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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf eine Vorrichtung und ein Verfahren für einen Verbrennungsmotor und insbesondere auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Durchlüften eines Motorkurbelgehäuses.
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Hintergrund
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In Verbrennungsmotoren, einschließlich Diesel- und Ottomotoren, wird eine Brennstoff-Luft-Mischung in Verbrennungszylindern verbrannt. Sich hin und her bewegende Kolben in den Verbrennungszylindern werden zwischen oberen Totpunkt- und unteren Totpunktpositionen durch eine Kurbelwelle bewegt, die unter den Zylindern in einem Kurbelgehäuse positioniert ist. Während sich jeder Kolben in Richtung seiner oberen Totpunktposition bewegt, komprimiert er die Brennstoff-Luft-Mischung in der Brennkammer über dem Kolben. Die komprimierte Mischung verbrennt und expandiert, was den Kolben nach unten in Richtung seiner unteren Totpunktposition treibt.
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Die Abgase des Motors werden typischerweise aus den Verbrennungszylindern des Motors durch einen Abgaskamin bzw. Abgasstutzen oder ein Endrohr in die Atmosphäre abgegeben. Diese Abgase können jedoch eine komplexe Mischung von Luftschadstoffen enthalten, die als Nebenprodukte des Verbrennungsprozesses erzeugt werden, und es kann wünschenswert sein, die Menge an solchen Schadstoffen zu reduzieren, die in die Atmosphäre abgegeben wird. Aufgrund einer gesteigerten Rücksichtnahme auf die Umwelt sind Abgasemissionsstandards strenger geworden. Die Menge an Schadstoffen, die von einem Motor in die Atmosphäre emittiert wird, kann reguliert werden, abhängig vom Motortyp, der Größe des Motors und/oder der Klasse des Motors.
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Ein Verfahren, das von Motorherstellern implementiert worden ist, um die Regulierung von Abgasemissionen einzuhalten, beinhaltet das Nutzen eines Abgasrückführungs- bzw. AGR-Systems. AGR-Systeme arbeiten typischerweise durch Rückzirkulieren bzw. Rückführen eines Teils des Abgases, das von dem Motor erzeugt wird, zurück zu dem Einlass des Motors, um mit frischer Verbrennungsluft vermischt zu werden. Die sich ergebende Mischung kann eine niedrigere Verbrennungstemperatur bewirken und kann darauffolgend eine verringerte Menge an geregelten Schadstoffen erzeugen.
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Anstatt von dem Motor ausgegeben zu werden, können jedoch einige der Verbrennungsnebenprodukte in das Kurbelgehäuse eintreten, indem sie an Dichtungsringen um die Kolben vorbei blasen bzw. lecken, und können daher als ”Blow-By-Gase” bzw. Leckgase oder einfach als ”Blow-By” bzw. Leckage bezeichnet werden. Leckgase können Verunreinigungen enthalten, die normalerweise in Abgasen zu finden sind, wie beispielsweise Kohlenwasserstoff (HC), Kohlenmonoxid (CO), NOx, Ruß und nicht verbrannten oder teilweise verbrannten Brennstoff. Da das Kurbelgehäuse teilweise mit Schmieröl gefüllt ist, welches in Kontakt mit heißen Motorkomponenten ist und bei hohen Temperaturen bewegt wird, können Leckgase auch Öltropfen oder Öldampf enthalten. Zusätzlich kann das Kurbelgehäuse eine Konzentration von einer oder mehreren gasförmigen Komponenten enthalten, wie beispielsweise Sauerstoff, der in der Luft in dem Kurbelgehäuse enthalten ist.
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Wenn sich Leckgase in dem Kurbelgehäuse ansammeln, kann das Kurbelgehäuse entlüftet werden, um die Leckgase zu entfernen um den Druck in dem Kurbelgehäuse abzulassen, und um einen Anteil einer gasförmigen Komponente (z. B. Sauerstoff) aus dem Kurbelgehäuse zu entfernen. Einige Systeme entlüften die Leckgase direkt in die Atmosphäre. Da jedoch die Verunreinigungen in den Leckgasen der Umwelt schaden können, wurden andere Kurbelgehäuseentlüftungen untersucht. Zum Beispiel offenbart das
US-Patent Nr. 7,159,386 an Opris (”Opris”) ein Kurbelgehäuseentlüftungssystem für einen Verbrennungsmotor, wobei Kurbelgehäuseabgase an eine Hauptabgasleitung geleitet werden, die sich von einer Motorabgassammelleitung erstreckt. Insbesondere vereinigen sich Kurbelgehäuseabgase mit der Hauptabgassammelleitung stromabwärts einer Partikelfalle, die in der Hauptabgasleitung angeordnet ist. Gemäß Opris können, da der Druck der Abgase in der Hauptabgasleitung stromabwärts der Partikelfalle geringer sein kann als die Drücke in dem Kurbelgehäuse des Motors, Kurbelgehäuseabgase von dem Kurbelgehäuse zur Hauptabgasleitung ohne die Unterstützung einer Pumpe strömen.
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Das Kurbelgehäuseentlüftungssystem, das von Opris beschrieben ist, beinhaltet auch ein AGR-System, das Hauptabgase von der Hauptabgasleitung extrahieren kann und die extrahierten Hauptabgase zurück an einen Lufteinlass leiten kann, um erneut in die Brennkammern des Motors eingeführt zu werden. Die Abgase, die durch das AGR-System fließen, das von Opris offenbart ist, werden jedoch nicht durch das Kurbelgehäuse zur Kurbelgehäuseentlüftung geleitet.
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Wie oben bemerkt, kann die Kurbelgehäuseentlüftung verwendet werden, um Abgas zusammen mit einer oder mehreren gasförmigen Komponenten aus dem Kurbelgehäuse zu entfernen. Da sich Öltropfen oder Öldampf in dem Kurbelgehäuse während eines normalen Motorbetriebs ansammeln kann, kann Öldampf während einer Entlüftung in die Atmosphäre abgegeben werden, was zu Abgasemissionen beiträgt. Während eine Ölfiltervorrichtung, wie beispielsweise ein Ölabscheider, in ein Kurbelgehäuseentlüftungssystem aufgenommen werden kann, um den Öldampf zu minimieren, der in die Atmosphäre abgegeben wird, können einige Öldämpfe immer noch in die Atmosphäre abgegeben werden.
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Das offenbarte Motorsystem und Verfahren sind auf das Überwinden eines oder mehrere der oben dargelegten Probleme und/oder anderer Probleme des Standes der Technik gerichtet.
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Zusammenfassung
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Gemäß einem Aspekt wird ein Entlüftungssystem offenbart. Das Entlüftungssystem kann Folgendes aufweisen: eine erste Leitung, die konfiguriert ist, um ein Abgassystem des Motors mit einem Kurbelgehäuse des Motors zu verbinden, eine zweite Leitung, die konfiguriert ist, um eine Verbindung mit einer Entlüftungsöffnung des Kurbelgehäuses herzustellen und ein Ventil, das in der zweiten Leitung angeordnet ist. Zusätzlich kann das Entlüftungssystem einen Sensor aufweisen, der konfiguriert ist, um ein Signal zu erzeugen, das eine Konzentration einer gasförmigen Komponente in dem Kurbelgehäuse des Motors anzeigt, und eine Steuervorrichtung, die mit dem Ventil und dem Sensor in Verbindung steht, wobei die Steuervorrichtung konfiguriert ist, um selektiv das Ventil basierend auf dem Signal zu bewegen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Motor offenbart. Der Motor kann einen Motorblock und einen Zylinderkopf, der mit dem Motorblock verbunden ist und zusammen mit dem Motorblock zumindest teilweise einen Zylinder definiert, aufweisen. Ein Kurbelgehäuse kann mit dem Motorblock gegenüber dem Zylinderkopf verbunden sein. Der Motor kann weiter ein Abgassystem, das strömungsmittelmäßig mit dem Zylinder verbunden ist, und eine Entlüftungsöffnung, die strömungsmittelmäßig mit einem Innenraum des Kurbelgehäuses verbunden ist, aufweisen. Zusätzlich kann eine erste Leitung strömungsmittelmäßig zwischen dem Abgassystem und dem Kurbelgehäuse angeschlossen sein, und eine zweite Leitung kann strömungsmittelmäßig mit der Entlüftungsöffnung verbunden sein.
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Gemäß noch einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Durchlüften eines Motorkurbelgehäuses offenbart. Das Verfahren kann Leiten eines Stroms von Abgas von einem Motor in das Motorkurbelgehäuse, Abfühlen einer Konzentration einer gasförmigen Komponente innerhalb des Motorkurbelgehäuses und selektives Einschränken des Abgasstroms aus dem Kurbelgehäuse basierend auf der Konzentration aufweisen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine schematische Darstellung eines Motorsystems gemäß einem beispielhaften offenbarten Ausführungsbeispiel.
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Detaillierte Beschreibung
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1 veranschaulicht einen beispielhaften Verbrennungsmotor 10 mit einem Entlüftungssystem. Der Motor 10 kann irgendein Typ von Verbrennungsmotor sein, wie beispielsweise ein Zwei-Takt- oder Vier-Takt-Otto- oder -Dieselmotor. Zusätzlich kann der Motor natürlich beatmet sein oder kann Aufladung, wie beispielsweise Turboaufladung oder Super- bzw. Kompressoraufladung aufweisen.
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Der Motor 10 kann einen Motorblock 12 und einen Zylinderkopf 13 aufweisen, der mit dem Motorblock 12 verbunden ist und zusammen mit dem Motorblock 12 zumindest teilweise einen Zylinder 14 definiert. Der Zylinder 14, der, wie in 1 gezeigt ist, eine Vielzahl von Zylindern 14 sein kann, kann mit den Einlass- und Auslasskomponenten verbunden sein. In einigen Fällen können die Einlasskomponenten eine Einlassleitung 16 aufweisen, die mit einer Einlasssammelleitung 18 (die auch als Einlasssystem bezeichnet wird) verbunden ist, und die Auslasskomponenten können eine Hauptabgasleitung 22 aufweisen, die mit einer Abgassammelleitung 20 (die auch als Abgassystem bezeichnet wird) verbunden ist. Der Motor 10 beinhaltet ein Kurbelgehäuse 15, das mit dem Motorblock 12 verbunden ist, das dem Zylinderkopf 13 gegenüberliegt. Das Kurbelgehäuse 15 kann eine (nicht gezeigte) Kurbelwelle beherbergen, um (nicht gezeigte) Kolben in den Verbrennungszylindern 14 zu bewegen. So wie er hierin verwendet wird, bedeutet der Ausdruck ”verbunden” strömungsmittelmäßig und/oder physisch verbunden, und zwar in Übereinstimmung mit der Vorrichtung 10, die in 1 gezeigt ist, sofern dies nicht anders spezifiziert ist.
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Der Motor kann auch ein AGR-System 28 aufweisen, das von der Hauptabgasleitung 22 abzweigt. Das AGR-System 28 kann eine AGR-Leitung 30 aufweisen, die an einem Ende mit der Hauptabgasleitung 22 verbunden ist und an dem gegenüberliegenden Ende mit der Einlassleitung 16 verbunden ist. In einigen Fällen kann das AGR-System 28 auch einen AGR-Kühler 32 aufweisen, der konfiguriert ist, um das Abgas (aus als Abgas-Strom bezeichnet) zu kühlen, das durch das AGR-System 28 fließt.
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Wie in 1 gezeigt, kann eine Kurbelgehäuseeinlassleitung 38 von der AGR-Leitung 30 abzweigen und mit dem Kurbelgehäuse 15 verbunden sein. In einigen Fällen kann die Kurbelgehäuseeinlassleitung 38 ein Kurbelgehäuseeinlassventil 34 aufweisen, das konfiguriert ist, um selektiv einen Teil des Abgases, der rückgeführt bzw. rückzirkuliert wird, durch das AGR-System 28 in das Kurbelgehäuse 15 einzuführen. Die Stelle an dem Kurbelgehäuse 15, an der die Kurbelgehäuseeinlassleitung 38 angeschlossen ist, kann auch als Kurbelgehäuseentlüftungseinlass bezeichnet werden.
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Auf der anderen Seite des Kurbelgehäuses 15 kann es eine Öffnung (die auch als Entlüftungsöffnung bezeichnet wird) geben, die strömungsmittelmäßig mit dem Innenraum des Kurbelgehäuses 15 verbunden ist. Ein Kurbelgehäuseauslasssystem 35 kann strömungsmittelmäßig das Kurbelgehäuse 15 mit der Entlüftungsöffnung verbinden. Das Kurbelgehäuseauslasssystem 35 kann eine Kurbelgehäuseauslassleitung 24 (die auch als Kurbelgehäuseentlüftungsleitung bezeichnet wird), die strömungsmittelmäßig mit der Entlüftungsöffnung verbunden ist, und ein Kurbelgehäuseauslassventil 36 aufweisen. Die Kurbelgehäuseauslassleitung 24 kann mit dem Kurbelgehäuse 15 verbunden sein, und die Stelle an dem Kurbelgehäuse, an der die Kurbelgehäuseauslassleitung 24 angeschlossen ist kann als Kurbelgehäuseentlüftungsauslass bezeichnet werden. Obwohl sie schematisch auf unterschiedlichen Seiten des Kurbelgehäuses 15 in 1 gezeigt sind, können die Kurbelgehäuseeinlassleitung 38 und die Kurbelgehäuseauslassleitung 24 auf derselben Seite des Kurbelgehäuses 15 angeordnet sein.
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Wie in 1 veranschaulicht ist, kann eine Steuervorrichtung 41 aufgenommen sein, um das Kurbelgehäuseauslassventil 36 elektrisch mit einem Sensor 40 zu verbinden, der in dem Kurbelgehäuse angeordnet ist. Der Sensor 40, der an irgendeiner Stelle in dem Kurbelgehäuse 15 angeordnet sein kann, kann konfiguriert sein, um eine Konzentration einer gasförmigen Komponente, die in dem Kurbelgehäuse 15 vorliegt, zu detektieren. In einem Fall kann der Sensor 40 ein Sauerstoffsensor sein. Obwohl dies nicht gezeigt ist, kann die Steuervorrichtung 41 auch elektrisch mit dem Kurbelgehäuseeinlassventil 34 verbunden sein.
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Ein Abscheider 26 kann auch in der Kurbelgehäuseauslassleitung 24 angeordnet sein, um Öl aus einem Kurbelgehäuseabgasstrom abzuscheiden, der durch die Auslassleitung 24 fließen kann, wie unten ausführlicher beschrieben ist. Die Komponenten des AGR-Systems 28 und des Kurbelgehäuseauslasssystems 35, die hierin beschrieben sind, können, ebenso wie jegliche zusätzlichen Abgasbehandlungseinrichtungen des Motors 10, gemeinsam das Kurbelgehäuseentlüftungssystem dieser Offenbarung bilden.
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Der Motor 10 kann zusätzliche Abgasbehandlungseinrichtungen aufweisen, die weiter atmosphärische Emissionen reduzieren können. Die Abgasbehandlungseinrichtungen können in der Hauptabgasleitung 22 und/oder der Kurbelgehäuseauslassleitung 24 angeordnet sein, um Partikelstoffe zu entfernen und/oder Gase zu katalysieren, die durch die Leitungen 22, 24 strömen. Zum Beispiel kann, wie in 1 gezeigt ist, die Hauptabgasleitung 22 einen Partikelfilter 27 aufweisen, der konfiguriert ist, um Partikelstoffe, wie beispielsweise Ruß und/oder Asche aus dem Abgasstrom zu entfernen. Der Partikelfilter 27 kann als ein Gitter, ein Sieb oder Ähnliches ausgebildet sein. In einigen Beispielen kann der Partikelfilter 27 katalytisch sein, oder eine separate (nicht gezeigte) Katalysatoreinheit kann in der Hauptabgasleitung 22 stromaufwärts der AGR-Leitung 30 angeordnet sein, um das Abgas zu katalysieren. Auch wenn 1 den Partikelfilter 27 so zeigt, dass er stromaufwärts der AGR-Leitung 30 angeordnet ist, kann bzw. können in einigen Fällen der Partikelfilter 27 und/oder jegliche separate(n) Katalysatoreinheit(en), die in der Hauptabgasleitung 22 angeordnet sind, stromabwärts der AGR-Leitung 30 angeordnet sein.
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Wie in 1 veranschaulicht, kann der Motor 10, zusätzlich zu dem Partikelfilter 27, eine separate Katalysatoreinheit 42 aufweisen, die in der Kurbelgehäuseauslassleitung 24 angeordnet ist, so dass das Kurbelgehäuseabgas katalysiert werden kann, bevor es in die Atmosphäre entlüftet wird. Der Katalysator, der für den Partikelfilter 27 und/oder die Katalysatoreinheit 42 verwendet wird, kann ein Oxidationskatalysator sein, wie beispielsweise ein Dieseloxidationskatalysator, der konfiguriert ist, um Schadstoffe, wie beispielsweise HC und/oder CO zu entfernen (d. h. zu oxidieren). Alternativ oder zusätzlich kann auch ein Reduktionskatalysator zum Entfernen (d. h. zum Reduzieren) von Schadstoffen, wie beispielsweise NOx, enthalten sein. Weiter kann die Katalysatoreinheit 42 konfiguriert sein, um die lösliche organische Fraktion bzw. SOF (SOF = soluble organic fraction) zu entfernen, welche in erster Linie Motoröl ist. Obwohl dies nicht in 1 gezeigt ist, kann die Katalysatoreinheit 42 auch eine Heizeinrichtung aufweisen, um die Katalysatoreinheit 42 auf einer erwünschten Betriebstemperatur (z. B. wenigstens ungefähr 150°C) zu halten. Jegliche Art von Heizeinrichtung kann verwendet werden, wie beispielsweise elektrische Heizelemente und Brenner.
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Ein Verfahren zum Betreiben des Motors 10 wird nun beschrieben. In einigen Fällen kann dieses Verfahren verwendet werden, um Abgas und verschiedene gasförmige Komponenten (z. B. Sauerstoff) aus dem Kurbelgehäuse zu spülen bzw. auszulüften. Während des Betriebs kann Luft aus der Atmosphäre angesaugt werden, von einem (nicht gezeigten) Kompressor unter Druck gesetzt werden, und kann in die Verbrennungszylinder 14 mittels der Einlassleitung 16 zu der Einlasssammelleitung 18 geleitet werden. Zu jeglicher Zeit vor, während und/oder nach dem Eintritt der Druckluft kann Brennstoff geliefert und mit der Luft in den Verbrennungszylindern 14 gemischt werden. Die Bewegung von (nicht gezeigten) Kolben kann zu einer Verbrennung der Brennstoff/Luft-Mischung und zur Erzeugung von Abgas führen. Das Abgas kann aus der Abgassammelleitung 20 heraus und in die Hauptabgasleitung 22 fließen.
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Von der Hauptabgasleitung 22 kann ein Teil des Abgases in die AGR-Leitung 30 fließen, um in das AGR-System 28 einzutreten. Wie in 1 gezeigt, kann das Abgas vor dem Fließen in das AGR-System 28 zuerst durch den Partikelfilter 27 fließen, welcher, wie oben beschrieben ist, ein katalytischer Partikelfilter 27 sein kann. In dem AGR-System 28 kann das Abgas gekühlt werden, wenn es durch den AGR-Kühler 32 fließt. Obwohl der Motor 10, der in 1 gezeigt ist, einen AGR-Kühler 32 beinhaltet, kann das AGR-System 28 in einigen Fällen keinen AGR-Kühler oder jeglichen anderen Kühlmechanismus aufweisen.
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Der Strom von Abgas teilt sich an der Stelle auf, wo die Kurbelgehäuseeinlassleitung 38 von der AGR-Leitung 30 abzweigt. Ein Teil des Abgases in dem AGR-System 28 kann durch die Kurbelgehäuseeinlassleitung 38 strömen, während ein verbleibender Teil des Abgases durch die AGR-Leitung 30 strömen kann, bis er die Einlassleitung 16 erreicht, um zurück in die Verbrennungszylinder 14 geleitet zu werden. In einigen Fällen kann ein wesentlicher Teil des Abgases weiter durch die AGR-Leitung 30 strömen, bis er zurück in die Einlassleitung 16 strömt, während ein kleinerer Teil des Abgases von der AGR-Leitung 30 abzweigen und durch die Kurbelgehäuseeinlassleitung 38 in das Kurbelgehäuse 15 strömen kann. ”Ein wesentlicher Teil” des Abgases kann zwischen ungefähr 55% und mehr als 95% der Gesamtmenge an Abgas sein, die durch das AGR-System 28 fließt. Zum Beispiel kann 75% des Abgases durch die AGR-Leitung 30 und zurück in die Einlassleitung 16 fließen, während 25% des Abgases durch die Kurbelgehäuseeinlassleitung 38 und in das Kurbelgehäuse 15 fließen. In einem anderen Beispiel kann 95% des Abgases durch die AGR-Leitung 30 und zurück in die Einlassleitung 16 fließen, während 5% des Abgases durch die Kurbelgehäuseeinlassleitung 28 und in das Kurbelgehäuse 15 fließen.
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Der Teil des Abgases, der ein inertes Gas sein kann, das eine geringere Konzentration einer gegebenen gasförmigen Komponente (z. B. Sauerstoff) hat als das Gas in dem Kurbelgehäuse 15, strömt durch die Kurbelgehäuseeinlassleitung 38 und in das Kurbelgehäuse 15. Das Abgas kann durch das Kurbelgehäuse 15 strömen und das Kurbelgehäuse 15 durchlüften, indem es Gas, das in dem Kurbelgehäuse 15 enthalten ist, über die Kurbelgehäuseauslassleitung 24 drängt. Insbesondere kann der Strom des inerten Abgases durch das Kurbelgehäuse 15 Sauerstoff aus dem Kurbelgehäuse beseitigen bzw. auslüften, während zumindest ein Teil der akkumulierten Öldämpfe in dem Kurbelgehäuse 15 verbleibt, wie unten ausführlicher beschrieben ist.
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Um das Durchlüften des Kurbelgehäuses 15 zu steuern, was hierin auch als Kurbelgehäuseentlüftung bezeichnet werden kann, kann das Kurbelgehäuseeinlassventil 34 in der Kurbelgehäuseeinlassleitung 38 vorgesehen sein und das Kurbelgehäuseauslassventil 36 kann in der Kurbelgehäuseauslassleitung 24 vorgesehen sein. Entweder eines der Ventile oder beide Ventile 34, 36 können kleine Einrichtungen mit geringem Durchfluss zum Regeln des Stroms von Abgas durch das Kurbelgehäuse 15 sein. Zum Beispiel kann das Kurbelgehäuseeinlassventil 34 ein Ventil mit geringem Durchfluss sein, so dass das meiste Abgas in dem AGR-System 28 zu der Einlasssammelleitung 16 und nicht in das Kurbelgehäuse 15 strömt.
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Eine vorbestimmte Konzentration (vorbestimmter Wert) für eine gasförmige Komponente, wie beispielsweise Sauerstoff, kann festgelegt sein, entweder direkt durch den Sensor 40 oder durch eine Steuervorrichtung 41. Der vorbestimmte Wert kann zu jedem Zeitpunkt vor oder während des Motorbetriebs festgelegt werden. Der Sensor 40 kann entweder kontinuierlich oder periodisch abfühlen und kann ein Signal erzeugen, das die Konzentration der gasförmigen Komponente (z. B. Sauerstoff) in dem Kurbelgehäuse 15 anzeigt. Basierend auf dem Signal kann die Steuervorrichtung 41 programmiert werden, um selektiv das Kurbelgehäuseauslassventil 36 zu bewegen. Wenn beispielsweise die Konzentration der gasförmigen Komponente den vorbestimmten Wert erreicht oder überschreitet, kann der Sensor 40 ein Signal an die Steuervorrichtung 41 senden, welche das Kurbelgehäuseauslassventil 36 öffnen kann, um es einem Teil des Abgases von dem AGR-System 28 zu gestatten, durch das Kurbelgehäuse 15 zu strömen, um das Kurbelgehäuse von Abgas, das darin enthalten ist, zu reinigen. Während des Reinigens bzw. Durchlüftens kann, wenn bestimmt wird, dass die Konzentration der gasförmigen Komponente geringer ist als der vorbestimmte Wert, der Sensor 40 ein weiteres Signal an die Steuervorrichtung 41 senden, um das Reinigen bzw. Durchlüften durch Schließen des Kurbelgehäuseauslassventils 36 zu beenden. In einigen Fällen kann der vorbestimmte Wert als ein erster vorbestimmter Wert bezeichnet werden, und eine zweite vorbestimmte Konzentration kann festgelegt werden, die einen geringeren Wert hat als der erste vorbestimmte Wert. Die Steuervorrichtung 41 kann programmiert werden das Kurbelgehäuseauslassventil 36 nur dann zu schließen, wenn bestimmt wird, dass die Konzentration der gasförmigen Komponente geringer ist als der zweite vorbestimmte Wert.
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In einem Beispiel können während des Motorbetriebs sowohl das Kurbelgehäuseeinlassventil 34 als auch das Kurbelgehäuseauslassventil 36 geschlossen werden, bis ein Signal von der Steuervorrichtung 41 empfangen wird, das von dem Sensor 40 erzeugt wird, dass eine Konzentration einer gasförmigen Komponente gleich oder größer ist als der vorbestimmte Wert. Die Steuervorrichtung 41 kann dann beide Ventile 34, 36 basierend auf dem Signal öffnen, um das Kurbelgehäuse 15 zu durchlüften. In einem anderen Fall können sowohl das Kurbelgehäuseeinlassventil 34 als auch das Kurbelgehäuseauslassventil 36 während des Motorbetriebs offen sein, bis ein Signal von der Steuervorrichtung 41 empfangen wird, das von dem Sensor 40 generiert wird, dass eine Konzentration einer gasförmigen Komponente unter einem vorbestimmten Wert (z. B. einem ersten oder zweiten vorbestimmten Wert) ist. Die Steuervorrichtung 41 kann dann beide Ventile 34, 35 basierend auf dem Signal schließen. Wenn eines der Ventile 34, 36 als offen beschrieben ist, kann der Strom durch das Ventil als nicht begrenzt, nicht eingeschränkt, frei oder ähnliches bezeichnet werden. Wenn eines der Ventile 34, 36 als geschlossen beschrieben wird, kann der Strom durch das Ventil als begrenzt, eingeschränkt, behindert oder ähnliches bezeichnet werden.
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Entsprechend kann, basierend auf Signalen von dem Sensor 40, die Steuervorrichtung 41 automatisch eine Bewegung (Öffnen oder Schließen) des Kurbelgehäuseauslassventils 36, und in einigen Fällen, des Kurbelgehäuseeinlassventils 34 regeln, um das Reinigen bzw. Durchlüften des Kurbelgehäuses 15 zu steuern. Wenn die Ventile 34, 36 gesteuert werden, so dass sie selektiv die Kurbelgehäuseentlüftung regeln, wie dies hierin beschrieben ist, kann das Kurbelgehäuseentlüftungssystem als ein geschlossenes Entlüftungssystem bezeichnet werden. D. h., dass der Strom des rückzirkulierten Abgases durch das Kurbelgehäuse 15 unterbrochen oder stoßweise sein kann, aufgrund des Öffnens und Schließens des Kurbelgehäuseauslassventils 36 und, in einigen Fällen, aufgrund des Öffnens und Schließens des Kurbelgehäuseeinlassventils 34. In einigen Fällen jedoch können die Ventile 34, 36 kontinuierlich auf sein, so dass das Kurbelgehäuse 15 während des Motorbetriebs kontinuierlich entlüftet wird, so dass das Entlüftungssystem als ein offenes Entlüftungssystem bezeichnet werden kann.
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Wie in 1 gezeigt, kann Abgas von dem Kurbelgehäuse durch einen Abscheider 26 und eine Katalysatoreinheit 42 hindurch strömen, bevor es in die Atmosphäre abgegeben wird. Der Abscheider 26 kann während des Durchlüftens Öl sammeln und die Katalysatoreinheit 42 kann verwendet werden, um das Abgas zu katalysieren.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Der offenbarte Motor 10 und das Entlüftungssystem können in einer Vielzahl von industriellen Anwendungen verwendet werden. Zum Beispiel kann der Motor 10 und/oder das Entlüftungssystem auf große Dieselmotoren angewandt werden, wie beispielsweise Marinedieselmotoren oder Lokomotivenmotoren. Der Motor 10 und/oder das Entlüftungssystem können auch in einer Vielzahl von stationären Leistungsanwendungen verwendet werden.
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Anstatt die Saugwirkung zu nutzen, um das Kurbelgehäuse 15 zu durchlüften, durchlüften der hier beschriebene Motor 10 und das Entlüftungssystem das Kurbelgehäuse 15, indem physisch rückzirkuliertes Motorabgas von einer Motorabgassammelleitung durch das Kurbelgehäuse 15 gedrängt wird. Das Abgas, das durch das Kurbelgehäuse 15 gedrängt wird, kann ein inertes Gas sein, das eine geringere Konzentration einer enthaltenen Gases (z. B. Sauerstoff) hat als das Strömungsmittel, das aus dem Kurbelgehäuse 15 entlüftet bzw. ausgeleitet wird. Daher kann das Durchlüften die Konzentration eines enthaltenen Gases in dem Kurbelgehäuse verringern.
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Zusätzlich zum Verringern der Konzentration einer Gaskomponente, wie beispielsweise Sauerstoff, in dem Kurbelgehäuse können der Motor 10 und das Entlüftungssystem, die hierin beschrieben sind, auch die Menge an Schadstoffen, wie beispielsweise Öl und Öldämpfen verringern, die in die Atmosphäre abgegeben werden. Wenn zum Beispiel die Ventile 34, 36 konstant geöffnet sind, so dass das Kurbelgehäuse 15 kontinuierlich durch rückzirkuliertes Abgas durchlüftet wird, kann eine gewisse Menge Öldampf in dem Kurbelgehäuse 15 verbleiben. Obwohl eine gewisse Menge Öldampf während des Durchlüftens ebenfalls aus dem Kurbelgehäuse abgegeben werden kann, können der Abscheider 26, die Katalysatoreinheit 42 und andere Komponenten, die zusammen mit der Kurbelgehäuseauslassleitung 24 enthalten sind, dabei helfen, die Menge an Schadstoffen zu reduzieren, die in die Atmosphäre abgegeben wird. Als weiteres Beispiel kann, wenn die Steuervorrichtung 41 die Bewegung der Ventile 36, 38 basierend auf Signalen von dem Sensor 40 steuert, der in dem Kurbelgehäuse 15 angeordnet ist, das Kurbelgehäuse 15 periodisch durchlüftet bzw. gereinigt werden. Durch periodisches Durchlüften des Kurbelgehäuses 15 kann die Konzentration eines enthaltenen Gases (z. B. Sauerstoff) verringert werden, während eine größere Menge an Öl und Öldampf in dem Kurbelgehäuse 15 verbleibt. Wenn zum Beispiel die Steuervorrichtung 41 das Kurbelgehäuseauslassventil 36 basierend auf einem Signal von dem Sensor 40 schließt, können Abgas, Öl und Öldämpfe in dem Kurbelgehäuse 15 verbleiben. Während eine gewisse Menge an Schadstoffen, wie beispielsweise Öldampf, immer noch während des Durchlüftens aus dem Kurbelgehäuse 15 austreten kann, wenn das Kurbelgehäuseauslassventil 36 offen ist, weil der Strom durch das Kurbelgehäuse 15 periodisch sein kann anstatt kontinuierlich, kann die Menge an Schadstoffen, die an die Atmosphäre abgegeben wird, verringert werden.
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Obwohl das Kurbelgehäuse 15, wie oben beschrieben ist, durchlüftet werden kann, wenn die Konzentration eines enthaltenen Gases in dem Kurbelgehäuse 15 eine vorbestimmte Konzentration übersteigt, kann das Kurbelgehäuse alternativ basierend auf einer gegebenen Anzahl von Motorzyklen oder einer vorbestimmten Zeitdauer entlüftet werden. Die vorbestimmte Zeitdauer, zu der das Kurbelgehäuse durchlüftet werden soll, kann durch die Steuervorrichtung 41 voreingestellt sein, so dass die Steuervorrichtung 41 ein Signal senden kann, das Kurbelgehäuseauslassventil 36 zu bewegen (zu öffnen oder zu schließen), nachdem die vorbestimmte Zeitdauer abgelaufen ist. Zusätzlich kann, obwohl das Kurbelgehäuseabgas direkt an die Atmosphäre entlüftet werden kann, in einigen Fällen das Kurbelgehäuseabgas erst durch einen Abgasstutzen oder ein Endrohr hindurchströmen, bevor es an die Atmosphäre entlüftet wird.
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Es wird dem Fachmann klar sein, dass verschiedene Modifikationen und Variationen an dem offenbarten Motorsystem und dem offenbarten Verfahren vorgenommen werden können. Andere Ausführungsbeispiele werden dem Fachmann aus einer Betrachtung der Beschreibung und einer praktischen Ausführung des offenbarten Motorsystems und des offenbarten Verfahrens offensichtlich werden. Die Beschreibung und die Beispiele sollen nur als beispielhaft betrachtet werden, wobei ein wahrer Umfang durch die folgenden Ansprüche und ihre äquivalenten Ausführungen angezeigt wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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