EP2297434A1 - Vorrichtung und verfahren zur kurbelgehäuseentlüftung - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur kurbelgehäuseentlüftung

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EP2297434A1
EP2297434A1 EP09768885A EP09768885A EP2297434A1 EP 2297434 A1 EP2297434 A1 EP 2297434A1 EP 09768885 A EP09768885 A EP 09768885A EP 09768885 A EP09768885 A EP 09768885A EP 2297434 A1 EP2297434 A1 EP 2297434A1
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EP
European Patent Office
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oil separator
line
crankcase
collecting
turbocharger
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EP09768885A
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EP2297434B1 (de
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Armin KÖLMEL
Jochen Loos
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Bayerische Motoren Werke AG
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Bayerische Motoren Werke AG
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Publication date
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    • F01M13/02—Crankcase ventilating or breathing by means of additional source of positive or negative pressure
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    • F01M13/022—Crankcase ventilating or breathing by means of additional source of positive or negative pressure of negative pressure using engine inlet suction
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    • F01M2013/0038—Layout of crankcase breathing systems
    • F01M2013/0044—Layout of crankcase breathing systems with one or more valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01M2013/0038—Layout of crankcase breathing systems
    • F01M2013/005—Layout of crankcase breathing systems having one or more deoilers
    • F01M2013/0061—Layout of crankcase breathing systems having one or more deoilers having a plurality of deoilers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M13/00—Crankcase ventilating or breathing
    • F01M2013/0077—Engine parameters used for crankcase breather systems
    • F01M2013/0094—Engine load
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01M13/02—Crankcase ventilating or breathing by means of additional source of positive or negative pressure
    • F01M13/021—Crankcase ventilating or breathing by means of additional source of positive or negative pressure of negative pressure
    • F01M2013/027—Crankcase ventilating or breathing by means of additional source of positive or negative pressure of negative pressure with a turbo charger or compressor

Definitions

  • the invention relates to an apparatus and a method for Kurbelgehauseentluftung and return the Entluftungsgase in the combustion chamber of a supercharged internal combustion engine
  • combustion gases between the cylinders and the piston rings can escape into the spa.
  • gases are referred to as blow-by gases and can build up considerable pressure within the body of the spa so that venting of the body is required.
  • By-gases in the crankcase are loaded with motor oil, which is why they should not be discharged into the environment and usually pass through an oil separator to finally be fed into the intake manifold of the internal combustion engine From here, the gases are directed back into the combustion chambers of the cylinder
  • pressure control valves or variable throttles with or without sudtschfunktion zabe PCV valves can be provided about such control valves, the negative pressure in the intake tract is used to Suction gases from the crankcase
  • a turbocharger is provided, the extracted gas is sucked in Teugastbet ⁇ eb the downstream of the turbocharger in the intake, and at full load upstream of the turbocharger in the intake check valves at full load must prevent the pressure on the so-called part-load venting in the Kurbeigehause is transmitted
  • the extraction of the gases takes place either in the area of the bottom of the
  • each cylinder row is associated with a turbocharger, wherein a common intake manifold is provided for both rows
  • a common oil separator for both rows of cylinders, said provided in the cylinder head cover collecting chambers on a connecting line are coupled to each other The gas is then introduced in Teufastbet ⁇ eb downstream of the throttle cap in the intake and at full load in an air supply pipe upstream of the turbocharger
  • the object of the invention is to provide a simpler device for Kurbelgehauseent Kunststoffung and a method for this purpose
  • the device according to the invention for crankcase ventilation and jerk guidance of the vent gases (called blow-by gases) in the combustion chamber of a supercharged internal combustion engine has several manifolds for exhaust gases associated with the turbine housing and one or more cylinders. These manifolds can be provided in the turbine housing or on the cylinder head side At least one turbocharger is arranged in a suction line, whereby several suction lines can also be provided. In addition, each collecting chamber is assigned at least one separate oil separator.
  • a partial gravity discharge line leads from an oil separator to the downstream of the turbocharger to the suction line into which it flows each Entlabscheider a Vollastruckschreibtechnisch provided for Ent Kunststoffungsgas, the upstream of the turbocharger mouths in the intake
  • de-aeration gas flows through each collecting chamber on the associated, own Olabsc heider in the intake pipe
  • the inventive device provides that in part-load operation less
  • each row of cylinders has its own collection chamber.
  • these collection chambers can be sections of the crankcase or be associated with the cylinder head and lie in its area
  • the collecting chambers must be current-connected with each other. This can preferably take place via the common crankcase, so that additional lines could be omitted
  • each row of cylinders (also called a cylinder bank) has its own associated turbocharger
  • an oil separator is assigned to each turbocharger
  • Full-throttle delivery lines may be provided which travel from the oil separators to the intake manifolds of the plurality of turbochargers. These full-load delivery conduits will then direct the gas to the intake manifolds upstream of the turbochargers at full load
  • Ventilation provided, which leads to a collection chamber and on the Connection of the collecting chambers vented
  • a ventilation line enables a so-called winding of the Kurbeigehauses with fresh air, which among other things, the chemical aging of the lubricating oil is reduced
  • the construction cost of ventilation is very low
  • the aeration line in the oil separator which does not work in part-load operation, mouth, so that from this, the ventilation is also hereby let the number of terminals or provided with terminals parts reduce
  • the ventilation line can be the full-load transfer line of the non-working oil separator.
  • This line has, as it were, a double function and is flowed through in two directions, in one direction from the deaeration gas and in the other direction from the fresh air
  • the check valve in serving as a ventilation line Vollastruckschreib can be provided with a throttled bypass, which is then vented, although the check valve is actually in the closed position
  • This embodiment can be realized very inexpensive
  • a throttle unit with backlash function eg PCV valve
  • PCV valves prevent the backflow of the gases
  • PCV valves are available in heatable and unhookable execution About the PCV valves sucked by means of the negative pressure in the intake tract, the Ent Kunststoffungsgase, in part-load bed
  • the oil separators are gravity separators, in particular cyclone separators, as already mentioned, preferably even non-switchable cyclone separators
  • the venting takes place according to the preferred embodiment cylinder head side, wherein the collecting chambers may be provided in the cylinder head or in the valve bonnets.
  • the collecting chambers can also be sections of the interior of the crankcase that merge into one another.
  • the invention further relates, as already explained, a method for venting a crankcase of an internal combustion engine, in particular a
  • Reciprocating engine which has several collecting chambers for venting gases, which are assigned their own oil separator. The procedure provides that in
  • a motor more specifically, a reciprocating engine one
  • the engine is in this embodiment, a V-type engine with a crankcase 10, which has two rows of cylinders 12, 14. Denoted at 16 are the pistons and at 18 the intake and exhaust valves housed in the cylinder heads 20,22. Each row of cylinders is covered with a so-called. Valve cover 24, 26, wherein the valve bonnets 24, 26 can also merge into one another in one piece.
  • Collection chambers 28, 30 are provided for vent gases.
  • vent gases are contaminated with water, oil from the crankcase 10 and other components blow-by gases 32, which between the
  • Piston 16 and the cylinders 34, 36 can escape from the corresponding working spaces in the crankcase chamber 38.
  • these blow-by gases 32 rupture oil 40 at the bottom of the crankcase chamber 38.
  • the resulting vent gas 32 is then in the crankcase chamber 38, where it would generate an overpressure.
  • vent gases 32 not only spread in the crankcase chamber 38, but may flow through passages 42, 44 in the cylinders 34, 36 or between the cylinders 34, 36 and the valve bonnets 24, 26 to the cylinder heads 20, 22.
  • a separate collection chamber 28, 30 is provided for the vent gases for each cylinder row 12, 14 between the cylinder heads 22, 24 and the associated valve bonnets 24, 26.
  • the Sammelkammem 28, 30 could of course also be formed in the area of the cylinder heads 20, 22 and the cylinder head cover, as shown for example in DE 35 09 439 C2.
  • the collection chambers 28, 30 are interconnected via the crankcase 10 or, more specifically, via the merging passages 42, 44 (e.g., on the facing sides of the cylinders 34, 36).
  • junction is designated 46.
  • one of the several outflow openings 48 for the venting gas is also provided.
  • the arrow 50 symbolizes at this point, the venting gas, which flows into the passages 42, 44.
  • the engine block shown is of course integrated in an air supply and an exhaust system, which will be described in more detail below.
  • Each cylinder bank 12, 14 is associated with its own intake manifold 52, 54, which is subdivided into several sections, in each of which a separate intake noise damper 56 and a possibly necessary hot-film air mass meter 58 are integrated.
  • Each intake pipe 52, 54 is also associated with its own turbocharger 60, 62, which is integrated in an exhaust pipe 64, 66 and is driven by the exhaust gas.
  • the turbochargers 60, 62 divide the intake passages 52, 54 into an upstream section 68, 70 and a downstream section 72, 74.
  • a device for crankcase ventilation and return of the venting gases in the respective combustion chamber 84, 86 of the cylinder 34 and 36 is provided.
  • This device comprises, inter alia, the collection chambers 28, 30 and at least one own oil cutters 88, 90 assigned to each collection chamber 28, 30.
  • the oil separators 88, 90 are cyclone separators, with no switchable cyclones.
  • bypass with throttle 96 can be bridged.
  • bypass with throttle 96 may also be fully integrated into the check valve 94.
  • the oil separator 90 of the other collection chamber 30 has a from the
  • Oil separator 90 outgoing gas return line, which divides several times, namely on the one hand in a Vollast Wegtechnischtechnisch 98, in the upstream
  • Section 70 opens and in which a check valve 99 is seated, and two part throttle return lines 100, 102nd
  • the part throttle return line 100 is provided with a so-called. PCV valve 104 and opens into the downstream section 72 of the suction line 52, which is not actually assigned to the oil separator 90.
  • the partial flow return line 102 is also provided with a PCV valve 106 and opens into the downstream section 74 of the suction line 54 associated with the oil separator 90.
  • the part throttle return lines 100, 102 preferably end after the throttle valves 76, 78 and also preferably after the intercoolers 80, 82nd
  • vent gas then flows from the oil separators 88, 90 through the open check valves 94, 99 into the upstream ones
  • Sections 72, 74 closed.
  • the venting gas of the collection chamber 28 flows through the flow connection (here the passages 42, 44) to the collection chamber 30.
  • the flow connection here the passages 42, 44
  • vent gas then splits downstream of the oil separator 90 and passes through the open PCV valves 104, 106 into the downstream sections 72, 74 of the exhaust conduits 64, 66, respectively.
  • fresh air ventilation also takes place, namely ventilation of both the collection chambers 28, 30 and the crankcase.
  • fresh air drawn in symbolized by a broken line parallel to the full return line 92
  • the oil separator 88 passes via the full return line 92 into the oil separator 88 and thus into the collecting space 28. From there, the fresh air can supply all the spaces provided with the vent gas Flow through chambers and get to the oil separator 90.
  • the inventive method thus provides that in partial load operation the
  • Oil separator 90 is guided and vented through this, whereas the exhaust gases of the collecting chambers 28, 30 via their own, each associated oil separator 88, 90 are vented in full load operation.

Landscapes

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

Description

Vorrichtung und Verfahren zur Kurbelgehauseentluftung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Kurbelgehauseentluftung und Rückführung der Entluftungsgase in den Verbrennungsraum einer aufgeladenen Brennkraftmaschine
Beim Betrieb von Brennkraftmaschinen, insbesondere Hubkolbenmaschmen, können Verbrennungsgase zwischen den Zylindern und den Kolbenringen in das Kurbeigehause entweichen Diese Gase werden als blow-by-Gase bezeichnet und können innerhalb des Kurbeigehauses beträchtliche Drucke aufbauen, so daß eine Entlüftung des Kurbeigehauses erforderlich ist Die blow-by-Gase im Kurbelraum werden mit Motorol belastet, weshalb sie nicht in die Umgebung abgegeben werden dürfen und üblicherweise einen Olabscheider durchlaufen, um schließlich in den Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine geleitet zu werden Von hier aus werden die Gase wieder in die Brennraume der Zylinder geleitet
Um den Druck im Kurbeigehause auf einen möglichst konstanten Wert zu regeln, können Druckregelventile oder auch variable Drosseln mit oder ohne Ruckschlagfunktion, z B sog PCV-Ventile (positive crankcase Ventilation) vorgesehen sein Über solche Steuer-Ventile wird der Unterdruck im Ansaugtrakt herangezogen, um Gase aus dem Kurbelraum abzusaugen Wenn ein Turbolader vorgesehen ist, wird im Teillastbetπeb das abgesaugte Gas stromabwärts des Turboladers in den Ansaugtrakt gesaugt, und bei Vollast stromaufwärts des Turboladers in den Ansaugtrakt Ruckschlagventile müssen bei Vollast verhindern, daß der Druck über die sog Teillastentluftungsleistungen in das Kurbeigehause übertragen wird
Die Absaugung der Gase erfolgt entweder im Bereich des Bodens des
Kurbeigehauses oberhalb des Olniveaus oder im Bereich des Zylinderkopfes Bei einer Absaugung im Bereich des Zylinderkopfes unterscheidet man insbesondere zwischen der Anordnung der Sammelkammer im Zylinderkopf selbst oder in einer den Zylinderkopf umgebenden Ventilhaube Die Sammelkammern sind im übrigen die Räume, in denen sich das Entluftungsgas vor der Absaugung befindet Aus der EP 1 310 639 A1 ist eine Kurbelgehauseentluftung bei einem V-Motor bekannt Jeder Zylinderreihe ist ein Turbolader zugeordnet, wobei ein gemeinsames Saugrohr für beide Reihen vorgesehen ist Darüber hinaus gibt es einen gemeinsamen Olabscheider für beide Zylinderreihen, wobei die im Zylinderkopfdeckel vorgesehenen Sammelkammern über eine Verbindungsleitung miteinander gekoppelt sind Das Gas wird dann im Teillastbetπeb stromabwärts der Drosselkappe in die Sauganlage eingeleitet und im Vollastbetrieb in ein Luftzufuhrrohr stromaufwärts der Turbolader
Eine andere Variante einer Kurbelgehauseentluftung eines V-Motors sieht für jede Zylinderreihe einen eigenen Turbolader und einen eigenen Olabscheider vor Bei Olabscheidem, insbesondere Tragheitsabscheidern, ist der Abscheidegrad zum Teil vom Durchsatz abhangig Es gibt deshalb Olabscheider, bei denen einzelne Stufen (beim Mehrfach-Zyklonabscheiden einzelne Zyklone) über Schaltelemente zugeschaltet werden können Solche Schaltelemente bestehen meistens aus einer Feder und einem, durch die Feder betätigten Verschlußelement
Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfacher ausgebildete Vorrichtung zur Kurbelgehauseentluftung sowie eine Verfahren hierzu anzugeben
Die erfindungsgemaße Vorrichtung zur Kurbelgehauseentluftung und Ruck- fuhrung der Entluftungsgase (blow-by-Gase genannt) in den Verbrennungsraum einer aufgeladenen Brennkraftmaschine weist mehrere dem Kurbeigehause und einzelnen oder mehreren Zylindern zugeordnete Sammelkammern für Entluftungsgase vor Diese Sammelkammern können im Kurbeigehause oder zylinder- kopfseitig vorgesehen sein In einer Ansaugleitung, wobei auch mehrere Ansaug- leitungen vorgesehen sein können, ist wenigstens ein Turbolader angeordnet Darüber hinaus ist jeder Sammelkammer wenigstens ein eigener Olabscheider zugeordnet Eine Teillastruckfuhrleitung fuhrt von einem Olabscheider nach stromabwärts des Turboladers zur Ansaugleitung, in die sie mundet Darüber hinaus ist von jedem Olabscheider eine Vollastruckfuhrleitung für Entluftungsgas vorgesehen, die stromaufwärts des Turboladers in die Ansaugleitung mundet Im Vollastbetrieb strömt Entluftungsgas jeder Sammelkammer über die zugeordneten, eigenen Olabscheider in die Ansaugleitung Zumindest im Teillastbetπeb sind die Sammelkammern aber stromungsmaßig miteinander verbunden, und Entluftungsgas wird von zumindest zwei Sammelkammern über den Olabscheider einer Sammelkammer in die Ansaugleitung gefuhrt
Die erfindungsgemaße Vorrichtung sieht vor, daß im Teillastbetrieb weniger
Olabscheider im Betrieb sind, so daß die dann arbeitenden Olabscheider einen höheren Durchsatz und Olabscheidegrad erzielen als im Teillastbetrieb Dadurch sind zusätzliche Schaltelemente unnötig Vorzugsweise hat die erfindungsgemaße
Vorrichtung somit keinen schaltbaren Olabscheider
Gemäß der bevorzugten Ausfuhrungsform sind mehrere Zylinderreihen vorgesehen, und jede Zylinderreihe weist eine eigene Sammelkammer auf Wie bereits erläutert, können diese Sammelkammem Abschnitte des Kurbeigehauses sein oder den Zylinderkopfen zugeordnet sein und in deren Bereich liegen
Wie ebenfalls bereits erläutert, müssen die Sammelkammern miteinander stromungsverbunden sein Dies kann bevorzugt über das gemeinsame Kurbelgehäuse erfolgen, so daß zusatzliche Leitungen entfallen konnten
Vorzugsweise sind auch mehrere Turbolader vorgesehen, die jeweils einzelnen oder einer Gruppe von Zylindern zugeordnet sind Gemäß der bevorzugten Ausfuhrungsform hat jede Zylinderreihe (auch Zylinderbank genannt) einen eigenen, zugeordneten Turbolader
Bevorzugt wird jedem Turbolader ein Olabscheider zugeordnet
Von dem im Teillastbetrieb durchströmten Olabscheider fuhren Teillastruck- fuhrleitungen zu den Ansaugleitungen stromabwärts der mehreren Turbolader Zu betonen ist, daß natürlich auch mehrere Olabscheider im Teillastbetneb arbeiten können, jedoch nicht alle Von diesen arbeitenden Olabscheidern wird das Gas dann wieder zu den Ansaugleitungen hin aufgezweigt, auch zu Ansaugleitungen von nicht aktiven Olabscheidern
Vollastruckfuhrleitungen können vorgesehen sein, die von den Olabscheidern zu den Ansaugleitungen der mehreren Turbolader fuhren Diese Vollastruckfuhrleitungen werden dann im Vollastbetrieb das Gas zu den Ansaugleitungen stromaufwärts der Turbolader leiten
Gemäß einer Ausfuhrungsform der Erfindung ist eine, vorzugsweise nur eine,
Beluftungsleitung vorgesehen, die zu einer Sammelkammer fuhrt und über die Verbindung der Sammelkammern belüftet Eine solche Beluftungsleitung ermöglicht ein sog Spulen des Kurbeigehauses mit Frischluft, wodurch u a die chemische Alterung des Schmieröls reduziert wird Bei dieser Ausgestaltung ist der bauliche Aufwand für die Belüftung sehr niedrig
Bevorzugt kann die Beluftungsleitung in dem Olabscheider, der im Teillast- betrieb nicht arbeitet, munden, so daß von diesem aus die Belüftung erfolgt Auch hierdurch laßt sich die Anzahl der Anschlüsse oder die mit Anschlüssen versehenen Teile reduzieren
Um die Anzahl der Leitungen zu reduzieren, kann die Beluftungsleitung die Vollastruckfuhrleitung des im Teillastbetπeb nicht arbeitenden Olabscheiders sein Diese Leitung hat sozusagen eine Doppelfunktion und wird in zwei Richtungen durchströmt, in die eine Richtung vom Entluftungsgas und in die andere Richtung von der Frischluft
Um schaltbare Ventile zu vermeiden und dennoch eine eindeutige Stromungsfuhrung in den verschiedenen Lastbetrieben zu erreichen, sind Rückschlagventile in den Vollastruckfύhrleitungen angeordnet Diese verhindern ein Ansaugen über diese Leitungen im Teillastbetneb
Das Rückschlagventil in der als Beluftungsleitung dienenden Vollastruckfuhrleitung kann mit einem gedrosselten Bypass versehen sein, über den dann belüftet wird, obwohl das Rückschlagventil eigentlich in der Schließstellung ist Diese Ausfuhrungsform laßt sich sehr kostengünstig realisieren
In der zumindest einen bzw jeder Teillastleitung sollte eine Drosseleinheit mit Ruckschlagfunktion (z B PCV-Ventil) angeordnet sein Bei der Frischluftzufuhr verhindern solche PCV-Ventile die Ruckstromung der Gase Solche PCV-Ventile gibt es in beheizbarer und unbeheizbarer Ausfuhrung Über die PCV-Ventile werden mittels des Unterdrucks im Ansaugtrakt die Entluftungsgase abgesaugt, und zwar im Teillastbetneb
Die Olabscheider sind Tragheitsabscheider, insbesondere Zyklonabscheider, wie bereits erwähnt, bevorzugt sogar nicht schaltbare Zyklonabscheider Die Entlüftung erfolgt gemäß der bevorzugten Ausführungsform zylinder- kopfseitig, wobei die Sammelkammern im Zylinderkopf oder in Ventilhauben vorgesehen sein können.
Bei der Ausführungsform mit Entlüftung über das Kurbelgehäuse selbst können die Sammelkammern natürlich auch ineinander übergehende Abschnitte des Innenraums des Kurbelgehäuses sein. Zu einer optimalen Entlüftung und
Belüftung, d.h. Spülung, wäre es in diesem Zusammenhang vorteilhaft, wenn die
Leitungen möglichst weit entfernt voneinander in das Kurbelgehäuse münden.
Die Erfindung betrifft darüber hinaus, wie bereits erläutert, ein Verfahren zum Entlüften eines Kurbelgehäuses einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer
Hubkolbenmaschine, die mehrere Sammelkammern für Entlüftungsgase hat, denen eigene Ölabscheider zugeordnet sind. Das Verfahren sieht vor, daß im
Teilastbetrieb die Entlüftungsgase einer Sammelkammer an einen nicht zugeordneten Ölabscheider geführt und über diesen entlüftet wird, wogegen im Vollastbetrieb die Entlüftungsgase der Sammelkammern über ihre eigenen, jeweils zugeordneten Ölabscheider entlüftet werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform, die in der einzigen schematischen Figur dargestellt ist.
In der Figur ist ein Motor, genauer gesagt ein Hubkolbenmotor einer
Brennkraftmaschine dargestellt. Der Motor ist in diesem Ausführungsbeispiel ein V-Motor mit einem Kurbelgehäuse 10, welches zwei Zylinderreihen 12, 14 aufweist. Mit 16 sind die Kolben und mit 18 die Ein- und Auslaßventile bezeichnet, die in den Zylinderköpfen 20, 22 untergebracht sind. Jede Zylinderreihe ist mit einer sog. Ventilhaube 24, 26 abgedeckt, wobei die Ventilhauben 24, 26 auch einstückig ineinander übergehen können.
Zwischen den Ventilhauben 24, 26 und den Zylinderköpfen 20, 22 sind jeweils sog. Sammelkammern 28, 30 für Entlüftungsgase vorgesehen.
Diese Entlüftungsgase sind mit Wasser, Öl aus dem Kurbelgehäuse 10 und sonstigen Bestandteilen verunreinigte blow-by-Gase 32, welche zwischen den
Kolben 16 und den Zylindern 34, 36 aus den entsprechenden Arbeitsräumen in den Kurbelgehäuseraum 38 entweichen können. Im Kurbelgehäuseraum 38 reißen diese blow-by-Gase 32 Öl 40 am Boden des Kurbelgehäuseraums 38 mit. Das entstehende Entlüftungsgas 32 befindet sich dann im Kurbelgehäuseraum 38, wo es einen Überdruck erzeugen würde.
Die Entlüftungsgase 32 breiten sich nicht nur im Kurbelgehäuseraum 38 aus, sondern können über Durchgänge 42, 44 in den Zylindern 34, 36 oder zwischen den Zylindern 34, 36 und den Ventilhauben 24, 26 bis zu den Zylinderköpfen 20, 22 strömen.
In der dargestellten Ausführungsform ist für jede Zylinderreihe 12, 14 zwischen den Zylinderköpfen 22, 24 und den zugeordneten Ventilhauben 24, 26 eine eigene Sammelkammer 28, 30 für die Entlüftungsgase vorgesehen.
Alternativ könnten die Sammelkammem 28, 30 natürlich auch im Bereich der Zylinderköpfe 20, 22 und der Zylinderkopfdeckel ausgeformt sein, wie dies beispielsweise in der DE 35 09 439 C2 gezeigt ist.
Die Sammelkammern 28, 30 sind über das Kurbelgehäuse 10 oder, genauer gesagt, über die ineinander übergehenden Durchgänge 42, 44 (z.B. an den aneinander zugewandten Seiten der Zylinder 34, 36) miteinander verbunden. Die
Verbindungsstelle wird mit 46 bezeichnet. Im Bereich dieser Verbindungsstelle 46 ist auch eine der mehreren Ausströmöffnungen 48 für das Entlüftungsgas vorgesehen. Der Pfeil 50 symbolisiert an dieser Stelle auch das Entlüftungsgas, welches in die Durchgänge 42, 44 strömt.
Der gezeigte Motorblock ist natürlich in eine Luftzufuhr- und eine Abgasanlage integriert, die im folgenden näher beschrieben wird.
Jeder Zylinderreihe 12, 14 ist eine eigene, in mehrere Abschnitte unterteilte Ansaugleitung 52, 54 zugeordnet, in der jeweils ein eigener Ansauggeräusch- dämpfer 56 sowie ein eventuell notwendiger Heißfilmluftmassenmesser 58 integriert sind. Jeder Ansaugleitung 52, 54 ist darüber hinaus auch ein eigener Turbolader 60, 62 zugeordnet, der in eine Abgasleitung 64, 66 integriert ist und vom Abgas angetrieben wird.
Die Turbolader 60, 62 unterteilen die Ansaugleitungen 52, 54 in einen stromaufwärtigen Abschnitt 68, 70 und einen stromabwärtigen Abschnitt 72, 74. In den jeweiligen stromabwärtigen Abschnitt 72, 74 sind jeweils eine Drosselklappe 76, 78 sowie ein Ladeluftkühler 80, 82 integriert.
In der Brennkraftmaschine ist eine Vorrichtung zur Kurbelgehäuseentlüftung und Rückführung der Entlüftungsgase in den jeweiligen Verbrennungsraum 84, 86 der Zylinder 34 bzw. 36 vorgesehen.
Diese Vorrichtung umfaßt unter anderem die Sammelkammern 28, 30 sowie zumindest einen jeder Sammelkammer 28, 30 zugeordneten, eigenen Ölab- schneider 88, 90.
Vorzugsweise sind die Ölabscheider 88, 90 Zyklonabscheider, und zwar ohne zuschaltbare Zyklone.
Vom Ölabscheider 88 führt eine Vollastrückführleitung 92 in den stromauf- wärtigen Abschnitt 68 der Ansaugleitung 52 für die Zylinderreihe 12. In die
Vollastrückführleitung 92 ist ein Rückschlagventil 94 integriert, das über einen
Bypass mit Drossel 96 überbrückt werden kann. Natürlich kann der Bypass mit Drossel 96 auch in das Rückschlagventil 94 vollständig integriert sein.
Der Ölabscheider 90 der anderen Sammelkammer 30 hat eine vom
Ölabscheider 90 ausgehende Gasrückführleitung, die sich mehrfach aufteilt, nämlich einerseits in eine Vollastrückführleitung 98, die in den stromaufwärtigen
Abschnitt 70 mündet und in der ein Rückschlagventil 99 sitzt, sowie zwei Teillastrückführleitungen 100, 102.
Die Teillastrückführleitung 100 ist mit einem sog. PCV- Ventil 104 versehen und mündet in den stromabwärtigen Abschnitt 72 der dem Ölabscheider 90 eigentlich gar nicht zugeordneten Ansaugleitung 52.
Die Teillastrückführleitung 102 ist ebenfalls mit einem PCV- Ventil 106 versehen und mündet in den stromabwärtigen Abschnitt 74 der dem Ölabscheider 90 zugeordneten Ansaugleitung 54.
Die Teillastrückführleitungen 100, 102 enden dabei bevorzugt nach den Drosselklappen 76, 78 und auch bevorzugt nach den Ladeluftkühlern 80, 82.
Im folgenden werden die Funktionsweise der Vorrichtung zur Kurbelgehäuse- entlüftung und das dahinerstehende Verfahren näher beschrieben. Im Vollastbetrieb treiben die Abgase die beiden Turbolader 60, 62 an, so daß in den stromabwärtigen Abschnitten 72, 74 ein relativ hoher Druck herrscht. Die in den Verbrennungsräumen 84, 86 entstehenden Abgase werden über die Auslaßventile 18 zu den Abgasleitungen 64, 66 geführt. Blow-by-Gase 32 gelangen jedoch in den Kurbelgehäuseraum 38, wo sie auch Öl 40 mitreißen. Die so entstandenen Entlüftungsgase gelangen über die Ausströmöffnungen 48 in die Durchgänge 42, 44 und damit in die Sammelkammern 28, 30 im Bereich der Zylinderköpfe 20, 22.
In den stromaufwärtigen Abschnitten 68, 70 herrscht ein Unterdruck, so daß die Entlüftungsgase durch die Ölabscheider 88, 90 strömen (siehe Pfeile in den
Sammelkammern 28, 30). In den Ölabscheidern 88, 90 wird das zurückgehaltene
Öl dann in die Sammelkammern 28, 30 zurückgeführt, wo es an den Wänden der
Durchgänge 42, 44 entlang wieder zurück in den Kurbelgehäuseraum 38 strömt
(siehe dicke Pfeile 108). Das Entlüftungsgas strömt dann von den Ölabscheidern 88, 90 durch die offenen Rückschlagventile 94, 99 in die stromaufwärtigen
Abschnitte 68, 70 zurück in die Abgasleitungen 64, 66. Bei Vollast sind die
PCV- Ventile 104, 106 aufgrund des hohen Druckes in den stromabwärtigen
Abschnitten 72, 74 geschlossen.
Bei Teillast ist in den stromabwärtigen Abschnitten 72, 74 ein Unterdruck vorhanden, so daß die PCV- Ventile 104, 106 offen sind, wogegen die Ventile 94, 99 geschlossen sind.
Da die Sammelkammer 28 keine eigene, offene Abströmleitung im Teillastbetrieb aufweist, strömt das Entlüftungsgas der Sammelkammer 28 über die Strömungsverbindung (hier die Durchgänge 42, 44) zur Sammelkammer 30. Damit wird eine höhere Entlüftungsgasmenge durch den Ölabscheider 90 gesaugt, der damit effektiver arbeiten kann.
Diese Umschaltung zwischen Teil- und Vollast erfolgt für die Entlüftung ohne zusätzliche Ventilvorrichtungen. Das Entlüftungsgas teilt sich dann stromabwärts des Ölabscheiders 90 auf und gelangt über die offenen PCV- Ventile 104, 106 in die stromabwärtigen Abschnitte 72, 74 der Abgasleitungen 64 bzw. 66.
Im Teillastbetrieb erfolgt auch noch eine Belüftung durch Frischluft, und zwar eine Belüftung sowohl der Sammelkammern 28, 30 als auch des Kurbelgehäuse- raums 38. Über die Drossel 46 gelangt nämlich angesaugte Frischluft (durch eine unterbrochene Linie parallel zur Vollastrückführleitung 92 symbolisiert) über die Vollastrückführleitung 92 in den Ölabscheider 88 und damit in den Sammelraum 28. Von dort aus kann die Frischluft sämtliche mit dem Entlüftungsgas versehene Räume und Kammern durchströmen und zum Ölabscheider 90 gelangen.
Das erfindungsgemäße Verfahren sieht also vor, daß im Teillastbetrieb die
Entlüftungsgase einer Sammelkammer 28 zu einem nicht zugeordneten
Ölabscheider 90 geführt und über diesen entlüftet wird, wogegen im Vollastbetrieb die Entlüftungsgase der Sammelkammern 28, 30 über ihre eigenen, jeweils zugeordneten Ölabscheider 88, 90 entlüftet werden.
Im Teillastbetrieb wird ein höherer Abscheidegrad im Ölabscheider 90 und damit eine Wirkungsgradverbesserung erreicht, da Abscheider normalerweise auf maximalen Durchsatz ausgelegt werden. Der Ölabscheider 90 erhält also die doppelte Entlüftungsgasmenge einschließlich Belüftungsgasmenge und arbeitet fast kontinuierlich nur bei maximalem Durchsatz. Es ergibt sich auch eine geringere Verkokung der Einlaßventile. Da keine zusätzlichen Schaltelemente benötigt werden, ergeben sich geringere Kosten und ein geringeres Gewicht.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Kurbelgehäuseentlüftung und Rückführung der Entlüftungsgase in den Verbrennungsraum (84, 86) einer aufgeladenen Brennkraftmaschine, mit . mehreren dem Kurbelgehäuse (10) und einzelnen oder mehreren Zylindern
(34, 36) zugeordneten Sarnrneikarnmern (28, 30) für Entlüftungsgase, wenigstens einem in einer Ansaugleitung (52, 54) angeordneten Turbolader (60, 62), mehreren Ölabscheidern (88, 90), wobei jede Sammelkammer (28, 30) wenigstens einen eigenen Ölabscheider (88, 90) aufweist, einer Teillastrückführleitung (100, 102), die von einem Ölabscheider (90) nach stromabwärts des Turboladers (60, 62) zur Ansaugleitung (52, 54) führt, wobei von jedem Ölabscheider (88, 90) eine Vollastrückführleitung (92, 98) stromaufwärts des Turboladers (60, 62) in die Ansaugleitung (52, 54) mündet, wobei im Vollastbetrieb Entlüftungsgase jeder Sammelkammer (28, 30) über die zugeordneten Ölabscheider (88, 90) in die Ansaugleitung (52, 54) strömen und die Sammelkammem (28, 30) zumindest im Teillastbetrieb strömungsmäßig verbunden sind und Entlüftungsgas von zumindest zwei Sammelkammern (28, 30) über den Ölabscheider (90) einer Sammelkammer (30) in die Ansaugleitung (52, 54) strömt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Zylinderreihen (12, 14) vorgesehen sind und jede Zylinderreihe (12, 14) eine eigene Sammelkammer (28, 30) aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelkammern (28, 30) über das gemeinsame Kurbelgehäuse (10) miteinander strömungsverbunden sind.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Turbolader (60, 62) vorgesehen sind, die jeweils einzelnen oder einer Gruppe von Zylindern (34, 36) zugeordnet sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedem
Turbolader (60, 62) ein Ölabscheider (88, 90) zugeordnet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß von dem im Teillastbetrieb durchströmten Ölabscheider (90) Teillastrückführleitungen (100, 102) zu den Ansaugleitungen (52, 54) stromabwärts der mehreren Turbolader (60, 62) führen.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß von den Ölabscheidem (88, 90) Vollastrückführleitungen (92, 98) zu den Ansaugleitungen (52, 54) der zugeordneten Turbolader (60, 62) führen.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Belüftungsleitung vorgesehen ist, die zu einer Sammelkammer (28) führt und über die Verbindung der Sammelkammern (28, 30) entlüftet wird.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Belüftungsleitung in den Ölabscheidem (88), der im Teillastbetrieb nicht arbeitet, mündet.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die
Belüftungsleitung die Vollastrückführleitung (92) ist.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Rückschlagventile (94, 99) in den Vollastrückführleitungen (92, 98) angeordnet sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, daß das
Rückschlagventil (94) in der als Belüftungsleitung dienenden Vollastrückführleitung (92) mit einem gedrosselten Bypass versehen ist.
13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der zumindest einen bzw. jeder Teillastrückführleitung (100, 102) eine variable Drossel, insbesondere ein PCV- Ventil (104, 106), vorgesehen ist.
14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölabscheider (88, 90) Trägheitsabscheider, insbesondere Zyklonabscheider, sind. 15 Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftung zyhnderkopfseitig erfolgt
16 Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelkammern (28, 30) in Ventilhauben (24, 26) vorgesehen sind
17 Verfahren zum Entlüften eines Kurbeigehauses (10) einer Brennkraftmaschine, die mehrere Sammelkammern (28, 30) für Entluftungsgase hat, denen eigene Olabscheider (88, 90) zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß im Teillastbetrieb die Entluftungsgase einer Sammelkammer (28) zu einem ihr nicht zugeordneten Olabscheider (90) gefuhrt und über diesen entlüftet werden, wogegen im Vollastbetrieb die Entluftungsgase der Sammelkammern (28, 30) über ihre eigenen, jeweils zugeordneten Olabscheider (88, 90) entlüftet werden
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