DE102010029322A1 - Pressure limiting valve of a device for venting the crankcase of an internal combustion engine and device with such a pressure relief valve - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Druckbegrenzungsventil (1) einer Vorrichtung (2) zum Entlüften des Kurbelgehäuses einer Brennkraftmaschine, wobei das Druckbegrenzungsventil (1) in einem Kurbelgehäuseentlüftungsgas aus dem Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine abführenden Gaskanal (21) der Vorrichtung (2) angeordnet ist, wobei das Druckbegrenzungsventil (1) einen zwischen einer Endstellung in Schließrichtung und einer Öffnungsstellung verstellbaren Ventilkörper (10) aufweist, der mit einer in Schließrichtung wirkenden Kraft vorbelastet ist und der durch das Kurbelgehäuseentlüftungsgas bei Erreichen einer vorgebbaren Druckdifferenz in Öffnungsrichtung verstellbar ist. Das Druckbegrenzungsventil (1) gemäß Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (10) zumindest zum Teil aus einem gasdurchlässigen Medium (12) gebildet ist, das in der Endstellung in Schließrichtung des Ventilkörpers (10) von Kurbelgehäuseentlüftungsgas durchströmbar ist. Außerdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung (2) zum Entlüften des Kurbelgehäuses einer Brennkraftmaschine, mit einem solchen Druckbegrenzungsventil (1).The invention relates to a pressure relief valve (1) of a device (2) for venting the crankcase of an internal combustion engine, the pressure relief valve (1) being arranged in a gas passage (21) of the device (2) that discharges gas from the crankcase of the internal combustion engine, the pressure relief valve (1) has a valve body (10) adjustable between an end position in the closing direction and an open position, which is preloaded with a force acting in the closing direction and which can be adjusted in the opening direction by the crankcase ventilation gas when a predeterminable pressure difference is reached. The pressure limiting valve (1) according to the invention is characterized in that the valve body (10) is formed at least in part from a gas-permeable medium (12) through which crankcase ventilation gas can flow in the end position in the closing direction of the valve body (10). The invention also relates to a device (2) for venting the crankcase of an internal combustion engine, with such a pressure relief valve (1).
Description
Die Erfindung betrifft ein Druckbegrenzungsventil einer Vorrichtung zum Entlüften des Kurbelgehäuses einer Brennkraftmaschine, wobei das Druckbegrenzungsventil in einem Kurbelgehäuseentlüftungsgas aus dem Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine abführenden Gaskanal der Vorrichtung angeordnet ist, wobei das Druckbegrenzungsventil einen zwischen einer Endstellung in Schließrichtung und einer Öffnungsstellung verstellbaren Ventilkörper aufweist, der mit einer in Schließrichtung wirkenden Kraft vorbelastet ist und der durch das Kurbelgehäuseentlüftungsgas bei Erreichen einer vorgebbaren Druckdifferenz in Öffnungsrichtung verstellbar ist. Außerdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Entlüften des Kurbelgehäuses einer Brennkraftmaschine, mit einem solchen Druckbegrenzungsventil.The invention relates to a pressure relief valve of a device for venting the crankcase of an internal combustion engine, wherein the pressure limiting valve is arranged in a crankcase ventilation gas from the crankcase of the engine laxative gas passage of the device, wherein the pressure relief valve has an adjustable between an end position in the closing direction and an open position valve body with a force acting in the closing direction is biased and which is adjustable by the crankcase ventilation gas upon reaching a predetermined pressure difference in the opening direction. Moreover, the invention relates to a device for venting the crankcase of an internal combustion engine, with such a pressure relief valve.
Ein Druckbegrenzungsventil und eine Vorrichtung zum Entlüften des Kurbelgehäuses einer Brennkraftmaschine der vorstehend genannten Art sind aus der Patentschrift
Für die vorliegende Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, ein Druckbegrenzungsventil einer Vorrichtung zum Entlüften des Kurbelgehäuses einer Brennkraftmaschine und eine Vorrichtung mit einem solchen Druckbegrenzungsventil anzugeben, die eine verbesserte Ölnebelabscheidung, insbesondere hinsichtlich feinerer Tröpfchen, bieten.For the present invention, therefore, the object is to provide a pressure relief valve of a device for venting the crankcase of an internal combustion engine and a device with such a pressure relief valve, which provide an improved oil mist separation, especially in terms of finer droplets.
Die Lösung des das Druckbegrenzungsventil betreffenden Teils der Aufgabe gelingt erfindungsgemäß mit einem Druckbegrenzungsventil der eingangs genannten Art, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass der Ventilkörper zumindest zum Teil aus einem gasdurchlässigen Medium gebildet ist, das in der Endstellung in Schließrichtung des Ventilkörpers von Kurbelgehäuseentlüftungsgas durchströmbar ist.The solution of the pressure relief valve part of the task succeeds according to the invention with a pressure relief valve of the type mentioned, which is characterized in that the valve body is at least partially formed of a gas-permeable medium which is flowed through in the end position in the closing direction of the valve body of crankcase ventilation gas.
Mit der Erfindung wird ein Druckbegrenzungsventil geschaffen, welches vorteilhaft in jeder seiner Stellungen eine Ölnebelabscheidung aus dem Kurbelgehäuseentlüftungsgas der Brennkraftmaschine bewirkt. In der Endstellung in Schließrichtung des Ventilkörpers strömt Kurbelgehäuseentlüftungsgas durch das gasdurchlässige Medium, aus welchem der Ventilkörper zumindest zum Teil besteht. Dabei kommt es an der Oberfläche und im Inneren des gasdurchlässigen Mediums zu einer Anlagerung von mit dem Gas zugeführten Öltröpfchen, wobei dieser Effekt bei geeigneter Gestaltung des gasdurchlässigen Mediums auch für feinere Öltröpfchen eintritt. Innerhalb des gasdurchlässigen Mediums vereinigen sich die kleinen Öltröpfchen zu größeren Tropfen und schließlich zu einem Ölfilm. Aus dem Medium kann das Öl über den Strömungsdruck des Gases in Form großer Tropfen oder als Film zur Reinseite transportiert werden und ist dann leicht abscheidbar und mittels Schwerkraft abführbar; bei geeigneter räumlicher Anordnung und Ausrichtung des Ventilkörpers kann das Öl auch zu einem Teil durch Schwerkraftwirkung aus dem Medium so abgeleitet werden, dass das Öl nicht wieder in den Gasstrom eintreten kann. Hierdurch wird ein großer Anteil des mitgeführten Ölnebels aus dem Gasstrom des Kurbelgehäuseentlüftungsgases entfernt. Dass schon bei in Endstellung in Schließrichtung befindlichem Ventilkörper Kurbelgehäuseentlüftungsgas durch diesen strömt, ist für das Entlüften des Kurbelgehäuses nicht nur nicht schädlich, sondern sogar nützlich. Wenn der Ventilkörper des Druckbegrenzungsventils bei Vorliegen entsprechender Betriebsbedingungen, das heißt bei einer entsprechend großen Druckdifferenz, in seine Öffnungsstellung bewegt wird, wird zusätzlich zu dem Strömungsweg durch das gasdurchlässige Medium ein paralleler, zweiter Strömungsweg durch den sich dann öffnenden Ventilspalt freigegeben. Auf diesem zweiten Strömungsweg erfolgt parallel zu der Abscheidung im gasdurchlässigen Medium eine Ölnebelabscheidung durch Strömungsumlenkung und Prallabscheidung im Bereich des Ventilkörpers, wobei das gasdurchlässige Medium aufgrund einer rauen und porösen Oberflächenstruktur auch bei der Prallabscheidung für einen hohen Wirkungsgrad sorgt, der deutlich besser ist als bei einer glatten Prallplatte nach dem Stand der Technik. Gleichzeitig kann auch bei geöffnetem Druckbegrenzungsventil immer noch ein Gasteilstrom durch das gasdurchlässige Medium strömen, wobei der zuvor beschriebene Abscheideeffekt auftritt. In einer ersten Einsatzphase ist das gasdurchlässige Medium noch maximal gasdurchlässig und es wird ein hoher Abscheidewirkungsgrad über die Ölnebelabscheidung im Medium erreicht. Im Laufe seiner Einsatzzeit setzt sich das gasdurchlässige Medium dann zwar zunehmend mit Ablagerungen aus dem Gasstrom zu, jedoch bleibt dann immer noch die Oberfläche des Mediums als Prallfläche für die Ölnebelabscheidung durch Prallabscheidung wirksam.With the invention, a pressure relief valve is provided, which advantageously causes an oil mist separation from the crankcase ventilation gas of the internal combustion engine in each of its positions. In the end position in the closing direction of the valve body, crankcase ventilation gas flows through the gas-permeable medium from which the valve body at least partially exists. It comes on the surface and in the interior of the gas-permeable medium to an accumulation of oil-supplied with the gas droplets, this effect also occurs for finer oil droplets with a suitable design of the gas-permeable medium. Within the gas-permeable medium, the small oil droplets combine to larger drops and finally to an oil film. From the medium, the oil can be transported via the flow pressure of the gas in the form of large drops or as a film to the clean side and is then easily separated and discharged by gravity; with a suitable spatial arrangement and orientation of the valve body, the oil can also be derived in part by gravity from the medium so that the oil can not re-enter the gas stream. As a result, a large proportion of entrained oil mist is removed from the gas flow of the crankcase ventilation gas. The fact that crankcase ventilation gas flows through the valve body in the end position in the closing direction is not only detrimental to the venting of the crankcase, but even useful. If the valve body of the pressure relief valve is moved in the presence of appropriate operating conditions, that is a correspondingly large pressure difference in its open position, in addition to the flow path through the gas-permeable medium, a parallel, second flow path is released through the then opening valve gap. In this second flow path is parallel to the deposition in the gas-permeable medium an oil mist separation by flow deflection and impact separation in the valve body, the gas-permeable medium due to a rough and porous surface structure also in the impact separation ensures high efficiency, which is significantly better than at one smooth baffle plate according to the prior art. At the same time, even with the pressure relief valve still open, a partial flow of gas can still flow through the gas-permeable medium, the precipitation effect described above occurring. In a first operational phase the gas-permeable medium is still permeable to a maximum of gas and it is achieved a high Abscheidewirkungsgrad over the oil mist separation in the medium. In the course of its service life, the gas-permeable medium is then increasingly with deposits from the gas stream, but then still the surface of the medium remains effective as a baffle for oil mist separation by impact deposition.
Dabei ist das gasdurchlässige Medium bevorzugt ein Fasermedium, da ein solches Medium die erforderlichen Eigenschaften aufweist und dabei kostengünstig ist.In this case, the gas-permeable medium is preferably a fibrous medium, since such a medium has the required properties and is inexpensive.
Bevorzugt ist weiter vorgesehen, dass das gasdurchlässige Medium ein Filz oder Vlies oder Papier ist. Diese Medien bieten günstige strukturelle Eigenschaften für den vorgesehenen Verwendungszweck und sind zudem kostengünstige Materialien, die leicht verarbeitbar sind. Außerdem können sie hinsichtlich ihrer Eigenschaften, wie Strömungswiderstand oder Benetzbarkeit mit Öl, bedarfsgerecht verändert und eingestellt werden, was eine Optimierung der Ölnebelabscheidung für verschiedene Einsatzbedingungen erlaubt.Preferably, it is further provided that the gas-permeable medium is a felt or fleece or paper. These media offer favorable structural properties for the intended use and are also inexpensive materials that are easy to process. In addition, they can be varied and adjusted as required in terms of their properties, such as flow resistance or wettability with oil, which allows an optimization of the oil mist separation for different conditions of use.
Eine weitere Ausgestaltung schlägt vor, dass das gasdurchlässige Medium aus Naturfasern oder Kunststofffasern oder Metallfasern oder Glasfasern oder Kohlenstofffasern oder Mineralfasern oder einer Mischung aus zwei oder mehr dieser Fasern besteht. Das gasdurchlässige Medium kann damit hinsichtlich seiner verschiedenen Eigenschaften, wie Strömungswiderstand, Oberflächeneigenschaften, Temperaturfestigkeit, chemische Beständigkeit etc., für die jeweils vorliegenden Einsatzbedingungen bedarfsgerecht ausgewählt und optimiert werden.Another embodiment proposes that the gas-permeable medium consists of natural fibers or synthetic fibers or metal fibers or glass fibers or carbon fibers or mineral fibers or a mixture of two or more of these fibers. The gas-permeable medium can thus be selected and optimized in terms of its various properties, such as flow resistance, surface properties, temperature resistance, chemical resistance, etc., for the particular conditions of use in each case.
Damit das gasdurchlässige Medium über die vorgesehene Einsatzzeit einen sicheren Zusammenhalt und eine dauerhafte Formbeständigkeit behält, sind vorzugsweise die Fasern des gasdurchlässigen Mediums miteinander vernadelt oder wasserstrahlverfestigt oder verklebt oder versintert.So that the gas-permeable medium retains a secure cohesion and a permanent dimensional stability over the intended operating time, the fibers of the gas-permeable medium are preferably needled or hydroentangled or glued or sintered together.
Um den Ventilkörper insgesamt mechanisch ausreichend stabil zu machen, ohne seine Durchlässigkeit für das Kurbelgehäuseentlüftungsgas nennenswert zu beeinträchtigen, wird bevorzugt vorgeschlagen, dass der Ventilkörper durch einen gitterartigen Träger und wenigstens einen von dem Träger getragenen Körper aus dem gasdurchlässigen Medium gebildet ist. Der Körper aus dem gasdurchlässigen Medium kann dabei dauerhaft mit dem Träger verbunden sein, beispielsweise durch Verkleben oder Verschweißen. Alternativ besteht die Möglichkeit, den Körper aus dem gasdurchlässigen Medium lösbar mit dem Träger zu verbinden, z. B. zu verklemmen oder zu verhaken oder zu verkletten, so dass bei Bedarf der Körper aus dem gasdurchlässigen Medium unter Weiterverwendung des Trägers ausgetauscht werden kann.In order to make the valve body as a whole sufficiently mechanically stable, without significantly affecting its permeability to the crankcase ventilation gas, it is preferably proposed that the valve body is formed by a grid-like carrier and at least one body carried by the carrier of the gas-permeable medium. The body of the gas-permeable medium can be permanently connected to the carrier, for example by gluing or welding. Alternatively, it is possible to detachably connect the body of the gas-permeable medium with the carrier, for. B. to jam or snag or verkletten, so that if necessary, the body can be replaced from the gas-permeable medium with further use of the wearer.
Wie oben erwähnt, ist der Ventilkörper mit einer in seiner Schließrichtung wirkenden Vorbelastungskraft beaufschlagt, wobei die Kraft so eingestellt ist, dass das Druckbegrenzungsventil bei einer vorgebbaren Druckdifferenz öffnet. Eine einfache und damit kostengünstige Möglichkeit zum Erzeugen der Vorbelastungskraft besteht darin, dass bevorzugt der Träger aus einem federnden Material besteht und so geformt und mit dem übrigen Druckbegrenzungsventil verbunden ist, dass er die in Schließrichtung auf den Ventilkörper wirkende Vorbelastungskraft selbst aufbringt. Eine separate Feder ist hier für das Erzeugen der Vorbelastungskraft vorteilhaft nicht erforderlich.As mentioned above, the valve body is acted upon by a biasing force acting in its closing direction, wherein the force is adjusted so that the pressure relief valve opens at a predeterminable pressure difference. A simple and thus cost-effective way to generate the biasing force is that preferably the carrier consists of a resilient material and is shaped and connected to the rest of the pressure relief valve, that it applies itself acting in the closing direction of the valve body biasing force. A separate spring is advantageously not required for generating the biasing force here.
In einer weiteren Ausgestaltung des Druckbegrenzungsventils ist vorgesehen, dass der Ventilkörper allein und vollständig durch einen selbsttragenden Körper aus dem gasdurchlässigen Medium gebildet ist. In dieser Ausgestaltung wird für den Ventilkörper nur das gasdurchlässige Medium verwendet, wodurch hier ein zusätzlicher Träger als Teil des Ventilkörpers entfällt.In a further embodiment of the pressure relief valve is provided that the valve body is formed solely and completely by a self-supporting body of the gas-permeable medium. In this embodiment, only the gas-permeable medium is used for the valve body, whereby here an additional carrier is omitted as part of the valve body.
Wenn der Ventilkörper selbst nicht dafür geeignet ist, die nötige Vorbelastungskraft in Schließrichtung aufzubringen, dann wird zweckmäßig die in Schließrichtung wirkende Vorbelastungskraft durch mindestens eine den Ventilkörper beaufschlagende Feder erzeugt.If the valve body itself is not suitable to apply the necessary biasing force in the closing direction, then the biasing force acting in the closing direction is expediently generated by at least one spring acting on the valve body.
Der Ventilkörper des Druckbegrenzungsventils kann geometrisch unterschiedlich gestaltet sein; bevorzugt ist aber der Ventilkörper entweder tellerförmig mit einem rückseitigen Führungsschaft oder flach blattfederartig ausgeführt. In beiden Ausführungen ist der Ventilkörper günstig als Massenteil herstellbar und kann mit geringem Aufwand mit dem übrigen Ventil verbunden und darin verstellbar geführt werden.The valve body of the pressure relief valve may be designed geometrically different; but preferably the valve body is either plate-shaped with a rear guide shaft or flat leaf spring-like design. In both embodiments, the valve body is low mass produced and can be connected with little effort to the rest of the valve and performed adjustable.
Für eine wirksame Ölnebelabscheidung mittels Prallabscheidung ist eine scharfe Strömungsumlenkung günstig. Um eine solche scharfe Strömungsumlenkung im Bereich des Druckbegrenzungsventils zu fördern, ist bevorzugt ein mit dem Ventilkörper zusammenwirkender Ventilsitz durch eine Anordnung mehrerer zueinander paralleler, senkrecht zu einer dem Ventilsitz zugewandten Vorderseite des Ventilkörpers verlaufender Gasleitkanäle ausgebildet. Die Gasleitkanäle wirken als Strömunggleichrichter, der dafür sorgt, dass die Gasströmung praktisch an jeder Stelle des Ventilkörpers unter einem im Wesentlichen rechten Winkel auf diesen auftrifft. Da der Abstand zwischen dem Ventilsitz und dem Ventilkörper auch in dessen Endstellung in Öffnungsrichtung nur relativ klein ist, beschreibt die Gasströmung hier also eine scharfe Umlenkung um 90°, der die meisten mitgeführten Öltröpfchen wegen ihrer Massenträgheit nicht folgen können. Dies führt zu einem Auftreffen der Öltröpfchen auf der dem Ventilsitz zugewandten Seite des Ventilkörpers, wo sich zweckmäßig der Körper aus dem gasdurchlässigen Medium befindet, oder, mit anderen Worten, zu einer Prallabscheidung.For an effective oil mist separation by means of impact separation, a sharp flow deflection is favorable. In order to promote such a sharp flow deflection in the region of the pressure relief valve, a valve seat cooperating with the valve body is preferably an arrangement of a plurality of mutually parallel, perpendicular to a valve seat facing the front side of the valve body running gas ducts formed. The gas ducts act as a flow rectifier, which ensures that the gas flow impinges on virtually every point of the valve body at a substantially right angle. Since the distance between the valve seat and the valve body is relatively small even in its end position in the opening direction, the gas flow here thus describes a sharp deflection of 90 °, which can not follow most entrained oil droplets because of their inertia. This leads to an impact of the oil droplets on the valve seat facing side of the valve body, where expediently the body is made of the gas-permeable medium, or, in other words, to an impact separation.
Um eine über ausreichend lange Betriebszeiten wirksame Funktion des Körpers aus dem gasdurchlässigen Medium in dem Druckbegrenzungsventil zu gewährleisten, ist es zweckmäßig, das gasdurchlässige Medium gegen mechanische Beschädigungen zu schützen. Zu diesem Zweck schlägt die Erfindung vor, dass der Ventilkörper und/oder ein mit dem Ventilkörper zusammenwirkender Ventilsitz Anschlagmittel aufweisen, die in Endstellung in Schließrichtung des Ventilkörpers den Körper aus dem gasdurchlässigen Medium auf Abstand von dem Ventilsitz halten. Zum einen wird so vermieden, dass das gasdurchlässige Medium durch Andrücken an den Ventilsitz, in unerwünschtem Maße verdichtet wird. Außerdem wird so verhindert, dass das gasdurchlässige Medium bei Frost und Anwesenheit von Feuchtigkeit an dem Ventilsitz anfrieren kann. Ein für die Funktion des gasdurchlässigen Mediums schädliches Ausreißen von Teilen, wie Fasern, aus dem Körper aus dem gasdurchlässigen Medium kann so vermieden werden.In order to ensure a function of the body permeable to the gas-permeable medium in the pressure-limiting valve over a sufficiently long operating time, it is expedient to protect the gas-permeable medium against mechanical damage. For this purpose, the invention proposes that the valve body and / or a valve seat cooperating with the valve seat have stop means which hold the body of the gas-permeable medium at a distance from the valve seat in the end position in the closing direction of the valve body. On the one hand, it is thus avoided that the gas-permeable medium is compressed to an undesired degree by pressing against the valve seat. In addition, it is thus prevented that the gas-permeable medium may freeze in frost and presence of moisture on the valve seat. A harmful to the function of the gas-permeable medium tearing of parts, such as fibers, from the body of the gas-permeable medium can be avoided.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Druckbegrenzungsventil eine in Schließrichtung des Ventilkörpers auf diesen wirkende, in Endstellung in Schließrichtung des Ventilkörpers einen verbleibenden Ventilspalt offen haltende Verstellwegbegrenzung aufweist. In dieser Ausführung des Ventils fließen schon bei in seiner Endstellung in Schließrichtung befindlichem Ventilkörper zwei Gasteilströme durch das Ventil, nämlich ein erster Teilstrom durch den offengehaltenen Ventilspalt und ein zweiter Teilstrom durch das gasdurchlässige Medium. Dabei wird aus beiden Teilströmen Ölnebel abgeschieden. Mit dieser Ausführung des Druckbegrenzungsventils wird die vorteilhafte Möglichkeit geschaffen, mit Ausnahme der Verstellwegbegrenzung identische und baugleiche Druckbegrenzungsventile für unterschiedliche Anwendungen, insbesondere für Brennkraftmaschinen mit unterschiedlich großen Volumenströmen an Kurbelgehäuseentlüftungsgas, einzusetzen. Die Charakteristik des Druckbegrenzungsventils kann so z. B. allein durch Veränderung der Verstellwegbegrenzung verändert und für die jeweils zugehörige Brennkraftmaschine optimiert werden. Dabei wird bei Brennkraftmaschinen mit kleineren Volumenströmen an Kurbelgehäuseentlüftungsgas der in Endstellung in Schließrichtung des Ventilkörpers verbleibende Ventilspalt klein gehalten oder auf den Ventilspalt ganz verzichtet, während bei größeren Brennkraftmaschinen der in Endstellung in Schließrichtung des Ventilkörpers verbleibende Ventilspalt größer gehalten wird. Die Verstellwegbegrenzung kann dabei fix oder auch verstellbar ausgeführt sein.A further development of the invention provides that the pressure relief valve has an adjustment travel limit which acts in the closing direction of the valve body and acts on the valve body in the closing direction in the closing direction of the valve body. In this embodiment of the valve already flow in its end position in the closing direction of the valve body two partial gas flows through the valve, namely a first partial flow through the open-held valve gap and a second partial flow through the gas-permeable medium. In this case, oil mist is separated from both partial streams. With this embodiment of the pressure relief valve, the advantageous possibility is created, with the exception of Verstellwegbegrenzung identical and identical pressure relief valves for different applications, especially for internal combustion engines with different sized flow rates of crankcase ventilation gas to use. The characteristic of the pressure relief valve can be such. B. changed solely by changing the Verstellwegbegrenzung and optimized for each associated internal combustion engine. In the case of internal combustion engines with smaller volumetric flows of crankcase ventilation gas, the valve gap remaining in the closing direction of the valve body is kept small or the valve gap is completely dispensed with, while with larger internal combustion engines the valve gap remaining in the end position in the closing direction of the valve body is kept larger. The Verstellwegbegrenzung can be made fixed or adjustable.
Die Lösung des zweiten Teils der Aufgabe, betreffend die Vorrichtung zum Entlüften des Kurbelgehäuses einer Brennkraftmaschine, gelingt erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 14, welche gekennzeichnet ist durch ein Druckbegrenzungsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wie vorstehend beschrieben. In einer solchen Vorrichtung ist das Druckbegrenzungsventil mit großem technischen Nutzen einsetzbar, wodurch die Vorrichtung insgesamt eine gute Ölnebelabscheidefunktion erhält und das Kurbelgehäuse der zugehörigen Brennkraftmaschine zuverlässig gegen unzulässig hohe Drücke schützt.The solution of the second part of the object, relating to the device for venting the crankcase of an internal combustion engine, according to the invention with a device according to the preamble of
Eine erste Ausgestaltung der Vorrichtung sieht vor, dass diese wenigstens einen separaten Ölnebelabscheider, insbesondere einen Einzelzyklon- oder Multizyklon- oder Koaleszenz- oder Impaktorabscheider oder einen Tellerseparator oder ein Elektrofilter, aufweist und dass der Gaskanal, in dem das Druckbegrenzungsventil angeordnet ist, ein Ölnebelabscheiderumgehungskanal ist. In dieser Ausgestaltung sorgt der separate Ölnebelabscheider für die wesentliche Abscheidung von Ölnebel aus dem Kurbelgehäuseentlüftungsgas. Das in der Vorrichtung vorhandene Druckbegrenzungsventil trägt parallel zu dem separaten Ölnebelabscheider seinen Teil der Ölnebelabscheidung für den durch das Druckbegrenzungsventil mit in Endstellung in Schließrichtung befindlichem Ventilkörper, d. h. bei Normalbetrieb, fließenden Teilstrom des Kurbelgehäuseentlüftungsgases bei. Wenn der separate Ölnebelabscheider überlastet wird, was sich in einer erhöhten Druckdifferenz äußert, öffnet das Druckbegrenzungsventil und gibt einen vergrößerten Strömungsquerschnitt durch den Umgehungskanal zur Entlastung des Ölnebelabscheiders frei. Dabei sorgt das Druckbegrenzungsventil in Öffnungsstellung des Ventilkörpers durch Strömungsumlenkung und Prallabscheidung auch für eine gute Ölnebelabscheidung aus dem durch den nun offenen Ventilspalt strömenden Gasteilstrom.A first embodiment of the device provides that it has at least one separate oil mist separator, in particular a Einzelzyklon- or Multizyklon- or Koaleszenz- or Impaktorabscheider or a Tellerseparator or an electrostatic filter, and that the gas channel, in which the pressure relief valve is arranged, an oil mist separator bypass channel , In this embodiment, the separate oil mist separator provides for the substantial separation of oil mist from the crankcase ventilation gas. The existing in the device pressure relief valve carries parallel to the separate oil mist separator its part of the oil mist separation for the valve located in the end position in the closing direction by the pressure relief valve, d. H. in normal operation, flowing partial flow of the crankcase ventilation gas at. If the separate oil mist separator is overloaded, which manifests itself in an increased pressure difference, the pressure relief valve opens and releases an enlarged flow cross section through the bypass channel to relieve the oil mist separator. In the open position of the valve body by flow deflection and impact separation, the pressure limiting valve also ensures good oil mist separation from the gas partial flow flowing through the now open valve gap.
In einer alternativen Ausführung der Vorrichtung ist das Druckbegrenzungsventil das einzige Mittel der Vorrichtung zum Abscheiden von Ölnebel aus dem Kurbelgehäuseentlüftungsgas. In dieser Ausführung ohne einen separaten Ölnebelabscheider kann die Vorrichtung besonders einfach und besonders platzsparend ausgeführt werden, womit auch besonders niedrige Herstellungskosten bei einem zwar niedrigeren, aber dennoch in vielen Anwendungsfällen noch akzeptablen Ölnebelabscheidewirkungsgrad erreicht werden.In an alternative embodiment of the device, the pressure relief valve is the only means of the device for separating oil mist from the crankcase ventilation gas. In this version without a separate oil mist separator, the device can be particularly simple and very space-saving be executed, which also particularly low production costs are achieved at a lower, but still acceptable in many applications Ölnebelabscheidewirkungsgrad.
Um bei Anwendungsfällen, in denen zeitweise besonders große Volumenströme an Kurbelgehäuseentlüftungsgas anfallen, auch unter extremen Bedingungen den Druck im Kurbelgehäuse unter einem vorgesehenen Höchstdruck zu halten und dabei noch eine gute Ölnebelabscheidung zu gewährleisten, kann zweckmäßig die Vorrichtung mehrere parallel geschaltete Druckbegrenzungsventile aufweisen. Die einzelnen Druckbegrenzungsventile und deren Abstand zwischen Ventilkörper und -sitz in Öffnungsstellung können dann relativ klein bleiben, wodurch dann auch in jedem Druckbegrenzungsventil in dessen Öffnungsstellung eine scharfe Strömungsumlenkung und wirksame Prallabscheidung erhalten bleibt. In der Summe sind die mehreren Druckbegrenzungsventile somit in der Lage, einen höheren Anteil von Öltröpfchen, insbesondere kleineren Öltröpfchen, aus dem Gasstrom des Kurbelgehäuseentlüftungsgases abzuscheiden als ein einziges Druckbegrenzungsventil mit entsprechend größerer Fläche und größerem Abstand zwischen Ventilkörper und -sitz in Öffnungsstellung.In order to keep the pressure in the crankcase under a maximum pressure provided under extreme conditions in which at times particularly large volume flows of crankcase ventilation gas, while still ensuring a good oil mist separation, the device may suitably have a plurality of pressure relief valves connected in parallel. The individual pressure relief valves and their distance between the valve body and seat in the open position can then remain relatively small, which then also in each pressure relief valve in the open position, a sharp flow deflection and effective impact separation is maintained. In sum, the plurality of pressure relief valves are thus able to separate a higher proportion of oil droplets, especially smaller oil droplets, from the gas flow of the crankcase ventilation gas as a single pressure relief valve with a correspondingly larger area and greater distance between the valve body and seat in the open position.
Um bei der bedarfsweise nötigen Druckentlastung über mehrere Druckbegrenzungsventile ein weiches Ansprechen oder Auslösen zu erzielen, wird bevorzugt vorgeschlagen, dass die mehreren Druckbegrenzungsventile unterschiedliche Öffnungsdrücke aufweisen. Damit wird erreicht, dass die Druckbegrenzungsventile nicht alle gleichzeitig sondern nacheinander öffnen und dass auch nur so viele Druckbegrenzungsventile geöffnet werden, wie für die jeweilige Druckentlastung benötigt werden. Die unterschiedlichen Öffnungsdrücke der mehreren Druckbegrenzungsventile können z. B. dadurch erreicht werden, dass deren Ventilkörper unterschiedlich große wirksame Flächen, unterschiedliche Vorbelastungskräfte und/oder Körper aus gasdurchlässigen Medien unterschiedlicher Porosität aufweisen.In order to achieve a soft response or triggering in the pressure relief necessary for several pressure relief valves, it is preferably proposed that the plurality of pressure relief valves have different opening pressures. This ensures that the pressure relief valves do not all open simultaneously but one after the other, and that only as many pressure relief valves are opened as are required for the respective pressure relief. The different opening pressures of the plurality of pressure relief valves may, for. B. be achieved in that the valve body have different sized effective surfaces, different biasing forces and / or body of gas permeable media of different porosity.
Um Fertigung und Montage möglichst einfach zu halten, ist die Vorrichtung bevorzugt in Form eines an die Brennkraftmaschine als Einheit anbaubaren Moduls ausgeführt, das neben dem mindestens einen Druckbegrenzungsventil noch mindestens einen Ölnebelabscheider und/oder ein Kurbelgehäusedruckregelventil und/oder einen abgeschiedenes Öl aufnehmenden Sammelraum, ggf. mit Ölrückführung zum Ölsumpf der zugehörigen Brennkraftamschine, aufweist. Hiermit ist eine mehr oder weniger weit gehende Integration von verschiedenen Funktionen in das Modul möglich, welches selbst zweckmäßig über eine Flanschverbindung mit gleichzeitiger Herstellung der benötigten Strömungsverbindung mit der zugehörigen Brennkraftmaschine verbindbar ist.In order to keep manufacturing and assembly as simple as possible, the device is preferably designed in the form of a module to be mounted on the engine as a unit, in addition to the at least one pressure relief valve still at least one oil mist and / or a crankcase pressure control valve and / or a separate oil receiving plenum, if necessary with oil return to the oil sump of the associated Brennkraftamschine having. This is a more or less extensive integration of various functions in the module possible, which is itself useful connectable via a flange with simultaneous production of the required flow connection with the associated internal combustion engine.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung erläutert. Die Figuren der Zeichnung zeigen:In the following, embodiments of the invention will be explained with reference to a drawing. The figures of the drawing show:
Mittels seines Führungsschafts
Der Fasermediumkörper
Wenn beiderseits des Ventilkörpers
Mittels der Anschlagmittel
In
Eine noch weitere Ausführung des Druckbegrenzungsventils
In der in
Die
In
Beim Öffnen des Druckbegrenzungsventils mit dem Ventilkörper
In den
Gemäß dem Schnitt in
In
Unterhalb und radial außen von dem Ventilsitz
In Betriebszuständen, in denen zwischen Rohgasbereich
Sobald ein Betriebszustand auftritt, in dem die Druckdifferenz zwischen Rohgasbereich
Wenn sich der Fasermediumkörper
Neben dem Druckbegrenzungsventil
Als weitere Funktionseinheit ist in dem Modul
Schließlich besitzt das dargestellte Modul
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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