrennungsmotors verhindert, und
• - die gesamte Vorrichtung als Baugruppe mit der Falleitung trennbar verbunden ist.

Mit der Erfindung wird berücksichtigt, daß sich zwar bei stationären oder sich nur relativ langsam ändernden Betriebs­ bedingungen des Verbrennungsmotors zwischen dem Druck im Triebwerksraum und dem Druck in der Saugleitung eine normale Druckdifferenz einstellt, die im wesentlichen nur durch den Drosselwiderstand der Zuluftleitung, des Zyklons sowie der Abluftleitung vorgegeben ist. Dabei kann die Falleitung in der Regel ständig offen bleiben, denn bei dieser normalen und bei der Auslegung der Vorrichtung berücksichtigten Druckdifferenz kann - außer in selten auftretenden und weiter unten erläuterten Sonderfällen - kein Öl aus dem Ölsumpf in den Zyklon einströmen. Jedoch können sich die Betriebsbedingungen eines Verbrennungsmotors, insbesondere in Kraftfahrzeugen, schnell und stark ändern, beispielsweise wenn aus dem Leerlauf heraus Vollgas gegeben wird. In derar­ tigen Fällen können zwischen dem Druck im Triebwerksraum und dem Druck im Ansaugsystem des Motors extreme Druckdifferenzen auftreten, die sich aufgrund des Drosselwiderstandes von Zuluftleitung, Zyklon und Abluftleitung nur mit zeitlicher Verzögerung im Sinne einer Annäherung an die normalen Druck­ differenzen verändern. Die bei solchen Betriebsumständen bestehende Gefahr eines Übertrittes vom Öl aus dem Ölsumpf in den Zyklon wird durch die erfindungsgemäße Anordnung beseitigt.

Gleichzeitig ist vorteilhaft, daß auch ein kurzzeitiges Ansteigen des Ölspiegels im Bereich der Mündung der Falleitung, etwa aufgrund starker Beschleunigungen bzw. Verzögerungen des Kraftfahrzeuges und der dadurch hervor­ gerufenen Schwallbewegungen des Öls, ebenfalls keinen Zufluß von Öl aus dem Ölsumpf in den Zyklon verursachen können.

Schließlich ist vorteilhaft, daß aufgrund der Erfindung der Zyklon ununterbrochen arbeiten kann.

Im übrigen wird hinsichtlich vorteilhafter Merkmale der Erfindung auf die Ansprüche sowie die nachfolgende Erläu­ terung einer in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsform verwiesen.

Dabei zeigt die einzige Figur ein leicht schematisiertes Schnittbild eines in erfindungsgemäßer Weise ausgestalteten Zyklons.

Der Zyklon 1 besitzt in grundsätzlich bekannter Weise eine mit im wesentlichen vertikaler Zylinderachse angeord­ nete zylindrische Abscheidekammer 2, in die eine Zuluft­ leitung 3 tangential einmündet und aus der eine einen im übrigen geschlossenen oberen Boden 5 durchsetzende Abluft­ leitung 4 herausführt, welche innerhalb der Abscheidekammer 2 zentrisch angeordnet ist und bis in einen Bereich der Abschei­ dekammer 2 heruntergeführt ist, der in der Regel in Vertikal­ richtung deutlich unterhalb der Mündung der Zuluft­ leitung 3 liegt.

Nach unten setzt sich die zylindrische Abscheidekammer 2 in ein als Trichter ausgebildetes unteres zyklonseitiges Gehäuseteil 6 fort, welcher über ein Schwimmer­ ventil 7 mit einem Öl-Auslaßstutzen 8 verbunden ist.

Die Zuluftleitung 3 ist mit einem zu entlüftenden Triebwerksraum, insbesondere dem Kurbelraum eines nicht dargestellten Verbrennungsmotors verbunden, während die Abluftleitung 4 an eine Saugleitung dieses Motors angeschlossen ist. An den Öl-Auslaßstutzen 8 ist eine Falleitung (nicht dargestellt) angeschlossen, die unterhalb des Ölspiegels in den Ölsumpf des Verbrennungs­ motors einmündet.

Beim Betrieb des Verbrennungsmotors tritt zwischen dem an die Zuluftleitung 3 angeschlossenen Triebwerksraum (Kurbelraum) und der an die Abluftleitung 4 angeschlossenen Saugleitung eine Druckdifferenz auf, die eine Luftströmung vom Triebwerksraum (Kurbelraum) zur Saugleitung bewirkt. Diese die Abscheidekammer 2 des Zyklons durchsetzende Luftströmung erzeugt innerhalb der Abscheidekammer 2 in bekannter Weise eine Wirbelströmung, so daß in der Luft mitgeführte ölhaltige Aerosole auf der Wandung der Abschei­ dekammer 2 unter der Wirkung der im Luftwirbel auftretenden Zentrifugalkräfte niedergeschlagen werden und über den Trichter 6 sowie die an den Öl-Auslaßstutzen 8 angeschlossene Falleitung dem Ölsumpf des Motors zugeführt werden können.

Bei stationären oder sich nur langsam ändernden Betriebs­ bedingungen des Verbrennungsmotors liegt die Druckdifferenz zwischen Triebwerksraum (Kurbelraum) und Ansaugleitung innerhalb eines Normalbereiches, wobei das Normalmaß der Druckdifferenz durch die Drossel- bzw. Strömungswiderstände des Luftweges vom Triebwerksraum (Kurbelraum) zur Ansaug­ leitung vorgegeben wird.

Wenn sich die Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors plötzlich und stark ändern, beispielsweise weil aus dem Leerlauf heraus Vollgas gegeben wird, treten zwischen dem Druck im Triebwerksraum (Kurbelraum) und dem Druck in der Ansaugleitung extrem große Druckdifferenzen auf, wobei sich die Druckverhältnisse in der Ansaugleitung und im Trieb­ werksraum (Kurbelraum) aufgrund der Strömungs- bzw. Drossel­ widerstände des Entlüftungsweges zwischen Triebwerksraum (Kurbelraum) und Ansaugleitung nur mit zeitlicher Verzögerung aneinander angleichen können. Dabei können zwischen dem Druck im Zyklon 1 und dem Druck im Triebwerksraum (Kurbelraum) so starke Druckdifferenzen auftreten, daß Öl aus dem Ölsumpf in der Falleitung bis zum Öl-Auslaßstutzen 8 hochsteigt und durch das dabei schließende Schwimmerventil 7 an einem Eintritt in den Trichter 6 des Zyklons 1 gehindert wird.

Durch das Schwimmerventil 7 wird also gewährleistet, daß auch bei derartigen vorübergehenden Betriebszuständen ein störungs­ freier Abscheidebetrieb des Zyklons 1 möglich bleibt.

Aufgrund der Anordnung des Schwimmerventiles innerhalb von Gehäuseteilen, die mit dem Zyklon 1 verbunden bzw. als Teile des Zyklons ausgebildet sind, bilden Zyklon 1 und Schwimmerventil 7 eine gemeinsame Baugruppe, welche bei Montage am Verbrennungsmotor nur noch über entsprechende Leitungen, beispielsweise Schlauchleitungen, mit dem Trieb­ werksraum (Kurbelraum), der Ansaugleitung und dem Ölsumpf des Motors verbunden werden muß.

Claims (2)

1. Vorrichtung zur Abscheidung von ölhaltigen Aerosolen in Entlüftungen von Triebwerksräumen von Verbrennungsmotoren, mit einem zur Abscheidung der Aerosole dienenden Zyklon, welcher über eine Zuluftleitung an den Triebwerksraum des Verbrennungsmotors sowie über eine Abluftleitung an eine Saugleitung des Verbrennungsmotors anschließbar ist und ei­ nen zu einem Ölsumpf führenden unteren Gehäuseteil mit un­ terhalb des Ölspiegels des Ölsumpfes angeordnetem Ölauslaß besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß

• 1. - an den Ölauslaß (8) eine Falleitung anschließt, deren Mündung unterhalb des Ölspiegels des eigentlichen Öl­ sumpfes des Motors angeordnet ist,
• 2. - ein im unteren zyklonseitigen Gehäuseteil (6) unterge­ brachtes, normal offenes Schwimmerventil (7) einen Rück­ schlag aus dem Ölsumpf des Verbrennungsmotors verhindert, und
• 3. - die gesamte Vorrichtung als Baugruppe mit der Falleitung trennbar verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Falleitung als Schlauchleitung ausgebildet ist.