DE20319197U1 - Zyklon zum Abscheiden von festen und/oder flüssigen Bestandteilen eines Gases oder Gasgemisches und Vorrichtung zur Reinigung und zur Zuführung des Kurbelgehäuseentlüftungsgases in die Ansaugluft einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Zyklon zum Abscheiden von festen und/oder flüssigen Bestandteilen eines Gases oder Gasgemisches und Vorrichtung zur Reinigung und zur Zuführung des Kurbelgehäuseentlüftungsgases in die Ansaugluft einer Brennkraftmaschine Download PDF

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Abstract

Zyklon (1) zum Abscheiden von festen und/oder flüssigen Bestandteilen eines Gases oder Gasgemisches, mit einer tangential in eine Zyklonkammer (4) eines Gehäuses (2) mündenden Einlaßöffnung (5) für das Gas bzw. Gasgemisch, mit einer aus der Zyklonkammer (4) führenden Auslaßöffnung (7) für das gereinigte Gas bzw. Gasgemisch und mit einer Ablaßöffnung (11) für die abgeschiedenen Bestandteile, dadurch gekennzeichnet , daß das Volumen (VZ) der Zyklonkammer (4) derart variabel ausgebildet ist, daß bei ansteigendem Volumenstrom (V) des den Zyklon durchströmenden Gases oder Gasgemisches sich das Volumen (VZ) vergrößert und bei sinkendem Volumenstrom (V) wieder verkleinert.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen Zyklon zum Abscheiden von festen und/oder flüssigen Bestandteilen eines Gases oder Gasgemisches, mit einer tangential in eine Zyklonkammer eines Gehäuses mündenden Einlaßöffnung für das Gas bzw. Gasgemisch, mit einer aus der Zyklonkammer führenden Auslaßöffnung für das gereinigte Gas bzw. Gasgemisch und mit einer Ablaßöffnung für die abgeschiedenen Bestandteile. Außerdem bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Reinigung und zur Zuführung des Kurbelgehäuseentlüftungsgases in die Ansaugluft einer Brennkraftmaschine.
  • Derartige Zyklone sind bekannt. Sie werden in vielfältigen Ausführungen zum Reinigen von verunreinigten Gasen, Gasgemischen, auch Luftmassen, und dergleichen verwendet. Solche Zyklone sind durch verschiedene typisch verlaufende Kennlinien gekennzeichnet und können z. B. als Ölabscheider für die Entlüftung des Kurbelgehäuses von Brennkraftmaschinen dienen. Zur Verbesserung Ihrer Wirkung wurde schon vorgeschlagen, die Einlaßöffnung im Querschnitt variabel durch pneumatische Mittel ( DE 44 04 709 C1 , EP 0 667 444 B1 , FR 831 357) oder durch eine druckbe aufschlagte Feder ( DE 31 28 470 C2 ) oder durch ein sonstiges mechanisches Verstellorgan (AT 1 83 207) zu steuern. Die Verstellung der Geometrie der relativ kleinen Einlaßöffnung erfolgt über sehr kleine Strecken, an welche die Verstellmittel präzise angepaßt sein müssen. Verunreinigungen verschiedenster Art, z. B. bei einer mechanisch oder pneumatisch zu betätigenden Verstellvorrichtung oder in der Einlaßöffnung, können zu Störungen oder einer weniger präzisen Steuerung führen und den Wirkungsgrad erheblich mindern.
  • Ausgehend von dem vorgenannten Stand der Technik liegt der Erfindung das Bestreben zugrunde, einen Zyklon zu schaffen, der eine genaue selbsttätige Anpassung seiner Geometrie an verschiedene Betriebszustände sicherstellt und dabei eine hohe Störsicherheit aufweist und eine optimale Abscheidungsfunktion über alle Betriebszustände aufweist.
  • Hierzu schlägt die Erfindung bei einer gattungsgemäßen Ausbildung zunächst vor, daß das Volumen der Zyklonkammer derart variabel ausgebildet ist, daß bei ansteigendem Volumenstrom des den Zyklon durchströmenden Gases oder Gasgemisches sich das Volumen vergrößert und bei sinkendem Volumenstrom wieder verkleinert.
  • Die Erfindung sieht also vor, nicht die Einlaßöffnung mit ihrem kleinen Querschnitt, sondern das relativ große Volumen der Zyklonkammer zu variieren, um den Zyklon an verschiedene Volumenströme präzise und sicher anzupassen. Hierdurch wird ein hoher Wirkungsgrad über einen großen Bereich beibehalten. Insbesondere kann dadurch auch bei relativ kleinem Volumenstrom und kleiner Zyklonkammer eine gute Abscheidewirkung erzielt werden. Bei größerem Volumenstrom vergrößert sich die Zyklonkammer, wodurch ein überhöhter Druckanstieg vermieden wird. Durch die variable Gestaltung des relativ großen Volumens ist eine. schnelle, präzise und feinfühlige Anpassung an veränderte Volumenströme möglich.
  • An sich kann das Volumen in unterschiedlicher Weise verändert werden. Bei einer zumindest im wesentlichen rotationssymmetrischen Ausbildung des Zyklons wird bevorzugt das Volumen durch Veränderung der Höhe der Zyklonkammer variabel ausgebildet.
  • Dies ermöglicht z. B. eine einfache Gestaltung derart, daß die Zyklonkammer durch einen oberen zylindrischen Abschnitt des Gehäuses und durch einen unteren konischen Raum mit eigener Konuswandung, die relativ zum Gehäuse verschiebbar gelagert ist, gebildet ist. Durch Verschieben der Konuswandung verändert sich die Höhe der Zyklonkammer.
  • Das Gehäuse kann rundum geschlossen sein, indem die Konuswandung innerhalb eines unteren Abschnitts des Gehäuses verschiebbar gelagert ist. Die leichte Verschiebbarkeit soll bei möglichst wenig Volumenverlust gesichert sein.
  • Daher ist zweckmäßig zwischen dem Gehäuse und der Konuswandung eine Passung vorgesehen.
  • Werden zwischen dem Gehäuse und der Konuswandung zwei axial voneinander beabstandete Passungen vorgesehen, wird die Führung der im Gehäuse verschiebbaren Konuswandung deutlich verbessert.
  • Zur Vermeidung von unerwünschten Gasströmungswegen bildet die Passung jeweils einen möglichst schmalen, aber die leichte Verschiebbarkeit der Konuswandung noch sicherstellenden Spalt.
  • Jegliche Gasströmung durch die Passung wird in der Zyklonkammer ausgeschlossen, indem zwischen der Konuswandung und dem Gehäuse mindestens eine leicht bewegliche, vorzugsweise hochflexible Dichtung angeordnet ist.
  • Eine solche Dichtung kann z. B. als Rollmembrane ausgebildet sein.
  • Im einfachsten Falle ist das Volumen gegen die Kraft einer Feder veränderbar. Eine solche Feder kann sehr unterschiedlich ausgebildet sein.
  • Zunächst bietet sich an, daß die Feder als Zug- oder Druckfeder, insbesondere als Schraubenfeder, ausgebildet ist.
  • Die Feder kann sich z. B. einerseits an der Konuswandung und andererseits am Gehäuse abstützen.
  • Dabei kann die Feder konzentrisch um eine zentrisch in der Längsmittelachse am unteren Ende der Konuswandung angeordnete Durchlaßöffnung angeordnet ist.
  • Hierbei kann die Durchlaßöffnung in einem Stutzen angeordnet sein, der vorzugsweise mit geringem Spiel durch eine Öffnung in der unteren Wand des unteren Abschnitts ragt.
  • Auch kann eine Schraubendruckfeder sich an einem radialen ringförmigen Absatz an der Konuswandung abstützen.
  • Dieser radiale ringförmige Absatz kann sich unmitelbar unterhalb des am oder nahe dem oberen Ende der Konuswandung angeordneten Spalts erstrecken.
  • Anstelle einer Feder oder auch zusätzlich zu dieser kann vorgesehen sein, daß das Volumen durch mindestens eine Verstellvorrichtung, einen Aktuator, veränderbar ist.
  • Ein solcher Aktuator kann vorzugsweise auf die Außenseite der Konuswandung einwirken.
  • Bevorzugt kann der Aktuator mit einer Hilfskraft mechanischer, pneumatischer, hydraulischer oder elektrischer Art betätigbar sein.
  • Die Hilfskraft kann dabei von einem Kraftspeicher geliefert werden. Eine solche Hilfskraft kann z. B. bei einem Kraftfahrzeug die Hydraulikpumpe einer Servolenkung sein. Ein Kraftspeicher kann z. B. im Kraftfahrzeug der Unterdruckspeicher eines Bremskraftverstärkers sein.
  • Der Aktuator kann z. B. in Abhängigkeit von der Größe eines Drucks oder Unterdrucks, insbesondere eines Gasdrucks oder Gasunterdrucks, betätigbar sein. Hierzu kann bei einer Brennkraftmaschine z. B. der Unterdruck der Luftmasse im Ansaugtrakt und/oder der Druck im Kurbelgehäuse dienen.
  • Die Erfindung kann mit besonderem Vorteil bei einer Brennkraftmaschine eingesetzt werden. Während des Betriebs einer Brennkraftmaschine, z. B. ein Otto-Motor, werden durch den verbleibenden Spalt zwischen den Kolbenringen und der Zylinderwand Verbrennungsgase in das Kurbelgehäuse gedrückt, das als Blow-by-Gas bezeichnet werden. Das zugeführte Blow-by-Gas erhöht den Druck im Kur belgehäuse und muß daher abgeführt werden, bevor der Druck unzulässig hoch wird. In der Regel wird das Blow-by-Gas über ein sogenanntes. Unterdruckregelventil wieder dem Ansaugtrakt zugeführt, um Gasemissionen zu vermeiden. Das Unterdruckregelventil dient dazu, den Druck im Kurbelgehäuse in einem optimalen Bereich zu halten. Enthält das wieder zugeführte Blow-by-Gas Ölpartikel und/oder Wasser- und/oder Kraftstoffpartikel, so können Funktionsstörungen am Motor auftreten. Um dies zu verhindern, müssen diese Anteile vor der Rückführung entfernt werden. Hierzu werden Zyklone eingesetzt, welche die feinsten Ölpartikel, aber auch eventuelle andere Verunreinigungen wie z. B. Wasser-, Kraftstoff- oder Rußpartikel, aus dem Blow-by-Gas abscheiden.
  • Die Abscheideleistung wird durch den Zyklondifferenzdruck bei dem jeweils herrschenden Volumenstrom bestimmt. Mit zunehmendem Volumenstrom V steigt der Differenzdruck Dp des Zyklons und damit auch der Abscheidegrad T an. Der Differenzdruck Dp steigt über dem Volumenstrom V progressiv an. Jedoch beginnt erst bei Erreichen eines bestimmten Differenzdrucks Dp der Abscheideeffekt wirksam zu werden.
  • Die Menge an Blow-by-Gas, also der Volumenstrom, einer Brennkraftmaschine ist über den gesamten Betriebsbereich nicht konstant. Sie können sich kurzfristig, teilweise auch stark, ändern, z. B. beim Wechsel in den Schubbetrieb. Auch bei fortgeschrittenem Verschleiß, z. B. der Kolbenringe, der Kolben oder der Zylinderwand, oder gar bei einem Defekt treten größere Mengen an Blow-by-Gas auf.
  • Da der Differenzdruck des Zyklons unmittelbar den Druck im Kurbelgehäuse erhöhen kann, aber positive Drücke im Kurbelgehäuse generell zu vermeiden sind, bringt die Einbeziehung von Zyklonen das Auslegungsproblem mit sich, daß selbst bei maximal möglichen Volumenstrommengen keine erhöhten Drücke im Kurbelgehäuse auftreten dürfen. Um dies zu erreichen, wird der Zyklon auf einen maximal möglichen Volumenstrom bemessen. Bei kleinen Volumenströmen wird somit nur eine geringere Abscheidewirkung erreicht.
  • Um die vorgenannten Schwierigkeiten zu vermeiden oder zumindest erheblich zu vermindern, schlägt die Erfindung des weiteren eine Vorrichtung zur Reinigung von ölhaltigem Kurbelgehäuseentlüftungsgas und Zuführung des gereinigten Kurbelgehäuseentlüftungsgases in die Ansaugluft einer Brennkraftmaschine vor, die einen Zyklon nach der oben erläuterten Erfindung umfaßt.
  • Eine solche Vorrichtung kann einen schon erläuterten, eine Feder aufweisenden Zyklon in selbsttätiger Weise nutzen. Hierdurch kommt es, wie schon erläutert, über dem Volumenstrom zu einem verringerten Differenzdruckanstieg.
  • Weiterhin wird mindestens ein Aktuator vorgeschlagen, der in Abhängigkeit vom Ansaugdruck der Brennkraftmaschine präzise gesteuert wird. Hierdurch wird eine genauere Steuerung erzielt.
  • Aus dem gleichen Grund kann vorgesehen sein, daß der Aktuator in Abhängigkeit vom Kurbelgehäusedruck der Brennkraftmaschine gesteuert wird.
  • Weiterhin kann die Steuerung optimiert werden, indem der Aktuator über ein die Brennkraftmaschine steuerndes Steuergerät gesteuert wird.
  • Schließlich kann in Weiterführung der Erfindung der Aktuator über eine Regelvorrichtung gesteuert werden, die sowohl den Ansaugdruck als auch den Kurbelgehäusedruck auswertet.
  • In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele, nämlich des Zyklons und der Vorrichtung, dargestellt, die nun näher beschrieben werden.
  • 1 zeigt einen im Querschnitt runden Zyklon im Längsschnitt;
  • 2 zeigt einen abgewandelten, im Querschnitt ebenfalls runden Zyklon im Längsschnitt;
  • 3 zeigt einen weiteren abgewandelten, im Querschnitt runden Zyklon im Längsschnitt;
  • 4 zeigt ein Diagramm mit der Relation Differenzdruck des Zyklons zu Volumenstrom, und zwar bei einem herkömmlichen Zyklon und bei einem Zyklon nach der Erfindung;
  • 5 zeigt ein Diagramm mit der Relation Abscheidegrad des Zyklons zu Volumenstrom, und zwar bei einem herkömmlichen Zyklon und bei einem Zyklon nach der Erfindung;
  • 6 zeigt ein Diagramm mit der Relation Abscheidegrad des Zyklons zu Differenzdruck, und zwar bei einem herkömmlichen Zyklon und bei einem Zyklon nach der Erfindung;
  • 7 zeigt eine Vorrichtung für eine Brennkraftmaschine, bei der ein Zyklon als Ölabscheider dient, in prinzipieller Darstellung.
  • Gemäß 1 besteht der Zyklon 1 aus einem im Querschnitt kreiszylindrischen Gehäuse 2, z. B. aus Kunststoff. Das Gehäuse 2 umschließt in seinem oberen Abschnitt 3 eine obere Zyklonkammer 4, in die oben über einen rohrförmigen Kanal eine etwa rechteckige Einlaßöffnung 5 tangential einmündet. In der Längsachse X – X des Zyklons 1 ist in die obere Wand 6 eine zentrische Auslaßöffnung 7 eingebracht, die von einem in die Zyklonkammer 4 eintauchenden und über die Wand 6 ragenden Stutzen 8 begrenzt wird.
  • Der untere Abschnitt 9 des Gehäuses 2 schließt mit einer unteren Wand 10 ab, in die zentrisch eine stutzenförmige Ablaßöffnung 11 eingebracht ist. Außerdem ist in dem unteren Abschnitt 9, ebenfalls zentrisch, ein separater, sich nach unten trichterförmig verjüngender konischer Raum 12 untergebracht, der von einer eigenen entsprechend konischen Konuswandung 13 umgeben ist. Die Konuswandung 13 hat an ihrem oberen, größten Außendurchmesser DS eine zylindrische Mantelfläche 14, die zusammen mit der inneren zylindrischen Mantelfläche 15 des Gehäuses 2 mit dem Innendurchmesser DG eine Passung bildet. Der gebildete Spalt 16, der in 1 vergrößert dargestellt ist, ist so ausgelegt, daß eine gute Verschiebbarkeit in Richtung X – X der Konuswandung 13 innerhalb des Gehäuses 2 gesichert ist.
  • Die Konuswandung 13 ist an ihrem oberen Außendurchmesser DS offen; es steht also der konischer Raum 12 mit der Zyklonkammer 4 in Verbindung. Die Verbindung zwischen der konischen Innenfläche 17 und der zylindrischen inneren Mantelfläche 14 ist nur von dem kleinen Spalt 16 unterbrochen. An seinem unteren Ende mit kleinem Durchmesser weist die Konuswandung 13 eine zentrische Durchlaßöffnung 18 auf, die von einem kleinen Stutzen 19 umgeben ist. Die Durchlaßöffnung 18 liegt im Abstand A somit genau oberhalb der Ablaßöffnung 11.
  • Unterhalb der Mantelfläche 14 weist die Konuswandung 13 einen radialen ringförmigen Absatz 20 auf, der als Widerlager für das obere Ende einer zylindrischen Schraubendruckfeder 21 dient. Die Schraubendruckfeder 21 ist im unteren Abschnitt 9 des Gehäuses 2 und konzentrisch um die Konuswandung 13 mit Spiel zur Mantelfläche 15 gelagert und stützt sich mit ihrem unteren Ende auf der unteren Wand 10, konzentrisch um die Ablaßöffnung 11, ab.
  • Anstelle der bloßen Dichtwirkung durch den Spalt 16 kann in diesem Bereich oder unterhalb des Bereichs eine möglichst flexible Dichtung, z. B. in Form einer ringförmigen Rollmembrane, zwischen der Mantelfläche 15 und der Konuswandung 13 angeordnet werden. Dann sind jegliche Spaltverluste ausgeschlossen.
  • Die Wirkungsweise des Zyklons 1 ist folgende
  • Bei ansteigendem Volumenstrom V und damit Strömungsdruck auf die Konuswandung 13 wird diese gegen die Kraft der Schraubendruckfeder 21 nach unten gedrückt. Dies geht maximal so weit, bis die Schraubendruckfeder 21 ganz zusammengedrückt ist oder der Abstand A = 0 ist. Aus der Höhe H1 der Zyklonkammer 4 wird z. B. die Höhe H2; die Zyklonhöhe vergrößert sich, das Zyklonvolumen VZ nimmt zu. Das Zyklonvolumen VZ paßt sich somit selbsttätig an den jeweiligen Volumenstrom V an und der Differenzdruckanstieg des Gesamtbauteils wird über den Volumenstrom je nach Federauslegung reduziert.
  • In 2 ist eine Abwandlung der Ausführung nach 1 dargestellt. Gleiche Merkmale sind mit gleichen Bezugsziffern versehen. Hier ragt ein Stutzen 19a durch eine zentrische Öffnung 11a in der unteren Wand 10. Dadurch ergibt sich zusätzlich zu der Passung im Spalt 16 eine zweite Passung, nämlich zwischen dem Außenumfang des Stutzens 19a und dem Innenumfang der Öffnung 11a.
  • In 3 ist eine weitere Abwandlung der Ausführung nach der vorbeschriebenen 2 dargestellt. Hier sind anstatt einer Feder ein oder mehrere Aktuatoren 47 angeordnet. Die Aktuatoren 47 sind an der unteren Wand 10 des Gehäuses 2 gelagert und wirken auf die Außenseite 20a der Konuswandung 13 axial, in Richtung X – X, ein. Durch die Aktuatoren 47 kann somit die Höhe H1 und damit das Zyklonvolumen ZV in Abhängigkeit von bestimmten Größen verändert werden. Die Wirkungsweise der Aktuatoren 47 wird weiter unten anhand von 7 noch näher beschrieben werden.
  • In 4 ist das Differenzdruckverhalten Dp eines Zyklons, der nach der Erfindung mit einer Feder versehen ist (mit DpE bezeichnet), dem Differenzdruckverhalten eines herkömmlichen Zyklons (mit DpA bezeichnet) über dem Volumenstrom V gegenübergestellt. Die progressive Kurve DpE des Zyklons nach der Erfindung ist viel flacher und zeigt im unteren Bereich Bu des Volumenstroms eine Erhöhung und im oberen Bereich Bo eine Reduzierung des Differenzdrucks. Es kommt also generell zu einem verringerten Anstieg des Differenzdrucks. Damit wird insbesondere vermieden, daß bei der Verwendung des Zyklons an einer Brennkraftmaschine (7) selbst bei größeren Mengen an Blow-by-Gas, wie z. B. nach großem Motorverschleiß mit verringerter Wirkung der Kolbenringdichtung, es aufgrund zu hoher Zyklon-Differenzdruckwerte zu einem unerlaubt hohen Druck im Kurbelgehäuse kommt. Die Federcharakteristik der genannten Feder kann so ausgelegt werden, daß diese selbsttätige positive Anpassung weitgehend nach vorgegebenen Werten vorgenommen wird.
  • In 5 ist der Abscheidegrad T eines Zyklons, der nach der Erfindung mit einer Feder versehen ist (mit T E bezeichnet), dem Abscheidegrad eines herkömmlichen Zyklons (mit T A bezeichnet) über dem Volumenstrom V gegenübergestellt. Die degressive Kurve ist hier bei dem erfindungsgemäßen Zyklon, T E, viel flacher und zeigt im unteren Bereich Bu des Volumenstroms V eine signifikante Erhöhung des Abscheidegrades und im oberen Bereich Bo eine nur geringfügige, tolerierbare Reduzierung des Abscheidegrades. Bei entsprechender Auslegung der Federcharakteristik nimmt also der Abscheidegrad mit abnehmendem Volumenstrom über einen weiten Bereich weniger stark ab.
  • In 6 ist der Abscheidegrad T E eines erfindungsgemäßen Zyklons dem Abscheidegrad T A eines herkömmlichen Zyklons über dem Differenzdruck Dp gegenübergestellt. Beide Kurven sind praktisch identisch. Daraus wird deutlich, daß das Abscheideverhalten über dem Differenzdruck praktisch gleich bleibt. Dadurch erzielt der erfindungsgemäße Zyklon im Mittel über alle Betriebsbereiche, z. B. einer Brennkraftmaschine, ein verbessertes Abscheideverhalten.
  • In 7 ist eine Vorrichtung 30 in schematischer Darstellung gezeigt, bei der ein erfindungsgemäßer Zyklon 31 als Ölabscheider für eine Brennkraftmaschine 33 verwendet ist. Der Zyklon 31 dient hier zur Reinigung des Kurbelgehäuseentlüftungsgases und zur Zuführung des gereinigten Gases in die Ansaugluft. Hierzu umfaßt die Vorrichtung 30 zunächst einen Ansaugtrakt 32, der zur Zuführung von Verbrennungsluft zur Brennkraftmaschine 33 dient. Die Brennkraftmaschine 33 umfaßt Einlaßventile 34, einen Zylinder 35, einen darin angeordneten Kolben 36, ein Pleuel 37, eine Kurbelwelle 38, ein Kurbelgehäuse 39 und eine Ölwanne 40 mit einem Ölsumpf 41. Das Kurbelgehäuse 39 ist im oberen Bereich mit einer Entlüftungsleitung 42 verbunden, die das Kurbelgehäuseentlüftungsgas zum Zyklon 31 führt.
  • Die Leitung 42 entspricht der Leitung, die bei dem Zyklon 1 in 1 über die Einlaßöffnung 5 mit der Zyklonkammer 4 in Verbindung steht. Hier in 7 ist die Zyklonkammer mit 43 bezeichnet. Von der Zyklonkammer 43 führt eine Rohrleitung 44 für das gereinigte Kurbelgehäuseentlüftungsgas in den Ansaugtrakt 32. Vom unteren Ende des Zyklons führt eine Rohrleitung 46 für das abgeschiedene Öl in die Ölwanne 40.
  • In dem in 7 dargestellten Beispiel ist eine gesteuerte Verstellvorrichtung in Form mindestens eines anhand von 3 schon kurz beschriebenen Aktuators 47 vorgesehen, der hier elektrisch betätigt wird. Der Aktuator 47 wirkt auf die hier mit der Bezugsziffer 47 versehene Konuswandung im Zyklon 31 und verändert das Volumen der Zyklonkammer 43 durch Veränderung der Kammerhöhe H entsprechend dem Doppelpfeil. Damit werden die oben schon geschilderten Vorteile erzielt.
  • Die Steuerung des elektrischen Aktuators 47 erfolgt über eine Regelvorrichtung 48. Die Regelvorrichtung 48 berücksichtigt den Kurbelgehäusedruck DK und andere, von einem Motorsteuergerät 49 gelieferte Parameter, insbesondere hier den Druck DA im Ansaugtrakt 32. Die Nutzung des Mo torsteuergeräts 49 ermöglicht zusätzlich die Berucksichtigung weiterer Parametern zur Steuerung des Aktuators 47 und die Darstellung von Sonderfunktionen für bestimmte Motorbetriebszustände, die z. B. von der Regelkennlinie eines sonst üblicherweise verwendeten Druckregelventils abweichen können.

Claims (27)

  1. Zyklon (1) zum Abscheiden von festen und/oder flüssigen Bestandteilen eines Gases oder Gasgemisches, mit einer tangential in eine Zyklonkammer (4) eines Gehäuses (2) mündenden Einlaßöffnung (5) für das Gas bzw. Gasgemisch, mit einer aus der Zyklonkammer (4) führenden Auslaßöffnung (7) für das gereinigte Gas bzw. Gasgemisch und mit einer Ablaßöffnung (11) für die abgeschiedenen Bestandteile, dadurch gekennzeichnet , daß das Volumen (VZ) der Zyklonkammer (4) derart variabel ausgebildet ist, daß bei ansteigendem Volumenstrom (V) des den Zyklon durchströmenden Gases oder Gasgemisches sich das Volumen (VZ) vergrößert und bei sinkendem Volumenstrom (V) wieder verkleinert.
  2. Zyklon nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen (VZ) durch Veränderung der Höhe (H, H1, H2) der Zyklonkammer (4) variabel ausgebildet ist.
  3. Zyklon nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zyklonkammer (4) durch einen oberen zylindrischen Abschnitt (3) des Gehäuses (2) und durch einen unteren konischen Raum (12) mit eigener Konuswandung (13), die relativ zum Gehäuse (2) verschiebbar gelagert ist, gebildet ist.
  4. Zyklon nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Konuswandung (13) innerhalb eines unteren Abschnitts (9) des Gehäuses (2) verschiebbar gelagert ist.
  5. Zyklon nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Gehäuse (2) und der Konuswandung (13) eine Passung (DS, DG) vorgesehen ist.
  6. Zyklon nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwei axial voneinander beabstandete Passungen (DS, DG; 11a, 19a) vorgesehen sind.
  7. Zyklon nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Passung (DS, DG; 11a, 19a) einen möglichst schmalen, aber die leichte Verschiebbarkeit noch sicherstellenden Spalt (16) bildet.
  8. Zyklon nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Konuswandung (13) und dem Gehäuse (2) mindestens eine leicht bewegliche Dichtung angeordnet ist.
  9. Zyklon nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung als Rollmembrane ausgebildet ist.
  10. Zyklon nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen (VZ) gegen die Kraft einer Feder (21) veränderbar ist.
  11. Zyklon nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder als Zug- oder Druckfeder (21) ausgebildet ist.
  12. Zyklon nach Anspruch 10 oder 11 in Verbindung mit Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (21) sich einerseits an der Konuswandung (13) und andererseits am Gehäuse (2) abstützt.
  13. Zyklon nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (21) konzentrisch um eine zentrisch in der Längsmittelachse (X – X) am unteren Ende der Konuswandung (13) angeordnete Durchlaßöffnung (18) angeordnet ist.
  14. Zyklon nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlaßöffnung (18a) in einem Stutzen (19a) angeordnet ist, der durch eine Öffnung (11a) in der unteren Wand (10) des unteren Abschnitts (9) ragt.
  15. Zyklon nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schraubendruckfeder (21) sich an einem radialen ringförmigen Absatz (20) an der Konuswandung (13) abstützt.
  16. Zyklon nach Anspruch 15 in Verbindung mit Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale ringförmige Absatz (20) sich unmittelbar unterhalb des am oder nahe dem oberen Ende der Konuswandung (13) angeordneten Spalts (16) erstreckt.
  17. Zyklon nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen (VZ) der Zyklonkammer (4) durch mindestens einen Aktuator (47) veränderbar ist.
  18. Zyklon nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Aktuator (47) auf die Außenseite (20a) der Konuswandung (13) einwirkt.
  19. Zyklon nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Aktuator mit einer Hilfskraft mechanischer, pneumatischer, hydraulischer oder elektrischer Art betätigbar ist.
  20. Zyklon nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfskraft von einem Kraftspeicher geliefert wird.
  21. Zyklon nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Aktuator in Abhängigkeit von der Größe eines Drucks oder Unterdrucks betätigbar ist.
  22. Zyklon nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck oder Unterdruck ein Gasdruck oder Gasunterdruck ist.
  23. Vorrichtung (30) zur Reinigung und Zuführung des Kurbelgehäuseentlüftungsgases in die Ansaugluft einer Brennkraftmaschine (33), dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (30) einen Zyklon (31) nach einem der Ansprüche 1 bis 22 umfaßt.
  24. Vorrichtung nach Anspruch 23 mit einem Zyklon (31) nach einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Aktuator (47) in Abhängigkeit vom Ansaugdruck (DA) der Brennkraftmaschine (33) gesteuert wird.
  25. Vorrichtung nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Aktuator (47) in Abhängigkeit vom Kurbelgehäusedruck (DK) der Brennkraftmaschine (33) gesteuert wird.
  26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Aktuator (47) über ein die Brennkraftmaschine (33) steuerndes Steuergerät (49) gesteuert wird.
  27. Vorrichtung nach den Ansprüchen 24 und 25 oder nach den Ansprüchen 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Aktuator (47) über eine Regelvorrichtung (48) gesteuert wird, die sowohl den Ansaugdruck (DA) als auch den Kurbelgehäusedruck (DK) auswertet.
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