JP2009539013A - クランクケーシング内の換気のための装置 - Google Patents

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Abstract

本発明は、内燃機関のクランクケーシング内の換気のための装置(1)であって、クランクケーシングから内燃機関の吸気管路へ通じる換気管路を備え、換気管路の経路内に、クランクケーシングからのブローバイガスのオイル部分の分離のためのオイルミスト分離器(2)を配置してあり形式のものに関する。さらに装置は、オイルミスト分離器(2)の下流側に接続された負圧の形成のためのポンプ(3)を備えている。本発明に基づき、オイルミスト分離器(2)とポンプ(3)とは、互いに結合された構成ユニットとして形成されており、これによってコンパクトな構造を達成している。

Description

本発明は、内燃機関のクランクケーシング内の換気のための装置であって、クランクケーシングから内燃機関の吸気管路へ通じる換気管路を備えており、換気管路の経路内に、クランクケーシングからのオイルミスト若しくは微細な油霧の含まれるブローバイガスのオイル部分の分離のためのオイルミスト分離器を配置してあり、クランクケーシング内の吸引用の負圧の形成のためにオイルミスト分離器の下流側に接続されたポンプを備えている形式のものに関する。
前記形式の装置は内燃機関、殊に自動車の分野で知られている。装置の役割は、内燃機関のクランクケーシング内に技術並びに規則上必要な負圧を維持して、クランクケーシング内を換気若しくは通気することである。クランクケーシング・換気ガス内に含まれるオイル部分はオイルミスト分離器内で分離され、かつ分離されたオイルは有利には再び内燃機関の潤滑回路に供給される。オイルを除去されたガスは、内燃機関の吸気管路内に達し、ひいてはシリンダー内での燃焼に用いられる。
国際公開第02/070871A2号明細書には、内燃機関のクランクケーシング内の換気のための装置を開示してあり、クランクケーシングから内燃機関の吸気管路に通じる通気管路を備えており、通気管路(換気管路)の経路内にオイルミスト分離器を配置してある。この場合に通気管路の引き続く経路内にポンプを配置してあり、ポンプによってクランクケーシング内に、周囲空気の圧力に対する負圧を形成するようになっている。特に内燃機関を無負荷状態で運転している場合に、クランクケーシング内に過度に高い負圧の形成を避けるようにしなければならない。
国際公開第02/070871A2号明細書、
本発明の課題は、冒頭に述べた形式の装置を改善して、特に装置の所要スペースを小さくすることである。
前記課題を解決するために本発明の構成では、オイルミスト分離器とポンプとは、互いに結合された構成ユニットとして形成されている。これにより効果として、コンパクトな構造を達ししており、コンパクトな構造の装置は、エンジン室のますます狭くなるスペース内にも組み込まれるようになっている。さらにオイルミスト分離器とポンプとの間の管路を省略してあり、部品数が減少され、組立費用が節減されている。オイルミスト分離器とポンプとを組み合わせてなる本発明に基づく構成ユニットにおいては、ポンプはオイルミスト分離器の下流側に接続されている。原理的には、構成ユニットを整備にとって好ましい箇所に取り付けることができ、これによってオイルミスト分離器の交換若しくはポンプの整備は簡単に、したがって経済的に行われるようになっている。ポンプは、少なくとも1つの駆動部、及び該駆動部と結合された羽根車(換気車)を含んでいて、オイルミスト分離器と一緒に一体構造若しくは複数構造のケーシング内に配置されており、オイルミスト分離器は、切り換え可能なオイルミスト分離器として形成されていて、負圧弁を有している。ポンプは、渦流ポンプ若しくは円周流ポンプとして形成されている。
本発明の有利な実施態様では、ポンプのステータの少なくとも一部分はオイルミスト分離器内に組み込まれている。これによってポンプとオイルミスト分離器との間の密接な嵌合を達成し、ひいては装置の構造を極めてコンパクトにして、装置の所要スペースを減少させることができるようになっている。このような構成により、整備も簡単になり、それというのは、ポンプのステータの一部分は、オイルミスト分離器の衝突壁を成しているからであり、衝突壁は織物若しくは不織布等で被覆されていて、高い吸着作用若しくは分離作用を有している。
本発明の別の有利な実施態様では、オイルミスト分離器は、ノズル及び、該ノズルと相対して位置する衝突壁を有するインパクターとして形成されている。インパクターとして形成されたオイルミスト分離器は、例えば欧州特許出願公告第1068890B1号明細書により公知であり、長い耐用年数にわたって確実なオイル分離を保証している。
もちろん、オイルミスト分離器の上流側に付加的なオイルミスト前置分離器を設け、若しくはオイルミスト分離器の下流側に付加的なオイルミスト後置分離器を設けることも考えられる。オイルミスト前置分離器としては、サイクロンを用いることができ、サイクロンは、ブローバイガスを付加的に浄化するようになっている。サイクロンをオイルミスト後置分離器として用いることも可能である。オイルミスト分離器にはされに別のノズルを設けてあり、別のノズルは所定の負圧で、つまり負圧が所定の値に達した際に開放されるようになっている。
殊に有利な実施態様では、ポンプの羽根車の羽根は、オイルミスト分離器の軸線と同軸に配置されていて、オイルミスト分離器の半径方向外側でオイルミスト分離器を中心として回転するようになっている。ポンプのこのような構成により、さらにコンパクトな構造を達成し、ひいてはオイルミスト分離器及びポンプから成る構成ユニットの所要スペースを減少させ、省スペースを達成できるようになっている。該構成においては、オイルミスト分離器の一部分(構成部分)はポンプのステータの一部分によって形成されており、これによって構成ユニットのさらなる小型化(稠密性)を達成している。
有利には、オイルミスト分離器とポンプとは共有の1つのケーシングを有し、若しくは共有の1つのケーシング内に配置されており、このような手段も、ポンプ若しくはオイルミスト分離器のための付加的なケーシングを不要にして、構成ユニットのコンパクトな構造に寄与し、部品数を減少させ、ひいては構成ユニットの製造コストを節減している。
本発明の別の実施態様では、ポンプの羽根車の羽根は、オイルミスト分離器に対して軸線の方向にずらして配置されている。ポンプ、及びオイルミスト分離器の衝突壁は第1のケーシング部分内に配置されているのに対して、オイルミスト分離器のノズルは、第1のケーシング部分と結合可能な第2のケーシング部分内に配置されている。
本発明に基づく装置の1つの実施例の断面図 本発明に基づく装置の別の実施例の断面図
図1には、図示省略の内燃機関のクランクケーシングの換気のための本発明に基づく装置1を示してある。装置1は換気通路内に配置されており、換気通路(換気管路)はクランクケーシングから内燃機関の管路、例えば吸気管路に通じていて、オイルミスト分離器2及び、負圧の形成のために前記オイルミスト分離器の下流側に接続されたポンプ3を備えている。ポンプ3をオイルミスト分離器2の下流側に配置してあることにより、ポンプ3の羽根車4は浄化されたブローバイガスにみを受けるようになっており、つまり浄化されたブローバイガスのみが羽根車4と接触して流れるようになっている。ポンプ3は一般的に負圧を形成して、該負圧によって内燃機関の零負荷運転時にもクランクケーシング内の過度なガス圧を確実に避けて、クランクケーシング内に生じるブローバイガスを確実に吸引するために用いられている。
本発明に基づき図1及び図2に示してあるように、オイルミスト分離器2とポンプ3とは、互いに結合された構成ユニットとして形成されている。これによって装置1の極めてコンパクトな構造を達成し、ひいては装置の所要スペースを減少させてあり、このことは今日の内燃機関における狭い構成スペースにおいて特に大きな利点である。
オイルミスト分離器2はノズル5、例えば流過ノズル若しくは加速ノズルを有しており、該ノズルは、装置1を経て流れるガス流を加速して、ノズル5と相対する衝突壁6に向けて案内するようになっている。衝突壁6は実施例では織物若しくは不織布で被覆されており、これによって吸着作用若しくは分離作用をさらに改善してある。衝突壁6に吸着され、つまり受け止められて分離されたオイルは、図1及び図2に示す重力の方向でオイルミスト分離器2の底部7上へ流れて、そこからオイル流出口8へ流れるようになっており、オイル流出口8は有利にはオイルタンクに接続されており、分離されたオイルは再び潤滑回路に導かれるようになっている。
一般的に考えられる実施例では、オイルミスト分離器2は図1及び図2に示してあるように、インパクターとして形成されており、オイルミスト分離器の上流側に付加的なオイルミスト分離器(オイルミスト前置分離器)を設け、若しくはオイルミスト分離器の下流側に付加的なオイルミスト分離器(オイルミスト後置分離器)を設けることも可能である。インパクター若しくはオイルミスト分離器2の上流側に付加的に配置されるオイルミスト分離器(オイルミスト前置分離器)は、サイクロンとして形成されていてよい。
図1及び図2の実施例では、ポンプ3は渦流ポンプ(渦流ブロワ)として形成されており、渦流ポンプ(円周流ポンプ)はその羽根9でもって、清浄されたブローバイガスを出口10に向けて押し出して、オイルミスト分離器2内に、ひいてはオイルミスト分離器の上流側にあるクランクケーシング内に負圧を形成するようになっている。もちろん、負圧形成のためにコンパクトな構造で構成される別の形式のポンプ若しくはブロワを設けることも可能である。図1及び図2に付してある符号3は、ポンプ3のための構成スペースも示しており、該構成スペース内にはポンプ3の支承部若しくは制御部も収容されていてよい。
図1に示してあるように、ポンプ3のステータ11の少なくとも一部分はオイルミスト分離器2内に組み込まれており、この場合にステータ11は図1では衝突壁6を形成している。
さらにオイルミスト分離器2は切り換え可能な油分離器(オイルセパレータ)として形成されていて、負圧弁12、殊にばね負荷された負圧弁12を有しており、該負圧弁は所定の負圧で開いて流れを転向させて、別のノズル5′を開放するようになっている。図1及び図2の実施例では、負圧弁12は皿形弁として形成されている。負圧弁12の開放に際して、ブローバイガスはノズル5も別のノズル5′をも通って流過するようになっている。両方のノズル5,5′は、加速されたブローバイガス流を衝突壁6に向けて流過させ、これによってブローバイガス流は衝突壁にぶつかって油分若しくは油微粒子を分離されるようになっている。
図1の実施例では、ポンプ3の送風羽根9はオイルミスト分離器2の軸線13と同軸に、かつオイルミスト分離器2の半径方向外側に配置されていて、オイルミスト分離器を中心として回転するようになっている。これに対して図2の実施例では、ポンプ3の送風羽根9はオイルミスト分離器2に対して軸線方向にずらして配置されており、これによって装置1の図2に示す実施例の構成高さ(軸線方向の寸法)は、わずかに増大している。オイルミスト分離器2もポンプ3も図1の実施例では共有の1つのケーシング14内に配置してあり、その結果、両方の構成要素を分離して構成する場合に比べて、1つのケーシングを省略してある。これとは異なって、図2に示す実施例では、オイルミスト分離器12の分離壁6及びポンプ3は第1のケーシング部分14′内に配置されているのに対して、オイルミスト分離器12のノズル5は、第1のケーシング部分14′と結合可能な第2のケーシング部分14″内に配置されている。このような構成により利点として、第1のケーシング部分14′と第2のケーシング部分14″とは装置1の分解を可能にしていて、特に装置の保守整備を容易にしている。全体的に装置1の高さは低く、例えば45mmであり、幅は狭く、例えば90mmである。
次に本発明に基づく装置1の機能について説明する。
ポンプ3によってポンプ3の羽根車4は該羽根車の外周に配置された羽根9と一緒に軸線13を中心として回転させられ、その結果、ブローバイガスは入口15から吸い込まれて、出口10に向けて押し出される。入口15を経てオイルミスト分離器2内に入り込んだブローバイガスは、流れ方向16に沿ってノズル5若しくはノズル5′まで達し、該ノズルによって加速されて、ノズル5,5′と相対して配置された衝突壁6にぶつかり、その際にブローバイガス内に含まれるオイル(油)の大部分は衝突壁6に引き渡される。ブローバイガスは引き続き、矢印16の方向に羽根車(送風車)の羽根9に向かって流れ、羽根9によって出口10へ押される。衝突壁6に引き渡され、つまり受け取られたオイルは重力の方向に流れて、底部7上に滴下する。底部7は最も低い箇所にオイル流出口8を有している。オイル流出口8は有利にはオイルタンクに接続されていて、分離されたオイルを再び潤滑回路に送るようになっている。本発明に基づく装置1によって、オイルミスト分離器2のためか、ポンプ3のためかの付加的な1つケーシングの省略された特にコンパクトな構造を達成しており、1つのケーシングの省略によってオイルミスト分離器2とポンプ3との間の接続管路も不要になっている。
特許請求の範囲に記載の各構成事項は、単独に若しくは任意に組み合わせて用いられるものである。
1 装置、 2 オイルミスト分離器、 3 ポンプ、 4 羽根車、 5 ノズル、 6 衝突壁、 7 底部、 8 オイル流出口、 9 羽根、 10 出口、 11 ステータ、 12 負圧弁、 13 軸線、 14 ケーシング、 15 入口

Claims (9)

  1. 内燃機関のクランクケーシング内の換気のための装置(1)であって、前記クランクケーシングから内燃機関の吸気管路へ通じる換気管路を備えており、該換気管路の経路内に、前記クランクケーシングからのオイルミストの含まれるブローバイガスのオイル部分の分離のためのオイルミスト分離器(2)を配置してあり、負圧の形成のために前記オイルミスト分離器(2)の下流側に接続されたポンプ(3)を備えている形式のものにおいて、前記オイルミスト分離器(2)と前記ポンプ(3)とは、互いに結合された構成ユニットとして形成されており、この場合に前記ポンプ(3)は、少なくとも1つの駆動部、及び該駆動部と結合された羽根車(4)を含んでいて、前記オイルミスト分離器(2)と一緒に一体構造若しくは複数構造のケーシング(14,14′,14″)内に配置されており、前記オイルミスト分離器(2)は、切り換え可能なオイルミスト分離器として形成されていて、負圧弁(12)を有していることを特徴とする、内燃機関のクランクケーシング内の換気のための装置。
  2. ポンプ(3)は渦流ポンプとして形成されている請求項1に記載の装置。
  3. ポンプ(3)のステータ(11)の少なくとも一部分はオイルミスト分離器(2)内に組み込まれている請求項1又は2に記載の装置。
  4. オイルミスト分離器(2)は少なくとも1つのインパクターを含んでおり、インパクターとして形成された該オイルミスト分離器(2)は、ノズル(5)及び、該ノズルと相対して位置する衝突壁(6)を有している請求項1から3のいずれか1項に記載の装置。
  5. オイルミスト分離器(2)は所定の負圧で別のノズル(5′)を開放するようになっている請求項4に記載の装置。
  6. ポンプ(3)の羽根(9)は、オイルミスト分離器(2)の軸線(13)と同軸に配置されていて、前記オイルミスト分離器(2)の半径方向外側で該オイルミスト分離器(2)を中心として回転するようになっている請求項1から5のいずれか1項に記載の装置。
  7. ポンプ(3)の羽根(9)は、オイルミスト分離器(2)に対して軸線の方向にずらして配置されている請求項1から5のいずれか1項に記載の装置。
  8. ポンプ(3)、及びオイルミスト分離器(2)の衝突壁(6)は第1のケーシング部分(14′)内に配置されており、前記オイルミスト分離器(2)のノズル(5)は、前記第1のケーシング部分(14′)と結合された第2のケーシング部分(14″)内に配置されている請求項1から7のいずれか1項に記載の装置。
  9. クランクケーシングにおいて、請求項1から8のいずれか1項に記載の装置を備えていることを特徴とするクランクケーシング。
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