DE4240464A1 - Zylinderkurbelgehäuse für eine Brennkraftmaschine mit darin angeordneten Be- und Entlüftungskanälen - Google Patents
Zylinderkurbelgehäuse für eine Brennkraftmaschine mit darin angeordneten Be- und EntlüftungskanälenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Zylinderkurbelgehäuse für eine
Brennkraftmaschine, vorzugsweise eine Brennkraftmaschine
mit mehreren Zylindern in Reihenanordnung, mit darin an
geordneten Be- und Entlüftungskanälen, mehreren durch La
gerstühle für die Kurbelwelle gebildeten Gehäusekammern,
wobei in der Ebene mindestens einer der Lagerstühle unter
Verbindung der beiden diesem Lagerstuhl benachbarten Ge
häusekammern ein Entlüftungskanal einmündet.
Ein Zylinderkurbelgehäuse dieser Art ist mit DE-OS 37 27 073
beschrieben. Hier wird als Verbindung und Druckaus
gleich zwischen den benachbarten Gehäusekammern lediglich
ein Durchbruch durch die Wand des Lagerstuhls vorgesehen,
wobei dieser Durchbruch von einer Öffnung angeschnitten
ist, die mit dem Belüftungskanal gleichgesetzt wird. Mit
einer derartigen Anordnung eines Belüftungskanals ist
eine kontrollierte Gasbewegung nicht möglich, da infolge
der Kolbenbewegungen in den Zylindern der Brennkraftma
schine abhängig von deren Drehzahl in den benachbarten
Gehäusekammern unterschiedliche Druckverläufe initiiert
werden, die sich über den Durchbruch auszugleichen suchen
und bei bestimmten Betriebszuständen und damit vorliegen
den Gasgeschwindigkeiten im Belüftungskanal einen Unter
druck auslösen. Das Kurbelgehäuse wird bei solchen Be
triebszuständen nicht entlüftet, d. h. daß sich schädli
che Bestandteile aus dem Blow-By-Gas im Öl der Brenn
kraftmaschine anreichern können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zylinder
kurbelgehäuse der gattungsgemäßen Art zu schaffen, bei
welchem die unterschiedlichen Druckverläufe in den be
nachbarten Gehäusekammern sowie die Gasschwingungen jeder
Gehäusekammer für eine kontinuierliche Belüftung sowie
für die Ölabscheidung aus dem Entlüftungssystem genutzt
werden.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß im
Lagerstuhl zwischen benachbarten druckvariablen Gehäuse
kammern an einer Seite der Kurbelwelle jeweils ein Kanal
angeordnet ist, welcher von der unteren Begrenzung des
Lagerstuhls in mehrfach abknickendem Verlauf zu einem
oberhalb des Kurbelgehäuseraumes seitlich von der Zylin
derreihe angeordneten sich über mehr als die benachbarten
druckvariablen Gehäusekammern erstreckenden Resonanzraum
führt, an dessen oberer Wandung eine Entlüftungsleitung
mündet, an der anderen Seite der Kurbelwelle der Lager
stuhl in an sich bekannter Weise mit einem Fenster durch
brochen ist und von jeder der benachbarten druckvariablen
Gehäusekammer eine Öffnung zu an dieser Seite oberhalb
des Kurbelgehäuseraumes seitlich von der Zylinderreihe
angeordneten sich lediglich über die benachbarten druck
variablen Gehäusekammern erstreckende Ausgleichskammern
führt, wobei in jeder Ausgleichskammer eine Belüftungs
leitung mündet.
Der Resonanzraum erstreckt sich vorzugsweise über die ge
samte Länge der Zylinderreihe.
Von der Länge des Resonanzraumes können an einem Ende
oder an beiden Enden Dämpfungsräume abgetrennt sein, wel
che lediglich durch eine Öffnung mit dem Resonanzraum in
Verbindung stehen und so als Helmholtz-Resonator wirken.
Vorteilhafterweise ist der Resonanzraum an seiner tief
sten Stelle mittels einer Ölrücklaufleitung mit dem Öl
sumpf verbunden.
Die Ölrücklaufleitung erstreckt sich zweckmäßigerweise
innerhalb eines Lagerstuhls zwischen druckgleichen Gehäu
sekammern und führt bis unterhalb des Ölspiegels in der
Ölwanne.
Der bzw. die Kanäle im Lagerstuhl zwischen benachbarten
druckvariablen Gehäusekammern sind vorzugsweise an der
Motorseite angeordnet, zu welcher der untere Kurbel
wellenteil hin dreht, wobei die zur Ölwanne weisende Öff
nung durch die Ölwannendichtung abgedeckt ist und seitli
che Ausnehmungen am Lagerstuhl parallel zur Kurbelwelle
verlaufende Durchtritte freigeben.
Die Kanäle sind in ihrem Verlauf beginnend von der zur
Ölwanne weisenden Öffnung düsenartig geformt bis zu einer
ersten Abknickung, von dieser an wiederum düsenartig mit
reduziertem Querschnitt geformt zu einer zweiten Abknic
kung und von dieser sich erweiternd geformt bis zum Reso
nanzraum.
Die Mündung der Belüftungsleitung in den Ausgleichskam
mern ist vorzugsweise mittels eines Stutzens bis annä
hernd zur Raummitte der jeweiligen Ausgleichskammer ge
führt.
Vorzugsweise kann auch die Mündung der Entlüftungsleitung
mittels eines Stutzens bis annähernd zur Raummitte des
Resonanzraumes geführt sein, so daß um die Mündung minde
stens im Abstand des Durchmessers der Mündung freier Raum
verbleibt.
Bei einem nach dieser Erfindung ausgeführten Zylinderkur
belgehäuse werden die trotz großzügig bemessener Fenster
in den Lagerstühlen zwischen benachbarten druckvariablen
Gehäusekammern auftretenden Gaspulsationen, hervorgerufen
durch gegenläufige Kolbenbewegungen, innerhalb der Aus
gleichskammern zur Bedämpfung dieser Pulsation genutzt,
um eine zuverlässige Be- und Entlüftung des Kurbelgehäu
seraumes zu erzielen. Neben einer Druckdifferenz zwischen
einer von der Reinluftseite des Ansaugsystems kommenden
Belüftungsleitung und der zum Ansaugrohr führenden Ent
lüftungsleitung wird die in den Ausgleichskammern schwin
gende Gassäule genutzt, damit an den mittig angeordneten
Mündungen der Entlüftungsleitung eine Ejektorwirkung ein
tritt. Das Kurbelgehäusebelüftungsgas verläßt das Zylin
derkurbelgehäuse zusammen mit dem Blow-By-Gas durch die
in den Lagerstühlen zwischen benachbarten druckvariablen
Kammern angeordneten Kanäle. In diesen Kanälen wird das
Gas zuerst beschleunigt und danach umgelenkt, so daß mit
geführte Öltropfen infolge ihrer Trägheit gegen die um
lenkende Wand prallen und sich dort niederschlagen. Die
ser Vorgang wiederholt sich in jedem Kanal. Das niederge
schlagene Öl fließt als Film an der Wand des Kanals ab
und gelangt wieder in den Ölsumpf. Die Drehrichtung der
Kurbelwelle erzeugt zusätzlich eine Förderwirkung auf das
Kurbelgehäusegas. Damit die umlaufende Kurbelwelle mit
ihrer Luftwalze keine Öltropfen in die Kanäle fördern
kann, sind deren zur Ölwanne weisenden Öffnungen durch
die Ölwannendichtung abgedeckt und nur seitliche Ausneh
mungen am jeweiligen Lagerstuhl geben den Durchgang frei.
In den sich über mehr als die benachbarten druckvariablen
Gehäusekammern erstreckenden Resonanzraum münden mehrere
Kanäle und in ihm können sich die in den einzelnen Kanä
len noch befindlichen Pulsationen ausgleichen. Dazu kön
nen erforderlichenfalls die als Helmholtz-Resonator wir
kenden Dämpfungsräume an den Enden des Resonanzraumes
noch besonders herangezogen werden. An der Entlüftungs
leitung im Zentrum des Resonanzraumes liegt dann ein in
hohem Maße geglätteter Druckverlauf an, so daß über die
Belüftungsleitung keine Störung des Ansaugsystems erfol
gen kann. Durch die Anordnung des Resonanzraumes sowie
der Ausgleichskammern oberhalb des Kurbelraumes und seit
lich der Zylinderreihe wird ein sehr steifes Zylinderkur
belgehäuse erzielt und die Schallabstrahlung wird verrin
gert.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend an
hand von Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Brennkraftma
schine;
Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie A-A in
Fig. 1;
Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie B-B in
Fig. 1;
Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung eines Kanals
im Lagerstuhl der Brennkraftmaschine nach
Fig. 1;
Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie C - C in
Fig. 4;
Fig. 6 ein Schemabild der Räume und Kanäle für
die Be- und Entlüftung der Brennkraftma
schine nach Fig. 1.
Eine Brennkraftmaschine weist ein Zylinderkurbelgehäuse
1, einen Zylinderkopf 2 mit Zylinderkopfdeckel 3 und eine
Ölwanne 4 auf. Das Zylinderkurbelgehäuse 1 umfaßt u. a.
eine Zylinderreihe 5 mit vier Zylindern 6, in denen je
weils ein Kolben 7 gleitet sowie einen Kurbelgehäuseraum
8 mit einer Kurbelwelle 9, die auf fünf Hauptlagern 10,
11, 12, 13, 14 gelagert ist, welche sich auf Lagerstühlen
15, 16, 17, 18, 19 im Kurbelgehäuseraum 8 abstützen. Die
Kolben 7 sind mit Pleuelstangen 20 an der Kurbelwelle 9
angelenkt. Im Zylinderkopf 2, der die Zylinder 6 nach
oben abdeckt, befinden sich die Gaswechselsteuerorgane
mit Nockenwellen, Stößeln, Ventilen 21 und dergleichen,
die Gaswechselkanäle 22 sowie Ölräume und Kühlwasserräume
23. Der Zylinderkopfdeckel 3 verschließt den Zylinderkopf
2 nach oben. Die Ölwanne 4 verschließt den Kurbelgehäuse
raum 8 nach unten. Der Kurbelgehäuseraum 8 wird durch die
Lagerstühle 15, 16, 17, 18, 19 in vier Gehäusekammern 24,
25, 26, 27 unterteilt, über denen sich jeweils ein Zylin
der 6 befindet. Die Gehäusekammern 24, 25, 26, 27 sind
über den Kurbelgehäuseraum 8 unterhalb der Kurbelwelle 9
miteinander verbunden. Die Gehäusekammern 24 und 25 sowie
die Gehäusekammern 26 und 27 sind darüber hinaus noch
durch Fenster 28 in den Lagerstühlen 16 und 18 miteinan
der verbunden, um die Verlustleistung durch Gaspulsation
im Kurbelgehäuseraum 8, die durch die gegenläufige Bewe
gung der Kolben 7 in den Zylindern 6 über den Gehäusekam
mern 24 und 25 bzw. 26 und 27 entstehen, zu reduzieren.
An einer Seite der Zylinderreihe 5 befindet sich oberhalb
des Kurbelgehäuseraumes 8 ein sich im wesentlichen über
die gesamte Länge der Zylinderreihe 5 erstreckender Reso
nanzraum 29. Zu diesem Resonanzraum 29 führt innerhalb
des Lagerstuhles 16 für das zweite Hauptlager 11 sowie
des Lagerstuhles 18 für das vierte Hauptlager 13 jeweils
ein Kanal 30, wobei diese Kanäle 30 von der unteren Be
grenzung des Zylinderkurbelgehäuses 1 ausgehen. Die
Kanäle 30 (Fig. 4) sind in ihrem Verlauf beginnend von
einer zur Ölwanne 4 weisenden Öffnung 31 bis zu einer er
sten Abknickung 32 düsenartig geformt, von dieser an wie
derum düsenartig mit reduziertem Querschnitt bis zu einer
zweiten Abknickung 33 und von dieser sich im Querschnitt
erweiternd bis zum Resonanzraum 29. Die Öffnung 31 ist in
direkter Richtung zur Ölwanne 4 hin durch eine Dichtungs
platte 34 abgedeckt, welche Teil der Dichtung zwischen
Ölwanne 4 und Zylinderkurbelgehäuse 1 ist. Seitliche Aus
nehmungen 35 an den Lagerstühlen 16 und 18 schaffen eine
direkte Verbindung der Öffnungen 31 mit dem Kurbelgehäu
seraum 8. Vom oberen Bereich des Resonanzraumes 29 aus
führt eine Entlüftungsleitung 36 zum Ansaugsystem der
Brennkraftmaschine. Von der tiefsten Stelle des Resonanz
raumes 29 führt eine Ölrücklaufleitung 37 durch den mitt
leren Lagerstuhl 17 sowie durch die Wandung der Ölwanne 4
zu einer Öffnung 38 unterhalb des Ölspiegels in der Öl
wanne 4. Vom Resonanzraum 29 können an einem oder an bei
den seiner Endbereiche durch Wandungen 39, welche jeweils
eine Öffnung 40 haben, Dämpfungsräume 41 abgeteilt sein,
wie dies in Fig. 3 strichpunktiert dargestellt ist. Die
Dämpfungsräume 41 wirken dann gegenüber dem verbleibenden
Resonanzraum 29 als Helmholtz-Resonator.
An der anderen Seite der Zylinderreihe 5 sind oberhalb
des Kurbelgehäuseraumes 8 sich jeweils über zwei benach
barte druckvariable Gehäusekammern 24 und 25 bzw. 26 und
27 erstreckende Ausgleichskammern 42 angeordnet. Zwischen
den Ausgleichskammern 42 und den benachbarten Gehäusekam
mern 24, 25, 26, 27 befindet sich jeweils eine Öffnung
43. In jeder der Ausgleichskammern 42 mündet eine Belüf
tungsleitung 44, die vom Reinluftbereich der Ansauganlage
der Brennkraftmaschine ausgeht. Die Belüftungsleitungen
44 sind vorzugsweise als Stutzen mindestens so weit in
die Ausgleichskammern 42 vorgeschoben, daß sich um deren
Mündungen ein freier Raum im Radius von mindestens dem
Durchmesser der Belüftungsleitungen 44 erstreckt. Ebenso
kann, wie in Fig. 6 angedeutet, auch die Entlüftungslei
tung 36 bevorzugt so weit in den Resonanzraum 29 vorge
schoben sein, daß sich um deren Mündung ein freier Raum
im Radius von mindestens dem Durchmesser der Entlüftungs
leitung 36 erstreckt.
Beim Betrieb einer Brennkraftmaschine mit einem erfin
dungsgemäß ausgeführten Zylinderkurbelgehäuse 1 wirken
die zwischen den Gehäusekammern 24 und 25 bzw. 26 und 27
trotz der Verbindung 45 über den Raum unterhalb der Kur
belwelle 9 und die großzügig bemessenen Fenster 28 in den
Lagerstühlen 16 und 18 noch immer vorhandene Gaspulsatio
nen durch die Öffnungen 43 wechselweise auf die Aus
gleichskammern 42. Die sich darin ausgleichenden Schwin
gungen wirken an den Mündungen der Belüftungsleitung 44
ejektorartig und unterstützen so die Belüftung in Abhän
gigkeit von der Motordrehzahl. Das geförderte Belüftungs
gas bewegt sich zusammen mit dem Blow-By-Gas durch die
Kanäle 30 in den Lagerstühlen 16 und 18. Dabei wird durch
die Abdeckung der Öffnungen 31 durch die Dichtungsplatte
34 einem Einwerfen von Öltropfen durch die Rotation der
Kurbelwelle 9 vorgebeugt, obwohl die vom Kurbeltrieb auf
gebaute Luftwalze an den Öffnungen 31 einen Überdruck er
zeugt. Das Kurbelgehäusegas muß vielmehr durch die seit
lich der Lagerstühle 16, 18 angeordneten Ausnehmungen 35
in die Kanäle 30 eintreten, in denen es infolge der dü
senartigen Querschnittsform beschleunigt wird. Mitge
führte Ölbestandteile werden hier mitbeschleunigt und in
folge ihrer Masse prallen sie im abknickenden Verlauf der
Kanäle 30 an den Abknickungen 32 und 33 in den in Fig. 4
dargestellten Bereichen 46 auf die Wandung auf. Diese Öl
bestandteile können als Film an der Wand des Kanals 30
wieder in den Ölvorrat zurückfließen. Das Kurbelgehäuse
gas gelangt sodann in den Resonanzraum 29, und zwar über
alle Kanäle 30, im vorliegenden Ausführungsbeispiel also
über zwei Kanäle 30. Die diesem Gasstrom noch überlagerte
Pulsation kann im Resonanzraum 29 in hohem Maße ausgegli
chen werden. Dazu können erforderlichenfalls auch Dämp
fungsräume 41 vorgesehen werden, die dann als Helm
holtz′sche Resonatoren auf den Resonanzraum 29 wirken.
Falls mit dem Kurbelgehäusegas Ölbestandteile bis in den
Resonanzraum 29 gelangen, dann können diese in dem hier
beruhigten Bereich ausfallen und durch die Ölrücklauflei
tung 37 in den Ölsumpf zurückgelangen.
Durch die Entlüftungsleitung 36 gelangt das Kurbelgehäu
segas annähernd pulsationsfrei in die Ansauganlage der
Brennkraftmaschine. Durch eine vorgeschobene Mündung der
Entlüftungsleitung 36 in den Resonanzraum 29 kann der
Weiterleitung von eventuell auftretenden Reflektionswel
len in die Entlüftungsleitung 36 vorgebeugt werden.
Mit einem erfindungsgemäß ausgeführten Zylinderkurbelge
häuse, hier beispielhaft dargestellt an einer Vier-Zylin
der-Reihenbrennkraftmaschine, gelingt es, eine gleichmä
ßige Belüftung aller Gehäusekammern zu erzielen und eine
Entlüftung des Kurbelgehäuseraumes zu erreichen, ohne daß
mit dem Entlüftungsgas Öl aus dem Motor ausgetragen wird
oder daß durch ein Pulsieren des Entlüftungsgases im An
saugrohr störende Pulsationen übertragen werden. Der Öl
verbrauch und die Ölbelastung mit Schadstoffen aus dem
Blow-By-Gas können minimiert werden. Durch die Einbezie
hung des Resonanzraumes und der Ausgleichskammern in das
Zylinderkurbelgehäuse werden nicht nur Bauteile einge
spart, sondern es wird auch eine erheblich verbesserte
Gestaltfestigkeit sowie eine reduzierte Schallemission
erzielt.
Claims (9)
1. Zylinderkurbelgehäuse für eine Brennkraftmaschine,
vorzugsweise eine Brennkraftmaschine mit mehreren
Zylindern in Reihenanordnung, mit darin angeordneten
Be- und Entlüftungskanälen, mehreren durch Lager
stühle für die Kurbelwelle gebildeten Gehäusekam
mern, wobei in der Ebene mindestens einer der Lager
stühle unter Verbindung der beiden diesem Lagerstuhl
benachbarten Gehäusekammern ein Entlüftungskanal
einmündet, dadurch gekennzeichnet, daß im Lagerstuhl
(16, 18) zwischen benachbarten druckvariablen Gehäu
sekammern (24, 25 bzw. 26, 27) an einer Seite der
Kurbelwelle (9) jeweils ein Kanal (30) angeordnet
ist, welcher von der unteren Begrenzung des Lager
stuhls (16, 18) in mehrfach abknickendem Verlauf zu
einem oberhalb des Kurbelgehäuseraumes (8) seitlich
von der Zylinderreihe (5) angeordneten sich über
mehr als die benachbarten druckvariablen Gehäusekam
mern (24, 25 bzw. 26, 27) erstreckenden Resonanzraum
(29) führt, an dessen oberer Wandung eine Entlüf
tungsleitung (36) mündet, an der anderen Seite der
Kurbelwelle (9) der Lagerstuhl (16, 18) in an sich
bekannter Weise mit einem Fenster (28) durchbrochen
ist und von jeder der benachbarten druckvariablen
Gehäusekammer (24, 25 bzw. 26, 27) eine Öffnung (43)
zu an dieser Seite oberhalb des Kurbelgehäuseraumes
(8) seitlich von der Zylinderreihe (5) angeordneten
sich lediglich über die benachbarten druckvariablen
Gehäusekammern (24, 25 bzw. 26, 27) erstreckende
Ausgleichskammern (42) führt, wobei in jede Aus
gleichskammer (42) eine Belüftungsleitung (44) mün
det.
2. Zylinderkurbelgehäuse nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß sich der Resonanzraum (29) über
die gesamte Länge einer Zylinderreihe (5) erstreckt.
3. Zylinderkurbelgehäuse nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß von der Länge des Resonanzraumes
(29) an einem oder an beiden Enden Dämpfungsräume
(41) abgetrennt sind, welche lediglich durch jeweils
eine Öffnung (40) mit dem Resonanzraum (29) in Ver
bindung stehen und so als Helmholtz-Resonator wir
ken.
4. Zylinderkurbelgehäuse nach Anspruch 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der Resonanzraum (29) an seiner
tiefsten Stelle mittels einer Ölrücklaufleitung (37)
mit dem Ölsumpf in einer Ölwanne (4) verbunden ist.
5. Zylinderkurbelgehäuse nach Anspruch 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß sich die Ölrücklaufleitung (37)
innerhalb eines Lagerstuhls (17) zwischen druckglei
chen Gehäusekammern (25, 26) erstreckt und bis un
terhalb des Ölspiegels in der Ölwanne (4) führt.
6. Zylinderkurbelgehäuse nach Anspruch 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der bzw. die Kanäle (30) im La
gerstuhl (16, 18) zwischen benachbarten druckvari
ablen Gehäusekammern (24, 25 bzw. 26, 27) an der Mo
torseite angeordnet sind, zu welcher der untere Teil
der Kurbelwelle (9) hin dreht, wobei die zur Ölwanne
(4) weisende Öffnung (31) des Kanals (30) durch eine
von der Ölwannendichtung gebildete Dichtungsplatte
(34) abgedeckt ist und seitliche Ausnehmungen (35)
am Lagerstuhl (16, 18) parallel zur Kurbelwelle (9)
verlaufende Durchtritte freigeben.
7. Zylinderkurbelgehäuse nach Anspruch 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kanäle (30) in ihrem Verlauf
beginnend von der zur Ölwanne (4) weisenden Öffnung
(31) düsenartig geformt bis zu einer ersten Abknic
kung (32), von dieser an wiederum düsenartig mit re
duziertem Querschnitt geformt zu einer zweiten Ab
knickung (33) und von sich erweitert geformt bis zum
Resonanzraum (29) verlaufend sind.
8. Zylinderkurbelgehäuse nach Anspruch 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Mündung jeder der Belüf
tungsleitungen (44) in den Ausgleichskammern (42)
mittels eines Stutzens bis annähernd zur Raummitte
der jeweiligen Ausgleichskammer (42) geführt ist, so
daß sich um die Mündung ein freier Raum im Radius
von mindestens im Durchmesser der Belüftungsleitung
(44) erstreckt.
9. Zylinderkurbelgehäuse nach Anspruch 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß die Mündung der Entlüftungslei
tung (36) mittels eines Stutzens bis annähernd zur
Raummitte des Resonanzraumes (29) geführt ist, so
daß sich um die Mündung ein freier Raum im Radius
von mindestens dem Durchmesser der Entlüftungslei
tung (36) erstreckt.
Priority Applications (3)
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---|---|---|---|
DE4240464A DE4240464A1 (de) | 1992-12-02 | 1992-12-02 | Zylinderkurbelgehäuse für eine Brennkraftmaschine mit darin angeordneten Be- und Entlüftungskanälen |
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Family Applications (2)
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