DE10247175A1 - Entlüftungsvorrichtung für ein Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Entlüftungsvorrichtung (1) für ein Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine, an welchem ein Zylinderkopf befestigt ist, der von einer Zylinderkopfhaube (3) abgedeckt ist. Die Entlüftungsvorrichtung (1) weist einen in die Zylinderkopfhaube (3) integrierten Ölabscheider (6) auf, der durch ein einstückig mit der Zylinderkopfhaube (3) verbundenes Oberteil (7) und ein Bodenteil (8) gebildet ist. Der Ölabscheider (6) besitzt mindestens einen Siphon (10), der aus einem Ölablauf (10a) und einer Öltasche (10b) besteht. DOLLAR A Um eine Entlüftungsvorrichtung (1) zu schaffen, die vorhandenen Bauraum nutzt sowie leicht und kostengünstig herstellbar ist, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass der Ölablauf (10a) und die mit dem Ölablauf (10a) zusammenwirkende Öltasche (10b) des Siphons (10) vom Bodenteil (8) des Ölabscheiders (6) gebildet werden.

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf eine Entlüftungsvorrichtung für ein Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
• Brennkraftmaschinen, und zwar insbesondere Hubkolbenbrennkraftmaschinen für Kraftfahrzeuge, besitzen in der Regel ein Kurbelgehäuse, das nach oben von einem Zylinderkopf und nach unten von einer Ölwanne abgeschlossen ist. Im nach oben von einer Zylinderkopfhaube abgeschlossenen Zylinderkopf befindet sich meist ein Arbeitsraum mit einem Ventiltrieb, über den Gaswechselventile der Brennkraftmaschine und damit ein Ladungswechsel steuerbar ist. Im Betrieb der Hubkolbenbrennkraftmaschine entstehen sogenannte Entlüftungsgase, welche aus während des Verdichtungs- und Verbrennungstaktes entstehenden Blow-By-Gasen bestehen, die beim Durchströmen des Kurbelgehäuses Ölnebel mitreissen. Die Entlüftungsvorrichtung dient der Ableitung dieser Entlüftungsgase aus dem Kurbelgehäuse und verhindert dadurch, dass sich ein zunehmender Gasdruck im Kurbelgehäuse aufbaut, der zu einem Versagen der Brennkraftmaschine führen könnte. Die Ölpartikel der Entlüftungsgase scheiden sich im Zylinderkopf ab und werden über einen Ölablauf einer Ölwanne am Boden des Kurbelgehäuses zugeführt. Die entölten Entlüftungsgase werden in das Ansaugsystem der Brennkraftmaschine eingeleitet. Es besteht allerdings die Gefahr, dass die abgeschiedenen Ölpartikel von den Entlüftungsgasen wieder mitgerissen werden. Zur Vermeidung dieser Gefahr einen Siphon in der Entlüftungsvorrichtung vorzusehen, der durch Ausbildung einer Flüssigkeitssperre ein ungewolltes Einströmen von Entlüftungsgasen durch den Ölablauf in den Ölabscheider im Gegenstrom zum Öl vermeidet, ist aus dem Stand der Technik bekannt.
• So zeigt die DE 198 13 702 C1 eine gattungsgemässe Entlüftungsvorrichtung für ein Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine mit einer Ventilhaube, in welche ein Ölabscheider integriert ist. Die Ölabscheidung erfolgt durch Hintereinanderschaltung von mehreren, durch verengte Passagen verbundenen Kammern, die durch Verschrauben eines Bodenteiles mit der Ventilhaube gebildet sind. Von der Ventilhaube herabhängende Rohre bilden zusammen mit Vertiefungen im Bodenteil jeweils einen Siphon, wodurch allerdings ein erhöhter Fertigungsaufwand für die Entlüftungsvorrichtung entsteht. Ferner ist die Wirkhöhe der Siphone relativ gering, wodurch der Siphon bei Kurvenfahrt, Beschleunigung oder Verzögerung des Fahrzeuges leer läuft und somit seine Wirkung verliert.
• Aus der DE 41 18 557 C2 ist eine Entlüftungsvorrichtung für ein Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine mit einem Nockenwellenraum bekannt, der von einer Zylinderkopfhaube nach oben abgedeckt wird. Die Zylinderkopfhaube weist einen erhöhten Abschnitt auf, der einen vom Nockenwellenraum durch ein Abscheideblech getrennten Entlüftungsraum einschliesst. Das Abscheideblech besitzt eine Auffangwanne, von der zum Nockenwellenraum hin ein siphonartiger Leitungsstutzen abzweigt, welcher einen gewissen Bauraum voraussetzt.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Entlüftungsvorrichtung zu schaffen, die vorhandenen Bauraum nutzt, sowie leicht und kostengünstig herstellbar ist.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 gegebenen Merkmale gelöst.
• Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt im geringen Platzbedarf der Vorrichtung und der dadurch erreichten Gewichtsersparnis. Der Siphon benötigt durch seine Anordnung im Bodenteil des Ölabscheiders keinen zusätzlichen Einbauraum und beeinträchtigt nicht den Einbauraum für den Ventiltrieb.
• Ferner ist der Siphon durch seine Ausbildung durch das Bodenteil kostengünstig und einfach herstellbar. Der Siphon kann durch eine einfache Gestaltung des blechförmigen Bodenteiles mittels Stanzen, Tiefziehen, Umformen o.ä. hergestellt werden.
• Vorteilhafterweise ermöglicht die Vorrichtung die Ausbildung eines ausreichend grossen Ölsammelvolumens zur Bildung einer Flüssigkeitssperre, die ein ungewolltes Durchströmen der Entlüftungsgase durch den Ölablauf in den Ölabscheider verhindert. Das von der Öltasche gebildete, ausreichend grosse Öl-sammelvolumen wird vom ablaufenden Öl aus dem Ölabscheider ständig nachgefüllt, wodurch eine gute Siphonwirkung erreicht wird. Auf einfache Weise kann das durch die Öltasche gebildete Ölsammelvolumen vergrössert werden, indem im Ölabscheider eine zusätzliche Kammer vorgesehen ist, die durch eine einfache Umgestaltung des Oberteiles des Ölabscheiders herstellbar ist.
• Ein weiterer Vorteil der Entlüftungsvorrichtung liegt in der variablen Anordnungsmöglichkeit des Siphons, da dieser überall auf der geodätisch tieferliegenden Seite des Ölabscheiders angeordnet sein kann. Desweiteren entfällt ein Montageaufwand, da der Siphon bereits in der Zylinderkopfhaube ausgebildet ist, wird er durch Aufsetzen der Zylinderkopfhaube automatisch montiert.
• In den Zeichnungen ist die Erfindung anhand von einem Ausführungsbeispiel erläutert, und zwar zeigen:
• 1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemässe Entlüftungsvorrichtung, die eine Zylinderkopfhaube aufweist, in welche ein aus einem Oberteil und einem Bodenteil gebildeter Ölabscheider integriert ist, der einen Siphon mit einem Ölablauf und einer Öltasche aufweist,
• 2 einen Schnitt nach der Linie A-A in 1 durch die erfindungsgemässe Entlüftungsvorrichtung Ansicht von oben auf das Bodenteil des Ölabscheiders mit dem Ölablauf des Siphons und
• 3 eine Ansicht von unten auf das Bodenteil des Ölabscheiders mit der Öltasche des Siphons.
• Die Figur zeigt eine erfindungsgemässe Entlüftungsvorrichtung 1 für ein hier nicht dargestelltes Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine in relativ zu einer Hochachse 2 geneigter Einbaulage. Am Kurbelgehäuse ist ein ebenfalls nicht dargestellter Zylinderkopf befestigt, der von einer Zylinderkopfhaube 3 abgedeckt ist, die sich über einen Ventiltriebraum 4 des Zylinderkopfes erstreckt. Die Zylinderkopfhaube 3 ist vorzugsweise durch ein Druckgussteil aus Aluminium gebildet.
• Die Entlüftungsvorrichtung 1 besitzt einen in die Zylinderkopfhaube 3 integrierten und eine Abscheidekammer 5 aufweisenden Ölabscheider 6, der ein einstückig mit der Zylinderkopfhaube 3 ausgebildetes Oberteil 7 sowie ein das Oberteil 7 nach unten abdeckendes Bodenteil 8 umfasst, wobei das Bodenteil 8 vorzugsweise ein Blech aus Baustahl ist. Der Ölabscheider 6 ist als Volumenabscheider ausgebildet, der über grosse Querschnitte und lange Wege eine Beruhigung des ölhaltigen Entlüftungsgases und damit eine Ölabscheidung ermöglicht. Der Ölabscheider 6 weist einen nicht gezeigten Eintritt für die Entlüftungsgase in die Abscheidekammer 5, eine Trennwand 9 in der Abscheidekammer 5 mit hier nicht darge stellten Ölübertrittsbohrungen, einen Ölaustritt 10 für das abgeschiedene Öl und einen nicht gezeigten Austritt für die entölten Entlüftungsgase aus der Abscheidekammer 5 auf, wobei die Trennwand 9 in der Abscheidekammer 5 die Beruhigungsstrecke für die zu entölenden Entlüftungsgase verdoppelt, d.h. die Trennwand 9 erzeugt zwei Beruhigungsstrecken 5a und 5b, wodurch die in den Ölabscheider 6 eintretenden Entlüftungsgase die Abscheidekammer 5 mit einer Umlenkung zweimal in ganzer Länge durchströmen.
• Bei der Entlüftung werden die beim Betrieb der Brennkraftmaschine entstehenden Entlüftungsgase aus dem Kurbelgehäuse abgeleitet und gelangen über den Eintritt in die Abscheidekammer 5 des Ölabscheiders 6. Die in den Entlüftungsgasen mitgeführten Ölpartikel scheiden sich nun in den beiden Beruhigungsstrecken 5a, 5b des Ölabscheiders 6 ab. Das in der ersten Beruhigungsstrecke 5a abgeschiedene Öl gelangt direkt in den Ölaustritt 10, wobei das nach der Umlenkung in der zweiten Beruhigungsstrecke 5b abgeschiedene Öl erst über die in der Trennwand 9 eingebrachten Ölübertrittsbohrungen in den Ölaustritt 10 gelangt. Die abgeschiedenen Ölpartikel werden über den Ölaustritt 10 einem hier nicht dargestellten Ölrücklauf zugeführt, durch den sie anschliessend in eine ebenfalls nicht dargestellte Ölwanne am unteren Ende des Kurbelgehäuses zurückführbar sind. Die entölten Entlüftungsgase gelangen über den Austritt des Ölabscheiders 6 in ein im Anschluss an den Ölabscheider 6 befindliches Ansaugsystem der Brennkraftmaschine und werden anschliessend der motorischen Verbrennung zugeführt.
• Um ein ungewolltes Einströmen von Entlüftungsgasen durch den Ölaustritt 10 in den Ölabscheider 6 im Gegenstrom zum Öl zu vermeiden, umfasst der Ölaustritt 10 einen Siphon, der erfindungsgemäss aus einem durch das Bodenteil 8 gebildeten Ölablauf 10a besteht, der in eine ebenfalls vom Bodenteil 8 gebildete Öltasche 10b eintaucht. Die Öltasche 10b ermöglicht ein ausreichendes Volumen, in dem sich das ablaufende Öl sam melt und sich eine eine Flüssigkeitssperre bildende, den Druckunterschied zwischen Kurbelgehäuse und Ansaugseite des Ölabscheiders 6 berücksichtigende Ölsäule aufbaut, die durch gasdichtes Verschliessen des Ölablaufes 10a ein ungewolltes Durchströmen der Entlüftungsgase durch den Ölablauf 10a im Gegenstrom zum Öl verhindert. Vorteilhafterweise sind der Ölablauf 10a und die Öltasche 10b einstückig mit dem Bodenteil 8 ausgebildet, wobei auch denkbar ist, dass der Ölablauf 10a durch das Bodenteil 8 und die Öltasche 10b durch ein mit dem Bodenteil 8 verbundenes separates Teil gebildet ist.
• Im vorliegenden Beispiel entsteht der Ölablauf 10a gemäss 2 durch Stanzen des Bodenteiles 8 und Umbiegen dieses gestanzten Teiles, während die Öltasche 10b gemäss 3 durch Umformen und anschliessendes Umbiegen einer Lasche des Bodenteiles 8 gefertigt wird, wodurch die Öltasche 10b abhängig von der Umformung und der Grösse der Lasche unterschiedliche topfartige Formen und Grössen annehmen kann. Wird die Öltasche 10b aus einem separaten Teil gefertigt und nach der Formgebung mit dem Bodenteil 8 verbunden, so ist man in der Gestaltung der Öltasche 10b noch freier.
• Gemäss 1 weist zur Vergrösserung des durch die Öltasche 10b gebildeten und durch die Form und eine Ablaufkante 11 der Öltasche 10b begrenzten Ölsammelvolumens der die Abscheidekammer 5 aufweisende Ölabscheider 6 eine zusätzliche, sich an die Abscheidekammer 5 bzw. an die Beruhigungstrecke 5a anschliessende und in Motorquerachsenrichtung 12 erstreckende Kammer 13 auf, die mit der Öltasche 10b des Ölabscheiders 6 zusammenwirkt.
• Der Siphon 10 ist derart ausgelegt, dass der Ölablauf 10a in allen Schwenkwinkeln der Brennkraftmaschine immer unterhalb des Ölspiegels 14 in der Öltasche 10b liegt. Der Ölspiegel 14 begrenzt die Wirkhöhe des Siphons 10, wobei die Wirkhöhe des Siphons 10 von der Länge l der Öltasche 10b in Motorquerach senrichtung 12 und der Höhe h der Ablaufkante 11 der Öltasche 10b in Hochachsenrichtung 2 abhängig ist.
• Durch die geneigte Einbaulage des Motors liegt der Ölaustritt 10 vorteilhafterweise geodätisch tiefer als der Austritt für die entölten Entlüftungsgase, wodurch das im Ölabscheider 6 abgeschiedene Öl immer das Bestreben hat weg vom Austritt der Gase hin zum Ölaustritt 10 zu fliessen und ein Kontaminieren der bereits gereinigten Gase verhindert wird. Durch die Ausbildung von Abschottstegen im Eintrittsbereich der Entlüftungsgase in den Ölabscheider 6 wird ein Eintreten von Spritzöl aus dem Zylinderkopf in den Ölabscheider 6 vermieden.

Claims (8)

1. Entlüftungsvorrichtung (1) für ein Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine, an welchem ein Zylinderkopf befestigt ist, der von einer Zylinderkopfhaube (3) abgedeckt ist, wobei die Entlüftungsvorrichtung (1) einen in die Zylinderkopfhaube (3) integrierten Ölabscheider (6) aufweist, der durch ein einstückig mit der Zylinderhaube (3) verbundenes Oberteil (7) und ein Bodenteil (8) gebildet ist, wobei der Ölabscheider (6) mindestens einen Siphon (10) aufweist, der aus einem Ölablauf (10a) und einer Öltasche (10b) besteht, dadurch gekennzeichnet, dass der Ölablauf (10a) und die mit dem Ölablauf (10a) zusammenwirkende Öltasche (10b) des Siphons (10) vom Bodenteil (8) des Ölabscheiders (6) gebildet werden.
2. Entlüftungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Siphon (10) derart ausgelegt ist, dass der Ölablauf (10a) in allen Schwenkwinkeln der Brennkraftmaschine immer unterhalb des Ölspiegels (14) in der Öltasche (10b) liegt.
3. Entlüftungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der die Wirkhöhe des Siphons (10) begrenzende Ölspiegel (14) von der Länge (l) der Öltasche (10b) in Motorquerachsenrichtung (12) und der Höhe (h) der Ablaufkante (11) der Öltasche (10b) in Hochachsenrichtung (2) abhängig ist.
4. Entlüftungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ölablauf (10a) und die Öltasche (10b) einstückig mit dem Bodenteil (8) ausgebildet sind.
5. Entlüftungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ölablauf (10a) durch das Bodenteil (8) und die Öltasche (10b) durch ein mit dem Bodenteil (8) verbundenes separates Teil gebildet ist.
6. Entlüftungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in Einbaulage der Brennkraftmaschine der Siphon (10) auf der geodätisch tieferliegenden Seite des Ölabscheiders (6) angeordnet ist.
7. Entlüftungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der eine Abscheidekammer (5) aufweisende Ölabscheider (6) eine zusätzliche Kammer (13) aufweist, die das durch die Öltasche (10b) gebildete Ölsammelvolumen vergrössert.
8. Entlüftungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlüftungsvorrichtung (1) mehrere Siphone (10) aufweist.