EP1411216B1 - Kurbelgehäusebe- und entlüftung - Google Patents

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EP1411216B1
EP1411216B1 EP20030021121 EP03021121A EP1411216B1 EP 1411216 B1 EP1411216 B1 EP 1411216B1 EP 20030021121 EP20030021121 EP 20030021121 EP 03021121 A EP03021121 A EP 03021121A EP 1411216 B1 EP1411216 B1 EP 1411216B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
line
intake
venting
valve
ventilating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP20030021121
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1411216B8 (de
EP1411216A1 (de
Inventor
Heiko Bock
Christoph Müller
Uwe Schirmer
Michael Wagenplast
Frank Weinert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
DaimlerChrysler AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by DaimlerChrysler AG filed Critical DaimlerChrysler AG
Publication of EP1411216A1 publication Critical patent/EP1411216A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1411216B1 publication Critical patent/EP1411216B1/de
Publication of EP1411216B8 publication Critical patent/EP1411216B8/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • F01M13/02—Crankcase ventilating or breathing by means of additional source of positive or negative pressure
    • F01M13/021—Crankcase ventilating or breathing by means of additional source of positive or negative pressure of negative pressure
    • F01M13/022—Crankcase ventilating or breathing by means of additional source of positive or negative pressure of negative pressure using engine inlet suction

Definitions

  • the invention relates to a Kurbelgephase- and ventilation for a reciprocating internal combustion engine.
  • crankcase breather for a reciprocating internal combustion engine with an oil separator, which is connected to an intake system of the reciprocating internal combustion engine via a vent line, which has a throttle and opens downstream of a throttle valve into a suction line.
  • a crankcase ventilation line branches off the intake manifold upstream of the throttle body.
  • a first, in the direction of the suction line closing check valve is provided in the ventilation line.
  • the oil separator is a centrifugal oil separator and the throttle in the vent line is a dynamic restrictor.
  • blow-by gas gas is forced out of the combustion chambers into the crankcase through the gap between piston rings and the cylinder walls, which is referred to as blow-by gas.
  • This gas increases the pressure in the crankcase and must therefore be dissipated.
  • the blow-by gas is fed via a vent line in the intake manifold of the internal combustion engine to avoid emissions of pollutants from the crankcase.
  • special pressure control devices such as a dynamic throttle, trying to keep the pressure in the crankcase in a technically optimal range. Too low pressure in the crankcase must be avoided to prevent foreign substances from the outside get into the crankcase via leaks. Conversely, too high a pressure in the crankcase must be avoided so that no oil or gas escapes from the crankcase uncontrollably through leaks.
  • the object of the invention is therefore to provide a Kurbelgekorusebe- and ventilation of the type mentioned above, which avoids the disadvantage presented and in particular ensures that both too low and too high pressure in the crankcase is reliably avoided.
  • the invention solves this problem by providing a Kurbelgephase- and ventilation with the features of claim 1 or 2.
  • the arranged downstream of the oil separator vent line according to claim 1 to a pressure control valve, from which the blow-by gas in idle or Partial load operation via a branching of the pressure control valve first vent line and a throttle in a downstream throttle section of the suction line is feasible the degree of opening of the pressure control valve is controlled or regulated by a throttle which branches off into one of the Ansaug effetsab songsab songs and in a Line section between the pressure valve and suction line section leading line is housed.
  • the vent line arranged downstream of the oil separator leads according to claim 2 to a pressure regulating valve.
  • the blow-by gas can be guided via a first vent line branching from the pressure control valve into a line section of the intake line located downstream of the throttle flap, wherein the opening degree of the pressure control valve is controlled by an electrical control, which is in communication with the pressure control valve, is controlled or regulated.
  • a first, in the direction of the pressure regulating valve closing check valve is provided between a branching from the pressure control valve and leading into a suction line section second vent line, which is closed in idle or part load operation.
  • the blow-by gas can be introduced into the line section of the intake line located upstream of the throttle valve in the full-load operation with the check valve open, essentially via the second vent line branching off from the pressure valve.
  • a part of the blow-by gas can also be introduced into the intake line via the first vent line branching off from the pressure control valve during full-load operation.
  • a ventilation line for ventilation of the crankcase is provided, which branches off from the located between the throttle valve and air mass meter portion of the intake pipe, and which accommodated via a located in the ventilation duct Throttle leads to the two cylinder heads or cylinder head covers.
  • a targeted negative pressure in the crankcase and cylinder head is generated in an advantageous manner by targeted gas guidance using valves (here: pressure control valve), throttles and check valves.
  • valves here: pressure control valve
  • throttles and check valves advantageously prevents a piston ring flutter
  • the shaft seals are secured against oil leakage.
  • KGH ventilation guidance from the cylinder head to the crankcase
  • Due to the prevailing differential pressure between KGH and cylinder head can be additionally supported by a targeted ventilation suction or drainage of the oil from the cylinder head into the oil pan and the lower part of KGH. In oblique mounting positions of the engine and in mountain, valley or cornering, for example, in off-road vehicles, a targeted oil drainage is guaranteed.
  • a reciprocating internal combustion engine has in the exemplary embodiment 1, two rows of cylinders arranged in a V-shape with the cylinder head cover 2. 3 shown on the left-hand side and on the left-hand side.
  • An intake system of a reciprocating internal combustion engine comprises essentially an air filter 5, an intake manifold 6 with the Ansaug effetsabismeen 10,12, an air mass meter 7, a throttle valve 11 and a suction pipe with crankcase 13, which lies between the rows of cylinders and not shown from the intake manifold to the lead individual cylinders.
  • the resulting in the crankcase 13 blow-by gas is extracted via a channel not shown directly at the point of origin 13. This process is shown in more detail in FIG.
  • the blow-by gas is supplied via a channel 19 to an oil separator 20, preferably designed as Zentrifugalölabscheider, in which the oil / air mixture is separated. After cleaning and oil separation reaches the crankcase or blow-by gas via a vent line 18 and via a pressure regulating valve 17 provided in the suction line 6.
  • the pressure control valve 17 may for example be designed pneumatically to control the pressure in the crankcase can.
  • the blow-by gas is introduced into the intake passage section 12 substantially by means of the vent line 21 via a downstream static throttle 15 downstream of the throttle valve 11.
  • the throttle 15 is dimensioned so that it limits the amount of venting gas in the partial load operation in the negative pressure in the crankcase 13 and in the intake manifold 1.
  • the vent line 21 thus essentially serves for crankcase ventilation in partial load operation.
  • a throttle 9 located downstream of the suction line section 10 regulates the opening degree of the pressure regulating valve 17 via a line 14.
  • the two throttles 9, 15 are preferably designed as static throttles.
  • a vent line 16 which opens upstream of the throttle valve 11 in the intake line section 10, there is a pressure control valve 17 downstream check valve 8.
  • the check valve 8 In partial load operation of the reciprocating internal combustion engine, the check valve 8 is closed due to the pressure conditions. In full load operation prevails in the line section 10 of the intake manifold 6 upstream of the throttle valve 11 approximately the same pressure level as in the line section 12 downstream of the throttle valve 11. In full load operation opens the check valve 8 due to the higher negative pressure in the crankcase and the pressure drop across the static throttle 15. This is the vent line 16 especially effective at full load.
  • a ventilation line 23 branches off upstream of the throttle flap 11 and downstream of the air mass meter 7 from the portion 10 of the intake manifold 6 and flows through a second throttle 22, which is preferably designed as a static throttle, and from this further into the two cylinder heads or cylinder head covers 2, 3.
  • a second throttle 22 which is preferably designed as a static throttle, and from this further into the two cylinder heads or cylinder head covers 2, 3.
  • This valve 24 prevents accidental suction of the blow-by gas from the cylinder head.
  • the pressure in the crankcase can be controlled via the correspondingly dimensioned closing and opening pressure of this check valve 24.
  • the targeted fresh air guidance during ventilation from the cylinder head to the crankcase reduces the contact of the oil with hot blow-by gas and thus positively influences the aging behavior of the oil.
  • the usual in the prior art extraction from the crankcase to the cylinder head in which the blow-by gases are passed over the oil.
  • Fig. 2 shows a variant of the Kurbelgekorusebe- and ventilation of Fig. 1, wherein for clarity, the same reference numerals are used for functionally identical or equivalent components and insofar reference can be made to the above description of FIG.
  • the vent line located downstream of the oil separator 18 leads here to a pressure control valve 17.
  • the blow-by gas via a branching off from the pressure control valve 17 first vent line 21 in a downstream of the throttle valve 11 lying pipe section 12 of the intake 6 is feasible.
  • the blow-by gas is essentially via the branching off from the pressure valve 17 second vent line 16 in the upstream of the throttle valve portion 17 located 10 of the intake 6 can be introduced, with a part of the blow-by gas over the first vent line 21 branching off from the pressure control valve 17 can be introduced into the intake line 6.
  • the degree of opening of the pressure regulating valve 17 can be controlled or regulated by an electrical control 25, which is connected to the pressure regulating valve 17.
  • the pressure control valve 17 itself can be designed, for example, pneumatically, hydraulically, mechanically (eg rotationally-axially changing system) or electrically (eg, lifting magnet) in order to be able to regulate the pressure in the crankcase.
  • the Kurbelgefeld- and ventilation of Fig. 2 differs from that of Fig. 1 in that can be dispensed with by the electrical control 25 of the pressure control valve 17 to the throttle 15 in the vent line 21 and the vent line 14 with the throttle 9.
  • Fig. 3 the internal engine exhaust of the blow-by gas is shown.
  • the resulting blow-by gas is sucked in the crankcase via the suction passage 30.
  • the channel 30 may have a connection to each cylinder chamber of the internal combustion engine.
  • the suction channel 30 is exemplified by a balance shaft bore with a specially designed tube, as shown schematically in Fig. 3.
  • the suction channel 30th is for example parallel to the crankshaft, but it can also be arranged differently.
  • the suction channel 30 opens via a connection 31 shown in a schematic manner in a section 32 of the suction channel, which made a connection from the crankcase to the cylinder heads.
  • a siphon and / or oil separator may be arranged between the suction channel 30 and the section 32.
  • the section 32 opens into the oil separator 20 (centrifuge).
  • the oil separator separates the oil / air mixture or the blow-by gas / oil mixture into its constituents and leads the oil via the oil return passage 33 in the lower part of the crankcase or in the oil pan 34. The separate from the oil blow-by gas is sucked through the vent line 18.
  • the oil can be additionally sucked or discharged by the prevailing negative pressure in the crankcase via the return line 35 in the lower part of the crankcase 13 and in the oil pan 34.
  • the return line 35 may also be integrated in the crankcase and / or in at least one cylinder head.
  • the suction channel 32 and the oil return channel 33 are sealed off from the remaining valve drive. This means that both channels 32, 33 have no connection to the cylinder head.
  • FIG. 4 shows by way of example an embodiment of a pressure-compensated pressure regulating valve, as can be used, for example, in the embodiment in FIG.
  • the pressure regulating valve 17 essentially contains, in addition to the line connections for the lines 14, 16 (not shown), 21 and 18, a membrane 36, a spring 37 and a sealing seat 38.
  • the pressure regulation of the pressure regulating valve 17 takes place through the line connection 14.
  • the blow-by gas is supplied via the vent line 18 to the pressure control valve 17, as shown in Fig.
  • FIG. 5 shows a further exemplary embodiment of a pressure-controlled, pneumatically operated pressure regulating valve 17, which can be used, for example, in the embodiment of the invention according to FIG.
  • the pressure control valve 17 comprises, in addition to the connections for the lines 16 (not shown), 18 and 21 also a sealing seat 38, a guide 39 for guiding the piston-driven pressure control valve 17, a piston 40 and a pneumatically operated pressure control connection 41 to the cylinder head or crankcase.
  • the venting line 16 shown in FIG. 2 can also be dispensed with.
  • valves shown in Fig. 4 and 5 are familiar to the expert and therefore need not be explained in detail.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Lubrication Details And Ventilation Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Kurbelgehäusebe- und entlüftung für eine Hubkolbenbrennkraftmaschine.
  • Aus der deutschen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen DE 10247934.8 ist eine Kurbelgehäuseentlüftung für eine Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einem Ölabscheider bekannt, der mit einem Ansaugsystem der Hubkolbenbrennkraftmaschine über eine Entlüftungsleitung verbunden ist, die eine Drossel aufweist und stromabwärts einer Drosselklappe in eine Ansaugleitung mündet. Eine Belüftungsleitung für das Kurbelgehäuse zweigt von der Ansaugleitung stromaufwärts der Drosselklappe ab. In der Belüftungsleitung ist ein erstes, in Richtung auf die Ansaugleitung hin schließendes Rückschlagventil vorgesehen. Der Ölabscheider ist ein Zentrifugalölabscheider und die Drossel in der Entlüftungsleitung ist eine dynamische Drossel.
  • Im Betrieb einer Brennkraftmaschine wird durch den Spalt zwischen Kolbenringen und den Zylinderwandungen Gas aus den Brennräumen in das Kurbelgehäuse gedrückt, das als Blow-By-Gas bezeichnet wird. Dieses Gas erhöht den Druck im Kurbelgehäuse und muss deshalb abgeführt werden. Das Blow-By-Gas wird über eine Entlüftungsleitung in den Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine geführt, um Emissionen von Schadstoffen aus dem Kurbelgehäuse zu vermeiden. Durch spezielle Druckregeleinrichtungen, wie z.B. einer dynamischen Drossel, wird versucht den Druck im Kurbelgehäuse in einem technisch optimalen Bereich zu halten. Ein zu niedriger Druck im Kurbelgehäuse muss vermieden werden, um zu verhindern, dass Fremdstoffe von außen über Leckagen in das Kurbelgehäuse gelangen. Umgekehrt muss ein zu hoher Druck im Kurbelgehäuse vermieden werden, damit kein Öl oder Gas aus dem Kurbelgehäuse unkontrolliert durch Leckagen austritt.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Kurbelgehäusebe- und entlüftung der eingangs genannten Art zu schaffen, die den dargelegten Nachteil vermeidet und insbesondere gewährleistet, dass sowohl ein zu niedriger als auch ein zu hoher Druck im Kurbelgehäuse sicher vermieden wird.
  • Die Erfindung löst dieses Problem durch die Bereitstellung einer Kurbelgehäusebe- und entlüftung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 oder 2. Erfindungsgemäß führt die stromab des Ölabscheiders angeordnete Entlüftungsleitung gemäß Anspruch 1 zu einem Druckregelventil, von dem aus das Blow-By-Gas im Leerlauf- oder Teillastbetrieb über eine vom Druckregelventil abzweigende erste Entlüftungsleitung und eine Drossel in einen stromabwärts der Drosselklappe liegenden Leitungsabschnitt der Ansaugleitung führbar ist, wobei der Öffnungsgrad des Druckregelventils durch eine Drossel steuer- oder regelbar ist, die in eine von dem Ansaugleitungsabschnitt stromaufwärts der Drosselklappe abzweigende und in einen Leitungsabschnitt zwischen Druckventil und Ansaugleitungsabschnitt führende Leitung untergebracht ist.
  • Erfindungsgemäß führt die stromab des Ölabscheiders angeordnete Entlüftungsleitung nach Anspruch 2 zu einem Druckregelventil. Im Leerlauf- oder Teillastbetrieb ist das Blow-By-Gas über eine vom Druckregelventil abzweigende erste Entlüftungsleitung in einen stromabwärts der Drosselklappe liegenden Leitungsabschnitt der Ansaugleitung führbar, wobei der Öffnungsgrad des Druckregelventils durch eine elektrische Ansteuerung, die mit dem Druckregelventil in Verbindung steht, steuer- oder regelbar ist.
  • Gemäß Anspruch 3 ist zwischen einer vom Druckregelventil abzweigenden und in einen Ansaugleitungsabschnitt führenden zweiten Entlüftungsleitung ein erstes, in Richtung des Druckregelventils hin schließendes Rückschlagventil vorgesehen, welches im Leerlauf- oder Teillastbetrieb geschlossen ist.
  • In einer Weiterbildung gemäß Anspruch 4 ist im Vollastbetrieb bei geöffnetem Rückschlagventil das Blow-By-Gas im wesentlichen über die vom Druckventil abzweigende zweite Entlüftungsleitung in den stromaufwärts der Drosselklappe befindlichen Leitungsabschnitt der Ansaugleitung einleitbar.
  • In einer alternativen Weiterbildung nach Anspruch 5 ist im Vollastbetrieb ein Teil des Blow-By-Gases auch über die vom Druckregelventil abzweigende erste Entlüftungsleitung in die Ansaugleitung einleitbar.
  • In einer nach Anspruch 6 weitergebildeten Erfindung ist im Vollastbetrieb ein Teil des Blow-By-Gases auch über die vom Druckregelventil abzweigende erste Entlüftungsleitung und über die von dem Ansaugleitungsabschnitt stromaufwärts der Drosselklappe abzweigende und in die erste Entlüftungsleitung einmündende Leitung und über die in diesen Leitungen angeordneten Drosseln in die Ansaugleitung einleitbar.
  • In einer bevorzugten Weiterbildung nach Anspruch 7 ist eine Belüftungsleitung zur Belüftung des Kurbelgehäuses vorgesehen, welche von dem zwischen Drosselklappe und Luftmassenmesser befindlichen Abschnitt der Ansaugleitung abzweigt, und welche über eine in der Belüftungsleitung untergebrachte Drossel zu den beiden Zylinderköpfen bzw. Zylinderkopfhauben führt.
  • Ferner ist in einer vorteilhaften Ausgestaltung nach Anspruch 8 in der Belüftungsleitung ein weiteres, in Richtung auf den Ansaugleitungsabschnitt hin schließendes Rückschlagventil vorgesehen.
  • Erfindungsgemäß wird in vorteilhafter Weise durch gezielte Gasführung unter Verwendung von Ventilen (hier: Druckregelventil), Drosseln und Rückschlagventilen ein konstanter Unterdruck in Kurbelgehäuse und Zylinderkopf erzeugt. Dieser konstante Unterdruck verhindert zum einen günstigerweise ein Kolbenringflattern, zum anderen sind die Wellendichtringe vor dem Ölauslaufen gesichert. Dies gilt bevorzugt bei Motoren mit triebwerksnahem Ölsumpf.
    Ferner wird als ein weiterer Vorteil durch Belüftung beider Zylinderköpfe und die Belüftungsführung vom Zylinderkopf zum Kurbelgehäuse (KGH) eine deutliche Verbesserung der Ölalterung erreicht. Durch den herrschenden Differenzdruck zwischen KGH und Zylinderkopf kann zusätzlich durch eine gezielte Belüftung ein Absaugen bzw. Ableiten des Öles vom Zylinderkopf in die Ölwanne bzw. den unteren Teil des KGH unterstützt werden. Bei schrägen Einbaulagen des Verbrennungsmotors und bei Berg-, Tal- oder Kurvenfahrten, beispielsweise bei Geländefahrzeugen, wird eine gezielte Ölableitung gewährleistet.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche und der Beschreibung.
  • Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnung weiter beschrieben. Dabei zeigen:
    • Fig. 1
    eine schematisch dargestellte Ansicht einer Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einer erfindungsgemäßen Kurbelgehäusebe- und entlüftung,
    Fig. 2
    eine schematisch dargestellte Ansicht der Hubkolbenbrennkraftmaschine mit erfindungsgemäßer Kurbelgehäusebe- und entlüftung und elektronischer Ansteuerung eines Druckregelventils,
    Fig. 3
    die innermotorische Absaugung des Blow-By-Gases,
    Fig. 4
    beispielhaft eine Ausführung eines druckkompensierten Druckregelventils,
    Fig. 5
    beispielhaft eine weitere Ausführung eines druckgesteuerten Druckregelventils, angelehnt an DIN 1219 (Schaltsymbole mit Regel- und Steuerfunktion).
  • Eine Hubkolbenbrennkraftmaschine besitzt im Ausführungsbeispiel 1 zwei v-förmig angeordnete Zylinderreihen mit rechts liegend dargestellter und links liegend dargestellter Zylinderkopfhaube 2,3. Ein Ansaugsystem einer Hubkolbenbrennkraftmaschine umfasst im wesentlichen ein Luftfilter 5, eine Ansaugleitung 6 mit den Ansaugleitungsabschnitten 10,12, einen Luftmassenmesser 7, eine Drosselklappe 11 und ein Saugrohr mit Kurbelgehäuse 13, das zwischen den Zylinderreihen liegt und von dem aus nicht näher dargestellte Ansaugstutzen zu den einzelnen Zylindern führen.
    Das im Kurbelgehäuse 13 entstehende Blow-By-Gas wird über einen nicht dargestellten Kanal direkt an der Entstehungsstelle 13 abgesaugt. Dieser Vorgang ist in Fig. 3 näher gezeigt. Das Blow-By-Gas wird über einen Kanal 19 einem Ölabscheider 20, bevorzugt als Zentrifugalölabscheider ausgeführt, zugeleitet, in dem das Öl-/Luftgemisch getrennt wird. Nach der Reinigung und Ölabscheidung gelangt das Kurbelgehäuse- oder Blow-By-Gas über eine Entlüftungsleitung 18 und über ein vorgesehenes Druckregelventil 17 in die Ansaugleitung 6. Das Druckregelventil 17 kann beispielsweise pneumatisch ausgeführt sein, um den Druck im Kurbelgehäuse regeln zu können.
  • Durch verschiedene Klappenstellungen der Drosselklappe 11 herrscht in den Abschnitten 10,12 der Ansaugleitung 6 ein unterschiedliches Druckniveau. Im Leerlauf und im Teillastbetrieb wird das Blow-By-Gas im wesentlichen mittels der Entlüftungsleitung 21 über eine nachgeordnete statische Drossel 15 stromabwärts der Drosselklappe 11 in den Ansaugleitungsabschnitt 12 eingeleitet. Die Drossel 15 ist so dimensioniert, dass sie bei dem im Teillastbetrieb bestehenden Unterdruck im Kurbelgehäuse 13 bzw. im Saugrohr 1 die Menge des Entlüftungsgases begrenzt. Die Entlüftungsleitung 21 dient somit im wesentlichen zur Kurbelgehäuseentlüftung im Teillastbetrieb. Bevorzugt regelt eine sich im Anschluß an den Ansaugleitungsabschnitt 10 befindliche Drossel 9 über eine Leitung 14 den Öffnungsgrad des Druckregelventils 17. Die beiden Drosseln 9,15 sind bevorzugt als statische Drosseln ausgeführt.
  • In einer Entlüftungsleitung 16, die stromaufwärts der Drosselklappe 11 in den Ansaugleitungsabschnitt 10 mündet, befindet sich ein dem Druckregelventil 17 nachgeordnetes Rückschlagventil 8. Im Teillastbetrieb der Hubkolbenbrennkraftmaschine ist das Rückschlagventil 8 aufgrund der Druckverhältnisse geschlossen. Im Vollastbetrieb herrscht in dem Leitungsabschnitt 10 der Ansaugleitung 6 stromaufwärts der Drosselklappe 11 annähernd das gleiche Druckniveau wie im Leitungsabschnitt 12 stromabwärts der Drosselklappe 11. Im Volllastbetrieb öffnet das Rückschlagventil 8 aufgrund des höheren Unterdruckes im Kurbelgehäuse und des Druckabfalls an der statischen Drossel 15. Dadurch ist die Entlüftungsleitung 16 vor allem im Vollastbetrieb wirksam. Durch Öffnung des Rückschlagventils 8 kann jedoch auch ein Teil des Blow-By-Gases zum einen über die Leitung 21 und über die Drossel 15, zum anderen über die Drossel 9 (hier: entgegen der normalen Belüftungsrichtung, d.h. Blow-By-Gas strömt aus Leitung 21 über Leitung 14 zurück in den Leitungsabschnitt 10 der Ansaugleitung 6) der Ansaugleitung bzw. dem Kurbelgehäuse 13 zugeführt werden.
  • Eine Belüftungsleitung 23 zweigt stromaufwärts der Drosselklappe 11 und stromabwärts des Luftmassenmessers 7 von dem Abschnitt 10 der Ansaugleitung 6 ab und mündet über eine zweite Drossel 22, welche bevorzugt als statische Drossel ausgebildet ist, und von dieser weiter in die beiden Zylinderköpfe bzw. Zylinderkopfhauben 2, 3. In der Belüftungsleitung 23 befindet sich ein weiteres Rückschlagventil 24. Dieses Ventil 24 verhindert ein ungewolltes Absaugen des Blow-By-Gases vom Zylinderkopf. Über den entsprechend dimensionierten Schließ- und Öffnungsdruck dieses Rückschlagventils 24 kann zusätzlich der Druck im Kurbelgehäuse gesteuert werden. Ferner wird durch die gezielte Frischluftgasführung bei der Belüftung vom Zylinderkopf zum Kurbelgehäuse der Kontakt des Öls mit heißem Blow-By-Gas reduziert und damit das Alterungsverhalten des Öls positiv beeinflußt. Im Gegensatz hierzu, die im Stand der Technik übliche Absaugung vom Kurbelgehäuse zum Zylinderkopf, bei der die Blow-By-Gase über das Öl geführt werden.
  • Fig. 2 zeigt eine Variante der Kurbelgehäusebe- und entlüftung von Fig. 1, wobei der Übersichtlichkeit halber für funktionell gleiche oder gleichwirkende Komponenten dieselben Bezugszeichen verwendet werden und insoweit auf die obige Beschreibung zu Fig. 1 verwiesen werden kann.
    Die stromab des Ölabscheiders angeordnete Entlüftungsleitung 18 führt auch hier zu einem Druckregelventil 17. Im Leerlaufoder Teillastbetrieb ist das Blow-By-Gas über eine vom Druckregelventil 17 abzweigende ersten Entlüftungsleitung 21 in einen stromabwärts der Drosselklappe 11 liegenden Leitungsabschnitt 12 der Ansaugleitung 6 führbar. Im Vollastbetrieb ist bei geöffnetem Rückschlagventil 8 das Blow-By-Gas im wesentlichen über die vom Druckventil 17 abzweigende zweite Entlüftungsleitung 16 in den stromaufwärts der Drosselklappe 17 befindlichen Leitungsabschnitt 10 der Ansaugleitung 6 einleitbar, wobei auch hier ein Teil des Blow-By-Gases über die vom Druckregelventil 17 abzweigende erste Entlüftungsleitung 21 in die Ansaugleitung 6 einleitbar ist. Der Öffnungsgrad des Druckregelventils 17 ist durch eine elektrische Ansteuerung 25, die mit dem Druckregelventil 17 in Verbindung steht, steuer- oder regelbar. Das Druckregelventil 17 selbst kann beispielsweise pneumatisch, hydraulisch, mechanisch (z.B. rotatorisch-axial wandelndes System) oder elektrisch (z.B. Hubmagnet) ausgeführt sein, um den Druck im Kurbelgehäuse regeln zu können. Die Kurbelgehäusebe- und entlüftung von Fig. 2 unterscheidet sich von derjenigen von Fig. 1 darin, dass durch die elektrische Ansteuerung 25 des Druckregelventils 17 auf die Drossel 15 in der Entlüftungsleitung 21 und auf die Belüftungsleitung 14 mit der Drossel 9 verzichtet werden kann.
  • In Fig. 3 wird die innermotorische Absaugung des Blow-By-Gases dargestellt. Das entstehende Blow-By-Gases wird im Kurbelgehäuse über den Absaugkanal 30 abgesaugt. Der Kanal 30 kann zu jedem Zylinderraum der Brennkraftmaschine eine Verbindung aufweisen. Bei Motoren ohne Massenausgleich ist der Absaugkanal 30 beispielhaft durch eine Ausgleichswellenbohrung mit einem speziell konstruierten Rohr gegeben, wie dies in Fig. 3 schematisch dargestellt ist. Bei Motoren, die einen Massenausgleich benötigen, ist nur mindestens ein Absaugkanal notwendig, um das Blow-By-Gas abzusaugen. Der Absaugkanal 30 befindet sich beispielweise parallel zur Kurbelwelle, er kann jedoch auch anders angeordnet sein. Der Absaugkanal 30 mündet über eine in schematischer Weise dargestellte Verbindung 31 in einen Teilabschnitt 32 des Absaugkanals, der eine Verbindung vom Kurbelgehäuse zu den Zylinderköpfen hergestellt. Zwischen dem Absaugkanal 30 und dem Teilabschnitt 32 kann zusätzlich ein Siphon und/oder Ölabscheider (nicht gezeigt) angeordnet sein. Der Teilabschnitt 32 mündet in den Ölabscheider 20 (Zentrifuge). Der Ölabscheider trennt das Öl/Luftgemisch bzw. das Blow-By-Gas/Ölgemisch in seine Bestandteile und führt das Öl über den Ölrücklaufkanal 33 in den unteren Teil des Kurbelgehäuses bzw. in die Ölauffangwanne 34. Das vom Öl getrennte Blow-By-Gas wird über die Entlüftungsleitung 18 abgesaugt. Das Öl kann zusätzlich durch den herrschenden Unterdruck im Kurbelgehäuse über die Rücklaufleitung 35 in den unteren Teil des Kurbelgehäuses 13 bzw. in die Ölwanne 34 abgesaugt oder abgeleitet werden. Die Rücklaufleitung 35 kann auch in das Kurbelgehäuses und/oder in mindestens einen Zylinderkopf integriert sein. Der Absaugkanal 32 und der Ölrücklaufkanal 33 sind zum restlichen Ventiltrieb abgeschottet. Dies bedeutet, beide Kanäle 32, 33 weisen keine Verbindung zum Zylinderkopf auf.
  • In Fig. 4 ist beispielhaft eine Ausführung eines druckkompensierten Druckregelventils dargestellt, wie es beispielsweise in der Ausführungsform in Fig. 1 eingesetzt werden kann. Das Druckregelventil 17 enthält im wesentlichen neben den Leitungsanschlüssen für die Leitungen 14, 16 (nicht dargestellt), 21 und 18 eine Membran 36, eine Feder 37 und einen Dichtsitz 38. Die Druckregelung des Druckregelventils 17 erfolgt durch den Leitungsanschluß 14.
    Das Blow-By-Gas wird über die Entlüftungsleitung 18 dem Druckregelventil 17, wie in Fig. 1 dargestellt, zugeführt und verläßt das Druckregelventil 17 je nach Betriebsweise des Motors (Teillast bzw. Leerlauf/Vollast) über die Leitung 14, 21 und/oder 16 (nicht dargestellt) wieder in Richtung Ansaugleitung 6.
    Außerdem strömt aufgrund des deutlichen Druckabfalls an der Drosselklappe 11 während des Teillastbetriebs der Hubkolbenbrennkraftmaschine Frischluft über die Belüftungsleitung 14, die für die Druckregelung im Kurbelgehäuse (13) verwendet wird, in die Entlüftungsleitung 21 und wird über diese Leitung dem Abschnitt 12 der Ansaugleitung 6 stromabwärts der Drosselklappe 11 wieder zugeführt.
  • Die Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines druckgesteuerten, pneumatisch betriebenen Druckregelventils 17, welches beispielsweise in der Ausführungsform der Erfindung gemäß Fig. 2 Einsatz finden kann. Das Druckregelventil 17 umfasst neben den Anschlüssen für die Leitungen 16 (nicht dargestellt), 18 und 21 ebenso einen Dichtsitz 38, eine Führung 39 zur Führung des kolbengetriebenen Druckregelventils 17, einen Kolben 40 und einen pneumatisch betriebenen Druckregelanschluß 41 zum Zylinderkopf oder Kurbelgehäuse. Die zur Druckregelung verwendete Leitung 14, inclusive der Drossel 9, und die in der Entlüftungsleitung 21 angeordnete Drossel 15 entfallen bei dieser Ausführung ganz. Bei dem hier dargestellten pneumatisch betriebenen Druckregelventil 17 mit elektrischer Ansteuerung 25 (nicht dargestellt) kann die in Fig. 2 gezeigte Entlüftungsleitung 16 auch entfallen.
  • Die Funktionsweisen der in Fig. 4 und 5 gezeigten Ventile sind dem Fachmann geläufig und brauchen daher nicht näher erläutert werden.

Claims (8)

  1. Kurbelgehäusebe- und entlüftung für eine Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einem Ölabscheider (20), der mit einem Ansaugsystem der Hubkolbenbrennkraftmaschine über eine Entlüftungsleitung (18) verbunden ist, wobei das Ansaugsystem im wesentlichen einen Luftfilter (5), eine Ansaugleitung (6), einen Luftmassenmesser (7), eine Drosselklappe (11) und ein Saugrohr (1) und Kurbelgehäuse (13) aufweist,
    wobei die stromab des Ölabscheiders angeordnete Entlüftungsleitung (18) zu einem Druckregelventil (17) führt und im Leerlauf- oder Teillastbetrieb Blow-By-Gas über eine vom Druckregelventil (17) abzweigende ersten Entlüftungsleitung (21) und eine Drossel (15) in einen stromabwärts der Drosselklappe (11) liegenden Leitungsabschnitt (12) der Ansaugleitung (6) führbar ist, wobei der Öffnungsgrad des Druckregelventils (17) durch eine Drossel (9) steuer- oder regelbar ist, die in eine von dem Ansaugleitungsabschnitt (10) stromaufwärts der Drosselklappe (11) abzweigende und in einen Leitungsabschnitt (21) zwischen Druckventil (17) und Ansaugleitungsabschnitt (12) führende Leitung (14) untergebracht ist.
  2. Kurbelgehäusebe- und entlüftung für eine Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einem Ölabscheider (20), der mit einem Ansaugsystem der Hubkolbenbrennkraftmaschine über eine Entlüftungsleitung (18) verbunden ist, wobei das Ansaugsystem im wesentlichen einen Luftfilter (5), eine Ansaugleitung (6), einen Luftmassenmesser (7), eine Drosselklappe (11) und ein Saugrohr (1) und Kurbelgehäuse (13) aufweist,
    wobei die stromab des Ölabscheiders angeordnete Entlüftungsleitung (18) zu einem Druckregelventil (17) führt und im Leerlauf- oder Teillastbetrieb Blow-By-Gas über eine vom Druckregelventil (17) abzweigende ersten Entlüftungsleitung (21) in einen stromabwärts der Drosselklappe (11) liegenden Leitungsabschnitt (12) der Ansaugleitung (6) führbar ist, wobei der Öffnungsgrad des Druckregelventils (17) durch eine elektrische Ansteuerung (25), die mit dem Druckregelventil (17) in Verbindung steht, steuer- oder regelbar ist.
  3. Kurbelgehäusebe- und entlüftung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zwischen einer vom Druckregelventil (17) abzweigenden und in einen Ansaugleitungsabschnitt (10) führenden zweiten Entlüftungsleitung (16) ein erstes, in Richtung des Druckregelventils (17) hin schließendes Rückschlagventil (8) vorgesehen ist, welches im Leerlauf- oder Teillastbetrieb geschlossen ist.
  4. Kurbelgehäusebe- und entlüftung nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass im Vollastbetrieb bei geöffnetem Rückschlagventil (8) das Blow-By-Gas im wesentlichen über die vom Druckventil (17) abzweigende zweite Entlüftungsleitung (16) in den stromaufwärts der Drosselklappe (17) befindlichen Leitungsabschnitt (10) der Ansaugleitung (6) einleitbar ist.
  5. Kurbelgehäusebe- und entlüftung nach Anspruch 2,3 oder 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass im Vollastbetrieb ein Teil des Blow-By-Gases auch über die vom Druckregelventil (17) abzweigende erste Entlüftungsleitung (21) in die Ansaugleitung (6) einleitbar ist.
  6. Kurbelgehäusebe- und entlüftung nach Anspruch 1,3 oder 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass im Vollastbetrieb ein Teil des Blow-By-Gases auch über die vom Druckregelventil (17) abzweigende erste Entlüftungsleitung (21) und über die von dem Ansaugleitungsabschnitt (10) stromaufwärts der Drosselklappe abzweigende und in die erste Entlüftungsleitung (21) einmündende Leitung (14) und über die in diesen Leitungen angeordneten Drosseln (15,9) in die Ansaugleitung (6) einleitbar ist.
  7. Kurbelgehäusebe- und entlüftung nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass eine Belüftungsleitung (23) zur Belüftung des Kurbelgehäuses (13) vorgesehen ist, welche von der zwischen Drosselklappe (11) und Luftfilter (5) befindlichen Ansaugleitung (6), vorzugsweise von dem zwischen Drosselklappe (11) und Luftmassenmesser (7) befindlichen Abschnitt (10) der Ansaugleitung (6) abzweigt, und welche über eine in der Belüftungsleitung (23) untergebrachte Drossel (22) zu den beiden Zylinderköpfen bzw. Zylinderkopfhauben (2,3) führt.
  8. Kurbelgehäusebe- und entlüftung nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass in der Belüftungsleitung (23) ein weiteres, in Richtung auf den Ansaugleitungsabschnitt (10) hin schließendes Rückschlagventil (24) vorgesehen ist.
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