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DE19627412C1 - Device for venting internal combustion engine fitted with at least two exhaust gas turbochargers - Google Patents

Device for venting internal combustion engine fitted with at least two exhaust gas turbochargers

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DE19627412C1
DE19627412C1 DE19627412A DE19627412A DE19627412C1 DE 19627412 C1 DE19627412 C1 DE 19627412C1 DE 19627412 A DE19627412 A DE 19627412A DE 19627412 A DE19627412 A DE 19627412A DE 19627412 C1 DE19627412 C1 DE 19627412C1
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Erwin Schmidt
Siegfried Dipl Ing Sumser
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Daimler Benz AG
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Abstract

In the suction conduit a mixture device is arranged, and in the mixture device the suction conduit and the engine venting conduit issue. The mixture device (12) is provided with a twist producing component (15) in the area of the branching of the suction pipes (13, 14) leading from the mixture device to an exhaust gas turbocharger. The twist producing component has spirally-shaped channels (17, 18), which have different pitches. In the mixture device in the issuing area of the engine venting conduit (11) an air guiding tongue (19) is arranged for equal division of the air flowing in via the engine venting conduit to the suction pipes (13, 14) leading to the exhaust gas turbochargers.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Entlüftung einer Brennkraftmaschine nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.The invention relates to a device for ventilation an internal combustion engine according to that in the preamble of Claim 1 defined art.

Aus der EP 0 143 182 A1 ist ein Abgasturbolader für eine zweistufige Aufladung eines Verbrennungsmotors bekannt. Dabei ist in der Ansaugleitung ein Verdich­ tereinlaß angeordnet, in welchen sowohl die Ansauglei­ tung als auch die Motorentlüftungsleitung münden. Durch diese Anordnung ergibt sich zwischen einem La­ gergehäuse und einem Verdichter des Turboladers eine so geringe Druckdifferenz, daß Schmiermittelverluste und Luftverluste aus dem Hochdruckverdichter minimiert werden können.EP 0 143 182 A1 describes an exhaust gas turbocharger for a two-stage supercharging of an internal combustion engine known. There is a compression in the intake line arranged in which both the Ansauglei device and the engine ventilation line open. This arrangement results in between a La housing and a compressor of the turbocharger pressure difference so low that lubricant is lost and minimized air losses from the high pressure compressor can be.

Dabei ist jedoch insbesondere die schlechte Verteilung der Restölanteile nachteilig. However, this is particularly the bad distribution the residual oil components disadvantageous.  

Eine parallele Aufladung zweier Turbolader ist aus der DE 40 26 099 C2 bekannt.A parallel charging of two turbochargers is out of the DE 40 26 099 C2 known.

Weiterhin beschreibt die US-PS 1,171,639 eine Einrich­ tung zum Reinigen der Luft und zum Trennen des Öls bei einer Brennkraftmaschine.Furthermore, US Pat. No. 1,171,639 describes a device cleaning the air and separating the oil an internal combustion engine.

Aus der DE-OS 22 01 877 ist eine Entlüftungsvorrich­ tung für das Kurbelgehäuse ventilgesteuerter Brenn­ kraftmaschinen bekannt, bei der ein Ölabscheider in der Entlüftungsleitung angeordnet ist.From DE-OS 22 01 877 is a venting device device for the crankcase valve-controlled combustion known engines, in which an oil separator in the vent line is arranged.

Bekanntlich führt ein hoher Öltröpfchenanteil in der Motorentlüftungsleitung, welcher zwangsläufig bei ho­ hen Spitzendrücken auftritt, zu einer entsprechenden Ölnebelbelastung im Verdichter eines Abgasturboladers. Diese Ölnebelbelastung führt unter anderem zu Korrosi­ onsschäden an den Verdichtervorderkanten. Die Folgen davon sind Drehzahl- und Ladedruckschwankungen durch die beschädigten Vorderkanten aufgrund einer ungünsti­ geren Strömungsführung. Ladedruckschwankungen wirken sich darüber hinaus über die ladedruckabhängig gere­ gelten Einspritzmengen auch negativ auf die Motorlei­ stung aus. Insgesamt gesehen bedeutet dies vorzeitige Ausfälle bzw. eine Lebensdauerreduzierung eines Turbo­ laders. Dieses Problem stellt sich erschwerend bei ei­ nem Einsatz von zwei oder mehr Abgasturboladern, die über entsprechende Zweigleitungen mit der Motorentlüf­ tungsleitung saugseitig verbunden sind. Die mit Öl­ tröpfchen und anderen Verunreinigungen vermischte Luft aus der Motorentlüftungsleitung wird der Ansaugleitung bzw. den Ansaugzweigleitungen für die Abgasturbolader zugeleitet. Erfolgt nun die Einmischung der Luft mit den Öltröpfchen aus der Motorentlüftungsleitung un­ gleichmäßig zu den zwei oder mehr Abgasturboladern, so führt dies zu einer entsprechend ungleichmäßigen Bela­ stung der jeweiligen Verdichter und bei einseitig ho­ her Ölnebelbelastung in einem Verdichter zu dessen vorzeitigem Ausfall.As is well known, a high proportion of oil droplets in the Engine ventilation line, which inevitably at ho hen peak pressure occurs, to a corresponding one Oil mist load in the compressor of an exhaust gas turbocharger. Among other things, this oil mist exposure leads to corrosion ons damage to the compressor front edges. The consequences of which speed and boost pressure fluctuations are caused by the damaged front edges due to an unfavorable flow control. Boost pressure fluctuations have an effect moreover, depending on the boost pressure injection quantities also apply negatively to the engine equipment. Overall, this means premature Failures or a lifetime reduction of a turbo loaders. This problem is aggravated by egg nem use of two or more exhaust gas turbochargers, the via appropriate branch lines with the engine vent are connected on the suction side. The one with oil air mixed with droplets and other contaminants the engine ventilation line becomes the intake line or the intake branch lines for the exhaust gas turbocharger forwarded. Now the air is mixed in with the oil droplets from the engine ventilation line  even to the two or more exhaust gas turbochargers, so this leads to a correspondingly uneven Bela performance of the respective compressors and with one-sided ho forth oil mist load in a compressor to its premature failure.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu­ grunde, die Luftansaugung aus der Motorentlüftungslei­ tung bei einer Brennkraftmaschine mit mehreren Ab­ gasturboladern gleichmäßig in die zu den Verdichtern der Abgasturbolader führenden Leitungen oder Rohren zu verteilen, wobei auch eine gleichmäßige Verteilung der Restölanteile erreicht werden soll.The present invention therefore has the object reasons, the air intake from the engine ventilation line tion in an internal combustion engine with several Ab gas turbochargers evenly into the compressors to the exhaust gas turbocharger leading lines or pipes distribute, with an even distribution of Residual oil content should be reached.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kenn­ zeichnenden Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale ge­ löst.According to the invention, this task is characterized by the drawing part of claim 1 mentioned features ge solves.

Durch die erfindungsgemäße, mit einer Drallerzeugungs­ einrichtung ausgestattete Mischeinrichtung wird dafür gesorgt, daß die mit Öltröpfchen belastete Luft aus der Motorentlüftungsleitung gleichmäßig auf alle Ver­ dichter verteilt wird. Dies führt zu einer deutlichen Verringerung von Korrosionsschäden an den einzelnen Verdichtern. Durch die gleichmäßige Verteilung wird auch der jeweilige Anteil von Öltröpfchen in einem An­ saugrohr entsprechend niedriger, so daß die Gefahr von Ausfällen bzw. Lebensdauerverkürzungen erheblich redu­ ziert wird.By the invention, with a swirl generation for this purpose worried that the air contaminated with oil droplets the engine ventilation line evenly to all ver is distributed more densely. This leads to a clear one Reduction of corrosion damage to the individual Compressing. Due to the even distribution also the respective proportion of oil droplets in one type suction pipe correspondingly lower, so that the risk of Failures or shortened lifespan significantly reduced is decorated.

Bei der Mischeinrichtung ist in Verbindung mit der Drallerzeugungseinrichtung dafür zu sorgen, daß es zu einer entsprechend gleichmäßigen Verteilung der Luft aus der Motorentlüftungsleitung in die zu den Ab­ gasturboladern führenden Ansaugrohre kommt.In the mixing device is in connection with the Swirl generating device to ensure that it is too a correspondingly even distribution of air from the engine ventilation line to the Ab  leading intake pipes leading gas turbochargers.

In den Unteransprüchen und in dem nachfolgend prinzip­ mäßig anhand der Zeichnung beschriebenen Ausführungs­ beispiel sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Mi­ scheinrichtung beschrieben und dargestellt.In the subclaims and in the principle below execution described moderately with reference to the drawing Examples are advantageous refinements of the Mi described and illustrated.

Es zeigt:It shows:

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, Fig. 1 is a schematic representation of the device according to the invention,

Fig. 2 eine mögliche konstruktive Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Mischeinrichtung aus der Fig. 1 in vergrößerter Darstellung, Fig. 2 shows a possible structural design of the mixing device according to the invention from Fig. 1 in an enlarged scale;

Fig. 1 zeigt eine Brennkraftmaschine 1 mit zwei Abgas­ rohren 2 und 3, welche jeweils zu Abgasturbinen 4 und 6 von Abgasturboladern 5 und 7 führen. Die Abgasturbo­ lader 5 und 7 sind in bekannter Weise jeweils mit ei­ nem der Verdichter 8 und 9 versehen. Eine Ansaugluft­ leitung 10 und eine Motorentlüftungsleitung 11 münden in eine Mischeinrichtung 12. Von der Mischeinrichtung 12 aus gehen zwei Ansaugrohre 13 und 14 zu den Ver­ dichtern 8 und 9 der Abgasturbolader 5 und 7. In der Mischeinrichtung 12 wird eine Vermischung bzw. Verwir­ belung der aus der Motorentlüftungsleitung 11 einströ­ menden Luft derart erzeugt, daß eine gleich­ mäßige Verteilung der Ölnebelanteile in dieser Luft auf die beiden Ansaugrohre 13 und 14 erfolgt, somit eine gleichmäßige Belastung der beiden Verdichter 8 und 9 erreicht wird. Auf diese Weise wird jeweils eine zu starke Ölnebelbelastung für einen Verdichter 8 bzw. 9 verhindert, womit zu starke Ölverlackungen und damit verbundene Wirkungsgradbeeinträchtigungen vermieden werden. Fig. 1 shows an internal combustion engine 1 with two exhaust pipes 2 and 3 , which lead to exhaust gas turbines 4 and 6 of exhaust gas turbochargers 5 and 7 , respectively. The exhaust gas turbochargers 5 and 7 are each provided in a known manner with egg nem of the compressors 8 and 9 . An intake air line 10 and an engine ventilation line 11 open into a mixing device 12 . From the mixing device 12 from two intake pipes 13 and 14 to the United poets 8 and 9 of the exhaust gas turbocharger 5 and 7th In the mixing device 12 , a mixing or swirling of the air flowing in from the engine ventilation line 11 is generated in such a way that a uniform distribution of the oil mist in this air takes place on the two intake pipes 13 and 14 , thus a uniform load on the two compressors 8 and 9 is reached. In this way, an excessive oil mist load for a compressor 8 or 9 is prevented, thus avoiding excessive oil varnish and associated efficiency losses.

In der Fig. 2 ist prinzipmäßig die Mischeinrichtung 12 dargestellt. Wie ersichtlich mündet in ein Mischerge­ häuse die Ansaugluftleitung 10 von einer Seite her ein, während aus dem Gehäuse die Ansaugrohre 13 und 14 führen. Eine Drallerzeugungseinrichtung 15 ist in einem Einlaufstutzen 16 des Mischergehäuses einge­ setzt. In diesen Einlaufstutzen 16 mündet die Motor­ entlüftungsleitung 11. Die Drallerzeugungseinrichtung 15 ist in Fig. 2 nur schematisch dargestellt. Sie weist zwei wendelförmige Kanäle 17 und 18 auf, die unterschiedliche Steigungen aufweisen können. Darüber hinaus sind auch unterschiedliche Drallrichtungen möglich. Die Folge davon ist, daß die Luft aus der Motorentlüftungsleitung 11 mit einer entsprechenden Drallströmung in das Innere der Mischeinrichtung 12 eintritt (siehe Pfeildarstellung).The mixing device 12 is shown in principle in FIG. 2. As can be seen, the intake air line 10 opens into a mixer housing from one side, while the intake pipes 13 and 14 lead from the housing. A swirl generator 15 is inserted into an inlet port 16 of the mixer housing. The engine ventilation line 11 opens into this inlet connection 16 . The swirl generating device 15 is shown only schematically in FIG. 2. It has two helical channels 17 and 18 , which can have different slopes. Different swirl directions are also possible. The result is that the air from the motor exhaust conduit 11 with a respective swirl flow in the interior of the mixing device 12 enters (see arrow view).

Zusätzlich befindet sich noch in dem Bereich dieses Lufteintritts eine Luftleitzunge 19. Die Luftleitzunge 19 besitzt eine strömungsgünstige Form, z. B. in Form eines Tragflügels, wodurch eine weitere Vergleichs­ mäßigung der Luftverteilung aus der Motorentlüftungs­ leitung 11 erfolgt. Gleichzeitig teilt die Luftleit­ zunge 19 auch die aus der Ansaugluftleitung 10 ein­ strömende Luft entsprechend auf die beiden Ansaugrohre 13 und 14 auf (siehe Pfeilrichtung).In addition, there is an air guide tongue 19 in the area of this air inlet. The air duct 19 has a streamlined shape, e.g. B. in the form of a wing, whereby a further comparison moderation of the air distribution from the engine ventilation line 11 is carried out. At the same time, the air guide tongue 19 also divides the air flowing from the intake air line 10 accordingly onto the two intake pipes 13 and 14 (see arrow direction).

Claims (5)

1. Vorrichtung zur Entlüftung einer Brennkraftmaschi­ ne, die mit wenigstens zwei Abgasturboladern ver­ sehen ist, welche saugseitig mit einer Ansauglei­ tung und mit einer Motorentlüftungsleitung verbun­ den sind, wobei in der Ansaugleitung eine Misch­ einrichtung angeordnet ist und wobei in die Mi­ scheinrichtung die Ansaugleitung und die Motorent­ lüftungsleitung münden, dadurch gekennzeichnet, daß die mit einer Drallerzeugungseinrichtung (15) aus­ gestattete Mischeinrichtung (12) im Bereich der Abzweigung der von der Mischeinrichtung (12) aus­ gehenden und jeweils zu einem Abgasturbolader (5, 7) führenden Ansaugrohre (13, 14) angeordnet ist.1. Device for venting an internal combustion engine, which is seen with at least two exhaust gas turbochargers, which are connected on the suction side to a suction line and to an engine ventilation line, with a mixing device being arranged in the intake line and wherein the intake line and the mixing device in the mixing device the engine ventilation line open, characterized in that the mixing device ( 12 ) , which is provided with a swirl generating device ( 15 ), in the region of the branch of the intake pipes ( 13 ,) leading from the mixing device ( 12 ) and each leading to an exhaust gas turbocharger ( 5 , 7 ) 14 ) is arranged. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drallerzeugungseinrichtung (15) wendelförmige Kanäle (17, 18) aufweist.2. Device according to claim 1, characterized in that the swirl generating device ( 15 ) has helical channels ( 17 , 18 ). 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere wendelförmige Kanäle (17, 18) in der Dral­ lerzeugungseinrichtung (15) vorgesehen sind.3. Apparatus according to claim 2, characterized in that a plurality of helical channels ( 17 , 18 ) in the swirl oil generating device ( 15 ) are provided. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die wendelförmigen Kanäle (17, 18) unterschiedliche Wendelsteigungen aufweisen.4. The device according to claim 3, characterized in that the helical channels ( 17 , 18 ) have different spiral pitches. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mischeinrichtung (12) im Einmündungsbereich der Motorentlüftungsleitung (11) eine Luftleitzun­ ge (19) zur gleichmäßigen Aufteilung der über die Motorentlüftungsleitung (11) einströmenden Luft auf die zu den Abgasturboladern (5, 7) führende An­ saugrohre (13, 14) angeordnet ist.5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that in the mixing device ( 12 ) in the confluence area of the engine ventilation line ( 11 ) an Luftleitun ge ( 19 ) for uniform distribution of the air flowing in via the engine ventilation line ( 11 ) to the Exhaust gas turbochargers ( 5 , 7 ) leading to intake pipes ( 13 , 14 ) is arranged.
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