EP4051884A1 - Emissionsbehandlungssystem für eine verbrennungskraftmaschine - Google Patents

Emissionsbehandlungssystem für eine verbrennungskraftmaschine

Info

Publication number
EP4051884A1
EP4051884A1 EP19798017.0A EP19798017A EP4051884A1 EP 4051884 A1 EP4051884 A1 EP 4051884A1 EP 19798017 A EP19798017 A EP 19798017A EP 4051884 A1 EP4051884 A1 EP 4051884A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
internal combustion
combustion engine
treatment system
emission treatment
oil separator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP19798017.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Manuel Sansone
Andreas Köster
Karl Krebber-Hortmann
Manuel Krämer
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.)
Pierburg GmbH
Original Assignee
Pierburg GmbH
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 Pierburg GmbH filed Critical Pierburg GmbH
Publication of EP4051884A1 publication Critical patent/EP4051884A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M13/00—Crankcase ventilating or breathing
    • F01M13/04—Crankcase ventilating or breathing having means for purifying air before leaving crankcase, e.g. removing oil
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/08—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture adding fuel vapours drawn from engine fuel reservoir
    • F02M25/0836—Arrangement of valves controlling the admission of fuel vapour to an engine, e.g. valve being disposed between fuel tank or absorption canister and intake manifold
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/08—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture adding fuel vapours drawn from engine fuel reservoir
    • F02M25/089—Layout of the fuel vapour installation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M13/00—Crankcase ventilating or breathing
    • F01M13/04—Crankcase ventilating or breathing having means for purifying air before leaving crankcase, e.g. removing oil
    • F01M2013/0422—Separating oil and gas with a centrifuge device
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the invention relates to an emissions treatment system for an internal combustion engine with a crankcase, a tank, a crankcase ventilation line, a tank ventilation line and an oil separator into which the crankcase ventilation line opens.
  • the blow-by gases contain oil, so that oil separators are used here, with which the oil is separated from the gaseous parts of the blow-by gas and returned to the oil pan, while the other gases are fed to the intake manifold for subsequent combustion.
  • Plate separators are often used as oil separators in motor vehicles, in which the centrifugal forces between the plates cause the heavier oil particles are thrown outwards and can be discharged, while the lighter gas is discharged upwards from the plate separators.
  • An emissions treatment system has become known from EP 0 846 847 A1 in which the blow-by gas passes into an oil separator, from which the gas passes on to a conveying apparatus which is also used to convey the fuel vapor from an activated carbon filter.
  • the disadvantage of these legally prescribed systems is that these additional components increase the manufacturing costs for the automobile manufacturer.
  • the weight of the vehicles increases, which in turn leads to increased emissions.
  • the object is therefore to provide an emissions treatment system for an internal combustion engine which is more simply constructed so that the weight and the number of components required can be reduced and thus costs and emissions are reduced. This object is achieved by an emissions treatment system for an internal combustion engine with the features of main claim 1.
  • the emission treatment system according to the invention for an internal combustion engine accordingly has a crankcase from which blow-by gases can be discharged via a crankcase ventilation line, and a tank from which the fuel vapors can be discharged via a tank ventilation line.
  • the crankcase line opens into an oil separator, into which, according to the invention, the tank ventilation line also opens, so that the fuel vapor is guided over the oil separator.
  • This is designed in such a way that a pressure difference can be generated by it which is sufficient to discharge the fuel vapor or an activated carbon filter to regenerate.
  • a separate scavenging pump for conveying the fuel vapor can be dispensed with. The manufacturing costs and the weight and thus also the emissions can be reduced by reducing the number of components.
  • the oil separator is preferably designed as a plate separator.
  • a plate separator generates a negative pressure of at least 50 mbar and conveys about 80 l / min. This negative pressure and the volume flow generated by it are sufficient to convey the fuel vapor and to regenerate the activated carbon filter by removing the hydrocarbons from it.
  • the plate separator generates a pressure difference of at least 60 mbar, so that suction of the blow-by gases from the crankcase and the fuel vapors from the tank or the hydrocarbons from the activated carbon filter is ensured.
  • the plate separator is advantageously driven by an electric motor, since a very precise speed control is possible with an electric motor and the electric motor can be easily integrated into the plate separator.
  • the oil separator advantageously has a housing on which two inlets are formed, of which the first inlet is connected to the crankcase ventilation line and the second inlet is connected to the tank ventilation line.
  • the two fluid flows are brought together at the oil separator so that no mixing occurs in the lines.
  • the tank ventilation duct opens into the crankcase ventilation duct upstream of the oil separator, so that only one inlet on the oil separator is required.
  • a first outlet is formed on the housing of the oil separator, which is connected to the inlet channel system of Internal combustion engine is connected and a second outlet is formed, which is connected to the oil pan via an oil return line.
  • the gaseous elements from the crankcase and the hydrocarbons or the gaseous portion of the fuel vapors can be fed to the intake manifold and thus to renewed combustion, while the separated oil can be returned to the oil pan. Since only one line is required to connect to the suction pipe, material can also be saved here compared to known designs.
  • An activated carbon filter is preferably arranged in the tank ventilation line between the tank and the oil separator, so that the hydrocarbons can be temporarily stored.
  • a tank ventilation valve is arranged between the activated charcoal filter and the oil separator, by means of which the regeneration of the activated charcoal filter can be limited to certain times by flushing so that the oil separator is not constantly burdened by the fuel vapors.
  • crankcase ventilation valve is used between the crankcase and the oil separator, the two gas flows can also be completely separated in time, so that the oil separator only ever either delivers fuel vapors or separates and delivers blow-by gases. In this way it can be ensured that a sufficient pressure difference can always be made available.
  • At least one of the plates of the plate separator has conveyor blades on its surface.
  • the pressure difference that can be generated and thus the volume flow to be conveyed can be increased, so that both gas flows can also be conveyed at the same time, and there is no need to fear too little conveyance.
  • a particularly good effect is achieved if the plate with the conveyor blades is formed on the axial end of the plate separator facing the at least one inlet, since this creates a particularly good suction effect, which ensures the legally required suction for regeneration of the activated carbon filter.
  • an impeller is formed on the shaft of the plate separator. This can be designed as desired, but in particular as a radial impeller, whereby the pressure difference that can be generated and the volume flow associated therewith can also be increased in order to ensure a sufficient suction effect.
  • Such an emission treatment system for an internal combustion engine has a correspondingly simple structure, so that components, weight and costs are saved. Nevertheless, the legal requirements for the regeneration of an activated carbon filter and for the extraction of the blow-by gases are met and sufficient pressure gradients are ensured for conveyance.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an emissions treatment system according to the invention for an internal combustion engine.
  • the emission treatment system according to the invention for an internal combustion engine consists of a crankcase 10 in which pistons 13 are moved up and down in cylinders 12 in a known manner due to the combustion. For this combustion it is necessary to introduce air and fuel into the cylinders 12. The air is sucked in via an air filter 14 and compressed in a compressor 16 of a turbocharger 18. Via a charge air cooler 20 and a throttle valve 22, via which the amount of air supplied is regulated, the air flow reaches an inlet duct system 24, the individual ducts of which open into the cylinders 12 of the crankcase 10 via inlet valves.
  • Injection valves 15 are arranged above the cylinders 12 and are connected to a tank 26 of the internal combustion engine via fuel lines 17 and via which fuel can be injected into the cylinders 12 so that an explosive mixture can be generated with the air.
  • the moving parts of the internal combustion engine are lubricated with oil to reduce friction, which oil is supplied to the pistons 13 and cylinder liners as well as the connecting rod and crankshaft bearings by means of an oil pump 28 from an oil pan 30 arranged under the crankcase 10.
  • crankcase 10 During the combustion and through the lubrication, a gas-oil mixture is created in the crankcase 10, which is referred to as blow-by gas and has to be purposefully discharged from the crankcase 10 to prevent it from escaping into the environment in order to comply with the statutory emission guidelines.
  • a crankcase ventilation line 32 leads from the interior of the crankcase 10 to the outside.
  • a crankcase ventilation valve 34 is arranged, via which the crankcase ventilation line 32 can be released or shut off.
  • the crankcase ventilation line 32 opens via a first inlet 36 into an oil separator 38, which in the present exemplary embodiment is designed as a plate separator, the inlet of which is designed in a central area of a base 39 of a housing 40 of the oil separator 38.
  • the superimposed plates 42 des Disk separators are attached to a shaft 44 which is driven by an electric motor 46. As a result of the rotation of the plate 42, a centrifugal force acts on the blow-by gas.
  • the centrifugal force is directly proportional to the mass, the heavy oil droplets contained in the blow-by gas are accelerated outward and thrown over the plates 42 to a radially delimiting wall 48 of the housing 40, from where they flow to the bottom 39 by gravity.
  • the lighter gas is conveyed through the pressure difference between the first inlet 36 and a first outlet 50 in the upper area of the housing 40 of the oil separator 38 due to the rotation of the plate 42 and the negative pressure in the inlet channel system to the first outlet 50, which is connected to the via an outlet line 52 Inlet duct system 24 is connected. This gas is accordingly fed to the combustion in the cylinder 12.
  • the oil passes through a drain opening formed in the bottom 39 of the oil separator 38 and serving as a second outlet 54 into an oil return line 56 which opens into the oil pan 30 so that the oil is again made available for lubrication.
  • the plate separator 38 is also used to flush an activated carbon filter 58 by forming a second inlet 60 on the plate separator 38, via which fuel vapor is conveyed from the activated carbon filter 58 into the plate separator 38 via a tank ventilation line 62.
  • a tank ventilation valve 64 is arranged between the activated carbon filter 58 and the oil separator 38, via which the connection can be interrupted.
  • a separate impeller 66 can be arranged on the shaft 44 of the plate separator 38, for example, or one of the plates 42, in particular the lower plate 42, can be equipped with conveyor blades 68 to increase the pressure difference.
  • the oil separator acts either as a flushing pump for the activated carbon filter or as a pure oil separator for the blow-by gas. Both can either be fed together or individually in any sequence to the inlet duct system and thus to a new combustion. An additional flushing pump for conveying the fuel vapors can therefore be omitted, so that costs can be reduced by reducing the number of components and the emission regulations can still be complied with.

Landscapes

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

Abstract

Es sind Emissionsbehandlungssysteme für Verbrennungskraftmaschinen mit einem Kurbelgehäuse (10), einem Tank (26), einer Kurbelgehäuseentlüftungsleitung (32), einer Tankentlüftungsleitung (62) und einem Ölabscheider (38), in welchen die Kurbelgehäuseentlüftungsleitung (32) mündet, bekannt. Um die Anzahl verwendeter Aggregate zur Emissionsbehandlung zu reduzieren, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass durch den Ölabscheider (38) eine Druckdifferenz erzeugbar ist und die Tankentlüftungsleitung (62) in den Ölabscheider (38) mündet. So kann auf eine separate Spülpumpe verzichtet werden.

Description

B E S C H R E I B U N G
Emissionsbehandlungssystem für eine Verbrennungskraftmaschine
Die Erfindung betrifft ein Emissionsbehandlungssystem für eine Verbrennungskraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse, einem Tank, einer Kurbelgehäuseentlüftungsleitung, einer Tankentlüftungsleitung und einem Ölabscheider, in welchen die Kurbelgehäuseentlüftungsleitung mündet.
Derartige Emissionsbehandlungssysteme müssen nach neuester Gesetzgebung zum Erreichen der erlaubten Emissionswerte neben der Abführung der Blow-by-Gase aus dem Kurbelgehäuse auch den Kraftstoffdampf über einen Aktivkohlefilter führen, welcher regelmäßig regeneriert werden muss, denn im Tank eines Kraftfahrzeuges mit Ottomotor verdampfen, je nach dem Druck, der Temperatur sowie der Zusammensetzung und dem Dampfdruck des Kraftstoffes, die flüchtigen Kohlenwasserstoffe. Damit diese Kohlenwasserstoffe nicht in die Atmosphäre gelangen, muss man diese der Verbrennungskraftmaschine zuführen. Hierzu werden die Kohlenwasserstoffe in einem Aktivkohlebehälter zwischengespeichert und vollständig absorbiert. Die Aktivkohlefilter müssen jedoch regeneriert werden, wozu nunmehr Spülpumpen gefordert werden, mittels derer aus dem Aktivkohlebehälter die Kohlenwasserstoffe abgesaugt und dem Saugrohr der Verbrennungskraftmaschine zugeführt werden.
Die Blow-by Gase sind ölhaltig, so dass hier Ölabscheider genutzt werden, mit denen das Öl von den gasförmigen Teilen des Blow-by Gases abgetrennt und in die Ölwanne zurückgeführt wird, während die anderen Gase dem Saugrohr zu einer nachfolgenden Verbrennung zugeführt werden. Als Ölabscheider in Kraftfahrzeugen werden häufig Tellerseparatoren genutzt, in denen durch die auftretenden Zentrifugalkräfte zwischen den Tellern die schwereren Ölteilchen nach außen geschleudert werden und abgeführt werden können, während das leichtere Gas nach oben aus den Tellerseparatoren abgeführt wird. Aus der EP 0 846 847 Al ist ein Emissionsbehandlungssystem bekannt geworden, bei dem das Blow-By-Gas in einen Ölseparator gelangt, aus dem das Gas weiter in einen Förderapparat gelangt, der auch zur Förderung des Kraftstoffdampfes aus einem Aktivkohlefilter benutzt wird. Nachteilig an diesen gesetzlich vorgeschriebenen Systemen ist es jedoch, dass durch diese zusätzlichen Bauteile die Herstellkosten für die Automobilhersteller steigen. Zusätzlich erhöht sich das Gewicht der Fahrzeuge, was wiederum zu erhöhten Emissionen führt. Es stellt sich daher die Aufgabe, ein Emissionsbehandlungssystem für eine Verbrennungskraftmaschine zur Verfügung zu stellen, welches einfacher aufgebaut ist, so dass das Gewicht und die Anzahl der benötigten Bauteile reduziert werden können und somit Kosten und Emissionen sinken. Diese Aufgabe wird durch ein Emissionsbehandlungssystem für eine Verbrennungskraftmaschine mit den Merkmalen des Hauptanspruchs 1 gelöst.
Das erfindungsgemäße Emissionsbehandlungssystem für eine Verbrennungskraftmaschine weist entsprechend ein Kurbelgehäuse auf, aus welchem Blow-by-Gase über eine Kurbelgehäuseentlüftungsleitung abgeführt werden können, und einen Tank auf, aus dem die Kraftstoffdämpfe über eine Tankentlüftungsleitung abgeführt werden können. Die Kurbelgehäuseleitung mündet in einem Ölabscheider, in den erfindungsgemäß auch die Tankentlüftungsleitung mündet, so dass der Kraftstoffdampf über den Ölabscheider geführt wird. Dieser ist so ausgebildet, dass durch ihn eine Druckdifferenz erzeugbar ist, die ausreicht, um den Kraftstoffdampf abzuführen beziehungsweise einen Aktivkohlefilter zu regenerieren. Entsprechend kann auf eine separate Spülpumpe zur Förderung des Kraftstoffdampfes verzichtet werden. So können die Herstellkosten und das Gewicht und damit auch die Emissionen durch eine Reduzierung der Anzahl der Bauteile vermindert werden.
Vorzugsweise ist der Ölabscheider als Tellerseparator ausgeführt. Ein solcher Tellerseparator erzeugt einen Unterdrück von mindestens 50mbar und fördert dabei etwa 801/min. Dieser Unterdrück sowie der dadurch erzeugte Volumenstrom reichen aus, um den Kraftstoffdampf zu fördern und den Aktivkohlefilter zu regenerieren, indem aus diesem die Kohlenwasserstoffe abgeführt werden.
In einer hierzu weiterführenden Ausführungsform erzeugt der Tellerseparator eine Druckdifferenz von mindestens 60mbar, so dass ein Absaugen der Blow-by Gase aus dem Kurbelgehäuses und der Kraftstoffdämpfe aus dem Tank beziehungsweise der Kohlenwasserstoffe aus dem Aktivkohlefilter sichergestellt ist.
Der Tellerseparator wird vorteilhaft über einen Elektromotor angetrieben, da mit einem Elektromotor eine sehr genaue Drehzahlregelung möglich ist und der Elektromotor gut in den Tellerseparator integrierbar ist.
Vorteilhafterweise weist der Ölabscheider ein Gehäuse auf, an dem zwei Einlässe ausgebildet sind, von denen der erste Einlass mit der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung verbunden ist und der zweite Einlass mit der Tankentlüftungsleitung verbunden ist. Entsprechend werden die beiden Fluidströme am Ölabscheider zusammengeführt, so dass keine Mischung in den Leitungen entsteht. Alternativ mündet der Tankentlüftungskanal stromaufwärts des Ölabscheiders in den Kurbelgehäuseentlüftungskanal, so dass lediglich ein Einlass am Ölabscheider erforderlich ist.
Des Weiteren ist am Gehäuse des Ölabscheiders ein erster Auslass ausgebildet, der mit dem Einlasskanalsystem der Verbrennungskraftmaschine verbunden ist und ein zweiter Auslass ausgebildet, der über eine Ölrückführleitung mit der Ölwanne verbunden ist. Entsprechend können die gasförmigen Elemente aus dem Kurbelgehäuse und die Kohlenwasserstoffe beziehungsweise der gasförmige Anteil der Kraftstoffdämpfe dem Saugrohr und damit einer erneuten Verbrennung zugeführt werden, während das abgeschiedene Öl in die Ölwanne zurückgeführt werden kann. Da lediglich eine Leitung zur Verbindung zum Saugrohr benötigt wird, kann auch hier Material im Vergleich zu bekannten Ausführungen eingespart werden,
Vorzugsweise ist zwischen dem Tank und dem Ölabscheider ein Aktivkohlefilter in der Tankentlüftungsleitung angeordnet, so dass die Kohlenwasserstoffe zwischengespeichert werden können. Zusätzlich ist zwischen dem Aktivkohlefilter und dem Ölabscheider ein Tankentlüftungsventil angeordnet, mittels dessen die Regeneration des Aktivkohlefilters durch Spülen auf bestimmte Zeiten beschränkt werden kann, so dass der Ölabscheider nicht ständig durch die Kraftstoffdämpfe belastet ist.
Bei Verwendung eines Kurbelgehäuseentlüftungsventils zwischen dem Kurbelgehäuse und dem Ölabscheider kann auch eine zeitlich vollständige Trennung der beiden Gasströme hergestellt werden, so dass der Ölseparator immer nur entweder Kraftstoffdämpfe fördert oder Blow-by- Gase trennt und fördert. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass immer eine ausreichende Druckdifferenz zur Verfügung gestellt werden kann.
Auch ist es vorteilhaft, wenn zumindest einer der Teller des Tellerseparators Förderschaufeln auf seiner Oberfläche aufweist. Hierdurch kann die erzeugbare Druckdifferenz und damit der zu fördernde Volumenstrom erhöht werden, so dass auch beide Gasströme gleichzeitig gefördert werden können, wobei keine zu geringe Förderung zu befürchten ist. Eine besonders gute Wirkung wird erzielt, wenn der Teller mit den Förderschaufeln an dem zu dem zumindest einen Einlass gewandten axialen Ende des Tellerseparators ausgebildet ist, da hierdurch eine besonders gute Saugwirkung erzeugt wird, die die gesetzlich geforderte Absaugung zur Regeneration des Aktivkohlefilters sicherstellt.
In einer vorteilhaften alternativen Ausführungsform ist auf der Welle des Tellerseparators ein Laufrad ausgebildet. Dieses kann beliebig aber insbesondere als Radiallaufrad ausgebildet werden, wodurch ebenfalls die erzeugbare Druckdifferenz und der damit verbundene Volumenstrom erhöht werden können, um eine ausreichende Saugwirkung sicherzustellen.
Ein derartiges Emissionsbehandlungssystem für eine Verbrennungskraftmaschine ist entsprechend einfach aufgebaut, so dass Bauteile, Gewicht und Kosten eingespart werden. Dennoch werden die gesetzlichen Vorgaben zur Regeneration eines Aktivkohlefilters und zur Absaugung der Blow-by Gase erfüllt und ausreichende Druckgefälle zur Förderung sichergestellt.
Ein Ausführungsbeispiel eines Emissionsbehandlungssystems für eine Verbrennungskraftmaschine ist in der Figur dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Emissionsbehandlungssystems für eine Verbrennungskraftmaschine.
Das erfindungsgemäße Emissionsbehandlungssystem für eine Verbrennungskraftmaschine besteht aus einem Kurbelgehäuse 10, in dem Kolben 13 in bekannter Weise in Zylindern 12 aufgrund der Verbrennung auf- und abbewegt werden. Für diese Verbrennung ist es erforderlich, in die Zylinder 12 Luft und Kraftstoff einzubringen. Die Luft wird über einen Luftfilter 14 angesaugt und in einem Verdichter 16 eines Turboladers 18 verdichtet. Über einen Ladeluftkühler 20 und eine Drosselklappe 22, über die die zugeführte Luftmenge geregelt wird, gelangt der Luftstrom in ein Einlasskanalsystem 24, dessen Einzelkanäle in die Zylinder 12 des Kurbelgehäuses 10 über Einlassventile münden.
Über den Zylindern 12 sind Einspritzventile 15 angeordnet, die mit einem Tank 26 der Verbrennungskraftmaschine über Kraftstoffleitungen 17 verbunden sind und über die Kraftstoff in die Zylinder 12 eingespritzt werden kann, so dass mit der Luft ein explosives Gemisch erzeugt werden kann.
Die sich bewegenden Teile der Verbrennungskraftmaschine werden zur Reduzierung der Reibung mit Öl geschmiert, welches sowohl den Kolben 13 und Zylinderlaufbahnen als auch den Pleuel- und Kurbelwellenlagern mittels einer Ölpumpe 28 aus einer unter dem Kurbelgehäuse 10 angeordneten Ölwanne 30 zugeführt wird.
Bei der Verbrennung und durch die Schmierung entsteht im Kurbelgehäuse 10 ein Gas-Öl-Gemisch, welches als Blow-by-Gas bezeichnet wird und zur Verhinderung eines Austretens in die Umgebung gezielt aus dem Kurbelgehäuse 10 abgeführt werden muss, um die gesetzlichen Emissionsrichtlinien einzuhalten.
Hierzu führt eine Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 32 aus dem Inneren des Kurbelgehäuses 10 nach außen. In dieser Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 32 ist ein Kurbelgehäuseentlüftungsventil 34 angeordnet, über welches die Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 32 freigegeben oder abgesperrt werden kann. Die Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 32 mündet über einen ersten Einlass 36 in einen Ölabscheider 38, der in vorliegendem Ausführungsbeispiel als Tellerseparator ausgebildet ist, dessen Einlass in einem zentralen Bereich eines Bodens 39 eines Gehäuses 40 des Ölabscheiders 38 ausgebildet ist. Die übereinander liegenden Teller 42 des Tellerseparators sind auf einer Welle 44 befestigt, welche über einen Elektromotor 46 angetrieben wird. Durch die Drehung der Teller 42 wirkt eine Zentrifugalkraft auf das Blow-By Gas. Da die Zentrifugalkraft direkt proportional zur Masse ist, werden die schweren im Blow-by Gas enthaltenen Öltröpfchen nach außen beschleunigt und über die Teller 42 zu einer radial begrenzenden Wand 48 des Gehäuses 40 geworfen, von wo aus sie durch die Schwerkraft zum Boden 39 strömen. Das leichtere Gas wird durch die Druckdifferenz zwischen dem ersten Einlass 36 und einem ersten Auslass 50 im oberen Bereich des Gehäuses 40 des Ölabscheiders 38 aufgrund der Drehung der Teller 42 und des Unterdrucks im Einlasskanalsystem zum ersten Auslass 50 gefördert, welcher über eine Auslassleitung 52 mit dem Einlasskanalsystem 24 verbunden ist. Entsprechend wird dieses Gas der Verbrennung im Zylinder 12 zugeführt. Das Öl gelangt über eine als zweiter Auslass 54 dienende im Boden 39 des Ölabscheiders 38 ausgebildete Ablauföffnung in eine Ölrückführleitung 56, die in der Ölwanne 30 mündet, so dass das Öl erneut zur Schmierung zur Verfügung gestellt wird.
Es hat sich herausgestellt, dass die über den Tellerseparator 38 entstehende Druckdifferenz etwa 60 mbar beträgt, was neben der Trennung auch eine Gasförderung in Höhe von etwa 801/min ermöglicht. Erfindungsgemäß wird der Tellerseparator 38 auch zur Spülung eines Aktivkohlefilters 58 benutzt, indem am Tellerseparator 38 ein zweiter Einlass 60 ausgebildet wird, über den Kraftstoffdampf über eine Tankentlüftungsleitung 62 aus dem Aktivkohlefilter 58 in den Tellerseparator 38 gefördert wird. In der Tankentlüftungsleitung 62 ist zwischen dem Aktivkohlefilter 58 und dem Ölabscheider 38 ein Tankentlüftungsventil 64 angeordnet, über welches die Verbindung unterbrochen werden kann.
Durch eine abwechselnd erfolgende Schaltung des Tankentlüftungsventils 64 und des Kurbelgehäuseentlüftungsventils 34 ist es möglich, über den Ölseparator immer nur entweder Blow-by-Gase oder Kraftstoffdämpfe zu fördern und dem Einlasskanalsystem zuzuführen. Nichtsdestotrotz ist auch ein gleichzeitiges Fördern möglich, solange eine ausreichende Druckdifferenz zur Verfügung steht. Um dies sicherzustellen, kann beispielsweise auf der Welle 44 des Tellerseparators 38 noch ein gesondertes Laufrad 66 angeordnet werden oder einer der Teller 42, insbesondere der untere Teller 42 mit Förderschaufeln 68 zur Erhöhung der Druckdifferenz ausgestattet werden.
Entsprechend wirkt der Ölabscheider wahlweise als Spülpumpe für den Aktivkohlefilter oder als reiner Ölabscheider für das Blow-by-Gas. Beides kann entweder gemeinsam oder in beliebiger Folge einzeln dem Einlasskanalsystem und damit einer erneuten Verbrennung zugeführt werden. Eine zusätzliche Spülpumpe zur Förderung der Kraftstoffdämpfe kann somit entsprechend entfallen, so dass Kosten durch die Verringerung der Bauteileanzahl reduziert werden können und dennoch die Emissionsvorschriften eingehalten werden können.
Es sollte deutlich sein, dass der Schutzbereich nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt ist, sondern verschiedene Modifikationen innerhalb des Schutzbereiches des Hauptanspruch möglich sind. So sind neben dem Tellerseparator auch andere Ölabscheider einsetzbar, solange diese eine ausreichende Druckdifferenz zur Förderung im Betrieb zur Verfügung stellen. Auch kann selbstverständlich der Einlass des Ölabscheiders für die Blow-by-Gase auch für die Kraftstoffdämpfe genutzt werden, wenn die Tankentlüftungsleitung stromaufwärts des Ölabscheiders in die Kurbelgehäuseentlüftungsleitung mündet. Auch kann die Erfindung für anders aufgebaute Verbrennungskraftmaschinen genutzt werden.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Emissionsbehandlungssystem für eine Verbrennungskraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse (10), einem Tank (26), einer Kurbelgehäuseentlüftungsleitung (32), einer Tankentlüftungsleitung (62), einem Ölabscheider (38), in welchen die Kurbelgehäuseentlüftungsleitung (32) mündet, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Ölabscheider (38) eine Druckdifferenz erzeugbar ist und die Tankentlüftungsleitung (62) in den Ölabscheider (38) mündet.
2. Emissionsbehandlungssystem für eine Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ölabscheider (38) ein Tellerseparator ist.
3. Emissionsbehandlungssystem für eine Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Tellerseparator eine Druckdifferenz von mindestens 60mbar erzeugt.
4. Emissionsbehandlungssystem für eine Verbrennungskraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tellerseparator über einen Elektromotor (46) angetrieben ist.
5. Emissionsbehandlungssystem für eine Verbrennungskraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ölabscheider (38) ein Gehäuse (40) aufweist, an dem zwei Einlässe (36, 60) ausgebildet sind, von denen der erste Einlass (36) mit der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung (32) verbunden ist und der zweite Einlass (60) mit der Tankentlüftungsleitung (62) verbunden ist.
6. Emissionsbehandlungssystem für eine Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass am Gehäuse (40) des Ölabscheiders (38) ein erster Auslass (50) ausgebildet ist, der mit dem Einlasskanalsystem (24) der Verbrennungskraftmaschine verbunden ist und ein zweiter Auslass (54) ausgebildet ist, der über eine Ölrückführleitung (56) mit der Ölwanne (30) verbunden ist.
7. Emissionsbehandlungssystem für eine Verbrennungskraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Tank (26) und dem Ölabscheider (38) ein Aktivkohlefilter (58) in der Tankentlüftungsleitung (62) angeordnet ist.
8. Emissionsbehandlungssystem für eine Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Aktivkohlefilter (58) und dem Ölabscheider (38) ein Tankentlüftungsventil (64) angeordnet ist.
9. Emissionsbehandlungssystem für eine Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Kurbelgehäuse (10) und dem Ölabscheider (38) ein Kurbelgehäuseentlüftungsventil (32) angeordnet ist.
10. Emissionsbehandlungssystem für eine Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Teller (42) des Tellerseparators Förderschaufeln (68) auf seiner Oberfläche aufweist.
11. Emissionsbehandlungssystem für eine Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Teller (42) mit den Förderschaufeln (68) an dem zu dem zumindest einen Einlass (36, 60) gewandten axialen Ende des Tellerseparators ausgebildet ist.
12. Emissionsbehandlungssystem für eine Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer Welle (44) des Tellerseparators ein Laufrad (66) ausgebildet ist.
EP19798017.0A 2019-10-28 2019-10-28 Emissionsbehandlungssystem für eine verbrennungskraftmaschine Withdrawn EP4051884A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2019/079414 WO2021083485A1 (de) 2019-10-28 2019-10-28 Emissionsbehandlungssystem für eine verbrennungskraftmaschine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4051884A1 true EP4051884A1 (de) 2022-09-07

Family

ID=68461756

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP19798017.0A Withdrawn EP4051884A1 (de) 2019-10-28 2019-10-28 Emissionsbehandlungssystem für eine verbrennungskraftmaschine

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP4051884A1 (de)
WO (1) WO2021083485A1 (de)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997044581A1 (en) 1996-12-09 1997-11-27 Hideaki Watase Combustion enhancing apparatus
CN106062328B (zh) * 2014-02-21 2019-06-04 沃尔沃卡车集团 用于从曲轴箱中移除所泄漏的曲轴箱流体的方法和曲轴箱通风系统
DE102018000836A1 (de) * 2018-02-02 2019-08-08 Psa Automobiles Sa Kraftfahrzeug mit einem Entlüftungssystem für Öldämpfe und Kraftstoffdämpfe

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021083485A1 (de) 2021-05-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2010760B1 (de) Entlüftungseinrichtung für eine aufgeladene brennkraftmaschine
DE68905129T2 (de) Kraftstoff-versorgungsvorrichtung fuer einen motor.
EP2010761B1 (de) Ent- und belüftungseinrichtung für eine aufgeladene brennkraftmaschine
CH664798A5 (de) Vorrichtung zur rueckfuehrung der abblasemenge aus dem kurbelgehaeuse.
EP2220348A2 (de) Ölnebelabscheider
DE102007033411A1 (de) Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug mit Tankentlüftungssystem
EP0611876A1 (de) Ölabscheider für die Gase des Kurbelgehäuses einer Brennkraftmaschine
WO2006050812A1 (de) Vorrichtung zur entlüftung eines kurbelgehäuses einer aufgeladenen brennkraftmaschine
DE202005003462U1 (de) Durchlüftungsanordnung für das Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine
DE102015203337A1 (de) Brennkraftmaschine
EP2549093B1 (de) Brennkraftmaschine
DE102012100438A1 (de) Abscheider für Flüssigkeitströpfchen aus einem Aerosol
EP3329105B1 (de) Abscheidevorrichtung, motorvorrichtung und abscheideverfahren
DE102014225817B4 (de) Entlüftungseinrichtung für eine Brennkraftmaschine sowie Brennkraftmaschine
EP4051884A1 (de) Emissionsbehandlungssystem für eine verbrennungskraftmaschine
DE102020205591A1 (de) Ansaugstruktur eines Fahrzeugs und Verfahren zum Befestigen eines Nippels an der Ansaugstruktur
EP2525055A2 (de) Brennkraftmaschine
DE102019008437A1 (de) Kurbelgehäuseentlüftung für eine ein Kurbelgehäuse aufweisende Verbrennungskraftmaschine
DE102015224223A1 (de) Pumpvorrichtung
DE102017213565A1 (de) Kurbelgehäuseentlüftungseinrichtung
DE102007009960A1 (de) Fahrzeug
DE202018103711U1 (de) Abscheider
DE102016217799A1 (de) Kurbelgehäuseentlüftungseinrichtung
DE102021111051B4 (de) Entlüftungsvorrichtung
DE102018000836A1 (de) Kraftfahrzeug mit einem Entlüftungssystem für Öldämpfe und Kraftstoffdämpfe

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20220513

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: GRANT OF PATENT IS INTENDED

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20230619

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20231031