EP0685635B2

EP0685635B2 - Kurbelgehäuseentlüftung für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: EP0685635B2
Application number: EP95106551A
Authority: EP
Inventors: Gert Dipl.-Ing. Krausse
Original assignee: Ing Walter Hengst GmbH and Co KG
Current assignee: Ing Walter Hengst GmbH and Co KG
Priority date: 1994-05-02
Filing date: 1995-05-02
Publication date: 2002-08-07
Anticipated expiration: 2015-05-02
Also published as: DE4415407A1; EP0685635A1; ES2109750T3; DE59500938D1; EP0685635B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Kurbelgehäuseentlüftung für eine Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, mit einer vom Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine zu deren Luftansaugseite geführten, von den Kurbelgehäuseentlüftungsgasen durchströmbaren Entlüftungsleitung, in deren Verlauf mindestens ein Ölabscheider angeordnet ist, von dem aus eine Rücklaufleitung für abgeschiedenes Öl zum Kurbelgehäuse geführt ist, wobei der Ölabscheider ein Elektrofilter ist.

Eine Kurbelgehäuseentlüftung der oben genannten Art ist aus JP 3-141811 (Abstract) und JP 3-141811 bekannt. Das Elektrofilter weist hier netzförmige Elektroden auf, von denen eine zuerst durchströmte Elektrode eine Entladungselektrode und eine nachfolgende zweite Elektrode eine Niederschlagselektrode ist. Nachteilig erfordert dieser Elektrofilter niedrige Strömungsgeschwindigkeiten des zu reinigenden Gases, um einen guten Wirkungsgrad zu erzielen, was ihn für eine Anwendung zur Entölung von Kurbelgehäusegasen wenig geeignet macht. Außerdem ist die gezielte Ölableitung von der relativ großflächigen Netzelektrode schwierig.

Die "McGraw-Hill Encyclopedia of Science & Technology", 7th Edition, 1960, beschreibt auf den Seiten 269 und 270 einen elektrostatischen Abscheider, der dazu vorgesehen ist, Flüssigkeitströpfchen aus einem Gasstrom zu entfernen. In seiner einfachsten Form besteht dieser Abscheider aus einem vertikalen Rohr mit einem isolierten, konzentrisch angeordneten Draht. Falls die in Schwebe gehaltenen Teilchen im Gas flüssiger Art sind, sammeln sich diese im Abscheider an der Wand und vereinigen sich zu Tröpfchen, die am Boden des Rohres abgezogen werden können. Eine konkrete Ausgestaltung des Ölabzuges wird aber nicht gezeigt.

Schließlich beschreibt die US 4 588 423 einen elektrostatischen Separator, bestehend aus einem elektrisch an Masse liegenden Rohr als Niederschlagselektrode mit einem zentral in Längsrichtung durch das Rohr verlaufenden, gegen das Rohr isolierten und mit elektrischer Hochspannung speisbaren Stab. In das Rohr ist ein konischer Rohrstutzen dichtend zum Rohr eingesetzt. Der sich zwischen den Rohren bildende Ringspalt dient zum Abzug der an der Rohrwand abgelagerten Partikel. Dieser Separator ist jedoch für die Abscheidung von Feststoffen aus einem Gasstrom, wie z.B. Rußpartikel aus dem Abgasstrom einer Brennkraftmaschine, vorgesehen, sodaß eine Anwendung für die Entölung von Kurbelgehäuseentlüftungsgasen nicht ohne weiteres möglich ist.

Es stellt sich daher die Aufgabe, eine Kurbelgehäuseentlüftung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einen guten Ölabscheidungsgrad bei gleichzeitig geringem Druckabfall beim Durchtritt der Kurbelgehäuseentlüftungsgase durch den Ölabscheider gewährleistet.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt erfindungsgemäß durch eine Kurbelgehäuseentlüftung der eingangs genannten Art, welche dadurch gekennzeichnet ist,

daß das den Ölabscheider bildende Elektrofilter mit einem metallischen, die Kurbelgehäuseentlüftungsgase führenden, elektrisch an Masse liegenden Rohr als Niederschlagselektrode und mit einem zentral in Längsrichtung durch das Rohr verlaufenden, gegen das Rohr elektrisch isolierten und mit elektrischer Hochspannung speisbaren Draht oder Stab oder dünnen Rohr als Entladungselektrode ausgebildet ist,
daß eine Auffangvorrichtung für das abgeschiedene Öl durch einen am unteren Ende des Rohres vorgesehenen Ringspalt gebildet ist,
daß der Ringspalt nach außen durch die Innenseite des Rohres und nach innen durch die Außenseite eines dichtend in das Rohr ragenden Rohrstutzens gebildet ist und
daß aus dem Ringspalt das darin gesammelte Öl abführbar ist.

Mit der Erfindung wird vorteilhaft erreicht, daß ein Ölabscheidungsgrad bis zu praktisch 100% bei annähernd konstant niedrigem Strömungswiderstand unabhängig von der Tröpfchengröße des im Kurbelgehäuseentlüftungsgases mitgeführten Öls erzielbar ist. Die für den Betrieb des Elektrofilters benötigte elektrische Hochspannung kann durch eine entsprechende elektronische Baueinheit z.B. aus der Niederspannung von 12 oder 24 V eines Kraftfahrzeug-Bordnetzes erzeugt werden. Das Elektrofilter besitzt dabei einen vorteilhaft einfachen Aufbau und die abgeschiedenen Öltröpfchen können einfach mittels Schwerkraft der Rücklaufleitung zum Kurbelgehäuse zugeführt werden.

Weiterhin besteht die Möglichkeit, daß mit dem Elektrofilter mindestens ein weiterer Ölabscheider in Reihe geschaltet ist, um einen möglichst hohen Ölabscheidungsgrad zu erreichen, ohne daß die gesamte Ölabscheidung innerhalb des Elektrofilters erfolgen muß.

Vorzugsweise ist der zuvor erwähnte weitere Ölabscheider dem Elektrofilter vorgeschaltet, wobei dann in dem weiteren Ölabscheider zunächst eine grobe Vorabscheidung erfolgt und in dem nachgeschalteten Elektrofilter dann eine endgültige Feinabscheidung des im Kurbelgehäuseentlüftungsgas mitgeführten Öls erfolgt.

Der weitere, mit dem Elektrofilter in Reihe geschaltete Ölabscheider ist vorzugsweise ein Fliehkraft- und/oder Prall- und/oder Faserabscheider, wie diese an sich bekannt sind. Im Zusammenwirken mit dem Elektrofilter können diese weiteren Ölabscheider aber so ausgelegt sein, daß sie einen möglichst geringen Strömungswiderstand für die Kurbelgehäuseentlüftungsgase darstellen, da die abschließende Ölabscheidung noch im Elektrofilter erfolgt.

Um eine Kurzschluß-Strömung des Kurbelgehäuseentlüftungsgases durch die Rücklaufleitung für das abgeschiedene Öl zu vermeiden, ist vorgesehen, daß im Verlauf dieser Rücklaufleitung ein Siphon oder ein Rückschlagventil angeordnet ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung erläutert. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt eine Kurbelgehäuseentlüftung mit einem Elektrofilter im schematischen Längsschnitt.

Wie aus der Zeichnungsfigur ersichtlich ist, besitzt das hier dargestellte Ausführungsbeispiel der Kurbelgehäuseentlüftung einen Ölabscheider 1, der als Rohrelektrofilter ausgebildet ist und in eine Entlüftungsleitung 10 eingeschaltet ist, die vom Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine zu deren Luftansaugseite geführt ist. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel strömt von unten her ein ölhaltiger Kurbelgehäuseentlüftungsgasstrom 5 in den Ölabscheider 1. Im Ölabscheider 1 wird das mitgeführte Öl abgeschieden und durch eine Rücklaufleitung 4 als rücklaufender Ölstrom 6 zum Kurbelgehäuse zurückgeführt. Nach oben hin verläßt ein ölfreier Kurbelgehäuseentlüftungsgasstrom 7 den Ölabscheider 1.

Der Ölabscheider 1, der als Rohrelektrofilter ausgeführt ist, wird im wesentlichen durch ein zylindrisches Metallrohr 2, einen von unten dichtend in dieses eingeführten Rohrstutzen 21 kleineren Durchmessers und eine zentral in Längsrichtung durch das Rohr 2 geführte, ebenfalls metallische Entladungselektrode 3 gebildet. Die Entladungselektrode 3 ist hier als relativ dünner Stab oder Draht ausgebildet, der an seinem oberen Ende in einem Isolator 31 und an seinem unteren Ende in einem Isolator 33 elektrisch isoliert gehalten ist. Die Isolatoren 31, 33 sind ihrerseits über mehrarmige Halter 32, 34 mit dem Rohr 2 verbunden. Die Halter 32, 34 sind dabei so ausgebildet, daß sie die Strömung des Kurbelgehäuseentlüftungsgases durch das Rohr 2 hindurch möglichst wenig beeinträchtigen.

Über ein elektrisch isoliertes Hochspannungskabel 35 steht das obere Ende der Entladungselektrode 3 in elektrischer Verbindung mit einem elektronischen Hochspannungsgenerator 36, der aus 12 V oder 24 V Gleichspannung eine Hochspannung zur Speisung der Entladungselektrode 3 erzeugt.

Durch die Speisung der Entladungselektrode 3 mit der Hochspannung, vorzugsweise einer Gleichspannung, wird im Inneren des Rohres 2, das über einen Masseanschluß 22 elektrisch an Masse gelegt ist, eine elektrische Korona erzeugt. Diese sorgt dafür, daß im Kurbelgehäuseentlüftungsgasstrom 5 in das Innere des Rohres 2 gelangende Öltröpfchen sich elektrischen Feldkräften folgend an der Innenseite 20 des Rohres 2 niederschlagen. Dieser Ölniederschlag 60 bildet im laufenden Betrieb des Ölabscheiders 1 mit der Zeit einen Ölfilm, der entlang der Innenseite 20 des Rohres 2 nach unten rinnt. Im unteren Teil des Rohres 2 befindet sich ein Ringspalt 40, der nach außen durch die Innenseite 20 des Rohres 2 und nach innen durch die Außenseite des Rohrstutzens 21 begrenzt ist und der eine Auffangvorrichtung für das abgeschiedene Öl bildet. An seinem tiefsten Punkt steht der Ringspalt 40 mit der Rücklaufleitung 4 in Verbindung, so daß infolge der Schwerkraft an der Innenseite 20 des Rohres 2 nach unten rinnendes Öl abgeführt wird.

Zur Vermeidung von Kurbelgehäuseentlüftungsgasströmungen durch die Rücklaufleitung 4 ist diese hier mit einem Siphon 41 ausgebildet, in welchem durch dort angesammeltes abgeschiedenes Öl ein gasdichter Verschluß gebildet wird. Durch den Siphon 41 hindurchgetretenes Öl strömt dann als rücklaufender Ölstrom 6 wieder in das Kurbelgehäuse der zugehörigen, hier nicht dargestellten Brennkraftmaschine.

Claims

Kurbelgehäuseentlüftung für eine Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, mit einer vom Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine zu deren Luftansaugseite geführten, von den Kurbelgehäuseentlüftungsgasen durchströmbaren Entlüftungsleitung (10), in deren Verlauf mindestens ein Ölabscheider (1) angeordnet ist, von dem aus eine Rücklaufleitung (4) für abgeschiedenes Öl zum Kurbelgehäuse geführt ist, wobei der Ölabscheider (1) ein Elektrofilter ist dadurch gekennzeichnet,

daß das den Ölabscheider (1) bildende Elektrofilter mit einem metallischen, die Kurbelgehäuseentlüftungsgase führenden, elektrisch an Masse liegenden Rohr (2) als Niederschlagselektrode und mit einem zentral in Längsrichtung durch das Rohr (2) verlaufenden, gegen das Rohr (2) elektrisch isolierten und mit elektrischer Hochspannung speisbaren Draht oder Stab oder dünnen Rohr als Entladungselektrode (3) ausgebildet ist,

daß eine Auffangvorrichtung für das abgeschiedene Öl durch einen am unteren Ende des Rohres (2) vorgesehenen Ringspalt (40) gebildet ist,

daß der Ringspalt (40) nach außen durch die Innenseite (20) des Rohres (2) und nach innen durch die Außenseite eines dichtend in das Rohr (2) ragenden Rohrstutzens (21) gebildet ist und

daß aus dem Ringspalt (40) das darin gesammelte Öl abführbar ist.
Kurbelgehäuseentlüftung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Elektrofilter mindestens ein weiterer Ölabscheider in Reihe geschaltet ist.
Kurbelgehäuseentlüftung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Ölabscheider dem Elektrofilter vorgeschaltet ist.
Kurbelgehäuseentlüftung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Ölabscheider ein Fliehkraft- und/oder Prall- und/oder Faserabscheider ist.
Kurbelgehäuseentlüftung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Verlauf der Rücklaufleitung (4) ein Siphon (41) oder Rückschlagventil angeordnet ist.