DE69222855T2

DE69222855T2 - Kombinierte luftfilter, luft-öl trennvorrichtung und luftgeräuschdämpfer

Info

Publication number: DE69222855T2
Application number: DE69222855T
Authority: DE
Inventors: Robert A. Northridge Ca 91325 Walker
Original assignee: Walker Design Inc
Current assignee: Walker Design Inc
Priority date: 1991-07-31
Filing date: 1992-07-29
Publication date: 1998-02-19
Anticipated expiration: 2012-07-30
Also published as: JPH06509623A; DK0597020T3; WO1993003266A1; US5140957A; CA2114550A1; ATE159566T1; CA2114550C; MX9204481A; AU659050B2; EP0597020A1; EP0597020A4; EP0597020B1; DE69222855D1; TW210372B; ES2108131T3; AU2435992A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine sowie eine Kombinationseinrichtung hierfür.
Luft-Öl-Trennvorrichtungen und insbesondere geschlossene Systeme dienen dazu, die in einer Strömungseinlaßleitung zu einer Brennkraftmaschine strömende Luft zu dämpfen und zu filtern, Öl aus der kontaminierten Brennkraftumgebung abzuscheiden und den Druck der Brennkraftumgebung zu regulieren.
Die älteren US-Patente mit den Nummern 3,721,069; 4,184,858 und 4,724,807 betreffen Luft-Öl-Trenneinrichtungen. In dem '069-Patent wir für die Trenneinrichtung eine Ablenkplatte bzw. Prallfläche für eine erste Abtrennung des Öls aus der Luft-Öl-Mischung eingesetzt und die Mischung durch das Filtrationsmaterial geführt. Das aus der Mischung separierte Öl tropft in ein Reservoir, um von dort zu dem Motorgehäuse der Brennkraftmaschine, der Ölpumpe usw. zurückgeführt zu werden. Die Auslaßleitung weist gegenüber der Einlaßöffnung einen größeren Querschnittsbereich auf, um ein Mittel zum Verringern des Druckes der Mischung oder des Dampfes, der der Einrichtung zugeführt wird, auf annähernd Atmosphärendruck zu bilden, was signifikant zu der Wirkungsweise der Einrichtung beiträgt.
In dem '858-Patent, welches eine Bearbeitung des '069-Patentes beinhaltet, ist das Filtermaterial mit einem Fluid beschichtet, welches das Entfernen des Öls aus der Luft-Öl-Mischung unterstützt. Die aus den beiden Trenneinrichtungen austretende, gefilterte Luft kann zu dem Reinlufteinlaß der Brennkraftmaschine geführt werden
Die US-A-4,724,807 beschreibt eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Kombinationsgerät zum Filtern einer Luftströmung und zum Auftrennen von verunreinigten Luftmischungen geschaffen, wobei das Gerät ein ringförmiges Gehäuse mit einer Außenwand, einen in dem Gehäuse vorhandenen Kanal mit einer Mittenachse, der an seinem einen Ende einen ersten Gaseinlaß und an seinem gegenüberliegenden Ende einen ersten Gasauslaß sowie eine Kanalwand aufweist, wobei die Kanalwand Innen- und Außenoberflächen besitzt, eine zweite Einlaßöffnung durch die Außenwand, eine zweite Auslaßöffnung, die eine Öffnung in der Kanawand in der Weise definiert, daß kein geradliniger Strömungsweg zwischen dem zweiten Einlaß und dem zweiten Auslaß vorhanden ist, und einen Durchgang zwischen dem zweiten Einlaß und dem zweiten Auslaß besitzt, der nach außen hin durch die Außenwand und nach innen hin durch die Kanalwand definiert ist. Es ist weiterhin ein Luftschalldämpfer, der innerhalb des Kanals angeordnet ist, sowie ein Luftfilter vorgesehen, der an dem ringförmigen Gehäuse angeschlossen und mit dem ersten Gaseinlaß gekuppelt ist.
Eine Brennkraftmaschine, die das Kombinationsgerät enthält, ist ebenfalls beschrieben.
Das Kombinationsgerät, das die vorliegende Erfindung aufweist, wird nun nachstehend im Wege eines Beispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Schemazeichnungen erläutert. Hierbei ist:
Figur 1 eine auseinandergezogene, perspektivische sowie teilweise aufgeschnittene Schemadarstellung eines Kombinationsgerätes;
Figur 2 eine schematische Vertikalquerschnittsdarstellung des in Figur 1 gezeigten Gerätes;
Figur 3 eine schematische Seitenansicht der Rohrverbindungen für das Kombinationsgerät der vorliegenden Erfindung;
Figur 4 eine schematische Seitenansicht eines Vakuumbegrenzers, der zwischen den Belüftungen der in Figur 3 gezeigten Brennkraftmaschine und dem Einlaß der Filtereinrichtung verwendet wird; und
Figur 5 eine schematische Seitenansicht einer Brennkraftmaschine, die die Filtereinrichtung der Figur 1 enthält.

Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

Figur 1 zeigt ein Kombinationsgerät 20 zum Dämpfen des Schalls, Filtern der Ansaugluft und Separieren von Verunreinigungen, die Öl und andere schwere Kohlenwasserstoffe enthalten, aus den unter Druck stehenden, verunreinigten Luftmischungen. Hierbei sind nur die die Schaldämpfeinrichtung und die Trenneinrichtung betreffenden Bestandteile des Gerätes gezeigt. Das Gerät wird durch ein ringförmiges Gehäuse 22 gebildet, das eine Außenwand 24 besitzt. Die Außenwand kann aus Aluminium, Metallblech oder anderen Materialien hergestellt sein, die der Temperatur und den Umgebungsbedingungen widerstehen können, die in Verbindung mit Brennkraftmaschinen auftreten.
Ein Kanal 26 bildet den Mittenabschnitt des ringförmigen Gehäuses und definiert eine Achse 28, um die das Gehäuse im wesentlichen symmetrisch ist. Der Kanal besitzt einen ersten Gaseinlaß 30 (nicht gezeigt). Der erste Gaseinlaß ist mit einem ringförmigen Luftfilter 100 verbunden (in Figur 1 nicht gezeigt; vgl. Figur 3), der ebenfalls im wesentlichen symmetrisch zu der Achse 28 ist. Der Kanal besitzt an dem gegenüberliegenden Ende zu dem ersten Gaseinlaß einen ersten Gasauslaß 32, der üblicherweise mit einem Luftinduktionssystem bzw. Luftzuführsystem für eine Brennkraftmaschine verbunden ist. Der Kanal besitzt eine Kanalwand 34, die vorzugsweise aus dem gleichen Material hergestellt ist, aus dem die Außenwand 24 gefertigt ist. Die Kanalwand erstreckt sich entlang der Achse 28 über eine Strecke, die größer als die Länge der Außenwand 24 ist, welche einen Einlaßflansch 31 (nicht gezeigt) und einen Auslaßflansch 33 zum Verbinden mit den entsprechenden Rohren oder Leitungen bildet, um die Primärluftströmung zu führen und um eine Strömung zwischen den Leitungen oder Rohren und dem Kanal 26 zu ermöglichen. Der Einlaßflansch 31 stimmt im wesentlichen mit dem Auslaßflansch 33 überein, ist jedoch im Vergleich zu dem Auslaßflansch in die entgegengesetzte Richtung ausgerichtet. Luft strömt durch den Kanal von dem Einlaßflansch zu dem Auslaßflansch.
Die Außenwand und der Kanal werden durch ein gebogenes bzw. gerolltes Endflächenpaar 40 in einer Anordnung gehalten, in der sie voneinander beabstandet sind. Nur die gebogene bzw. gewickelte Endoberfläche an dem Auslaßflanschende des Gerätes ist in den Zeichnungsfiguren gezeigt. Beide gebogenen Endoberflächen sind mittels Nieten oder in anderer Weise an den Kanalwänden jedes Flansches angebracht. Die gebogenen Endoberflächen sind in einer Weise befestigt, wie es in dem US-Patent Nr. 4,724,807 beschrieben ist, um bis auf die nachstehenden Erläuterungen ein luftdichtes, hohles Gehäuse 22 zu bilden.
Eine zweite Einlaßöffnung 42 erstreckt sich durch die Außenwand 24 mittels eines Elements 44, welches vorzugsweise an der Außenwand angenietet oder durch Punktschweißen angebracht ist. Die zweite Einlaßöffnung schafft einen Gasströmungsweg für eine Luft-Öl-Mischung in das Innere des ringförmigen Gehäuses. Der zweite Einlaß kann mit einer Entlüfungsverbindung einer Brennkraftmaschine verbunden sein, wie dies nachstehend noch näher erläutert wird. Das ringförmige Gehäuse weist darüber hinaus eine zweite Auslaßöffnung 46 auf, welche sich in der Kanalwand 34 öffnet.
Eine Luftschalldämpfeinrichtung 90 ist innerhalb der Kanalwand 34 vorgesehen. Beabstandet von der Innenoberfläche der Kanalwand 34 und ebenfalls zur der Mittenachse ausgerichtet, ist ein ringförmiges oder konisches Rohr 92 aus perforiertem Aluminium oder einem anderen, ähnlichen Material vorgesehen. Schalldämpfmaterial 94 füllt den Raum zwischen dem ringförmigen Abschnitt des perforierten Materials 92 und der Innenseite der Kanawand 34 aus. Ein Abschnitt 96 sowohl des perforierten Materials als auch des Schalldämmatenals ist so ausgeschnitten, daß der zweite Auslaß 46 in der Kanalwand nicht abgedeckt wird.
Eine ringförmige Kappe 98 ist mittels eines Schweißvorgangs oder in ähnlicher Weise an dem Ring angebracht, der das erste Gaseinlaßende des ringförmigen, perforierten Materials 92 bildet. Wenn die Luftschalldämpfeinrichtung 90 in dem Kanal 26 installiert ist, paßt die Kappe 98 sauber über den ersten Gaseinlaßflansch 31 des Kanals, wodurch die Unterbrechung der Fluidluftströmung über den ersten Gaseinlaßflansch in den Kanal verhindert wird.
Die vorteilhafte Lärm- bzw. Schalverringerung, die durch das Hinzufügen der Luftschalldämpfeinrichtung erreicht wird, wurde in einem Bereich von 8,5 dB bei einer Kanalluftströmungsgeschwindigkeit von 39,648 m³/min (1400 cubic feed per minute) gemessen (der Lärmpegel wurde von 1 22,0 dB auf 11 3,5 dB) reduziert.
Der zweite Auslaß 46 ist in dem Gehäuse in der Weise ausgebildet, daß kein geradliniger Strömungsweg zwischen dem zweiten Einlaß und dem zweiten Auslaß besteht. Das Innere des Gehäuses definiert einen Kanal für die Fluidströmung zwischen dem zweiten Einlaß und dem zweiten Auslaß Der Kanal wird an dem äußeren Ende durch die Innenoberfläche der Außenwand 24 und an dem inneren Ende durch die Innenoberfläche der Kanalwand 34 definiert. Wie es nachstehend noch näher erläutert wird, ist eine erste Prall- oder Ablenkwand 50 in dem Gehäuse zwischen der Außenwand und der Kanawand angeordnet, wobei sie von diesen Bauteilen beabstandet ist. Beide Kanten bzw. Ränder der ersten Praiwand erstrecken sich in entsprechende Biegungen 52 in den gebogenen Endoberflächen 40. Wie in Figur 1 gezeigt ist, liegt die erste Prallwand 50 an dem gebogenen Ende einer ersten Biegung 52 an, die als ein Steg ausgebildet ist, welcher sich von dem Inneren des Gehäuses aus weg erstreckt. Die Kante der Prallwand berührt den inneren Scheitelpunkt, der durch den Steg bzw. Rippe gebildet ist. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Kanten bzw. Ränder der ersten Prallwan in dem Scheitelpunkt mit einem Silikon- oder Epoxy-Abdichtmittel abgedichtet, um den Durchgang der Motorgehäuseluft zwischen der Prallwand und der gebogenen Oberfläche zu verhindern. Die Außenwand, die Prallwand und die Kanalwand sind vorzugsweise konzentrisch zueinander angeordnet.
Eine Ablaßkupplung 54 ist vorzugsweise mittig zwischen den Kanten bzw. Rändern der Außenwand 24 angeordnet, um das Öl aus dem Inneren des ringförmigen Gehäuses abzulassen. Ein Rohr oder eine vergleichbare Leitung können an der Kupplung zum Zuführen des Öles zu einem Motorblock angebracht sein. Ein Prüfventil ist vorzugsweise in bekannter Weise zwischen dem Rohr und dem Motorblock eingeschaltet, um einen Rückfluß des Öls aus dem Motorgehäuse in das Innere des ringförmigen Gehäuses zu vermeiden. Das Ventil ist notwendig, da der Vakuumpegel in dem Motorgehäuse geringer als der Vakuumpegel in dem Gehäuse ist. Die Anordnung der Ablaßkupplung am Umfang gegenüber dem zweiten Einlaß 42 wird durch die abschließende Orientierung des Gehäuses gegenüber der Brennkraftmaschine bestimmt. Wenn einmal die abschließende Orientierung bestimmt ist, wird die Ablaßkupplung an der Außenwand an dem Boden des Gehäuses in der Weise montiert, daß das Öl in die Kupplung infolge der Schwerkraft eintritt.
In den verbleibenden Zeichnungsfiguren sind identische Bauteile durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und weisen den gleichen, vorstehend erläuterten Aufbau sowie die gleiche Funktion auf. Zusätzliche Elemente werden nun nachstehend erläutert.
Figur 2 zeigt einen Querschnitt der einzelnen Pralleinrichtung der Figur 1, die den Luftschalldämpfer 90 enthält, welche in dem Kanal angeordnet ist. Der zweite Einlaß 42 ist nahe am oberen Ende des Gerätes angeordnet, wogegen die Ablaßeinrichtung 54 am Boden vorgesehen ist. Die einzelne Prallwand 50 paßt in eine einzelne Biegung bzw. "Verwerfung" an den entsprechend gebogenen Endoberflächen 40. Bei dem in Figur 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die erste Prallwandöffnung 60 an einer Seite des Gehäuses angeordnet, in der sie sich im wesentlichen gegenüberliegend zu dem zweiten Einlaß 42 und dem zweiten Auslaß 46 befindet. Die Strömung zwischen dem zweiten Einlaß 42 und dem zweiten Auslaß 46 ist durch die Pfeile 66 in Figur 2 gekennzeichnet. Wie daraus hervorgeht, definiert die Praiwand 50 Kanäle, entlang denen die luftverunreinigte Mischung hindurchströmen muß, bevor sie den zweiten Auslaß 46 erreicht. Filtermaterial kann in den Kanälen verwendet werden, ist jedoch nicht notwendig. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist der zweite Einlaß 42 einen Durchmesser von 3,2 cm (1,25 inches) auf. Der zweite Auslaß 46 besitzt die Form eines Rechtecks mit leicht abgerundeten Ecken und weist einen Bogenöffnungsabstand von 8,9 cm (3,5 inches) sowie einen axialen Öffnungsabstand von 8,9 cm (3,5 inches) auf. Der Innendurchmesser des Kanals beträgt vorzugsweise 15,2 cm (6 inches), der Durchmesser der ersten Prallwand 17,8 cm (7 inches) und der Durchmesser der äußeren Wand 24 beträgt 21,6 cm (8,5 inches). Die Länge des Flansches 33 (vgl. Fig. 1) ist vorzugsweise 2,9 cm (1,125 inches) und der Abstand zwischen dem Flansch 33 und der Biegung bzw. "Verwerfung" 52 beträgt 2,5 cm (1 inch). Als Alternative kann vorgesehen sein, daß der äußere Wanddurchmesser 19 cm (7,5 inches) beträgt, wobei er mit einer schmaleren Öffnung ausgestaltet ist; der zweite Einlaß könnte 2,5 cm (1 inch) im Durchmesser betragen.
Figur 3 zeigt das System der vorliegenden Erfindung, welches bei einer Brennkraftmaschine eingesetzt ist, die ein Ansaugsystem, einen Motorblock 74 sowie eine Motorentlüftung 76 umfaßt. Die Motorentlüftung 76 ist über ein Rohr 78 zusammen mit einem Vakuumbegrenzer 80 mit dem Kombinationsgerät 20 verbunden. Der ringförmige Luftfilter 100 und das ringförmige Gehäuse 22 sind deutlich sichtbar. Ein Luftschalldämpfer 90 sowie eine Luftschalldämpferkappe 98 sind in Figur 3 nicht sichtbar, da sie sich innerhalb des Kanals befinden, der durch den ringförmigen Luftfilter und das ringförmige Gehäuse gebildet ist, und daher verdeckt sind. Eine Fluidleitung 82 erstreckt sich von der Ablaßkupplung 50 an dem Boden des ringförmigen Gehäuses über ein Rückschlagventil 83 zu dem Ölsumpf der Brennkraftmaschine. Das Rückschlagventil 83 verhindert, das Öl von dem Ölsumpf in das Kombinationsgerät zurückgesaugt wird. Der erste Gasauslaßflansch 33 des Kombinationsgerätes 20 ist mit einem Rohr 84 verbunden, welches zu dem Lufteinlaßturbolader der Brennkraftmaschine führt. Alternativ kann bei Brennkraftmaschinen, die keinen Turbolader besitzen, der erste Gasauslaß des Kombinationsgeräts mit dem Ansaugsystem für die Brennkraftmaschine verbunden sein. Generell kann das Filtergerät an dem Kurbelwelengehäuse und an dem Reinlufteinlaßsystem jeder Brennkraftmaschine eingesetzt werden.
Figur 4 zeigt ein Detail der Leitung des Rohres 78 und des Vakuumbegrenzers 80. Der Vakuumbegrenzer ist über ein Rohr und eine Klemme mit einem Abschnitt des Rohres verbunden. Der Vakuum begrenzer besitzt ein Ventil (nicht gezeigt), um ein Luftrohr, welches zu der Umgebungsluft über einen Luftfilter 114 offen ist, zu schließen. Der Luftfilter 114 ist ein bekannter Luftreiniger für Kraftfahrzeuge, der durch K & N Engineering Inc., Riverside, Kalifornien, hergestellt wird und der in den Vakuumfilter paßt sowie mit diesem verbunden ist. Das Kombinationsgerät 20 ist vorzugsweise so ausgerichtet, daß sich die Achse 28 auf der Mittenlinie eines Turboladers für Brennkraftmaschinen befindet, die mit derartigen Geräten ausgerüstet sind.
Figur 5 zeigt das Kombinationsgerät 20, das an einem Motorblock 68 angebracht ist, welcher einen Ölsumpf 70, eine Abgasleitung 72 und eine Ventilabdeckung 74 besitzt. Die Motorentlüftung 76 ist über eine Leitung 78 zusammen mit einem Vakkumbegrenzer 80 mit dem Kombinationsgerät 20 verbunden. Öl aus der Ablaßkupplung an dem Kombinationsgerät durchläuft eine Ölleitung 82, um über ein Rückschlagventil 83 zu dem Ölsumpf zu gelangen. Der Auslaß des Kombinationsgerätes ist über ein Rohr 84 mit dem Lufteinlaßturbolader 85 verbunden. Die Abgasleitung 72 ist mit einem Abgasturbolader 86 verbunden, welcher wiederum mit dem Auspuff 88 verbunden ist. Alternativ kann bei Brennkraftmaschinen ohne Turbolader der erste Auslaß des Filtergerätes mit dem Ansaugsystem der Brennkraftmaschine verbunden sein. Generell kann das Filtergerät an dem Kurbewellengehäuse und dem Reinlufteinlaßsystem jeder Brennkraftmaschine eingesetzt werden.
Unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 3 wird nun der Betrieb des Kombinations gerätes erläutert. Unter Berücksichtigung der Verbindung, die in den Figuren 3 und 5 gezeigt sind, erzeugt der Lufteinlaßturbolader ein Vakuum zum Ansaugen von Luft in das Kombinationsgerät. (Die gleiche Wirkung wird ohne einen Turbolader erzeugt, wenn der erste Gasauslaß 32 des Filtergerätes mit dem Ansaugsystem der Brennkraftmaschine verbunden ist). Die Luft wird durch den Filter 100 geführt, passiert den Schalldämpfer 90 und gelangt in den Kanal 26. Der Ansaugeffekt des Turboladers auf die Luft in dem Kanal erzeugt einen Druckunterschied zwischen dem zweiten Auslaß 46 und dem zweiten Gaseinlaß 42, wodurch kontaminierte Luft aus der Motorentlüftung 76 über das Rohr 78 heraus und durch den Vakuumbegrenzer 80 hindurchströmt. Der Druckunterschied zwischen dem zweiten Einlaß 42 und dem zweiten Auslaß 46 wird durch die Differenz in dem Querschnittsbereich des Entlüftungseinlasses 76 und des zweiten Auslasses 46 unterstützt. Das Verhältnis der Querschnittsbereiche des Entlüftungseinlasses zu dem Querschnittsbereich des zweiten Auslasses kann ca. 1 2 % betragen, jedoch ist auch ein Bereich in Abhängigkeit der Brennkraftmaschinenart usw. möglich. Die Werte können von 8 % bis 25 % reichen, jedoch wurde keine Außengrenze definiert.
Die kontaminierte Luft, die aus der Maschinenentlüftung evakuiert wird, wird in den ersten Gaseinlaß 42 eingeführt, so daß die Luft auf die erste Prallwand 50 auftrifft. Die ölkontaminierte Luft strömt durch die Kanäle in dem ringförmigen Gehäuse 22 entlang der Strömungslinien, die durch die Pfeile 66 gekennzeichnet sind (vgl. Fig. 2). Das Öl in der kontaminierten Luft trifft auf die Innenoberfläche der äußeren Wand und die Außenoberfläche der ersten Prallwand auf und kondensiert dort oder wird von diesen Wänden absorbiert. Dieser Prozeß setzt sich fort, da die kontaminierte Luft auf die erste Prallwand auftrifft, bis die Motorluft, die nun dekontaminiert ist, den zweiten Auslaß verläßt, in den Kanal gelangt und sich mit der gerade gefilterten Einlaßluft vermischt. Die vermischte Luft strömt entlang des Kanals 26 zu dem Lufteinlaßturbolader, welcher dann die Luft zu der Brennkraftmaschine in üblicher Weise führt.
Alternativ kann der Druckabfall zwischen der Motorentlüftung und dem zweiten Auslaß innerhalb des ringförmigen Gehäuses dadurch erzeugt werden, daß der Durchmesser des zweiten Einlasses gleich dem Durchmesser des Entlüftungseinlasses gewählt wird Dann wird der Umfang der Querschnittsbereiche beibehalten oder unter größerer Berücksichtigung des Durchmessers des zweiten Auslasses gegenüber dem Durchmesser des Entlüftungseinlasses eingestellt.
Das Kombinationsgerät kann für jeden Brennkraftmaschinentyp vorgesehen werden, so lange das Verhältnis des Entlüftungseinlasses zu dem zweiten Auslaßbereich in dem gewünschten Bereich für einen gegebenen Wirkungsgrad oder einem Durchsatz beibehalten wird. Der Wirkungsgrad des Kombinationsgerätes kann durch Verändern des Durchmessers des Gerätes beeinflußt werden, d.h. durch Erhöhen des Flächenbereiches der Prallwände und der inneren Oberflächen in dem Gehäuse und Abnahme des Querschnittsbereiches des Strömungsweges oder Zunahme der axialen Länge des ringförmigen Gehäuses, wobei das gleiche Ergebnis erzielt wird. Der Durchsatz kann durch Ändern der Entlüftungsöffnung oder der Querschnittsbereiche des zweiten Einlasses und des zweiten Aus lasses beeinflußt werden.
Die Anbringung des Kombinationsgerätes an einer Brennkraftmaschine erzeugt ein leichtes Vakuum in dem Kurbelwelengehäuse. Das Vorhandensein von Öltröpfchen oder Partikeln in der Kurbelwellenatmosphäre ist Folge des verhältnismäßig hohen Drucks in dem Kurbelwellengehäuse. Durch Anbringen des Kombinationsgeräts an der Brennkraftmaschine wird der Druck in dem Kurbelwellengehäuse beseitigt und ein eigentlich leichtes Vakuum ersetzt die Hochdruckkurbelwellenatmosphäre. Dies dient einer signifikanten Abnahme der Ölmenge, der Verunreinigungen und der durchblasenden Nebenprodukten, die in der Kurbelwellenluft enthalten sind, und kann den Ölverbrauch um bis zu 50 % verringern. Signifikanterweise wird das in dem Kurbelwellengehäuse erzeugte Vakuum nicht zu groß. Andernfalls würde eine verhältnismäßig große Ölmenge und ölbeladene Luft aus dem Kurbelwellengehäuse herausgezogen werden. Wenn beispielsweise der Luftfilter 100 aus irgendwelchen Gründen verstopft wird, würde die durch den Turbolader oder das Ansaugsystem erzeugte Ansaugkraft den Druckunterschied zwischen der Entlüftung und dem Kombinationsgerät erhöhen. Der Vakuumbegrenzer 80, der nachstehend erläutert wird, verhindert das Auftreten eines zu großen Druckunterschiedes.
Der Vakuumbegrenzer begrenzt das in dem Kurbelwellengehäuse vorhandene Vakuum. Wenn das in dem Rohr 78 vorhandene Vakuum über einen gegebenen Punkt wächst, wird Außenluft von dem Luftrohr 94 in das Rohr 78 eingesogen. Dies verhindert das Austreten von mehr Öl und kontaminierter Luft aus dem Kurbelwellengehäuse als dies wünschenswert ist. Bei dem vorliegenden, bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der Begrenzer eingestellt, um das Vakuum innerhalb des Kurbelwellengehäuses auf 1 5,2 cm (6 inches) eines Wasservakuums zu halten. Oberhalb dieses Punktes öffnet der Begrenzer, so daß Luft dem Kurbelwellengehäuse zugeführt wird. In Abhängigkeit der Betriebsbedingungen können andere Schwellwerte ebenfalls gewählt werden. Ein Betrieb in dieser Weise schafft ein geschlossenes Kurbelwellenventilationssystem, welches die geltenden Richtlinien des Reinluftgesetzes erfüllt.
Der Querschnittsbereich der Kanäle im Inneren des Filtergerätes ist vorzugsweise größer als oder annähernd gleich zu dem Querschnittsbereich des zweiten Auslasses. Hierdurch wird eine geringe Strömungsgeschwindigkeit in den Kanälen erreicht.
Die Einlaßanordnung des Filtergerätes schafft einen Druckunterschied zwischen der Entlüftung und dem Kanal 26, um die kontaminierte Luft von der Entlüftung wegzutransportieren. Die Gestaltung erfordert geringere Veränderungen der Konstruktion des Lufteinlasses vorhandener Brennkraftmaschinen und ist einfach sowie ökonomisch montierbar. Signifikanterweise erzeugt die Einlaßkonstruktion mit der gefilterten Luft, die dem Ansaugsystem zugeführt wird, und dem Öl, welches zu dem Ölsystem zurückgeführt wird, ein geschlossenes Kurbelwellenventilationssystem. Das System spart Öl, führt leichtere, unbrennbare Kohlenwasserstoffe dem Ansaugsystem zurück, erzeugt ein leichtes Vakuum im Kurbelwellengehäuse, erhöht den Wirkungsgrad des Brennstoffes und verlängert die Lebensdauer der Brennkraftmaschine.
In einer Modifikation der vorstehend erläuterten Anordnungen können anstelle von zwei Prallwänden drei oder vier Prallwände oder sogar keine Prallwand vorgesehen werden.

Claims

1. Kombinationsgerät (20) zum Filtern von Luftströmungen und zum Trennen von verunreinigten Luftmischungen, wobei das Gerät enthält: ein ringförmiges Gehäuse (22) mit einer Außenwand (24), einen in dem Gehäuse vorhandenen Kanal (26) mit einer Mittenachse (28), der an seinem einen Kanalende einen ersten Gaseinlaß (30) und an seinem gegenüberliegenden Kanalende einen ersten Gasauslaß (32) besitzt und der eine Kanalwand (34) aufweist, wobei die Kanalwand Innen- und Außenoberflächen besitzt, eine zweite Einlaßöffnung (42) durch die Außenwand, eine zweite Auslaßöffnung (46), die eine Öffnung in der Kanalwand in der Weise bildet, daß kein geradliniger Strömungsweg zwischen dem zweiten Einlaß und dem zweiten Auslaß vorhanden ist, und einen Durchgangsweg zwischen dem zweiten Einlaß und dem zweiten Auslaß, der nach außen hin durch die Außenwand und nach innen hin durch die Kanalwand gebildet ist,

gekennzeichnet durch:

einen Luftschalldämpfer (90), der innerhalb des Kanals (26) angeordnet ist, und einen Luftfilter (100), der mit dem ringförmigen Gehäuse (22) verbunden und an dem ersten Gaseinlaß (30) angeschlossen ist.

2. Brennkraftmaschine, die ein Ansaugsystem sowie einen Motorblock (74) mit einer Motorentlüftung (76) aufweist, gekennzeichnet durch ein Kombinationsgerät (20) gemäß dem Anspruch 1 zum Schalämpfen und Filtern von Luftströmungen und zum Trennen von verunreinigten Luftmischungen.

3. Brennkraftmaschine oder Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftschalldämpfer (90) eine ringförmige Lage (92) aus perforiertem Material aufweist, welches innerhalb des Kanals (26) angeordnet, von der Innenoberfläche der Kanalwand (34) beabstandet und auf die Mittenachse (28) ausgerichtet ist, wobei die ringförmige Lage (92) Schalldämpfmaterial (94) enthält, welches den Raum zwischen der ringförmigen Lage (92) aus perforiertem Material und der Innenoberfläche der Kanalwand (34) ausfüllt, und wobei ein Abschnitt des perforierten Materials und des Schalldämpfmaterials in der Weise ausgeschnitten ist, daß diese Materialien nicht den zweiten Auslaß (46) in der Kanalwand (34) abdecken.

4. Brennkraftmaschine oder Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Prallwand (50) zwischen der Außenwand (24) und der Kanalwand (34).

5. Brennkraftmaschine oder Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallwand (50) an einer Seite des Gehäuses (22) im wesentlichen gegenüber dem zweiten Einlaß (42) eine Öffnung (60) für den Durchgang von Luft in Richtung zu dem zweiten Auslaß (46) aufweist.

6. Brennkraftmaschine oder Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Auslaßöffnung (46) in der Kanalwand im wesentlichen auf der gleichen Seite des Gehäuses (22) wie der zweite Einlaß (42) angeordnet ist.

7. Brennkraftmaschine oder Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Gasauslaß (32) an ein oder das Ansaugsystem der Brennkraftmaschine anschließbar ist.

8. Brennkraftmaschine oder Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Einlaß (42) an eine oder die Motorentlüftung (76) anschließbar ist.

9. Brennkraftmaschine oder Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Vakuum begrenzer (80) zum Begrenzen eines Vakuums in der Strömungsleitung (78), die mit dem zweiten Einlaß (42) verbunden ist.

10. Brennkraftmaschine oder Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Vakuumbegrenzer (80) ein Einwegeventil umfaßt, wobei das Ventil durch einen Anstieg in dem Vakuum in der Strömungsleitung (78) über einen bestimmten Toleranzpegel geöffnet wird.

11. Brennkraftmaschine oder Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Ablaßeinrichtung (54), die mit dem Gehäuse (22) zum Beseitigen einer Verunreinigung aus dem Gehäuse (22) verbunden ist.

1 2. Brennkraftmaschine oder Gerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablaßeinrichtung (54) und der erste Gasauslaß (32) den einzigen Auslaß für die Strömung aus dem zweiten Einlaß (42) oder der Motorentlüftung (76) bilden.

1 3. Brennkraftmaschine oder Gerät nach Anspruch 1 2, gekennzeichnet durch eine Rückführleitung (82), die mit der Ablaßeinrichtung (54) verbunden ist, wobei die Rückführleitung (82) ein Rückschlagventil (83) enthält, wodurch Verunreinigungen nur in eine Richtung durch die Leitung, und zwar in eine Richtung weg von dem Gehäuse (22) strömen.

14. Brennkraftmaschine oder Gerät nach Anspruch 1 3, dadurch gekennzeichnet; daß das Ansaugsystem und die Rückführleitung (82) ein geschlossenes Ventilationssystem für das Kurbelwellengehäuse bilden.

15. Brennkraftmaschine oder Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Einlaß (42) und der zweite Auslaß (46) jeweils entsprechende Querschnittsbereiche besitzen, wobei der Querschnittsbereich des zweiten Einlasses kleiner als der Querschnittsbereich des zweiten Auslasses ist.

16. Brennkraftmaschine oder Gerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis aus dem Querschnittsbereich des zweiten Einlasses (42) und dem Querschnittsbereich des zweiten Auslasses (46) ca. 0,15 beträgt.