DE4237128A1 - Kurbelgehäuseentlüftung mit einer Zentrifuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kurbelgehäuseentlüftung einer Brennkraftmaschine, bei der die blow-by-Gase zur Ölabscheidung durch eine Zentrifuge geführt werden, und geht aus von der DE-OS 21 03 061.

Die blow-by-Gase, die aus dem Kurbelgehäuse abgeführt werden müssen und hierzu dem der Brennkraftmaschine zuge­ führten Frischluftstrom beigemengt werden, sollen mög­ lichst frei von Schmieröl sein. Daher werden die blow-by- Gase durch Ölabscheider geführt, die beispielsweise laby­ rinthartig ausgebildet sein können. Eine besonders effek­ tive Ölabscheidung läßt sich jedoch mit Hilfe einer Zen­ trifuge erzielen, wonach im oben zitierten Stand der Technik die in den blow-by-Gasen enthaltenen Öltröpfchen gegen die Zentrifugenwand geschleudert werden und von da in die Ölwanne der Brennkraftmaschine ablaufen können, wohingegen die reinen blow-by-Gase an dieser Wand ent­ langstreichend über eine geeignet plazierte Austrittsöff­ nung in das Ansaugsystem der Brennkraftmaschine gelangen können. Wie bei einer Zentrifuge üblich werden dabei die noch mit Schmieröl verunreinigten blow-by-Gase im wesent­ lichen zentral in die Zentrifuge eingeleitet.

Wenngleich mit dem bekannten Stand der Technik bereits befriedigende Ölabscheidequoten erzielbar sind, so sind doch Verbesserungen möglich, da die beim bekannten Stand der Technik an der ölbenetzten Zentrifugenwand vorbei­ streichenden Gase wiederum geringe Schmierölmengen mitreißen können. Somit ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Kurbelgehäuseentlüftung mit einer Zentrifuge aufzuzeigen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß die blow­ by-Gase umfangsseitig in die Zentrifuge eintreten und zentral aus dieser austreten. Vorteilhafte Aus- und Wei­ terbildungen der Erfindung sind Inhalt der Unteransprü­ che.

Auch die vorliegende Erfindung nutzt zur Ölabscheidung eine Zentrifuge, jedoch wird hierbei im Gegensatz zum be­ kannten Stand der Technik nicht allein der Zentrifugalkrafteffekt genutzt. Genutzt wird zusätzlich im wesentlichen die Massenträgheit der Schmierölpartikel bzw. der Öltröpfchen. Während es nämlich den reinen blow­ by-Gasen noch möglich ist, umfangsseitig in die Zentri­ fuge zu gelangen, werden die gegenüber den Gasmolekülen riesigen Schmieröltropfen daran gehindert, umfangsseitig über Eintrittsöffnungen, die mit einer hohen Geschwindig­ keit rotieren, in die Zentrifuge einzutreten. Als Ein­ trittsöffnungen können umfangsseitig ein oder mehrere Lö­ cher in der Zentrifugenwand vorgesehen sein, es ist aber auch möglich, die Zentrifuge aus einem oder mehreren ro­ tierenden Kanälen aufzubauen. Dabei kann der bzw. können die Kanäle an einem rotierenden Element der Brenn­ kraftmaschine angeflanscht sein, wobei die Kanäle sich im wesentlichen in radialer Richtung erstreckend zur Rota­ tionsachse hin ausgerichtet sind. Über diese Kanäle bzw. allgemein über Öffnungen in einer Zentrifugenwand können dann die reinen blow-by-Gase in den Innenraum der Zentri­ fuge gelangen und von diesem aus zentral abgeleitet wer­ den. Hingegen verbleiben Schmierölpartikel/Öltröpfchen außerhalb der Zentrifuge, da es diesen Partikeln bzw. Tröpfchen nicht gelingt, bei rotierender Zentrifuge durch Öffnungen in der Zentrifugenwand oder in die Kanäle hi­ nein zu gelangen. Vielmehr ist die Massenträgheit dieser Schmierölpartikel/Öltröpfchen viel zu groß, als daß sie binnen der extrem kurzen Zeitspanne, während derer eine Kanaleintrittsöffnung oder ein Loch in der Zentrifugen­ wand sich nahe eines derartigen Schmierölpartikels befin­ det, die erforderliche Bewegung ausführen könnten. Da aber - wie soeben geschildert - kaum Schmierölpartikel zusammen mit den blow-by-Gasen in die Zentrifuge gelangen können, ist der Abscheidewirkungsgrad eines erfindungsge­ mäßen Ölabscheiders, der daneben evtl. in die Zentrifuge eindringendes Schmieröl noch hinwegschleudert, gegenüber dem bekannten Stand der Technik nochmals deutlich gestei­ gert.

Um Unwuchten am rotierenden Element durch die ange­ flanschten Kanäle zu vermeiden, empfiehlt es sich, diese Kanäle paarweise einander gegenüberliegend anzuordnen. Als rotierendes Element bietet sich ein ohnehin bereits vorhandenes Getrieberad oder Kettenrad an, das beispiels­ weise auf der Kurbelwelle oder Nockenwelle der Brenn­ kraftmaschine befestigt sein kann. Dabei kann der kon­ struktive Aufwand besonders gering gehalten werden, wenn sich dieses rotierende Element bereits innerhalb des Kur­ belgehäuses der Brennkraftmaschine befindet, da dann zum einen die blow-by-Gase nicht in umständlicher Weise zur Zentrifuge hingeleitet werden müssen und zum anderen die Ableitung des abgetrennten Schmieröles auch keinen zu­ sätzlichen Aufwand erfordert.

Im Sinne einer einfachen Fertigung kann das rotierende Element bzw. Getrieberad/Kettenrad mit den Kanälen ein einstückiges Bauteil bilden, das insbesondere in Sinter­ technik hergestellt werden kann. Ferner empfiehlt es sich, zwischen der Zentrifuge, d. h. dem rotierenden Ele­ ment der Brennkraftmaschine sowie einer Wand des Kurbel­ gehäuses, durch die letztendlich die blow-by-Gase aus dem Zentrum der Zentrifuge herausgeführt werden, ein Dicht­ element vorzusehen, um eine unerwünschte Leckage von blow-by-Gasen an der Zentrifuge vorbei zu vermeiden. Dies sowie weitere Merkmale/Vorteile der Erfindung werden auch aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausfüh­ rungsbeispieles ersichtlich.

Gezeigt ist ein Teilschnitt eines Brennkraftmaschinen- Kurbelgehäuses mit einem im Inneren angeordneten Zentri­ fugal-Ölabscheider für die blow-by-Gase.

Mit der Bezugsziffer 1 ist das nicht weiter dargestellte Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine bezeichnet. Inner­ halb dieses Kurbelgehäuses ist eine rotierende Welle 2 (Nockenwelle, Kurbelwelle, Nebenwelle) gelagert, die ein Kettenrad 3 trägt. Am Kettenrad 3 sind zwei sich in radi­ aler Richtung zur Rotationsachse 4 der Welle 2 sowie des Kettenrades 3 hin erstreckende Kanäle 5a, 5b vorgesehen, die durch eine gemeinsame Kanalwandstruktur 6 gebildet werden. Aus dieser gemeinsamen Kanalwandstruktur 6 ist wie ersichtlich im Zentrum, d. h. im Bereich der Rota­ tionsachse 4 ein die Kanäle 5a, 5b miteinander verbinden­ der kreisförmiger Trog 7 herausgearbeitet.

Der Trog 7 ist zu einem Deckelteil 8 hin, das eine kon­ zentrisch zur Rotationsachse 4 vorgesehene Öffnung im Kurbelgehäuse 1 verschließt, offen. Dabei ist im Deckel­ teil 8 eine sich an den Trog 7 anschließende Durchgangs­ öffnung 9 vorgesehen, die in einem aus dem Deckelteil 8 herausgearbeiteten Schlauchstutzen 10 mündet.

Über die Kanäle 5a, 5b sowie die sich daran anschließende Durchgangsöffnung 9 kann eine Entlüftung des Kurbelgehäu­ ses 1 erfolgen. Blow-by-Gase, die ohne eine derartige Entlüftungsmöglichkeit im Inneren des Kurbelgehäuses 1, d. h. in der Umgebung der Welle 2 Überdruck hervorrufen würden, können somit über diese Kanäle 5a, 5b sowie die sich daran anschließende Durchgangsöffnung 9 entweichen. Üblicherweise werden diese blow-by-Gase in das An­ saugsystem der Brennkraftmaschine geleitet; daher ist das Deckelteil 8 wie geschildert mit einem Schlauchstutzen 10 versehen, auf den ein entsprechender, die über die Durch­ gangsöffnung 9 austretenden blow-by-Gase in das Brenn­ kraftmaschinen-Ansaugsystem leitender Schlauch aufge­ steckt werden kann. Der Weg der blow-by-Gase ist dabei durch Pfeile 11 dargestellt. Da jedoch die Welle 2 sowie das Kettenrad 3 inklusive der darauf befestigten Kanäle 5a, 5b bzw. der Kanalwandstruktur 6 um die Rotationsachse mit einer hohen Drehgeschwindigkeit rotiert, ist es Schmieröltröpfchen, die in den blow-by-Gasen enthalten sind, unmöglich, gemäß den Pfeilen 11 in die Kanäle 5a, 5b einzutreten. Die Eintrittsöffnungen 12a, 12b der Kanäle rotieren somit so schnell um die Rotationsachse 4, daß über diese Eintrittsöffnungen 12a, 12b bzw. über die sich daran anschließenden Kanäle 5a, 5b zwar ein Druck­ ausgleich stattfinden kann - d. h. die reinen blow-by- Gase können aus dem Kurbelgehäuse 1 entweichen - daß es jedoch Ölpartikeln im wesentlichen unmöglich ist, über diese Eintrittsöffnungen 12, 12b in die Kanäle 5a, 5b zu gelangen. Die physikalischen Zusammenhänge hierzu wurden bereits oben erläutert. Die um die Rotationsachse 4 ro­ tierenden Kanäle 5a, 5b bilden damit quasi eine Zentri­ fuge, wobei allerdings der Zentrifugalkrafteffekt kaum bzw. nur im geringen Maße zur Ölabscheidung aus den blow­ by-Gasen genutzt wird. Vielmehr werden die in den Gasen enthaltenen Schmieröltröpfchen im wesentlichen daran ge­ hindert, überhaupt in die Zentrifuge bzw. in die Kanäle 5a, 5b einzudringen bzw. in das Zentrum der Zentrifuge, d. h. in den Trog 7 vorzudringen. Gegebenenfalls dennoch in die Kanäle 5a, 5b eindringende Ölpartikel werden aber - wie bekannt - zusätzlich durch Zentrifugalkrafteffekte abgeschieden.

Um eine Leckage von blow-by-Gasen unter Passieren der Zentrifuge direkt in die Durchgangsöffnung 9 im Deckel­ teil 8 zu verhindern, ist zwischen der Kanalwandstruktur 6 sowie dem gleichachsig angeordneten, die blow-by-Gase abführenden Deckelteil 8 ein Dichtelement 13 vorgesehen. Wie ersichtlich ist die die Kanäle 5a, 5b sowie den rota­ tionssymmetrischen Trog 7 bildende Kanalwandstruktur 6 als separates Bauteil ausgebildet, das gemeinsam mit dem Kettenrad 3 mittels einer Schraube 14 auf der Welle 2 be­ festigt ist. Es ist aber auch möglich, die Kanalwand­ struktur 6 bzw. die Kanäle 5a, 5b gemeinsam mit dem Ket­ tenrad 3 als gemeinsames einstückiges Bauteil auszubil­ den. Dies sowie weitere Details insbesondere konstrukti­ ver Art können jedoch auch durchaus abweichend vom ge­ zeigten Ausführungsbeispiel gestaltet sein, ohne den In­ halt der Patentansprüche zu verlassen.

Claims (5)

1. Kurbelgehäuseentlüftung einer Brennkraftmaschine, bei der die blow-by-Gase zur Ölabscheidung durch eine Zentrifuge geführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die blow-by-Gase um­ fangsseitig in die Zentrifuge eintreten und zentral aus dieser austreten (Pfeile 11).

2. Kurbelgehäuseentlüftung nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrifuge im we­ sentlichen aus einem oder mehreren Kanälen (5a, 5b) besteht, wobei der/jeder Kanal (5a, 5b) an einem ro­ tierenden Element der Brennkraftmaschine im wesent­ lichen in radialer Richtung zur Rotationsachse (4) hin verlaufend vorgesehen ist.

3. Kurbelgehäuseentlüftung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (5a, 5b) paarweise einander gegenüberliegend an einem inner­ halb des Kurbelgehäuses (1) angeordneten Getrie­ berad/Kettenrad (3) vorgesehen sind.

4. Kurbelgehäuseentlüftung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Getrieberad (3) mit den Kanälen (5a, 5b) als einstückiges Sinterteil ausgebildet ist.

5. Kurbelgehäuseentlüftung nach einem der Ansprüche l bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Zentrifuge (Kanalwandstruktur 6 der Kanäle 5a, 5b) sowie einem gleichachsig angeordneten, die blow-by-Gase abfüh­ renden Deckelteil (8) ein Dichtelement (13) vorgese­ hen ist.