EP1624162A1 - Method for venting the crankcase of an internal combustion engine and internal combustion engine for performing this method - Google Patents

Method for venting the crankcase of an internal combustion engine and internal combustion engine for performing this method Download PDF

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EP1624162A1
EP1624162A1 EP04103757A EP04103757A EP1624162A1 EP 1624162 A1 EP1624162 A1 EP 1624162A1 EP 04103757 A EP04103757 A EP 04103757A EP 04103757 A EP04103757 A EP 04103757A EP 1624162 A1 EP1624162 A1 EP 1624162A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
centrifugal separator
crankcase
internal combustion
combustion engine
valve
Prior art date
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Ceased
Application number
EP04103757A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Kai Kuhlbach
Carsten Weber
Richard Fritsche
Johannes Dresen-Rausch
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.)
Ford Global Technologies LLC
Original Assignee
Ford Global Technologies LLC
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 Ford Global Technologies LLC filed Critical Ford Global Technologies LLC
Priority to EP04103757A priority Critical patent/EP1624162A1/en
Publication of EP1624162A1 publication Critical patent/EP1624162A1/en
Ceased legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01MLUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M13/00Crankcase ventilating or breathing
    • F01M13/04Crankcase ventilating or breathing having means for purifying air before leaving crankcase, e.g. removing oil
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01MLUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M13/00Crankcase ventilating or breathing
    • F01M2013/0038Layout of crankcase breathing systems
    • F01M2013/005Layout of crankcase breathing systems having one or more deoilers
    • F01M2013/0061Layout of crankcase breathing systems having one or more deoilers having a plurality of deoilers
    • F01M2013/0066Layout of crankcase breathing systems having one or more deoilers having a plurality of deoilers in parallel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01MLUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M13/00Crankcase ventilating or breathing
    • F01M13/04Crankcase ventilating or breathing having means for purifying air before leaving crankcase, e.g. removing oil
    • F01M2013/0422Separating oil and gas with a centrifuge device
    • F01M2013/0427Separating oil and gas with a centrifuge device the centrifuge device having no rotating part, e.g. cyclone

Definitions

  • the invention relates to a method for venting a crankcase of an internal combustion engine, which has a cylinder block, a cylinder head and at least one cover, for example a valve cover.
  • the invention relates to an internal combustion engine for carrying out such a method, which has a crankcase, a cylinder block, a cylinder head, at least one cover, for example a valve cover, an engine mount, and an intake manifold as components.
  • a method of the above type is used to vent the crankcase and prevents the pressure that builds up in the crankcase during operation of the internal combustion engine, undesirably high values.
  • the piston of each cylinder of an internal combustion engine is axially movably guided in a cylinder tube and limits together with the cylinder tube and the cylinder head the combustion chamber of a cylinder.
  • the piston crown forms part of the combustion chamber inner wall and seals together with the piston rings from the combustion chamber against the crankcase, so that no combustion gases or combustion air enter the crankcase and no oil enters the combustion chamber.
  • the piston is equipped according to the prior art for receiving piston rings on its outer circumferential surface with annular grooves, wherein the piston rings extend almost over the entire circumference of the piston.
  • Part of the oil in the crankcase mixes in the form of a fine oil mist with the gases in the crankcase. This is supported by the crankshaft rotating in the oil sump of the crankcase, which contributes to additional foaming of the oil.
  • the prior art method for venting the crankcase are used, the problem with the vent is in particular that the gases in the crankcase are contaminated with oil. Consequently, it is not expedient to provide the crankcase only with ventilation openings, via which a pressure equalization can take place. Rather, the venting stream leaving the crankcase must be separated from the liquid constituents present in the venting stream, in particular the oil. In this case, the separated and recovered oil is preferably returned to the crankcase, whereas the purified vent stream is preferably supplied to the intake tract of the internal combustion engine, in turn to participate in the combustion.
  • European Patent Application EP 0 591 737 A1 discloses an internal combustion engine having a crankcase and a cylinder head, the cylinder head being fixedly connected to the crankcase by means of cylinder head bolts.
  • the cylinder head on through holes through which the cylinder head bolts are passed to be screwed into corresponding to the through holes tapped holes which are arranged in the crankcase, to be screwed.
  • channels are provided in the cylinder head and in the crankcase, which run parallel to the through holes and the threaded holes and open into the crankcase.
  • at least one channel for venting the crankcase, for which purpose this venting channel is connected by means of a connecting channel in the cylinder head with a through hole.
  • the vent channel directs the emerging from the crankcase and contaminated with oil venting stream through the through hole in a provided at the end of this through hole calming chamber in which a part of the oil is deposited, and then via another line in the intake manifold of the internal combustion engine to from there the Incineration to be supplied.
  • a disadvantage of the method for venting the crankcase described in EP 0 591 737 A1 is that the method is a passive method. That means that the separation of the gaseous and the liquid components of the venting stream is not actively supported, which is why the efficiency of the oil separation is low.
  • the vent flow is effectively left to itself, with a separation of the oil is achieved only by utilizing fluidic effects. In this case, a part of the oil should precipitate on the walls of the vent line or condense in the settling chamber.
  • the vent flow supplied to the intake manifold is still highly contaminated with oil.
  • the oil present in the bleed stream provides a noticeable increase in pollutant emissions when the bleed stream is sent to combustion and burns the oil.
  • a remedy here can be the use of an active separation device, which is to be provided as an additional unit.
  • separation devices are, for example, oil separation systems, which according to the cyclone principle d. H. working with the use of centrifugal force.
  • These ⁇ labscheidesysteme be arranged as an additional separate assembly on the internal combustion engine, the contaminated venting stream, the purified venting stream and the separated oil via lines, especially hoses, or the like communicate with the internal combustion engine.
  • Another object of the present invention is to provide an internal combustion engine for carrying out such a method, which is equipped with a crankcase, a cylinder block, a cylinder head, at least one cover, such as a valve cover, an engine mount, and an intake manifold as components, and in particular - in comparison with conventional internal combustion engines - has an optimized ventilation of the crankcase and at the same time has only a small additional space requirement.
  • the first sub-task is solved by a method for venting a crankcase of an internal combustion engine, which has a cylinder block, a cylinder head and at least one cover, such as a valve cover, in which the crankcase with at least one integrated in the internal combustion engine Centrifugal separator is connected so that a contaminated with oil vent flow is passed as a result of a pressure gradient from the crankcase to the centrifugal separator, and the vent flow of a separation chamber of the at least one centrifugal - is fed tangentially - to form a circular circulating flow, so that the liquid components contained in the vent flow ,
  • the oil are deposited as a result of centrifugal force, and these separated liquid components are then separated from the gaseous components of the vent flow, on the one hand, the separated liquid components are discharged by utilizing the acceleration of gravity from the deposition chamber and evacuated on the other hand, the gaseous components from the deposition chamber become.
  • At least one centrifugal separator is integrated in the internal combustion engine, integration in the context of the present invention being understood and interpreted as meaning that the centrifugal separator is not externally d as a separate unit.
  • H. is arranged as an additional accessory in addition to the internal combustion engine, but all functional surfaces of the centrifugal separator are formed by means of existing components of the internal combustion engine. How this is done in detail, will be described below in connection with the internal combustion engine according to the invention.
  • an integrated centrifugal separator does not lead to an increased space requirement, so that the internal combustion engine according to the invention, together with the necessary ancillary components, is of the same construction volume in comparison to conventional internal combustion engines. This supports the aim of the designers, in the engine compartment of the motor vehicle as effective as possible d. H. to realize tight packaging of the entire drive unit.
  • connection of the crankcase with the centrifugal separator can also be integrated into the internal combustion engine, so that supply lines, especially in the form of hoses, as required in conventional internal combustion engines with external separation devices are avoided.
  • the leakage susceptibility of the entire system is thereby lowered significantly.
  • the cost can be reduced, on the one hand, the manufacturing costs but also the assembly costs, in particular by reducing the number of components, are reduced.
  • the inventive method has a high efficiency with respect to the cleaning of the vent flow, as with the centrifugal separator, an active separation device is used, which actively supports the separation or separation of the liquid components, in particular of the oil, from the gaseous components of the venting stream.
  • the contaminated with oil venting stream which flows as a result of a pressure gradient from the crankcase to the centrifugal separator, the centrifugal separator or a so-called deposition chamber of the centrifugal separator is supplied tangentially.
  • the venting stream is then separated into its two phases, namely on the one hand the liquid phase and on the other hand, the gaseous phase. Both phases can be removed separately from the separation chamber.
  • the inventive method thus the first object of the invention is based, that is to show a method for venting an internal combustion engine, with which the known from the prior art disadvantages are overcome, and which in particular a high efficiency in the cleaning of the venting stream under only low cost
  • Embodiments of the method in which the at least one centrifugal separator is at least partially in the valve cover and / or the cylinder head are advantageous and / or the cylinder block is integrated, wherein the crankcase and the at least one centrifugal separator via a chain box and the valve cover are interconnected, so that the vent flow from the crankcase via the chain case and the valve cover is passed into the at least one centrifugal separator.
  • This variant of the method advantageously uses existing components to form the connection between the crankcase and centrifugal separator.
  • valve cover on the one hand provided for covering the camshaft and the valve trains valve cover is used, which has the task from home to seal the said components and component groups oil-tight to the environment and to protect against contamination.
  • the realized on the basis of these functions already in the valve bonnet technical characteristics, in particular the oil tightness are used according to the invention to direct the vent flow as free of leakage from the crankcase to the centrifugal, without the valve cover would have to be constructively changed in view of this additionally assigned their task.
  • the chain case extends close to the crankcase, so that the vent flow can be conducted from the crankcase into the chain case and at the other end of the chain case in the area of the camshaft drive into the valve cover. From here it is fed to the at least one centrifugal separator.
  • the at least one centrifugal separator is at least partially integrated into the valve cover and / or the cylinder head and / or the cylinder block.
  • the valve cover is usually a plastic part produced by the injection molding process, so that at least part of the functional surfaces of the centrifugal separator can be integrated by appropriate shaping in the valve cover already in the production of the valve cover.
  • functional surfaces can be incorporated into the cylinder head and the cylinder block, which are basically also castings.
  • only corresponding molds or cores are required in the production, which can realize functional surfaces of the centrifugal separator.
  • centrifugal separator along a vertical d. H. can be arranged substantially in the direction of gravitational acceleration in the engine block, so that the separated oil can be discharged by utilizing the gravitational acceleration of the deposition chamber.
  • the bleed stream can be used to lubricate the camshaft timing gear, camshaft and valve trains.
  • embodiments of the method are also advantageous in which the at least one centrifugal separator is at least partially integrated in the valve cover and / or the cylinder head and / or the cylinder block, wherein the crankcase and the at least one centrifugal separator via a riser, at least partially in the valve cover and / or the cylinder head and / or the cylinder block are connected to each other, so that the vent flow is passed from the crankcase via the riser into the at least one centrifugal separator.
  • crankcase is connected by means of a riser with the at least one centrifugal separator.
  • This riser is characterized by its short flow paths, which is particularly advantageous in cases where there is only a slight pressure gradient between the crankcase and centrifugal separator to promote the vent flow.
  • Embodiments of the method are advantageous in which the at least one centrifugal separator is connected by means of a line to a vacuum source in order to evacuate the gaseous constituents of the vent flow from the deposition chamber.
  • This embodiment utilizes the fact that there is a negative pressure at several points in an internal combustion engine in operation. This vacuum is used to evacuate the gaseous components by connecting the deposition chamber to the vacuum source. There are no additional measures required to remove the gaseous phase of the vent flow to the separator. The promotion is due to a pressure gradient between the deposition chamber and vacuum source.
  • Embodiments of the method in which the at least one centrifugal separator is connected by means of a line to an intake tract of the internal combustion engine are advantageous in order to evacuate the gaseous constituents of the venting stream from the deposition chamber, wherein the line is preferably connected to the intake tract downstream of a throttle valve arranged in the intake tract becomes.
  • This embodiment of the method is advantageous because the gaseous phase is evacuated not only without further action as a result of an already prevailing pressure gradient, but also because the gaseous phase of the venting stream is fed together with additional combustion air or fresh fuel-air mixture combustion and disposed of advantageously in this way.
  • This variant of the method is particularly advantageous because the oil contained in the vent flow can not be completely separated from the gaseous constituents, even when using an active precipitator, so that the gaseous phase of the vent flow has an unavoidable residual fraction of oil even after passing through the precipitator and thus unsuitable for being fired directly into the environment. A slight increase in pollutant emissions due to combustion of the oil is accepted.
  • a first valve is provided in the line to the vacuum source, with which the evacuation of the gaseous components from the deposition chamber is controlled.
  • the line to the vacuum source for example, be closed when the pressure gradient between the deposition chamber and vacuum source for a promotion of the purified vent flow is too low.
  • a venting of the deposition chamber can thus be selectively controlled, but in particular also be laid on operating conditions in which a vent offers. If, on the other hand, the pressure gradient is too great, the flow resistance of the pipe can be increased with the aid of the valve.
  • the valve can also be closed in operating conditions in which an increased pollutant emissions due to oil combustion is undesirable.
  • driving conditions or operating states of the internal combustion engine are conceivable in which a return flow starting from the negative pressure source in the direction of the deposition chamber is to be feared, as may occur, for example, during pushing operation.
  • embodiments of the method are advantageous in which the valve is opened when the pressure in the deposition chamber is higher than the pressure of the vacuum source, and the valve is closed when the pressure in the deposition chamber is lower than the pressure of the vacuum source.
  • the deposition chamber tapers in the direction of a discharge opening for the liquid ingredients.
  • the deposition chamber is preferably cylindrical in its basic form, which supports the circulating cyclone flow.
  • the tapered portion of the chamber is preferably in the shape of a truncated cone so that the radius of the tangential tangential flow steadily decreases as it enters the conical section, thereby increasing the centrifugal forces acting on the oil droplets still in the purge stream the efficiency of cleaning by additional deposits of oil further increased.
  • a centrifugal separator which has a subsequent to the deposition chamber calming chamber.
  • the settling chamber also serves as a reservoir for the separated oil and gives the opportunity with the oil in the settling chamber gaseous components of the venting flow to escape back into the deposition chamber.
  • the second sub-task on which the invention is based is achieved by an internal combustion engine which has a crankcase, a cylinder block, a cylinder head, at least one cover, for example a valve cover, an engine mount, and an intake tract as components, and which is characterized in that at least provided with a Abscheidehunt centrifugal separator is provided, which is integrated in such a way in the internal combustion engine, that all walls of the at least one centrifugal separator are formed by components of the internal combustion engine, wherein a first connection of the crankcase is provided with the at least one centrifugal separator, through which from the crankcase and contaminated with oil venting stream is passed into the at least one centrifugal separator to separate the liquid components and to separate from the gaseous components of the venting stream.
  • a first connection of the crankcase is provided with the at least one centrifugal separator, through which from the crankcase and contaminated with oil venting stream is passed into the at least one centrifugal separator to separate the liquid components and to
  • the functional surfaces of the at least one centrifugal separator are basically all components that are already present in a conventional internal combustion engine according to the prior art.
  • the crankcase, the cylinder block, the cylinder head, covers of any kind, such as the valve cover, engine mounts, parts of the intake manifold or the oil filter housing and the like are suitable.
  • Preferably own manufactured by casting process parts They offer the greatest potential for integration, whereby parts produced by injection molding as well as sand casting, but also parts produced by the so-called lost foam process, are suitable.
  • the parting planes can be selected in an advantageous manner, which will become clear in connection with the description of the figures.
  • Embodiments of the internal combustion engine in which the at least one centrifugal separator is at least partially integrated in the valve cover and / or the cylinder head and / or the cylinder block are advantageous.
  • the main advantages have already been mentioned in connection with the method according to the invention.
  • the valve cover is usually a plastic part produced by injection molding and the cylinder block and the cylinder head sand cast components, which is why these components include the above-mentioned - preferably to be used - components.
  • these components are also suitable for the formation of at least one centrifugal separator, because they allow the integration of the necessary channels in the internal combustion engine in addition to the integration of the separator, so allow training these channels without external supply lines, especially hose connections, would be necessary.
  • This advantage, the functional integration basically offer all components that are arranged between the crankcase and Einlass Thermal
  • Embodiments of the internal combustion engine in which the crankcase and the at least one centrifugal separator are connected to one another by means of a chain box and a valve cover are advantageous, so that the vent flow from the crankcase can be introduced into the at least one centrifugal separator through the chain case and the valve cover
  • crankcase and the at least one centrifugal separator are connected to each other by means of a riser, wherein the riser is at least partially disposed in the valve cover and / or the cylinder head and / or the cylinder block, so that the vent flow from the Crankcase is introduced through the riser in the at least one centrifugal separator.
  • a riser connection is particularly suitable if the internal combustion engine has no chain case, which could be used to connect the crankcase with the at least one centrifugal separator.
  • the riser is also characterized by short flow paths, so that the vent flow does not need to travel too far to the at least one centrifugal separator, which also offers advantages, if only a small Overpressure in the crankcase to promote the contaminated with oil venting current is available or available.
  • the riser preferably has a rectilinear course, so that - if at all - only small amounts of oil are deposited on the way from the crankcase to the at least one centrifugal and also the connection between the crankcase and centrifugal only a small flow resistance for the venting flow, which ensures a vent even with a slight overpressure in the crankcase.
  • Embodiments of the internal combustion engine in which the at least one centrifugal separator is connected by means of a line to a vacuum source are advantageous in order to evacuate the gaseous constituents of the venting stream from the separating chamber.
  • Embodiments of the internal combustion engine in which the at least one centrifugal separator is connected by means of a line to the intake tract of the internal combustion engine are advantageous in order to evacuate the gaseous components of the venting stream from the deposition chamber. Even after passing through the separator, the venting stream is more or less contaminated with oil, so that it is advantageous from an ecological point of view to supply this gas stream to the combustion and burn it and not to conduct it into the environment.
  • Embodiments of the internal combustion engine in which the line opens downstream of a throttle flap arranged in the intake tract into the intake tract are advantageous.
  • This embodiment of the internal combustion engine makes use of the fact that - especially in the partial load range - a pressure gradient across the more or less closed throttle valve, wherein behind the throttle valve. downstream of the throttle there is a negative pressure.
  • a valve in which in the line to the vacuum source, a valve is provided, with which the evacuation of the gaseous components from the deposition chamber is controlled.
  • the valve serves - as already on outlined above - including the prevention of backflow from the intake into the at least one centrifugal separator, which not only makes evacuation difficult or impossible, but also increase the mass of air contaminated with oil, since the back flowing in the at least one centrifugal separator Air or the returning fuel-air mixture would mix with oil in the separator.
  • Embodiments of the internal combustion engine in which the at least one centrifugal separator is equipped with a separation chamber which tapers in the direction of a discharge opening for the liquid constituents are advantageous. This serves to reduce the radius of the trajectory of the oil droplets and thus the increase of the centrifugal forces acting on the oil droplets contained in the vent flow, whereby the deposition process is supported. The efficiency of the cleaning process and the degree of purity of the vent flow is thereby increased.
  • Embodiments of the internal combustion engine in which the at least one centrifugal separator is equipped with a calming chamber adjoining the separation chamber are advantageous.
  • the at least one centrifugal separator is equipped with a second valve, with which the discharge of the liquid components is controlled.
  • the valve is preferably located behind the settling chamber so that oil can be removed from the settling chamber by opening the valve.
  • Embodiments of the internal combustion engine in which a second connection of the crankcase to the at least one centrifugal separator is provided, which serves to return the separated liquid constituents to the crankcase, are advantageous.
  • Figure 1 shows schematically a section of a first embodiment of the internal combustion engine according to the invention in cross section.
  • the internal combustion engine has a valve cover 3, a cylinder head 4 and a cylinder block 5.
  • the valve cover 3 serves to cover the camshaft and the valve trains (not shown) and has the task to seal these groups of components oil-tight against the environment and to protect against contamination.
  • the valve cover 3 is connected to the cylinder head 4, wherein a separating plane 17 is formed between the valve cover 3 and the cylinder head 4.
  • the cylinder head 4 is connected to form a further parting plane 18 with the cylinder block 5.
  • the already existing components namely the valve cover 3, the cylinder head 4 and the cylinder block 5 are used in an advantageous manner to integrate two centrifugal 1 a, 1 b in the internal combustion engine.
  • all the walls or functional surfaces of the centrifugal separators 1a, 1b are formed by the already existing components of the internal combustion engine.
  • Each centrifugal separator 1a, 1b is provided with a separation chamber 8a, 8b into which a vent stream coming from the crankcase and contaminated with oil is passed to separate the liquid components 15a, 51b, in particular the oil, and the gaseous components 16a, 16b to separate the vent flow.
  • the crankcase is connected, for example via a chain case (not shown) and the valve cover 3 with the deposition chambers 8a, 8b.
  • Figure 1 is a section this connection in the form of a first, arranged in the valve cover 3 connecting line 2a, 2b and a feed channel 2a, 2b visible.
  • valve cover 3 The already realized in the valve cover 3 technical features, in particular the oil seal, are used to conduct the vent flow as free of leakage from the crankcase to centrifugal 1a, 1b, without the valve cover 3 would have to be structurally changed in view of this additionally assigned task.
  • the bleed stream can be used to lubricate the camshaft timing gear, camshaft and valve trains.
  • the venting stream is then separated into its two phases, namely, on the one hand, the liquid phase 16a, 16b and, on the other hand, the gaseous phase 15a, 15b. Both phases can be removed separately from the deposition chambers 8a, 8b.
  • the gaseous components 15a, 15b or the purified air streams 16a, 16b evacuated via vacuum lines 12a, 12b up from the deposition chambers 8a, 8b, whereas the deposited liquid components 16a, 16b taking advantage of the gravitational acceleration down from the Separating chambers 8a, 8b are discharged.
  • Each separation chamber 8a, 8b tapers in the direction of the discharge opening 19a, 19b, wherein the tapered portion 9a, 9b of the chambers 8a, 8b - as shown in Figure 1 - preferably has the shape of a truncated cone, so that the radius of the rotating tangential flow 11 a, 11 b when entering the conical section 9a, 9b steadily reduced, whereby the centrifugal forces acting on the oil droplets still in the exhaust flow, are increased, which further increases the efficiency of cleaning by additional deposits of oil.
  • the oil flow 15a, 15b passes via the discharge openings 19a, 19b into settling chambers 10a, 10b, where the oil is collected.
  • the crankcase There is a second connection of the crankcase with the centrifugal separator 1a, 1b and the settling chamber 10a, 10b provided, which serves as a discharge channel 13a, 13b for discharging and returning the separated liquid components 15a, 15b in the crankcase.
  • the parting plane 17 between the valve cover 3 and cylinder head 4 on the one hand and the parting plane 18 between the cylinder head 4 and cylinder block 5 on the other hand with regard to the training of Functional surfaces of centrifugal separators 1a, 1b used in an advantageous manner.
  • the first parting plane 17 is specifically arranged where the conical section 9a, 9b of the deposition chamber 8a, 8b merges into the cylindrical section, which is preferable from casting technical points of view, since otherwise undercuts would be to be feared with complex Gußkern Modellen.
  • the second parting plane 18 is provided where the calming chambers 10a, 10b end and pass into the discharge channels. This ensures that the calming chambers 10a, 10b are easily accessible at a position of their largest diameter, which in turn offers advantages of casting technology.
  • FIG. 2 shows schematically the first embodiment shown in Figure 1 in longitudinal section.
  • the discharge of the purified air stream 16a is shown here.
  • the separation chamber 8a is connected by means of a vacuum line 12a to a vacuum source, preferably to the intake tract of the internal combustion engine. Otherwise, reference is made to FIG. 1.
  • the same reference numerals have been used for the same components.
  • Figure 3a shows schematically and in plan view a second embodiment in the longitudinal direction cut.
  • the contaminated with oil vent flow flows through the chain case 7 and arranged in the valve cover 3 feed channel 2a from the crankcase to the centrifugal separator 1a.
  • the vent flow of the deposition chamber 8a is supplied tangentially, so that in the deposition chamber 8a a revolving tangential flow 11a is formed.
  • the plunger 21 of the valve trains and on the other hand, the intake manifold 22 are arranged.
  • FIG. 3b schematically shows the second embodiment shown in FIG. 3a along the section line A-A marked in FIG. 3a.
  • the contaminated with oil vent flow passes through the feed channel 2a in the deposition chamber 8a.
  • a circumferential tangential flow 11a is formed, wherein the liquid components contained in the vent flow 15a, in particular the oil, are deposited as a result of the centrifugal forces, so that two phases, namely on the one hand, the liquid phase or the oil and on the other hand, the gaseous phase available.
  • the gaseous constituents 16a are removed as purified air stream 16a via a vacuum line 12a upwards out of the separation chamber 8a.
  • the separated liquid components 15a are discharged by utilizing the acceleration of gravity down from the deposition chamber 8a.
  • the deposition chamber 8a initially tapers in the direction of the discharge opening 19a and forms a conical section 9a, as a result of which the centrifugal forces which act on the oil droplets still present in the deaeration stream are increased.
  • the oil flow 15a passes through the discharge ports 19a from the deposition chamber 8a into the settling chamber 10a, where the oil is collected.
  • a discharge channel 13a in which a second valve 14a is arranged, the separated liquid components 15a are discharged into the crankcase.
  • the centrifugal separator 1 a is integrated into the valve cover 3 and the cylinder head 4.
  • the cylinder block is not used for integration.
  • the parting plane 17 between the valve cover 3 and the cylinder head 4 is used to facilitate the formation of the functional surfaces of the centrifugal separator 1a in an advantageous manner that is provided at a suitable location.
  • the valve cover 3 is modular, ie in the present case in two parts, wherein the valve cover 3 has a lower valve cover 3 'and an upper valve cover 3 ", which also supports the formation of the separation device.
  • the first parting plane 17 in the structure of the centrifugal separator 1a is specifically arranged at the upper end of the settling chamber 10a, which is preferable from casting technical points of view. This ensures that the settling chamber 10a is easily accessible at a location of its largest diameter.
  • the Abscheidehunt 8 a with its conical portion 9 a is disposed completely in the valve cover 3 and can be produced in a simple manner, since the valve cover 3 is formed in two parts and the Abscheidehunt 8 a in the open state of the valve cover 3 i. in the disassembled state, the valve cover 3 is accessible.
  • the parting planes 17, 18 are provided with O-rings 23, so that a sufficient sealing function is ensured both in the parting plane 17 between the valve cover 3 and cylinder head 4 and in the parting plane 18 between the cylinder head 4 and cylinder block.
  • Figure 4a shows schematically and in plan view a third embodiment which is cut along the longitudinal direction.
  • FIG. 4b shows this third embodiment along the section line B - B marked in FIG. 4a.
  • this third embodiment has a riser 20 to connect the crankcase and the at least one centrifugal separator 1a together. Only the differences from the embodiment shown in FIGS. 3a and 3b will be discussed, for which reason reference is made to FIGS. 3a and 3b. The same reference numerals have been used for the same components.
  • the riser 20 is partially integrated in the valve cover 3 and the cylinder head 4 and leads through the cylinder block to the crankcase (not shown).
  • the vent flow can be passed in this way through the riser 20 into the centrifugal separator 1a.
  • the bleed stream flowing through the riser 20 is fed tangentially to the centrifugal separator. The deposition or the separation of the liquid from the gaseous phase then takes place as already described in detail above.
  • the riser 20 is characterized by short flow paths and provides only a low flow resistance for the vent flow, so that a vent is ensured even if only a slight overpressure in the crankcase to promote the contaminated with oil vent flow is available.

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Abstract

The crankcase is connected to at least one centrifugal separator integrated in the valve cap (3), cylinder head (4) and/or cylinder block of the internal combustion engine. All functional surfaces of the centrifugal separator are formed by already existing components of the internal combustion engine. A venting flow contaminated with oil is fed from the crankcase to the centrifugal separator as a result of a pressure gradient. The venting flow is fed tangentially so that oil is separated. The separated liquid components (15a,15b) are removed by gravity from the separator chamber (8a,8b), while the gas components (16a,16b) are evacuated from the separator chamber. An independent claim is included for an internal combustion engine.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entlüftung eines Kurbelgehäuses einer Brennkraftmaschine, welche über einen Zylinderblock, einen Zylinderkopf und mindestens eine Abdeckung, beispielsweise eine Ventilhaube, verfügt.The invention relates to a method for venting a crankcase of an internal combustion engine, which has a cylinder block, a cylinder head and at least one cover, for example a valve cover.

Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Brennkraftmaschine zur Durchführung eines derartigen Verfahrens, welche über ein Kurbelgehäuse, einen Zylinderblock, einen Zylinderkopf, mindestens eine Abdeckung, beispielsweise eine Ventilhaube, eine Motoraufhängung, und einen Ansaugtrakt als Bauteile verfügt.Furthermore, the invention relates to an internal combustion engine for carrying out such a method, which has a crankcase, a cylinder block, a cylinder head, at least one cover, for example a valve cover, an engine mount, and an intake manifold as components.

Ein Verfahren der oben genannten Art dient der Entlüftung des Kurbelgehäuses und verhindert, daß der Druck, der sich im Kurbelgehäuse während des Betriebes der Brennkraftmaschine aufbaut, unerwünscht hohe Werte annimmt.A method of the above type is used to vent the crankcase and prevents the pressure that builds up in the crankcase during operation of the internal combustion engine, undesirably high values.

Der Kolben jedes Zylinders einer Brennkraftmaschine wird axial beweglich in einem Zylinderrohr geführt und begrenzt zusammen mit dem Zylinderrohr und dem Zylinderkopf den Brennraum eines Zylinders. Der Kolbenboden bildet dabei einen Teil der Brennrauminnenwand und dichtet zusammen mit den Kolbenringen den Brennraum gegen das Kurbelgehäuse ab, so daß keine Verbrennungsgase bzw. keine Verbrennungsluft in das Kurbelgehäuse gelangen und kein Öl in den Brennraum gelangt. Hierzu ist der Kolben nach dem Stand der Technik zur Aufnahme von Kolbenringen auf seiner äußeren Mantelfläche mit Ringnuten ausgestattet, wobei die Kolbenringe sich nahezu über den gesamten Umfang des Kolbens erstrecken.The piston of each cylinder of an internal combustion engine is axially movably guided in a cylinder tube and limits together with the cylinder tube and the cylinder head the combustion chamber of a cylinder. The piston crown forms part of the combustion chamber inner wall and seals together with the piston rings from the combustion chamber against the crankcase, so that no combustion gases or combustion air enter the crankcase and no oil enters the combustion chamber. For this purpose, the piston is equipped according to the prior art for receiving piston rings on its outer circumferential surface with annular grooves, wherein the piston rings extend almost over the entire circumference of the piston.

Eine vollständige Abdichtung des Brennraums gegenüber dem Kurbelgehäuse kann jedoch nicht sichergestellt werden, so daß ein Teil der Verbrennungsgase bzw. der Verbrennungsluft in das Kurbelgehäuse gelangt und dort für eine Druckerhöhung sorgt.However, a complete sealing of the combustion chamber relative to the crankcase can not be ensured, so that a part of the combustion gases or the combustion air passes into the crankcase and there ensures an increase in pressure.

Ein Teil des im Kurbelgehäuse befindlichen Öls vermischt sich in Form eines feinen Ölnebels mit den im Kurbelgehäuse befindlichen Gasen. Unterstützt wird dies durch die sich im Ölsumpf des Kurbelgehäuses drehende Kurbelwelle, die zu einer zusätzlichen Verschäumung des Öls beiträgt.Part of the oil in the crankcase mixes in the form of a fine oil mist with the gases in the crankcase. This is supported by the crankshaft rotating in the oil sump of the crankcase, which contributes to additional foaming of the oil.

Um den Druck im Kurbelgehäuse abzubauen, werden nach dem Stand der Technik Verfahren zur Entlüftung des Kurbelgehäuses eingesetzt, wobei die Problematik bei der Entlüftung insbesondere darin besteht, daß die im Kurbelgehäuse befindlichen Gase mit Öl kontaminiert sind. Folglich ist es nicht zielführend, das Kurbelgehäuse lediglich mit Entlüftungsöffnungen zu versehen, über die ein Druckausgleich erfolgen kann. Vielmehr muß der aus dem Kurbelgehäuse austretende Entlüftungsstrom von den im Entlüftungsstrom befindlichen flüssigen Bestandteilen, insbesondere dem Öl, getrennt werden. Dabei wird das abgeschiedene und rückgewonnene Öl vorzugsweise in das Kurbelgehäuse zurückgeführt, wohingegen der gereinigte Entlüftungsstrom vorzugsweise dem Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine zugeführt wird, um wiederum an der Verbrennung teilzunehmen.In order to reduce the pressure in the crankcase, the prior art method for venting the crankcase are used, the problem with the vent is in particular that the gases in the crankcase are contaminated with oil. Consequently, it is not expedient to provide the crankcase only with ventilation openings, via which a pressure equalization can take place. Rather, the venting stream leaving the crankcase must be separated from the liquid constituents present in the venting stream, in particular the oil. In this case, the separated and recovered oil is preferably returned to the crankcase, whereas the purified vent stream is preferably supplied to the intake tract of the internal combustion engine, in turn to participate in the combustion.

Ein Verfahren zur Entlüftung des Kurbelgehäuses und eine Brennkraftmaschine zur Durchführung des Verfahrens beschreibt die EP 0 591 737 A1.A method for venting the crankcase and an internal combustion engine for carrying out the method are described in EP 0 591 737 A1.

Die europäische Patentanmeldung EP 0 591 737 A1 offenbart eine Brennkraftmaschine, die über ein Kurbelgehäuse und einen Zylinderkopf verfügt, wobei der Zylinderkopf mittels Zylinderkopfschrauben mit dem Kurbelgehäuse fest verbunden ist. Hierzu weist der Zylinderkopf Durchgangsbohrungen auf, durch die die Zylinderkopfschrauben hindurchgeführt werden, um in zu den Durchgangsbohrungen korrespondierenden Gewindebohrungen, die im Kurbelgehäuse angeordnet sind, eingeschraubt zu werden.European Patent Application EP 0 591 737 A1 discloses an internal combustion engine having a crankcase and a cylinder head, the cylinder head being fixedly connected to the crankcase by means of cylinder head bolts. For this purpose, the cylinder head on through holes through which the cylinder head bolts are passed to be screwed into corresponding to the through holes tapped holes which are arranged in the crankcase, to be screwed.

Zur Rückführung des im Zylinderkopf auskondensierten bzw. abgeschiedenen Öls, das in einer Kammer im Zylinderkopf gesammelt wird, werden im Zylinderkopf und im Kurbelgehäuse Kanäle vorgesehen, die parallel zu den Durchgangsbohrungen und den Gewindebohrungen verlaufen und in das Kurbelgehäuse münden. Dabei dient mindestens ein Kanal zur Entlüftung des Kurbelgehäuses, wozu dieser Entlüftungskanal mittels eines Verbindungskanals im Zylinderkopf mit einer Durchgangsbohrung verbunden ist.For returning the condensed in the cylinder head or deposited oil collected in a chamber in the cylinder head, channels are provided in the cylinder head and in the crankcase, which run parallel to the through holes and the threaded holes and open into the crankcase. In this case, at least one channel for venting the crankcase, for which purpose this venting channel is connected by means of a connecting channel in the cylinder head with a through hole.

Der Entlüftungskanal leitet den aus dem Kurbelgehäuse austretenden und mit Öl kontaminierten Entlüftungsstrom über die Durchgangsbohrung in eine am Ende dieser Durchgangsbohrung vorgesehene Beruhigungskammer, in der ein Teil des Öls abgeschieden wird, und anschließend über eine weitere Leitung in den Einlaßkrümmer der Brennkraftmaschine, um von dort der Verbrennung zugeführt zu werden.The vent channel directs the emerging from the crankcase and contaminated with oil venting stream through the through hole in a provided at the end of this through hole calming chamber in which a part of the oil is deposited, and then via another line in the intake manifold of the internal combustion engine to from there the Incineration to be supplied.

Nachteilig an dem in der EP 0 591 737 A1 beschriebenen Verfahren zur Entlüftung des Kurbelgehäuses ist, daß es sich bei dem Verfahren um ein passives Verfahren handelt. Daß heißt, die Trennung der gasförmigen und der flüssigen Bestandteile des Entlüftungsstromes wird nicht aktiv unterstützt, weshalb der Wirkungsgrad der Ölabscheidung gering ist. Der Entlüftungsstrom wird gewissermaßen sich selbst überlassen, wobei eine Abscheidung des Öls lediglich unter Ausnutzung strömungstechnischer Effekte erzielt wird. Dabei soll sich ein Teil des Öls an den Wandungen der Entlüftungsleitung niederschlagen bzw. in der Beruhigungskammer auskondensieren. Als Folge des passiven Verfahrens ist der dem Einlaßkrümmer zugeführte Entlüftungsstrom nach wie vor in hohem Maße mit Öl kontaminiert. Das im Entlüftungsstrom vorhandene Öl sorgt für eine spürbare Zunahme der Schadstoffemissionen, wenn der Entlüftungsstrom der Verbrennung zugeführt wird und das Öl verbrennt.A disadvantage of the method for venting the crankcase described in EP 0 591 737 A1 is that the method is a passive method. That means that the separation of the gaseous and the liquid components of the venting stream is not actively supported, which is why the efficiency of the oil separation is low. The vent flow is effectively left to itself, with a separation of the oil is achieved only by utilizing fluidic effects. In this case, a part of the oil should precipitate on the walls of the vent line or condense in the settling chamber. As a result of the passive process, the vent flow supplied to the intake manifold is still highly contaminated with oil. The oil present in the bleed stream provides a noticeable increase in pollutant emissions when the bleed stream is sent to combustion and burns the oil.

Für Abhilfe kann hier der Einsatz einer aktiven Abscheidevorrichtung sorgen, die als zusätzliches Aggregat vorzusehen ist. Solche Abscheidevorrichtungen sind beispielsweise Ölabscheidesysteme, die nach dem Zyklonprinzip d. h. unter Ausnutzung der Fliehkraft arbeiten. Diese Ölabscheidesysteme werden als zusätzliche separate Baugruppe an der Brennkraftmaschine angeordnet, wobei der kontaminierte Entlüftungsstrom, der gereinigte Entlüftungsstrom und das abgeschiedene Öl über Leitungen, insbesondere Schläuche, oder dergleichen mit der Brennkraftmaschine kommunizieren.A remedy here can be the use of an active separation device, which is to be provided as an additional unit. Such separation devices are, for example, oil separation systems, which according to the cyclone principle d. H. working with the use of centrifugal force. These Ölabscheidesysteme be arranged as an additional separate assembly on the internal combustion engine, the contaminated venting stream, the purified venting stream and the separated oil via lines, especially hoses, or the like communicate with the internal combustion engine.

Ein wesentlicher Vorteil derartiger aktiver Abscheidevorrichtungen ist der hohe Wirkungsgrad bei der Reinigung des Entlüftungsstromes d. h. bei der Rückgewinnung des im Entlüftungsstrom befindlichen Öls. Darüber hinaus weisen diese Abscheidevorrichtungen aber auch eine Vielzahl von Nachteilen auf, die im folgendem kurz erörtert werden sollen.A significant advantage of such active separation devices is the high efficiency in the purification of the vent flow d. H. during the recovery of the oil in the bleed stream. In addition, however, these separation devices also have a number of disadvantages, which will be briefly discussed in the following.

Prinzipbedingt muß die an sich schon kostenintensive Abscheidevorrichtung über Schläuche oder dergleichen mit der Brennkraftmaschine verbunden werden. Dies erhöht nicht nur die Kosten, sondern auch die Leckageanfälligkeit des - die Abscheidevorrichtung und die Brennkraftmaschine umfassenden - Gesamtsystems, denn die Schläuche können aufgrund von mechanischen Einflüssen oder infolge eines Alterungsprozesses porös werden.Due to the principle of the already costly separation device must be connected via hoses or the like to the internal combustion engine. This not only increases the cost but also the leakage susceptibility of the overall system comprising the separator and the internal combustion engine, since the hoses may become porous due to mechanical influences or as a result of an aging process.

Zudem ist der Einsatz separater Abscheideaggregate und der Einsatz von Schläuchen zwangsläufig mit einer Erhöhung der Schnittstellen verbunden, an denen unterschiedliche Bauteile miteinander verbunden werden müssen, was die Leckageanfälligkeit des Gesamtsystems ebenfalls erhöht. Die Verbindung der Bauteile ist zum einen aufgrund der notwendigen Verbindungselemente und zum anderen aufgrund der erforderlichen Montagezeit zur Realisierung dieser Verbindung kostenintensiv.In addition, the use of separate separation units and the use of hoses is inevitably associated with an increase in the interfaces at which different components must be connected to each other, which also increases the susceptibility to leakage of the entire system. The connection of the components is on the one hand due to the necessary fasteners and on the other hand due to the required assembly time to realize this connection costly.

Abgesehen von den vorzusehenden Schläuchen sind derartige Abscheidesysteme sehr komplex und erhöhen grundsätzlich die Anzahl der Bauteile des Gesamtsystems, was für eine Zunahme der Herstellungskosten sorgt. Eine hohe Anzahl an Bauteilen führt aber auch zu hohen Montagekosten, die in die Herstellungskosten einfließen, und zu einer Gewichtszunahme des Gesamtsystems, wobei man im Hinblick auf einen geringen Kraftstoffverbrauch immer bemüht ist, ein Lösungskonzept von möglichst geringem Gewicht zu konzipieren.Apart from the hoses to be provided, such separation systems are very complex and generally increase the number of components of the overall system, which increases the manufacturing costs. However, a high number of components also leads to high assembly costs, which are included in the manufacturing costs, and to an increase in weight of the entire system, which is always striving to conceive a solution concept of the lowest possible weight in terms of low fuel consumption.

Die Montagezeit und damit die Montagekosten steigen - wie bereits erwähnt - mit einer zunehmenden Anzahl an Bauteilen. Mit der zunehmenden Bauteilanzahl steigt auch die Wahrscheinlichkeit, bei der Fertigung der einzelnen Bauteile und bei deren Montage Fehler zu begehen, die sich auf die spätere Funktionstüchtigkeit und Lebensdauer der Vorrichtung nachteilig auswirken können.The assembly time and thus the assembly costs increase - as already mentioned - with an increasing number of components. As the number of components increases, so does the likelihood of making mistakes in the fabrication of the individual components and in their assembly which may adversely affect the later functioning and life of the device.

Des Weiteren haben separate d. h. externe Abscheidevorrichtungen einen vergleichsweise hohen Raumbedarf. Dieser hohe Raumbedarf steht aber dem Ziel der Konstrukteure, im Motorraum des Kraftfahrzeuges ein möglichst effektives d. h. dichtes Packaging der gesamten Antriebseinheit zu realisieren, entgegen.Furthermore, separate d. H. external separation devices a comparatively high space requirement. But this high space requirement is the goal of the designers, in the engine compartment of the motor vehicle as effective as possible d. H. To realize dense packaging of the entire drive unit, contrary.

Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Entlüftung einer Brennkraftmaschine aufzuzeigen, mit dem die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile überwunden werden, und welches insbesondere im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren über einen hohen Wirkungsgrad bei der Reinigung des Entlüftungsstromes bei nur geringen Kosten verfügt.Against this background, it is the object of the present invention to provide a method for venting an internal combustion engine, with which the known from the prior art disadvantages are overcome, and which in particular compared to conventional methods on a high efficiency in the cleaning of the vent flow at only low cost.

Eine weitere Teilaufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Brennkraftmaschine zur Durchführung eines derartigen Verfahrens aufzuzeigen, die mit einem Kurbelgehäuse, einem Zylinderblock, einem Zylinderkopf, mindestens einer Abdeckung, beispielsweise einer Ventilhaube, einer Motoraufhängung, und einem Ansaugtrakt als Bauteile ausgestattet ist, und die insbesondere - im Vergleich mit herkömmlichen Brennkraftmaschinen - über eine optimierte Entlüftung des Kurbelgehäuses verfügt und gleichzeitig nur einen geringen zusätzlichen Raumbedarf aufweist.Another object of the present invention is to provide an internal combustion engine for carrying out such a method, which is equipped with a crankcase, a cylinder block, a cylinder head, at least one cover, such as a valve cover, an engine mount, and an intake manifold as components, and in particular - in comparison with conventional internal combustion engines - has an optimized ventilation of the crankcase and at the same time has only a small additional space requirement.

Gelöst wird die erste Teilaufgabe durch ein Verfahren zur Entlüftung eines Kurbelgehäuses einer Brennkraftmaschine, welche über einen Zylinderblock, einen Zylinderkopf und mindestens eine Abdeckung, beispielsweise eine Ventilhaube, verfügt, bei dem das Kurbelgehäuse mit mindestens einem in der Brennkraftmaschine integrierten Fliehkraftabscheider verbunden wird, so daß ein mit Öl kontaminierter Entlüftungsstrom infolge eines Druckgefälles vom Kurbelgehäuse zum Fliehkraftabscheider geleitet wird, und der Entlüftungsstrom einer Abscheidekammer des mindestens einen Fliehkraftabscheiders - zur Ausbildung einer kreisförmigen umlaufenden Strömung - tangential zugeführt wird, so daß die im Entlüftungsstrom enthaltenen flüssigen Bestandteile, insbesondere das Öl, infolge der Fliehkraft abgeschieden werden, und diese abgeschiedenen flüssigen Bestandteile anschließend von den gasförmigen Bestandteilen des Entlüftungsstromes getrennt werden, indem einerseits die abgeschiedenen flüssigen Bestandteile unter Ausnutzung der Erdbeschleunigung aus der Abscheidekammer abgeführt werden und andererseits die gasförmigen Bestandteile aus der Abscheidekammer evakuiert werden.The first sub-task is solved by a method for venting a crankcase of an internal combustion engine, which has a cylinder block, a cylinder head and at least one cover, such as a valve cover, in which the crankcase with at least one integrated in the internal combustion engine Centrifugal separator is connected so that a contaminated with oil vent flow is passed as a result of a pressure gradient from the crankcase to the centrifugal separator, and the vent flow of a separation chamber of the at least one centrifugal - is fed tangentially - to form a circular circulating flow, so that the liquid components contained in the vent flow , In particular, the oil, are deposited as a result of centrifugal force, and these separated liquid components are then separated from the gaseous components of the vent flow, on the one hand, the separated liquid components are discharged by utilizing the acceleration of gravity from the deposition chamber and evacuated on the other hand, the gaseous components from the deposition chamber become.

Erfindungsgemäß wird mindestens ein Fliehkraftabscheider in der Brennkraftmaschine integriert, wobei Integration im Rahmen der vorliegenden Erfindung dahingehend zu verstehen und auszulegen ist, daß der Fliehkraftabscheider nicht als separates Aggregat extern d. h. als zusätzliches Nebenaggregat neben der Brennkraftmaschine angeordnet wird, sondern sämtliche Funktionsflächen des Fliehkraftabscheiders mittels bereits vorhandener Bauteile der Brennkraftmaschine ausgebildet werden. Wie dies im einzelnen erfolgt, wird weiter unten im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine beschrieben.According to the invention, at least one centrifugal separator is integrated in the internal combustion engine, integration in the context of the present invention being understood and interpreted as meaning that the centrifugal separator is not externally d as a separate unit. H. is arranged as an additional accessory in addition to the internal combustion engine, but all functional surfaces of the centrifugal separator are formed by means of existing components of the internal combustion engine. How this is done in detail, will be described below in connection with the internal combustion engine according to the invention.

Die Integration des Fliehkraftabscheiders in der Brennkraftmaschine bietet gleich mehrere wesentliche Vorteile.The integration of the centrifugal separator in the internal combustion engine offers several significant advantages.

Zum einen führt ein integrierter Fliehkraftabscheider nicht zu einem erhöhten Raumbedarf, so daß die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine mitsamt der erforderlichen Nebenaggregate im Vergleich zu herkömmlichen Brennkraftmaschinen von gleichem Bauraumvolumen ist. Dies unterstützt das Ziel der Konstrukteure, im Motorraum des Kraftfahrzeuges ein möglichst effektives d. h. dichtes Packaging der gesamten Antriebseinheit zu realisieren.On the one hand, an integrated centrifugal separator does not lead to an increased space requirement, so that the internal combustion engine according to the invention, together with the necessary ancillary components, is of the same construction volume in comparison to conventional internal combustion engines. This supports the aim of the designers, in the engine compartment of the motor vehicle as effective as possible d. H. to realize tight packaging of the entire drive unit.

Die Verbindung des Kurbelgehäuses mit dem Fliehkraftabscheider kann dabei ebenfalls in die Brennkraftmaschine integriert werden, so daß Versorgungsleitungen, insbesondere in Form von Schläuchen, wie sie bei herkömmlichen Brennkraftmaschinen mit externen Abscheidevorrichtungen erforderlich sind, vermieden werden. Die Leckageanfälligkeit des Gesamtsystems wird dadurch signifikant abgesenkt.The connection of the crankcase with the centrifugal separator can also be integrated into the internal combustion engine, so that supply lines, especially in the form of hoses, as required in conventional internal combustion engines with external separation devices are avoided. The leakage susceptibility of the entire system is thereby lowered significantly.

Des weiteren können durch diese Maßnahme die Kosten gesenkt werden, wobei einerseits die Herstellungskosten aber auch die Montagekosten, insbesondere durch die Verringerung der Bauteilanzahl, reduziert werden.Furthermore, by this measure, the cost can be reduced, on the one hand, the manufacturing costs but also the assembly costs, in particular by reducing the number of components, are reduced.

Durch die Eliminierung einzelner Montagevorgänge sinkt auch die Wahrscheinlichkeit, bei der Montage Fehler zu begehen, die sich auf die spätere Funktionstüchtigkeit und Lebensdauer des Gesamtsystems nachteilig auswirken können.The elimination of individual assembly operations also reduces the likelihood of errors in the assembly, which can adversely affect the subsequent functioning and lifetime of the entire system.

Darüber hinaus verfügt das erfindungsgemäße Verfahren über einen hohen Wirkungsgrad hinsichtlich der Reinigung des Entlüftungsstromes, da mit dem Fliehkraftabscheider eine aktive Abscheidevorrichtung verwendet wird, die die Trennung bzw. Abscheidung der flüssigen Bestandteile, insbesondere des Öls, von den gasförmigen Bestandteilen des Entlüftungsstroms aktiv unterstützt.In addition, the inventive method has a high efficiency with respect to the cleaning of the vent flow, as with the centrifugal separator, an active separation device is used, which actively supports the separation or separation of the liquid components, in particular of the oil, from the gaseous components of the venting stream.

Dabei wird der mit Öl kontaminierte Entlüftungsstrom, der infolge eines Druckgefälles vom Kurbelgehäuse zum Fliehkraftabscheider strömt, dem Fliehkraftabscheider bzw. einer sogenannten Abscheidekammer des Fliehkraftabscheiders tangential zugeführt. Hierdurch bildet sich eine kreisförmige Zyklonströmung d. h. eine in der Abscheidekammer umlaufende Tangentialströmung aus, so daß die im Entlüftungsstrom enthaltenen flüssigen Bestandteile, insbesondere das Öl, infolge der Fliehkraft an den Wandungen der Abscheidekammer abgeschieden werden.In this case, the contaminated with oil venting stream, which flows as a result of a pressure gradient from the crankcase to the centrifugal separator, the centrifugal separator or a so-called deposition chamber of the centrifugal separator is supplied tangentially. This forms a circular cyclone flow d. H. a circulating in the deposition chamber tangential flow, so that the liquid components contained in the vent flow, in particular the oil, are deposited due to the centrifugal force on the walls of the deposition chamber.

Der Entlüftungsstrom liegt anschließend in seine zwei Phasen aufgetrennt vor, nämlich einerseits der flüssigen Phase und andererseits der gasförmigen Phase. Beide Phasen können getrennt voneinander aus der Abscheidekammer abgeführt werden.The venting stream is then separated into its two phases, namely on the one hand the liquid phase and on the other hand, the gaseous phase. Both phases can be removed separately from the separation chamber.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird somit die erste der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe gelöst, nämlich ein Verfahren zur Entlüftung einer Brennkraftmaschine aufzuzeigen, mit dem die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile überwunden werden, und welches insbesondere über einen hohen Wirkungsgrad bei der Reinigung des Entlüftungsstromes unter nur geringem Kostenaufwand verfügtThe inventive method thus the first object of the invention is based, that is to show a method for venting an internal combustion engine, with which the known from the prior art disadvantages are overcome, and which in particular a high efficiency in the cleaning of the venting stream under only low cost

Weitere vorteilhafte Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens werden im Zusammenhang mit den Unteransprüchen beschrieben.Further advantageous variants of the method according to the invention are described in connection with the subclaims.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen der mindestens eine Fliehkraftabscheider zumindest teilweise in der Ventilhaube und/oder dem Zylinderkopf und/oder dem Zylinderblock integriert wird, wobei das Kurbelgehäuse und der mindestens eine Fliehkraftabscheider über einen Kettenkasten und die Ventilhaube miteinander verbunden werden, so daß der Entlüftungsstrom aus dem Kurbelgehäuse über den Kettenkasten und die Ventilhaube in den mindestens einen Fliehkraftabscheider geleitet wird.Embodiments of the method in which the at least one centrifugal separator is at least partially in the valve cover and / or the cylinder head are advantageous and / or the cylinder block is integrated, wherein the crankcase and the at least one centrifugal separator via a chain box and the valve cover are interconnected, so that the vent flow from the crankcase via the chain case and the valve cover is passed into the at least one centrifugal separator.

Diese Verfahrensvariante nutzt in vorteilhafter Weise bereits vorhandene Bauteile zur Ausbildung der Verbindung zwischen Kurbelgehäuse und Fliehkraftabscheider. Dabei wird zum einen eine zur Abdeckung der Nockenwelle und der Ventiltriebe vorgesehene Ventilhaube genutzt, der von Hause aus die Aufgabe zukommt, die genannten Bauteile und Bauteilgruppen öldicht gegenüber der Umgebung abzudichten und vor Verschmutzung zu bewahren. Die aufgrund dieser Funktionen bereits in der Ventilhaube verwirklichten technischen Merkmale, insbesondere die Öldichtheit, werden erfindungsgemäß dazu genutzt den Entlüftungsstrom möglichst leckagefrei vom Kurbelgehäuse zum Fliehkraftabscheider zu leiten, ohne daß die Ventilhaube im Hinblick auf diese ihr zusätzlich zugewiesene Aufgabe konstruktiv verändert werden müßte.This variant of the method advantageously uses existing components to form the connection between the crankcase and centrifugal separator. In this case, on the one hand provided for covering the camshaft and the valve trains valve cover is used, which has the task from home to seal the said components and component groups oil-tight to the environment and to protect against contamination. The realized on the basis of these functions already in the valve bonnet technical characteristics, in particular the oil tightness are used according to the invention to direct the vent flow as free of leakage from the crankcase to the centrifugal, without the valve cover would have to be constructively changed in view of this additionally assigned their task.

Gleiches gilt in analoger Weise für den verwendeten Kettenkasten, der das erste Teilstück der Verbindung bildet, und - wie die Ventilhaube - Bauteile, nämlich den Steuertrieb der Nockenwelle, gegenüber der Umgebung öldicht abschließt und vor Verschmutzung bewahrt.The same applies in an analogous manner to the chain case used, which forms the first part of the compound, and - as the valve cover - components, namely the control drive camshaft, against the environment oil-tight and protects against contamination.

Der Kettenkasten reicht dabei prinzipbedingt bis nahe an das Kurbelgehäuse heran, so daß der Entlüftungsstrom vom Kurbelgehäuse in den Kettenkasten und am anderen Ende des Kettenkastens im Bereich des Nockenwellenantriebes in die Ventilhaube geleitet werden kann. Von hier aus wird er dem mindestens einen Fliehkraftabscheider zugeführt.As a matter of principle, the chain case extends close to the crankcase, so that the vent flow can be conducted from the crankcase into the chain case and at the other end of the chain case in the area of the camshaft drive into the valve cover. From here it is fed to the at least one centrifugal separator.

Hierzu wird der mindestens eine Fliehkraftabscheider zumindest teilweise in die Ventilhaube und/oder den Zylinderkopf und/oder den Zylinderblock integriert. Die Ventilhaube ist in der Regel ein mit dem Spritzgußverfahren hergestelltes Kunststoffteil, so daß bereits bei der Herstellung der Ventilhaube zumindest ein Teil der Funktionsflächen des Fliehkraftabscheiders durch entsprechende Formgebung in die Ventilhaube integriert werden kann. Auf ähnliche Weise können Funktionsflächen in den Zylinderkopf und den Zylinderblock eingearbeitet werden, bei denen es sich grundsätzlich auch um Gussteile handelt. Hierzu werden bei der Fertigung lediglich entsprechende Gußformen bzw. entsprechende Gußkerne erforderlich, mit denen sich Funktionsflächen des Fliehkraftabscheiders realisieren lassen.For this purpose, the at least one centrifugal separator is at least partially integrated into the valve cover and / or the cylinder head and / or the cylinder block. The valve cover is usually a plastic part produced by the injection molding process, so that at least part of the functional surfaces of the centrifugal separator can be integrated by appropriate shaping in the valve cover already in the production of the valve cover. In a similar way functional surfaces can be incorporated into the cylinder head and the cylinder block, which are basically also castings. For this purpose, only corresponding molds or cores are required in the production, which can realize functional surfaces of the centrifugal separator.

Vorteile bietet diese Ausführungsform auch, weil der Fliehkraftabscheider entlang einer Vertikalen d. h. im wesentlichen in Richtung der Erdbeschleunigung im Motorblock angeordnet werden kann, so daß das abgeschiedene Öl unter Ausnutzung der Erdbeschleunigung aus der Abscheidekammer abführbar ist. Zudem kann der Entlüftungsstrom zur Schmierung des Nockenwellensteuertriebes, der Nockenwelle und der Ventiltriebe verwendet werden.This embodiment also offers advantages, because the centrifugal separator along a vertical d. H. can be arranged substantially in the direction of gravitational acceleration in the engine block, so that the separated oil can be discharged by utilizing the gravitational acceleration of the deposition chamber. In addition, the bleed stream can be used to lubricate the camshaft timing gear, camshaft and valve trains.

Vorteilhaft sind aber auch Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen der mindestens eine Fliehkraftabscheider zumindest teilweise in der Ventilhaube und/oder dem Zylinderkopf und/oder dem Zylinderblock integriert wird, wobei das Kurbelgehäuse und der mindestens eine Fliehkraftabscheider über eine Steigleitung, die zumindest teilweise in der Ventilhaube und/oder dem Zylinderkopf und/oder dem Zylinderblock ausgebildet wird, miteinander verbunden werden, so daß der Entlüftungsstrom aus dem Kurbelgehäuse über die Steigleitung in den mindestens einen Fliehkraftabscheider geleitet wird.However, embodiments of the method are also advantageous in which the at least one centrifugal separator is at least partially integrated in the valve cover and / or the cylinder head and / or the cylinder block, wherein the crankcase and the at least one centrifugal separator via a riser, at least partially in the valve cover and / or the cylinder head and / or the cylinder block are connected to each other, so that the vent flow is passed from the crankcase via the riser into the at least one centrifugal separator.

Im Unterschied zu der zuvor beschriebenen Ausführungsform, wird das Kurbelgehäuse mittels einer Steigleitung mit dem mindestens einen Fliehkraftabscheider verbunden. Diese Steigleitung zeichnet sich durch ihre kurzen Strömungswege aus, was insbesondere in den Fällen vorteilhaft ist, in denen nur ein geringes Druckgefälle zwischen Kurbelgehäuse und Fliehkraftabscheider zur Förderung des Entlüftungsstromes vorliegt.In contrast to the previously described embodiment, the crankcase is connected by means of a riser with the at least one centrifugal separator. This riser is characterized by its short flow paths, which is particularly advantageous in cases where there is only a slight pressure gradient between the crankcase and centrifugal separator to promote the vent flow.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen der mindestens eine Fliehkraftabscheider mittels einer Leitung mit einer Unterdruckquelle verbunden wird, um die gasförmigen Bestandteile des Entlüftungsstromes aus der Abscheidekammer zu evakuieren. Diese Ausführungsform nutzt den Umstand, daß bei einer in Betrieb befindlichen Brennkraftmaschine an mehreren Stellen ein Unterdruck herrscht. Dieser Unterdruck wird zur Evakuierung der gasförmigen Bestandteile genutzt, indem die Abscheidekammer mit der Unterdruckquelle verbunden wird. Es sind keine zusätzlichen Maßnahmen erforderlich, um die gasförmige Phase des Entlüftungsstromes dem Abscheider zu entnehmen. Die Förderung erfolgt aufgrund eines Druckgefälles zwischen Abscheidekammer und Unterdruckquelle.Embodiments of the method are advantageous in which the at least one centrifugal separator is connected by means of a line to a vacuum source in order to evacuate the gaseous constituents of the vent flow from the deposition chamber. This embodiment utilizes the fact that there is a negative pressure at several points in an internal combustion engine in operation. This vacuum is used to evacuate the gaseous components by connecting the deposition chamber to the vacuum source. There are no additional measures required to remove the gaseous phase of the vent flow to the separator. The promotion is due to a pressure gradient between the deposition chamber and vacuum source.

Vorteilhaft sind dabei Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen der mindestens eine Fliehkraftabscheider mittels einer Leitung mit einem Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine verbunden wird, um die gasförmigen Bestandteile des Entlüftungsstromes aus der Abscheidekammer zu evakuieren, wobei die Leitung vorzugsweise stromabwärts einer im Ansaugtrakt angeordneten Drosselklappe an den Ansaugtrakt angeschlossen wird.Embodiments of the method in which the at least one centrifugal separator is connected by means of a line to an intake tract of the internal combustion engine are advantageous in order to evacuate the gaseous constituents of the venting stream from the deposition chamber, wherein the line is preferably connected to the intake tract downstream of a throttle valve arranged in the intake tract becomes.

Diese Ausführungsform des Verfahrens ist vorteilhaft, weil die gasförmige Phase nicht nur ohne weiteres Zutun infolge eines ohnehin vorherrschenden Druckgefälles evakuiert wird, sondern auch deshalb, weil die gasförmige Phase des Entlüftungsstromes zusammen mit zusätzlicher Verbrennungsluft bzw. frischem Kraftstoff-Luft-Gemisch einer Verbrennung zugeführt wird und auf diese Weise vorteilhaft entsorgt wird. Günstig ist diese Verfahrensvariante insbesondere deshalb, weil das in dem Entlüftungsstrom enthaltene Öl - auch bei Verwendung einer aktiven Abscheidevorrichtung - nicht vollständig von den gasförmigen Bestandteilen getrennt werden kann, so daß die gasförmige Phase des Entlüftungsstromes auch nach Durchlaufen der Abscheidevorrichtung einen unvermeidbaren Restanteil an Öl aufweist und somit ungeeignet ist, direkt in die Umgebung entlassen zu werden. Eine leichte Zunahme der Schadstoffemission infolge einer Verbrennung des Öls wird dabei in Kauf genommen.This embodiment of the method is advantageous because the gaseous phase is evacuated not only without further action as a result of an already prevailing pressure gradient, but also because the gaseous phase of the venting stream is fed together with additional combustion air or fresh fuel-air mixture combustion and disposed of advantageously in this way. This variant of the method is particularly advantageous because the oil contained in the vent flow can not be completely separated from the gaseous constituents, even when using an active precipitator, so that the gaseous phase of the vent flow has an unavoidable residual fraction of oil even after passing through the precipitator and thus unsuitable for being fired directly into the environment. A slight increase in pollutant emissions due to combustion of the oil is accepted.

Vorteilhaft sind dabei auch Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen in der Leitung zur Unterdruckquelle ein erstes Ventil vorgesehen wird, mit dem die Evakuierung der gasförmigen Bestandteile aus der Abscheidekammer gesteuert wird.Also advantageous are embodiments of the method in which a first valve is provided in the line to the vacuum source, with which the evacuation of the gaseous components from the deposition chamber is controlled.

Mittels des Ventils kann die Leitung zur Unterdruckquelle beispielsweise geschlossen werden, wenn das Druckgefälle zwischen Abscheidekammer und Unterdruckquelle für eine Förderung des gereinigten Entlüftungsstroms zu gering ist. Eine Entlüftung der Abscheidekammer kann damit gezielt gesteuert werden, insbesondere aber auch auf Betriebszustände verlegt werden, bei denen sich eine Entlüftung anbietet. Ist das Druckgefälle hingegen zu groß kann mit Hilfe des Ventils der Strömungswiderstand der Leitung erhöht werden.By means of the valve, the line to the vacuum source, for example, be closed when the pressure gradient between the deposition chamber and vacuum source for a promotion of the purified vent flow is too low. A venting of the deposition chamber can thus be selectively controlled, but in particular also be laid on operating conditions in which a vent offers. If, on the other hand, the pressure gradient is too great, the flow resistance of the pipe can be increased with the aid of the valve.

Das Ventil kann aber auch geschlossen werden bei Betriebszuständen, bei denen eine erhöhte Schadstoffemission infolge einer Ölverbrennung unerwünscht ist. Darüber hinaus sind Fahrzustände bzw. Betriebszustände der Brennkraftmaschine denkbar, bei denen eine Rückströmung ausgehend von der Unterdruckquelle in Richtung Abscheidekammer zu befürchten ist, wie dies beispielsweise beim Schiebebetrieb vorkommen kann.The valve can also be closed in operating conditions in which an increased pollutant emissions due to oil combustion is undesirable. In addition, driving conditions or operating states of the internal combustion engine are conceivable in which a return flow starting from the negative pressure source in the direction of the deposition chamber is to be feared, as may occur, for example, during pushing operation.

Aus diesen Gründen sind Ausführungsformen des Verfahrens vorteilhaft, bei denen das Ventil geöffnet wird, wenn der Druck in der Abscheidekammer höher ist als der Druck der Unterdruckquelle, und das Ventil geschlossen wird, wenn der Druck in der Abscheidekammer geringer ist als der Druck der Unterdruckquelle.For these reasons, embodiments of the method are advantageous in which the valve is opened when the pressure in the deposition chamber is higher than the pressure of the vacuum source, and the valve is closed when the pressure in the deposition chamber is lower than the pressure of the vacuum source.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen ein Fliehkraftabscheider verwendet wird, dessen Abscheidekammer sich in Richtung einer Abfuhröffnung für die flüssigen Bestandteile verjüngt. Dabei wird die Abscheidekammer in ihrer Grundform vorzugsweise zylinderförmig ausgebildet, was die umlaufende Zyklonströmung unterstützt. Der sich verjüngende Abschnitt der Kammer weist hingegen vorzugsweise die Form eines Kegelstumpfes auf, so daß sich der Radius der rotierenden Tangentialströmung bei Eintritt in den kegelförmigen Abschnitt stetig verringert, wodurch die Fliehkräfte, die auf die noch im Entlüftungsstrom befindlichen Öltröpfchen wirken, vergrößern werden, was den Wirkungsgrad der Reinigung durch zusätzliche Abscheidungen von Öl weiter erhöht.Advantageous embodiments of the method in which a centrifugal separator is used, the deposition chamber tapers in the direction of a discharge opening for the liquid ingredients. The deposition chamber is preferably cylindrical in its basic form, which supports the circulating cyclone flow. The tapered portion of the chamber, on the other hand, is preferably in the shape of a truncated cone so that the radius of the tangential tangential flow steadily decreases as it enters the conical section, thereby increasing the centrifugal forces acting on the oil droplets still in the purge stream the efficiency of cleaning by additional deposits of oil further increased.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen ein Fliehkraftabscheider verwendet wird, der über eine sich an die Abscheidekammer anschließende Beruhigungskammer verfügt. Die Beruhigungskammer dient auch als Sammelbehälter für das abgetrennte Öl und gibt den mit dem Öl in die Beruhigungskammer gelangten gasförmigen Bestandteilen des Entlüftungsstromes Gelegenheit wieder in die Abscheidekammer zu entweichen.Advantageous embodiments of the method in which a centrifugal separator is used, which has a subsequent to the deposition chamber calming chamber. The settling chamber also serves as a reservoir for the separated oil and gives the opportunity with the oil in the settling chamber gaseous components of the venting flow to escape back into the deposition chamber.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen der mindestens eine Fliehkraftabscheider mit einem zweiten Ventil ausgestattet wird, mit dem die Abführung der flüssigen Bestandteile gesteuert wird.Advantageous embodiments of the method in which the at least one centrifugal separator is equipped with a second valve, with which the discharge of the liquid components is controlled.

Vorteilhaft sind dabei Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen das zweite Ventil geöffnet wird, wenn der Druck in der Abscheidekammer höher ist als der Druck im Kurbelgehäuse, und das zweite Ventil geschlossen wird, wenn der Druck in der Abscheidekammer geringer ist als der Druck im Kurbelgehäuse.Advantageous embodiments of the method in which the second valve is opened when the pressure in the deposition chamber is higher than the pressure in the crankcase, and the second valve is closed, when the pressure in the deposition chamber is lower than the pressure in the crankcase.

Ähnlich wie bei dem bereits oben erörterten ersten Ventil, das gemäß einer bevorzugten Ausführungsform in der Leitung zur Unterdruckquelle vorgesehen wird, werden hierdurch ungewollte Rückströmungen in die Abscheidekammer bzw. den Fliehkraftabscheider unterbunden.Similar to the first valve already discussed above, which according to a preferred embodiment is provided in the line to the negative pressure source, unwanted backflows into the separation chamber or the centrifugal separator are thereby prevented.

Vorteilhaft sind dabei - wie erwähnt - Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen die in dem mindestens einen Fliehkraftabscheider abgeschiedenen flüssigen Bestandteile in das Kurbelgehäuse zurückgeleitet werden. Durch diese Maßnahme kann der Ölverlust im Kurbelgehäuse, der sich zwangsläufig durch die Entlüftung des Kurbelgehäuses infolge des austretenden Entlüftungsstromes einstellt, minimiert werden, indem das zurückgewonnene Öl wieder dem Kurbelgehäuse zugeführt wird.It is advantageous - as mentioned - embodiments of the method in which the deposited in the at least one centrifugal liquid components are returned to the crankcase. By doing so, the oil loss in the crankcase, which inevitably sets by venting the crankcase due to the exiting vent flow, can be minimized by returning the recovered oil back to the crankcase.

Die zweite der Erfindung zugrunde liegende Teilaufgabe wird gelöst durch eine Brennkraftmaschine, die über ein Kurbelgehäuse, einen Zylinderblock, einen Zylinderkopf, mindestens eine Abdeckung, beispielsweise eine Ventilhaube, eine Motoraufhängung, und einen Ansaugtrakt als Bauteile verfügt, und die dadurch gekennzeichnet ist, daß mindestens ein mit einer Abscheidekammer ausgestatteter Fliehkraftabscheider vorgesehen ist, der in der Weise in die Brennkraftmaschine integriert ist, daß sämtliche Wandungen des mindestens einen Fliehkraftabscheiders durch Bauteile der Brennkraftmaschine gebildet sind, wobei eine erste Verbindung des Kurbelgehäuses mit dem mindestens einen Fliehkraftabscheider vorgesehen ist, durch die ein aus dem Kurbelgehäuse kommender und mit Öl kontaminierten Entlüftungsstromes in den mindestens einen Fliehkraftabscheider geleitet wird, um die flüssigen Bestandteile abzuscheiden und von den gasförmigen Bestandteile des Entlüftungsstromes zu trennen.The second sub-task on which the invention is based is achieved by an internal combustion engine which has a crankcase, a cylinder block, a cylinder head, at least one cover, for example a valve cover, an engine mount, and an intake tract as components, and which is characterized in that at least provided with a Abscheidekammer centrifugal separator is provided, which is integrated in such a way in the internal combustion engine, that all walls of the at least one centrifugal separator are formed by components of the internal combustion engine, wherein a first connection of the crankcase is provided with the at least one centrifugal separator, through which from the crankcase and contaminated with oil venting stream is passed into the at least one centrifugal separator to separate the liquid components and to separate from the gaseous components of the venting stream.

Das bereits für das erfindungsgemäße Verfahren Gesagte gilt in analoger Weise auch für die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine. Es wird insbesondere Bezug genommen auf die Ausführungen zur Integration des Fliehkraftabscheiders und auf die Verfahrensmerkmale an sich, die nicht nur das Verfahren zur Entlüftung, sondern auch die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine charakterisieren.What has already been said for the method according to the invention also applies analogously to the internal combustion engine according to the invention. Reference is made in particular to the comments on the integration of the centrifugal separator and to the process characteristics per se, which characterize not only the method for venting, but also the operation of the internal combustion engine according to the invention.

Für die Ausbildung der Funktionsflächen des mindestens einen Fliehkraftabscheiders eigenen sich dabei grundsätzlich alle Bauteile, die bei einer herkömmlichen Brennkraftmaschine nach dem Stand der Technik bereits vorhanden sind. Insbesondere eignen sich das Kurbelgehäuse, der Zylinderblock, der Zylinderkopf, Abdeckungen jeder Art, beispielsweise die Ventilhaube, Motoraufhängungen, Teile des Ansaugtraktes oder des Ölfiltergehäuses und dergleichen.For the formation of the functional surfaces of the at least one centrifugal separator are basically all components that are already present in a conventional internal combustion engine according to the prior art. In particular, the crankcase, the cylinder block, the cylinder head, covers of any kind, such as the valve cover, engine mounts, parts of the intake manifold or the oil filter housing and the like are suitable.

Bevorzugt eigenen sich im Gußverfahren hergestellte Teile. Sie bieten das größte Integrationspotential, wobei sowohl im Spritzguß als auch im Sandguß hergestellte Teile, aber auch nach dem sogenannten Lost-Foam-Verfahren hergestellte Teile in Frage kommen. Dabei können die Trennebenen in vorteilhafter Weise gewählt werden, was im Zusammenhang mit der Figurenbeschreibung deutlich werden wird.Preferably own manufactured by casting process parts. They offer the greatest potential for integration, whereby parts produced by injection molding as well as sand casting, but also parts produced by the so-called lost foam process, are suitable. In this case, the parting planes can be selected in an advantageous manner, which will become clear in connection with the description of the figures.

Im Zusammenhang mit der Beschreibung der Figuren wird auf die Integration des Fliehkraftabscheiders und auf die hierzu verwendeten Bauteile noch näher eingegangen, wodurch die Vorteile der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine noch besser sichtbar werden.In connection with the description of the figures, the integration of the centrifugal separator and the components used for this purpose will be discussed in more detail, whereby the advantages of the internal combustion engine according to the invention are even better visible.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen der mindestens eine Fliehkraftabscheider zumindest teilweise in der Ventilhaube und/oder dem Zylinderkopf und/oder dem Zylinderblock integriert ist. Die wesentlichen Vorteile wurden bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren genannt.Embodiments of the internal combustion engine in which the at least one centrifugal separator is at least partially integrated in the valve cover and / or the cylinder head and / or the cylinder block are advantageous. The main advantages have already been mentioned in connection with the method according to the invention.

Die Ventilhaube ist üblicherweise ein im Spritzgußverfahren hergestelltes Kunststoffteil und der Zylinderblock und der Zylinderkopf im Sandguß hergestellte Bauteile, weshalb diese Bauteile zu dem oben bereits genannten - bevorzugt zu verwendenden - Bauteilen zählen. Sie eignen sich aber auch deshalb zur Ausbildung des mindestens einen Fliehkraftabscheiders, weil sie neben der Integration des Abscheiders ebenso die Integration der notwendigen Kanäle in die Brennkraftmaschine gestatten, also eine Ausbildung dieser Kanäle ermöglichen, ohne daß externe Versorgungsleitungen, insbesondere Schlauchverbindungen, notwendig wären. Diesen Vorteil, der funktionsnahen Integration, bieten grundsätzlich alle Bauteile, die zwischen Kurbelgehäuse und Einlaßtrakt angeordnet sind.The valve cover is usually a plastic part produced by injection molding and the cylinder block and the cylinder head sand cast components, which is why these components include the above-mentioned - preferably to be used - components. However, they are also suitable for the formation of at least one centrifugal separator, because they allow the integration of the necessary channels in the internal combustion engine in addition to the integration of the separator, so allow training these channels without external supply lines, especially hose connections, would be necessary. This advantage, the functional integration, basically offer all components that are arranged between the crankcase and Einlasstrakt.

Vorteilhaft sind dabei Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen das Kurbelgehäuse und der mindestens eine Fliehkraftabscheider mittels eines Kettenkastens und einer Ventilhaube miteinander verbunden sind, so daß der Entlüftungsstrom aus dem Kurbelgehäuse durch den Kettenkasten und die Ventilhaube in den mindestens einen Fliehkraftabscheider einleitbar istEmbodiments of the internal combustion engine in which the crankcase and the at least one centrifugal separator are connected to one another by means of a chain box and a valve cover are advantageous, so that the vent flow from the crankcase can be introduced into the at least one centrifugal separator through the chain case and the valve cover

Vorteilhaft sind auch Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen das Kurbelgehäuse und der mindestens eine Fliehkraftabscheider mittels einer Steigleitung miteinander verbunden sind, wobei die Steigleitung zumindest teilweise in der Ventilhaube und/oder dem Zylinderkopf und/oder dem Zylinderblock angeordnet ist, so daß der Entlüftungsstrom aus dem Kurbelgehäuse durch die Steigleitung in den mindestens einen Fliehkraftabscheider einleitbar ist.Also advantageous are embodiments of the internal combustion engine in which the crankcase and the at least one centrifugal separator are connected to each other by means of a riser, wherein the riser is at least partially disposed in the valve cover and / or the cylinder head and / or the cylinder block, so that the vent flow from the Crankcase is introduced through the riser in the at least one centrifugal separator.

Eine Steigleitung als Verbindung eignet sich insbesondere dann, wenn die Brennkraftmaschine keinen Kettenkasten aufweist, der dazu genutzt werden könnte, das Kurbelgehäuse mit dem mindestens einen Fliehkraftabscheider zu verbinden. Die Steigleitung zeichnet sich auch durch kurze Strömungswege aus, so daß der Entlüftungsstrom keine allzu großen Wege bis hin zu dem mindestens einen Fliehkraftabscheider zurückzulegen braucht, was auch Vorteile bietet, wenn nur ein geringer Überdruck im Kurbelgehäuse zur Förderung des mit Öl kontaminierten Entlüftungsstromes vorliegt bzw. zur Verfügung steht.A riser connection is particularly suitable if the internal combustion engine has no chain case, which could be used to connect the crankcase with the at least one centrifugal separator. The riser is also characterized by short flow paths, so that the vent flow does not need to travel too far to the at least one centrifugal separator, which also offers advantages, if only a small Overpressure in the crankcase to promote the contaminated with oil venting current is available or available.

Des weiteren verfügt die Steigleitung vorzugsweise über einen geradlinigen Verlauf, so daß - wenn überhaupt - nur geringe Ölmengen auf dem Weg vom Kurbelgehäuse zu dem mindestens einen Fliehkraftabscheider abgeschieden werden und zudem die Verbindung zwischen Kurbelgehäuse und Fliehkraftabscheider nur einen geringen Strömungswiderstand für den Entlüftungsstrom darstellt, was auch bei einem geringen Überdruck im Kurbelgehäuse eine Entlüftung sicherstellt.Furthermore, the riser preferably has a rectilinear course, so that - if at all - only small amounts of oil are deposited on the way from the crankcase to the at least one centrifugal and also the connection between the crankcase and centrifugal only a small flow resistance for the venting flow, which ensures a vent even with a slight overpressure in the crankcase.

Im Hinblick auf die beiden zuletzt genannten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine wird an dieser Stelle auch Bezug genommen auf die weiter oben gemachten Ausführungen hinsichtlich der Verbindung von Kurbelgehäuse und Fliehkraftabscheider.With regard to the two last-mentioned embodiments of the internal combustion engine according to the invention reference is also made at this point to the statements made above regarding the connection of the crankcase and centrifugal separator.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen der mindestens eine Fliehkraftabscheider mittels einer Leitung mit einer Unterdruckquelle verbunden ist, um die gasförmigen Bestandteile des Entlüftungsstromes aus der Abscheidekammer zu evakuieren.Embodiments of the internal combustion engine in which the at least one centrifugal separator is connected by means of a line to a vacuum source are advantageous in order to evacuate the gaseous constituents of the venting stream from the separating chamber.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen der mindestens eine Fliehkraftabscheider mittels einer Leitung mit dem Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine verbunden ist, um die gasförmigen Bestandteile des Entlüftungsstromes aus der Abscheidekammer zu evakuieren. Auch nach dem Durchlaufen des Abscheiders ist der Entlüftungsstrom mehr oder weniger mit Öl kontaminiert, so daß es unter ökologischen Gesichtpunkten vorteilhaft ist, diesen Gasstrom der Verbrennung zu zuführen und zu verbrennen und nicht in die Umgebung zu leiten.Embodiments of the internal combustion engine in which the at least one centrifugal separator is connected by means of a line to the intake tract of the internal combustion engine are advantageous in order to evacuate the gaseous components of the venting stream from the deposition chamber. Even after passing through the separator, the venting stream is more or less contaminated with oil, so that it is advantageous from an ecological point of view to supply this gas stream to the combustion and burn it and not to conduct it into the environment.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen die Leitung stromabwärts einer im Ansaugtrakt angeordneten Drosselklappe in den Ansaugtrakt mündet. Diese Ausführungsform der Brennkraftmaschine nutzt den Umstand, das sich - insbesondere im Teillastbereich - ein Druckgefälle über die mehr oder weniger geschlossen Drosselklappe einstellt, wobei hinter der Drosselklappe d.h. stromabwärts der Drosselklappe ein Unterdruck herrscht.Embodiments of the internal combustion engine in which the line opens downstream of a throttle flap arranged in the intake tract into the intake tract are advantageous. This embodiment of the internal combustion engine makes use of the fact that - especially in the partial load range - a pressure gradient across the more or less closed throttle valve, wherein behind the throttle valve. downstream of the throttle there is a negative pressure.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen in der Leitung zur Unterdruckquelle ein Ventil vorgesehen ist, mit dem die Evakuierung der gasförmigen Bestandteile aus der Abscheidekammer gesteuert wird. Das Ventil dient - wie bereits weiter oben ausgeführt - unter anderem der Vermeidung von Rückströmungen aus dem Ansaugtrakt in den mindestens einen Fliehkraftabscheider, was nicht nur die Evakuierung erschwert bzw. unterbindet, sondern darüber hinaus die Masse an mit Öl kontaminierter Luft erhöhen würde, da sich die in den mindestens einen Fliehkraftabscheider rückströmende Luft bzw. das rückströmende Kraftstoff-Luft-Gemisch mit im Abscheider befindlichem Öl vermischen würde.Advantageous embodiments of the internal combustion engine, in which in the line to the vacuum source, a valve is provided, with which the evacuation of the gaseous components from the deposition chamber is controlled. The valve serves - as already on outlined above - including the prevention of backflow from the intake into the at least one centrifugal separator, which not only makes evacuation difficult or impossible, but also increase the mass of air contaminated with oil, since the back flowing in the at least one centrifugal separator Air or the returning fuel-air mixture would mix with oil in the separator.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen der mindestens eine Fliehkraftabscheider mit einer Abscheidekammer ausgestattet ist, die sich in Richtung einer Abführöffnung für die flüssigen Bestandteile verjüngt. Dies dient der Verkleinerung des Radius der Flugbahn der Öltröpfchen und damit der Vergrößerung der Fliehkräfte, die auf die in der Entlüftungsströmung befindlichen Öltröpfchen wirken, wodurch der Abscheidevorgang unterstützt wird. Der Wirkungsgrad des Reinigungsvorganges und der Reinheitsgrad der Entlüftungsströmung wird hierdurch gesteigert.Embodiments of the internal combustion engine in which the at least one centrifugal separator is equipped with a separation chamber which tapers in the direction of a discharge opening for the liquid constituents are advantageous. This serves to reduce the radius of the trajectory of the oil droplets and thus the increase of the centrifugal forces acting on the oil droplets contained in the vent flow, whereby the deposition process is supported. The efficiency of the cleaning process and the degree of purity of the vent flow is thereby increased.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen der mindestens eine Fliehkraftabscheider mit einer sich an die Abscheidekammer anschließenden Beruhigungskammer ausgestattet ist.Embodiments of the internal combustion engine in which the at least one centrifugal separator is equipped with a calming chamber adjoining the separation chamber are advantageous.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen der mindestens eine Fliehkraftabscheider mit einem zweiten Ventil ausgestattet ist, mit dem die Abführung der flüssigen Bestandteile gesteuert wird. Das Ventil wird vorzugsweise hinter der Beruhigungskammer angeordnet, so daß durch Öffnen des Ventils Öl aus der Beruhigungskammer abgeführt werden kann.Advantageous embodiments of the internal combustion engine, in which the at least one centrifugal separator is equipped with a second valve, with which the discharge of the liquid components is controlled. The valve is preferably located behind the settling chamber so that oil can be removed from the settling chamber by opening the valve.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Brennkraftmaschine, bei denen eine zweite Verbindung des Kurbelgehäuses mit dem mindestens einen Fliehkraftabscheider vorgesehen ist, die der Rückführung der abgeschiedenen flüssigen Bestandteile in das Kurbelgehäuse dient.Embodiments of the internal combustion engine in which a second connection of the crankcase to the at least one centrifugal separator is provided, which serves to return the separated liquid constituents to the crankcase, are advantageous.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von drei Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Hierbei zeigt:

Fig. 1
schematisch eine erste Ausführungsform im Querschnitt,
Fig. 2
schematisch die in Figur 1 dargestellte erste Ausführungsform im Längsschnitt,
Fig. 3a
schematisch eine zweite Ausführungsform - längs geschnitten - in der Draufsicht,
Fig. 3b
schematisch die in Figur 3a dargestellte zweite Ausführungsform entlang der in Figur 3a gekennzeichneten Schnittlinie A-A,
Fig. 4a
schematisch eine dritte Ausführungsform - längs geschnitten - in der Draufsicht, und
Fig. 4b
schematisch die in Figur 4a dargestellte dritte Ausführungsform entlang der in Figur 4a gekennzeichneten Schnittlinie B - B.
In the following the invention will be described in more detail with reference to three exemplary embodiments. Hereby shows:
Fig. 1
schematically a first embodiment in cross section,
Fig. 2
1 shows a longitudinal section through the first embodiment shown in FIG. 1,
Fig. 3a
schematically a second embodiment - cut longitudinally - in plan view,
Fig. 3b
2 schematically shows the second embodiment shown in FIG. 3a along the section line AA marked in FIG. 3a,
Fig. 4a
schematically a third embodiment - longitudinally cut - in plan view, and
Fig. 4b
schematically the third embodiment shown in Figure 4a along the marked in Figure 4a section line B - B.

Figur 1 zeigt schematisch einen Ausschnitt einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine im Querschnitt.Figure 1 shows schematically a section of a first embodiment of the internal combustion engine according to the invention in cross section.

Die Brennkraftmaschine verfügt über eine Ventilhaube 3, einen Zylinderkopf 4 und einen Zylinderblock 5. Die Ventilhaube 3 dient zur Abdeckung der Nockenwelle und der Ventiltriebe (nicht dargestellt) und hat die Aufgabe diese Bauteilgruppen öldicht gegenüber der Umgebung abzudichten und vor Verschmutzung zu bewahren. Die Ventilhaube 3 ist mit dem Zylinderkopf 4 verbunden, wobei zwischen Ventilhaube 3 und Zylinderkopf 4 eine Trennebene 17 ausgebildet wird. Ebenso ist der Zylinderkopf 4 unter Ausbildung einer weiteren Trennebene 18 mit dem Zylinderblock 5 verbunden.The internal combustion engine has a valve cover 3, a cylinder head 4 and a cylinder block 5. The valve cover 3 serves to cover the camshaft and the valve trains (not shown) and has the task to seal these groups of components oil-tight against the environment and to protect against contamination. The valve cover 3 is connected to the cylinder head 4, wherein a separating plane 17 is formed between the valve cover 3 and the cylinder head 4. Similarly, the cylinder head 4 is connected to form a further parting plane 18 with the cylinder block 5.

Bei der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform werden in vorteilhafter Weise die bereits vorhandenen Bauteile, nämlich die Ventilhaube 3, der Zylinderkopf 4 und der Zylinderblock 5, genutzt, um zwei Fliehkraftabscheider 1a,1b in die Brennkraftmaschine zu integrieren. Dabei werden sämtliche Wandungen bzw. Funktionsflächen der Fliehkraftabscheider 1a,1b durch die bereits vorhandenen - oben genannten - Bauteile der Brennkraftmaschine gebildet.In the embodiment shown in Figure 1, the already existing components, namely the valve cover 3, the cylinder head 4 and the cylinder block 5 are used in an advantageous manner to integrate two centrifugal 1 a, 1 b in the internal combustion engine. In this case, all the walls or functional surfaces of the centrifugal separators 1a, 1b are formed by the already existing components of the internal combustion engine.

Jeder Fliehkraftabscheider 1a,1b ist mit einer Abscheidekammer 8a,8b ausgestattet, in die ein aus dem Kurbelgehäuse kommender und mit Öl kontaminierten Entlüftungsstrom geleitet wird, um die flüssigen Bestandteile 15a,51b, insbesondere das Öl, abzuscheiden und von den gasförmigen Bestandteilen 16a,16b des Entlüftungsstromes zu trennen. Zur Ausbildung der Verbindung zwischen Kurbelgehäuse und Fliehkraftabscheider 1a,1b wird das Kurbelgehäuse beispielsweise über einen Kettenkasten (nicht dargestellt) und die Ventilhaube 3 mit den Abscheidekammern 8a,8b verbunden. In Figur 1 ist ein Teilstück dieser Verbindung in Gestalt einer ersten, in der Ventilhaube 3 angeordneten Verbindungsleitung 2a,2b bzw. eines Zuführkanals 2a,2b sichtbar.Each centrifugal separator 1a, 1b is provided with a separation chamber 8a, 8b into which a vent stream coming from the crankcase and contaminated with oil is passed to separate the liquid components 15a, 51b, in particular the oil, and the gaseous components 16a, 16b to separate the vent flow. To form the connection between the crankcase and centrifugal separator 1a, 1b, the crankcase is connected, for example via a chain case (not shown) and the valve cover 3 with the deposition chambers 8a, 8b. In Figure 1 is a section this connection in the form of a first, arranged in the valve cover 3 connecting line 2a, 2b and a feed channel 2a, 2b visible.

Die in der Ventilhaube 3 bereits verwirklichten technischen Merkmale, insbesondere die Öldichtheit, werden dazu genutzt, den Entlüftungsstrom möglichst leckagefrei vom Kurbelgehäuse zum Fliehkraftabscheider 1a,1b zu leiten, ohne daß die Ventilhaube 3 im Hinblick auf diese ihr zusätzlich zugewiesene Aufgabe konstruktiv verändert werden müßte.The already realized in the valve cover 3 technical features, in particular the oil seal, are used to conduct the vent flow as free of leakage from the crankcase to centrifugal 1a, 1b, without the valve cover 3 would have to be structurally changed in view of this additionally assigned task.

Zudem kann der Entlüftungsstrom zur Schmierung des Nockenwellensteuertriebes, der Nockenwelle und der Ventiltriebe verwendet werden.In addition, the bleed stream can be used to lubricate the camshaft timing gear, camshaft and valve trains.

Der mit Öl kontaminierte Entlüftungsstrom, der infolge eines Druckgefälles vom Kurbelgehäuse zum Fliehkraftabscheider 1a,1b strömt, wird den Abscheidekammern 8a,8b über die Zuführkanäle 2a,2b tangential zugeführt. Hierdurch bildet sich eine kreisförmige Zyklonströmung d. h. eine in den Abscheidekammern 8a,8b umlaufende Tangentialströmung 11a,11b aus, so daß die im Entlüftungsstrom enthaltenen flüssigen Bestandteile 16a,16b, insbesondere das Öl, infolge der Fliehkraft an den Wandungen der Abscheidekammern 8a,8b abgeschieden werden.The contaminated with oil venting stream, which flows as a result of a pressure gradient from the crankcase to the centrifugal separator 1a, 1b, the precipitation chambers 8a, 8b via the feed channels 2a, 2b fed tangentially. This forms a circular cyclone flow d. H. a tangential flow 11a, 11b circulating in the separation chambers 8a, 8b, so that the liquid constituents 16a, 16b, in particular the oil, contained in the vent flow are deposited on the walls of the separation chambers 8a, 8b due to the centrifugal force.

Der Entlüftungsstrom liegt anschließend in seine zwei Phasen aufgetrennt vor, nämlich einerseits der flüssigen Phase 16a,16b und andererseits der gasförmigen Phase 15a,15b. Beide Phasen können getrennt voneinander aus den Abscheidekammern 8a,8b abgeführt werden. Dabei werden die gasförmigen Bestandteile 15a,15b bzw. die gereinigten Luftströme 16a,16b über Unterdruckleitungen 12a,12b nach oben aus den Abscheidekammern 8a,8b evakuiert bzw. abgeführt, wohingegen die abgeschiedenen flüssigen Bestandteile 16a,16b unter Ausnutzung der Erdbeschleunigung nach unten aus den Abscheidekammern 8a,8b abgeführt werden.The venting stream is then separated into its two phases, namely, on the one hand, the liquid phase 16a, 16b and, on the other hand, the gaseous phase 15a, 15b. Both phases can be removed separately from the deposition chambers 8a, 8b. In this case, the gaseous components 15a, 15b or the purified air streams 16a, 16b evacuated via vacuum lines 12a, 12b up from the deposition chambers 8a, 8b, whereas the deposited liquid components 16a, 16b taking advantage of the gravitational acceleration down from the Separating chambers 8a, 8b are discharged.

Jede Abscheidekammer 8a,8b verjüngt sich in Richtung der Abführöffnung 19a,19b, wobei der sich verjüngende Abschnitt 9a,9b der Kammern 8a,8b - wie in Figur 1 dargestellt - vorzugsweise die Form eines Kegelstumpfes aufweist, so daß sich der Radius der rotierenden Tangentialströmung 11 a, 11 b bei Eintritt in den kegelförmigen Abschnitt 9a,9b stetig verringert, wodurch die Fliehkräfte, die auf die noch im Entlüftungsstrom befindlichen Öltröpfchen wirken, vergrößert werden, was den Wirkungsgrad der Reinigung durch zusätzliche Abscheidungen von Öl weiter erhöht.Each separation chamber 8a, 8b tapers in the direction of the discharge opening 19a, 19b, wherein the tapered portion 9a, 9b of the chambers 8a, 8b - as shown in Figure 1 - preferably has the shape of a truncated cone, so that the radius of the rotating tangential flow 11 a, 11 b when entering the conical section 9a, 9b steadily reduced, whereby the centrifugal forces acting on the oil droplets still in the exhaust flow, are increased, which further increases the efficiency of cleaning by additional deposits of oil.

Im Anschluß an die kegelförmigen Abschnitte 9a,9b gelangt die Ölströmung 15a,15b über die Abführöffnungen 19a,19b in Beruhigungskammern 10a, 10b, wo das Öl gesammelt wird. Es ist eine zweite Verbindung des Kurbelgehäuses mit dem Fliehkraftabscheider 1a,1b bzw. der Beruhigungskammer 10a,10b vorgesehen, die als Abführkanal 13a,13b zur Abführung und Rückführung der abgeschiedenen flüssigen Bestandteile 15a,15b in das Kurbelgehäuse dient.Following the conical sections 9a, 9b, the oil flow 15a, 15b passes via the discharge openings 19a, 19b into settling chambers 10a, 10b, where the oil is collected. There is a second connection of the crankcase with the centrifugal separator 1a, 1b and the settling chamber 10a, 10b provided, which serves as a discharge channel 13a, 13b for discharging and returning the separated liquid components 15a, 15b in the crankcase.

Mit einem in der Abführleitung 13a,13b angeordneten Ventil 14a,14b kann der Abführvorgang bzw. Rückführvorgang gesteuert werden.With a arranged in the discharge line 13 a, 13 b valve 14 a, 14 b, the discharge or return operation can be controlled.

Um die Integration der Fliehkraftabscheider 1a,1b in die Brennkraftmaschine zu vereinfachen, insbesondere um diese Integration kostengünstig zu realisieren, wird die Trennebene 17 zwischen Ventilhaube 3 und Zylinderkopf 4 einerseits und die Trennebene 18 zwischen Zylinderkopf 4 und Zylinderblock 5 andererseits im Hinblick auf die Ausbildung der Funktionsflächen der Fliehkraftabscheider 1a,1b in vorteilhafter Weise genutzt.In order to simplify the integration of centrifugal separators 1a, 1b in the internal combustion engine, in particular to realize this integration cost, the parting plane 17 between the valve cover 3 and cylinder head 4 on the one hand and the parting plane 18 between the cylinder head 4 and cylinder block 5 on the other hand with regard to the training of Functional surfaces of centrifugal separators 1a, 1b used in an advantageous manner.

So ist die erste Trennebene 17 gezielt dort angeordnet, wo der kegelförmige Abschnitt 9a,9b der Abscheidekammer 8a,8b in den zylinderförmigen Abschnitt übergeht, was unter gußtechnischen Gesichtpunkten zu bevorzugen ist, da andernfalls Hinterschneidungen mit komplexen Gußkernstrukturen zu befürchten wären. Die zweite Trennebene 18 ist dort vorgesehen, wo die Beruhigungskammern 10a,10b enden und in die Abführkanäle übergehen. Dies gewährleistet, daß die Beruhigungskammern 10a, 10b an einer Stelle ihres größten Durchmessers leicht zugänglich sind, was wiederum Vorteile gußtechnischer Art bietet.Thus, the first parting plane 17 is specifically arranged where the conical section 9a, 9b of the deposition chamber 8a, 8b merges into the cylindrical section, which is preferable from casting technical points of view, since otherwise undercuts would be to be feared with complex Gußkernstrukturen. The second parting plane 18 is provided where the calming chambers 10a, 10b end and pass into the discharge channels. This ensures that the calming chambers 10a, 10b are easily accessible at a position of their largest diameter, which in turn offers advantages of casting technology.

Figur 2 zeigt schematisch die in Figur 1 dargestellte erste Ausführungsform im Längsschnitt.
Ergänzend zu Figur 1 ist hier die Abführung des gereinigten Luftstromes 16a dargestellt. Hierzu ist die Abscheidekammer 8a mittels einer Unterdruckleitung 12a mit einer Unterdruckquelle verbunden, vorzugsweise mit dem Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine. Im übrigen wird Bezug genommen auf Figur 1. Für dieselben Bauteile wurden dieselben Bezugszeichen verwendet.
Figure 2 shows schematically the first embodiment shown in Figure 1 in longitudinal section.
In addition to Figure 1, the discharge of the purified air stream 16a is shown here. For this purpose, the separation chamber 8a is connected by means of a vacuum line 12a to a vacuum source, preferably to the intake tract of the internal combustion engine. Otherwise, reference is made to FIG. 1. The same reference numerals have been used for the same components.

Figur 3a zeigt schematisch und in der Draufsicht eine zweite Ausführungsform in der Längsrichtung geschnitten. Der mit Öl kontaminierte Entlüftungsstrom strömt durch den Kettenkasten 7 und den in der Ventilhaube 3 angeordneten Zuführkanal 2a vom Kurbelgehäuse zum Fliehkraftabscheider 1a. Dabei wird der Entlüftungsstrom der Abscheidekammer 8a tangential zugeführt, so daß sich in der Abscheidekammer 8a eine umlaufende Tangentialströmung 11a ausbildet. An den Seiten des Zuführkanals 2a sind einerseits die Stößel 21 der Ventiltriebe und andererseits die Einlaßkrümmer 22 angeordnet.Figure 3a shows schematically and in plan view a second embodiment in the longitudinal direction cut. The contaminated with oil vent flow flows through the chain case 7 and arranged in the valve cover 3 feed channel 2a from the crankcase to the centrifugal separator 1a. In this case, the vent flow of the deposition chamber 8a is supplied tangentially, so that in the deposition chamber 8a a revolving tangential flow 11a is formed. On the sides of the feed channel 2a on the one hand, the plunger 21 of the valve trains and on the other hand, the intake manifold 22 are arranged.

Figur 3b zeigt schematisch die in Figur 3a dargestellte zweite Ausführungsform entlang der in Figur 3a gekennzeichneten Schnittlinie A-A.FIG. 3b schematically shows the second embodiment shown in FIG. 3a along the section line A-A marked in FIG. 3a.

Der mit Öl kontaminierte Entlüftungsstrom gelangt über den Zuführkanal 2a in die Abscheidekammer 8a. In der Abscheidekammer 8a bildet sich eine umlaufende Tangentialströmung 11a aus, wobei die im Entlüftungsstrom enthaltenen flüssigen Bestandteile 15a, insbesondere das Öl, infolge der Fliehkräfte abgeschieden werden, so daß zwei Phasen, nämlich einerseits die flüssigen Phase bzw. das Öl und andererseits die gasförmige Phase vorliegen.The contaminated with oil vent flow passes through the feed channel 2a in the deposition chamber 8a. In the deposition chamber 8a, a circumferential tangential flow 11a is formed, wherein the liquid components contained in the vent flow 15a, in particular the oil, are deposited as a result of the centrifugal forces, so that two phases, namely on the one hand, the liquid phase or the oil and on the other hand, the gaseous phase available.

Die gasförmigen Bestandteile 16a werden als gereinigter Luftstrom 16a über eine Unterdruckleitung 12a nach oben aus der Abscheidekammer 8a abgeführt. Die abgeschiedenen flüssigen Bestandteile 15a werden unter Ausnutzung der Erdbeschleunigung nach unten aus der Abscheidekammer 8a abgeführt. Dabei verjüngt sich die Abscheidekammer 8a zunächst in Richtung der Abführöffnung 19a und bildet einen kegelförmigen Abschnitt 9a aus, wodurch die Fliehkräfte, die auf die noch im Entlüftungsstrom befindlichen Öltröpfchen wirken, vergrößert werden.The gaseous constituents 16a are removed as purified air stream 16a via a vacuum line 12a upwards out of the separation chamber 8a. The separated liquid components 15a are discharged by utilizing the acceleration of gravity down from the deposition chamber 8a. In this case, the deposition chamber 8a initially tapers in the direction of the discharge opening 19a and forms a conical section 9a, as a result of which the centrifugal forces which act on the oil droplets still present in the deaeration stream are increased.

Die Ölströmung 15a gelangt über die Abführöffnungen 19a von der Abscheidekammer 8a in die Beruhigungskammer 10a, in der das Öl gesammelt wird. Mittels eines Abführkanals 13a, in dem ein zweites Ventil 14a angeordnet ist, werden die abgeschiedenen flüssigen Bestandteile 15a in das Kurbelgehäuse abgeführt.The oil flow 15a passes through the discharge ports 19a from the deposition chamber 8a into the settling chamber 10a, where the oil is collected. By means of a discharge channel 13a, in which a second valve 14a is arranged, the separated liquid components 15a are discharged into the crankcase.

Bei der in den Figuren 3a und 3b dargestellten Ausführungsform ist der Fliehkraftabscheider 1a in die Ventilhaube 3 und den Zylinderkopf 4 integriert. Im Gegensatz zu der zuvor beschriebenen Ausführungsform wird der Zylinderblock nicht zur Integration verwendet.In the embodiment illustrated in FIGS. 3 a and 3 b, the centrifugal separator 1 a is integrated into the valve cover 3 and the cylinder head 4. In contrast to the previously described embodiment, the cylinder block is not used for integration.

Um die Integration des Fliehkraftabscheiders 1a zu vereinfachen, wird die Trennebene 17 zwischen Ventilhaube 3 und Zylinderkopf 4 zur leichteren Ausbildung der Funktionsflächen des Fliehkraftabscheiders 1a in vorteilhafter Weise genutzt d.h. an geeigneter Stelle vorgesehen. Zudem ist die Ventilhaube 3 modular aufgebaut d.h. im vorliegenden Fall zweiteilig, wobei die Ventilhaube 3 einen untere Ventilhaube 3' und eine obere Ventilhaube 3" aufweist, was die Ausbildung der Abscheidevorrichtung ebenfalls unterstützt.In order to simplify the integration of the centrifugal separator 1a, the parting plane 17 between the valve cover 3 and the cylinder head 4 is used to facilitate the formation of the functional surfaces of the centrifugal separator 1a in an advantageous manner that is provided at a suitable location. In addition, the valve cover 3 is modular, ie in the present case in two parts, wherein the valve cover 3 has a lower valve cover 3 'and an upper valve cover 3 ", which also supports the formation of the separation device.

So ist die erste Trennebene 17 in der Struktur des Fliehkraftabscheiders 1a gezielt am oberen Ende der Beruhigungskammer 10a angeordnet, was unter gußtechnischen Gesichtpunkten zu bevorzugen ist. Dies gewährleistet, daß die Beruhigungskammer 10a an einer Stelle ihres größten Durchmessers leicht zugänglich ist. Die Abscheidekammer 8a mit ihrem kegelförmigen Abschnitt 9a ist vollständig in der Ventilhaube 3 angeordnet und kann in einfacher Weise hergestellt werden, da die Ventilhaube 3 zweiteilig ausgebildet ist und die Abscheidekammer 8a im geöffneten Zustand der Ventilhaube 3 d.h. im zerlegten Zustand der Ventilhaube 3 zugänglich ist.Thus, the first parting plane 17 in the structure of the centrifugal separator 1a is specifically arranged at the upper end of the settling chamber 10a, which is preferable from casting technical points of view. This ensures that the settling chamber 10a is easily accessible at a location of its largest diameter. The Abscheidekammer 8 a with its conical portion 9 a is disposed completely in the valve cover 3 and can be produced in a simple manner, since the valve cover 3 is formed in two parts and the Abscheidekammer 8 a in the open state of the valve cover 3 i. in the disassembled state, the valve cover 3 is accessible.

Die Trennebenen 17, 18 sind mit O-Ringen 23 versehen, so daß sowohl in der Trennebene 17 zwischen Ventilhaube 3 und Zylinderkopf 4 als auch in der Trennebene 18 zwischen Zylinderkopf 4 und Zylinderblock eine ausreichende Dichtfunktion sichergestellt ist.The parting planes 17, 18 are provided with O-rings 23, so that a sufficient sealing function is ensured both in the parting plane 17 between the valve cover 3 and cylinder head 4 and in the parting plane 18 between the cylinder head 4 and cylinder block.

Figur 4a zeigt schematisch und in der Draufsicht eine dritte Ausführungsform, die entlang der Längsrichtung geschnitten ist. Figur 4b zeigt diese dritte Ausführungsform entlang der in Figur 4a gekennzeichneten Schnittlinie B - B.Figure 4a shows schematically and in plan view a third embodiment which is cut along the longitudinal direction. FIG. 4b shows this third embodiment along the section line B - B marked in FIG. 4a.

Im Unterschied zu der in den Figuren 3a und 3b dargestellten Ausführungsform verfügt diese dritte Ausführungsform über eine Steigleitung 20, um das Kurbelgehäuse und den mindestens einen Fliehkraftabscheider 1a miteinander zu verbinden. Es sollen nur die Unterschiede zu der in den Figuren 3a und 3b dargestellten Ausführungsform erörtert werden, weshalb im übrigen bezug genommen wird auf die Figur 3a und 3b. Für dieselben Bauteile wurden dieselben Bezugszeichen verwendet.In contrast to the embodiment shown in Figures 3a and 3b, this third embodiment has a riser 20 to connect the crankcase and the at least one centrifugal separator 1a together. Only the differences from the embodiment shown in FIGS. 3a and 3b will be discussed, for which reason reference is made to FIGS. 3a and 3b. The same reference numerals have been used for the same components.

Die Steigleitung 20 ist teilweise in der Ventilhaube 3 und dem Zylinderkopf 4 integriert und führt durch den Zylinderblock bis zum Kurbelgehäuse (nicht dargestellt). Der Entlüftungsstrom kann auf diese Weise durch die Steigleitung 20 in den Fliehkraftabscheider 1a geleitet werden. Der durch die Steigleitung 20 strömende Entlüftungsstrom wird dem Fliehkraftabscheider tangential zugeführt. Der Abscheidevorgang bzw. die Trennung der flüssigen von der gasförmigen Phase erfolgt dann wie bereits oben ausführlich beschrieben.The riser 20 is partially integrated in the valve cover 3 and the cylinder head 4 and leads through the cylinder block to the crankcase (not shown). The vent flow can be passed in this way through the riser 20 into the centrifugal separator 1a. The bleed stream flowing through the riser 20 is fed tangentially to the centrifugal separator. The deposition or the separation of the liquid from the gaseous phase then takes place as already described in detail above.

Die Steigleitung 20 zeichnet sich durch kurze Strömungswege aus und bietet nur einen geringen Strömungswiderstand für den Entlüftungsstrom, so daß eine Entlüftung auch dann sichergestellt ist, wenn nur ein geringer Überdruck im Kurbelgehäuse zur Förderung des mit Öl kontaminierten Entlüftungsstromes zur Verfügung steht.The riser 20 is characterized by short flow paths and provides only a low flow resistance for the vent flow, so that a vent is ensured even if only a slight overpressure in the crankcase to promote the contaminated with oil vent flow is available.

Bezugszeichenreference numeral

1a1a
Fliehkraftabscheidercyclone
1b1b
Fliehkraftabscheidercyclone
2a2a
erste Verbindungsleitung, Zufuhrkanalfirst connection line, supply channel
2b2 B
erste Verbindungsleitung, Zufuhrkanalfirst connection line, supply channel
33
Ventilhaubevalve cover
3'3 '
untere Ventilhaubelower valve cover
3"3 '
obere Ventilhaubeupper valve cover
44
Zylinderkopfcylinder head
55
Zylinderblockcylinder block
66
VentilValve
77
Kettenkastenchain case
8a8a
Abscheidekammerdeposition
8b8b
Abscheidekammerdeposition
9a9a
kegelförmiger Abschnitt der Abscheidekammerconical section of the deposition chamber
9b9b
kegelförmiger Abschnitt der Abscheidekammerconical section of the deposition chamber
10a10a
Beruhigungskammersettling chamber
10b10b
Beruhigungskammersettling chamber
11a11a
Tangentialströmungtangential
11b11b
Tangentialströmungtangential
12a12a
UnterdruckleitungVacuum line
12b12b
UnterdruckleitungVacuum line
13a13a
zweite Verbindungsleitung, Abführkanalsecond connecting line, discharge channel
13b13b
zweite Verbindungsleitung, Abführkanalsecond connecting line, discharge channel
14a14a
VentilValve
14b14b
VentilValve
15a15a
flüssige Bestandteile, Ölströmungliquid components, oil flow
15b15b
flüssige Bestandteile, Ölströmungliquid components, oil flow
16a16a
gasförmige Bestandteile, Strömung der gereinigten Luftgaseous components, flow of purified air
16b16b
gasförmige Bestandteile, Strömung der gereinigten Luftgaseous components, flow of purified air
1717
Trennebene zwischen Ventilhaube und ZylinderkopfParting plane between the valve cover and cylinder head
1818
Trennebene zwischen Zylinderkopf und ZylinderblockParting plane between cylinder head and cylinder block
19a19a
Abführöffnungdischarge opening
19b19b
Abführöffnungdischarge opening
2020
Steigleitungriser
2121
Stößeltappet
2222
Einlaßkrümmerintake manifold
2323
O-RingO-ring

Claims (24)

Verfahren zur Entlüftung eines Kurbelgehäuses einer Brennkraftmaschine, welche über einen Zylinderblock (5), einen Zylinderkopf (4) und mindestens eine Abdeckung, beispielsweise eine Ventilhaube (3), verfügt, bei dem das Kurbelgehäuse mit mindestens einem in der Brennkraftmaschine integrierten Fliehkraftabscheider (1a,1b) verbunden wird, so daß ein mit Öl kontaminierter Entlüftungsstrom infolge eines Druckgefälles vom Kurbelgehäuse zu dem mindestens einen Fliehkraftabscheider (1a,1b) geleitet wird, und der Entlüftungsstrom einer Abscheidekammer (8a,8b) des mindestens einen Fliehkraftabscheiders (1a,1b) -zur Ausbildung einer kreisförmigen umlaufenden Strömung - tangential zugeführt wird, so daß die im Entlüftungsstrom enthaltenen flüssigen Bestandteile (15a,15b), insbesondere das Öl, infolge der Fliehkraft abgeschieden werden, und diese abgeschiedenen flüssigen Bestandteile (15a,15b) anschließend von den gasförmigen Bestandteilen (16a,16b) des Entlüftungsstromes getrennt werden, indem einerseits die abgeschiedenen flüssigen Bestandteile (15a,15b) unter Ausnutzung der Erdbeschleunigung aus der Abscheidekammer (8a,8b) abgeführt werden und andererseits die gasförmigen Bestandteile (16a,16b) aus der Abscheidekammer (8a,8b) evakuiert werden.Method for ventilating a crankcase of an internal combustion engine, which has a cylinder block (5), a cylinder head (4) and at least one cover, for example a valve cover (3), in which the crankcase is equipped with at least one centrifugal separator (1a, 1b), so that a vent flow contaminated with oil is conducted from the crankcase to the at least one centrifugal separator (1a, 1b) due to a pressure gradient, and the vent flow of a separation chamber (8a, 8b) of the at least one centrifugal separator (1a, 1b). to form a circular circulating flow - is supplied tangentially, so that the liquid components contained in the vent flow (15a, 15b), in particular the oil, are deposited due to centrifugal force, and these deposited liquid components (15a, 15b) then of the gaseous components (16a, 16b) of the deaeration stream ge be separated, on the one hand the separated liquid components (15a, 15b) are discharged by utilizing the acceleration of gravity from the deposition chamber (8a, 8b) and on the other hand, the gaseous components (16a, 16b) from the deposition chamber (8a, 8b) are evacuated. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
der mindestens eine Fliehkraftabscheider (1a,1b) zumindest teilweise in der Ventilhaube (3) und/oder dem Zylinderkopf (4) und/oder dem Zylinderblock (5) integriert wird, wobei das Kurbelgehäuse und der mindestens eine Fliehkraftabscheider (1a,1b) über einen Kettenkasten (7) und die Ventilhaube (3) miteinander verbunden werden, so daß der Entlüftungsstrom aus dem Kurbelgehäuse über den Kettenkasten (7) und die Ventilhaube (3) in den mindestens einen Fliehkraftabscheider (1a,1b) geleitet wird.
Method according to claim 1,
characterized in that
the at least one centrifugal separator (1a, 1b) at least partially in the valve cover (3) and / or the cylinder head (4) and / or the cylinder block (5) is integrated, wherein the crankcase and the at least one centrifugal separator (1a, 1b) via a chain case (7) and the valve cover (3) are interconnected so that the bleed stream from the crankcase via the chain case (7) and the valve cover (3) in the at least one centrifugal separator (1a, 1b) is passed.
Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
der mindestens eine Fliehkraftabscheider (1a,1b) zumindest teilweise in der Ventilhaube (3) und/oder dem Zylinderkopf (4) und/oder dem Zylinderblock (5) integriert wird, wobei das Kurbelgehäuse und der mindestens eine Fliehkraftabscheider (1a,1b) über eine Steigleitung (20), die zumindest teilweise in der Ventilhaube (3) und/oder dem Zylinderkopf (4) und/oder dem Zylinderblock (5) ausgebildet wird, miteinander verbunden werden, so daß der Entlüftungsstrom aus dem Kurbelgehäuse über die Steigleitung (20) in den mindestens einen Fliehkraftabscheider (1a,1b) geleitet wird.
Method according to claim 1,
characterized in that
the at least one centrifugal separator (1a, 1b) at least partially in the valve cover (3) and / or the cylinder head (4) and / or the cylinder block (5) is integrated, wherein the crankcase and the at least one centrifugal separator (1a, 1b) via a riser (20), which is at least partially formed in the valve cover (3) and / or the cylinder head (4) and / or the cylinder block (5), are interconnected, so that the vent flow from the crankcase via the riser (20 ) is passed into the at least one centrifugal separator (1a, 1b).
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
der mindestens eine Fliehkraftabscheider (1a,1b) mittels einer Leitung (12a,12b) mit einer Unterdruckquelle verbunden wird, um die gasförmigen Bestandteile (16a,16b) des Entlüftungsstromes aus der Abscheidekammer (8a,8b) zu evakuieren.
Method according to one of the preceding claims,
characterized in that
the at least one centrifugal separator (1a, 1b) is connected by means of a line (12a, 12b) to a vacuum source in order to evacuate the gaseous components (16a, 16b) of the venting stream from the separation chamber (8a, 8b).
Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
der mindestens eine Fliehkraftabscheider (1a,1b) mittels einer Leitung (12a,12b) mit einem Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine verbunden wird, um die gasförmigen Bestandteile (16a,16b) des Entlüftungsstromes aus der Abscheidekammer (8a,8b) zu evakuieren, wobei die Leitung (12a,12b) vorzugsweise stromabwärts einer im Ansaugtrakt angeordneten Drosselklappe an den Ansaugtrakt angeschlossen wird.
Method according to claim 4,
characterized in that
the at least one centrifugal separator (1a, 1b) is connected by means of a line (12a, 12b) to an intake tract of the internal combustion engine to evacuate the gaseous components (16a, 16b) of the venting stream from the separation chamber (8a, 8b) (12a, 12b) is preferably connected to the intake tract downstream of a throttle valve arranged in the intake tract.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
in der Leitung (12a,12b) zur Unterdruckquelle ein erstes Ventil (6) vorgesehen wird, mit dem die Evakuierung der gasförmigen Bestandteile (16a,16b) aus der Abscheidekammer (8a,8b) gesteuert wird.
Method according to claim 4 or 5,
characterized in that
in the line (12a, 12b) to the vacuum source, a first valve (6) is provided, with which the evacuation of the gaseous components (16a, 16b) from the deposition chamber (8a, 8b) is controlled.
Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Ventil (6) geöffnet wird, wenn der Druck in der Abscheidekammer (8a,8b) höher ist als der Druck der Unterdruckquelle, und das Ventil (6) geschlossen wird, wenn der Druck in der Abscheidekammer (8a,8b) geringer ist als der Druck der Unterdruckquelle.
Method according to claim 6,
characterized in that
the valve (6) is opened when the pressure in the separation chamber (8a, 8b) is higher than the pressure of the negative pressure source, and the valve (6) is closed when the pressure in the separation chamber (8a, 8b) is lower than the pressure of the vacuum source.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
ein Fliehkraftabscheider (1a,1b) verwendet wird, dessen Abscheidekammer (8a,8b) sich in Richtung einer Abfuhröffnung (19a,19b) für die flüssigen Bestandteile (15a,15b) verjüngt.
Method according to one of the preceding claims,
characterized in that
a centrifugal separator (1a, 1b) is used, whose deposition chamber (8a, 8b) tapers in the direction of a discharge opening (19a, 19b) for the liquid components (15a, 15b).
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
ein Fliehkraftabscheider (1a,1b) verwendet wird, der über eine sich an die Abscheidekammer (8a,8b) anschließende Beruhigungskammer (10a,10b) verfügt.
Method according to one of the preceding claims,
characterized in that
a centrifugal separator (1a, 1b) is used which has a settling chamber (10a, 10b) adjoining the separation chamber (8a, 8b).
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
der mindestens eine Fliehkraftabscheider (1a,1b) mit einem zweiten Ventil (14a,14b) ausgestattet wird, mit dem die Abführung der flüssigen Bestandteile (15a,15b) gesteuert wird.
Method according to one of the preceding claims,
characterized in that
the at least one centrifugal separator (1a, 1b) is equipped with a second valve (14a, 14b) with which the discharge of the liquid components (15a, 15b) is controlled.
Verfahren nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß
das zweite Ventil (14a,14b) geöffnet wird, wenn der Druck in der Abscheidekammer (8a,8b) höher ist als der Druck im Kurbelgehäuse, und das zweite Ventil (14a,14b) geschlossen wird, wenn der Druck in der Abscheidekammer (8a,8b) geringer ist als der Druck im Kurbelgehäuse.
Method according to claim 10,
characterized in that
the second valve (14a, 14b) is opened when the pressure in the separation chamber (8a, 8b) is higher than the pressure in the crankcase, and the second valve (14a, 14b) is closed when the pressure in the separation chamber (8a , 8b) is lower than the pressure in the crankcase.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die in dem mindestens einen Fliehkraftabscheider (1a,1b) abgeschiedenen flüssigen Bestandteile (15a,15b) in das Kurbelgehäuse zurückgeleitet werden.
Method according to one of the preceding claims,
characterized in that
the liquid components (15a, 15b) deposited in the at least one centrifugal separator (1a, 1b) are returned to the crankcase.
Brennkraftmaschine zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorherigen Ansprüche, die über ein Kurbelgehäuse, einen Zylinderblock (5), einen Zylinderkopf (4), mindestens eine Abdeckung, beispielsweise eine Ventilhaube (3), eine Motoraufhängung, und einen Ansaugtrakt als Bauteile verfügt,
dadurch gekennzeichnet, daß
mindestens ein mit einer Abscheidekammer (8a,8b) ausgestatteter Fliehkraftabscheider (1a,1b) vorgesehen ist, der in der Weise in die Brennkraftmaschine integriert ist, daß sämtliche Wandungen des mindestens einen Fliehkraftabscheiders (1a,1b) durch Bauteile der Brennkraftmaschine gebildet sind, wobei eine erste Verbindung (2a,2b) des Kurbelgehäuses mit dem mindestens einen Fliehkraftabscheider (1a,1b) vorgesehen ist, durch die ein aus dem Kurbelgehäuse kommender und mit Öl kontaminierten Entlüftungsstromes in den mindestens einen Fliehkraftabscheider (1a,1b) geleitet wird, um die flüssigen Bestandteile (15a,15b) abzuscheiden und von den gasförmigen Bestandteile (16a,16b) des Entlüftungsstromes zu trennen.
Internal combustion engine for carrying out a method according to one of the preceding claims, which has a crankcase, a cylinder block (5), a cylinder head (4), at least one cover, for example a valve cover (3), an engine mount, and an intake tract as components,
characterized in that
at least one with a separation chamber (8a, 8b) equipped centrifugal separator (1a, 1b) is provided which is integrated in such a way in the internal combustion engine, that all walls of the at least one centrifugal separator (1a, 1b) are formed by components of the internal combustion engine a first connection (2a, 2b) of the crankcase with the at least one centrifugal separator (1a, 1b) is provided, through which a bleeding stream coming from the crankcase and contaminated with oil is directed into the at least one centrifugal separator (1a, 1b) liquid components (15a, 15b) to separate and separated from the gaseous components (16a, 16b) of the venting stream.
Brennkraftmaschine nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, daß
der mindestens eine Fliehkraftabscheider (1a,1b) zumindest teilweise in der Ventilhaube (3) und/oder dem Zylinderkopf (4) und/oder dem Zylinderblock (5) integriert ist.
Internal combustion engine according to claim 13,
characterized in that
the at least one centrifugal separator (1a, 1b) is at least partially integrated in the valve cover (3) and / or the cylinder head (4) and / or the cylinder block (5).
Brennkraftmaschine nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Kurbelgehäuse und der mindestens eine Fliehkraftabscheider (1a,1b) mittels eines Kettenkastens (7) und einer Ventilhaube (3) miteinander verbunden sind, so daß der Entlüftungsstrom aus dem Kurbelgehäuse durch den Kettenkasten (7) und die Ventilhaube (3) in den mindestens einen Fliehkraftabscheider (1a,1b) einleitbar ist.
Internal combustion engine according to claim 14,
characterized in that
the crankcase and the at least one centrifugal separator (1a, 1b) by means of a chain box (7) and a valve cover (3) are interconnected, so that the vent flow from the crankcase through the chain case (7) and the valve cover (3) in the at least a centrifugal separator (1a, 1b) can be introduced.
Brennkraftmaschine nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Kurbelgehäuse und der mindestens einen Fliehkraftabscheider (1a,1b) mittels einer Steigleitung (20) miteinander verbunden sind, wobei die Steigleitung (20) zumindest teilweise in der Ventilhaube (3) und/oder dem Zylinderkopf (4) und/oder dem Zylinderblock (5) angeordnet ist, so daß der Entlüftungsstrom aus dem Kurbelgehäuse durch die Steigleitung (20) in den mindestens einen Fliehkraftabscheider (1a,1b) einleitbar ist.
Internal combustion engine according to claim 14,
characterized in that
the crankcase and the at least one centrifugal separator (1a, 1b) are interconnected by means of a riser (20), wherein the riser (20) at least partially in the valve cover (3) and / or the cylinder head (4) and / or the cylinder block ( 5) is arranged, so that the vent flow from the crankcase through the riser (20) in the at least one centrifugal separator (1a, 1b) can be introduced.
Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 13 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, daß
der mindestens eine Fliehkraftabscheider (1a,1b) mittels einer Leitung (12a,12b) mit einer Unterdruckquelle verbunden ist, um die gasförmigen Bestandteile (16a,16b) des Entlüftungsstromes aus der Abscheidekammer (8a,8b) zu evakuieren.
Internal combustion engine according to one of claims 13 to 16,
characterized in that
the at least one centrifugal separator (1a, 1b) is connected by means of a line (12a, 12b) to a vacuum source in order to evacuate the gaseous components (16a, 16b) of the venting stream from the separation chamber (8a, 8b).
Brennkraftmaschine nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet, daß
der mindestens eine Fliehkraftabscheider (1a,1b) mittels einer Leitung (12a,12b) mit dem Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine verbunden ist, um die gasförmigen Bestandteile (16a,16b) des Entlüftungsstromes aus der Abscheidekammer (8a,8b) zu evakuieren.
Internal combustion engine according to claim 17,
characterized in that
the at least one centrifugal separator (1a, 1b) is connected by means of a line (12a, 12b) to the intake tract of the internal combustion engine in order to evacuate the gaseous constituents (16a, 16b) of the venting stream from the separation chamber (8a, 8b).
Brennkraftmaschine nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Leitung (12a,12b) stromabwärts einer im Ansaugtrakt angeordneten Drosselklappe in den Ansaugtrakt mündet.
Internal combustion engine according to claim 18,
characterized in that
the line (12a, 12b) opens into the intake tract downstream of a throttle valve arranged in the intake tract.
Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 17 bis 19,
dadurch gekennzeichnet, daß
in der Leitung (12a,12b) zur Unterdruckquelle ein Ventil (6) vorgesehen ist, mit dem die Evakuierung der gasförmigen Bestandteile (16a,16b) aus der Abscheidekammer (8a,8b) gesteuert wird.
Internal combustion engine according to one of claims 17 to 19,
characterized in that
in the line (12a, 12b) to the vacuum source, a valve (6) is provided, with which the evacuation of the gaseous components (16a, 16b) from the deposition chamber (8a, 8b) is controlled.
Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 13 bis 20,
dadurch gekennzeichnet, daß
der mindestens eine Fliehkraftabscheider (1a,1b) mit einer Abscheidekammer (8a,8b) ausgestattet ist, die sich in Richtung einer Abführöffnung (19a,19b) für die flüssigen Bestandteile (15a,15b) verjüngt.
Internal combustion engine according to one of claims 13 to 20,
characterized in that
the at least one centrifugal separator (1a, 1b) is equipped with a separating chamber (8a, 8b) which tapers in the direction of a discharge opening (19a, 19b) for the liquid components (15a, 15b).
Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 13 bis 21,
dadurch gekennzeichnet, daß
der mindestens eine Fliehkraftabscheider (1a,1b) mit einer sich an die Abscheidekammer (8a,8b) anschließenden Beruhigungskammer (10a,10b) ausgestattet ist.
Internal combustion engine according to one of claims 13 to 21,
characterized in that
the at least one centrifugal separator (1a, 1b) is equipped with a settling chamber (10a, 10b) adjoining the separation chamber (8a, 8b).
Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 13 bis 22,
dadurch gekennzeichnet, daß
der mindestens eine Fliehkraftabscheider (1a,1b) mit einem zweiten Ventil (14a,14b) ausgestattet ist, mit dem die Abführung der flüssigen Bestandteile (15a,15b) gesteuert wird.
Internal combustion engine according to one of claims 13 to 22,
characterized in that
the at least one centrifugal separator (1a, 1b) is equipped with a second valve (14a, 14b) with which the discharge of the liquid components (15a, 15b) is controlled.
Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 13 bis 23,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine zweite Verbindung (13a,13b) des Kurbelgehäuses mit dem mindestens einen Fliehkraftabscheider (1a,1b) vorgesehen ist, die der Rückführung der abgeschiedenen flüssigen Bestandteile (15a,15b) in das Kurbelgehäuse dient.
Internal combustion engine according to one of claims 13 to 23,
characterized in that
a second connection (13a, 13b) of the crankcase with the at least one centrifugal separator (1a, 1b) is provided, which serves for the return of the separated liquid components (15a, 15b) in the crankcase.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006009209A1 (en) * 2006-02-22 2007-03-15 Elringklinger Ag Oil engine for use in internal combustion engine of vehicle, has connection units cooperating with inlet-channels to establish connection between chamber and part of interior of engine, where each unit has radial seal that seals unit
US9388764B2 (en) 2013-02-20 2016-07-12 Elringklinger Ag Valve cover
CN108301935A (en) * 2018-03-28 2018-07-20 潍柴动力股份有限公司 Oil separator case and diesel vehicle

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2828256A1 (en) * 1978-06-28 1980-01-03 Daimler Benz Ag Pressure relief valve for IC engine crankcase - has oil separator of centrifugal type with drain back to sump.
DE3152747A1 (en) * 1981-07-18 1983-06-30 Bayerische Motoren Werke Ag Cyclone oil separator
US4825818A (en) * 1987-03-30 1989-05-02 Suzuki Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Breather apparatus and cam chain tensioner adjuster apparatus in four-cycle engine
EP0591737A1 (en) * 1992-10-09 1994-04-13 FIAT AUTO S.p.A. System for venting oil vapour from an internal combustion engine crankcase
JPH10220215A (en) * 1997-02-12 1998-08-18 Kubota Corp Breather device for engine
US20010054418A1 (en) * 2000-05-24 2001-12-27 Burgess Stephen F. Safety shut-off valve for crankcase emission control system
US20020000224A1 (en) * 2000-02-29 2002-01-03 Rudolf Tscherne Four stroke engine having blow-by ventilation system and lubrication system
US20020100465A1 (en) * 2000-05-30 2002-08-01 Sieghard Pietschner Device to deoil the crankcase ventilation gases of an internal combustion engine
US20030024512A1 (en) * 2001-08-06 2003-02-06 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Air-oil separating apparatus for engine

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2828256A1 (en) * 1978-06-28 1980-01-03 Daimler Benz Ag Pressure relief valve for IC engine crankcase - has oil separator of centrifugal type with drain back to sump.
DE3152747A1 (en) * 1981-07-18 1983-06-30 Bayerische Motoren Werke Ag Cyclone oil separator
US4825818A (en) * 1987-03-30 1989-05-02 Suzuki Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Breather apparatus and cam chain tensioner adjuster apparatus in four-cycle engine
EP0591737A1 (en) * 1992-10-09 1994-04-13 FIAT AUTO S.p.A. System for venting oil vapour from an internal combustion engine crankcase
JPH10220215A (en) * 1997-02-12 1998-08-18 Kubota Corp Breather device for engine
US20020000224A1 (en) * 2000-02-29 2002-01-03 Rudolf Tscherne Four stroke engine having blow-by ventilation system and lubrication system
US20010054418A1 (en) * 2000-05-24 2001-12-27 Burgess Stephen F. Safety shut-off valve for crankcase emission control system
US20020100465A1 (en) * 2000-05-30 2002-08-01 Sieghard Pietschner Device to deoil the crankcase ventilation gases of an internal combustion engine
US20030024512A1 (en) * 2001-08-06 2003-02-06 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Air-oil separating apparatus for engine

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1998, no. 13 30 November 1998 (1998-11-30) *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006009209A1 (en) * 2006-02-22 2007-03-15 Elringklinger Ag Oil engine for use in internal combustion engine of vehicle, has connection units cooperating with inlet-channels to establish connection between chamber and part of interior of engine, where each unit has radial seal that seals unit
US9388764B2 (en) 2013-02-20 2016-07-12 Elringklinger Ag Valve cover
DE102013202762B4 (en) 2013-02-20 2022-01-13 Elringklinger Ag cam cover
CN108301935A (en) * 2018-03-28 2018-07-20 潍柴动力股份有限公司 Oil separator case and diesel vehicle
CN108301935B (en) * 2018-03-28 2024-02-20 潍柴动力股份有限公司 Oil-gas separator shell and diesel vehicle

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