DE102017115036A1

DE102017115036A1 - Kurbelgehäuseentlüftungsventil für einen motor

Info

Publication number: DE102017115036A1
Application number: DE102017115036.6A
Authority: DE
Inventors: Rishi Dwivedi; Katherine Jane Brewer
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2016-07-06
Filing date: 2017-07-05
Publication date: 2018-01-11
Also published as: US20180010497A1; US10036290B2; CN107587913B; CN107587913A

Abstract

Ein positives Kurbelgehäuseentlüftungsventil für einen Motor ist mit einem Ventilkörper versehen, der Öffnungen definiert, die ein Kurbelgehäuse und einen Ansaugkrümmer des Motors fluidisch koppeln, wobei jede Öffnung so bemessen ist, dass ein Hindurchfließen eines mitgerissenen Öltröpfchens verhindert wird. Das Ventil weist ein Ventilelement auf, das von dem Körper getragen wird, um selektiv wenigstens eine der Öffnungen als Reaktion auf eine Druckdifferenz zwischen dem Krümmer und dem Kurbelgehäuse abzudecken, um einen variablen Luftstrom von dem Kurbelgehäuse zu dem Ansaugkrümmer bereitzustellen. Ein Verfahren beinhaltet als Reaktion auf eine zunehmende absolute Druckdifferenz zwischen dem Krümmer und dem Kurbelgehäuse passives Bewegen eines Ventilelements, um selektiv Öffnungen abzudecken, die das Kurbelgehäuse und den Krümmer fluidisch koppeln, um einen Luftstrom von dem Kurbelgehäuse zu dem Ansaugkrümmer auf ein variables Strömungsprofil zu steuern, und Abscheiden von mitgerissenen Öltröpfchen aus dem Luftstrom über die Öffnungen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Verschiedene Ausführungsformen betreffen ein positives Kurbelgehäuseentlüftungsventil für einen Verbrennungsmotor.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Während des Motorbetriebes können kleine Mengen von Verbrennungsgasen oder Blowby-Gasen an den Kolbenringen vorbei in das Kurbelgehäuse gelangen. Blowby-Gase können zu Motoremissionen beitragen, wenn sie nicht behoben werden, und daher können diese Blowby-Gase vom Kurbelgehäuse über ein positives Kurbelgehäuseentlüftungssystem (KGE-System) zum Ansaugkrümmer geleitet werden. Die KGE-Systeme sind typischerweise so konfiguriert, dass sie Luft aus dem Kurbelgehäuse in das Ansaugsystem und anschließend in die Zylinder saugen, wodurch eine geschlossene Schleife für die Blowby-Gase erzeugt wird und die Emissionen reduziert werden. Diese Blowby-Gase können Öltröpfchen und/oder Dampf mitreißen, wenn sie durch das Kurbelgehäuse strömen. Ein herkömmliches KGE-System entfernt die Öltröpfchen aus den Blowby-Gasen, indem die Blowby-Gase durch ein separates Abscheidesystem geleitet werden, bevor sie durch ein KGE-Ventil fließen, das in dem KGE-System enthalten ist. Dieses Abscheidesystem erhöht den Gesamtdruckabfall über das KGE-System und erhöht den Platzbedarf und die Systemkosten. Beispielsweise ist bei einem separaten stromaufwärtigen Abscheider ein höheres Vakuum im Ansaugsystem erforderlich, um die Blowby-Gase aus dem Kurbelgehäuse zu saugen, was auch die Möglichkeiten für den Betrieb des KGE-Systems begrenzt.
KURZDARSTELLUNG
In einer Ausführungsform ist ein Motor mit einem Kurbelgehäuse, einem Ansaugkrümmer und einem Ventil versehen, das das Kurbelgehäuse und den Ansaugkrümmer fluidisch koppelt. Das Ventil hat einen Ventilkörper und ein Ventilglied. Das Ventilglied bewegt sich als Reaktion auf eine Druckdifferenz zwischen dem Kurbelgehäuse und dem Krümmer, um selektiv wenigstens eine von einer Reihe von Öffnungen zu verschließen, die durch eines von dem Glied und dem Körper gebildet wird, wobei jede Öffnung so bemessen ist, dass sie ein mitgerissenes Öltröpfchen abscheidet.
In einer weiteren Ausführungsform ist ein positives Kurbelgehäuseentlüftungsventil für einen Motor mit einem Ventilkörper versehen, der Öffnungen definiert, die ein Kurbelgehäuse und einen Ansaugkrümmer fluidisch koppeln, wobei jede Öffnung so bemessen ist, dass ein Hindurchfließen eines mitgerissenen Öltröpfchens verhindert wird. Das Ventil weist ein Ventilelement auf, das von dem Körper getragen wird, um selektiv wenigstens eine der Öffnungen als Reaktion auf eine Druckdifferenz zwischen dem Krümmer und dem Kurbelgehäuse abzudecken, um einen variablen Luftstrom von dem Kurbelgehäuse zu dem Ansaugkrümmer bereitzustellen.
In einer weiteren Ausführungsform ist ein Verfahren zum Steuern eines Luftstroms von einem Kurbelgehäuse zu einem Ansaugkrümmer bereitgestellt. Als Reaktion auf eine zunehmende absolute Druckdifferenz zwischen dem Krümmer und dem Kurbelgehäuse bewegt sich ein Ventilelement passiv, um selektiv Öffnungen abzudecken, die das Kurbelgehäuse und den Krümmer fluidisch koppeln, um einen Luftstrom von dem Kurbelgehäuse zu dem Ansaugkrümmer auf ein vorgegebenes variables Strömungsprofil zu steuern. Mitgerissene Öltröpfchen werden aus dem Luftstrom über die Öffnungen abgeschieden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Motors gemäß einer Ausführungsform;
2 eine schematische Darstellung eines KGE-Systems einschließlich des Motors von 1 gemäß einer Ausführungsform;
3 ein positives Kurbelgehäuseentlüfungsventil gemäß einer Ausführungsform in einer ersten Position;
4 das Ventil von 3 in einer zweiten Position;
5 ein positives Kurbelgehäuseentlüftungsventil gemäß einer weiteren Ausführungsform in einer ersten Position;
6 das Ventil von 6 in einer zweiten Position;
7 das Ventil von 6 in einer dritten Position; und
8 zeigt die Strömungsrate mit absoluter Druckdifferenz für die Ventile der 3 und 5.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Wie erforderlich werden hier detaillierte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben; es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und weitere Ausführungsformen, verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstabsgetreu; einige Merkmale können übertrieben oder minimiert vorliegen, um Einzelheiten jeweiliger Bauteile zu zeigen. Daher sollten spezifische strukturelle und funktionale Einzelheiten, die hier offenbart werden, nicht als beschränkend interpretiert werden, sondern lediglich als eine repräsentative Basis, um einem einschlägigen Fachmann zu lehren, die vorliegende Offenbarung verschiedentlich zu verwenden.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Verbrennungsmotors 20. Der Motor 20 weist eine Vielzahl von Zylindern 22 auf, und ein Zylinder ist dargestellt. Der Motor 20 kann eine beliebige Anzahl von Zylindern aufweisen, und die Zylinder können in verschiedenen Konfigurationen angeordnet sein. Der Motor 20 weist eine Brennkammer 24 auf, die jedem Zylinder 22 zugeordnet ist. Der Zylinder 22 ist durch Zylinderwände 32 und Kolben 34 gebildet. Der Kolben 34 ist mit einer Kurbelwelle 36 verbunden. Die Brennkammer 24 steht in Fluidverbindung mit dem Ansaugkrümmer 38 und dem Abgaskrümmer 40. Ein Ansaugventil 42 steuert den Strom von dem Ansaugkrümmer 38 in die Brennkammer 24. Ein Abgasventil 44 steuert den Strom von der Brennkammer 24 zu dem/den Abgassystemen) 40 oder dem Abgaskrümmer. Die Ansaug- und Abgasventile 42, 44 können auf verschiedene Weise betrieben werden, wie es im Stand der Technik bekannt ist, um den Motorbetrieb zu steuern. Der Ansaugkrümmer 38 weist einen Innenbereich auf, der durch die verschiedenen Bauteile des Ansaugkrümmers 38 definiert ist, beispielsweise eine Sammelkammer, Krümmerrohre zu den Ansaugventilen und dergleichen.
Eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 46 liefert Kraftstoff aus einem Kraftstoffsystem direkt in die Brennkammer 24, sodass der Motor ein Direkteinspritzungsmotor ist. Mit dem Motor 20 kann ein Niederdruck- oder ein Hochdruckkraftstoffeinspritzsystem verwendet werden, oder in weiteren Beispielen kann ein Einlasskanalspritzsystem verwendet werden. Ein Zündsystem beinhaltet eine Zündkerze 48, die gesteuert wird, um Energie in Form eines Zündfunkens bereitzustellen, um ein Kraftstoff-Luft-Gemisch in der Brennkammer 24 zu zünden. In weiteren Ausführungsformen können auch andere Kraftstoffzuführsysteme und Zündsysteme oder Techniken verwendet werden, einschließlich Kompressionszündung.
Der Motor 20 beinhaltet eine Steuerung und verschiedene Sensoren, die so konfiguriert sind, dass sie Signale an die Steuerung zur Verwendung beim Steuern der Luft- und Kraftstoffzufuhr an den Motor, der Zündverstellung, der Leistungs- und der Drehmomentausgabe von dem Motor, des Abgassystems und dergleichen bereitstellen. Motorsensoren können unter anderem einen Sauerstoffsensor in dem Abgassystem 40, einen Motorkühlmitteltemperatursensor, einen Gaspedalstellungssensor, einen Krümmerdrucksensor für Motoren (MAP-Sensor), einen Motorpositionssensor für eine Kurbelwellenposition, einen Luftmassensensor in dem Ansaugkrümmer 38, einen Drosselklappenpositionssensor, einen Abgastemperatursensor in dem Abgassystem 40 und dergleichen beinhalten.
In einigen Ausführungsformen wird der Motor 20 als die einzige Antriebsmaschine in einem Fahrzeug verwendet, wie beispielsweise einem herkömmlichen Fahrzeug oder einem Stopp-Startfahrzeug. In weiteren Ausführungsformen kann der Motor in einem Hybridfahrzeug verwendet werden, bei dem eine zusätzliche Antriebsmaschine, wie eine elektrische Maschine, verfügbar ist, um zusätzliche Leistung zum Antrieb des Fahrzeugs bereitzustellen.
Jeder Zylinder 22 kann unter einem Viertaktzyklus betrieben werden, der einen Ansaughub, einen Kompressionshub, einen Verbrennungshub und einen Ausstoßhub beinhaltet. In weiteren Ausführungsformen kann der Motor mit einem Zweitaktzyklus betrieben werden. Während des Ansaughubs öffnet sich das Ansaugventil 42 und schließt sich das Abgasventil 44, während sich der Kolben 34 vom oberen Teil des Zylinders 22 zum unteren Teil des Zylinders 22 bewegt, um Luft aus dem Ansaugkrümmer in die Brennkammer einzuführen. Die Position des Kolbens 34 am oberen Teil des Zylinders 22 ist allgemein als oberer Totpunkt (OT) bekannt. Die Position des Kolbens 34 am unteren Teil des Zylinders ist allgemein als unterer Totpunkt (UT) bekannt.
Während des Kompressionshubs sind die Ansaug- und Abgasventile 42, 44 geschlossen. Der Kolben 34 bewegt sich vom unteren Teil zum oberen Teil des Zylinders 22, um die Luft in der Brennkammer 24 zu komprimieren.
Kraftstoff wird in die Brennkammer 24 eingeleitet und gezündet. Bei dem dargestellten Motor 20 wird der Kraftstoff in die Kammer 24 eingespritzt und dann mit der Zündkerze 48 gezündet. In weiteren Beispielen kann der Kraftstoff unter Verwendung einer Kompressionszündung gezündet werden.
Während des Arbeitshubs dehnt sich das gezündete Kraftstoff-Luft-Gemisch in der Brennkammer 24 aus, wodurch bewirkt wird, dass sich der Kolben 34 vom oberen Teil des Zylinders 22 zum unteren Teil des Zylinders 22 bewegt. Die Bewegung des Kolbens 34 bewirkt eine entsprechende Bewegung bei der Kurbelwelle 36 und sorgt für einen mechanischen Drehmomentabtrieb von dem Motor 20.
Während des Abgashubs bleibt das Arisaugventil 42 geschlossen und das Abgasventil 44 öffnet sich. Der Kolben 34 bewegt sich von dem unteren Teil des Zylinders zu dem oberen Teil des Zylinders 22, um die Abgase und Verbrennungsprodukte aus der Brennkammer 24 zu entfernen, indem das Volumen der Kammer 24 verringert wird. Die Abgase strömen von dem Verbrennungszylinder 22 zu dem Abgassystem 40, wie nachstehend beschrieben, und zu einem Nachbehandlungssystem wie einem Katalysator.
Die Positionen und die Zeitsteuerung der Ansaug- und Abgasventile 42, 44 sowie der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt und der Zündverstellung können für die verschiedenen Motorhübe und andere Motorbetriebsbedingungen variiert werden.
Der Motor 20 weist einen Zylinderblock 70 und einen Zylinderkopf 72 auf, die miteinander zusammenwirken, um die Brennkammern 24 zu bilden. Eine Kopfdichtung (nicht gezeigt) kann zwischen dem Block 70 und dem Kopf 72 positioniert sein, um die Kammer 24 abzudichten. Der Zylinderblock 70 weist eine Blockdeckfläche auf, die einer Kopfdeckfläche des Zylinderkopfes 72 entlang der Teillinie 74 entspricht und mit dieser zusammenpasst.
Der Motor 20 weist auch ein Kurbelgehäuse 80 auf, und das Kurbelgehäuse kann teilweise durch den Zylinderblock 70 gebildet sein, wie in 1 gezeigt. Das Kurbelgehäuse 80 umgibt verschiedene Lagerzapfen und Lager, um die Kurbelwelle 36 zur Drehung darin zu stützen. Das Kurbelgehäuse weist eine Abdeckung wie eine Ölwanne oder ein Reservoir auf, die den Innenbereich 82 des Kurbelgehäuses abdichtet oder im Wesentlichen abdichtet. Ein Schmiersystem 84 ist mit dem Kurbelgehäuse 80 fluidisch verbunden, um Schmiermittel an diesem bereitzustellen, um beispielsweise die Lager für die Kurbelwelle 36 zu schmieren, sowie beliebige weitere bewegliche Bauteile des Motors 20.
Der Ansaugkrümmer 38 kann selektiv mit einem positiven Kurbelgehäuseentlüftungssystem (KGE-System) 90 kommunizieren, schematisch in 1 dargestellt. Das KGE-System 90 kann ermöglichen, dass verbrannte Gase, die an den Kolbenringen vorbei in das Kurbelgehäuse 80 eindringen oder wandern, als Blowby-Gase in den Ansaugkrümmer 38 abgelassen werden können.
Während der Verbrennung in dem Motor 20 können Blowby-Gase an dem Kolben 34 vorbei und in das Kurbelgehäuse 80 strömen. Es versteht sich, dass die Blowby-Gase Öldämpfe, Verbrennungsgase, Luft usw. beinhalten können. Das KGE-System 90 ist mit dem Motor 20 bereitgestellt, um die Blowby-Gase zu handhaben. Das System 90 weist ein Ventil 92 auf, das zudem eine Abscheidefunktion zur Entfernung von Öltröpfchen aus den Blowby-Gasen oder einer Luftströmung bereitstellt, während gleichzeitig der Strom in den Ansaugkrümmer 38 gesteuert wird. Das KGE-Ventil 92 ist so konfiguriert, dass es die Menge an durchströmenden Blowby-Gasen einstellt, und das Ventil 92 kann basierend auf System- und Motordrücken passiv betrieben werden, wie hier beschrieben, oder kann unter Verwendung einer Steuerung gemäß weiteren Beispielen gesteuert werden. Das Ventil 92 wird betrieben, um eine variable Strömungsrate von Blowby-Gasen als eine Funktion der Druckdifferenz zwischen dem Ansaugkrümmer und dem Kurbelgehäuse oder als eine Funktion des Ansaugkrümmervakuums bereitzustellen. Beispielsweise kann der Ansaugkrümmer während des Motorbetriebes unter Vakuum stehen, und die Blowby-Gase können aus dem Kurbelgehäuse über das KGE-System 90 über das Vakuum in das Ansaugsystem 38 gesaugt werden. Da der Ansaugkrümmer 38 unter einem Vakuum oder bei niedrigem Druck sein kann und das Kurbelgehäuse 80 unter einem höheren Druck stehen kann, kann die hier erörterte Druckdifferenz zur Klarstellung eine absolute Druckdifferenz sein. Beispielsweise kann während eines Motorleerlaufzustandes die absolute Druckdifferenz zwischen dem Ansaugkrümmer 38 und dem Kurbelgehäuse 80 niedrig oder im Wesentlichen null sein, wenn der Luftstrom in die Zylinder niedrig ist und die Menge an Blowby-Gasen auch niedrig sein kann. Die Druckdifferenz nimmt zu, wenn die Motorlast ansteigt und die Drosselklappe geöffnet wird, da das Vakuum im Ansaugkrümmer zunimmt und die Menge an Blowby-Gasen ebenfalls zunehmen kann. Es sei darauf hingewiesen, dass ein Anstieg des Krümmervakuums einer Verringerung des Krümmerdrucks entspricht.
2 zeigt eine schematische Darstellung eines Motors 20 und zugehöriger Ansaug- und Kurbelgehäuseentlüfungssysteme gemäß einem Beispiel und kann den Motor 20 verwenden, wie oben mit Bezug auf 1 beschrieben.
Ansaugluft tritt in die Ansaugvorrichtung 38 am Einlass 100 ein, der einen Luftfilter beinhalten kann. Luft am Einlass 100 befindet sich bei einem Raum- oder Umgebungsdruck (P0). In einigen Beispielen kann der Motor 20 mit einer Zwangsinduktionsvorrichtung 102 wie einem Turbolader oder einem Lader versehen sein, um den Druck der Ansaugluft zu erhöhen und dadurch den mittleren effektiven Druck zu erhöhen, um die Motorleistung zu erhöhen. In weiteren Beispielen kann der Motor 20 als Saugmotor betrieben werden. Die Zwangsinduktionsvorrichtung 102 kann irgendeine geeignete Turbomaschinenvorrichtung sein, die einen oder mehrere Turbolader, einen Lader und dergleichen beinhaltet. Die Zwangsinduktionsvorrichtung kann zusätzlich einen Ladeluftkühler oder einen anderen Wärmetauscher aufweisen, um die Temperatur der Ansaugluft nach dem Kompressionsvorgang zu senken.
Der Ansaugluftstrom wird durch eine Drosselklappe 104 gesteuert. Die Drosselklappe 104 kann unter Verwendung einer Motorsteuereinheit elektronisch gesteuert, mechanisch gesteuert oder anderweitig aktiviert oder gesteuert werden. Die Ansaugluft strömt durch einen Ansaugkrümmer 38 und wird in die Zylinder 22 des Motors 20 gesaugt, wo sie gemischt und mit Kraftstoff umgesetzt wird, um die Kurbelwelle zu drehen und Leistung von dem Motor 20 bereitzustellen. Der Ansaugkrümmer wird mit einem Ansaugdruck (P1) betrieben, der auch als ein Ansaugvakuum bekannt ist. Das Abgassystem von dem Motor 20 ist in 2 nicht dargestellt.
Der Druck (P2) in dem Zylinder 22 variiert basierend auf den Positionen der Ansaug- und Abgasventile und dem Betriebszustand des Motors. Beispielsweise ist während des Ansaughubs der Druck im Zylinder 22 ein Vakuum, wenn sich der Kolben nach unten bewegt, um Luft in den Zylinder zu saugen. Nach dem Verbrennungsereignis steigt der Druck P2 im Zylinder 22 auf einen hohen positiven Druckwert an, der den Arbeitshub antreibt.
Die hohen Zylinderdrücke (P2) können dazu führen, dass Blowby-Gase durch den Kolben und in das Kurbelgehäuse 80 strömen. Wenn immer mehr Blowby-Gase in das Kurbelgehäuse 80 strömen, kann der Druck im Kurbelgehäuse (P3) ansteigen, und es kann erforderlich sein, die Gase in dem Kurbelgehäuse 80 abzulassen.
Ein Kurbelgehäuseentlüftungssystem 90 verwendet ein Ventil 92 oder das KGE-Ventil 92, um den Strom von Blowby-Gasen aus dem Kurbelgehäuse 80 zu dem Ansaugkrümmer 38 zu steuern. Das Ventil 92 weist eine Ansaugseite 110 auf, die fluidisch mit dem Kurbelgehäuse 80 gekoppelt ist und sich auf oder im Wesentlichen auf Kurbelgehäusedruck (P3) befindet. Das Ventil 92 weist auch eine Auslassseite 112 auf, die mit dem Ansaugkrümmer 38 fluidisch gekoppelt ist und sich im Wesentlichen auf dem Ansaugkrümmerdruck (P1) oder dem Ansaugkrümmervakuum befindet.
Das Kurbelgehäuseentlüftungssystem 90 kann auch ein weiteres Ventil 114 beinhalten, das das Kurbelgehäuse 80 fluidisch mit dem Lufteinlass 100 verbindet. Das Ventil 114 kann betrieben werden, um Außenluft in das Kurbelgehäuse 80 zu saugen, um einen zusätzlichen Luftstrom in das Kurbelgehäuse bereitzustellen, der das Ausspülen der Blowby-Gase aus dem Kurbelgehäuse 80 heraus und in den Ansaugkrümmer 38 hinein, unterstützen kann. Das Ventil 114 kann auch als Belüftungsventil bekannt sein.
3 zeigt eine Querschnittsansicht eines Ventils 200 gemäß einer Ausführungsform. 4 zeigt eine perspektivische Ansicht des Ventils 200. Das Ventil 200 kann als das KGE-Ventil 92 verwendet werden, wie oben mit Bezug auf die 1–2 beschrieben.
Das Ventil 200 verbindet das Kurbelgehäuse 80 und den Ansaugkrümmer 38 fluidisch. Das Ventil 200 weist einen Ventilkörper 202 und ein Ventilglied 204 auf. In einem Beispiel weist der Motor 20 eine Wand 206 auf, die einen Teil des Kurbelgehäuses 80 bildet. Die Wand 206 weist eine erste Seite 208 und eine zweite gegenüberliegende Seite 210 auf. Die erste Seite 208 der Wand kann einen Teil des Innenbereichs des Kurbelgehäuses 80 bilden. Der Druck der Gase auf der ersten Seite 208 der Wand befindet sich auf dem Kurbelgehäusedruck P3. Die zweite Seite 210 der Wand kann einen Teil des Innenbereichs des Ansaugkrümmers 38 bilden. Der Druck der Gase auf der zweiten Seite 210 der Wand befindet sich auf dem Ansaugkrümmerdruck P1. In weiteren Beispielen kann die erste Seite 208 der Wand über eine Leitung mit dem Kurbelgehäuse 80 verbunden sein und/oder die zweite Seite 210 der Wand kann über eine Leitung mit dem Ansaugkrümmer 38 verbunden sein. Die Wand 206 kann den Ventilkörper 202 tragen oder alternativ kann ein Bereich der Wand 206 selbst den Ventilkörper 202 definieren und bereitstellen.
Der Ventilkörper 202 definiert eine Reihe von Öffnungen 212 durch ihn hindurch. Die Öffnungen 212 sind voneinander beabstandet und können als ein Array angeordnet sein, beispielsweise in einer oder mehreren Reihen und einer oder mehreren Spalten, oder können alternativ in einem anderen Muster durch die Wand 206 angeordnet sein. Die Öffnungen 212 können gleichmäßig voneinander beabstandet sein oder einen unterschiedlichen Abstand zwischen verschiedenen Öffnungen aufweisen. Die Reihen und/oder Spalten können eine gleiche Anzahl von Öffnungen 212 aufweisen oder können mehr oder weniger Öffnungen verglichen mit einer benachbarten Reihe oder Spalte aufweisen.
Die Öffnungen 212 können durch eine kreisförmige Form definiert sein oder können alternativ andere geometrische oder komplexe Formen aufweisen. Die Öffnungen 212 können eine konstante Querschnittsfläche über die Wand 206 aufweisen oder eine Querschnittsfläche kann größer oder kleiner werden, beispielsweise als eine Verjüngung. Die Öffnungen 212 können sich über die Wand 206 erstrecken und senkrecht zu der Wand 206 ausgerichtet sein oder können so ausgerichtet sein, dass die Öffnungen unter einem spitzen Winkel relativ zu der Wand 206 ausgerichtet sind oder relativ zu der Wand geneigt sind. Beispielsweise können die Öffnungen 212 mit dem Eingang zu der Öffnung 212 auf der Seite 208 der Wand in einer niedrigeren relativen Höhe als der Ausgang der Öffnung 212 auf der anderen Seite 210 der Wand 206 ausgerichtet sein. Eine geneigte Öffnung 212 kann die Ölabscheide- und Ablassfunktion zum Kurbelgehäuse 80 unterstützen, die durch das Ventil 200 bereitgestellt wird, sodass aus einer Luftströmung durch eine Öffnung 212 abgeschiedene Öltröpfchen in das Kurbelgehäuse 80 zurückfallen.
Das Ventilglied oder Ventilelement 204 wird durch den Ventilkörper 202 (oder die Wand 206) getragen. Das Ventilglied 204 bewegt sich relativ zu dem Ventilkörper 202, um selektiv wenigstens einen Teil der Reihe von Öffnungen 212 abzudecken. In einem Beispiel sorgt das Ventil 200 für einen variablen Strom durch das Ventil auf Grundlage einer Position des Ventilglieds 204. Beispielsweise kann das Ventilglied 204 alle Öffnungen 212, keine der Öffnungen 212 oder einen Teil der Öffnungen 212 abdecken. Der Teil der Öffnungen 212, der von dem Ventilglied 204 abgedeckt wird, kann auf Grundlage der Ventilposition variieren, um eine weitere Steuerung des Stroms durch das Ventil bereitzustellen. Die Ventilposition kann eine Funktion des Ansaugkrümmervakuums oder einer Druckdifferenz über dem Ventil sein.
Das Ventilglied 204 kann eine Reed-Ventilklappe sein, wie gezeigt. Das Ventilglied 204 ist entlang eines Endbereichs 214 mit dem Ventilkörper 202 verbunden, beispielsweise unter Verwendung eines oder mehrerer mechanischer Befestigungselemente, eines Klebstoffs oder eines Prozesses wie Schweißen. Der gegenüberliegende Endbereich 216 ist nicht mit dem Ventilkörper 202 verbunden, sodass er relativ zu dem Ventilkörper 202 bewegbar ist. Das Ventilglied 204 kann aus einer oder mehreren Materialschichten bestehen und beinhaltet in einigen Ausführungsformen ein Metall oder eine Metalllegierung. Das Ventilglied 204 kann alternativ aus einem Kunststoff, Nylon oder einem weiteren Material hergestellt sein. Das Ventilglied 204 kann eine Abdichtungsschicht auf der Seite des Ventilglieds 204 aufweisen, die der Wand 206 zugewandt ist, um eine Abdichtung zu unterstützen, wenn es gegen die Wand 206 gedrückt wird.
Das Ventilglied 204 weist einen Vorspannbereich 218 auf, der das Ventilglied 204 von dem Ventilkörper weg vorspannt, sodass das Ventil 200 ein normalerweise offenes Ventil ist. Mehrere Vorspannbereiche 218 können sich über das Ventil erstrecken, um zu ermöglichen, dass Reihen von Öffnungen 212 selektiv auf Grundlage der Druckdifferenz zwischen dem Kurbelgehäuse und dem Ansaugkrümmer oder auf Grundlage der Höhe des Vakuums in dem Ansaugkrümmer abgedeckt werden können. Das Ventilglied 204 ist in 3 in einer ersten offenen Position dargestellt. Das Ventilglied 204 ist in 3 auch in einer zweiten, geschlossenen Position als unterbrochene Linien und in einer dritten Zwischenposition als gestrichelte Linien in 3 dargestellt. Zusätzliche Zwischenpositionen sind für das Ventilglied 204 zwischen der ersten und der dritten Position und zwischen der dritten und der zweiten Position möglich, so dass die Position des Ventilglieds 204 kontinuierlich variabel ist. 4 zeigt das Ventil 200 in der zweiten geschlossenen Position.
Wenn die absolute Druckdifferenz |(P3 – P1)| zunimmt oder wenn das Vakuum im Ansaugkrümmer zunimmt (oder P1 abnimmt), beginnt sich das Ventilglied 204 von der ersten Position in Richtung der zweiten Position zu bewegen. Die Position des Ventilglieds 204 und damit der Strom durch das Ventil 200 ist eine Funktion dieser Druckdifferenz oder ist eine Funktion des Ansaugkrümmervakuums.
Das Ventilglied 204 bewegt sich als Reaktion auf die Druckdifferenz zwischen dem Kurbelgehäuse 80 und dem Krümmer 38, um selektiv eine oder mehrere der Öffnungen 212 als eine Funktion der Druckdifferenz abzudichten, um einen variablen Strom durch das Ventil 200 bereitzustellen.
Das Ventil 200 weist auch eine oder mehrere feste Blenden oder Öffnungen 220 auf, die durch den Ventilkörper 202 und die Wand 206 definiert sind, um das Kurbelgehäuse 80 fluidisch mit dem Ansaugkrümmer 38 zu koppeln. Die festen Blenden 220 sind von dem Ventilglied 204 beabstandet, sodass die Blenden 220 ungeachtet der Position des Ventilglieds 204 für eine Strömung durch sie hindurch offen bleiben, sodass ein Strom durch die Blenden 220 von der Position des Ventilglieds 204 unabhängig ist. Dies ermöglicht, dass ein fester, geringer Strom von Kurbelgehäuse-Blowby-Gasen in den Ansaugkrümmer 38 strömt und aus dem Kurbelgehäuse 80 abgelassen wird, selbst wenn sich das Ventilglied 204 in der vollständig geschlossenen Position befindet. Die Blenden 220 können gleich wie die oder verschieden von den Öffnungen 212 sein, wie oben beschrieben, und kennen auf verschiedene Weise ausgebildet sein, wie oben mit Bezug auf die Öffnungen 212 beschrieben.
Jede der Öffnungen 212 und der Blenden 220 ist so bemessen, dass sie einen Ölabscheider für das KGE-System bereitstellen. Jede Öffnung 212 und jede Blende 220 kann jeweils gleich groß sein oder können unterschiedlich groß sein. In einem Beispiel weist jede der Öffnungen 212 und Blenden 220 einen Durchmesser von kleiner als 5 Millimeter (mm), kleiner als 1 mm oder kleiner als 0,1 mm auf. Die Öffnungen 212 und Blenden 220 sind so bemessen, dass ein Hindurchtreten oder Hindurchströmen eines von dem Luftstrom mitgerissenen Öltröpfchens oder Schmiermitteltröpfchens verhindert wird, sodass die Öffnungen und Blenden als ein Abscheider für die mitgerissenen Öltröpfchen zwischen dem Kurbelgehäuse 80 und dem Ansaugkrümmer 38 wirken. Ein Öltröpfchen kann als ein durchschnittlich bemessenes Flüssigkeitströpfchen des Schmiermittels in dem Motorsystem definiert werden und kann einen durchschnittlichen Durchmesser aufweisen, der größer als ein entsprechender Durchmesser der Blende ist. Die durchschnittliche Tröpfchengröße und die Größe der Blende können wenigstens teilweise auf der Motorgröße und den erwarteten Betriebsbedingungen basieren. In einem Beispiel ist der Motor ein größeres Blockdesign mit Kurbelgehäusegasströmen bis zu 200 Liter pro Minute und einer entsprechenden Größe der Blende in der Größenordnung von 3–5 Millimetern. In einem weiteren Beispiel ist der Motor ein kleineres Blockdesign mit Kurbelgehäusegasströmen bis zu 30 Liter pro Minute und einer entsprechenden Größe der Blenden von 0,1 bis 1 Millimetern. Das System wird daher ohne einen zusätzlichen Abscheider betrieben, der stromaufwärts des Ventils 200 positioniert ist. Das Ventil 200 kann zulassen, dass verdampftes Schmiermittel durch das Ventil und in den Ansaugkrümmer 38 strömt und kann dafür sorgen, dass der Strom von mitgerissenen Öltröpfchen kleiner Größen, z. B. in der Größenordnung von Mikrometern, hindurchtreten kann. Die Öffnungen 212 und die Blenden 220 können mit einer Beschichtung versehen sein, um beispielsweise einen Kontaktwinkel von weniger als neunzig Grad für die Oberflächen des Ventils 200 bereitzustellen, so dass die Tröpfchen Kügelchen bilden und aus dem Ventil 200 und in das Kurbelgehäuse 38 fallen.
5–7 zeigen ein Ventil 300 gemäß einer weiteren Ausführungsform. Das Ventil 300 kann als das KGE-Ventil 92 verwendet werden, wie oben mit Bezug auf die 1–2 beschrieben. Das Ventil 300 koppelt das Kurbelgehäuse und den Ansaugkrümmer fluidisch. Das Ventil 300 weist einen Ventilkörper 302 und ein Ventilglied 304 auf. In einem Beispiel weist der Motor 20 eine Wand 306 auf, die einen Teil des Kurbelgehäuses bildet. Die Wand 306 weist eine erste Seite 308 und eine zweite gegenüberliegende Seite 310 auf. Die erste Seite 308 der Wand kann einen Teil des Innenbereichs des Kurbelgehäuses 80 bilden. Der Druck von Gasen auf der ersten Seite der Wand befindet sich auf Kurbelgehäusedruck P3. Die zweite Seite 310 der Wand kann einen Teil des Innenbereichs des Ansaugkrümmers 38 bilden. Der Druck von Gasen auf der zweiten Seite der Wand befindet sich auf Ansaugkrümmerdruck P1. In weiteren Beispielen kann die erste Seite 308 der Wand über eine Leitung mit dem Kurbelgehäuse verbunden sein und/oder die zweite Seite 310 der Wand kann über eine Leitung mit dem Ansaugkrümmer verbunden sein. Die Wand 306 kann den Ventilkörper 302 tragen.
Der Ventilkörper 302 kann mit einer Seitenwand versehen sein, die ein Rohr 312 bildet, das sich durch und über die Wand erstreckt. Das Rohr 312 weist ein erstes Ende 314 und ein zweites gegenüberliegendes Ende 316 auf. Das erste Ende 314 des Körpers 302 definiert eine Öffnung oder ist zur Kurbelgehäuseseite des Ventils 300 auf der ersten Seite der Wand offen. Das zweite Ende 316 des Rohres ist ein geschlossenes Ende, beispielsweise über eine Stirnwand 318, und ist auf der zweiten Seite der Wand positioniert. Die Seitenwand 318 und die Stirnwand 316 des Ventilkörpers 302 definieren ein Innenvolumen 321 des Ventilkörpers.
Die Seitenwand des Rohres definiert eine Reihe von Öffnungen 320. Die Öffnungen 320 können in Längsrichtung an der Seitenwand angeordnet sein, sodass die Öffnungen 320 in Längsrichtung an der Seitenwand des Ventilkörpers beabstandet sind. Alternativ können die Öffnungen 320 in Gruppen von Öffnungen an verschiedenen Längspositionen an der Seitenwand mit einer unterschiedlichen Anzahl von Öffnungen in jeder Gruppe angeordnet sein. In dem vorliegenden Beispiel definiert der Ventilkörper eine erste Gruppe von Öffnungen 322, die wenigstens eine erste Öffnung enthält, und eine zweite Gruppe von Öffnungen 324, die wenigstens eine zweite Öffnung enthält. Die erste und die zweite Gruppe von Öffnungen 322, 324 sind in Längsrichtung voneinander beabstandet auf dem Ventilkörper 302 angeordnet. In weiteren Beispielen können zusätzliche Gruppen von Öffnungen bereitgestellt werden. Die Gruppen 322, 324 der Öffnungen 320 können gleichmäßig voneinander beabstandet sein oder einen variablen Abstand zwischen verschiedenen Gruppen und/oder Öffnungen aufweisen. Jede Gruppe 322, 324 der Öffnungen 320 kann eine gleiche Anzahl von Öffnungen aufweisen oder kann mehr oder weniger Öffnungen aufweisen als eine benachbarte Gruppe.
Die Öffnungen 320 verbinden den Innenbereich 321 des Ventilkörpers mit der Ansaugkrümmerseite 310 des Ventils 300 fluidisch. Daher sind die Öffnungen 320 auf der zweiten Seite 310 der Wand 306 positioniert.
Ein Ventilglied 304 ist innerhalb des Ventilkörpers 302 positioniert. Das Ventilglied 304 verschiebt sich oder gleitet innerhalb des Ventilkörpers 302. In dem vorliegenden Beispiel kann der Ventilkörper 304 als ein Schieber 304 bezeichnet werden. Der Schieber 304 weist einen ersten Endbereich 330 und einen zweiten gegenüberliegenden Endbereich 332 auf. Jeder Endbereich ist so bemessen, dass er in die Seitenwand des Ventilglieds passt und mit dieser zusammenwirkt. Wenigstens der erste Endbereich 330 bildet eine Abdichtung mit der Seitenwand 312 des Ventilglieds, so dass keine Gase zwischen dem ersten Endbereich 330 und der Seitenwand 312 strömen können. Ein O-Ring, eine Dichtung oder ein anderes Dichtelement kann zwischen dem ersten Endbereich und der Seitenwand bereitgestellt werden. Der zweite Endbereich 332 kann mit der Seitenwand 312 ebenfalls eine Abdichtung bilden.
Die ersten und zweiten Endbereiche 330, 332 des Ventilkörpers sind durch einen Hals 334 oder ein anderes Zwischenglied verbunden. Der Hals 334 ist so bemessen, dass er einen kleineren Durchmesser als der erste und der zweite Endbereich 330, 332 aufweist, sodass die Außenfläche des Halses von der Seitenwand 312 des Ventilkörpers beabstandet ist.
Ein Halteelement 336, wie in 6 dargestellt, kann um das offene Ende 316 des Ventilkörpers herum bereitgestellt werden, nachdem der Schieber 304 innerhalb des Ventilkörpers positioniert ist, um den Schieber innerhalb des Innenbereichs des Ventilkörpers zu halten. Ein Vorspannelement 338, wie etwa eine Feder, wie in 5 gezeigt, kann zwischen dem zweiten Endbereich 332 und der Stirnwand 318 des Ventilkörpers positioniert sein, um das Ventilglied 304 in Richtung des offenen Endes 314 des Ventilkörpers und weg von der Stirnwand vorzuspannen. In weiteren Beispielen kann eine Blende 340 zusätzlich oder alternativ an der Stirnwand des Ventilkörpers bereitgestellt werden, so dass eine Druckkammer 342 innerhalb des Innenbereichs des Ventilkörpers gebildet wird und durch die Stirnwand, die Seitenwand und die Stirnfläche des zweiten Endbereichs des Schiebers definiert wird, wie in 6 gezeigt. Diese Druckkammer kann zusätzlich eine Position des Ventilglieds 304 steuern.
Der Schieber 304 definiert ein Längsloch 350, das sich von einer Stirnfläche des Schiebers am ersten Endbereich 330 in den Hals 334 erstreckt. In einigen Beispielen ist das Längsloch 350 als Sackbohrung in den Schieber bereitgestellt, wobei sich das Ende der Bohrung im Halsbereich oder im zweiten Endbereich befindet. Der Schieber definiert auch wenigstens ein Querloch 352, das sich von dem Längsloch 350 nach außen erstreckt und den Hals schneidet. In dem vorliegenden Beispiel weist der Schieber 304 eine Reihe von Querlöchern 352 auf, die das Längsloch mit dem Innenbereich des Ventilkörpers benachbart zum Hals fluidisch verbinden. Die Querlöcher 352 können an einer gemeinsamen Längsposition entlang des Schiebers positioniert sein oder können in Längsrichtung voneinander beabstandet oder anderweitig am Hals angeordnet sein.
Der Schieber 304 bewegt sich zwischen einer ersten Position, wie in 5 gezeigt, und einer zweiten Position, wie in 7 gezeigt. Der Schieber ist zwischen diesen beiden Positionen verschiebbar, um Zwischenpositionen zwischen der ersten und der zweiten Position bereitzustellen. 6 zeigt eine dritte Zwischenposition für den Schieber.
In 5 befindet sich der Schieber 304 in der ersten Position, sodass der zweite Endbereich 332 des Schiebers von dem zweiten Ende 316 des Rohres beabstandet ist. Die Querlöcher 352 des Schiebers stehen in Fluidverbindung mit der ersten Öffnung 320 des Ventilkörpers, sodass Gase in dem Kurbelgehäuse durch das Längsloch 350, das Querloch 352 und die erste Gruppe von Öffnungen 320 und in den Ansaugkrümmer strömen 38. Die zweite Gruppe von Öffnungen 324 wird durch den zweiten Endbereich 332 des Schiebers blockiert, sodass keine Gase aus dem Kurbelgehäuse durch die zweite Gruppe von Öffnungen 324 und in den Ansaugkrümmer strömen.
In 7 befindet sich der Schieber 304 in der zweiten Position, sodass der zweite Endbereich 332 des Schiebers dem zweiten Ende 316 des Rohres benachbart ist. Die Querlöcher 352 des Schiebers stehen in Fluidverbindung mit der zweiten Öffnung 324 des Ventilkörpers, sodass Gase in dem Kurbelgehäuse durch das Längsloch 350, das Querloch 352 und die zweite Gruppe von Öffnungen 324 und in den Ansaugkrümmer strömen. Die erste Gruppe von Öffnungen 322 wird durch den ersten Endbereich 330 des Schiebers blockiert, sodass keine Gase aus dem Kurbelgehäuse durch die erste Gruppe von Öffnungen und in den Ansaugkrümmer strömen.
In 6 befindet sich der Schieber 304 in der dritten Position oder einer Zwischenposition zwischen der ersten und der zweiten Position. Die Querlöcher 352 des Schiebers stehen in Fluidverbindung mit der ersten und zweiten Öffnung 322, 324 des Ventilkörpers, sodass Gase in dem Kurbelgehäuse durch das Längsloch 350, das Querloch 352 und die erste und zweite Gruppe von Öffnungen 322, 324 und in den Ansaugkrümmer strömen. In 6 werden keine Öffnungen 320 des Ventilkörpers 302 durch das Ventilglied 304 blockiert.
Die Öffnungen 320 in dem Ventilkörper und die Öffnungen 350, 352 in dem Ventilglied können mit einer kreisförmigen Form bereitgestellt werden oder können alternativ andere geometrische oder komplexe Formen aufweisen. Die Öffnungen können eine konstante Querschnittsfläche aufweisen oder eine Querschnittsfläche kann größer oder kleiner werden, beispielsweise als eine Verjüngung.
Der Schieber 304 verschiebt oder bewegt sich von der ersten Position in Richtung der zweiten Position als Reaktion auf eine zunehmende absolute Druckdifferenz |(P3 – P1)| zwischen dem Ansaugkrümmer 38 und dem Kurbelgehäuse 80 oder wenn das Vakuum in dem Ansaugkrümmer zunimmt. Die Position des Ventilglieds 304 und damit der Strom durch das Ventil 300 ist eine Funktion dieser absoluten Druckdifferenz oder ist eine Funktion des Ansaugkrümmervakuums.
Das Ventilglied 304 bewegt sich relativ zu dem Ventilkörper 302, um selektiv wenigstens einen Teil der Öffnungen 320 in dem Ventilkörper abzudecken und freigelegt. In einem Beispiel stellt das Ventil 300 einen variablen Strom durch das Ventil auf Grundlage einer Position des Ventilglieds 304 bereit. Der Teil der Öffnungen 320, der durch das Ventilglied 304 abgedeckt oder freigelegt wird, kann auf Grundlage der Ventilposition variieren, um eine weitere Steuerung des Stroms durch das Ventil bereitzustellen.
Das Ventilglied 304 bewegt sich als Reaktion auf die Druckdifferenz zwischen dem Kurbelgehäuse und dem Krümmer, um selektiv eine oder mehrere der Öffnungen 320 als Funktion der Druckdifferenz abzudichten oder zu blockieren, um einen variablen Strom durch das Ventil 300 bereitzustellen.
Es sei darauf hingewiesen, dass in allen Positionen des Ventils 300 ein gewisser Strom über das Ventil bereitgestellt wird, um das Kurbelgehäuse 80 mit dem Ansaugkrümmer 38 fluidisch zu koppeln. Dies ermöglicht, dass ein fester niedriger Strom von Kurbelgehäuse-Blowby-Gasen in den Ansaugkrümmer strömt und das Kurbelgehäuse unabhängig von der Ventilposition abgelassen wird.
Jede der Öffnungen 320, 352 in dem Ventilkörper und dem Ventilglied ist so bemessen, dass sie einen Ölabscheider für das KGE-System bereitstellt. Jede Öffnung kann gleich groß oder unterschiedlich groß sein. In einem Beispiel weist jede der Öffnungen 320, 352 einen Durchmesser von weniger als 5 Millimeter (mm), weniger als 1 mm oder weniger als 0,1 mm auf. Es sei darauf hingewiesen, dass die Längsöffnung 350 im Durchmesser größer sein kann als die Queröffnungen 352 und die Ventilkörperöffnungen 320, um einen ausreichenden Luftstrom durch das Ventil 300 bereitzustellen. Wenigstens die Öffnungen 320 sind so bemessen, dass ein Hindurchtreten oder Hindurchströmen eines mitgerissenen Öltröpfchens oder Schmiermitteltröpfchens verhindert wird, wie oben beschrieben, sodass die Öffnungen 320 als ein Abscheider zwischen dem Kurbelgehäuse 80 und dem Ansaugkrümmer 38 wirken. Wenigstens die Öffnungen 320 können auch auf Grundlage einer erwarteten oder maximalen Kurbelgehäusegasströmungsrate, wie oben beschrieben, bemessen werden. Das System wird daher ohne einen zusätzlichen Abscheider betrieben, der stromaufwärts des Ventils 300 positioniert ist. Das Ventil 300 kann zulassen, dass verdampftes Schmiermittel durch das Ventil 300 und in den Ansaugkrümmer 38 strömt und kann dafür sorgen, dass der Strom von mitgerissenen Öltröpfchen kleiner Größen, z. B. in der Größenordnung von Mikrometern, hindurchtreten kann. Die verschiedenen Oberflächen innerhalb des Ventils 300, die bewirken, dass der Luftstrom ab- oder umgelenkt wird, können zusätzlich eine Abscheidung von Öltröpfchen mit Größen kleiner als die Durchmesser der Blende auf Grundlage einer Abscheidung über Aufprall- oder Zentripetalkräfte bereitstellen. Die Öffnungen 320, 350, 352 und die anderen Ventilflächen 300 können mit einer Beschichtung versehen sein, um beispielsweise einen Kontaktwinkel von weniger als neunzig Grad für die Oberflächen des Ventils 300 bereitzustellen, so dass die Tröpfchen Kügelchen bilden und aus dem Ventil 300 und in das Kurbelgehäuse 38 fallen. Der Ventilkörper 300 kann zusätzlich einen Ablasskanal (nicht gezeigt) definieren, der sich von einem unteren Punkt im Innenbereich 321 zwischen dem ersten und dem zweiten Endbereich des Ventilglieds und dem Kurbelgehäuse 80 erstreckt und diese fluidisch verbindet.
8 ist eine grafische Darstellung, die ein Profil 400 eines Luftstroms durch das Ventil 200 oder das Ventil 300 veranschaulicht, wenn das Ansaugvakuum zunimmt, der Druck im Ansaugkrümmer (P1) abnimmt oder die Druckdifferenz |(P3 – P1)| zunimmt. Anfänglich sorgt das Ventil 200, 300 bei einer niedrigen Ansaugkrümmervakuumhöhe im Bereich 402, der mit einem Motorleerlaufbetriebszustand assoziiert ist, für einen Strom über das Ventil, beispielsweise über Blenden und Öffnungen im Ventil 200 oder die erste Gruppe von Öffnungen im Ventil 300.
Wenn die Ansaugkrümmervakuumhöhe beispielsweise mit zunehmender Motorlast zunimmt, nimmt auch der Strom über das Ventil zu, wie im Bereich 404 gezeigt. Bei Ventil 200 werden die Öffnungen 212 im Allgemeinen durch das Ventilglied freigelegt, und die zunehmende Strömungsrate basiert auf einer höheren Druck-Differentialen über dem Ventil. Bei dem Ventil 300 kann der Ventilkörper 304 beginnen, sich zu bewegen, sodass die erste und die zweite Gruppe von Öffnungen 322, 324 freigelegt werden.
Im Bereich 406 ist das Krümmervakuum bis zu dem Punkt angestiegen, an dem der Strom über das Ventil beginnt abzunehmen. Das Ventilglied in dem Ventil 200 wird bewegt, um wenigstens einen Teil der Öffnungen 212 abzudecken. Bei dem Ventil 300 bewegt sich das Ventilglied, sodass die erste Gruppe von Öffnungen 322 durch das Ventilglied 304 abgedeckt wird.
Bei weiteren Anstiegen des Ansaugkrümmervakuums beispielsweise im Bereich 408 wird der Strom über das Ventil begrenzt oder eingeschränkt und nähert sich einem festen Wert. Bei dem Ventil 200 bedeckt das Ventilglied die Öffnungen 212, der Strom über das Ventil erfolgt nur über die Blenden 220. Bei dem Ventil 300 ist die erste Gruppe von Öffnungen 322 abgedeckt und der Strom über das Ventil erfolgt nur über die zweite Gruppe von Öffnungen 324.
Der Luftstrom von einem Kurbelgehäuse 80 zu einem Ansaugkrümmer 38 kann daher über das Ventil 200, 300 auf eine variable Strömungsrate auf Grundlage des Ansaugkrümmervakuums oder der Druckdifferenz zwischen dem Ansaugkrümmer und dem Kurbelgehäuse gesteuert werden. Als Reaktion auf eine zunehmende absolute Druckdifferenz zwischen dem Krümmer und dem Kurbelgehäuse ist das Ventilelement 204, 304 passiv, um Öffnungen, die das Kurbelgehäuse und den Krümmer fluidisch verbinden, selektiv abzudecken, um einen Luftstrom von dem Kurbelgehäuse zu dem Ansaugkrümmer auf ein vorgegebenes variables Strömungsprofil zu steuern, wie das in 8 gezeigte Profil 400. Öltröpfchen werden aus dem Luftstrom über die Öffnungen in dem Ventil 200, 300 abgeschieden. Ein Luftstrom wird auch von dem Kurbelgehäuse über wenigstens eine der Öffnungen zu dem Krümmer unabhängig von einer Position des Ventilelements 204, 304 bereitgestellt.
Obgleich oben Ausführungsbeispiele beschrieben werden, ist nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle möglichen Formen der Offenbarung beschreiben. Die in der Schrift verwendeten Wörter sind vielmehr nicht Wärter der Beschränkung, sondern der Beschreibung, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Wesen und Schutzumfang der Offenbarung abzuweichen. Außerdem können die Merkmale der verschiedenen implementierenden Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen zu bilden.

Claims

Motor, umfassend: ein Kurbelgehäuse; einen Ansaugkrümmer; und ein Ventil, das das Kurbelgehäuse und den Ansaugkrümmer fluidisch koppelt und einen Ventilkörper und ein Ventilglied aufweist, wobei sich das Ventilglied als Reaktion auf eine Druckdifferenz zwischen dem Kurbelgehäuse und dem Krümmer bewegt, um selektiv wenigstens eine von einer Reihe von Öffnungen zu verschließen, die durch eines von dem Glied und dem Körper gebildet wird, wobei jede Öffnung so bemessen ist, dass sie ein mitgerissenes Öltröpfchen abscheidet.
Motor nach Anspruch 1, wobei jede Öffnung in der Reihe von Öffnungen so bemessen ist, dass sie kleiner als fünf Millimeter im Durchmesser ist.
Motor nach Anspruch 1, wobei jede Öffnung in der Reihe von Öffnungen so bemessen ist, dass sie kleiner als einen Millimeter im Durchmesser ist.
Motor nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Wand mit einer ersten Seite, die einen Teil des Kurbelgehäuseinnenraums bildet, und einer zweiten Seite, die einen Teil des Einlasskrümmerinnenraums bildet; wobei die Wand den Ventilkörper für das Ventil trägt; und wobei der Ventilkörper die Reihe von Öffnungen definiert.
Motor nach Anspruch 4, wobei die Wand die Reihe von Öffnungen definiert, sodass die Wand den Ventilkörper umfasst.
Motor nach Anspruch 4, wobei das Ventilglied eine mit der ersten Seite der Wand verbundene Reed-Ventilklappe aufweist.
Motor nach Anspruch 6, wobei die Reed-Ventilklappe von der Reihe von Öffnungen in einer ersten Position beabstandet ist und die Reihe von Öffnungen in einer zweiten Position abdeckt.
Motor nach Anspruch 7, wobei die Reed-Ventilklappe in der ersten Position auf Grundlage einer ersten absoluten Druckdifferenz zwischen dem Ansaugkrümmer und dem Kurbelgehäuse ist; und wobei die Reed-Ventilklappe in der zweiten Position auf Grundlage einer zweiten absoluten Druckdifferenz zwischen dem Ansaugkrümmer und dem Kurbelgehäuse ist, wobei die zweite absolute Druckdifferenz größer als die erste absolute Druckdifferenz ist.
Motor nach Anspruch 8, wobei das Reed-Ventil einen Teil der Reihe von Öffnungen auf Grundlage einer dritten absoluten Druckdifferenz zwischen dem Ansaugkrümmer und dem Kurbelgehäuse abdeckt, wobei die dritte absolute Druckdifferenz größer als die erste absolute Druckdifferenz und kleiner als die zweite absolute Druckdifferenz ist.
Motor nach Anspruch 4, wobei der Ventilkörper ferner eine Blende definiert, die das Kurbelgehäuse und den Ansaugkrümmer unabhängig von einer Position des Ventilglieds fluidisch koppelt.
Motor nach Anspruch 1, wobei der Ventilkörper durch ein sich durch die Wand erstreckendes Rohr gebildet ist, das ein erstes offenes Ende auf der ersten Seite der Wand und ein zweites geschlossenes Ende auf der zweiten Seite der Wand aufweist, wobei das Rohr die Reihe von Öffnungen definiert; und wobei das Ventilglied durch einen in dem Rohr positionierten Schieber gebildet ist.
Motor nach Anspruch 11, wobei der Schieber einen ersten und einen zweiten Endbereich aufweist, die durch einen Hals verbunden sind, wobei der Schieber ein Längsloch definiert, das sich von dem ersten Endbereich in den Hals erstreckt, und wenigstens ein Querloch definiert, das sich von dem Nächsten zu dem Längsloch erstreckt; wobei der erste und der zweite Endbereich eine Dichtung mit dem Rohr bilden, wobei der zweite Endbereich zwischen dem ersten Endbereich und dem zweiten Ende des Rohres positioniert ist.
Motor nach Anspruch 12, wobei die Reihe von Öffnungen in Längsrichtung auf dem Rohr als eine erste Öffnung und eine zweite Öffnung beabstandet ist.
Motor nach Anspruch 13, wobei der zweite Endbereich des Schiebers von dem zweiten Ende des Rohres in einer ersten Position beabstandet ist, sodass das Querloch in Fluidverbindung mit der ersten Öffnung steht und die zweite Öffnung durch den zweiten Endbereich des Schiebers blockiert ist; wobei der zweite Endbereich des Schiebers dem zweiten Ende des Rohres in einer zweiten Position benachbart ist, sodass das Querloch in Fluidverbindung mit der zweiten Öffnung steht und die erste Öffnung durch den ersten Endbereich des Schiebers blockiert ist; und wobei der Schieber eine dritte Position zwischen der ersten und der zweiten Position aufweist, sodass das Querloch in Fluidverbindung mit der ersten und der zweiten Öffnung steht.
Motor nach Anspruch 14, wobei der Schieber aus der ersten Position in Richtung der zweiten Position als Reaktion auf eine zunehmende absolute Druckdifferenz zwischen dem Ansaugkrümmer und dem Kurbelgehäuse gleitet.
Motor nach Anspruch 1, wobei die Öffnungen in dem Ventil eine Abscheidung von Tröpfchen aus einem Luftstrom ermöglichen, so dass der Motor unabhängig von einem stromaufwärts des Ventils positionierten Abscheider ist.
Positives Kurbelgehäuseentlüftungsventil für einen Motor, umfassend: einen Ventilkörper, der Öffnungen definiert, die ein Kurbelgehäuse und einen Ansaugkrümmer fluidisch verbinden, wobei jede Öffnung so bemessen ist, dass ein Hindurchfließen eines mitgerissenen Öltröpfchens verhindert wird; und ein Ventilelement, das von dem Körper getragen wird und selektiv wenigstens eine der Öffnungen als Reaktion auf eine Druckdifferenz zwischen dem Krümmer und dem Kurbelgehäuse abdeckt, um einen variablen Luftstrom von dem Kurbelgehäuse zu dem Ansaugkrümmer bereitzustellen.
Ventil nach Anspruch 16, wobei jede Öffnung einen Durchmesser von weniger als 5 mm aufweist.
Verfahren zum Steuern eines Luftstroms von einem Kurbelgehäuse zu einem Ansaugkrümmer, umfassend: als Reaktion auf eine zunehmende absolute Druckdifferenz zwischen dem Krümmer und dem Kurbelgehäuse passives Bewegen eines Ventilelements, um selektiv Öffnungen abzudecken, die das Kurbelgehäuse und den Krümmer fluidisch koppeln, um einen Luftstrom von dem Kurbelgehäuse zu dem Ansaugkrümmer auf ein vorgegebenes variables Strömungsprofil zu steuern; und Abscheiden von mitgerissenen Öltröpfchen aus dem Luftstrom über die Öffnungen.
Verfahren nach Anspruch 19, ferner umfassend Bereitstellen eines Luftstroms von dem Kurbelgehäuse über wenigstens eine der Öffnungen zu dem Krümmer unabhängig von einer Position des Ventilelements.