SE531258C2

SE531258C2 - Procedure and arrangement for closed crankcase ventilation and vehicles

Info

Publication number: SE531258C2
Application number: SE0701544A
Authority: SE
Inventors: Lars-Olov Strandaas
Original assignee: Scania Cv Abp
Priority date: 2007-06-25
Filing date: 2007-06-25
Publication date: 2009-02-03
Also published as: SE0701544L

Description

25 30 531 258 Uppﬁnningens ändamål Föreliggande uppfinning har till ändamål att erbjuda en lösning på ovan relaterade problem. OBJECTS OF THE INVENTION The object of the present invention is to provide a solution to the above-related problems.

Sammanfattning av uppﬁnningen Uppﬁnningens ändamål uppnås medelst ett sätt, en anordning och ett fordon med särdrag enligt bifogade patentkrav l, 6 och 10, respektive.Summary of the invention The object of the invention is achieved by means of a method, a device and a vehicle with features according to appended claims 1, 6 and 10, respectively.

Ytterligare tördelar uppnås genom vad som speeiﬁceras i respektive beroende pa- tentkrav.Additional dry parts are achieved through what is specified in the respective dependent patent requirements.

Kort beskrivning av ritningarna Nedan beskrivs uppﬁnningen närmare i anslutning till utfóringsexernpel och före- dragna uttöringsformer samt bifogade ritning, där Fig. 1 schematiskt visar en turboöverladdad törbränningsmotor med sluten vevhus- ventilation enligt föreliggande uppﬁnning, och Fig. 2 schematiskt men mer i detalj visar anordningen för sluten vevhusventilation enligt uppfinningen.Brief Description of the Drawings The invention is described in more detail below in connection with exemplary embodiments and preferred embodiments as well as the accompanying drawing, in which Fig. 1 schematically shows a turbocharged dry combustion engine with closed crankcase ventilation according to the present invention, and Fig. 2 schematically shows the device in more detail. for closed crankcase ventilation according to the invention.

Beskrivning av utfóringsexempel I ﬁg. 1 visas en överladdad fórbränningsmotor 1 i form av en dieselmotor, hos ett fordon 2, exempelvis en lastbil eller buss, vilken motor 1 är anordnad att förses med laddluﬁ, markerad med pilar 3, via ett ínloppsrör 4. En turboöverladdare 5 med ned- ströms anordnad laddluftkylare 6 fóreﬁnns fór komprimering av farsk luﬂ: från ett luftﬁlter 7 uppströms turboöverladdaren 5. I 10 15 20 25 30 531 258 3 Motom är försedd med sluten vevhusventilation, där en föredragen utföringsfonn visas i ﬁg. 1 och 2. Vevhusgas som i ﬁgurema är markerad med pilar 8 från motorns vevhus 9 tillförs en särskild kompressor 10 via en särskild ventil 11.Description of working examples I ﬁ g. 1 shows an overcharged internal combustion engine 1 in the form of a diesel engine, of a vehicle 2, for example a truck or bus, which engine 1 is arranged to be provided with a charging ﬁ, marked with arrows 3, via an inlet pipe 4. A turbocharger 5 with downstream arranged charge air cooler 6 is used for compressing fresh air: from an air filter 7 upstream of the turbocharger 5. I 10 15 20 25 30 531 258 3 The engine is equipped with closed crankcase ventilation, where a preferred embodiment is shown in ﬁ g. 1 and 2. Crankshaft gas which in the gears is marked with arrows 8 from the engine crankcase 9 is supplied to a special compressor 10 via a special valve 11.

Den särskilda kompressom 10 är anordnad fór utförande av tryckstegring hos, kom- primering av, tillförd gas, markerad med pilar 12, i åtrninstone två steg, varvid en mellankylare 13 är anordnad för kylning av komprimerad gas mellan komprime- ringsstegen hos sagda särskilda kompressor.The special compressor 10 is arranged for performing pressure increase of, compressing of, supplied gas, marked with arrows 12, in at least two stages, an intercooler 13 being arranged for cooling compressed gas between the compression stages of said special compressor.

I ﬁg. 2 visas schematiskt den särskilda kompressom 10 med eni en cylinder 14 för fram- och återgående rörelse anordnad kolv 15, som avdelar cylindern i en första del 17 av cylindern stående i förbindelse med vevhuset 9 via den särskilda ventilen lloch i en andra del 19 av cylindern stående i förbindelse med inloppsröret 4. Till kompressom tillförd gas 12 komprimeras under kolvens 15 fram- och återgående rörelse först i den första delen av cylindern 17, varvid gas, markerad med en pil 12', komprimerad i den första delen 17 sedan tillförs den andra delen 19 av cylindern via mellankylaren 13. I den andra delen 19 sker på liknande sätt därefter en ytterligare komprimering och tryckhöjning av gasen under inverkan av kolvens 15 fram- och återgående rörelse innan den leds vidare till inloppsröret 4.I ﬁ g. 2 schematically shows the special compressor 10 with a piston 15 arranged in a cylinder 14 for reciprocating movement, which divides the cylinder into a first part 17 of the cylinder communicating with the crankcase 9 via the special valve lloch in a second part 19 of the cylinder. in communication with the inlet pipe 4. Gas 12 supplied to the compressor is compressed during the reciprocating movement of the piston 15 first in the first part of the cylinder 17, gas, marked with an arrow 12 ', compressed in the first part 17 then being supplied to the second the part 19 of the cylinder via the intercooler 13. In the second part 19 a further compression and pressure increase of the gas takes place in a similar manner thereafter under the influence of the reciprocating movement of the piston 15 before it is led on to the inlet pipe 4.

Tilläggas kan att den särskilda kompressom naturligtvis omfattar ett ej visat ventil- arrangemang för att styra gasflödet på önskat sätt genom den särskilda kompressom inklusive kylningen av komprimerad gas mellan komprimeringsstegen.It can be added that the special compressor naturally comprises a valve arrangement (not shown) for controlling the gas flow in the desired manner through the special compressor, including the cooling of compressed gas between the compression steps.

Den särskilda ventilen 11 är anordnad uppströms den särskilda kompressom 10 för styrning av trycket i vevhuset 9 och för att, i tillämpliga fall tillföra filtrerad färsk luﬁ, markerad med en pil 7°, från luftﬁltret 7, för blandning med vevhusgas 8 för att tillhandahålla för den särskilda kompressom 10 lämplig gasvolym. Styrningen av trycket i vevhuset sker därvid genom styrning av inblandningen av mängden frisk luft 7' i förhållande till mängden vevhusgaser som tillförs ventilen 1 1. 10 15 20 25 30 531 258 Enligt ett föredraget utförande föreñnns kompletterande kylanordningar 21, exem- pelvis ett värmeväxlingssteg, anordnat uppströms inloppsröret 4 och nedströms den särskilda kompressom 10 för att ytterligare kyla medelst sagda särskilda kompressor komprimerad gas innan gasen tillförs inloppsröret 4. Gasen tillförs inloppsröret ned- ströms laddluftkylaren (6).The special valve 11 is arranged upstream of the special compressor 10 for controlling the pressure in the crankcase 9 and for supplying, where appropriate, filtered fresh air mark, marked with an arrow 7 °, from the air filter 7, for mixing with crankcase gas 8 to provide for the particular compressor 10 suitable gas volume. The pressure in the crankcase is then controlled by controlling the mixture of the amount of fresh air 7 'in relation to the amount of crankcase gases supplied to the valve 1 1. 10 15 20 25 30 531 258 arranged upstream of the inlet pipe 4 and downstream of the special compressor 10 for further cooling by means of said special compressor compressed gas before the gas is supplied to the inlet pipe 4. The gas is supplied to the inlet pipe downstream of the charge air cooler (6).

Enligt föredragna utföringsforrner är den särskilda kompressom 10 och den särskil- da ventilen 11 integrerade i en enhet, varvid drivningen av densamma sker via en tranmission 30 förbunden med motoms vevaxel 31 på analogt sätt som är vanligt för drivning av motorns övriga hj älpapparater.According to preferred embodiments, the special compressor 10 and the special valve 11 are integrated in a unit, the drive of which takes place via a transmission 30 connected to the engine crankshaft 31 in an analogous manner which is common for driving the other auxiliary devices of the engine.

Enligt en särskilt föredragen utföringsform kan den särskilda kompressom 10 och den särskilda ventilen 11 till och med vara integrerade med en ordinarie luﬁkorn- pressor hos motorn, ej visat, för samordning av. exempelvis erforderlig vevrörelse, kylning och luftförsörjning. I dessa fall kan drivningen för den fram- och återgående rörelse av kolven 14 i den särskilda kompressorns eylinders 14 åstadkommes me- delst samma transmission som är anordnad för drivning av den ordinarie luftkom- pressorns hos motorn.According to a particularly preferred embodiment, the special compressor 10 and the special valve 11 may even be integrated with an ordinary locomotive crusher of the engine, not shown, for coordinating. for example, required crank movement, cooling and air supply. In these cases the drive for the reciprocating movement of the piston 14 in the cylinders of the special compressor 14 can be effected by means of the same transmission which is arranged for driving the ordinary air compressor of the engine.

Sättet liksom funktionen hos anordningen enligt uppﬁnningen torde i väsentlig och tillräcklig omfattning ha framgått av beskrivningen ovan.The method as well as the function of the device according to the invention should have appeared to a significant and sufficient extent from the description above.

Vevhusgas 8 från motorns vevhus 9 tillförs sålunda en särskild, separat, kompressor 10, företrädesvis via en särskild, separat, ventil 11 där vevhusgasen 8 vid behov kan blandas med filtrerad färsk luft 7' för att fylla upp till för kompressom lämplig vo- lym. I kompressom 10 stegras trycket hos den tillförda gasen i åtminstone två steg, varvid kylning av komprimerad gas utförs mellan komprimeringsstegen hos den sär- skilda kompressorn, innan gasen tillförs motoms inloppsrör 4. 10 15 20 25 30 531 258 5 Genom att komprimeringen utförs i ﬂera steg behöver tryckstegringen i varje steg inte vara så stor som om hela tryclcölcning måste ske i ett enda steg. Därmed blir inte heller ternperaturökriingen i varje steg så stor. Ternperatlirölcriingen hålls ytterligare nere genom att gasen kyls mellan komprimeringsstegen. Härvid undviks koksning av i vevhusgasen föreﬁntlig olja i kompressom och i inloppsröret.Crankcase gas 8 from the engine crankcase 9 is thus supplied to a special, separate, compressor 10, preferably via a special, separate, valve 11 where the crankcase gas 8 can be mixed with filtered fresh air 7 'if necessary to fill up to a volume suitable for the compressor. In the compressor 10, the pressure of the supplied gas is increased in at least two steps, whereby cooling of compressed gas is carried out between the compression stages of the special compressor, before the gas is supplied to the inlet pipe 4 of the engine. step, the pressure increase in each step does not have to be as great as if the entire pressure cooling had to take place in a single step. Thus, the temperature increase in each step does not become so great either. The temperature is further reduced by cooling the gas between the compression steps. This avoids coking in the crankcase gas before any oil in the compressor and in the inlet pipe.

Medelst den ytterligare kylningen i de kompletterande kylanordningama 21 ned- ströms den särskilda kompressom 10 minskas temperaturen ytterligare så att tempe- raturen på den till inloppsröret 4 tillförda gasen kommer att mer svara mot tempera- turen hos laddluft från turboöverladdaren med sin eﬁerkylning. Härvid uppnås en totalt lägre laddlufttemperatur, vilket är ett allmänt önskemål vid dagens motorer där höga temperaturer och dito tryck är ett problem, och där ett önskemål är att kunna tillföra vevhusgas till motom cylindrama för förbränning av i vevhusgasen före- kommande olja utan att denna koksar dessförinnan.By means of the additional cooling in the supplementary cooling devices 21 downstream of the special compressor 10, the temperature is further reduced so that the temperature of the gas supplied to the inlet pipe 4 will correspond more to the temperature of charging air from the turbocharger with its electric cooling. A totally lower charge air temperature is achieved, which is a general desire in today's engines where high temperatures and ditto pressure are a problem, and where a desire is to be able to supply crankcase gas to the engine cylinders for combustion of oil present in the crankcase gas without it boiling. before that.

Naturligtvis kan ﬂer .utföringsformer liksom mindre förändringar och komplette- ringar tänkas utan att den grundläggande uppﬁnningstanken därför frångås.Of course, your embodiments as well as minor changes and additions are conceivable without departing from the basic idea of invention.

Den särskilda kompressom lO har här visats schematiskt. För utnyttjande och till- lämpning av uppfinningen kan alla typer av kompressorer användas som erbjuder möjlighet till kylning av gasen mellan komprimeringsstegen. Med uttrycket den sär- skilda kompressor avses inte bara enheter som är sammanbyggda med varandra utan det inkluderar även utföringsformer där de båda komprimeringsstegen utförs av se- parata enheter förbundna med varandra.The special compressor 10 has been shown schematically here. For utilization and application of the invention, all types of compressors can be used which offer the possibility of cooling the gas between the compression steps. The term the special compressor not only refers to units that are interconnected with each other, but it also includes embodiments where the two compression steps are performed by separate units connected to each other.

Kylningen mellan komprimeringsstegen utförs företrädesvis i en värmeväxlings- operation där värme från gasen växlas till ett annat medium, exempelvis vätska eller luft. Den särskilda kompressorn kan sålunda omfatta åtminstone två kompressoren- heter med ett mellanliggande kylningssteg, men kan i alternativa utföringsformer omfatta ytterligare komprimeringssteg.The cooling between the compression steps is preferably performed in a heat exchange operation where heat from the gas is exchanged to another medium, for example liquid or air. The particular compressor may thus comprise at least two compressor units with an intermediate cooling stage, but may in alternative embodiments comprise further compression stages.

Claims

10 15 20 25 531 258 Patentlcrav

When closing crankcase ventilation at a supercharged internal combustion engine, where crankcase gas from the combustion engine's crankcase (9) is supplied to the engine inlet pipe (4) via a special compressor (10), characterized by the steps - to perform the compression by said special compressor (10) in at least two compression steps and, - performing cooling of compressed crankcase gas between compression steps of said special compressor.

Method according to claim 1, characterized by the step of performing the cooling of the gas leaving the particular compressor (10) in a heat exchange stage (21), before the gas is supplied to the inlet pipe (4) of the engine (1).

Method according to claim 1 or 2, characterized by the steps - to control the pressure in the crankcase (9) by means of a special valve (11) before the special compressor (10) and, i - to supply filtered, fresh air (7 ") in the special valve (1 l) for mixing with the crankcase gas (8) to provide suitable gas volume for the special compressor (10).

Method according to claim 1, 2 or 3, characterized by the step of driving the particular compressor (10) by means of a transmission (30) connected to the crankshaft (31) of the motor.

Device for closed crankcase ventilation in the case of a supercharged internal combustion engine, including devices for supplying crankcase gas under pressure from the internal combustion engine (1) of the internal combustion engine (1) (4) by means of a special compressor (10), characterized in that the special the compressor (10) is arranged for compressing the supplied gas (12) in at least two compression stages, and that devices (13) are provided for cooling compressed gas between the compression stages of the particular compressor (10). ).

Device according to claim 5, characterized by cooling devices (21) for cooling by means of the compressor (10) compressed by the special compressor before the gas is supplied to the inlet pipe (4) of the engine (1), and, that the cooling devices (21) are located upstream of the inlet pipe ( 4) and downstream of the special compressor (10).

Device according to claim 6, characterized by a special valve (11) arranged upstream of the special compressor (10) for controlling a lot in the crankcase (9) and for supplying filtered fresh air (7 ') for mixing with the crankcase gas ( 8) to provide the appropriate compressor (10) for the appropriate gas volume.

Device according to claim 6 or 7, wherein the internal combustion engine comprises a supercharging unit (5) and wherein cooling devices (6) are located downstream of the engine overcharging unit (5) and upstream of the inlet pipe (4) for cooling by means of the supercharger (5). compressed charge air, characteristics! by gas from the special compressor (10) to the engine inlet pipe (4) downstream of the cooling devices (6). IN

Device according to one of Claims 6 to 8, characterized in that the special compressor (10) is driven by a motor (1) via a transmission (30) by the motor (1).

Vehicle (2), for example a truck or bus, characterized in that it comprises a device according to any one of claims 6-9. in