HU219032B

HU219032B - Kompakt felépítésű olajleválasztó készülék

Info

Publication number: HU219032B
Application number: HU9701631A
Authority: HU
Inventors: Bruno Hezel; Markus Ulrich; Lutz Westenberger
Original assignee: Robert Bosch Gmbh.
Priority date: 1996-10-12
Filing date: 1997-10-10
Publication date: 2001-02-28
Also published as: FR2754466A1; HUP9701631A1; DE19642219A1; CZ292429B6; DE19642219C2; CZ319397A3; HU9701631D0; FR2754466B1

Abstract

A találmány tárgya kompakt felépítésű olajleválasztó készülék,különösen gépjárművek belső égésű motorjaihoz olaj leválasztásáraolaj-gáz keverékből. A készülék egy házban elhelyezett olajleválasztóelemet tartalmaz. Az olajleválasztó elem egy, előnyös módon többmenetet (12) tartalmazó spirálisként (6) van kiképezve. ŕ

Description

A találmány tárgya kompakt felépítésű olajleválasztó készülék, különösen gépjárművek belső égésű motorjaihoz olaj leválasztására olaj-gáz keverékből. A készülék egy házban elhelyezett olajleválasztó elemet tartalmaz.

A belső égésű motorokban a munkafolyamat közben a dugattyúgyűrűk réseinél fennálló kis tömítetlenségek következtében nyomásveszteség lép fel. Ennek következtében az égőtérből kifiivott gázoknak („blow-by gas”) nevezett égésgázok távoznak a forgattyúházba. A forgattyúházban például a bütykös tengely hajtóláncától eredő olajcseppecskék vannak, amelyeket az égésgázok felvesznek. Az olaj égése által okozott károsanyag-kibocsátás csökkentése céljából olajleválasztókat fejlesztettek ki, amelyeknek az olajat az olaj-gáz keverékből el kell távolítaniuk. Éne a célra ismertek olyan olajleválasztók, amelyek lényegében egy durva drótfonatból állnak. Ez kondenzálási pontokat nyújt, amelyeken az olajcseppecskék összegyűlnek, és egy odakészített olajteknőben leválasztott olajként visszavezetésre kerülnek a motorolaj körforgásába. Ismertek ezenkívül az úgynevezett ciklonleválasztók, amelyeknél egy házban áramlásterelő bordák vannak. Az ezekre rávezetett olaj-gáz keverék iránya hirtelen megváltozik. Az olaj az ilyen jellegű leválasztókban nem elsődlegesen kondenzálódás útján, hanem inkább az olajra ható tehetetlenségi erő következtében válik el. A leválasztok elsőnek említett típusánál hátrányos többek között, hogy különösen a kis olajcseppecskéket nem lehet leválasztani. A leválasztok mindkét típusánál hátrányos, hogy optimális munkapontjukat csak a belső égésű motor állandósult üzemében, vagyis a távozó égésgáz állandó mennyisége esetén érik el. Ezek a rendszerek különösen változó (nem állandósult) üzemben - ami egy gépjármű normális működésekor az állandóan szükséges sebességváltások (magasabb, illetőleg alacsonyabb fokozatba való kapcsolás) miatt szokásos nem felelnek meg a hatékony olaj leválasztásra.

Találmányunk célja a fenti hátrányok kiküszöbölése olyan olajleválasztó készülékkel, amely az olajat változó üzemben is hatékonyan leválasztja.

Ezt a feladatot a találmány értelmében úgy oldjuk meg, hogy a különösen gépjárművek belső égésű motorjaihoz szolgáló, olaj-gáz keverékből olajat leválasztó készülékben, amely egy házban elhelyezett olajleválasztó elemet tartalmaz, az olajleválasztó elem legalább egy menetet, előnyös módon több menetet tartalmazó spirálisként van kiképezve. A találmány értelmében tehát az olajleválasztó készülékben az olaj-gáz keveréket spirálisszerű, egy, illetőleg több menetet tartalmazó készüléken vezetjük át, miközben az olaj változó üzemben is hatékonyan leválasztódik. Ezt a spirális falain bekövetkező kondenzációs leválasztás és az olajcseppecskékre ható, az olaj-gáz keveréknek a spirálisban létrehozott áramlásvezetése következtében beálló tehetetlenségi erő kombinálásával valósítjuk meg.

A találmány egyik különösen előnyös kiviteli alakjában a spirális felülete meg van növelve, úgyhogy nagyobb számú kondenzálódási pont áll rendelkezésre. Ekkor az áramlási ellenállást nem szabad olyan nagyra választani, hogy a találmány szerinti tehetetlenségi hatás ne járuljon hozzá jelentősen a teljes olaj leválasztáshoz. A találmány értelmében elsősorban járulékos szerkezeti elemek vannak a spirális meneteiben kiképezve. Ezek a járulékos szerkezeti elemek kialakíthatók például mint bordák, drótfonatok vagy szemek. A találmány értelmében a spirális központi teret vesz körül, amelybe a spirális meneteinek külső oldalán elhelyezett szerkezeti elemek benyúlnak. Ezek a szerkezeti elemek lehetnek például bordák.

A találmány értelmében az olaj-gáz keverék, miután az olajleválasztóba belépett, először a spirális által körülzárt központi térbe lép be. Az áramlásterelő bordák úgy vannak elhelyezve, hogy az olaj-gáz keverék iránya többször megváltozik. Eközben elsősorban az olaj-gáz keverék nagy olajcseppjei válnak le. Miután az olaj-gáz keverék ezen az előleválasztónak nevezett központi téren átáramlott, belép a spirálisba, A spirális menetei úgy vannak kialakítva, hogy az olaj-gáz keverék sebessége állandóan növekszik. Eközben a keverékben lévő olaj egyre finomabb részei válnak le. A menetekben áramló olaj-gáz keverék a menetek falán kondenzálódott olajat a spirális irányában magával ragadja, úgyhogy az olaj végül az olajteknőbe kerül, és ezután viszszavezethető a motorba.

A találmány értelmében az így megtisztított gázkeverék előnyös módon egy nyomásnak két oldalon kitett membránon át ismét a motor szívóoldalára, vagyis az égésbe van vezetve. A membrán arra szolgál, hogy a szívást a forgattyúházban szokásosan -40 és +20 mbar közötti szinten tartsa, és így biztosítsa a tengely, például a forgattyústengely főcsapágya tömítőgyűrűinek kifogástalan működését.

A találmány egy további előnyös kiviteli alakjában a spirális egy spirálisházban van elhelyezve. Ennek a spirálisháznak az egész kerületén van egy csatorna, amelyet összekötő csatorna köt össze a spirális egy menetével. Ennek a csatornának a külső falában áttörések vannak, és a csatorna külső fala ugyancsak a spirálisház teljes kerületén egy poliészterzsinórt vagy -bundát hordoz. Az előleválasztón és a spirálison át vezetett, messzemenően megtisztított olaj-gáz keverék a spirális utolsó menetén és az összekötő csatornán át belép a csatornába. A gázkeverék az áttöréseken és a csatorna külső oldalán elhelyezett poliészterzsinóron vagy -bundán át hagyja el a csatornát, és például egy nyomásnak két oldalon kitett membránon át ismét a motor szívóoldalára vezethető. A spirálisházat körülvevő csatorna külső oldala eszerint hordozórészként szolgál a poliészterzsinór vagy -bunda számára, és a spirálisház és ezzel az előleválasztó részeként van kivitelezve. Ezért előnyös módon kisebb lesz a beépítési magasság, és kicsi lesz a beépítési tér.

A találmány szerinti olajleválasztó készülék kompakt felépítési módja helytakarékos, és így ezt a készüléket különálló szerelési egységként is alkalmazni lehet. A találmány szerinti készülék különösen előnyös módon alkalmazható már sorozatban gyártott berendezésekben is. A kompakt felépítés lehetővé teszi, hogy a készüléket hővezető részeken, például a bütykös tengely olajterén helyezzük el. így biztonságosan megakadályozható az égésgázokban lévő vízrész nemkívánatos

HU 219 032 Β eljegesedése, és emiatt a csatornák eldugulása, ami a kívül elhelyezett olajleválasztó készülékeknél előfordul.

Találmányunkat annak példaképpeni kiviteli alakjai kapcsán ismertetjük részletesebben ábráink segítségével, amelyek közül az

1. ábra egy találmány szerinti olajleválasztó készülék hosszmetszete, a

2. ábra a találmány szerinti olajleválasztó készülék egy további kiviteli alakjának hosszmetszete két síkban.

Az 1. ábrán látható egy találmány szerinti 2 olajleválasztó készülék, amelynek a 4 házában egy 6 spirális van elhelyezve. A 6 spirálisnak négy 12 menete van. A spirális kerülete és a menetek h magassága úgy van megválasztva, hogy a 6 spirális körülvesz egy 10 központi teret. A 6 spirális 12 menetein a felület megnövelése végett a 10 központi térbe irányuló szerkezeti elemek vannak, amelyek 8 bordákként vannak kiképezve. A 10 központi tér a bele benyúló 8 bordákkal együtt a 14 előleválasztót képezi.

Az 1. ábrán látható továbbá a nyomásnak két oldalon kitett 16 membrán, amely egy 18 fedőelem és egy 20 fal közé van befogva. A 18 fedőelemen van egy 22 perem, úgyhogy a 18 fedőelem bepattintható. Látható továbbá egy 24 támasztest a nyomásszabályozó 16 membránhoz, valamint elasztomer nyomásszabályozó 26 szelepek.

Az olaj-gáz keverék a 28 térben lép be a 14 előleválasztóba, többször irányt váltva van a nyilakkal jelölt módon az áramlásterelő 8 bordákon vezetve, miközben a nagy olajcseppek leválnak. Az olaj-gáz keverék ezután a spirális 12 meneteibe lép be. Ezek a 12 menetek az előnyös kiviteli alakban úgy vannak kialakítva, hogy a 4 ház össze van építve a 6 spirálissal. Az olaj-gáz keverék állandó sebességnövekedése következtében, amit a 12 menetek (keresztmetszeti) felszínének változása idéz elő, a keverékben szállított olaj egyre kisebb méretű részei válnak le. Az olaj-gáz keverék a spirális irányában magával ragadja a 12 menetek falain kondenzálódott olajat, úgyhogy az a 30 olaj-visszavezetésen át visszafolyik a motorban lévő, nem ábrázolt tartályba. A tisztított gázt a nyomásszabályozó 16 membránon át a motor szívóoldalára, és így az égésbe vezetjük. A 16 membrán célja az, hogy a szívást a forgattyúházban rendszerint +20 és -40 mbar közötti nyomáskülönbség szintjén tartsa. A 32 csatorna arra szolgál, hogy levegőt adjon a 16 membránra.

A találmány szerinti olajleválasztó készülék lehetővé teszi, hogy a le nem választott olajmaradék mennyisége az olaj-gáz keverékben eléije a 0,02 g/kW/h értéket. A találmány szerinti olajleválasztó készülék előnyös módon sorozatban gyártott aggregátokon is alkalmazható. A készülékkel utólag ellátandó motoron ehhez alkalmas összekötő elemeknek és csatlakozási pontoknak kell lenniük.

Az alábbiakban az azonos vagy működésében azonos alkatrészeket azonos hivatkozási jelekkel jelöljük.

A 2. ábrán a találmány további előnyös kiviteli alakja látható. A 2. ábrán látható egy 2 olajleválasztó készülék, amely egy 4 házban 12 menetekkel ellátott 6 spirálist tartalmaz. A 6 spirális úgy van kiképezve, hogy körülvesz egy 14 előleválasztóként kiképzett központi teret. A 14 előleválasztóban az itt nem ábrázolt áramlásterelő 8 bordák a 6 spirális befelé irányuló szerkezeti elemeiként vannak kiképezve. A 6 spirális egy 36 spirálisházban van, amely a 4 házban van kiképezve, és a kerülete körül gyűrű alakú horony, illetőleg 38 csatorna van. A 38 csatornának a 6 spirális felé eső falát a 36 spirálisház 40 fala, a 38 csatorna kifelé mutató falát a 42 fal képezi. A 38 csatorna külső, 42 falában 44 rések vagy lyukak vannak, és ez a fal az egész kerületen 46 poliészterzsinórt vagy -bundát hordoz. Látható továbbá a szifonként kiképzett 48 olaj-visszavezetés, valamint egy gyűrű alakú 50 tömítőelem.

A működési mód a következő.

A tisztítandó olaj-gáz keverék az 52 térbe lép be, és átfolyik a 14 előleválasztón. Eközben az áramlásterelő 8 bordákon bekövetkező többszöri irányváltás révén leválnak a nagy olajcseppek. Az olaj-gáz keverék ezután a 6 spirális 12 meneteibe lép be, és ezekben haladva a keverékben szállított olaj egyre finomabb részei válnak le. A gázáram magával ragadja a 12 menetek falain levált olajat, úgyhogy az a 48 olaj-visszavezetésen (szifonon) át visszafolyik egy tartályba. Az olaj-gáz keveréknek a 2. ábrán nyilakkal jelölt áramlási iránya a 6 spirális 12 meneteiből a 38 csatornában folytatódik, amely a 36 spirálisházat annak kerülete körül körülfogja, és a 44 réseken vagy lyukakon át a 38 csatorna külső, 42 falára helyezett 46 poliészterzsinórba vagy -bundába lép be. Ezzel az olaj-gáz keverék különösen alapos tisztítását valósítjuk meg. A tisztított gázkeverék ezután az 54 kiömlőnyíláson át kilép a 2 olajleválasztó készülék 4 házából, és az égésbe vezethető. A 2. ábra kapcsán leírt kiviteli alak annyiban előnyös, hogy a 46 poliészterzsinór vagy -bunda hordozójaként működő, külső 42 fal ugyanakkor a 6 spirálist körülvevő 36 spirálisház része, úgyhogy különösen kis beépítési magasság és kis beépítési tér valósítható meg. Az ilyen nagy mértékben integrált olajleválasztó rendszer helytakarékos módon integrálható például a hengerfejburkolatba, és különálló szerelési egységként is alkalmazható.

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Kompakt felépítésű olajleválasztó készülék, különösen gépjárművek belső égésű motoijaihoz olaj leválasztására olaj-gáz keverékből, egy házban elhelyezett olajleválasztó elemmel, azzaljellemezve, hogy az olajleválasztó elem legalább egy, előnyös módon több menetet (12) tartalmazó spirálisként (6) van kiképezve.
2. Az 1. igénypont szerinti olajleválasztó készülék, azzal jellemezve, hogy a spirális (6) járulékos szerkezeti elemeket képez az olajleválasztáshoz.
3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti olajleválasztó készülék, azzal jellemezve, hogy a szerkezeti elemek a spirális (6) meneteiben (12) vannak kiképezve.
4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti olajleválasztó készülék, azzal jellemezve, hogy a spirális (6) központi teret (10) vesz körül.

HU 219 032 Β
5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti olajleválasztó készülék, azzal jellemezve, hogy a szerkezeti elemek a spirális (6) által körülzárt központi térbe (10) irányulnak.
6. Az 1 - 5. igénypontok bármelyike szerinti olajlevá- 5 lasztó készülék, azzal jellemezve, hogy a szerkezeti elemek áramlásterelő bordákként (8) vannak kiképezve.
7. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti olajleválasztó készülék, azzal jellemezve, hogy a spirális (6) meneteiben (12), a központi térben (10) vagy az áram- 10 lástereló bordákon (8) további olajleválasztó elemek, különösen lamellák vagy szemfonatok vannak kiképezve.
8. Az 1-7. igénypontok bármelyike szerinti olajleválasztó készülék, azzal jellemezve, hogy a spirális (6) 15 a házban (4) lévő spirálisházban (36) van elhelyezve.
9. Az 1-8. igénypontok bármelyike szerinti olajleválasztó készülék, azzal jellemezve, hogy a spirálisháznak (36) az egész kerületén van egy csatorna (38), amely összeköttetésben van a spirális (6) egy menetével (12).
10. Az 1-9. igénypontok bármelyike szerinti olajleválasztó készülék, azzal jellemezve, hogy a spirálisháznak (36) a spirálist (6) körülvevő fala ugyanakkor a csatorna (38) belső falaként (40) van kiképezve.
11. Az 1-10. igénypontok bármelyike szerinti olajleválasztó készülék, azzal jellemezve, hogy a csatorna (38) külső fala (42) egy poliészterzsinórt vagy -bundát (46) hordoz.
12. Az 1-11. igénypontok bármelyike szerinti olajleválasztó készülék, azzal jellemezve, hogy a csatornának (38) legalább a külső fala (42) műanyagból készült.
13. Az 1-12. igénypontok bármelyike szerinti olajleválasztó készülék, azzal jellemezve, hogy a készülék egy membránt, előnyös módon nyomásnak két oldalon kitett membránt (16) tartalmaz.