EP0916018B1 - Entlüftungsvorrichtung für das kurbelgehäuse einer brennkraftmaschine - Google Patents

Entlüftungsvorrichtung für das kurbelgehäuse einer brennkraftmaschine Download PDF

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EP0916018B1
EP0916018B1 EP97940057A EP97940057A EP0916018B1 EP 0916018 B1 EP0916018 B1 EP 0916018B1 EP 97940057 A EP97940057 A EP 97940057A EP 97940057 A EP97940057 A EP 97940057A EP 0916018 B1 EP0916018 B1 EP 0916018B1
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EP
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oil
separator
venting device
gas
venting
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Herbert Geier
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M13/00—Crankcase ventilating or breathing
    • F01M13/04—Crankcase ventilating or breathing having means for purifying air before leaving crankcase, e.g. removing oil
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M13/00—Crankcase ventilating or breathing
    • F01M13/04—Crankcase ventilating or breathing having means for purifying air before leaving crankcase, e.g. removing oil
    • F01M2013/0488—Crankcase ventilating or breathing having means for purifying air before leaving crankcase, e.g. removing oil with oil trap in the return conduit to the crankcase

Definitions

  • the invention relates to a ventilation device for the crankcase of an internal combustion engine, especially for a single cylinder diesel engine, with a vent valve.
  • venting devices are from the state already known in the art, the ventilation of the Crankcase usually via a line in the Intake tract takes place. It is a quite environmentally friendly solution because the oil which is released when venting, immediately in the combustion chamber is burned.
  • the disadvantage is that Motors with a large inclined position, e.g. for ship engines or overturned engines there is a risk that the oil gets into the combustion chamber and the engine with it "goes through” and becomes excessive due to excessive Speed destroyed itself.
  • the present invention is therefore based on the object to create a ventilation device even with an inclined position or overturned Internal combustion engine effectively penetrates the oil in the venting device prevents the combustion chamber.
  • the invention is characterized in that in Direction of flow behind the vent valve Channel is provided for the gas-oil mixture, which in An oil separator ends up being behind the oil separator a connection to the environment is provided for the gas is.
  • the crankcase By diverting the flammable gas mixture to the Atmosphere, the crankcase becomes effective deaerated and a supply of the ignitable mixture avoided in the combustion chamber.
  • the liquid area of the oil separator to drain the oil with is connected to a separator.
  • This separator is a small chamber in which the oil is collected.
  • crankcase a connection of the Separators with the suction side of the oil pump for recycling of the oil is provided in the crankcase. This occurs when the crankcase is vented almost no oil loss due to the oil in the oil separator separated and the crankcase oil circuit again is fed. The gaseous components escape, as already described, into the atmosphere.
  • Another advantageous embodiment of the present Invention is characterized in that the Connection of the separator to the suction side of the Oil pump a channel is provided, the cross section is smaller than that of the channel for the gas-air mixture.
  • the oil pump is guaranteed constant suction a safe return regardless of the motor position the oil into the crankcase.
  • By the small pipe cross-section becomes more advantageous Way ensured that especially oil from the Separator is sucked in. The one sucked in anyway Residual air is harmless to the system.
  • the oil separator gas-permeable suction pad for absorbing the oil having. This will make it surprisingly easier Way ensures a safe separation of gas and oil.
  • the suction pad absorbs the oil immediately, which prevents the oil from splashing off.
  • the suction pad fulfills the function of a Dust filter, i.e. Impurities are partly recorded, partly deposited on the surface. In addition, by replacing the suction pad simple and inexpensive maintenance is guaranteed.
  • connection of the Separators with the suction side of the oil pump one lockable opening for refilling the oil during of operation. This can e.g. beneficial for refilling oil during the operation of a Ship diesel engine, because here at long Long journeys no engine shutdown required is.
  • the oil separator through a vertical tube with an oblique opening is formed. This creates a large outflow cross-section given for the gas mixture in the oil separator, what a proper function of the oil separator guaranteed.
  • the vertical tube is surrounded by a concentric mantle that its upper end with an opening to the environment is provided. This construction leaves a simple one and inexpensive to manufacture.
  • a particularly advantageous embodiment provides before that the vertical pipe at the end of the oblique Opening forms a tip that is made of felt formed suction pad is pierceable. For one thing this ensures a safe suction of the on the inner tube wall oil running along additionally through utilization the capillary forces ensured and to others, the use of felt ensures that the vertical tube easily into the suction pad is stabbed.
  • the use of Felt as a suction pad a simple and inexpensive Solution.
  • the crankcase 1 with a Vent valve 2 for example a diaphragm valve may be connected
  • the vent valve 2 is connected to an oil separator 3 which at one end an opening 4 to the atmosphere has and at its other exit with a Filter 5 is connected.
  • the filter 5 is in turn connected to the suction side of the oil pump 6, which in turn sucks the oil from an oil sump 7 and on it Conveyed back into the crankcase 1.
  • a filler neck 8 is shown, in which the system additional oil can be added.
  • the line 10 If no oil to the separator, the line 10 is air pulls, the amount of air sucked in must be so low be held that the lubricating oil system is not is impaired (e.g. tear-off lubrication). From the suction side of the oil pump, which is normally oil sucks from the oil sump 7, the oil gets into the Crankcase 1. There is over the filler neck 8 the possibility to add oil during operation.
  • Fig. 2 shows a section through the invention Oil separator. This is outside the motor housing 12 arranged. It is the conduit for the gas-oil mixture 9, the oblique opening 13, the Direction of flow of the gas indicated by arrow A. as well as the suction pad 5, the separator 11 and the Oil line 10 recognizable. Furthermore, the casing 14, the sealing closure 15 and the Atmosphere opening 4 shown.
  • the oil separator is attached to the Air filter housing 16 attached. Through line 9 a gas-oil mixture enters the crankcase the device. Due to the sharp redirection of the air the heavier oil particles slide in the direction of arrow A. down on the high wall 17 and are from the Suction pad 5, through the tip 18 with the Line 9 is connected, sucked up. The air rises up in the jacket 14 and can only by the opening 4 escape into the environment. That in that suction pads made of felt 5 collected and filtered oil drips into a chamber 11, the so-called Separator and is by the diameter significantly narrower oil line 10 from the Oil pump sucked in. By disassembling the sealing cap 15 and pulling out line 9 will Replacing the suction pad for maintenance purposes allows.

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Description

Die Erfindung betrifft eine Entlüftungsvorrichtung für das Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine, insbesondere für einen Einzylinder-Dieselmotor, mit einem Entlüftungsventil.
Derartige Entlüftungsvorrichtungen sind aus dem Stand der Technik bereits bekannt, wobei die Entlüftung des Kurbelgehäuses in der Regel über eine Leitung in den Ansaugtrakt erfolgt. Es handelt sich dabei um eine durchaus umweltfreundliche Lösung, da das Öl, welches beim Entlüften frei wird, sofort im Verbrennungraum verbrannt wird. Der Nachteil besteht darin, daß bei Motoren mit großer Schräglage, z.B. bei Schiffsmotoren oder umgefallenen Motoren die Gefahr besteht, daß das Öl in den Verbrennungsraum gelangt und der Motor damit "durchgeht" und sich aufgrund von überhöhter Drehzahl selbst zerstört.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Entlüftungsvorrichtung zu schaffen, die selbst bei erhöhter Schräglage bzw. umgekippter Brennkraftmaschine wirkungsvoll ein Eindringen des sich in der Entlüftungsvorrichtung befindenden Öls in den Verbrennungsraum verhindert.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Dabei zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, daß in Strömungsrichtung hinter dem Entlüftungsventil ein Kanal für das Gas-Öl-Gemisch vorgesehen ist, der in einen Ölabscheider endet, wobei hinter dem Ölabscheider für das Gas eine Verbindung zur Umgebung vorgesehen ist.
Durch Ableiten des brennbaren Gasgemischs an die Atmosphäre wird das Kurbelgehäuse wirkungsvoll entlüftet und eine Zufuhr des zündfähigen Gemisches in den Verbrennungsraum vermieden.
Des weiteren sieht eine vorteilhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vor, daß der Flüssigkeitsbereich des Ölabscheiders zum Abführen des Öls mit einem Separator verbunden ist. Dieser Separator ist eine kleine Kammer, in der das Öl gesammelt ist.
Weiterhin ist es vorteilhaft, daß eine Verbindung des Separators mit der Saugseite der Ölpumpe zum Rückführen des Öls in das Kurbelgehäuse vorgesehen ist. Dadurch tritt beim Entlüften des Kurbelgehäuses nahezu kein Ölverlust auf, da das Öl im Ölabscheider abgeschieden und dem Kurbelgehäuse-Ölkreislauf wieder zugeführt wird. Die gasförmigen Bestandteile entweichen, wie bereits beschrieben, in die Atmosphäre.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist sich dadurch aus, daß zur Verbindung des Separators mit der Saugseite der Ölpumpe ein Kanal vorgesehen ist, dessen Querschnitt kleiner ist als derjenige des Kanals für das Gas-Luftgemisch. Durch die Verbindung mit der Saugseite der Ölpumpe wird ein ständiger Sog gewährleistet, der unabhängig von der Motorlage ein sicheres Rückleiten des Öls in das Kurbelgehäuse gewährleistet. Durch den geringen Rohrleitungsquerschnitt wird in vorteilhafter Weise sichergestellt, daß vor allem Öl aus dem Separator angesaugt wird. Die dennoch mitangesaugte Restluft ist für das System unschädlich.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht vor, daß der Ölabscheider ein gasdurchlässiges Saugpolster zum Aufnehmen des Öls aufweist. Hierdurch wird in überraschend einfacher Weise eine sichere Trennung von Gas und Öl gewährleistet. Das Saugpolster saugt das Öl sofort auf, wodurch ein Abspritzen des Öls vermieden wird. Zusätzlich erfüllt das Saugpolster die Funktion eines Staubfilters, d.h. Verunreinigungen werden z.T. aufgenommen, z.T. an der Oberfläche abgelagert. Außerdem wird durch den Austausch des Saugpolsters eine einfache und kostengünstige Wartung gewährleistet.
Weiterhin ist es vorteilhaft, daß die Verbindung des Separators mit der Saugseite der Ölpumpe eine verschließbare Öffnung zum Nachfüllen des Öls während des Betriebs aufweist. Dies kann z.B. vorteilhaft für das Nachfüllen von Öl während des Betriebes eines Schiffs-Dieselmotors sein, da hier bei langen Streckenfahrten kein Abstellen des Motors erforderlich ist.
Des weiteren sieht eine vorteilhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vor, daß der Ölabscheider durch ein vertikales Rohr mit einer schrägen Öffnung gebildet wird. Hierdurch ist ein großer Abströmquerschnitt für das Gasgemisch im Ölabscheider gegeben, was eine einwandfreie Funktion des Ölabscheiders gewährleistet.
Weiterhin ist es vorteilhaft, daß das vertikale Rohr von einem konzentrischen Mantel umgeben ist, der an seinem oberen Ende mit einer Öffnung zur Umgebung versehen ist. Diese Konstruktion läßt eine einfache und kostengünstige Herstellung zu.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, daß das vertikale Rohr am Ende der schrägen Öffnung eine Spitze bildet, die in das aus Filz gebildete Saugpolster einstechbar ist. Zum einen wird hierdurch ein sicheres Aufsaugen des an der Rohrinnenwand entlanglaufenden Öls zusätzlich durch Ausnutzung der Kapillarkräfte sichergestellt und zum anderen gewährleistet die Verwendung von Filz, daß das vertikale Rohr leicht in das Saugpolster einstechbar ist. Außerdem stellt die Verwendung von Filz als Saugpolster eine einfache und kostengünstige Lösung dar.
Schließlich sieht eine noch vorteilhafte Ausführungsform vor, daß die Verbindungsleitungen außerhalb des Motorgehäuses angeordnet sind. Dadurch wird eine kühle Leitungsführung gewährleistet, wodurch ein Verkoken der Leitungsquerschnitte verhindert wird, d.h. die Leitung bleibt frei.
Die vorliegende Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispieles im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben. Dabei zeigen
Fig. 1
eine schematische Darstellung einer Entlüftungsvorrichtung der erfindungsgemäßen Art,
Fig. 2
ein Schnittbild eines Ölabscheiders der erfindungsgemäßen Art.
In Fig. 1 ist das Kurbelgehäuse 1 mit einem Entlüftungsventil 2, das beispielsweise ein Membranventil sein kann, verbunden, wobei das Entlüftungsventil 2 mit einem Ölabscheider 3 verbunden ist, der an seinem einen Ende eine Öffnung 4 zur Atmosphäre hin aufweist und an seinem anderen Ausgang mit einem Filter 5 verbunden ist. Das Filter 5 wiederum ist mit der Saugseite der Ölpumpe 6 verbunden, die wiederum das Öl aus einem Ölsumpf 7 ansaugt und auf ihrer Förderseite in das Kurbelgehäuse 1 zurückfördert. Zwischen dem Filter 5 und der Pumpe 6 ist zusätzlich ein Füllstutzen 8 dargestellt, bei welchem dem System zusätzlich Öl zugeführt werden kann.
Bei Überdruck im Kurbelgehäuse kann das Gas-Ölgemisch über das Entlüftungsventil 2 in den dafür vorgesehenen Leitungskanal 9 entweichen. Im Ölabscheider 3 wird das Gas dann vom Öl getrennt und über die Öffnung 4 an die Atmosphäre abgeleitet, wogegen das Öl von dem als Saugpolster ausgebildeten Filter 5 aufgesaugt wird. Das so gefilterte Öl gelangt von dort in eine kleine Kammer, den sog. Separator 11. Das hier gesammelte Öl wird über die Ölleitung 10 von der Saugseite der Ölpumpe 6 angesaugt. Dabei weist die Ölleitung 10 einen Querschnitt von etwa 0,5 mm auf, der wesentlich kleiner ist als der Querschnitt der Leitung 9. Wenn nämlich kein Öl an den Separator anfällt, die Leitung 10 also Luft zieht, muß die angesaugte Luftmenge so gering gehalten sein, daß das Schmierölsystem nicht beeinträchtigt wird (z.B. abreißender Schmierung). Von der Saugseite der Ölpumpe, die im Normalfall Öl aus dem Ölsumpf 7 ansaugt, gelangt das Öl in das Kurbelgehäuse 1. Über den Einfüllstutzen 8 besteht die Möglichkeit, während des Betriebs Öl nachzufüllen.
Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch den erfindungsgemäßen Ölabscheider. Dieser ist außerhalb des Motorgehäuses 12 angeordnet. Es sind der Leitungskanal für das Gas-Ölgemisch 9, die schräge Öffnung 13, die durch Pfeil A angedeutete Strömungsrichtung des Gas sowie das Saugpolster 5, der Separator 11 und die Ölleitung 10 erkennbar. Des weiteren sind die Ummantelung 14, der dichtende Verschluß 15 sowie die Atmosphärenöffnung 4 dargestellt.
Der Ölabscheider ist über Haltevorrichtung an dem Luftfiltergehäuse 16 befestigt. Durch die Leitung 9 gelangt ein Gas-Ölgemisch aus dem Kurbelgehäuse in die Vorrichtung. Durch die scharfe Umlenkung der Luft in Pfeilrichtung A gleiten die schwereren Ölteilchen an der hohen Wand 17 nach unten und werden von dem Saugpolster 5, das durch die Spitze 18 mit der Leitung 9 verbunden ist, aufgesaugt. Die Luft steigt in dem Mantel 14 nach oben und kann lediglich durch die Öffnung 4 in die Umgebung entweichen. Das in dem aus Filz bestehenden Saugpolster 5 gesammelte und gefilterte Öl tropft in eine Kammer 11, den sog. Separator ab und wird durch die in ihrem Durchmesser deutlich schmaler ausgeführte Ölleitung 10 von der Ölpumpe angesaugt. Durch Demontage des Dichtverschlusses 15 und Herausziehen der Leitung 9 wird das Austauschen des Saugpolsters zu Wartungszwecken ermöglicht.

Claims (10)

  1. Entlüftungsvorrichtung für das Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine, insbesondere für einen Einzylinder-Dieselmotor, mit einem Entlüftungsventil,
    dadurch gekennzeichnet, daß in Strömungsrichtung hinter dem Entlüftungsventil (2) ein Kanal (9) für das Gas-Öl-Gemisch vorgesehen ist, der in einem Ölabscheider (3) endet, wobei hinter dem Ölabscheider (3) für das Gas eine Verbindung (4) zur Umgebung vorgesehen ist.
  2. Entlüftungsvorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsbereich des Ölabscheiders (3) zum Abführen des Öls mit einem Separator (11) verbunden ist.
  3. Entlüftungsvorrichtung nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß eine Verbindung des Separators (11) mit der Saugseite der Ölpumpe (6) zum Rückführen des Öls in das Kurbelgehäuse (1) vorgesehen ist.
  4. Entlüftungsvorrichtung nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbindung des Separators (11) mit der Saugseite der Ölpumpe (6) ein Kanal (10) vorgesehen ist, dessen Querschnitt kleiner ist als derjenige des Kanals (9) für das Gas-Öl-Gemisch.
  5. Entlüftungsvorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Ölabscheider (3) ein gasdurchlässiges Saugpolster (5) zum Aufnehmen des Öls aufweist.
  6. Entlüftungsvorrichtung nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung (10) des Separators (11) mit der Saugseite der Ölpumpe (6) eine verschließbare Öffnung (8) um Nachfüllen von Öl während des Betriebs aufweist.
  7. Entlüftungsvorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Ölabscheider (3) durch ein vertikales Rohr mit einer schrägen Öffnung (13) gebildet ist.
  8. Entlüftungsvorrichtung nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, daß das vertikale Rohr von einem konzentrischen Mantel (14) umgeben ist, der an seinem oberen Ende mit einer Öffnung (4) zur Umgebung versehen ist.
  9. Entlüftungsvorrichtung nach den Ansprüchen 5 und 7,
    dadurch gekennzeichnet, daß das vertikale Rohr am Ende der schrägen Öffnung (13) eine Spitze (18) bildet, die in das aus Filz gebildete Saugpolster (5) einstechbar ist.
  10. Entlüftungsvorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitungen (9, 10) außerhalb des Motorgehäuses angeordnet sind.
EP97940057A 1996-08-05 1997-08-01 Entlüftungsvorrichtung für das kurbelgehäuse einer brennkraftmaschine Expired - Lifetime EP0916018B1 (de)

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