EP1285152B1 - Vorrichtung zum entölen von kurbelgehäuse-entlüftungsgasen einer brennkraftmaschine - Google Patents

Vorrichtung zum entölen von kurbelgehäuse-entlüftungsgasen einer brennkraftmaschine Download PDF

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EP1285152B1
EP1285152B1 EP01951537A EP01951537A EP1285152B1 EP 1285152 B1 EP1285152 B1 EP 1285152B1 EP 01951537 A EP01951537 A EP 01951537A EP 01951537 A EP01951537 A EP 01951537A EP 1285152 B1 EP1285152 B1 EP 1285152B1
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EP
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bypass channel
pressure
oil mist
mist separator
open
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Ing Walter Hengst GmbH and Co KG
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    • F01M2013/0494—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 using check valves

Definitions

  • the invention relates to a device for de-oiling crankcase ventilation gases an internal combustion engine having at least one oil mist separator, the one with the crankcase connected gas inlet and connected to the air intake tract gas outlet and having an oil outlet connected to the oil sump of the internal combustion engine.
  • blow-by gases pass into the crankcase interior, which have to be removed, since otherwise an undesirable increase in the internal pressure in the crankcase would occur.
  • the blow-by gases are fed back as crankcase ventilation gases via a vent path to the air intake tract of the internal combustion engine.
  • the gas inlet-side pressure range as the 1st pressure range (p1) and the gas outlet side Pressure range referred to as 2nd pressure range (p2).
  • the differential pressure drop across the oil mist separator thus directly causes a Drukkerhöhung in the crankcase.
  • the degree of separation of the oil mist separator depending on the pressure difference.
  • ⁇ lnebelabscheider are preferably cyclones or so-called Koaleszenzabscheider used in the form of a knit or Wickelabscheiders.
  • a cyclone oil mist separator is known for example from DE 42 14 324 C2
  • a deoiling with a Koaleszenzabscheider is described in DE 197 29 439 A1.
  • the object of the invention is therefore an apparatus for de-oiling crankcase ventilation gases to develop the oil mist under all operating conditions causes and avoided with the impermissible pressure increases in the crankcase.
  • the device according to the invention uses a controllable with respect to its flow bypass channel vision, which is arranged as a bypass parallell to ⁇ lnebelabscheider in the crankcase ventilation path for this purpose, the bypass channel directly or indirectly with the crankcase (1st pressure area) connected gas inlet and a direct or indirectly connected to the air intake tract (2nd pressure area) connected gas outlet.
  • the bypass channel together with its control means is thus designed so that an oil separation in the bypass channel is also effected in the bypass channel due to flow deflection and impact separation or as a result of impaction.
  • separation behavior of the entire device oil mist separator plus controllable bypass channel
  • the degree of separation is still sufficiently high, even when the bypass is open to divert the separated oil in the bypass channel of the bypass channel, for example via an oil outlet connected to the oil sump.
  • the oil mist separator is designed to operate for a given volume flow has a certain degree of separation, which then also a certain differential pressure drop is implied. Care is taken in determining the operating point, that the differential pressure plus possibly a certain tolerance range below a is critical for crankcase pressure.
  • the inventively controllable bypass acts in the same way in a knitted or Wickelabscheider, which at the same volume flow due to contamination in the Over time, produce a significantly increased differential pressure of the overall device would.
  • a sensor is provided which detects whether the bypass channel is open or not opened bypass channel (valve in the open position) is then an optical or acoustic Warning signal for the operator of the internal combustion engine generated This signal is then an indication that he knitted and Wickelabscheider a certain degree of contamination has reached. The operator can then react accordingly and the Replace knit or wound separator.
  • differential pressure limiting effect of the controllable bypass channel naturally arises not only with differential pressure increases occurring after a certain time due to wear of the internal combustion engine or contamination of the oil mist separator, but also in the case of temporary differential pressure increases.
  • FIG. 1 shows a schematic arrangement of the device (1) according to the invention in the venting path.
  • the device (1) consisting of oil mist separator (2) and controllable Bypass passage (3) is between the crankcase (5) to be vented and the air intake tract (6) arranged in the air intake tract (6) prevailing vacuum can in certain Operating conditions of the internal combustion engine increase sharply.
  • a so-called crankcase vacuum control valve (9) which is arranged here before the oil removal device (1) Die Gas inlets (2A, 3A) of the oil mist separator (2) and the bypass channel (3) are so Therefore, indirectly via the crankcase vacuum control valve (9) with the pressure range of Crankcase (5) connected.
  • the gas inlet side pressure is marked as 1st pressure range
  • the gas outlets (2B, 3B) of the oil mist separator (2) and the bypass duct (3) are here connected directly to the air intake tract (6) marked as the second pressure range.
  • crankcase vacuum control valve (9) behind the deoiling (1) arranged.
  • FIG. 3 shows two differential pressure / volume flow characteristics for a cyclone separation device shown.
  • the solid line refers to a cyclone without the controllable one Bypass channel.
  • the dashed line on an embodiment of the invention Device consisting of cyclone and controllable bypass channel. How to recognize can, increases the differential pressure in a cyclone oil mist separator with increasing flow drastically. In particular, at wear of the internal combustion engine, the Volume flows permanently be so great that the associated differential pressure increase is indefensible This pressure increase counteracts the inventive device. As you can see from the diagram, opens at a certain flow, the a critical pressure drop across the cyclone automatically causes the bypass channel, so that the further increase of the differential pressure with increasing volume flow much flatter runs.
  • FIG 4 are two degrees of separation / volume flow characteristics for a cyclone separator shown.
  • the solid line refers to a cyclone without the controllable one By-pass, the dashed line on an embodiment of the invention Device consisting of cyclone and controllable bypass channel. How to recognize can, even if the bypass channel is still open, have a good separation efficiency - even if this is lower than in a cyclone oil mist separator without bypass channel.
  • FIG. 6 shows an enlarged view the bypass channel in the region of the valve body to illustrate the oil mist separation according to the impaction principle.
  • the spring-loaded valve body acts as a baffle plate of a dynamically adapting impactor whose flow gap (S) is adjustable via the valve spring differential pressure dependent.
  • the device according to the invention thus has the design point of the oil mist separator a high degree of separation, while at high flow rates overpressure in Crankcase is reliably avoided, whereby even then a sufficiently high degree of separation is effected.
  • FIG. 5 shows a section through an embodiment of the invention.
  • the oil mist separator as a cyclone (2) is formed on the integrally the bypass channel (3) is arranged
  • cyclone (2) and bypass channel (3) are integrally formed by injection molding, whereby the device according to the invention can be produced inexpensively.
  • the oil mist separator (2) and the bypass channel (3) which are formed here as an integral unit, housed in a receiving housing (7), which is only hinted at here.
  • the receiving housing (7) is connected to the first pressure range, so that the gas inlets (2A, 3A) of cyclone (2) and bypass channel (3) in the interior of the receiving space (7) with the pressure p 1 are applied.
  • the gas outlets (2B, 3B) of cyclone (2) and bypass channel (3) are compared with the pressure area inside the receiving housing (7) sealed out of this out in the second pressure range (to the air intake) out.
  • the gas outlets (2B, 3B) of the cyclone (2) and bypass channel (3) open into a sealed space (8) connected to the second pressure zone. Due to the integral assembly (cyclone + bypass channel) and the installation in a pressure-tight receiving housing (7) can be dispensed with separate, otherwise doubled connecting lines from the crankcase to the gas inlets from the gas outlets to the air intake.
  • a means (4) for differential pressure-dependent opening and closing is in the bypass channel (3) one of a compression spring (4C) acted upon valve body (4A) - here a valve plate - arranged.
  • a predetermined opening pressure difference the valve body (4A) of the compression spring (4C) against a valve seat arranged in the bypass channel (3) (4B) pressed into a closed position.
  • the valve body (4A) against the compression spring (4C) releasing a flow gap (S) raised from the valve seat (4B).
  • the opening pressure difference results from the spring constant and the flowed surface of the valve body (4A).
  • the compression spring (4C) with a targeted, Bias matched to the opening pressure difference in the bypass channel (3) install.
  • the installation length of the compression spring (4C) in the differential pressure State adjustable can be done, for example, by (not shown) that the Compression spring (4C) at its end facing away from the valve body (4A) on a support element (4D) is supported in the bypass channel (3) whose axial distance from the valve seat (4B) is adjustable.
  • valve body with compression spring and a valve body can be used, that of gravity below a certain opening pressure difference against the valve seat is pressed in a closed position, wherein above the opening pressure difference of Valve body is lifted from the valve seat with release of the flow gap.
  • a Hubbegrenzugnsanschlag (not shown) may be provided.
  • a throttle valve arranged in the bypass channel or an opening can be used under bias closing leaf valve (both embodiments are not shown), which also cause a de-oiling by impaction.
  • the oil sump wherein the oil separated from the cyclone (2) via a drain valve disposed on the oil outlet (2C) (2D) gets into the oil sump.
  • the oil separated from the bypass channel (3) can escape via the gas inlet (3A) and directly or via an intermediate reservoir (not shown) flow back into the oil sump or -drop.

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entölen von Kurbelgehäuse-Entlüftungsgasen einer Brennkraftmaschine mit mindestens einem Ölnebelabscheider, der einen mit dem Kurbelgehäuse verbundenen Gaseinlaß und einen mit dem Luftansaugtrakt verbundenen Gasauslaß sowie eine mit dem Ölsumpf der Brennkraftmaschine verbundenen Ölauslaß aufweist.
Beim Betrieb einer Brennkraftmaschine gelangen sogenannten Blow-By-Gase in den Kurbelgehäuse-Innenraum, die abgeführt werden müssen, da ansonsten eine unerwünschte Erhöhung des Innendrucks im Kurbelgehäuse entstehen würde. Zu diesem Zweck werden die Blow-By-Gase als Kurbelgehäuse-Entlüftungsgase über einen Entlüftungsweg dem Luftansaugtrakt der Brennkraftmaschine wieder zugeführt. Zur Entölung des Kurbelgehäuse-Entlüftungsgases werden die Gase in bekannter Weise durch einen Ölnebelabscheider geleitet, dessen Gaseinlaß direkt oder indirekt über ein Kürbelgehäuse-Unterdruckregelventil mit dem Kurbelgehäuse und dessen Gasauslaß direkt oder indirekt über das Kurbelgehäuse-Unterdruckregelventil mit dem Luftansaugtrakt verbunden ist. Dabei erzeugt der Ölnebelabscheider aufgrund seines Strömungswiderstandes eine Druckdifferenz (Δp = p1-p2).
Im folgenden wird der gaseinlaßseitige Druckbereich als 1. Druckbereich (p1) und der gasauslaßseitige Druckbereich als 2. Druckbereich (p2) bezeichnet.
Der Differenzdruckabfall über den Ölnebelabscheider bewirkt somit unmittelbar eine Drukkerhöhung im Kurbelgehäuse. Außerdem ist der Abscheidegrad des Ölnebelabscheiders abhängig von der Druckdifferenz.
Als Ölnebelabscheider werden vorzugsweise Zyklone oder sogenannten Koaleszenzabscheider in Form eines Gestrick- oder Wickelabscheiders eingesetzt. Ein Zyklon-Ölnebelabscheider ist beispielsweise aus der DE 42 14 324 C2 bekannt Eine Entölungsvorrichtung mit einem Koaleszenzabscheider ist in der DE 197 29 439 A1 beschrieben.
Problematisch bei dem Einsatz dieser Ölnebelabscheider ist jedoch, daß ihr Strömungwiderstand und damit die vom Ölnebelabscheider erzeugte Druckdifferenz nicht konstant ist, sondem sich je nach Art des Ölnebelabscheiders in Abhängigkeit von bestimmten Parametern ändert. Bei einem Zyklon hängt der Strömungswiderstand und damit die erzeugte Druckdifferenz vom Volumenstrom der Blow-By-Gase ab. Dieser ist wiederum abhängig vom Lastzustand und der Drehzahl der Brennkraftmaschine, die sich kurzzeitig ändern können. Darüber hinaus ist der Volumenstrom der Blow-By-Gase auch abhängig vom Verschleiß der Brennkraftmaschine, der im Laufe der Zeit zunimmt. Bei einem Gestrick- oder Wickelabscheider ist der Strömungswiderstand vom Verschmutzungsgrad abhängig, der ebenfalls im Laufe der Zeit zunehmen kann. Zur Abhilfe schlägt der bekannte Stand der Technik einen durch ein differenzdruckabhängig verstellbares Ventil gesteuerten Umgehungskanal vor. Nachteilig wird aber aus dem Gas, das den Umgehungskanal durchströmt, der Ölnebel nicht ausgeschieden.
Differenzdruckerhöhungen am Ölnebelabscheider, die ein bestimmtes Maß überschreiten, bewirken eine unzulässige Druckerhöhung im Kurbelgehäuse, die insbesondere dann, wenn sie lange wirkt oder häufig auftritt, zu Schäden an der Brennkraftmaschine führt.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zur Entölung von Kurbelgehäuse-Entlüftungsgasen zu entwickeln, die unter allen Betriebsbdingungen eine Ölnebelabscheidung bewirkt und mit der unzulässige Druckerhöhungen im Kurbelgehäuse vermieden werden.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Die sich daran anschließenden Unteransprüche enthalten vorteilhafte Ausführungsformen und Wieterbildungen der Erfindung.
Die Vorrichtung gemäß Erfindung verwendet einen hinsichtlich seiner Durchströmung steuerbaren Umgehungskanalsehen, der als Bypass paralell zum Ölnebelabscheider im Kurbelgehäuse-Entlüftungsweg angeordnet ist Zu diesem Zweck weist der Umgehungskanal einen direkt oder indirekt mit dem Kurbelgehäuse (1. Druckbereich) verbundenen Gas-einlaß und einen direkt oder indirekt mit dem Luftansaugtrakt (2. Druckbereich) verbundenen Gasauslaß auf. Zur Steuerung der Gasdruchströmung ist erfindungsgemäß ein Mittel vorgesehen, das in Abhängigkeit vom Differenzdruck (Δp = p1-p2) zwischen den beiden Druckbereichen den Umgehungskanal für die Durchströmung von Kurbelgehäuse-Entlüftungsgas stufenlos oder stufenweise öffnet und schließt und das zugleich bei geöffnetem Umgehungskanal die Ölnebelabscheidung bewirkt. Der Umgehungskanal samt seines Steuermittels ist also so ausgebildet, daß auch im Umgehungskanal infolge von Strömungsumlenkung und Prallabscheidung bzw. infolge von Impaktion eine Ölabscheidung im Umgehungskanal bewirkt wird. In Bezug auf das Abscheideverhalten der gesamten Vorrichtung (Ölnebelabscheider plus steuerbarer Umgehungskanal) wird somit sichergestelt, daß der Abscheidegrad auch bei geöffnetem Bypass noch ausreichend hoch ist Zur Ableitung des im Umgehungskanal abgeschiedenen Öls ist der Umgehungskanal, z.B. über einen Ölauslaß mit dem Ölsumpf verbunden.
Überschreitet der Differenzdruck am Ölnebelabscheider einen vorbestimmten Wert, so gibt das Mittel den Umgehungskanal für eine Durchströmung von Kurbelgehäuse-Entlüftungsgas frei, so daß ein Teilvolumenstrom des Kurbelgehäuse-Entlüftungsgases an dem Ölnebelabscheider vorbei durch den Umgehungskanal in den 2. Druckbereich (Luftansaugtrakt) strömt. Auf diese Weise können eine schädliche Druckerhöhung im Kurbelgehäuse und eine unzureichende Ölnebelabscheidung vermieden werden.
In der Praxis wird der Ölnebelabscheider so ausgelegt, daß er für einen bestimmten Volumenstrom einen bestimmten Abscheidegrad aufweist, womit dann auch ein bestimmter Differenzdruckabfall impliziert ist. Dabei wird bei der Festlegung des Arbeitspunktes darauf geachtet, daß der Differenzdruck plus ggf. eines gewissen Toleranzbereiches unterhalb einer für den Kurbelgehäusedruck kritischen Grenze liegt.
Werden die Volumenströme des Blow-By-Gases im Laufe der Zeit bei an sich gleichen Betriebsbedingungen (Lastzustand, Drehzahl) der Brennkraftmaschine infolge von Verschleiß dauerhaft höher, so würde dies bei einem Zyklon-Ölnebelabscheider einen drastischen Differenzdruckanstieg bewirken, der wiederum eine schädliche Druckerhöhung im Kurbelgehäuse zur Folge hätte. Diesem Differenzdruckanstieg wird nun mit dem steuerbaren Bypass entgegengewirkt. Dabei ist das Mittel zum Öffnen und Schließen des Umgehungkanals so ausgelegt, daß der Öffnungsdruck gleich einem für das Kurbelgehäuse kritischen Differenzdruck ggf. plus einem Toleranzaufschlag ist.
Der erfindungsgemäß steuerbare Bypass wirkt in gleicher Weise bei einem Gestrick- oder Wickelabscheider, der bei an sich gleichem Volumenstrom infolge von Verschmutzungen im Laufe der Zeit einen wesentlich erhöhten Differenzdruck der Gesamtvorrichtung erzeugen würde. Insbesondere bei einem Gestrick- oder Wickelabscheider ist erfindungsgemäß noch ein Sensor vorgesehen, der detektiert, ob der Umgehungskanal geöffnet ist oder nicht Bei geöffnetem Umgehungskanal (Ventil in der Offenstellung) wird dann ein optisches oder akustisches Warnsignal für den Bediener der Brennkraftmaschine erzeugt Dieses Signal ist dann ein Hinweis darauf, daß er Gestrick- und Wickelabscheider einen bestimmten Verschmutzungsgrad erreicht hat. Der Bediener kann dann entsprechend reagieren und den Gestrick- oder Wickelabscheider austauschen.
Die differenzdruckbegrenzende Wirkung des steuerbaren Umgehungskanals entsteht selbstverständlich nicht nur bei erst nach einer gewissen Zeit eintretenden Differenzdruckerhöhungen infolge von Verschleiß der Brennkraftmaschine oder Verschmutzung des Ölnebelabscheiders, sondern auch bei kurzzeitig auftretenden Differenzdruckerhöhungen.
Anhand der beigefügten Zeichnungen soll die Erfindung nachfolgend näher erläutert werden. Es zeigt
Fig. 1
eine schematsiche Darstellung der Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Entlüftungsweg, wobei ein Kurbelgehäuse-Unterdruckregelventil vor der erfindungsgemäßen Vorrichtung angeordnet ist,
Fig. 2
eine schematische Darstellung der Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Entlüftungsweg, wobei das Kurbelgehäuse-Unterdruckregelventil nach der erfingungsgemäßen Vorrichtung angeordnet ist,
Fig. 3
Differenzdruck/Volumenstrom-Kennlinien,
Fig. 4
Ascheidegrad/Volumenstrom-Kennlinien,
Fig. 5
einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung,
Fig. 6
eine vergrößerte Darstellung des Umgehungskanals im Bereich des Ventilkörpers zur Verdeutlichung der Prallabscheidung infolge von Strömungsumlenkung.
Figur 1 zeigt eine schematische Anordnung der erfinungsgemäßen Vorrichtung (1) im Entlüftungsweg. Die Vorrichtung (1) bestehend aus Ölnebelabscheider (2) und steuerbarem Umgehungskanal (3) ist zwischen dem zu entlüftenden Kurbelgehäuse (5) und dem Luftansaugtrakt (6) angeordnet Der im Luftansaugtrakt (6) herrschende Unterdruck kann in bestimmten Betriebszuständen der Brennkraftmaschine stark ansteigen. Zur Vermeidung eines zu großen Unterdrucks ist im Entlüftungsweg ein sogenanntes Kurbelgehäuse-Unterdruckregelventil (9) vorgesehen, das hier vor der Entölungsvorrichtung (1) angeordnet ist Die Gaseinlässe (2A,3A) des Ölnebelabscheiders (2) sowie des Umgehungskanals (3) sind also daher über das Kurbelgehäuse-Unterdruckregelventil (9) indirekt mit dem Druckbereich des Kurbelgehäuses (5) verbunden. Der gaseinlaßseitige Druck ist als 1. Druckbereich gekennzeichnet Die Gasauslässe (2B,3B) des Ölnebelabscheiders (2) und des Umgehungskanals (3) sind hier direkt mit dem als 2. Druckbereich gekennzeichneten Luftansaugtrakt (6) verbunden.
In Figur 2 ist das Kurbelgehäuse-Unterdruckregelventil (9) hinter der Entölungsvorrichtung (1) angeordnet.
In Figur 3 sind zwei Differenzdruck/Volumenstrom-Kennlinien für eine Zyklon-Abscheidevorrichtung dargestellt. Die durchgezogene Linie bezieht sich auf einen Zyklon ohne den steuerbaren Umgehungskanal. Die gestrichelte Linie auf eine Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung bestehend aus Zyklon und steuerbarem Umgehungskanal. Wie man erkennen kann, steigt der Differenzdruck bei einem Zyklon-Ölnebelabscheider mit steigendem Volumenstrom drastisch an. Insbesondere bei Verschleiß der Brennkraftmaschine können die Volumenströme dauerhaft so groß sein, daß der damit verbundene Differenzdruckanstieg unvertretbar ist Diesem Druckanstieg wirkt die erfindungsgemäße Vorrichtung entgegen. Wie man aus dem Diagramm ersehen kann, öffnet bei einem bestimmten Volumenstrom, der einen kritischen Druckabfall am Zyklon bewirkt, automatisch der Umgehungskanal, so daß der weitere Anstieg des Differenzdrucks bei zunehmendem Volumenstrom wesentlich flacher verläuft.
In Figur 4 sind zwei Abscheidegrad/Volumenstrom-Kennlinien für eine Zyklon-Abscheidevorrichtung dargestellt. Die durchgezogene Linie bezieht sich auf einen Zyklon ohne den steuerbaren Umgehungskanal, die gestrichelte Linie auf eine Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung bestehend aus Zyklon und steuerbarem Umgehungskanal. Wie man erkennen kann, hat man auch bei geöffnetem Umgehungskanal noch einen guten Abscheidegrad - auch wenn dieser geringer ist als bei einem Zyklon-Ölnebelabscheider ohne Umgehungskanal.
Der relativ gute Abscheidegrad auch bei geöffnetem Umgehungskanal ist auf die besondere Ausgestaltung des Umgehungskanals samt seines Steuermittels zurückzuführen. Diese sind nämlich so ausgebildet, daß infolge von Strömungsumlenkung und Prallabscheidung bzw infolge von Impaktion eine Entölung bewirkt wird. Figur 6 zeigt eine vergrößerte Darstellung des Umgehungkanals im Bereich des Ventilkörpers zur Verdeutlichung der Ölnebelabscheidung entsprechend dem Impaktionsprinzip. Dabei wirkt der federbeaufschlagte Ventilkörper als Prallscheibe eines sich dynamisch anpassenden Impaktors, dessen Strömungsspalt (S) über die Ventilfeder differenzdruckabhängig einstellbar ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist somit im Auslegungspunkt des Ölnebelabscheiders einen hohen Abscheidegrad auf, während bei hohen Volumenströmen ein Überdruck im Kurbelgehäuse sicher vermieden wird, wobei auch dann noch ein hinreichend hoher Abscheidegrad bewirkt wird.
Figur 5 zeigt einen Schnitt durch eine Ausführungsform der Erfindung. Dort ist der Ölnebelabscheider als Zyklon (2) ausgebildet, an dem einstückig der Umgehungskanal (3) angeordnet ist Vorzugsweise sind Zyklon (2) und Umgehungskanal (3) einstückig im Spritzgießverfahren ausgebildet, wodurch sich die erfindungsgemäße Vorrichtung kostengünstig herstellen läßt. Vorzugsweise sind der ölnebelabscheider (2) und der Umgehungskanal (3), die hier als integrale Baueinheit ausgebildet sind, in einem Aufnahmegehäuse (7) untergebracht, das hier nur angedeutet ist. Das Aufnahmegehäuse (7) ist mit dem 1. Druckbereich verbunden, so daß die Gaseinlässe (2A,3A) von Zyklon (2) und Umgehungskanal (3) im Inneren des Aufnahmeraums (7) mit dem Druck p1 beaufschlagt werden. Die Gasauslässe (2B,3B) von Zyklon (2) und Umgehungskanal (3) sind gegenüber dem Druckbereich im Inneren des Aufnahmegehäuses (7) abgedichtet aus diesem heraus in den 2. Druckbereich (zum Luftansaugtrakt) geführt. Vorzugsweise münden die Gasauslässe (2B,3B) von Zyklon (2) und Umgehungskanal (3) in einem abgedichteten Zwischenraum (8), der mit dem 2. Druckbereich verbunden ist. Durch die integrale Baueinheit (Zyklon + Umgehungskanal) und dem Einbau in ein druckdichtes Aufnahmegehäuse (7) kann auf separate, ansonsten doppelt ausgeführt Anschlußleitungen vom Kurbelgehäuse zu den Gaseinlässen von den Gasauslässen zum Luftansaugtrakt verzichtet werden.
Als Mittel (4) zum differenzdruckabhängigen Öffnen und Schließen ist im Umgehungskanal (3) ein von einer Druckfeder (4C) beaufschlagter Ventilkörper (4A) - hier eine Ventilplatte - angeordnet. Unterhalb einer vorbestimmten Öffnungsdruckdifferenz wird der Ventilkörper (4A) von der Druckfeder (4C) gegen einen im Umgehungskanal (3) angeordneten Ventilsitz (4B) in eine Schließstellung gedrückt. Oberhalb der vorbestimmten Öffnungsdruckdifferenz wird der Ventilkörper (4A) gegen die Druckfeder (4C)unter Freigabe eines Strömungsspaltes (S) vom Ventilsitz (4B) angehoben. Die Öffnungsdruckdifferenz ergibt sich aus der Federkonstanten und der angeströmten Fläche des Ventilkörpers (4A). Um Fertigungstoleranzen der Druckfeder (4C) auszugleichen, ist es vorgesehen, die Druckfeder (4C) mit einer gezielten, auf die Öffnungsdruckdifferenz abgestimmten Vorspannung im Umgehungskanal (3) einzubauen. Für diesen Zweck ist die Einbaulänge der Druckfeder (4C) im differenzdrucklosen Zustand einstellbar. Dies kann bspw. dadurch geschehen (nicht dargestellt), daß die Druckfeder (4C) sich an ihrem dem Ventilkörper (4A) abgewandten Ende auf einem Stützelement (4D) im Umgehungskanal (3) abstützt, dessen axialer Abstand zum Ventilsitz (4B) einstellbar ist.
Anstatt eines Ventilkörpers mit Druckfeder kann auch ein Ventilkörper verwendet werden, der von der Schwerkraft unterhalb einer bestimmten Öffnungsdruckdifferenz gegen den Ventilsitz in eine Schließstellung gedrückt wird, wobei oberhalb der Öffnungsdruckdifferenz der Ventilkörper vom Ventilsitz unter Freigabe des Strömungsspaltes angehoben wird.
Um den Strömungsspalt (S) auf ein maiximal zulässiges Maß zu begrenzen, kann ein Hubbegrenzugnsanschlag (nicht dargestellt) vorgesehen sein.
Darüber hinaus sind als alternative Mittel zum Öffnen und Schließen des Umgehungskanals eine im Umgehungskanal schwenkbar angeordnete Drosselklappe oder ein eine Öffnung unter Vorspannung verschließendes Blattventil einsetzbar (beide Ausführungsformen sind nicht dargestellt), die ebenfalls eine Entölung durch Impaktion bewirken.
Geodätisch unterhalb der in Figur 5 dargestellten Vorrichtung (1) befindet sich der Ölsumpf, wobei das vom Zyklon (2) abgeschiedene Öl über ein am Ölauslaß (2C) angeordnetes Ablaßventil (2D) in den Ölsumpf gelangt. Das vom Umgehungskanal (3) abgeschiedene-Öl kann über den Gaseinlaß (3A) wider austreten und direkt oder über ein Zwischenreservoir (nicht dargestellt) in den Ölsumpf zurückfließen bzw. -tropfen.

Claims (20)

  1. Vorrichtung zum Entölen von Kurbelgehäuse-Entlüftungsgasen einer Brennkraftmaschine mit mindestens einem Ölnebelabscheider (2), der
    einen mit einem 1. Druckbereich (p1) verbundenen Gaseinlaß (2A), der direkt oder indirekt an das Kurbelgehäuse (5) angeschlossen werden kann,
    einen mit einem 2. Druckbereich (p2) verbundenen Gasauslaß (2B), der direkt oder indirekt an den Luftansaugtrakt (6) angeschlossen werden kann, und
    einen mit dem Ölsumpf der Brennkraftmaschine verbindbaren Ölauslaß (2C)
    aufweist,
    wobei
    ein Umgehungskanal (3) vorgesehen ist, der einen mit dem 1. Druckbereich verbundenen Gaseinlaß (3A) und einen mit dem 2. Druckbereich verbundenen Gasauslaß (3B)
    aufweist,
    mindestens ein Mittel (4) vorgesehen ist, das in Abhängigkeit vom Differenzdruck (Δp=p1-p2) zwischen den beiden Druckbereichen, den Umgehungskanal (3) für die Durchströmung von Kurbelgehäuse-Entlüftungsgas stufenlos oder stufenweise öffnet und schließt,
    wobei bei geöffnetem Umgehungskanal (3) ein Teilvolumenstrom des Kurbelgehäuse-Entlüftungsgases an dem Ölnebelabscheider (2) vorbei durch den Umgehungskanal (3) in der 2. Druckbereich strömt,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Umgehungskanal (3) und das Mittel (4) zum Öffnen und Schließen des Umgehungskanals (3) so ausgebildet sind, daß bei geöffnetem Umgehungskanal (3) infolge von Strömungsumlenkung und Prallabscheidung eine Entölung im Umgehungskanal bewirkt wird.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    das Mittel (4) zum Öffnen und Schließen des Umgehungskanals (3) ein von einer Druckfeder (4C) beaufschlagter Ventilkörper (4A) ist, der unterhalb einer vorbestimmten Öffnungsdruckdifferenz von der Druckfeder (4C) gegen einen im Umgehungskanal (3) angeordneten Ventilsitz (4B) in eine Schließstellung gedrückt wird, wobei oberhalb des vorbestimmten Öffnungdruckdifferenz der Ventilkörper (4A) gegen die Druckfelder (4C) vom Ventilsitz (4B) unter Freigabe eines Strömungsspaltes (S) angehoben wird.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Einbaulänge der Druckfeder (4C) im differenzdrucklosen Zustand einstellbar ist
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Druckfeder (4C) sich an ihrem dem Ventilkörper (4A) abgewandten Ende auf einem Stützelement (4D) im Umgehungskanal (3) abstützt, dessen axialer Abstand zum Ventilsitz einstellbar ist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
    das Mittel (4) zum Öffnen und Schließen des Umgehungskanals (3) von einem Ventilkörper (4A) gebildet ist, der unterhalb einer vorbestimmten Öffnungsdruckdifferenz von der Schwerkraft gegen einen im Umgehungskanal (3) angeordneten Ventilsitz (4B) in eine Schließstellung gedrückt wird, wobei oberhalb des vorbestimmten Öffnungsdruckdifferenz der Ventilkörper (4A) vom Ventilsitz (4B) unter Freigabe eines Strömüngsspaltes (S) angehoben wird.
  6. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche 2 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    ein Hubbegrenzungsanschlag vorgesehen ist, der das maximale Maß bestimmt um den der Ventilkörper (4A) gegenüber dem Ventilsitz (48) angehoben kann.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    das Mittel (4) zum Öffnen und Schließen des Umgehungskanals (3) von einer im Umgehungskanal (3) schwenkbar angeordneten Drosselklappe gebildet wird.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    das Mittel (4) zum Öffnen und Schließen des Umgehungskanals (3) von einem Blattventil gebildet wird.
  9. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    der Ölnebelabscheider (2) als Zyklon ausgebildet ist.
  10. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche 1-8,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    der Ölnebelabscheider (2) als Koaleszenzabscheider in Form eines Gestrick- oder Wickelabscheiders ausgebildet ist.
  11. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    der Umgehungskanal (3) als integraler Bestandteil des Ölnebelsbscheider (2) ausgebildet ist.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 9 und 11,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    der Umgehungskanal (3) und der Zyklon (2) einstückig aus Kunststoff hergestellt s sind.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    der Ölnebelabscheider (2) und der Umgehungskanal (3) jeweils mit ihren Gaseinlässen (2A, 3A) in einem gemeinsamen Aufnahmegehäuse (7) angeordnet sind, das mit dem 1. Druckbereich verbunden ist, wobei die Gasauslässe (28, 3B) des Ölnebelabscheiders (2) und des Umgehungskanals (3) gegenüber dem Druckbereich im Aufnahmegehäuse (7) abdichtend aus dem Aufnahmegehäuse (7) in den 2. Druckbereich sind.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 13,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Gasauslässe (2B, 3B) des Ölnebelabscheiders (2) und des Umgehungskanals (3) in eine abgedichteten Zwischenraum (8) münden, der mit den 2. Druckbereich verbunden ist.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 12,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Gasauslässe (2B, 3B) des Ölnebelabscheiders (2) und des Umgehungskanals (3) getrennt aus dem Aufnahmegehäuse (7) heraus in den 2. Druckbereich geführt sind.
  16. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    eine Wandung des Umgehungskanals (3) das Mittel (4) zu dessen Öffnen und Schließen unter Freilassung eines Spaltraums (3C) umgibt.
  17. Vorrichtung nach Anspruch 16,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    der Dürchlaßquerschnitt des Spaltraums (3C) maximal so groß ist wie der Durchlaßquerschnitt des Mittels (4).
  18. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche
    dadurch gekennzeichnet, daß
    der Umgehungskanal (3) über einen Ölauslaß direkt oder indirekt mit dem Ölsumpf verbunden ist.
  19. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    ein Sensor vorgesehen ist, der detektiert, ob der Umgehungskanal (3) geöffnet ist, und der Sensor bei geöffnetem Umgehungskanal (3) ein optisches oder akustisches Warnsignal erzeugt.
  20. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche des Umgehungskanals (3) vor dem Mittel (4) 1/3 bis 1/8 der Anström-Stirnfläche (4E) des Mittels (4) beträt.
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