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1. (WO2019042649) DISPOSITIF DE SÉPARATION D’HUILE ET DE VENTILATION DE MOTEUR
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Ölabscheide- und Motorbelüftunqseinrichtunq

Die Erfindung betrifft eine Ölabscheide- und Motorbelüftungseinrichtung.

Zur Reinigung von Kurbelgehäuseentlüftungsgasen ist der Einsatz von Ölab-scheidern bekannt, um das austretende Gas-Öl-Gemisch von Öl zu reinigen. Hierbei erfolgt eine Phasentrennung, indem die kleinen Oltröpfchen, die eine Größenordnung von lpm oder weniger aufweisen abgeschieden werden. Bei bekannten Ölabscheidern erfolgt beispielsweise ein starkes Umlenken des Gas-Öl-Gemisches, wobei der umgelenkte Strom gegen eine Prallwand gelenkt wird, so dass die feinen Oltröpfchen an der Prallwand auftreffen und sich dort zu größeren Tropfen vereinigen. Größere Öltropfen werden sodann von der Strömung nicht mehr mitgerissen und sind hierdurch aus dem Gas-Öl-Gemisch abgeschieden. Ein derartiges Abscheiden von Öl aus dem Kurbelgehäuse abgeführten Gas-Öl-Gemisches ist insbesondere beim Betreiben eines Verbrennungsmotors unter Volllast erforderlich.

Unabhängig von der Reinigung des Kurbelgehäuseentlüftungsgases muss sichergestellt werden, dass sich der Unterdruck im Motor in einem definierten Bereich befindet.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine kostengünstige Ölabscheide- und Motorbelüftungseinrichtung zu schaffen.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch eine Ölabscheide- und Motorbelüftungseinrichtung gemäß Anspruch 1.

Die Ölabscheide- und Motorbelüftungseinrichtung für Verbrennungsmotoren gemäß der Erfindung weist ein Gehäuse auf. Das Gehäuse kann mehrere Gehäuseteile aufweisen. Insbesondere weist das Gehäuse zwei Gehäusehälften auf. Das Gehäuse weist mindestens einen mit einem Kurbelgehäuse des Verbrennungsmotors verbindbaren Gaseinlass zur Zufuhr eines Gas-Öl-Gemisches auf. Ferner weist das Gehäuse mindestens einen mit einem Ansaugbereich des Motors verbindbaren Gasauslass auf. Dem mindestens einen Gasauslass ist in Strömungsrichtung mindestens ein Ölabscheider vorgelagert, so dass zwischen dem mindestens einen Gaseinlass und dem mindestens einen Gasauslass ein Abscheiden des Öls aus dem Gas-Öl-Gemisch erfolgt und durch den Gasauslass gereinigtes Gas dem Ansaugbereich des Motors zugeführt werden kann.

Erfindungsgemäß weist das Gehäuse ferner mindestens einen Belüftungsein-lass auf, der Belüftungseinlass ist mit dem Ansaugbereich des Motors verbindbar, so dass aus dem Ansaugbereich des Motors Gas durch den Belüftungseinsatz in das Gehäuse der Ölabscheide- und Motorbelüftungseinrichtung strömt. Ferner weist das Gehäuse mindestens einen Belüftungsauslass auf, der mit dem Kurbelwellengehäuse des Verbrennungsmotors verbindbar ist, um den Motor zu belüften. Des Weiteren ist zwischen dem Belüftungseinlass und dem mindestens einen Belüftungsauslass mindestens eine Ventileinrichtung angeordnet. Die Ventileinrichtung ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass ab einem vorgegebenen Unterdruck innerhalb des Motors ein Öffnen der Ventileinrichtung und somit ein Belüften des Motors erfolgt.

Erfindungsgemäß ist es somit besonders vorteilhaft, dass sowohl die Ölab-scheidung als auch die Belüftung über ein Bauteil erfolgt bzw. sowohl der min- destens ein Ölabscheider als auch die mindestens eine Belüftungseinrichtung innerhalb eines Gehäuses einer Ölabscheide- und Motorbelüftungseinrichtung angeordnet sind . Hierdurch ist der Bauraum deutlich verringert.

In besonders bevorzugter Ausführungsform ist der Gasauslass für das gereinigte Gas-Öl-Gemisch vor einer Drosseleinrichtung des Ansaugbereichs des Motors mit diesem verbunden. Insbesondere erfolgt die Verbindung unmittelbar mit oder vor einem Abgas-Turbolader. Der Belüftungseinlass ist in besonders bevorzugter Ausführungsform mit einem Bereich des Ansaugbereichs des Motors verbunden, der in der Haupt-Strömungsrichtung des Ansaugbereichs ebenfalls vor einer Drosseleinrichtung besonders bevorzugt vor einem Abgas-Turbolader angeordnet ist. In besonders bevorzugter Weiterbildung handelt es sich um dieselbe Leitung, die mit dem Gasauslass der Ölabscheide- und Belüftungseinrichtung verbunden ist. Zumindest können die insbesondere mehreren Gasauslässe der erfindungsgemäßen Vorrichtung und die insbesondere mehreren Belüftungseinlässe zu einem gemeinsamen Rohr oder einer gemeinsamen Leitung zusammengeführt sein, die sodann mit dem entsprechenden bevorzugten Ansaugbereich des Motors verbunden ist.

Um eine möglichst kompakte, bauraumsparende Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Ölabscheide- und Motorbelüftungseinrichtung zu schaffen, ist es bevorzugt, dass der mindestens eine Belüftungseinlass zwischen mindestens zwei Gasauslässen angeordnet ist. Sofern mehrere Belüftungseinlässe vorgesehen sind, ist es bevorzugt, dass jeder der Belüftungseinlässe zwischen mindesten zwei Gasauslässen angeordnet ist. Besonders bevorzugt ist es, dass der mindestens eine Belüftungseinlass von mehreren Gasauslässen umgeben ist, wobei wiederum beim Vorsehen mehrerer Belüftungseinlässe jeder Belüftungseinlass von jeweils mehreren Gasauslässen umgeben ist.

In einer Besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind zwei Belüftungseinlässe vorgesehen, die vorzugsweise jeweils zwischen mindestens zwei Gasauslässen angeordnet sind und besonders bevorzugt von jeweils mehreren Gasauslässen umgeben sind .

Des Weiteren ist es bevorzugt, dass die mindestens eine Ventileinrichtung eine Durchgangsöffnung aufweist, die von einem Ventilplättchen verschlossen ist. Sofern mehrere Ventilöffnungen vorgesehen sind, ist es bevorzugt, dass je Ventileinrichtung eine Durchgangsöffnung vorgesehen ist, die jeweils von einem Ventilplättchen verschlossen ist. Besonders bevorzugt ist es, dass insbesondere zwei Ventilplättchen von einem gemeinsamen Federelement ausgebildet sind. Bei dem Federelement handelt es sich in bevorzugter Weiterbildung um ein Federblech. Das Federblech, das in unmontiertem Zustand vorzugsweise eben ausgebildet ist wird vorzugsweise durch ein Spannelement derart in dem Gehäuse der Ölabscheide- und Motorbelüftungseinrichtung fixiert, dass auf jedes Ventilplättchen eine Vorspannkraft wirkt. Hierdurch werden die Ventilplättchen gegen einen Randbereich der Durchlassöffnung gedrückt und verschließen somit die Durchlassöffnungen. Ein Öffnen dieser Durchlassöffnungen erfolgt bei einer entsprechenden Druckdifferenz, das heißt insbesondere dann, wenn innerhalb des Motors eine vorgegebene Unterdruckgrenze unterschritten wird. In diesem Zustand erfolgt sodann ein Belüften des Motors.

Der mindestens eine Ölabscheider, der insbesondere unter Volllast zur Reinigung des aus dem Kurbelwellengehäuse abgeführten Gas-Öl-Gemisches dient weist in bevorzugter Ausführungsform einen sich in Strömungsrichtung verjüngenden Kanal auf. Dies dient zur Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit. Bei mehreren Ölabscheidern weist vorzugsweise jeder Ölabscheider einen derartigen sich verjüngenden Kanal auf.

Der mindestens eine Ölabscheider weist des Weiteren vorzugsweise ein Umlenkelement auf, durch das ein Umlenken des Gas-Öl-Gemisches erfolgt. Die Umlenkung erfolgt hierbei vorzugsweise im Bereich von 90° ±20°. Anschließend strömt das umgelenkte Gas-Öl-Gemisch vorzugsweise gegen eine Prallwand oder dergleichen, um ein Trennen des Öls bzw. ein Abscheiden des Öls aus dem Gas-Öl-Gemisch zu realisieren. Hierdurch erfolgt ein Abscheiden des Öls, da sich feine Öltröpfchen zu größeren Öltropfen vereinigen und somit vom Luftstrom nicht mehr mitgerissen werden. Diese gelten dann als abgeschieden.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Umlenkelemente derart ausgebildet, dass sie zusätzlich eine Durchströmungsöffnung des Ölab-scheiders druckabhängig verschließen. Die Durchströmungsöffnung ist vorzugsweise am Ende des sich verjüngenden Kanals ausgebildet. Das Schließen erfolgt hierbei vorzugsweise derart, dass das Umlenkelement als Federelement insbesondere als Federblech ausgebildet ist. Hierbei ist es wiederum bevorzugt, dass das Federelement in nichtmontiertem Zustand eben ausgebildet ist und durch ein Vorspannelement wie einen Steg oder eine Rippe in montiertem Zustand in dem Gehäuse der Ölabscheide- und Motorbelüftungseinrichtung derart gehalten ist, dass das Federelement mit einer Vorspannkraft gegen die mindestens eine Durchströmungsöffnung gedrückt ist.

Dient die erfindungsgemäße Ölabscheide- und Motorbelüftungseinrichtung zum Abscheiden von Öl aus dem Gas-Öl-Gemisch, das vom Kurbelgehäuse zugeführt wird sind die Ventileinrichtungen der Belüftungseinrichtungen verschlossen. Die Umlenkelemente der Olabscheider sind offen, so dass sie durch ein entsprechendes Umlenken des Gas-Öl-Gemisches und Abscheiden des Öls erfolgt. Wird die Ölabscheide- und Motorbelüftungseinrichtung in ihrer Belüftungsfunktion betrieben, sind die Umlenkelemente der Olabscheider derart angeordnet, dass sie die Durchströmungsöffnung verschließen. Aufgrund des relativ hohen Unterdrucks im Motorraum sind die Belüftungseinrichtungen geöffnet, so dass aus dem Ansaugbereich abgeführtes Gas zur Belüftung in das Kurbelgehäuse strömt.

Die Erfindung weist insbesondere den Vorteil auf, dass durch die erfindungsgemäße Ölabscheide- und Motorbelüftungseinrichtung zwei Funktionen miteinander kombiniert sind. Hierdurch kann eine sehr kompakte Bauweise erzielt werden . Ferner ist die Konstruktion derart ausgebildet, dass ein geringer Montageaufwand und auch ein geringer Materialverbrauch erzielt werden kann. Da nur ein Bauteil für beide Funktionen (Olabscheidung und Belüftung) geprüft werden muss, ist auch der Prüfaufwand verringert.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen :

Fig. 1 eine schematische perspektivische Explosionszeichnung der Einzelteile einer erfindungsgemäßen Ausführungsform der Ölabscheide- und Motorbelüftungseinrichtung,

Fig. 2 eine schematische Längs-Schnittansicht der Ölabscheide- und Motorbelüftungseinrichtung im Ruhezustand,

Fig. 3 eine schematische Längs-Schnittansicht der Ölabscheide- und Motorbelüftungseinrichtung während der Motorbelüftung und

Fig. 4 eine schematische Längs-Schnittansicht der Ölabscheide- und Motorbelüftungseinrichtung in dem Zustand als Ölabscheider.

Die Abscheide- und Motorbelüftungseinrichtung gemäß der Erfindung weist zwei Gehäusehälften 10, 12 auf. Zwischen diesen ist ein Zwischenelement 14 sowie zwei Federbleche 16, 18 angeordnet.

In montiertem Zustand ist in den Fign. 2 bis 4 in unterschiedlichen Betriebszu-ständen jeweils ein Längsschnitt dargestellt.

Das Gehäuseteil 10 weist mehrere Gaseinlässe 20 auf, die mit dem Kurbelgehäuse verbindbar sind. Das Zwischenelement 14 ist derart ausgebildet, dass es zur Ausbildung von Ölabscheidern 22 Kanäle 24 ausbildet. Die Kanäle 24 sind derart ausgebildet, dass sie sich in Strömungsrichtung eines Gas-Öl-Gemisches, dass durch die Gaseinlässe 20 eintritt in Fig. 2 nach unten verjüngen . Hierdurch erfolgt eine Beschleunigung des Gas-Öl-Gemisches. Die Kanäle 24 bilden an ihren Auslässen jeweils Durchströmungsöffnungen 26 aus. Diese können jeweils durch Umlenkelemente 28 verschlossen sein. Die Umlenkelemente 28 sind durch das Federblech 18 ausgebildet, so dass im dargestellten Ausführungsbeispiel sämtliche Umlenkelemente 28 durch ein einziges Bauteil 18 ausgebildet sind . Das Gehäuseteil 12 weist einen Steg oder eine Rippe 30 auf, die gegen das Federblech 18 drückt, so dass die Umlenkelemente 28 gegen die Durchströmungsöffnungen 26 gedrückt werden bzw. diese verschließen.

Ferner weist das Gehäusebauteil 12 mit den Strömungsöffnungen 24 korrespondierende Gasauslässe 32 auf, die mit einem Ansaugbereich des Motors verbindbar sind.

Das Gehäusebauteil 12 weist des Weiteren im dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Belüftungseinlässe 34 auf, wobei jeder Belüftungseinlass 34 jeweils von Gasauslässen 32 umgeben ist (Fig. 1). Das Zwischenelement 14 des Gehäuses weist mit den Belüftungseinlässen 34 korrespondierende Kanäle 36 auf, die jeweils eine Durchgangsöffnung 38 ausbilden. Die Durchgangsöffnung 38 ist jeweils von einem Ventilplättchen 40 verschlossen. Die beiden Ven-tilplättchen 40 sind Teil des gemeinsamen Federblechs 16 (Fig. 1) . Zur Erzeugung einer Vorspannkraft, die dazu dient dass die Federplättchen 40 die Durchgangsöffnung 38 verschließen weist das Gehäuseteil 10 einen Steg bzw. eine Rippe 42 auf.

Sofern die erfindungsgemäße Ölabscheide- und Motorbelüftungseinrichtung als Belüftungseinrichtung dient, strömt in die Belüftungseinlässe 34 (Fig. 3) Gas ein. Aufgrund des in diesem Zustand im Motorraum herrschenden Unterdrucks werden die Ventilplättchen 40 entgegen der Vorspannkraft, die durch den Steg 42 erzeugt ist, in Fig. 3 nach oben gedrückt, so dass die Durchgangsöffnung 38 geöffnet ist. Hierdurch gelangt das Gas durch die Durchgangsöffnung hindurch zu den Belüftungsauslässen 20. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Belüftungsauslässe 20 identisch mit den Gaseinlässen 20, so dass die entsprechenden Öffnungen je nach Betriebszustand als Belüftungsauslass oder als Gaseinlass dienen. Selbstverständlich könnte es sich hierbei auch um gesonderte Öffnungen in dem Gehäusebauteil 10 handeln.

Die Umlenkelemente 28 der Ölabscheider 22 sind in dem in Fig. 3 dargestellten Betriebszustand, in dem eine Belüftung des Motors erfolgt, geschlossen. Wenn die Ölabscheide- und Motorbelüftungseinrichtung die Funktion des Ölab-scheiders erfüllt, sind die Strömungsverhältnisse wie in Fig. 4 dargestellt. Hierbei tritt ein Gemisch aus Gas und Öl durch die nunmehr als Gaseinlassöffnungen 20 dienenden Öffnungen in dem Gehäusebauteil 10 ein. Aufgrund der Druckdifferenz werden die Umlenkelemente 28 von den Durchströmöffnungen 26 abgehoben, so dass das Gas-Öl-Gemisch durch den Kanal 24 strömt und in Richtung der Durchströmöffnungen beschleunigt wird . Aufgrund des Umlenkelements 28 erfolgt ein Umlenken des Gas-Ölgemisches zunächst um 90° nach außen in Richtung einer die Umlenkelemente 28 zumindest teilweise umgebenden Prallwand 44. Von der Prallwand 9a und 9b wird der Gasstrom wiederum um 90° in Fig. 4 nach unten in Richtung der Gasauslässe 32 umgelenkt. Aufgrund der im dargestellten Ausführungsbeispiel zweifachen Umlen-kung des Gas-Ölgemisches erfolgt ein Abscheiden des Öls, da sich die feinen Öltröpfchen an einer Innenseite der Prallwand 44 zu größeren Öltropfen vereinigen und diese vom Gasstrom nicht mehr mitgerissen werden.