EP0896133A1 - Kurbelgehäuse-Entlüftung - Google Patents

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EP0896133A1
EP0896133A1 EP98114397A EP98114397A EP0896133A1 EP 0896133 A1 EP0896133 A1 EP 0896133A1 EP 98114397 A EP98114397 A EP 98114397A EP 98114397 A EP98114397 A EP 98114397A EP 0896133 A1 EP0896133 A1 EP 0896133A1
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throttle valve
ventilation
crankcase
primary
line
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Ulrich Dipl.-Ing. Bachmann
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Adam Opel GmbH
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Adam Opel GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M13/00—Crankcase ventilating or breathing
    • F01M13/02—Crankcase ventilating or breathing by means of additional source of positive or negative pressure
    • F01M13/021—Crankcase ventilating or breathing by means of additional source of positive or negative pressure of negative pressure
    • F01M13/022—Crankcase ventilating or breathing by means of additional source of positive or negative pressure of negative pressure using engine inlet suction
    • F01M13/023—Control valves in suction conduit

Definitions

  • the invention relates to a crankcase ventilation according to the preamble of claim 1.
  • crankcase ventilation is with DE 38 24 791 described. Secure such crankcase vents constantly during the operation of the internal combustion engine Vacuum in the crankcase, so that no gases from it can escape into the environment uncontrolled.
  • Vacuum in the crankcase is opened when the internal combustion engine is loaded and Throttle valve the greater part of the crankcase gas through the primary ventilation line into the intake pipe.
  • Throttle valve At idle and thus the throttle valve is closed however, it is only at the secondary venting point at, so that it is only by the cross-section tighter secondary vent line the negative pressure transfers to the crankcase and the crankcase gas only through the secondary vent in the Intake pipe arrives.
  • the amount of this gas is at idle particularly critical because of their idle behavior the internal combustion engine is affected. It is therefore usual, the secondary vent through a nozzle to calibrate.
  • the invention has for its object a crankcase ventilation of the type mentioned above to improve that in all areas of the Internal combustion engine a sufficient negative pressure in the crankcase sets, the vacuum in the intake pipe downstream of the throttle valve remains sufficiently high and the Calibration of the engine control with regard to the idling behavior is not affected.
  • the throttle valve opens the primary vent via the primary ventilation line with the crankcase in connection. That is in the entire intake pipe Any negative pressure can also be found extend the crankcase. That at high load in increased Extent of crankcase gas (blow-by) vacuumed safely.
  • the throttle valve can advantageously by means of a vacuum box of the vacuum in the intake pipe below the Throttle valve must be operated. It can also be beneficial be the vacuum box from the differential pressure between the Press upstream and downstream of the throttle to operate. It is also possible to use a throttle valve electric actuator, e.g. B. an electromagnet or to operate a stepper motor by the electronic Engine control unit an electrical signal for that Degree of throttling is generated.
  • a throttle valve electric actuator e.g. B. an electromagnet or to operate a stepper motor by the electronic Engine control unit an electrical signal for that Degree of throttling is generated.
  • the throttle valve is particularly advantageous designed as a slide valve.
  • the spool of this valve can be provided with a closing curve, which in addition to controlling the operating force of the throttle valve an adaptation of the throttle behavior to the Motor characteristic enables.
  • An internal combustion engine 1 has a crankcase, which via oil return channels and oil separators with two on the Valve hood 2 of the cylinder head 3 vent port emerging 4 communicates.
  • the internal combustion engine 1 also has an intake tract with an intake pipe 5 and an exhaust pipe 6.
  • the arrow 8 is the Direction of flow of air in the intake pipe 5 indicated.
  • Upstream of the throttle valve 7 is in the intake pipe 5 a primary ventilation opening 9, which is connected via a primary ventilation line 10 with one of the ventilation ports 4 is connected to the valve cover 2.
  • the cross section of the primary vent line 10 is larger than that of the secondary vent line 12.
  • the size the secondary vent 11 is calibrated by a Nozzle 13 determined and significantly smaller than that Primary ventilation opening 9.
  • a throttle valve 14 in which a slider 15 slidably against the force of a Spring 16 is arranged.
  • the slide 15 is with a Membrane 17 connected to a pressure cell 18.
  • the membrane 17 separates the pressure cell 18 into two rooms 19 and 20.
  • the space 19 of the pressure cell 18 directed towards the slide 15 is downstream of the intake pipe 5 by means of a line 21 the throttle valve 7 connected.
  • the room 20 is with a Line 22 connected to the intake pipe 5 upstream of the Throttle valve 7.
  • the slide 10 has a closing curve 23 on.
  • the throttle valve 7 is fully or almost completely open. In the intake pipe 5 there is both upstream and downstream an approximately equal negative pressure downstream of the throttle valve 7. This vacuum builds up both through the primary vent line 10 as well as via the secondary vent line 12 to the crankcase of the internal combustion engine 1 continued. The gas generated in the crankcase (blow-by) is through the primary vent line 10 and - in less Dimensions - also through the secondary ventilation line 12 sucked into the intake pipe 5 and the motor Combustion supplied.
  • the throttle behavior of the slide 10 can be coordinated that over the entire operating range of the internal combustion engine 1 an optimal and stable vacuum in Crankcase can be maintained. Likewise, the crankcase is sufficient in all operating conditions vented and it is still more and more sufficient Vacuum available to drive servo devices.
  • the invention is not restricted to the exemplary embodiment.
  • the throttle valve can e.g. also as a rotary valve be trained.
  • As an actuator for actuating the Throttle valve can also be used instead of a pressure cell Electric servomotor can be provided, the control signals is controlled by an electronic engine control are generated in a manner known per se or as a map in a file of the engine control unit are saved.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kurbelgehäuse-Entlüftung für eine Brennkraftmaschine (1) mit einer in einem Ansaugrohr (5) angeordneten Drosselklappe (7) und einer in Strömungsrichtung (8) vor der Drosselklappe (7) in den Ansaugluftstrom mündenden Primär-Entlüftungsstelle (9) sowie einer in Strömungsrichtung (8) hinter der Drosselklappe (7) mündenden Sekundär-Entlüftungsstelle (11), wobei die Primär-Entlüftungsstelle (9) mit einer Primär-Entlüftungsleitung (10) und die Sekundär-Entlüftungsstelle (11) mit einer Sekundär-Entlüftungsleitung (12) mit dem Kurbelgehäuseraum verbunden sind und die Primär-Entlüftungsleitung (10) gegenüber der Sekundär-Entlüftungsleitung (12) einen wesentlich größeren Querschnitt aufweist. Damit über den gesamten Betriebsbereich der Brennkraftmaschine (1) ein annähernd gleicher Unterdruck im Kurbelgehäuse erhalten bleibt und auch für den Antrieb von Servoaggregaten ausreichend Unterdruck auf bei Leerlauf zur Verfügung steht, ist die Primär-Entlüftungsleitung (10) mit einem Drosselventil (14) versehen, welches den Querschnitt der Primär-Entlüftungsleitung (10) mit abnehmender Motorlast zunehmend reduziert. Dabei bleibt an der Sekundär-Entlüftungsstelle (11) auf bei Leerlauf ein ausreichender Unterdruck erhalten. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Kurbelgehäuse-Entlüftung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Eine solche Kurbelgehäuse-Entlüftung ist mit DE 38 24 791 beschrieben. Derartige Kurbelgehäuse-Entlüftungen sichern während des Betriebs der Brennkraftmaschine ständig einen Unterdruck im Kurbelgehäuse, so daß aus diesem keine Gase unkontrolliert in die Umgebung austreten können. Dabei wird bei Belastung der Brennkraftmaschine und geöffneter Drosselklappe der größere Anteil des Kurbelgehäusegases durch die Primär-Entlüftungsleitung in das Ansaugrohr gelangen. Im Leerlauf und somit geschlossener Drosselklappe liegt jedoch nur an der Sekundär-Entlüftungsstelle Unterdruck an, so daß sich ausschließlich durch die im Querschnitt engere Senkundär-Entlüftungsleitung der Unterdruck auf das Kurbelgehäuse überträgt und das Kurbelgehäusegas nur durch die Senkundär-Entlüftungsstelle in das Ansaugrohr gelangt. Die Menge dieses Gases ist bei Leerlauf besonders kritisch, da durch sie das Leerlaufverhalten der Brennkraftmaschine beeinflußt wird. Es ist daher üblich, die Sekundär-Entlüftungsöffnung durch eine Düse zu kalibrieren. Dadurch kann im Kurbelgehäuse der auch im Leerlauf aufrechtzuerhaltende Unterdruck zu gering bleiben. Eine beliebige Vergrößerung der Senkundär-Entlüftungsstelle ist jedoch deshalb nicht praktikabel, weil dadurch der Unterdruck im Ansaugrohr unterhalb der Drosselklappe bei Leerlauf unzulässig absinken würde, so daß die dort angeschlossenen Unterdruck-Servoaggregate, wie Bremsservo, Kraftstoffdruckregler, Tankentlüftungsventil, Ansaugluft-Temperaturregelung, Sekundärluft-Zuführventil und dergleichen in ihrer Funktion beeinträchtigt wären. Andererseits fließt durch die im Querschnitt relativ große Primär-Entlüftungsleitung infolge des bei diesem Betriebszustand bestehenden Druckgefälles aus dem Ansaugrohrbereich vor der geschlossenen Drosselklappe Luft in das Kurbelgehäuse und beeinträchtigt so weiterhin den Unterdruck im Ansaugrohr unterhalb der Drosselklappe.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kurbelgehäuse-Entlüftung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß sich in allen Betriebsbereichen der Brennkraftmaschine ein ausreichender Unterdruck im Kurbelgehäuse einstellt, dabei der Unterdruck im Ansaugrohr stromab der Drosselklappe ausreichend hoch bleibt und die Kalibrierung der Motorsteuerung hinsichtlich des Leerlaufverhaltens nicht beeinträchtigt wird.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Gemäß der Erfindung wird so der relativ große Querschnitt der Primär-Entlüftungsleitung mit zunehmendem Schließwinkel der Drosselklappe und damit zunehmendem Unterdruck im Ansaugrohr stromab der Drosselklappe zunehmend verkleinert und kann letztlich vollkommen geschlossen werden. Somit steht bei großer Last der Brennkraftmaschine und dementsprechend geöffneter Drosselklappe die Primär-Entlüftungsöffnung über die Primär-Entlüftungsleitung mit dem Kurbelgehäuse in Verbindung. Der sich im gesamten Ansaugrohr befindliche Unterdruck kann sich somit auch auf das Kurbelgehäuse erstrecken. Das bei hoher Last in erhöhtem Umfang auftretende Kurbelgehäusegas (Blow-by) wird sicher abgesaugt.
Bei Leerlauf und geschlossener Drosselklappe entsteht nur wenig Blow-by-Gas. Der stromab der Drosselklappe anliegende relativ hohe Unterdruck ist ausreichend, um durch den kleinen Querschnitt der Sekundär-Entlüftungsöffnung das Kurbelgehäuse ausreichend zu entlüften und in ihm einen ausreichenden Unterdruck aufrechtzuerhalten. Es steht trotzdem ausreichend Unterdruck für Servoaggregate zur Verfügung. Ein Auffüllen des Unterdrucks über die jetzt geschlossene Primär-Entlüftungsleitung ist nicht möglich.
Das Drosselventil kann vorteilhaft mittels einer Unterdruckdose vom Unterdruck im Ansaugrohr unterhalb der Drosselklappe betätigt sein. Es kann auch vorteilhaft sein, die Unterdruckdose vom Differenzdruck zwischen den Drücken stromauf und stromab der Drosselklappe zu betätigen. Ebenso ist es möglich, das Drosselventil mittels eines elektrischen Aktuators, z. B. eines Elektromagneten oder eines Schrittmotors zu betätigen, indem vom elektronischen Motorsteuergerät eine elektrisches Signal für das Maß der Drosselung generiert wird.
In besonders vorteilhafter Weise ist das Drosselventil als Schieberventil ausgebildet. Der Schieber dieses Ventils kann mit einer Schließkurve versehen sein, welche zusätzlich zur Steuerung der Betätigungskraft des Drosselventils eine Anpassung des Drosselverhaltens an die Motorcharakteristik ermöglicht.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand einer Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen
Fig. 1:
das Schema einer erfindungsgemäßen Kurbelgehäuse-Entlüftung,
Fig. 2:
eine schematisierte Ansicht auf den Schieber des Drosselventils in Durchgangsrichtung.
Eine Brennkraftmaschine 1 hat ein Kurbelgehäuse, welches über Ölrücklaufkanäle und Ölabscheider mit zwei an der Ventilhaube 2 des Zylinderkopfes 3 austretenden Entlüftungsstutzen 4 in Verbindung steht. Die Brennkraftmaschine 1 weist weiterhin einen Ansaugtrakt mit einem Ansaugrohr 5 sowie ein Abgasrohr 6 auf. Im Ansaugrohr 5 befindet sich eine Drosselklappe 7. Mit dem Pfeil 8 ist die Strömungsrichtung der Luft im Ansaugrohr 5 angegeben. Stromauf der Drosselklappe 7 befindet sich im Ansaugrohr 5 eine Primär-Entlüftungsöffnung 9, die über eine Primär-Entlüftungsleitung 10 mit einem der Entlüftungsstutzen 4 an der Ventilhaube 2 verbunden ist. Stromab der Drosselklappe 7 befindet sich im Ansaugrohr 5 eine Sekundär-Entlüftungsöffnung 11, die über eine Sekundär-Entlüftungsleitung 12 mit dem anderen der zwei Entlüftungsstutzen 4 an der Ventilhaube 2 verbunden ist.
Der Querschnitt der Primär-Entlüftungsleitung 10 ist größer als der der Sekundär-Entlüftungsleitung 12. Die Größe der Sekundär-Entlüftungsöffnung 11 ist durch eine kalibrierte Düse 13 bestimmt und deutlich kleiner als die Primär-Entlüftungsöffnung 9. Im Verlauf der Primär-Entlüftungsleitung 10 befindet sich ein Drosselventil 14, in welchem ein Schieber 15 verschiebbar gegen die Kraft einer Feder 16 angeordnet ist. Der Schieber 15 ist mit einer Membran 17 einer Druckdose 18 verbunden. Die Membran 17 trennt die Druckdose 18 in zwei Räume 19 und 20. Der zum Schieber 15 hin gerichtete Raum 19 der Druckdose 18 ist mittels einer Leitung 21 mit dem Ansaugrohr 5 stromab der Drosselklappe 7 verbunden. Der Raum 20 ist mit einer Leitung 22 verbunden mit dem Ansaugrohr 5 stromauf der Drosselklappe 7. Der Schieber 10 weist eine Schließkurve 23 auf.
Wird die Brennkraftmaschine 1 mit hoher Last betrieben, dann ist die Drosselklappe 7 ganz oder nahezu ganz geöffnet. Im Ansaugrohr 5 herrscht sowohl stromauf als auch stromab der Drosselklappe 7 ein etwa gleicher Unterdruck. Dieser Unterdruck setzt sich sowohl über die Primär-Entlüftungsleitung 10 als auch über die Senkundär-Entlüftungsleitung 12 zum Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine 1 fort. Das im Kurbelgehäuse anfallende Gas (Blow-by) wird durch die Primär-Entlüftungsleitung 10 und - in geringerem Maße - auch durch die Sekundär-Entlüftungsleitung 12 in das Ansaugrohr 5 abgesaugt und der motorischen Verbrennung zugeführt.
Sowohl oberhalb als auch unterhalb der Membran 17 der Druckdose 18 herrscht annähernd gleicher Druck, so daß die Membran 17 nicht ausgelenkt wird und der Schieber 15 somit die Primär-Entlüftungsleitung 10 nicht drosselt. Deren gesamter Querschnitt steht so für die Entlüftungsleistung zur Verfügung.
Mit zunehmendem Schließen der Drosselklappe 7 verändern sich auch die Drücke oberhalb und unterhalb der Drosselklappe 7. Unterhalb der Drossellappe 7 nimmt der Unterdruck zu und oberhalb reduziert er sich. Über die Leitung 21 wird der zunehmende Unterdruck in den Raum 19 unterhalb der Membran 17 der Druckdose 18 übertragen. Der reduzierte Unterdruck oberhalb der Drosselklappe 7 überträgt sich über die Leitung 22 auf den Raum 20 oberhalb der Membran 17 der Druckdose 18. Durch die Druckdifferenz in den Räumen 19 und 20 wird die Membran 17 so ausgelenkt, daß der mit ihr verbundene Schieber 15 den Querschnitt der Primär-Entlüftungsleitung 10 reduziert.
Mit zunehmender Drosselung des Ansaugrohres 5 der Brennkraftmaschine 1 mittels der Drosselklappe 7 wird somit zunehmend auch die Primär-Entlüftungsleitung 10 gedrosselt. Bei geschlossener Drosselklappe 7, also bei Leerlauf der Brennkraftmaschine 1, wirkt der relativ hohe Unterdruck im Ansaugrohr 5 stromab der Drosselklappe 7 über die Sekundär-Entlüftungsleitung 12 auf das Kurbelgehäuse. Die Düse 13 verhindert ein zu starkes Absaugen von Gas aus dem Kurbelgehäuse. Die Primär-Entlüftungsleitung 10 ist nun durch den Schieber 15 verschlossen, so daß der Unterdruck im Kurbelgehäuse durch die Primär-Entlüftungsleitung 10 nicht aufgefüllt werden kann, sondern stabil erhalten bleibt. Gleichzeitig ist somit auch über den gesamten Betriebsbereich der Brennkraftmaschine unterhalb der Drosselklappe 7 ausreichender Unterdruck für den Antrieb diverser Servoaggregate vorhanden.
Indem der Schieber 10 eine Schließkurve 23 aufweist, kann das Drosselverhalten des Schiebers 10 so abgestimmt werden, daß über den gesamten Betriebsbereich der Brennkraftmaschine 1 ein optimaler und stabiler Unterdruck im Kurbelgehäuse aufrechterhaten werden kann. Ebenso wird bei allen Betriebsbedingungen das Kurbelgehäuse ausreichend entlüftet und es steht trotzdem ständig ausreichender Unterdruck zum Antrieb von Servogeräten zur Verfügung.
Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt. Das Drosselventil kann z.B. auch als Drehschieber ausgebildet sein. Als Aktuator zur Betätigung des Drosselventils kann anstelle einer Druckdose auch ein elektrischer Stellmotor vorgesehen sein, der von Stellsignalen angesteuert wird, die von einer elektronischen Motorsteuerung in an sich bekannter Weise generiert werden bzw. die als Kennfeld in einer Datei des Motorsteuergerätes gespeichert sind.

Claims (6)

  1. Kurbelgehäuse-Entlüftung für eine Brennkraftmaschine mit einer in einem Ansaugrohr angeordneten Drosselklappe und einer in Strömungsrichtung vor der Drosselklappe in den Ansaugluftstrom mündenden Primär-Entlüftungsstelle sowie einer in Strömungsrichtung hinter der Drosselklappe mündenden Sekundär-Entlüftungsstelle, wobei die Primär-Entlüftungsstelle mit einer Primär-Entlüftungsleitung und die Sekundär-Entlüftungsstelle mit einer Sekundär-Entlüftungsleitung mit einem mit dem Kurbelgehäuse in Verbindung stehendem Raum verbunden sind und die Primär-Entlüftungsleitung gegenüber der Sekundär-Entlüftungsleitung einen wesentlich größeren wirksamen Querschnitt aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Primär-Entlüftungsleitung (10) ein Drosselventil (14) vorgesehen ist, welches den wirksamen Querschnitt der Primär-Entlüftungsleitung (10) mit abnehmender Motorlast reduziert.
  2. Kurbelgehäuse-Entlüftung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselventil (14) von einem Aktuator betätigt ist, der vom Unterdruck im Ansaugrohr (5) angetrieben wird.
  3. Kurbelgehäuse-Entlüftung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselventil (14) von einem Aktuator betätigt wird, der vom Differenzdruck zwischen den Drücken stromauf und stromab der Drosselklappe (7) angetrieben ist.
  4. Kurbelgehäuse-Entlüftung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselventil (14) von einem elektrisch angetriebenen Aktuator betätigt ist, der mittels des elektronischen Steuerteils der Brennkraftmaschine angesteuert ist.
  5. Kurbelgehäuse-Entlüftung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselventil (14) als Schieberventil ausgebildet ist.
  6. Kurbelgehäuse-Entlüftung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (15) des Schieberventils (14) eine auf die Charakteristik der Brennkraftmaschine (1) abgestimmte Schließkurve (23) aufweist.
EP98114397A 1997-08-06 1998-07-31 Kurbelgehäuse-Entlüftung Expired - Lifetime EP0896133B1 (de)

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