WO2007071373A2 - Verfahren und vorrichtung zur entölung von kurbelgehäuseentlüftungsgasen einer brennkraftmaschine - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur entölung von kurbelgehäuseentlüftungsgasen einer brennkraftmaschine Download PDF

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WO2007071373A2
WO2007071373A2 PCT/EP2006/012240 EP2006012240W WO2007071373A2 WO 2007071373 A2 WO2007071373 A2 WO 2007071373A2 EP 2006012240 W EP2006012240 W EP 2006012240W WO 2007071373 A2 WO2007071373 A2 WO 2007071373A2
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cyclone
gas
blow
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Günter Slowik
Jürgen Kohlmann
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Slowik Guenter
Kohlmann Juergen
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    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C11/00—Accessories, e.g. safety or control devices, not otherwise provided for, e.g. regulators, valves in inlet or overflow ducting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C5/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
    • B04C5/02—Construction of inlets by which the vortex flow is generated, e.g. tangential admission, the fluid flow being forced to follow a downward path by spirally wound bulkheads, or with slightly downwardly-directed tangential admission
    • B04C5/04—Tangential inlets

Definitions

  • the invention relates to a method for deoiling crankcase ventilation gases of an internal combustion engine by means of at least one cyclone separator and a device suitable for carrying out the method.
  • blow-by gas is conveyed to the walls of cylinders and pistons in the crankcase.
  • the blow-by gas contains oil droplets, formed condensate and other non-gaseous components.
  • the blow-by gases must be continuously removed from this. Due to appropriate regulations, a discharge of these gases into the atmosphere is not permitted.
  • a ventilation device for a crankcase of an internal combustion engine which comprises a centrifugal separator acting as a cyclone.
  • the invention has for its object to provide a method for de-oiling of crankcase ventilation gases of an internal combustion engine by means of a cyclone, which allows an improved separation efficiency during the entire operating state of the engine and is characterized by little effort. Furthermore, a device suitable for carrying out the method is to be provided. According to the invention the object is achieved by the features specified in claim 1. Advantageous embodiments and further developments of the method are subject matter of claims 2 to 13.
  • a device intended for carrying out the method is specified in claim 14.
  • Claims 15 to 25 relate to advantageous embodiments of this device.
  • crankcase accumulated blow-by gas is divided before entering the cyclone separator in at least two partial streams, which are registered in the same direction of rotation in the cyclone.
  • Under the accumulated in the crankcase blow-by gas is also to be understood that either the total amount or only a subset of the accumulating gas can be de-oiled.
  • the ratio of the partial flows to one another is changed as follows by throttling or opening the first control element: a) By throttling the first control element, one partial flow is reduced or throttled, thereby increasing the speed and quantity of the other, unthrottled partial flow in relation to the throttled partial flow at least when subsequent conditions, individually or jointly, occur during the course of the operation: a1) the pressure difference between the crankcase and the blow-by gas feed point into the intake manifold increases and the gas flow rate is constant or decreases; a2) the pressure difference between the crankcase and the feed point for the blow-by gas in the intake tract is constant and the gas flow rate decreases.
  • the aforementioned conditions occur Particularly when the diligentsge ⁇ speed of the blow-by gas in the cyclone is provided as the possible by the available pressure difference between the crankcase and the feed point of the purified gas into the intake maximum peripheral speed lower.
  • a throttling of the first control element can also take place when the current pressure in the crankcase is lower than a predetermined pressure setpoint.
  • the following conditions individually or jointly, are throttled during the course of the operation: a3) the pressure difference between the crankcase and the blow-by gas feed point into the intake tract and the gas flow rate decrease; a4) increase the pressure difference between the crankcase and the blow-by gas feed point into the intake manifold and the gas flow rate.
  • the centrifugal acceleration in the cyclone is increased to the maximum possible level, thereby achieving a very good separation.
  • the procedure is preferably as follows: b) opening the first control element enlarges one partial flow and thereby reduces the speed and quantity of the other, unthrottled partial flow in relation to the throttled partial flow, if the current pressure in the crankcase is higher than a predetermined pressure setpoint.
  • the further opening takes place under the following conditions, individually or jointly, during the course of the operation: b1) decreasing pressure difference between crankcase and blow-by gas feed point into the intake manifold and constant or increasing gas flow rate; b2) at a constant pressure difference between the crankcase and the blow-by gas feed point into the intake tract and increasing gas flow rate; b3) decreasing pressure difference between crankcase and blow-by gas feed point into the intake manifold and decreasing gas flow rate; b4) increasing pressure difference between the crankcase and feed point for the blow-by gas in the intake and increasing gas flow.
  • speed is understood to mean the velocity of the blow-by gas at the point of entry into the cyclone.
  • Throttling or “opening or further opening” is any change in the first control element between the two end positions “fully open” and "fully closed”.
  • the maximum possible centrifugal acceleration is also achieved at the given throughput.
  • the opening of the first control element and its opening degree is due the necessary boundary condition with regard to the maintenance of the pressure in the crankcase determined.
  • the change in the respective partial flows is then interrupted, except when fully open or completely closed first control element, when in operation, the current pressure in the crankcase a predetermined setpoint for the pressure in the crankcase, preferably the ambient pressure or a slight negative pressure (pressure in the crankcase in about 30 hPa under atmospheric pressure).
  • the setpoint for the permissible pressure in the crankcase results from corresponding regulations of national or regional authorities.
  • Serving as a control variable setpoint for the pressure in the crankcase can also be taken from a pre-established for the cyclone map, from this, the required information is obtained, as may change at the respective load conditions in the operating case, the blow-by gas flow.
  • the proposed procedure is suitable for different designs of the crankcase / cyclone separator system.
  • the cyclone separator two partial flows can be supplied by identical in flow cross-section lines or channels, wherein for changing the partial flows to each other in one of the lines or channels, the first control member is involved to throttle the partial flow.
  • the partial flows can also be introduced into the cyclone separator through their different flow cross-sectional areas at the point of entry into the cyclone separator, wherein the first control element is integrated in the duct or duct which has the larger flow cross-sectional area at the point of entry into the cyclone separator.
  • the blow-by gas stream can be removed via a main line from the crankcase and divided before the cyclone separator on at least two partial streams.
  • the blow-by gas flow can also be discharged through corresponding connecting lines in several Operastr ⁇ men from the crankcase.
  • the first control element In a division of more than two partial streams on a cyclone, the first control element must be integrated into the partial flow line, the branch lines for the individual partial flows (lower part streams) at the entry point into the cyclone in the sum of the larger flow cross-sectional area.
  • the aforementioned embodiments for applications with only one cyclone apply in an analogous manner to several parallel cyclones.
  • at least two cyclones connected in parallel can be used, wherein in each case at least two partial or sub-streams are fed to a cyclone.
  • the flow cross-sections at the point of entry into these should differ.
  • the first control element must be integrated into the line, whose partial flows are introduced via lines, which in total have larger cross-sectional areas at the respective entry point into the cyclone.
  • the partial flows are introduced lying in a plane in the cyclone. It is also possible that the supply of the partial flows into the cyclone takes place in vertically offset planes.
  • cyclones When using several parallel connected cyclones, identically designed cyclones can be used. It may also be necessary to use cyclones designed for different flow rates in their geometry. For extreme demands on the control range, individual cyclones can also be switched off separately.
  • the apparatus provided for carrying out the method has at least one cyclone separator, which communicates with the crankcase for supplying blow-by gas.
  • For supplying the blow-by gas into the cyclone separator at least two lines are arranged, which are in communication with the tangential feed channels of the cyclone.
  • a first control element for changing the flow cross-section and thus the ratio of the lines flowing through the streams is integrated with each other. The adjustment of the first control element takes place according to the measures and conditions defined in the method claims.
  • the cyclone required for separation may also be an integral part of the engine block.
  • To divide the streams to be formed at least two lines can be connected to the crankcase or from the crankcase leads from only one main line, which is divided into at least two lines before entering the cyclone.
  • At least the line, in which the first control element is integrated, can be divided downstream of the first control element into at least two further lines.
  • the two partial or branch lines at the point of entry into the cyclone have in total a larger cross-sectional area than the unthrottled lines or channels.
  • crankcase ventilation gases can also be applied if two or more parallel cyclones are required for the separation of the oil.
  • the individual cyclones can be designed in their geometry for identical or different flow rates.
  • at least one cyclone is connected to two lines.
  • the flow cross-sectional areas at the entry points of at least one cyclone are formed differently.
  • the first control element must be integrated into the line, whose branch lines at the points of entry into the respective cyclones have in total a larger cross-sectional area than the transverse lines. Section (s) of the remaining, unthrottled lines at the point of entry into the cyclone.
  • a second control element can be arranged in the line for the discharge of the clean gas flow.
  • the cyclone is equipped with a swirl chamber, in which the supply channels for the blow-by gas are integrated.
  • the swirl chamber has a larger inner diameter than the cylindrical separation chamber of the cyclone.
  • the cylindrical separation chamber of the cyclone may also be divided into two inwardly open, annular sections, wherein in each of the sections a supply channel is integrated.
  • the feed channels are offset in height from each other.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of the device according to the invention
  • Fig. 3 is a cyclone separator with two tangential feed channels, as a part
  • Sectional view, Figure 4 shows a second embodiment of a cyclone separator with two tangential
  • Feed channels as a partial sectional view
  • FIG. 6 shows a third embodiment of the device according to the invention with a
  • Fig. 7 shows a fourth embodiment of the device according to the invention with two parallel cyclones.
  • FIG. 1 and 2 the device for Ent ⁇ lung of crankcase ventilation gases of an internal combustion engine with a single cyclone 2 is shown in a simplified representation.
  • the crankcase 1 accumulating blow-by gas before entering the cyclone 2 by means of the lines 3, 4, 5 divided into at least two partial streams T1, T2, which are registered in the same direction of rotation in the cyclone 2.
  • the ratio of the partial flows to one another is changed as a function of the total throughput in the cyclone separator 2 by means of a first control element 10 integrated in the line 4.
  • the two lines 4, 5 are directly connected to the crankcase 1. closed and open in the cyclone 2 arranged tangential supply channels 7, 8.
  • Fig. 1 in the embodiment shown in Fig.
  • blow-by gas is discharged as the main flow T via a main line 3 from the crankcase 1 and only then the two lines 4, 5 divided into two partial streams T1, T2, which are analogously fed as in Fig. 1 the cyclone separator 2 and introduced into this.
  • the pressure difference can be set higher than the unchanged position of the first control element 10 with decreasing total throughput, whereby the separation efficiency is improved.
  • the smallest and largest amounts of blow-by gases occurring in the operating state are the decisive criterion, in particular for the dimensioning of the cross-sectional areas Q 1 and Q 2 at the entry points into the cyclone 2. It can be assumed that in the case of the smallest amount of blow-by gas produced, the cross-sectional area Qi is to be dimensioned such that the pressure difference across the cyclone separator is still great enough to still ensure sufficient separation.
  • the purified gas is returned via a arranged at the top of the cyclone 2 dip tube and the line 11 in the intake manifold of the engine.
  • the separated in the cyclone 2 oil is supplied via the line 15 to the oil sump of the internal combustion engine.
  • the pressure prevailing in the crankcase 1 pressure is measured by means of a pressure measuring device 13.
  • FIGS. 3 to 5 show various embodiments of cyclone separators 2, each with two tangential feed channels 7, 8, which have different cross-sectional areas Q 1 , Q 2 at the entry points for the blow-by gas into the cyclone 2.
  • the cyclone separator 2 according to Figures 3 and 4 have a cylindrical separating chamber 16 to which a conically extending portion 17 connects, which merges into the outlet opening 18 for the oil to be separated.
  • a cover is arranged, in which a dip tube 19 is integrated, via which the cleaned gas is discharged (line 11, 11 ').
  • the blow-by gas to be cleaned passes in two separate partial flows T1, T2 in the tangentially arranged supply channels 7, 8 in the cyclone 2 in the same direction of rotation.
  • the oil contained in the blow-by gas is deposited on the inner wall and discharged via the outlet opening 18.
  • the purified gas flows out via the dip tube 19.
  • the cyclone 2 shown in Fig. 4 has in the region of the entry points Q 1 , Q 2 in the cyclone 2, a swirl chamber 20 having an enlarged diameter, which merges via a conical portion 20 a in the separation chamber 16.
  • the cross-sectional areas Q 1 , Q 2 at the entry points into the cyclone 2 differ in their size (Q 2 > Q 1 ).
  • FIG. 5 shows a cyclone separator 2 with an enlarged swirl space 21, which is subdivided into two floor-shaped sections 21a and 21b.
  • the tangential feed channels 7, 8 are arranged offset in the axial direction to each other, wherein the feed channel 8 opens into the upper portion 21 a and the feed channel 7 in the lower portion 21 b.
  • the cross-sectional areas Q 1 , Q 2 at the entry points into the cyclone 2 differ in their size (Q 2 > Qi).
  • the horizontal partition wall 21c between the two sections 21a and 21b has at its inwardly facing end a slightly obliquely downward bend.
  • the swirl chamber or swirl chamber 21 merges directly into the conical section 17 of the cyclone. If necessary, the two floor-shaped sections 21a and 21b can be differently designed in height.
  • the blow-by gas stream is introduced into a swirl chamber 20, 21 which has a larger diameter than the separation chamber 16 or the conical section 17.
  • the variants according to FIGS. 4 and 5 have the advantage compared to the variant according to FIG. 3 that the partial flows T 1 , T 2 due to the larger Radius of the swirl chamber 20 and 21 gain a larger peripheral speed in the cyclone.
  • a better mixing of the partial flows T1, T2 with each other in the separation chamber 16 or in the conical section 17 is achieved.
  • FIG. 6 shows a variant in which, unlike FIG. 2, the blow-by gas is subdivided into three partial flows T1a, T1b and T2, which in the same direction of rotation into the cyclone via three tangential feed channels 8, 9, 7 2 are initiated.
  • the discharged from the crankcase 1 via the main line 3 blow-by gas flow T is divided by means of the lines 4, 5 in two partial streams T1 and T2.
  • the first control element 10 is integrated.
  • the partial flow T1 is divided by means of the lines 4a, 4b into two further partial flows T1a and T1b, which pass through the tangential feed channels 8 and 9 into the cyclone 2.
  • the diverted by the line 5 partial stream T2 is introduced via the tangential feed channel 7 in the cyclone separator 2.
  • the cross-sectional areas Q 1 and Q 2 of the supply channels 8, 9, which are connected to the line 4, in which the first control member 10 is incorporated, are dimensioned so that their sum is greater than the cross-sectional area Q 3 of the feed channel 7, with the line 4 is connected ((Q 1 + Q 2 )> Q 3 ).
  • the control range for the overall throughput is expanded compared to the aforementioned embodiments.
  • crankcase 1 accumulating blow-by gas is divided into three partial streams T1, T2 and T3 via three separate lines 4, 5, 6, which are discharged from the crankcase 1. It is also possible to discharge blow-by gas via a main line, which is split via a connector to three partial streams T1, T2 and T3 or two lines, one of which is divided into two partial streams T2 and T3 and the other for the partial flow T1 is determined.
  • the first comprises the control element 10 located in the line 4 partial flow T1, before being introduced into the cyclones 2, 2 'divided into two further partial streams T1a and T1b, via the lines 4a and 4b to the feed channels 8 and 8' of the cyclones. 2 and 2 'arrive.
  • the line 4a is connected to the tangential feed channel 8 of the first cyclone 2 and the line 4b to the tangential feed channel 8 'of the second cyclone 2'.
  • the partial flows T2 and T3 pass via the associated lines 5, 6 and the supply channels 7, T in the first cyclone 2 and the second cyclone 2 '.
  • the first control element 10 can be influenced in an analogous manner as in the arrangement of a single cyclone on the ratio of the cyclones 2, and 2 'supplied partial flows T1a, T1b, T2 and T3. If the overall throughput decreases during operation of the engine, the degree of separation of the cyclones decreases. As a countermeasure, in order to improve the degree of separation with decreasing gas flow rate, the first control element 10 integrated in the line 4 is throttled. As a result, the amounts of the partial streams T1a and T1b are reduced and the amount and the speed of the other partial streams T2 and T3 are increased. This leads to an increase in the peripheral speed of the blow-by gas in the cyclone and to an improvement of the separation efficiency.
  • This throttling process takes into account the pressure in the crank carried out housing. Throttling is interrupted when the pressure in the crankcase has reached the specified setpoint.
  • a second control element a pressure regulating valve 14 is arranged to keep the pressure in the crankcase 1 at a predetermined level or approximately constant. This is necessary if the pressure in the crankcase can no longer be restrained by throttling with the aid of the first control element 10 at the predetermined desired value, that is, the first control element 10 is already completely closed.
  • the parallel cyclone separator can be designed as a component or assembly. They can also be integrated into the engine block, as well as a single cyclone, to allow rapid warming.
  • blow-by gas map If one does not exert any influence on the blow-by gas flow over the entire course of the flow from the crankcase to the feed point into the intake tract of the engine, a specific pressure difference between crankcase and feed point arises as a result of the flow conditions for each gas throughput. This relationship is also referred to as plant characteristic. This is approximately independent of the absolute pressure at the points responsible for the formation of the pressure difference. Due to the engine behavior, a load and speed-dependent negative pressure is generated at the feed point of the purified gas into the intake tract. At each negative pressure different blow-by gas quantities can be incurred. This relationship is known as a so-called blow-by gas map.
  • a particular blow-by gas flow generates a determinable from the system characteristic pressure difference between the crankcase and feed point in the intake. Adding this pressure difference to the prevailing at the feed point negative pressure, which is determined by the respective operating point, we obtain the pressure in the crankcase.
  • the pressure in the crankcase is known to be regulated, resulting in a change in the system characteristic curve.
  • the regulation of the pressure takes place e.g. by means of a valve connected in the line for the clean gas flow. During the throttling of the valve, an additional pressure drop is created. This results in a higher pressure in the crankcase with unchanged throughput. The pressure in the crankcase can thus be raised to the pressure setpoint.
  • the centrifugal acceleration As the aim is to achieve the highest possible degree of separation, it is necessary to keep the centrifugal acceleration as high as possible. Accordingly, according to the invention, the throttling of the first control element in the operating state always continues until the pressure in the crankcase has reached a predetermined pressure setpoint. Based on the dimensioning of the cyclone, the greatest possible centrifugal acceleration can be generated from the existing pressure potential.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entölung von Kurbelgehäuseentlüftungsgasen einer Brennkraftmaschine mittels mindestens eines Zyklonabscheiders und eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung. Ausgehend von den Nachteilen des bekannten Standes der Technik soll ein Verfahren geschaffen werden, das einen verbesserten Abscheidegrad während des gesamten Betriebszustandes des Motors ermöglicht und sich durch einen geringen Aufwand auszeichnet. Ferner soll eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung geschaffen werden. Als Lösung wird vorgeschlagen, dass sich im Kurbelgehäuse (1) ansammelndes Blow-by-Gas vor Eintritt in den Zyklonabscheider (2) in mindestens zwei Teilströme (T1, T2) aufgeteilt wird, die in gleicher Rotationsrichtung in den Zyklonabscheider (2) eingetragen werden. Das Verhältnis der Teilströme (T1, T2) zueinander wird durch mehrmaliges Drosseln oder Öffnen eines ersten Regelorgans (10) wie folgt verändert: a) durch Drosseln des ersten Regelorgans (10) wird der eine Teilstrom (T1) verringert bzw. gedrosselt und dadurch die Geschwindigkeit und Menge des anderen, ungedrosselten Teilstromes (T2) im Verhältnis zum gedrosselten Teilstrom (T1) erhöht, mindestens dann, wenn nachfolgende Bedingungen, einzeln oder gemeinsam, während des Betriebsverlaufes eintreten: a1) die Druckdifferenz zwischen Kurbelgehäuse (1) und Einspeisestelle für das Blow-by-Gas in den Ansaugtrakt ansteigt und der Gasdurchsatz konstant ist oder abnimmt; a2) die Druckdifferenz zwischen Kurbelgehäuse (1) und Einspeisestelle für das Blow-by-Gas in den Ansaugtrakt konstant ist und der Gasdurchsatz abnimmt.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Entölung von Kurbelgehäuseentlüftungsgasen einer Brennkraftmaschine
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entölung von Kurbelgehäuseentlüftungsgasen einer Brennkraftmaschine mittels mindestens eines Zyklonabscheiders und eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung.
Während des Betriebs von Brennkraftmaschinen, insbesondere von Verbrennungsmotoren, wird sogenanntes Blow-by-Gas an den Wandungen von Zylindern und Kolben in das Kurbelgehäuse gefördert. Das Blow-by-Gas enthält Öltröpfchen, gebildetes Kondensat und andere nichtgasförmige Bestandteile. Um einen Druckanstieg im Kurbelgehäuse zu vermeiden, müssen die Blow-by-Gase kontinuierlich aus diesem abgeführt werden. Aufgrund entsprechender Vorschriften ist eine Ableitung dieser Gase in die Atmosphäre nicht zulässig.
Zur Reinigung der Blow-by-Gase werden spezielle Abscheidevorrichtungen, insbesondere Zyklonabscheider, eingesetzt. In diesen werden aus dem Gasstrom Öl und Kondensat abgetrennt, wobei Öl wieder dem Kurbelgehäuse und gereinigtes Gas dem Ansaugluftstrom oder Abgasstrom des Motors zugeführt werden.
Aus der DE 198 03 872 C2 ist eine Entlüftungsvorrichtung für ein Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine bekannt, die einen als Zyklon wirkenden Zentrifugalabscheider um- fasst.
Bei Einsatz eines Zyklons besteht generell das Problem, dass dieser nur für einen bestimmten Durchsatz optimal ausgelegt ist. Ändert sich der Durchsatz aufgrund der Betriebsbedingungen des Motors, so können sich sowohl der Abscheidegrad als auch der Druckverlust ungünstig verändern.
Zur Verbesserung des Abscheidegrades wird daher vorgeschlagen (EP 1 080 298 B1), anstelle eines Zyklons mehrere parallelgeschaltete kleinere Zyklone einzusetzen. Durch einen Aufteilung des Gasstromes auf mehrere Zyklone soll eine verbesserte Ölabschei- düng, insbesondere bei geringeren anfallenden Mengen an Blow-by-Gasen erzielt werden.
Bekannt ist auch (EP 1 090 210 B1), den Blow-by-Gasstrom in mindestens mehrere Teilvolumenströme aufzuteilen, und jeden Teilstrom einem Zyklon zuzuführen, wobei die Größe der Teilströme abhängig von der Größe des Blow-by-Gasstromes geregelt wird. Bei geringen Blow-by-Gasströmen, wie z.B. bei Teillast des Motors, wird durch die vorgesehene Regelung nur ein Zyklon beaufschlagt und bei Volllast mehrere Zyklone. Eine ungleichmäßige Aufteilung des Blow-by-Gasstromes auf Einzelzyklone bewirkt unterschiedliche Abscheidegrade, weil jeder Zyklon nur für einen bestimmten Durchsatz optimal ausgelegt ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Entölung von Kurbelgehäuseentlüftungsgasen einer Brennkraftmaschine mittels eines Zyklonabscheiders zu schaffen, das einen verbesserten Abscheidegrad während des gesamten Betriebszustandes des Motors ermöglicht und sich durch einen geringen Aufwand auszeichnet. Ferner soll eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung geschaffen werden. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Verfahrensweise sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 13.
Eine zur Durchführung des Verfahrens bestimmte Vorrichtung ist in Anspruch 14 angegeben. Die Ansprüche 15 bis 25 beziehen sich auf vorteilhafte Ausgestaltungsvarianten dieser Vorrichtung.
Im Kurbelgehäuse angesammeltes Blow-by-Gas wird vor Eintritt in den Zyklonabscheider in mindestens zwei Teilströme aufgeteilt, die in gleicher Rotationsrichtung in den Zyklonabscheider eingetragen werden. Unter im Kurbelgehäuse angesammeltes Blow-by- Gas ist auch zu verstehen, dass entweder die Gesamtmenge oder nur eine Teilmenge des sich ansammelnden Gases entölt werden kann. Das Verhältnis der Teilströme zueinander wird durch mehrmaliges Drosseln oder Öffnen des ersten Regelorgans wie folgt verändert: a) durch Drosseln des ersten Regelorgans wird der eine Teilstrom verringert bzw. gedrosselt und dadurch die Geschwindigkeit und Menge des anderen, ungedrosselten Teilstromes im Verhältnis zum gedrosselten Teilstrom erhöht, mindestens dann, wenn nachfolgende Bedingungen, einzeln oder gemeinsam, während des Betriebsverlaufes eintreten: a1) die Druckdifferenz zwischen Kurbelgehäuse und Einspeisestelle für das Blow- by-Gas in den Ansaugtrakt ansteigt und der Gasdurchsatz konstant ist oder abnimmt; a2) die Druckdifferenz zwischen Kurbelgehäuse und Einspeisestelle für das Blow- by-Gas in den Ansaugtrakt konstant ist und der Gasdurchsatz abnimmt. Die vorgenannten Bedingungen treten Insbesondere dann auf, wenn die Umfangsge¬ schwindigkeit des Blow-by-Gases im Zyklon geringer ist als die durch die verfügbare Druckdifferenz zwischen Kurbelgehäuse und Einspeisestelle des gereinigten Gases in den Ansaugtrakt mögliche maximale Umfangsgeschwindigkeit. Eine Drosselung des ersten Regelorgans kann auch dann erfolgen, wenn der aktuelle Druck im Kurbelgehäuse niedriger ist als ein vorgegebener Drucksollwert. In diesem Fall wird bei folgenden Bedingungen, einzeln oder gemeinsam, während des Betriebsverlaufes gedrosselt: a3) die Druckdifferenz zwischen Kurbelgehäuse und Einspeisestelle für das Blow- by-Gas in den Ansaugtrakt und der Gasdurchsatz abnehmen; a4) die Druckdifferenz zwischen Kurbelgehäuse und Einspeisestelle für das Blow- by-Gas in den Ansaugtrakt und der Gasdurchsatz zunehmen.
Durch das Drosseln des ersten Regelorgans wird die Zentrifugalbeschleunigung im Zyklon auf das maximal mögliche Maß erhöht und dadurch eine sehr gute Abscheidung erreicht.
Was den Öffnungsvorgang für des erste Regelorgan anbetrifft, so wird vorzugsweise wie folgt verfahren: b) durch Öffnen des ersten Regelorgans wird der eine Teilstrom vergrößert und dadurch die Geschwindigkeit und Menge des anderen, ungedrosselten Teilstromes im Verhältnis zum gedrosselten Teilstrom verringert, wenn der aktuelle Druck im Kurbelgehäuse höher ist, als ein vorgegebener Drucksollwert. Das weitere Öffnen erfolgt bei folgenden Bedingungen, einzeln oder gemeinsam, während des Betriebsverlaufes: b1) abnehmender Druckdifferenz zwischen Kurbelgehäuse und Einspeisestelle für das Blow-by-Gas in den Ansaugtrakt und konstantem oder zunehmendem Gasdurchsatz; b2) bei konstanter Druckdifferenz zwischen Kurbelgehäuse und Einspeisestelle für das Blow-by-Gas in den Ansaugtrakt und zunehmendem Gasdurchsatz; b3) abnehmender Druckdifferenz zwischen Kurbelgehäuse und Einspeisestelle für das Blow-by-Gas in den Ansaugtrakt und abnehmendem Gasdurchsatz; b4) zunehmender Druckdifferenz zwischen Kurbelgehäuse und Einspeisestelle für das Blow-by-Gas in den Ansaugtrakt und zunehmendem Gasdurchsatz. In vorgenanntem ist der Begriff Geschwindigkeit so zu verstehen, dass damit die Geschwindigkeit des Blow-by-Gases an der Eintrittstelle in den Zyklon gemeint ist. „Drosseln" oder „öffnen bzw. weiteres öffnen" ist jede Veränderung des ersten Regelorgans zwischen den beiden Endstellungen „vollständig geöffnet" und „vollständig geschlossen".
Bei einer Vergrößerung des Durchflussquerschnittes für den betreffenden Teilstrom (weiteres Öffnen des ersten Regelorgans unter den Bedingungen b1 bis b4) wird ebenfalls die maximal mögliche Zentrifugalbeschleunigung bei dem jeweils gegebenen Durchsatz erreicht. Das Öffnen des ersten Regelorgans sowie dessen Öffnungsgrad wird aufgrund der notwendigen Randbedingung hinsichtlich der Einhaltung des Druckes im Kurbelgehäuse bestimmt.
Die Veränderung der jeweiligen Teilströme wird dann unterbrochen, ausgenommen bei vollständig geöffnetem oder vollständig geschlossenem ersten Regelorgan, wenn im Betriebszustand der aktuelle Druck im Kurbelgehäuse einen vorgegebenen Sollwert für den Druck im Kurbelgehäuse, vorzugsweise der Umgebungsdruck oder ein leichter Unterdruck (Druck im Kurbelgehäuse in etwa 30 hPa unter Atmosphärendruck), erreicht hat. Der Sollwert für den zulässigen Druck im Kurbelgehäuse ergibt sich aus entsprechenden Vorschriften nationaler oder regionaler Behörden.
Tritt während des Betriebszustandes der Fall ein, dass das erste Regelorgan vollständig geöffnet ist, so ist eine Veränderung der jeweiligen Teilströme so lange nicht mehr möglich, bis der Druck im Kurbelgehäuse wieder auf das erforderliche Niveau abgesenkt worden ist. Dies kann in an sich bekannter Weise dadurch erfolgen, dass ein parallel zur Zykloneinheit geschaltetes Bypass-Ventil betätigt wird und eine Teilmenge an Blow-By- Gas über einen anderen Weg zur Ansaugstelle geleitet oder abgeführt wird. Der Druck im Kurbelgehäuse kann auch durch ein in einer zusätzlichen Leitung, zwischen Kurbelgehäuse und Zyklon, eingebundenes Druckregelventil geregelt werden, wobei diese Leitung mit dem Zyklon in Verbindung steht und parallel zur Achse des Zyklons in diesen geführt wird.
Tritt der entgegengesetzte Fall ein, wenn das erste Regelorgan vollständig geschlossen ist, so wird der Druck im Kurbelgehäuse durch eine Drosselung des gereinigten Gasstromes mittels eines zweiten Regelorgans auf das erforderliche Niveau angehoben. In der Praxis sollte versucht werden, den jeweiligen Zyklon oder die Zyklone so zu dimensionieren, dass ausgehend von den im Betriebsfall vorkommenden Lastzuständen das Entstehen eines Überdruckes im Kurbelgehäuse ausgeschlossen werden kann. Es gibt auch Anwendungsfälle, bei denen es sinnvoll ist, von einer Dimensionierung des Zyklonabscheiders nach dem maximal möglichen Durchsatz abzuweichen. Der als Regelgröße dienende Sollwert für den Druck im Kurbelgehäuse kann auch aus einem vorab für den Zyklon aufgestellten Kennfeld entnommen werden, wobei aus diesem auch die erforderlichen Informationen erhalten werden, wie sich bei den jeweiligen Lastzuständen im Betriebsfall der Blow-by-Gasdurchsatz ändern kann. Im praktischen Betrieb ist es sinnvoll, bis zu einer bestimmten Betriebstemperatur des Systems eine Veränderung der Teilströme zueinander so vorzunehmen, indem das ersten Regelorgan für eine bestimmte Zeitdauer geschlossen bleibt, bis die erforderliche Betriebstemperatur erreicht ist, sodass während des kalten Betriebszustandes das Blow- by-Gas mit einer hohen Geschwindigkeit in den Zyklon strömt. Da die Druckdifferenz, die sich aus dem gemessenen Druck vor und hinter dem Zyklon ergibt, und Abscheidegrad eines Zyklons von der Umfangsgeschwindigkeit im Inneren des Zyklons abhängen, lässt sich mit der vorgeschlagenen Maßnahme in Abhängigkeit von der jeweils herrschenden Druckdifferenz zwischen Kurbelgehäuse und Einspeisestelle ein verbesserter Abscheidegrad während des gesamten Betriebszustandes erzielen.
Die vorgeschlagene Verfahrensweise ist für unterschiedliche Auslegungen des Systems Kurbelgehäuse/Zyklonabscheider geeignet.
Dem Zyklonlabscheider können zwei Teilströme durch im Strömungsquerschnitt identische Leitungen oder Kanäle zugeführt werden, wobei zur Veränderung der Teilströme zueinander in eine der Leitungen oder Kanäle das erste Regelorgan eingebunden ist, um den einen Teilstrom zu drosseln. Die Teilströme können auch durch in ihrer Größe unterschiedliche Strömungsquerschnittsflächen an der Eintrittstelle in den Zyklonabscheider in diesen eingeleitet werden, wobei in die Leitung oder den Kanal, die bzw. der an der Eintrittsstelle in den Zyklonabscheider die größere Strömungsquerschnittsfläche besitzt, das erste Regelorgan eingebunden ist. Unterschiedliche Querschnittsflächen an der Eintrittstelle für die Teilströme in den Zyklon haben den Vorteil, dass bei annähernd gleich guten Abscheidegraden in einem größeren Bereich auf Änderungen der Blow-By-Gas- menge und des Druckes zwischen Kurbelgehäuse und Einspeisestelle der Blow-By-Gase in den Ansaugtrakt des Motors reagiert werden kann.
Der Blow-by-Gasstrom kann über eine Hauptleitung aus dem Kurbelgehäuse abgeführt und vor dem Zyklonabscheider auf mindestens zwei Teilströme aufgeteilt werden. Alternativ kann der Blow-by-Gasstrom auch durch entsprechende Anschlussleitungen in mehreren Teilstrδmen aus dem Kurbelgehäuse abgeführt werden. Bei einer Aufteilung von mehr als zwei Teilströmen auf einen Zyklon muss das erste Regelorgan in die Teilstromleitung eingebunden werden, deren Abzweigleitungen für die einzelnen Teilströme (Unterteilströme) an der Eintrittsstelle in den Zyklonabscheider in der Summe die größere Strömungsquerschnittsfläche besitzen.
Die vorgenannten Ausführungen für Anwendungsfälle mit nur einem Zyklon treffen in analoger Weise auch für mehrere parallel geschaltete Einzelzyklone zu. Bei einer Aufteilung des Blow-by-Gasstromes auf mehr als drei Teilströme oder Unterteilströme können mindestens zwei parallel geschaltete Zyklone eingesetzt werden, wobei jeweils mindestens zwei Teil- oder Unterteilströme einem Zyklon zugeführt werden. Vorteilhafterweise sollten sich bei mindestens einem Zyklon die Strömungsquerschnitte an der Eintrittsstelle in diesen unterscheiden. Das erste Regelorgan muss in die Leitung eingebunden werden, deren Teilströme über Leitungen eingeleitet werden, die in der Summe größere Querschnittsflächen an der jeweiligen Eintrittsstelle in die Zyklone besitzen. In der Regel werden die Teilströme in einer Ebene liegend in den Zyklon eingeleitet. Möglich ist auch, dass die Zuführung der Teilströme in den Zyklon in vertikal versetzten Ebenen erfolgt.
Bei einem Einsatz mehrerer parallel geschalteter Zyklone, können identisch ausgebildete Zyklone eingesetzt werden. Es kann auch erforderlich sein, in ihrer Geometrie für unterschiedliche Durchsätze ausgelegte Zyklone zu verwenden. Für extreme Anforderungen an den Regelbereich können einzelne Zyklone auch separat abschaltbar ausgeführt werden.
Die zur Durchführung des Verfahrens vorgesehene Vorrichtung besitzt mindestens einen Zyklonabscheider, der mit dem Kurbelgehäuse zur Zuführung von Blow-by-Gas in Verbindung steht. Zur Zuführung des Blow-by-Gases in den Zyklonabscheider sind mindestens zwei Leitungen angeordnet, die mit den tangentialen Zuführungskanälen des Zyklons in Verbindung stehen. In eine der Leitungen ist ein erstes Regelorgan zur Veränderung des Durchflussquerschnittes und damit des Verhältnisses der die Leitungen durchströmenden Teilströme zueinander eingebunden. Die Verstellung des ersten Regelorgans erfolgt nach den in den Verfahrensansprüchen definierten Maßnahmen und Bedingungen.
Anstelle der Leitungen können auch Kanäle vorgesehen sein. Der zur Abscheidung erforderliche Zyklon kann auch integrierter Bestandteil des Motorblocks sein. Zur Aufteilung der zu bildenden Teilströme können mindestens zwei Leitungen an das Kurbelgehäuse angeschlossen sein oder aus dem Kurbelgehäuse führt nur eine Hauptleitung ab, die vor dem Eintritt in den Zyklon in mindestens zwei Leitungen aufgeteilt ist. Mindestens die Leitung, in die das erste Regelorgan eingebunden ist, kann in Strömungsrichtung hinter dem ersten Regelorgan in mindestens zwei weitere Leitungen aufgeteilt werden. In diesem Fall besitzen die beiden Teil- oder Abzweigleitungen an der Einstrittstelle in den Zyklon in der Summe eine größere Querschnittsfläche als die unge- drosselten Leitungen oder Kanäle.
Die vorgeschlagene Verfahrensweise zur Entölung von Kurbelgehäuseentlüftungsgasen kann auch dann angewendet werden, wenn zwei oder mehr parallel geschaltete Zyklone zur Abscheidung des Öls erforderlich sind. Die einzelnen Zyklone können in ihrer Geometrie für identische oder unterschiedliche Durchsätze ausgelegt sein. Bei einer Anordnung von zwei oder mehreren Zyklonen ist mindestens ein Zyklon mit zwei Leitungen verbunden. Die Strömungsquerschnittsflächen an den Eintrittstellen mindestens eines Zyklons sind unterschiedlich ausgebildet. Das erste Regelorgan muss in die Leitung eingebunden sein, deren Abzweigleitungen an den Eintrittstellen in die jeweiligen Zyklone in der Summe eine größere Querschnittsfläche besitzen als die Quer- schnittsfläche(n) der übrigen, ungedrosselten Leitungen an der Eintrittsstelle in die Zyklone.
Zur Beeinflussung des Druckes im Kurbelgehäuse kann in der Leitung für die Abführung des Reingasstromes ein zweites Regelorgan angeordnet sein.
Hinsichtlich der konstruktiven Ausbildung der einzelnen Zyklone können vorzugsweise folgende Varianten eingesetzt werden.
Der Zyklon ist mit einer Drallkammer ausgerüstet, in die die Zuführungskanäle für das Blow-by-Gas eingebunden sind. Die Drallkammer besitzt einen größeren Innendurchmesser als der zylindrische Abscheideraum des Zyklons.
Der zylindrische Abscheideraum des Zyklons kann auch in zwei nach innen offene, ringförmige Abschnitte unterteilt sein, wobei in jeden der Abschnitte ein Zuführungskanal eingebunden ist. Die Zuführungskanäle sind in der Höhe versetzt zueinander angeordnet.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen
Fig. 1 eine erste Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 2 eine zweite Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 3 einen Zyklonabscheider mit zwei tangentialen Zuführungskanälen, als teilweise
Schnittdarstellung, Fig.4 eine zweite Ausführungsvariante eines Zyklonabscheiders mit zwei tangentialen
Zuführungskanälen, als teilweise Schnittdarstellung,
Fig. 5 dritte Ausführungsvariante eines Zyklonabscheiders mit zwei tangentialen Zuführungskanälen, als teilweise Schnittdarstellung, Fig. 6 eine dritte Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer
Aufteilung des Blow-by-Gasstromes auf einen Zyklon mit drei tangentialen Zuführungskanälen und Fig. 7 eine vierte Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit zwei parallel geschalteten Zyklonen.
In den Figuren 1 und 2 ist die die Vorrichtung zur Entδlung von Kurbelgehäuseentlüftungsgasen einer Brennkraftmaschine mit einem einzigen Zyklon 2 in vereinfachter Darstellung gezeigt. In beiden Ausführungsvarianten wird sich im Kurbelgehäuse 1 ansammelndes Blow-by-Gas vor Eintritt in den Zyklonabscheider 2 mittels der Leitungen 3, 4, 5 in mindestens zwei Teilströme T1, T2 aufgeteilt, die in gleicher Rotationsrichtung in den Zyklonabscheider 2 eingetragen werden. Das Verhältnis der Teilströme zueinander wird in Abhängigkeit vom Gesamtdurchsatz im Zyklonabscheider 2 mittels eines in der Leitung 4 eingebundenen ersten Regelorgans 10 verändert. In der Ausführungsvariante gemäß der Fig. 1 sind die beiden Leitungen 4, 5 unmittelbar an das Kurbelgehäuse 1 an- geschlossen und münden in am Zyklonabscheider 2 angeordnete tangentiale Zuführungskanäle 7, 8. Im Unterschied zu Fig. 1 wird bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsvariante Blow-by-Gas als Hauptstrom T über eine Hauptleitung 3 aus dem Kurbelgehäuse 1 abgeführt und erst danach durch die beiden Leitungen 4, 5 in zwei Teilströme T1, T2 aufgeteilt, die analog wie in Fig. 1 dem Zyklonabscheider 2 zugeführt und in diesen eingeleitet werden.
Der Zuführungskanal 8, der mit der Leitung 4 verbunden ist, in der das erste Regelorgan 10 angeordnet ist, besitzt an der Eintrittsstelle in den Zyklonabscheider 2 eine größere Querschnittsfläche Q2 als der gegenüberliegende Zuführungskanal 7, dessen Querschnittsfläche an der Eintrittsstelle in den Zyklonabscheider 2 mit Q1 bezeichnet ist (Q2 > Q1). Dadurch wird bei vollständiger Öffnung des ersten Regelorgans 10 und ausreichender Druckdifferenz über den Zyklonabscheider 2 durch die Leitung 4 und den Zuführungskanal 8 ein größerer Volumenstrom bzw. Menge an Blow-by-Gas in den Zyklonabscheider 2 eingetragen als über die Leitung 5 und den Zuführungskanal 7. Durch die Anordnung unterschiedlich großer Querschnittsflächen (Q2 > Q1) wird im Vergleich zu gleich großen Querschnittsflächen (Q1 = Q2) der Regelbereich erweitert. Würde man das erste Regelorgan 10 bei veränderlichem Gesamtdurchsatz über den Zyklon 2 in einer geöffneten Stellung unverändert belassen, so wird bei hohem Gesamtdurchsatz eine größere Druckdifferenz ermittelt als bei geringerem Gesamtdurchsatz. Dies hängt mit der veränderlichen Umfangsgeschwindigkeit bzw. Zentrifugalbeschleunigung im Zyklonabscheider zusammen. Mit zunehmender Umfangsgeschwindigkeit steigt die Druckdifferenz über den Zyklon. Eine hohe Umfangsgeschwindigkeit führt zu einer besseren Abscheidung. Durch eine Veränderung der Teilströme T1, T2 in den Leitungen 4 und 5, dahingehend, dass die durch die Leitung 4 strömende Blow-by-Gas-Menge mittels des ersten Regelorgans 10 verringert wird, wird eine größere Teilstrommenge über die Leitung 5 in den Zyklonabscheider 2 eingetragen. Durch die Drosselung des Teilstromes T1 in der Leitung 4 strömt durch die Leitung 5 (Teilstrom T2) eine größere Menge an Blow-by-Gas mit höherer Geschwindigkeit und bewirkt im Zyklon 2 eine Erhöhung der Zentrifugalgeschwindigkeit des gedrosselten Teilstromes T1.
Mit dieser Maßnahme kann bei sinkendem Gesamtdurchsatz die Druckdifferenz höher als bei unveränderter Stellung des ersten Regelorgans 10 eingestellt werden, wodurch der Abscheidegrad verbessert wird.
Damit der mögliche Regelbereich sinnvoll genutzt werden kann, sind bei der geometrischen Auslegung des Zyklons die im Betriebszustand vorkommenden kleinsten und größten Mengen an zu reinigenden Blow-by-Gasen das entscheidende Kriterium, insbesondere für die Dimensionierung der Querschnittsflächen Q1 und Q2 an den Eintrittsstellen in den Zyklon 2. Dabei ist davon auszugehen, dass bei der anfallenden kleinsten Menge an Blow-by-Gas die Querschnittsfläche Qi so zu bemessen ist, dass die Druckdifferenz über den Zyklonabscheider noch so groß ist, um noch eine ausreichende Abscheidung zu gewährleisten. In Fällen, wo sich bei gegebenem Blow-By-Gasstrom und geschlossenem ersten Regelorgan 10 eine höhere Druckdifferenz zwischen Kurbelgehäuse 1 und Einspeisestelle der Blow-By-Gase in den Zyklon 2 einstellt, als über den Zyklon 2 vorhanden ist, muss der erforderliche Druck im Kurbelgehäuse 1 über ein in der Abgasleitung 11 eingebundenes zweites Regelorgan 14, das als Druckregelventil ausgebildet ist, gedrosselt werden. Es kann aber auch mittels einer zusätzlichen Leitung Frischluft in den Zyklon oder das Kurbelgehäuse eingeleitet werden.
Das gereinigte Gas wird über ein am Kopf des Zyklons 2 angeordnetes Tauchrohr und die Leitung 11 in den Ansaugtrakt des Motors zurückgeführt. Das im Zyklon 2 abgeschiedene öl wird über die Leitung 15 dem ölsumpf der Brennkraftmaschine zugeführt. Der im Kurbelgehäuse 1 herrschende Druck wird mittels einer Druckmesseinrichtung 13 gemessen.
In den Figuren 3 bis 5 sind verschiedene Ausführungsvarianten an Zyklonabscheidern 2 mit jeweils zwei tangentialen Zuführungskanälen 7, 8 dargestellt, die an den Eintrittstellen für das Blow-by-Gas in den Zyklon 2 unterschiedliche Querschnittsflächen Q1, Q2 besitzen.
Die Zyklonabscheider 2 gemäß den Figuren 3 und 4 besitzen einen zylindrischen Abscheideraum 16 an den sich ein konisch verlaufender Abschnitt 17 anschließt, der in die Austrittsöffnung 18 für das abzuscheidende Öl übergeht. Am Kopf des Zyklons 2 ist eine Abdeckung angeordnet, in die ein Tauchrohr 19 eingebunden ist, über das das gereinigte Gas abgeführt wird (Leitung 11, 11'). Das zu reinigende Blow-by-Gas gelangt in zwei separaten Teilströmen T1, T2 in die tangential angeordneten Zuführungskanäle 7, 8 in den Zyklon 2 in gleicher Rotationsrichtung. Im Zyklon 2 wird das im Blow-by-Gas enthaltene öl an der Innenwandung abgeschieden und über die Austrittsöffnung 18 ausgetragen. Das gereinigte Gas strömt über das Tauchrohr 19 ab.
Der in Fig. 4 gezeigte Zyklon 2 besitzt im Bereich der Eintrittstellen Q1, Q2 in den Zyklon 2 eine Drallkammer 20 mit einem vergrößerten Durchmesser, die über einen konischen Abschnitt 20a in den Abscheideraum 16 übergeht. Die Querschnittsflächen Q1, Q2 an den Eintrittsstellen in den Zyklon 2 unterscheiden sich in ihrer Größe (Q2 > Q1). Figur 5 zeigt einen Zyklonabscheider 2 mit einem in der Höhe vergrößerten Drallraum 21, der in zwei etagenförmige Abschnitte 21a und 21b unterteilt ist. Die tangentialen Zuführungskanäle 7, 8 sind in axialer Richtung versetzt zueinander angeordnet, wobei der Zuführungskanal 8 in den oberen Abschnitt 21a mündet und der Zuführungskanal 7 in den unteren Abschnitt 21b. Analog wie bei der Ausführungsvariante gemäß Fig. 4 unter- scheiden sich die Querschnittsflächen Q1, Q2 an den Eintrittsstellen in den Zyklon 2 in ihrer Größe (Q2 > Qi). Die horizontale Trennwand 21c zwischen den beiden Abschnitten 21a und 21b besitzt an ihrem nach innen zeigenden Ende eine leicht schräg nach unten gerichtete Abwinklung. Der Drallraum bzw. die Drallkammer 21 geht unmittelbar in den konischen Abschnitt 17 des Zyklons über. Die beiden etagenförmige Abschnitte 21a und 21b können erforderlichenfalls in ihrer Höhe unterschiedlich ausgelegt werden. Durch unterschiedlich große Querschnittsflächen im Bereich der Eintrittstellen Q1, Q2 in den Zyklon 2 gemäß der Ausführungsvariante in Fig. 3 (Q2 > Q1) kann der Regelbereich für den Blow-By-Gasdurchsatz erweitert werden.
Im Unterschied zu Fig. 3 wird bei den in den Figur 4 und 5 gezeigten Ausführungsvarianten der Blow-By-Gasstrom in eine Drallkammer 20, 21 eingeleitet, die einen größeren Durchmesser als der Abscheideraum 16 bzw. der konischen Abschnitt 17 besitzt. Unter den Voraussetzung identischer Querschnittsflächen Q1, Q2 an den Eintrittsstellen in den Zyklon und konstantem Durchsatz, haben die Varianten gemäß den Figuren 4 und 5 im Vergleich zu der Variante gemäß Fig. 3 den Vorteil, dass die Teilströme T1, T2 aufgrund des größeren Radius der Drallkammer 20 bzw. 21 eine größere Umfangsgeschwindigkeit im Zyklon erlangen. Dadurch wird auch eine bessere Vermischung der Teilströme T1, T2 miteinander in der Abscheidekammer 16 bzw. im konischen Abschnitt 17 erzielt. Zur Drallrückgewinnung, können am Tauchrohr Auslaufspiralen vorgesehen werden, die sich insbesondere bei geringen Druckdifferenzen des Zyklons als sinnvoll erweisen. In Fig. 6 ist eine Ausführungsvariante gezeigt, bei der im Unterschied zu Fig. 2 das Blow- by-Gas in drei Teilströme T1a, T1b und T2 aufgeteilt wird, die über drei tangentiale Zuführungskanäle 8, 9, 7 in gleicher Rotationsrichtung in den Zyklon 2 eingeleitet werden. Der aus dem Kurbelgehäuse 1 über die Hauptleitung 3 abgeführte Blow-by-Gasstrom T wird mittels der Leitungen 4, 5 in zwei Teilströme T1 und T2 aufgeteilt. In die Leitung 4 für den Teilstrom T1 ist das erste Regelorgan 10 eingebunden. Hinter dem Regelorgan 10 wird der Teilstrom T1 mittels der Leitungen 4a, 4b auf zwei weitere Teilströme T1a und T1b aufgeteilt, die über die tangentialen Zuführungskanäle 8 und 9 in den Zyklon 2 gelangen. Der mittels der Leitung 5 abgezweigte Teilstrom T2 wird über den tangentialen Zuführungskanal 7 in den Zyklonabscheider 2 eingeleitet. Die Zuführungskanäle 8, 9, 7 besitzen an der Eintrittsstelle in den Zyklonabscheider 2 in ihrer Größe unterschiedliche Querschnittsflächen Q1, Q2, Q3, wobei in diesem Fall Q1 = Q2 und Q1> Q3. Die Querschnittsflächen Q1 und Q2 der Zuführungskanäle 8, 9, die mit der Leitung 4 verbunden sind, in die das erste Regelorgan 10 eingebunden ist, sind so dimensioniert, dass ihre Summe größer ist als die Querschnittsfläche Q3 des Zuführungskanals 7, der mit der Leitung 4 verbunden ist ((Q1 + Q2) > Q3). Dadurch wird im Vergleich zu den vorgenannten Ausführungsvarianten der Regelbereich für den Gesamtdurchsatz erweitert.
In bestimmten Anwendungsfällen, insbesondere, wenn besonders kleine Öltröpfchen aus den Blow-By-Gasen abzuscheiden sind, ist es zweckmäßig, die erfindungsgemäße Verfahrensweise unter Einsatz mehrerer parallel geschalteter Zyklone durchzuführen. In der Figur 7 ist hierzu ein Beispiel mit zwei parallel geschalteten, identischen Zyklonen 2 und 2' gezeigt.
Im Kurbelgehäuse 1 anfallendes Blow-by-Gas wird über drei separate Leitungen 4, 5, 6 in drei Teilströme T1, T2 und T3 aufgeteilt, die aus dem Kurbelgehäuse 1 abgeführt werden. Es besteht auch die Möglichkeit, Blow-by-Gas über eine Hauptleitung abzuführen, das über ein Anschlussstück auf drei Teilströme T1, T2 und T3 aufgeteilt wird oder über zwei Leitungen, von denen eine auf zwei Teilströme T2 und T3 aufgeteilt wird und die andere für den Teilstrom T1 bestimmt ist.
In die Leitung 4 ist das erste RegelorganiO eingebunden. Nach dem Regelorgan 10 wird der in der Leitung 4 befindliche Teilstrom T1, vor der Einleitung in die Zyklone 2, 2' in zwei weitere Teilströme T1a und T1b aufgeteilt, die über die Leitungen 4a und 4b zu den Zuführungskanälen 8 und 8' der Zyklone 2 und 2' gelangen. Die Leitung 4a ist an den tangentialen Zuführungskanal 8 des ersten Zyklons 2 angeschlossen und die Leitung 4b an den tangentialen Zuführungskanal 8' des zweiten Zyklons 2'. Die Teilströme T2 und T3 gelangen über die zugehörigen Leitungen 5, 6 und die Zuführungskanäle 7, T in den ersten Zyklon 2 und den zweiten Zyklon 2'. Da sich das gezeigte Beispiel auf zwei identische Zyklone 2, 2' mit jeweils zwei tangentialen Zuführungskanälen pro Zyklon bezieht, besitzen die Zuführungskanäle 8, 8' an der Eintrittsstelle in die Zyklone 2, 2' eine größere Querschnittsfläche Q2, Q4, als die Zuführungskanäle 7, T mit den Querschnittsflächen Q1, Q3. Demzufolge gilt für dieses Beispiel folgendes: Q2 = Q4, Qi = Q3 und Q2 > Q1. Erst wenn ein Zyklon mehr als zwei tangentiale Zuführungskanäle besitzt, ist die Summe von Querschnittsflächen von Bedeutung.
Mittels des ersten Regelorgans 10 kann in analoger Weise wie bei der Anordnung eines einzelnen Zyklons auf das Verhältnis der den Zyklonen 2, und 2' zugeführten Teilströme T1a, T1b, T2 und T3 Einfluss genommen werden. Sinkt während des Betriebs des Motors der Gesamtdurchsatz, so verringert sich der Abscheidegrad der Zyklone. Als Gegenmaßnahme wird, zur Verbesserung des Abscheidegrades bei sinkendem Gasdurchsatz, das in die Leitung 4 eingebundene erste Regelorgan 10 gedrosselt. Dadurch werden die Mengen der Teilströme T1a und T1b verringert und die Menge sowie die Geschwindigkeit der anderen Teilströme T2 und T3 erhöht. Dies führt zu einer Erhöhung der Umfangsgeschwindigkeit des Blow-by-Gases im Zyklon und zu einer Verbesserung des Abscheidegrades. Dieser Drosselvorgang wird unter Berücksichtigung des Druckes im Kurbel- gehäuse durchgeführt. Das Drosseln wird unterbrochen, wenn der Druck im Kurbelgehäuse den vorgegebenen Sollwert erreicht hat. In der Abgasleitung 11 für den gereinigten Gasstrom ist ein zweites Regelorgan, ein Druckregelventil 14 angeordnet, um den Druck im Kurbelgehäuse 1 auf einem vorgegebenen Niveau bzw. annähernd konstant zu halten. Dies ist notwendig wenn der Druck im Kurbelgehäuse nicht mehr durch Drosseln mit Hilfe des ersten Regelorgans 10 auf dem vorgegebenen Sollwert gehatten werden kann, also das erste Regelorgan 10 bereits vollständig geschlossen ist. Die parallel geschalteten Zyklonabscheider können als Bauteil bzw. Baugruppe ausgeführt sein. Sie können ebenfalls, wie auch ein einzelner Zyklon, in den Motorblock integriert sein, um eine schnelle Erwärmung zu ermöglichen.
Zur erfindungsgemäßen Verfahrensweise werden nachfolgend noch einige Ausführungen gemacht.
Nimmt man keinen Einfluss auf den Blow-by-Gasstrom im gesamten Strömungsverlauf vom Kurbelgehäuse bis zur Einspeisestelle in den Ansaugtrakt des Motors, so stellt sich für jeden Gasdurchsatz eine bestimmte Druckdifferenz zwischen Kurbelgehäuse und Einspeisestelle infolge der Strömungsverhältnisse ein. Dieser Zusammenhang wird auch als Anlagenkennlinie bezeichnet. Diese ist näherungsweise unabhängig vom absoluten Druck an den Stellen, die für die Bildung der Druckdifferenz verantwortlich sind . Durch das Motorverhalten wird an der Einspeisestelle des gereinigten Gases in den Ansaugtrakt ein last- und drehzahlabhängiger Unterdruck erzeugt. Bei jedem Unterdruck können unterschiedliche Blow-by-Gasmengen anfallen. Dieser Zusammenhang ist als sogenanntes Blow-By-Gas-Kennfeld bekannt.
Ein bestimmter Blow-By-Gasstrom erzeugt eine aus der Anlagenkennlinie bestimmbare Druckdifferenz zwischen Kurbelgehäuse und Einspeisestelle in den Ansaugtrakt. Addiert man diese Druckdifferenz zum an der Einspeisestelle herrschenden Unterdruck, der durch den jeweiligen Betriebspunkt festgelegt ist, so erhält man den Druck im Kurbelgehäuse.
Der Druck im Kurbelgehäuse wird bekanntlich geregelt, wodurch sich eine Veränderung die Anlagenkennlinie ergibt. Wie bekannt, erfolgt die Regelung des Druckes z.B. mittels eines in der Leitung für den Reingasstrom eingebundenen Ventils. Während des Drosseins des Ventils wird ein zusätzlicher Druckabfall erzeugt. Damit entsteht bei unverändertem Durchsatz ein höherer Druck im Kurbelgehäuse. Der Druck im Kurbelgehäuse kann somit auf den Drucksollwert angehoben werden.
Bei sehr hohen Gasdurchsätzen und einem sehr geringen Druck an der Einspeisestelle in den Ansaugtrakt, kann sich aus der Anlagenkennlinie ergeben, dass für diesen Blow-By- Gasdurchsatz eine sehr hohe Druckdifferenz notwendig ist. Der Druck im Kurbelgehäuse würde ohne Gegenmaßnahme auf einen unzulässigen Wert ansteigen. Durch Öffnen des Ventils kann der Druck im Kurbelgehäuse abgesenkt werden. Ist das Ventil bereits vollständig geöffnet so kann der Druck nur abgesenkt werden, indem z.B. eine zusätzliche, mit dem Kurbelgehäuse in Verbindung stehende Bypassleitung geöffnet wird. Damit wird die Blow-By-Gasmenge, die für die Druckdifferenz gemäß der Anlagenkennlinie wirksam ist, herabgesetzt.
Mit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrensweise wird eine zusätzliche Möglichkeit geschaffen, die Anlagenkennlinie zu beeinflussen.
Durch Drosseln des ersten Regelorgans wird eine Erhöhung der Umfangsgeschwindigkeit des Blow-by-Gases im Zyklon erreicht, weil der ungedrosselte Teilstrom im Vergleich zu dem gedrosselten Teilstrom mit einer höheren Geschwindigkeit in den Zyklon eingetragen wird. Da der ungedrosselte Teilstrom auch mengenmäßig größer als der gedrosselte Teilstrom ist, kommt es zu einer erhöhten Zentrifugalbeschleunigung. Dafür wird ein höherer energetischer Aufwand benötigt. Daher ist bei gedrosseltem ersten Regelorgan die Druckdifferenz über den Zyklon größer. Dies bedeutet eine Veränderung der Anlagenkennlinie. Bei gegebenen Blow-By-Gasdurchsatz und Unterdruck an der Einspeisestelle des Ansaugtraktes wird demzufolge durch das Drosseln des ersten Regelorgans ein Anstieg des Druckes im Kurbelgehäuse bewirkt.
Bekanntlich hängen Druckverlust und Abscheidegrad in erster Linie von den Umfangsgeschwindigkeiten im Inneren des Zyklons ab.
Um1 wie angestrebt, einen möglichst hohen Abscheidegrad zu erzielen, ist es erforderlich, die Zentrifugalbeschleunigung so hoch wie möglich zu halten. Demzufolge wird erfindungsgemäß das Drosseln des ersten Regelorgans im Betriebszustand immer soweit fortgesetzt, bis der Druck im Kurbelgehäuse einen vorher festgelegten Drucksollwert erreicht hat. Ausgehend von der Dimensionierung des Zyklons kann so die größtmögliche Zentrifugalbeschleunigung aus dem vorhandenen Druckpotential erzeugt werden.
Im praktischen Betrieb ist es zweckmäßig, eine erforderliche Angleichung des Druckes im Kurbelgehäuse an den vorgegebenen Sollwert, zunächst durch Drosseln des ersten Regelorgans vorzunehmen. Erst, wenn das erste Regelorgan vollständig geschlossen ist, also mit diesem keine weitere Drosselung mehr möglich ist, wird ein in der Reingasstromleitung eingebundenes zweites Regelorgan betätigt, um den Druck im Kurbelgehäuse an den vorgegebenen Sollwert anzugleichen.
Sinkt die Druckdifferenz über den Zyklon, so ist es sinnvoll das erste Regelorgan so lange wie möglich geschlossen zu halten, und zunächst nur das zweite Regelorgan zu öffnen. Erst, wenn das zweite Regelorgan vollständig geöffnet ist, sollte das erste Regelorgan geöffnet werden, um einen Anstieg des Druckes im Kurbelgehäuse über den vorgegebenen Sollwert zu verhindern.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Entölung von Kurbelgehäuseentlüftungsgasen einer Brennkraftmaschine mittels mindestens eines Zyklonabscheiders, wobei das zu reinigende Gas, sogenanntes Blow-by-Gas, tangential in den Zyklonabscheider (2) eingeleitet wird und in diesem abgeschiedenes Öl dem Ölsumpf der Brennkraftmaschine und gereinigtes Gas dem Ansaugluftstrom oder Abgasstrom (Ansaugtrakt) des Motors zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass sich im Kurbelgehäuse (1) ansammelndes Blow-by-Gas vor Eintritt in den Zyklonabscheider (2) in mindestens zwei Teilströme (T1, T2) aufgeteilt wird, die in gleicher Rotationsrichtung in den Zyklonabscheider (2) eingetragen werden, und mittels eines ersten Regelorgans (10) das Verhältnis der Teilströme (T1, T2) zueinander durch mehrmaliges Drosseln oder Öffnen des ersten Regelorgans (10) verändert wird, wobei a) durch Drosseln des ersten Regelorgans (10) der eine Teilstrom (T1) verringert und dadurch die Geschwindigkeit und Menge des anderen, ungedrosselten, Teilstromes (T2) im Verhältnis zum gedrosselten Teilstrom (T1) erhöht wird, mindestens dann, wenn nachfolgende Bedingungen, einzeln oder gemeinsam, während des Betriebsverlaufes eintreten: a1) die Druckdifferenz zwischen Kurbelgehäuse (1) und Einspeisestelle für das Blow-by-Gas in den Ansaugtrakt ansteigt und der Gasdurchsatz konstant ist oder abnimmt; a2) die Druckdifferenz zwischen Kurbelgehäuse (1) und Einspeisestelle für das Blow-by-Gas in den Ansaugtrakt konstant ist und der Gasdurchsatz abnimmt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn der aktuelle Druck im Kurbelgehäuse (1) niedriger als ein vorgegebener Drucksollwert ist, das erste Regelorgan (10) gedrosselt wird, bei folgenden Bedingungen, einzeln oder gemeinsam, während des Betriebsverlaufes: a3) die Druckdifferenz zwischen Kurbelgehäuse (1) und Einspeisestelle für das Blow-by-Gas In den Ansaugtrakt und der Gasdurchsatz abnehmen; a4) die Druckdifferenz zwischen Kurbelgehäuse (1) und Einspeisestelle für das Blow-by-Gas in den Ansaugtrakt und der Gasdurchsatz zunehmen.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass b) durch Öffnen des ersten Regelorgans (10) der eine Teilstrom (T1) vergrößert und dadurch die Geschwindigkeit und Menge des anderen, ungedrosselten Teilstromes (T2) im Verhältnis zum gedrosselten Teilstrom (T1) verringert wird, wenn der aktuelle Druck im Kurbelgehäuse (1) höher ist, als ein vorgegebener Drucksollwert, bei folgenden Bedingungen, einzeln oder gemeinsam, während des Betriebsverlaufes: b1) abnehmender Druckdifferenz zwischen Kurbelgehäuse (1) und Einspeisestelle für das Blow-by-Gas in den Ansaugtrakt und konstantem oder zunehmendem Gasdurchsatz; b2) bei konstanter Druckdifferenz zwischen Kurbelgehäuse (1) und Einspeisestelle für das Blow-by-Gas in den Ansaugtrakt und zunehmendem Gasdurchsatz; b3) abnehmender Druckdifferenz zwischen Kurbelgehäuse (1) und Einspeisestelle für das Blow-by-Gas in den Ansaugtrakt und abnehmendem Gasdurchsatz; b4) zunehmender Druckdifferenz zwischen Kurbelgehäuse (1) und Einspeisestelle für das Blow-by-Gas in den Ansaugtrakt und zunehmendem Gasdurchsatz.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Veränderung der Teilströme (T1, 12) unterbrochen wird, wenn im Betriebszustand, ausgenommen bei vollständig geöffnetem oder vollständig geschlossenem ersten Regelorgan (10), der aktuelle Druck im Kurbelgehäuse (1) einen vorgegebenen Sollwert für den Druck im Kurbelgehäuse (1) erreicht hat.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Unterbrechung der Veränderung der Teilströme (T1, 12), wenn das erste Regelorgan (10) vollständig geöffnet ist, der Druck im Kurbelgehäuse (1) abgesenkt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Unterbrechung der Veränderung der Teilströme (T1, 12), wenn das erste Regelorgan (10) vollständig geschlossen ist, der Druck im Kurbelgehäuse (1) durch eine Drosselung des gereinigten Gasstromes mittels eines zweiten Regelorgans (14) erhöht wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Sollwert für den Druck im Kurbelgehäuse (1) der Umgebungsdruck oder ein leichter Unterdruck ist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass dem Zyklonlabscheider (2) zwei Teilströme (T1, T2) durch im Strömungsquerschnitt identische Leitungen oder Kanäle (4, 5, 7, 8) zugeführt werden, wobei zur Veränderung der Teilstrommengen zueinander in eine der Leitungen oder Kanäle (4) das erste Regelorgan (10) eingebunden ist.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass dem Zyklonlabscheider zwei Teilströme (T1, T2) über Leitungen oder Kanäle mit in ihrer Größe unterschiedlichen Strömungsquerschnittsflächen (Q1, Q2) an der Eintrittstelle in den Zyklonabscheider (2) zugeführt werden, wobei in die Leitung oder den Kanal (4), der an der Eintrittsstelle in den Zyklonabscheider (2) die größere Strömungsquerschnittsfläche (Q2) besitzt, das erste Stellorgan (10) eingebunden ist.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Blow-by-Gasstrom (T) über eine Hauptleitung (3) aus dem Kurbelgehäuse (1) abgeführt und vor dem Zyklonabscheider (2) auf mindestens zwei Teilströme (T1, T2) aufgeteilt wird,
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Teilströme (T1) auf zwei Unterteilströme (T1a, T1b) aufgeteilt wird, und das erste Regelorgan (10) in die Teilstromleitung (4) eingebunden ist, deren Abzweigleitungen für die Unterteilströme (T1a, T1b) an der Eintrittsstelle in den Zyklonabscheider (2) in der Summe die größere Strömungsquerschnittsfläche (Q1, Q2) besitzen.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Aufteilung des Blow-by-Gasstromes auf mehr als drei Teilströme oder Unterteilströme (T1a, T1b, T2, T3) mindestens zwei parallel geschaltete Zyklone (2, 2') eingesetzt werden, wobei jeweils mindestens zwei Teil- oder Unterteilströme (T1a, T2, T1b, T3) einem Zyklon (2, 2') zugeführt werden, sich die Strömungsquerschnittsflächen (Q1, Q2, Q3, Q4) an den Eintrittsstellen mindestens eines Zyklons (2, 2') unterscheiden und das erste Regelorgan (10) in die Leitung (4) eingebunden ist, deren Teilströme (T1a, T1b) über Leitungen oder Kanäle in eingeleitet werden, die in der Summe größere Querschnittsflächen (Q2, Q4) an der jeweiligen Eintrittsstelle in die Zyklone (2, 2') besitzen.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilströme (T1, T2) in vertikal versetzten Ebenen in den Zyklon eingeleitet werden.
14. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bestehend aus mindestens einem Zyklonabscheider, der mit dem Kurbelgehäuse zur Zuführung von Blow-by-Gas in Verbindung steht, wobei die Austrittsöffnung des Zyklonabscheiders für das abzuführende Öl über eine Leitung mit dem Öl- sumpf des Motors verbunden ist und der Zyklonabscheider eine weitere Austrittsöffnung besitzt, die mit einer Leitung zur Abführung des Reingasstromes verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Zuführung des Blow-by-Gases in den Zyklonabscheider (2) mindestens zwei Leitungen (4, 5) angeordnet sind, die mit den tangentialen Zuführungskanälen (7, 8) des Zyklons (2) in Verbindung stehen, wobei in eine der Leitungen (4) ein erstes Regelorgan (10) zur Veränderung des Durchflussquerschnittes und damit des Verhältnisses der die Leitungen (4, 5) durchströmenden Teilströme (T1, T2) zueinander eingebunden ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Leitungen (4, 5) an das Kurbelgehäuse (1) angeschlossen sind.
16. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass an das Kurbelgehäuse (1) eine Hauptleitung (3) angeschlossen ist, die vor dem Eintritt in den Zyklon (2) in mindestens zwei Leitungen (4, 5) aufgeteilt ist.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die Leitung (4), in die das erste Regelorgan (10) eingebunden ist, in Strömungsrichtung hinter diesem Regelorgan (10) in mindestens zwei weitere Leitungen (4a, 4b) aufgeteilt ist, wobei diese Leitungen (4a, 4b) oder Kanäle (8, 9) an der Einstrittstelle in den Zyklon (2) in der Summe eine größere Querschnittsfläche (Q1, Q2) besitzen als die Querschnittsfläche (Q3) oder Summe der Querschnittsflächen an den Eintrittsstellen in den Zyklon (2) der übrigen Leitungen (5) oder Kanäle (7) mit unveränderbarem Strömungsquerschnitt.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei parallel geschaltete Zyklone (2, 2') angeordnet sind, wobei mindestens ein Zyklon (2, 2') mit zwei Leitungen (5, 4a, 6, 4b) zur Zuführung des Blow-by- Gases verbunden ist.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Anordnung von mehreren Zyklonen (2, 2') die Strömungsquerschnittsflächen (Q1, Q2, Q3, Q4) an den Eintrittstellen mindestens eines Zyklons (2, 2') unterschiedlich ausgebildet sind.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Anordnung von mehreren Zyklonen (2, 2') das erste Regelorgan (10) in die Leitung (4) eingebunden ist, deren Abzweigleitungen (4a, 4b) an den Eintrittstellen in die jeweiligen Zyklone (2, 2') in der Summe eine größere Querschnittsfläche (Q2, Q4) besitzen als die Querschnittsfläche(n) (Q1, Q3,) der übrigen Leitungen (5, 6) an der Eintrittsstelle in die Zyklone (2, 2').
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass in der Leitung (11) für die Abführung des Reingasstromes ein zweites Regelorgan (14) zur Beeinflussung des Druckes im Kurbelgehäuse (1) angeordnet ist.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Zyklon (2, 2') eine Drallkammer (20) aufweist, in die die Zuführungskanäle (7, 8) für das Blow-by-Gas eingebunden sind, und die Drallkammer (20) einen größeren Innendurchmesser besitzt als der zylindrische Abscheideraum (16) des Zyklons (2, 2').
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der zylindrische Abscheideraum (16) des Zyklons (2, 2') in zwei nach innen offene, ringförmige Abschnitte (21a, 21b) unterteilt ist, und in jeden Abschnitt (21a, 21b) ein Zuführungskanal (7, 8) eingebunden ist, die in der Höhe versetzt zueinander angeordnet sind.
24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass diese mehrere parallel geschaltete Zyklone (2, 2') umfasst, die in ihrer Geometrie für unterschiedliche Durchsätze ausgelegt sind.
25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens einen Zyklon (2, 2'), parallel zu dessen Achse, eine separate Leitung mit einem Druckregelorgan eingebunden ist, die mit dem Kurbelgehäuse (1) in Verbindung steht.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9243528B2 (en) 2010-09-15 2016-01-26 Alfa Laval Corporate Ab Device and method for cleaning crankcase gas
US9322307B2 (en) 2011-05-12 2016-04-26 Alfa Laval Corporate Ab Device comprising a centrifugal separator and a drive arrangement including an impulse turbine
CN111556781A (zh) * 2017-12-06 2020-08-18 康明斯滤清系统知识产权公司 具有减小切向流出流体压降的涡流破坏器的曲轴箱通风系统

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5475424B2 (ja) * 2009-12-16 2014-04-16 株式会社マーレ フィルターシステムズ オイルミストセパレータ
DE102010009722A1 (de) * 2010-03-01 2011-09-01 Hengst Gmbh & Co. Kg Ölnebelabscheider mit wenigstens einem Zyklon

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD276815A1 (de) * 1985-03-28 1990-03-14 Leuna Werke Veb Verfahren zum variieren der drallbewegung eines stoffstromes
US5599270A (en) * 1994-01-11 1997-02-04 Filtan Filter-Anlagenbau Gmbh Centrifugal separator with flow regulator
WO2000025932A1 (de) * 1998-10-29 2000-05-11 Slowik Guenter Verfahren und vorrichtung zum mechanischen trennen eines dispersen systems
DE19912271A1 (de) * 1999-03-18 2000-09-28 Hengst Walter Gmbh & Co Kg Ölabscheider zur Entölung von Kurbelgehäuse-Entlüftungsgasen einer Brennkraftmaschine
FR2852056A1 (fr) * 2003-03-04 2004-09-10 Bosch Gmbh Robert Dispositif pour separer un liquide d'une veine de gaz

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD276822A1 (de) * 1985-03-28 1990-03-14 Leuna Werke Veb Doppeltrichterabscheider
DE3936078C2 (de) * 1989-10-30 1994-02-10 Guenter Dr Ing Slowik Drallerzeuger für Zyklonabscheider
DE4404709C1 (de) * 1994-02-15 1995-06-08 Freudenberg Carl Fa Flüssigkeitsabscheider
DE19502202A1 (de) * 1995-01-25 1996-08-22 Ernst August Bielefeldt Verfahren und Einrichtung zur Stofftrennung mittels Fliehkraft
DE19803872C2 (de) * 1998-01-31 2001-05-10 Daimler Chrysler Ag Entlüfungsvorrichtung für ein Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine
DE19920237B4 (de) * 1998-10-29 2011-05-05 Slowik, Günter, Dr. Verfahren und Vorrichtung zum mechanischen Trennen eines dispersen Systems
DE19918311A1 (de) * 1999-04-22 2000-11-02 Hengst Walter Gmbh & Co Kg Verfahren zur Entölung von Kurbelgehäuseentlüftungsgasen und Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens
JP4356214B2 (ja) * 2000-08-21 2009-11-04 三菱電機株式会社 油分離器および室外機
DE10247123A1 (de) * 2002-10-09 2004-04-22 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zur Abscheidung von Flüssigkeit aus einem Gasstrom

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD276815A1 (de) * 1985-03-28 1990-03-14 Leuna Werke Veb Verfahren zum variieren der drallbewegung eines stoffstromes
US5599270A (en) * 1994-01-11 1997-02-04 Filtan Filter-Anlagenbau Gmbh Centrifugal separator with flow regulator
WO2000025932A1 (de) * 1998-10-29 2000-05-11 Slowik Guenter Verfahren und vorrichtung zum mechanischen trennen eines dispersen systems
DE19912271A1 (de) * 1999-03-18 2000-09-28 Hengst Walter Gmbh & Co Kg Ölabscheider zur Entölung von Kurbelgehäuse-Entlüftungsgasen einer Brennkraftmaschine
FR2852056A1 (fr) * 2003-03-04 2004-09-10 Bosch Gmbh Robert Dispositif pour separer un liquide d'une veine de gaz

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9243528B2 (en) 2010-09-15 2016-01-26 Alfa Laval Corporate Ab Device and method for cleaning crankcase gas
US9322307B2 (en) 2011-05-12 2016-04-26 Alfa Laval Corporate Ab Device comprising a centrifugal separator and a drive arrangement including an impulse turbine
CN111556781A (zh) * 2017-12-06 2020-08-18 康明斯滤清系统知识产权公司 具有减小切向流出流体压降的涡流破坏器的曲轴箱通风系统

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