EP1555399A2 - Vorrichtung zur Abscheidung von Flüssigkeit aus einem Gasstrom - Google Patents

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EP1555399A2
EP1555399A2 EP04106150A EP04106150A EP1555399A2 EP 1555399 A2 EP1555399 A2 EP 1555399A2 EP 04106150 A EP04106150 A EP 04106150A EP 04106150 A EP04106150 A EP 04106150A EP 1555399 A2 EP1555399 A2 EP 1555399A2
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EP
European Patent Office
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cyclone
gas
degrees
cyclones
crankcase
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP04106150A
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English (en)
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EP1555399A3 (de
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Dietmar Uhlenbrock
Bernd Altvater
Michael Botschka
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
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    • F01M13/04—Crankcase ventilating or breathing having means for purifying air before leaving crankcase, e.g. removing oil
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    • F01M2013/0061—Layout of crankcase breathing systems having one or more deoilers having a plurality of deoilers
    • F01M2013/0066—Layout of crankcase breathing systems having one or more deoilers having a plurality of deoilers in parallel
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    • 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 device for the separation of liquid from a gas stream according to the preamble of the main claim. It is already a device for the separation of liquid from a gas stream known from DE 299 08 116 U1, which has cyclones as separation elements, the cyclones each having an inlet section and a conical section, wherein a tangentially opening into the inlet section input channel, an axially in the inlet section or gas outlet channel opening into the conical section and a liquid outlet opening into the conical section at a tapered end of the conical section are provided.
  • the cyclones are arranged with their axis perpendicular to a connection surface for arrangement of the device on the internal combustion engine.
  • Such devices are often integrated in the cylinder head cover and are used for crankcase ventilation, with little space between a bonnet of the vehicle and the cylinder head cover is provided by the vertical arrangement of the cyclones. This is particularly needed for recent developments to improve the impact protection for pedestrians or for more design freedom in the design.
  • the device according to the invention with the characterizing Features of the main claim has the advantage over that in a simple way an improvement to that effect achieved that the overall height of the device in the direction a bonnet is reduced by the symmetry axis the at least one cyclone opposite the pad at an angle not equal to 90 degrees.
  • the symmetry axis of the at least one cyclone runs in an angle range between 0 degrees and 70 degrees the pad or between 0 degrees and minus 70 degrees with respect to the pad.
  • the at least one cyclone in a cylinder head cover is arranged, as this is a allows particularly compact arrangement of the device.
  • the at least one cyclone upstream of a pre-separator and / or downstream of a pressure control valve.
  • the at least one Liquid outlet of the at least one cyclone over a Flow channel is fluidly connected to the crankcase, wherein the drainage channel via a check valve or a Siphon opens into the crankcase.
  • the drawing shows a device according to the invention for the separation of liquid from a gas stream.
  • the device according to the invention is preferably used for separating liquids, in particular oil, from a gas stream, so it can generally be used for separating drops of liquids from flowing gases.
  • the device according to the invention is preferably used in a crankcase ventilation of an internal combustion engine.
  • blow-by gas During operation of an internal combustion engine flows due to a small leakage between piston, piston rings and cylinder surfaces a so-called blow-by gas or Blow-by gas from a combustion chamber into a Crankcase.
  • blowby gas is hereafter only still commonly used the term gas.
  • the gas supplied to the intake manifold has an oil mist many small and big drops of oil on it high flow rate into the crankcase inflowing gas and through the moving parts in the Crankcase is created.
  • the oil drops of the oil mist must prior to introduction into the suction tube by means of the device for separating liquid from the gas stream are deposited to avoid high oil loss and not to negatively influence the combustion.
  • In the device according to the invention is at least one Cyclone 1 provided in a known manner a Inlet section 2 and a cone section 3 has.
  • Cone portion 3 is, for example, adjacent to the Inlet section 2, wherein the inlet section 2 and the Conical section 3, for example, concentric with respect to a Symmetryeachse 4 of the cyclone 1 are arranged.
  • Inlet section 2 is cylindrical, for example, and the Conical section 3 conical.
  • the at least one cyclone 1 has one each Input channel 5, a gas outlet channel 8, also called Dip tube is called, and a liquid outlet. 9 on.
  • the input channel 5 opens tangentially in the Inlet section 2 of the cyclone 1.
  • the gas outlet channel 8 is at the inlet section 2 facing end face of Cyclone 1, for example, concentric to the axis of symmetry 4, arranged and opens axially with respect to the axis of symmetry 4 in the inlet section 2 or in the cone section.
  • the liquid outlet 9 is at a tapered end of the Cone portion 3 with the cone portion 3 in conjunction.
  • the at least one cyclone 1 takes place in a known manner the separation of the liquid from the gas stream.
  • the Gas flow of the crankcase ventilation passes through the Input channel 5 in the inlet section 2 of the cyclone 1.
  • the Flow in the cyclone 1 is through the tangential Inflow is set in rotation and flows in as Outer vortex helically on a Zyklonwandung 10 of Inlet section 2 and the conical section 3 of the cyclone first along towards the liquid outlet 9.
  • Near the Liquid flow 9 changes the flow direction and flows in as an internal vortex in the center of the external vortex Direction of the gas outlet channel 8 back and leaves the Cyclone 1 via the gas outlet channel 8.
  • the device according to the invention has, for example several parallel cyclones 1, which in one Housing 12 are arranged and of which, however, only one in the drawing is exemplified.
  • the housing 12 may be, for example, a cylinder head cover 13.
  • the Housing 12 has, for example, a pad 11 for Arrangement of the device on an internal combustion engine 6.
  • the pad 11 is as the main extension plane with defines a main direction of extension, so that steps, Heels, recesses or vaults not to Pad 11 are to be counted and thus a unique Reference level is formed.
  • the housing 12 is for example with the pad 11 horizontally on a cylinder head.
  • the internal combustion engine 6 is arranged, wherein an annular circumferential seal 16 on the pad 11 between the Cylinder head cover 13 and the cylinder head 7 is provided and the device seals to the environment.
  • the housing 12 but can also obliquely with respect to the pad 11 the symmetry axis 4 may be arranged on the cylinder head 7, for example in an angular range from zero to plus / minus thirty degrees.
  • the at least one cyclone 1 is for example as complete item in the cylinder head cover 13th used. But the cyclones or 1 can also partially, for example, in half, at the Cylinder head cover 13 and the rest of the part, for example Half, at one with the cylinder head cover 13th be co-formed cooperating lid.
  • the device according to the invention has a height 14 in Direction of a hood 15 of a vehicle, the For example, measured in the direction of the hood 15 Height of the cylinder head cover 13 corresponds.
  • the at least one cyclone 1 according to the invention arranged such that the symmetry axis 4 of at least a cyclone 1 opposite the pad 11 under a Angle of unequal 90 degrees.
  • the at least one Cyclone 1 is after the assembly of the device to the Internal combustion engine 6 or elsewhere in one Engine compartment near the internal combustion engine 6 according to the invention oriented such that the axis of symmetry 4 of at least a cyclone 1 with respect to the horizontal under one Angle of unequal 90 degrees.
  • Below the horizontal is the earth's surface or the roadway of the vehicle too understand.
  • the Reduction of the overall height 14 of the invention Device increases the distance between the Cylinder head cover 13 and the hood 15 and improved thereby the impact protection for pedestrians. Besides, more is going on Freedom of design in the design of the vehicle allows.
  • the distance of the cylinder head cover 13 to the hood 15 should for impact protection up to one hundred millimeters to obtain a soft bonnet, which in Direction of a crankcase 19 can spring elastically.
  • the at least a cyclone 1 arranged such that the symmetry axis 4th of the cyclone 1 parallel to the pad 11 of Device and / or parallel to the horizontal is positioned.
  • the height 14 of the invention Device is according to this parallel version on the least.
  • the gas outlet channel 8 and the Liquid outlet 9 lie in a common Plane which is arranged parallel to the pad 11.
  • the housing 12 so obliquely on the cylinder head. 7 is arranged that the liquid outlet 9 below the Gas outlet channel 8 is the transport of the deposited liquid along the cyclone wall 10 in Direction of the liquid outlet 9 by gravity supported.
  • the at least one cyclone 1 can also be arranged in this way be that the axis 4 in an angular range between zero Degrees and seventy degrees with respect to the pad 11 and / or the horizontal or in an angular range between zero degrees and minus seventy degrees with respect to Pad 11 and / or the horizontal is arranged.
  • the device according to the invention has, in addition to the at least an inventively arranged cyclone 1, for example a cyclone 1 upstream pre-separator 17 and a the cyclone 1 downstream pressure control valve 18.
  • a cyclone 1 upstream pre-separator 17 for example a cyclone 1 upstream pre-separator 17 and a the cyclone 1 downstream pressure control valve 18.
  • the Vorabscheider 17 is for example a calming room, in the big drop, for example drops larger than twenty Micrometer, deposited.
  • the gas passes out of the crankcase 19 via a Connecting line 31 in the cylinder head 7.
  • vom Cylinder head 7 the gas flows over a Inlet opening 20 in the pre-separator 17 and downstream in the at least one cyclone 1.
  • the gas flow over a not illustrated distribution channel on the individual cyclones. 1 distributed, with the respective partial flow over the respective Input channel 5 is passed into the respective cyclone 1.
  • the oil drops in a known manner removed from the gas, with the separated oil drops in each case via the liquid outlet 9 in the crankcase 19 be returned.
  • the liquid transport in Direction liquid flow 9 does not take place as in the state the technique mainly by the gravity of the Liquid, but by the flow in the cyclone 1, the so-called potential vortex.
  • the gas outlet channels 8 of the individual cyclones 1 are downstream of the cyclone 1 with a common clean gas line 25 fluidly connected, in which the purified gas from the Cyclones 1 is collected and forwarded. That from the individual cyclones 1 via the gas outlet channels. 8 escaping, from oil drops purified gas passes through the Clean gas line 25, the pressure regulating valve 18 and a Vent line 28 in a suction pipe 29 of the Internal combustion engine, for example, in the intake manifold 29th downstream of a throttle valve 30.
  • a parallel connection of several cyclones 1 in the Device is the number of cyclones traversed by the gas 1, for example by means of a cyclone.
  • 1 upstream switching element adjustable wherein the Switching element the gas volume flow depending on the amount of the gas volume flow to one or more cyclones 1 passes.
  • the switching element switches in this way dependent from the amount of gas volume flow individual cyclones 1 to or at. This will make the cyclones 1 closer to the optimum Operating point operated as in the prior art.
  • there can the switching element by an actuator in dependence of Pressure in the crankcase 19 or due to the switching element be adjustable acting flow forces.

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Abstract

Bekannte Vorrichtungen zur Abscheidung von Flüssigkeit aus einem Gasstrom weisen als Abscheideelemente Zyklone auf, die mit ihrer Achse senkrecht bezüglich einer Anschlußfläche zur Anordnung der Vorrichtung an eine Brennkraftmaschine angeordnet sind. Derartige Vorrichtungen sind häufig in der Zylinderkopfhaube integriert, wobei durch die senkrechte Anordnung der Zyklone wenig Bauraum zwischen einer Motorhaube eines Fahrzeugs und einer Zylinderkopfhaube vorhanden ist. Dieser wird aber besonders für neuere Entwicklungen zur Verbesserung des Aufprallschutzes für Fußgänger oder für mehr Gestaltungsspielraum beim Design benötigt. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Bauhöhe der Vorrichtung in Richtung der Motorhaube verringert. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, daß die Symmetrieachse (4) des zumindest einen Zyklons (1) gegenüber der Anschlußfläche (11) unter einem Winkel von ungleich 90 Grad verläuft.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Abscheidung von Flüssigkeit aus einem Gasstrom nach der Gattung des Hauptanspruchs.
Es ist schon eine Vorrichtung zur Abscheidung von Flüssigkeit aus einem Gasstrom aus der DE 299 08 116 U1 bekannt, die Zyklone als Abscheideelemente aufweist, wobei die Zyklone jeweils einen Einlaufabschnitt und einen Kegelabschnitt aufweisen, wobei ein tangential in den Einlaufabschnitt mündender Eingangskanal, ein axial in den Einlaufabschnitt oder in den Kegelabschnitt mündender Gasausgangskanal und ein an einem verjüngten Ende des Kegelabschnitts in den Kegelabschnitt mündender Flüssigkeitsablauf vorgesehen ist. Die Zyklone sind mit ihrer Achse senkrecht bezüglich einer Anschlußfläche zur Anordnung der Vorrichtung an der Brennkraftmaschine angeordnet. Derartige Vorrichtungen sind häufig in der Zylinderkopfhaube integriert und dienen der Kurbelgehäuseentlüftung, wobei durch die senkrechte Anordnung der Zyklone wenig Bauraum zwischen einer Motorhaube des Fahrzeugs und der Zylinderkopfhaube vorhanden ist. Dieser wird aber besonders für neuere Entwicklungen zur Verbesserung des Aufprallschutzes für Fußgänger oder für mehr Gestaltungsspielraum beim Design benötigt.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß auf einfache Art und Weise eine Verbesserung dahingehend erzielt wird, daß die Bauhöhe der Vorrichtung in Richtung einer Motorhaube verringert wird, indem die Symmetrieachse des zumindest einen Zyklons gegenüber der Anschlußfläche unter einem Winkel von ungleich 90 Grad verläuft.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Vorrichtung möglich.
Besonders vorteilhaft ist, wenn die Symmetrieachse des zumindest einen Zyklons parallel zur Anschlußfläche verläuft, da sich die Bauhöhe der Vorrichtung auf diese Weise am stärksten verringert.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel verläuft die Symmetrieachse des zumindest einen Zyklons in einem Winkelbereich zwischen 0 Grad und 70 Grad bezüglich der Anschlußfläche oder zwischen 0 Grad und minus 70 Grad bezüglich der Anschlußfläche.
Sehr vorteilhaft ist es, wenn der zumindest eine Zyklon in einer Zylinderkopfhaube angeordnet ist, da dies eine besonders kompakte Anordnung der Vorrichtung ermöglicht.
Auch vorteilhaft ist, wenn ein Teil des zumindest einen Zyklons an der Zylinderkopfhaube und der übrige Teil an einem mit der Zylinderkopfhaube zusammenwirkenden Deckel angeformt ist, da auf diese Weise die Anzahl der Bauteile verringert und dadurch die Herstellungskosten der Vorrichtung verringert werden können.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dem zumindest einen Zyklon einen Vorabscheider vorzuschalten und/oder ein Druckregelventil nachzuschalten.
Darüber hinaus vorteilhaft ist, wenn mehrere Zyklone parallel geschaltet sind, da auf diese Weise größere Gasmengen gereinigt werden können.
Vorteilhaft ist, wenn die Anzahl der durchströmten Zyklone mittels eines den Zyklonen vorgeschalteten Schaltelementes einstellbar ist, da die Zyklone auf diese Weise näher an ihrem optimalen Betriebspunkt arbeiten und dadurch eine bessere Abscheidewirkung erzielen als beim Stand der Technik.
Außerdem vorteilhaft ist, wenn der zumindest eine Flüssigkeitsablauf des zumindest einen Zyklons über einen Ablaufkanal mit dem Kurbelgehäuse strömungsverbunden ist, wobei der Ablaufkanal über ein Rückschlagventil oder einen Siphon in das Kurbelgehäuse mündet.
Weiter vorteilhaft ist, wenn der zumindest eine Gasausgangskanal des zumindest einen Zyklons stromab mit einer Reingasleitung verbunden ist, die über das Druckregelventil und eine Entlüftungsleitung mit einem Saugrohr der Brennkraftmaschine verbunden ist.
Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Die Zeichnung zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Abscheidung von Flüssigkeit aus einem Gasstrom.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient vorzugsweise zum Abscheiden von Flüssigkeiten, insbesondere Öl, aus einem Gasstrom, kann also allgemein zum Abscheiden von Tropfen von Flüssigkeiten aus strömenden Gasen verwendet werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird vorzugsweise eingesetzt in einer Kurbelgehäuseentlüftung einer Brennkraftmaschine.
Während eines Betriebs einer Brennkraftmaschine strömt aufgrund einer kleinen Leckage zwischen Kolben, Kolbenringen und Zylinderlaufflächen ein sogenanntes Blowby-Gas oder Durchblasegas aus einem Verbrennungsraum in ein Kurbelgehäuse. Für dieses Blowby-Gas wird im Folgenden nur noch allgemein der Begriff Gas verwendet. Durch die kleine Leckage von Gas aus dem Verbrennungsraum der Brennkraftmaschine kommt es zu einer unzulässigen Druckerhöhung in dem Kurbelgehäuse, so daß es notwendig ist, einen Druckausgleich durch die sogenannte Kurbelgehäuseentlüftung zu erreichen. Da das Gas eine hohe Kohlenwasserstoff-Konzentration aufweist, wird das Gas durch die Kurbelgehäuseentlüftung nicht in die Atmosphäre, sondern in ein Saugrohr der Brennkraftmaschine geleitet, damit es dort einer Verbrennung zugeführt wird.
Das dem Saugrohr zugeführte Gas weist einen Ölnebel mit vielen kleinen und großen Öltropfen auf, der durch das mit hoher Strömungsgeschwindigkeit in das Kurbelgehäuse einströmende Gas und durch die bewegten Teile in dem Kurbelgehäuse entsteht. Die Öltropfen des Ölnebels müssen vor der Einleitung in das Saugrohr mit Hilfe der Vorrichtung zur Abscheidung von Flüssigkeit aus dem Gasstrom abgeschieden werden, um einen hohen Ölverlust zu vermeiden und um die Verbrennung nicht negativ zu beeinflussen.
In der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist zumindest ein Zyklon 1 vorgesehen, der in bekannter Weise einen Einlaufabschnitt 2 und einen Kegelabschnitt 3 aufweist. Der Kegelabschnitt 3 ist beispielsweise benachbart zu dem Einlaufabschnitt 2, wobei der Einlaufabschnitt 2 und der Kegelabschnitt 3 beispielsweise konzentrisch bezüglich einer Symmetrieachse 4 des Zyklons 1 angeordnet sind. Der Einlaufabschnitt 2 ist beispielsweise zylindrisch und der Kegelabschnitt 3 konisch ausgebildet.
Der zumindest eine Zyklon 1 weist jeweils einen Eingangskanal 5, einen Gasausgangskanal 8, der auch als Tauchrohr bezeichnet wird, und einen Flüssigkeitsablauf 9 auf.
Der Eingangskanal 5 mündet tangential in den Einlaufabschnitt 2 des Zyklons 1. Der Gasausgangskanal 8 ist an der dem Einlaufabschnitt 2 zugewandten Stirnseite des Zyklons 1, beispielsweise konzentrisch zu der Symmetrieachse 4, angeordnet und mündet axial bezüglich der Symmetrieachse 4 in den Einlaufabschnitt 2 oder in den Kegelabschnitt 3. Der Flüssigkeitsablauf 9 steht an einem verjüngten Ende des Kegelabschnitts 3 mit dem Kegelabschnitt 3 in Verbindung.
In dem zumindest einen Zyklon 1 erfolgt in bekannter Weise die Abscheidung der Flüssigkeit aus dem Gasstrom. Der Gasstrom der Kurbelgehäuseentlüftung gelangt über den Eingangskanal 5 in den Einlaufabschnitt 2 des Zyklons 1. Die Strömung in dem Zyklon 1 wird durch die tangentiale Einströmung in Rotation versetzt und strömt als ein Außenwirbel wendelförmig an einer Zyklonwandung 10 des Einlaufabschnitts 2 und des Kegelabschnitts 3 des Zyklons 1 entlang in Richtung Flüssigkeitsablauf 9. Nahe dem Flüssigkeitsablauf 9 ändert die Strömung ihre Richtung und strömt als ein Innenwirbel im Zentrum des Außenwirbels in Richtung des Gasausgangskanals 8 zurück und verläßt den Zyklon 1 über den Gasausgangskanal 8. Die Strömung wird bei der Rotation in Richtung zum Flüssigkeitsablauf 9 zunehmend beschleunigt, so daß in dem Gas enthaltene Flüssigkeit der Strömung schließlich nicht mehr folgen kann und aufgrund der Fliehkraft der Flüssigkeit auf die Zyklonwandung 10 trifft. Die auf diese Weise abgeschiedene Flüssigkeit läuft als Tropfen oder Flüssigkeitsfilm an der Zyklonwandung 10 in Richtung des Flüssigkeitsablaufs 9 ab.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist beispielsweise mehrere parallel geschaltete Zyklone 1 auf, die in einem Gehäuse 12 angeordnet sind und von denen jedoch nur einer in der Zeichnung beispielhaft dargestellt ist. Das Gehäuse 12 kann beispielsweise eine Zylinderkopfhaube 13 sein. Das Gehäuse 12 weist beispielsweise eine Anschlußfläche 11 zur Anordnung der Vorrichtung an einer Brennkraftmaschine 6 auf. Die Anschlußfläche 11 ist als Haupterstreckungsebene mit einer Haupterstreckungsrichtung definiert, so daß Stufen, Absätze, Ausnehmungen oder Wölbungen nicht zur Anschlußfläche 11 zu zählen sind und somit eine eindeutige Bezugsebene gebildet ist. Das Gehäuse 12 ist beispielsweise mit der Anschlußfläche 11 waagerecht an einem Zylinderkopf 7 der Brennkraftmaschine 6 angeordnet, wobei eine ringförmig umlaufende Dichtung 16 an der Anschlußfläche 11 zwischen den Zylinderkopfhaube 13 und dem Zylinderkopf 7 vorgesehen ist und die Vorrichtung zur Umgebung abdichtet. Das Gehäuse 12 kann aber auch mit der Anschlußfläche 11 schräg bezüglich der Symmetrieachse 4 an dem Zylinderkopf 7 angeordnet sein, beispielsweise in einem Winkelbereich von null bis plus/minus dreißig Grad.
Der zumindest eine Zyklon 1 ist beispielsweise als vollständiges Einzelteil in die Zylinderkopfhaube 13 eingesetzt. Der oder die Zyklone 1 können aber auch teilweise, beispielsweise zur Hälfte, an der Zylinderkopfhaube 13 und der übrige Teil, beispielsweise zur Hälfte, an einem mit der Zylinderkopfhaube 13 zusammenwirkenden Deckel angeformt sein.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine Bauhöhe 14 in Richtung einer Motorhaube 15 eines Fahrzeugs auf, die beispielsweise der in Richtung der Motorhaube 15 gemessenen Höhe der Zylinderkopfhaube 13 entspricht.
Um die Bauhöhe 14 der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu verringern, ist der zumindest eine Zyklon 1 erfindungsgemäß derart angeordnet, daß die Symmetrieachse 4 des zumindest einen Zyklons 1 gegenüber der Anschlußfläche 11 unter einem Winkel von ungleich 90 Grad verläuft. Der zumindest eine Zyklon 1 ist nach der Montage der Vorrichtung an die Brennkraftmaschine 6 oder an einer anderen Stelle in einem Motorraum nahe der Brennkraftmaschine 6 erfindungsgemäß derart ausgerichtet, daß die Symmetrieachse 4 des zumindest einen Zyklons 1 gegenüber der Horizontalen unter einem Winkel von ungleich 90 Grad verläuft. Unter der Horizontalen ist die Erdoberfläche oder die Fahrbahn des Fahrzeugs zu verstehen. Auf diese Weise ist die Bauhöhe 14 der erfindungsgemäßen Vorrichtung um fünfzehn bis vierzig Millimeter geringer als beim Stand der Technik. Die Verringerung der Bauhöhe 14 der erfindungsgemäßen Vorrichtung vergrößert den Abstand zwischen der Zylinderkopfhaube 13 und der Motorhaube 15 und verbessert dadurch den Aufprallschutz für Fußgänger. Außerdem wird mehr Gestaltungsfreiheit beim Design des Fahrzeugs ermöglicht.
Der Abstand der Zylinderkopfhaube 13 zur Motorhaube 15 soll für den Aufprallschutz bis zu einhundert Millimeter betragen, um eine weiche Motorhaube zu erhalten, die in Richtung eines Kurbelgehäuses 19 elastisch einfedern kann.
In dem Ausführungsbeispiel der Zeichnung ist der zumindest eine Zyklon 1 derart angeordnet, daß die Symmetrieachse 4 des Zyklons 1 parallel zu der Anschlußfläche 11 der Vorrichtung und/oder parallel zu der Horizontalen positioniert ist. Die Bauhöhe 14 der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist gemäß dieser parallelen Ausführung am geringsten. Der Gasausgangskanal 8 und der Flüssigkeitsablauf 9 liegen dabei in einer gemeinsamen Ebene, die parallel zur Anschlußfläche 11 angeordnet ist. Wenn das Gehäuse 12 derart schräg am Zylinderkopf 7 angeordnet ist, daß der Flüssigkeitsablauf 9 unterhalb des Gasausgangskanals 8 liegt, wird der Transport der abgeschiedenen Flüssigkeit entlang der Zyklonwandung 10 in Richtung des Flüssigkeitsablaufs 9 durch die Schwerkraft unterstützt.
Der zumindest eine Zyklon 1 kann aber auch derart angeordnet sein, daß die Achse 4 in einem Winkelbereich zwischen null Grad und siebzig Grad bezüglich der Anschlußfläche 11 und/oder der Horizontalen oder in einem Winkelbereich zwischen null Grad und minus siebzig Grad bezüglich der Anschlußfläche 11 und/oder der Horizontalen angeordnet ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist neben dem zumindest einen erfindungsgemäß angeordneten Zyklon 1 beispielsweise einen dem Zyklon 1 vorgeschalteten Vorabscheider 17 und ein dem Zyklon 1 nachgeschaltetes Druckregelventil 18 auf. Der Vorabscheider 17 ist beispielsweise ein Beruhigungsraum, in dem große Tropfen, beispielsweise Tropfen größer als zwanzig Mikrometer, abgeschieden werden.
Das Gas gelangt aus dem Kurbelgehäuse 19 über eine Verbindungsleitung 31 in den Zylinderkopf 7. Vom Zylinderkopf 7 ausgehend strömt das Gas über eine Eingangsöffnung 20 in den Vorabscheider 17 und stromab in den zumindest einen Zyklon 1. Bei einer Parallelschaltung von mehreren Zyklonen 1 wird der Gasstrom über einen nicht dargestellten Verteilerkanal auf die einzelnen Zyklone 1 verteilt, wobei der jeweilige Teilstrom über den jeweiligen Eingangskanal 5 in den jeweiligen Zyklon 1 geleitet wird.
In den Zyklonen 1 werden die Öltropfen in bekannter Weise aus dem Gas entfernt, wobei die abgetrennten Öltropfen jeweils über den Flüssigkeitsablauf 9 in das Kurbelgehäuse 19 zurückgeführt werden. Der Flüssigkeitstransport in Richtung Flüssigkeitsablauf 9 erfolgt nicht wie beim Stand der Technik vorwiegend durch die Schwerkraft der Flüssigkeit, sondern durch die Strömung im Zyklon 1, den sogenannten Potentialwirbel. Der Flüssigkeitsablauf 9 der einzelnen Zyklone 1 ist beispielsweise mit einem gemeinsamen Ablaufkanal 23 strömungsverbunden, der die abgeschiedene Flüssigkeit der Zyklone 1 sammelt und beispielsweise über ein Rückschlagventil 24 oder einen Siphon in das Kurbelgehäuse 19 zurückführt.
Die Gasausgangskanäle 8 der einzelnen Zyklone 1 sind stromab des Zyklons 1 mit einer gemeinsamen Reingasleitung 25 strömungsverbunden, in der das gereinigte Gas aus den Zyklonen 1 gesammelt und weitergeleitet wird. Das aus den einzelnen Zyklonen 1 über die Gasausgangskanäle 8 austretende, von Öltropfen gereinigte Gas gelangt über die Reingasleitung 25, das Druckregelventil 18 und eine Entlüftungsleitung 28 in ein Saugrohr 29 der Brennkraftmaschine, beispielsweise in das Saugrohr 29 stromab einer Drosselklappe 30.
Durch den Differenzdruck zwischen dem Kurbelgehäuse 19 und dem Saugrohr 29 stellt sich unter Berücksichtigung des zwischen dem Saugrohr 29 und der erfindungsgemäßen Vorrichtung entstehenden Druckverlustes ein Gas-Volumenstrom aus dem Kurbelgehäuse 19 in Richtung Saugrohr 29 ein. Da der Druck im Saugrohr 29 abhängig vom Betriebszustand der Brennkraftsmaschine schwankt - bei Dieselmotoren werden Unterdrücke von 70 bis 150 mbar erreicht, bei Benzinmotoren Unterdrücke bis zu 800 mbar - ist das Druckregelventil 18 vorgesehen, das einen vorbestimmten Druck im Kurbelgehäuse 19 relativ zur Atmosphäre einstellt und gewährleistet, daß der Druck im Kurbelgehäuse 19 nahezu konstant bleibt und nicht unter minus 35 Millibar sinkt. Das Druckregelventil 18 ist beispielsweise ein bekanntes Membranventil. Je höher der Unterdruck im Saugrohr 29 ist, desto mehr schließt das Druckregelventil 18. Übersteigt der Unterdruck in dem Saugrohr 29 einen vorbestimmten Wert, schließt das Druckregelventil 18 ganz. Dadurch steigt der Druck im Kurbelgehäuse 19 wieder an, so daß das Druckregelventil 18 entsprechend einem Kräftegleichgewicht an einem Ventilschließkörper 33 des Druckregelventils 18 schließlich wieder öffnet.
Bei einer Parallelschaltung von mehreren Zyklonen 1 in der Vorrichtung ist die Anzahl der vom Gas durchströmten Zyklone 1 beispielsweise mittels eines den Zyklonen 1 vorgeschalteten Schaltelementes einstellbar, wobei das Schaltelement den Gas-Volumenstrom abhängig von der Menge des Gas-Volumenstroms zu einem oder mehreren Zyklonen 1 leitet. Das Schaltelement schaltet auf diese Weise abhängig von der Menge des Gas-Volumenstroms einzelne Zyklone 1 zu oder ab. Dadurch werden die Zyklone 1 näher am optimalen Betriebspunkt betrieben als beim Stand der Technik. Dabei kann das Schaltelement durch einen Aktor in Abhängigkeit vom Druck im Kurbelgehäuse 19 oder aufgrund der am Schaltelement wirkenden Strömungskräfte verstellbar sein.

Claims (10)

  1. Vorrichtung zur Abscheidung von Flüssigkeit aus einem Gasstrom eines Kurbelgehäuses einer Brennkraftmaschine, mit zumindest einem Zyklon, der jeweils einen Eingangskanal, einen Gasausgangskanal, einen Flüssigkeitsablauf, eine Symmetrieachse aufweist und mit einer Anschlußfläche zur Anordnung der Vorrichtung an die Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass die Symmetrieachse (4) des zumindest einen Zyklons (1) gegenüber der Anschlußfläche (11) unter einem Winkel von ungleich 90 Grad verläuft.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Symmetrieachse (4) des zumindest einen Zyklons (1) parallel zur Anschlußfläche (11) verläuft.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Symmetrieachse (4) des zumindest einen Zyklons (1) in einem Winkelbereich zwischen 0 Grad und 70 Grad bezüglich der Anschlußfläche (11) oder zwischen 0 Grad und minus 70 Grad bezüglich der Anschlußfläche (11) verläuft.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Zyklon (1) in einer Zylinderkopfhaube (13) angeordnet ist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des zumindest einen Zyklons (1) an der Zylinderkopfhaube (13) und der übrige Teil an einem mit der Zylinderkopfhaube (13) zusammenwirkenden Deckel angeformt ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem zumindest einen Zyklon (1) ein Vorabscheider (17) vorgeschaltet und/oder ein Druckregelventil (18) nachgeschaltet ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Zyklone (1) parallel geschaltet sind.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der durchströmten Zyklone (1) mittels eines den Zyklonen (1) vorgeschalteten Schaltelementes einstellbar ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Flüssigkeitsablauf (9) des zumindest einen Zyklons (1) über einen Ablaufkanal (23) mit dem Kurbelgehäuse (19) strömungsverbunden ist, wobei der Ablaufkanal (23) über ein Rückschlagventil (24) oder einen Siphon in das Kurbelgehäuse (19) mündet.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Gasausgangskanal (8) des zumindest einen Zyklons (1) stromab mit einer Reingasleitung (25) verbunden ist, die über das Druckregelventil (18) und eine Entlüftungsleitung (28) mit einem Saugrohr (29) der Brennkraftmaschine verbunden ist.
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