WO2005024192A1 - Multicylinder reciprocating internal combustion engine comprising oil separator for evacuated blow-by gas - Google Patents

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WO2005024192A1
WO2005024192A1 PCT/EP2004/009896 EP2004009896W WO2005024192A1 WO 2005024192 A1 WO2005024192 A1 WO 2005024192A1 EP 2004009896 W EP2004009896 W EP 2004009896W WO 2005024192 A1 WO2005024192 A1 WO 2005024192A1
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internal combustion
combustion engine
piston internal
engine according
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PCT/EP2004/009896
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Daniel Perak
Bernhard Jung
Christoph Hilden
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Fev Motorentechnik Gmbh
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    • F01M13/04Crankcase ventilating or breathing having means for purifying air before leaving crankcase, e.g. removing oil
    • F01M13/0416Crankcase ventilating or breathing having means for purifying air before leaving crankcase, e.g. removing oil arranged in valve-covers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
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    • F02F1/38Cylinder heads having cooling means for liquid cooling the cylinder heads being of overhead valve type
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    • F02B2275/00Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
    • F02B2275/18DOHC [Double overhead camshaft]

Definitions

  • blow-by gases in the crankcase.
  • these blow-by gases are withdrawn from the crankcase in modern engine designs and fed back to the cylinders via the air supply system, so that closed ventilation is provided.
  • the blow-by gases mix in the crankcase with oil drops of various sizes up to an oil mist, so that this oil has to be largely separated before being introduced into the air supply system in order to prevent the burned oil components from being burned by the combustion process get into the exhaust gas as additional pollutant components.
  • This object is achieved according to the invention with a multi-cylinder piston internal combustion engine with camshafts held on a cylinder head at a distance from one another in camshaft bearings and with recesses arranged between the camshafts on the cylinder head for an ignition and / or injection device and with at least one over the length of the Cylinder head extending, meandering closed flow channel for oil-containing blow-by gases, which has deflection areas for the gas flow and which is provided with at least one gas inlet opening, which is in communication with the crank chamber, and which is provided with at least one gas outlet opening is, which is in connection with a gas extraction, and with at least one oil drain opening, which is in communication with the crank chamber, a bearing frame covering both camshafts with bearing receptacles for the camshaft bearings being provided is before and the side facing the cylinder head between the bearing receptacles for the camshafts has a continuous surface area which forms a cover sealing the flow channel.
  • a single channel is preferably at least partially arranged in the bearing frame and runs in a meandering manner between the two camshafts. By concentrating all blow-by gases in the channel, it is possible to create the same separation conditions and to enable a compact design. A further development provides that the channel is arranged in the middle between the two camshafts. This makes it possible to create approximately the same inflow and outflow conditions with a bilateral flow distribution.
  • the arrangement according to the invention offers the advantage of using the free space on the cylinder head between the two camshafts for oil separation from the blow-by gases to be extracted. Due to the multiple deflection of the gas flow in the meandering flow channel, a separation of gas and oil droplets is effected in the deflection areas which, due to the inertial forces and centrifugal forces, are deposited on the wall of the flow channel or are ejected onto the wall of the flow channel.
  • the fact that the gas flow is deflected multiple times over the length of the piston internal combustion engine means that the oil components from the blow-by gases are largely separated. guaranteed.
  • the deflection imposed on the gas flow should be as "sharp-edged" as possible in order to produce the strongest possible force and centrifugal force.
  • a further advantage of such a sharp-edged deflection is that an oil film entrained by the gas flow on the wall of the flow channel is separated in the form of larger drops in the area of the next sharp deflection.
  • the gas flow should be deflected by at least 90 °. However, it is useful if a deflection of more than 90 ° takes place, taking advantage of the structural conditions. It is expedient here if an oil drain opening is also provided in each case in a part of the deflection regions in order to remove the separated oil from the flow channel as far as possible in the region of the separation from the gas flow.
  • a deflection to form the meandering flow channel can also run vertically and horizontally.
  • the flow channel can also be in two parts instead of one part.
  • meandering paths arranged one above the other are present in two or more levels.
  • there may be corresponding meandering paths in the storage frame in particular a separation between different levels which are connected to one another via openings in the storage frame.
  • a gas inlet chamber is arranged upstream of the flow channel in the region of the gas inlet opening.
  • the flow velocity of the gas initially slows down, so that coarse oil drops can precipitate before entering the flow channel.
  • At least one gas outlet chamber is arranged downstream of the flow channel in the region of the gas outlet opening.
  • a gas outlet chamber also leads to a reduction in the flow velocity of the gas and thus offers the possibility of separating droplets entrained from the flow channel as a wall film by gravity.
  • the arrangement of a gas outlet chamber offers the further advantage that there is sufficient space to connect a device for fine droplet separation, for example a so-called “demister”, to the gas outlet opening.
  • a device for fine droplet separation for example a so-called “demister”
  • a closed cavity is provided between the camshafts, which has transverse walls delimiting the meandering flow channel.
  • the flow channel is formed at least over part of its height in the cylinder head as an upwardly open channel and can be sealed tightly by an upper cover.
  • the cover can be provided as a flat cover.
  • part of the height of the flow channel is molded into the cylinder head as a channel which is open at the top and the other part of the height of the flow channel is formed as a channel which is open at the bottom into the side of the cover facing the cylinder head.
  • casting volume can be saved for the creation of the cylinder head and the height of the cylinder head can also be adapted to other requirements.
  • the other part of the height of the flow channel is then molded into the cover, which is necessary anyway.
  • the cover for the flow channel preferably does not require any special fastening of its own, but is also effected via the screws for fixing the bearing frame.
  • the height of the flow channel is divided in a division plane and that part of the height of the flow channel is molded into the cylinder head and the other part of the height of the flow channel is molded into the surface area of the bearing frame that serves as a cover is.
  • the arrangement can be made so that the Dimensions of the bearing frame are matched to the area serving as bearing mounts for the camshaft bearings and that the area of the parting plane delimiting the flow channel is dimensionally matched such that a corresponding heat-resistant seal can be arranged here.
  • a further adjustment of the deposition can be achieved by connecting special meandering shapes in series.
  • different deflection angles as well as deflection paths are used to form the meandering flow channel for different droplet sizes.
  • a smaller deflection of the flow is effected at the beginning, which subsequently increases.
  • a deflection in a range from approximately 75 ° to approximately 125 ° can follow one or more times before at least a deflection of at least 160 ° follows.
  • a second embodiment provides for a large deflection of more than 160 ° to take place before one or more smaller deflections follow.
  • the meandering flow channel has a course of a deflection at least along a curved wall.
  • the wall can preferably run at least approximately semicircularly.
  • the wall can also extend over 180 ° along an arc.
  • Another embodiment provides an at least approximately circular deflection. For example, that of an igniter device running in the flow channel can serve as the curved wall.
  • FIG. 1 is a perspective view of the plane of the camshaft bearing of a cylinder head
  • Fig. 2 is a perspective bottom view of a bearing frame for the camshaft bearings for connection to the cylinder head according to.
  • Fig. 1 Fig. 3 is a plan view of the cylinder head.
  • Fig. 1 is a perspective bottom view of a bearing frame for the camshaft bearings for connection to the cylinder head according to.
  • Fig. 1 Fig. 3 is a plan view of the cylinder head.
  • Fig. 4 is a plan view according to the cylinder head. Fig. 2 facing side of the storage frame.
  • FIG. 1 shows a perspective top view of a cylinder head 1 for a four-cylinder piston internal combustion engine, the basic structure of which is first described below. The details relevant in connection with the invention are explained in more detail with reference to FIG. 3.
  • the front of the associated piston internal combustion engine is marked I, while the rear, i. H. the side facing the gearbox is marked with II.
  • the upper surface 2 of the cylinder head 1 is flat.
  • this area 2 in FIG. 1 like the corresponding areas in FIGS. 2, 3 and 4, is particularly emphasized with a dot pattern in order to clearly differentiate the subject matter of the invention from the other lines.
  • the cylinder head 1 is designed for a piston internal combustion engine with two overhead camshafts and is accordingly provided with bearing lanes 3 and 4, which have the corresponding bearing seats 5.1 and 5.2 for the camshaft bearings, on the cylinder head 1 the gas outlet side with the gas outlet channels 8 is marked with A, while the gas inlet side is marked with E.
  • a cavity 6 is provided between the two storage aisles 3 and 4, which contains a meandering flow channel 6.1, which will be described in more detail below with reference to FIG. 3.
  • a gas inlet chamber 6.2 which has a gas inlet opening 7 through which blow-by gases are introduced from the crank chamber.
  • 2 shows a perspective bottom view of a bearing frame 9, which rests with its surface 10 in the assembled state on the surface 2 of the cylinder head 1.
  • the surface 10 is provided with a dot pattern for a better understanding of the drawing. 2 shows the underside of the bearing frame 9 in relation to the assembly position, so that the longitudinal side of the bearing frame assigned to the gas inlet side E mens is “below” in the drawing, while the longitudinal side of the bearing frame facing the gas outlet side A is “above” in the drawing.
  • the bearing lanes 3 and 4 can again be recognized by the bearing seats 5.3 and 5.4 for the camshaft bearing.
  • the bearing receptacles 5.3 and 5.4 are arranged integrally in one piece in the bearing frame 9.
  • the cavity 6 shown in FIGS. 1 and 3 is replaced by a correspondingly flat, continuous one.
  • the area associated with the cavity 6 with its internals for forming a meandering flow channel 6.1 is formed in the same manner in the bearing frame 9 in the embodiment shown here, so that the flow cross section of the meandering flow channel extends in part in the cylinder block 1 and in part around the bearing frame 9.
  • a gas discharge opening 11 is provided which, in the assembled state, points upwards and via which the flow channel 6.1 is connected to a gas extraction system, for example the air intake system of the piston internal combustion engine.
  • both the cylinder head 1 and the bearing frame 9 are penetrated by recesses 12, into which an ignition device and / or an injection device can be inserted from the outside in the assembled position for each assigned cylinder, and one Represent part of the walls forming the flow channel 6.1.
  • the contour of the flow channel 6.1 arranged in the cavity 6 is shown in the supervision. Fig. 3 and according to the corresponding supervision. 4 clearly visible.
  • the mutually assigned surfaces 2 and 10 of the cylinder head 1 and the bearing frame 9 are highlighted with a dot pattern.
  • the front end I and the rear end II as well as the gas inlet side long side E and the gas outlet side long side A are marked accordingly.
  • the bottom surfaces of the areas through which the blow-by gases flow are offset by a dash pattern.
  • FIG. 3 shows the recesses 12 for the ignition devices and the injection devices through an annular wall 13 formed, which is connected via a wall connection 13.1 to the gas inlet-side longitudinal wall 14 of the cavity 6, so that a channel-shaped intermediate space 16 remains only on the gas outlet-side longitudinal wall 15.
  • a first wall element 17.1 adjoining the longitudinal wall 15 which runs at a distance from the walls 13 and the longitudinal wall 14 and defines a section of the flow channel 6.1.
  • the course of the section of the flow channel 6.1 thus formed immediately behind the second receptacle 12.2 is followed by a differently designed area of the flow channel 6.1.
  • a wall part 17.3 projecting from the longitudinal wall 15 in the direction of the longitudinal wall 14 is provided, the free edge 18 of which forms the deflection area 19 for the flow channel 6.1 in this area .
  • the free flow cross-section between the wall part 17.3 and the wall 13 and the wall element 17.2 is essentially the same as the upstream parts of the flow channel 6.1.
  • the gas flow flowing from the cavity 6 along the longitudinal wall 15 into the flow channel 6.1 is circulated around the wall 13 and flows through a first deflection in the transition area 19.1 between the wall 13 and the longitudinal wall 14 and then arrives along the first wall part 17.1 second deflection 19.2 on the wall 13 of the next receptacle 12.2. Then the flow on this wall 13 is then returned to the longitudinal wall 15 and is returned around the wall 13 through the wall part 17.3 to the next deflection area 19.3 on the longitudinal wall 14.
  • the flow is deflected by 180 °, so that even higher centrifugal forces are generated here than in the deflection areas 19.1 and 19.2 and accordingly smaller droplets carried by the gas are still reliably separated.
  • the gas flow to the longitudinal wall 15 and after flowing through the deflection areas 19.4 and 19.5 is returned to the longitudinal wall 14 between the wall part 17.2 and a further wall part 17.3, so that a further 180 ° deflection area 19.6 is passed through and the gas flow is returned to the longitudinal wall 15.
  • the flow then enters the first gas outlet chamber 20 from the flow channel 6.1 on the receptacle 12.3 and from there on the wall 13 of the receptacle 12.4 second gas outlet chamber 21 via which the gas outlet opening 11 is assigned in the bearing frame 9.
  • oil drain openings 22 through which the oil separated from the gas flow in the flow channel 6.1 can flow back into the engine block via a corresponding channel arrangement. It is sufficient to arrange the oil drain openings 22 on only one side of the cylinder head if the bottom surface of the flow channel has an inclination transverse to the longitudinal direction, so that the deposited oil can collect on a longitudinal side of the engine, for example here on the longitudinal wall 15.
  • demister 23 which covers the gas outlet opening 11 is arranged in the second gas outlet chamber 21 for the gas outlet opening 11.
  • the demister can be formed, for example, by a knitted fabric made of thin metal wires, on which nebular oil can then also be separated from the gas stream.
  • the bearing frame 9 for the camshafts is designed accordingly, so that the bearing frame 9 resting on the cylinder head 1 results in the meandering course of the flow channel 6.1 shown in the drawings.
  • a design of the flow channel which narrows in the form of a nozzle can be provided at one or more points, the nozzle mouth being directed against a wall region serving as an impact surface.
  • Such an arrangement can be provided, for example, in the gas inlet chamber 6.2 in such a way that the gas inlet opening 7 opens into the gas inlet chamber 6 in a nozzle-like manner and is directed with its mouth against a wall surface. This can be done in the simplest way by a nozzle mouth directed upwards against the ceiling of the gas inlet chamber 6.2 or by a nozzle opening against the wall 13 in the direction of the wall connection 13.1 directed nozzle mouth of the inlet opening 7 are effected.

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Abstract

The invention relates to a multicylinder reciprocating internal combustion engine comprising spaced-apart camshafts held on a cylinder head (1) in camshaft bearings and recesses (12) arranged between the camshafts on the cylinder in an ignition and/or injection direction each. The internal combustion engine also comprises at least one self-contained flow channel (6.1) for oily blow-by gases which extends between the camshafts across the length of the cylinder head in a meandering manner. Said flow channel comprises deflection areas (19) for the gas flow and is provided with at least one gas inlet opening (7), communicating with the crankcase, with at least one gas outlet opening (11), communicating with a gas evacuation device, and with at least one oil discharge opening (22), communicating with the crankcase.

Description

Mehrzylinder-Kolbenbrennkraftmaschine mit Ölabscheidung für abgesaugtes Blow- By GasMulti-cylinder piston internal combustion engine with oil separation for extracted blow-by gas
Beschreibungdescription
Bei Mehrzylinder-Kolbenbrennkraftmaschinen gelangen aufgrund der nicht zu vermeidenden Undichtigkeiten an den Kolbenringen Verbrennungsgase, d. h. sogenannte Blow-By- Gase, in den Kurbelraum. Um den Druck im Kurbelraum nicht stetig ansteigen zu lassen und um zusätzliche Umweltbelastungen zu vermeiden, werden bei modernen Motorkonstruktionen diese Blow-By-Gase aus dem Kurbelraum abgezogen und über das Luftzufuhrsystem wieder den Zylindern zugeführt, so daß eine geschlossene Ventilation gegeben ist. Die Blow-By-Gase vermischen sich jedoch im Kurbelraum mit Öltropfen der unterschiedlichsten Größe bis hin zu einem Ölnebel, so daß vor der Einleitung in das Luftzu- fuhrsystem dieses Öl weitgehend abzuscheiden ist, um so zu verhindern, daß durch den Verbrennungsprozeß die verbrannten Ölanteile als zusätzliche Schadstoffanteile in das Abgas gelangen.In multi-cylinder piston internal combustion engines, combustion gases are emitted due to the unavoidable leaks at the piston rings. H. so-called blow-by gases in the crankcase. In order not to allow the pressure in the crankcase to rise steadily and to avoid additional environmental pollution, these blow-by gases are withdrawn from the crankcase in modern engine designs and fed back to the cylinders via the air supply system, so that closed ventilation is provided. The blow-by gases mix in the crankcase with oil drops of various sizes up to an oil mist, so that this oil has to be largely separated before being introduced into the air supply system in order to prevent the burned oil components from being burned by the combustion process get into the exhaust gas as additional pollutant components.
Zur Abscheidung des Ölgehaltes in den abzusaugenden Blow-By-Gasen ist es aus DE-43 24 609A bekannt, am Motorblock Verbindungskanäle zwischen dem Kurbelraum und dem Zylinderkopf vorzusehen, zwischen denen jeweils Entspannungsräume mit größerem Querschnitt vorgesehen sind, so daß durch die aufeinanderfolgende Beschleunigung und Verlangsamung der Strömungsgeschwindigkeit der abzusaugenden Blow-By-Gase Öltropfen abgeschieden werden und als Wandfilm wieder in die Kurbelwanne zurücklaufen. Der Nachteil bei diesem System besteht jedoch darin, daß aufgrund der nicht definierten Führung der Gasströmung in den Erweiterungsräumen nur größere Tropfen an der Wandung niedergeschlagen werden und darüber hinaus aus dem Wandfilm infolge von Vibrationen oder Stößen während des Fahrbetriebs sich ablösende Tropfen vom Gas wieder mitgerissen werden.For the separation of the oil content in the blow-by gases to be extracted, it is known from DE-43 24 609A to provide connecting channels between the crank chamber and the cylinder head on the engine block, between which each relaxation spaces with a larger cross section are provided, so that through the successive acceleration and Slowing down the flow velocity of the blow-by gases to be extracted, oil drops are separated and run back into the crankcase as a wall film. The disadvantage of this system, however, is that due to the undefined guidance of the gas flow in the expansion rooms, only larger drops are deposited on the wall and, in addition, droplets detaching from the wall film due to vibrations or bumps during driving are carried away by the gas ,
Aus DE-22 01 877 ist es bekannt, die aus dem Kurbelraum abgesaugten Blow-By-Gase durch einen zusätzlich an der Kolbenbrennkraftmaschine angeordneten Zyklonabscheider zu führen, bevor diese wieder in das Absaugsystem zurückgeführt werden. Da hierdurch erheblicher Bauraum in Anspruch genommen wird, wurde gem. DE 31 52 747Ä vorge- schlagen, einen derartigen Zyklonabscheider an den Motorblock anzuschließen und hierbei Teile des Zylinderkopfes mit einzubeziehen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, an einer Mehrzylinder- Kolbenbrennkraftmaschine den Bauaufwand, insbesondere auch den Raumbedarf für eine Olabscheidung aus den Blow-By-Gasen zu vermindern.From DE-22 01 877 it is known to pass the blow-by gases sucked out of the crank chamber through a cyclone separator additionally arranged on the piston internal combustion engine before they are returned to the suction system. Since this takes up considerable space, according to. DE 31 52 747Ä proposes to connect such a cyclone separator to the engine block and to include parts of the cylinder head. The invention is based, to reduce the construction effort, in particular also the space required for an oil separation from the blow-by gases on a multi-cylinder piston internal combustion engine.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst mit einer Mehrzylinder- Kolbenbrennkraftmaschine mit auf einem Zylinderkopf mit Abstand nebeneinander in Nockenwellenlagern gehaltenen Nockenwellen und mit zwischen den Nockenwellen am Zylinderkopf jeweils für eine Zünd- und/oder Einspritzeinrichtung angeordneten Ausnehmungen sowie mit wenigstens einem sich über die Länge des Zylinderkopfes erstrecken- den, zwischen den Nockenwellen mäanderförmigen verlaufenden abgeschlossenen Strömungskanal für ölhaltige Blow-By-Gase, der Umlenkungsbereiche für die Gasströmung aufweist und der mit wenigstens einer Gaseinlaßoffnung versehen ist, die mit dem Kurbelraum in Verbindung steht, und der mit wenigstens einer Gasauslaßoffnung versehen ist, die mit einer Gasabsaugung in Verbindung steht, sowie mit wenigstens einer Öl- ablauföffnung, die mit dem Kurbelraum in Verbindung steht, wobei ein beide Nockenwellen überdeckender Lagerrahmen mit Lageraufnahmen für die Nockenwellenlager vorgesehen ist und die dem Zylinderkopf zugekehrte Seite zwischen den Lageraufnahmen für die Nockenwellen einen durchgehenden Flächenbereich aufweist, der eine den Strömungskanal dicht abschließende Abdeckung bildet.This object is achieved according to the invention with a multi-cylinder piston internal combustion engine with camshafts held on a cylinder head at a distance from one another in camshaft bearings and with recesses arranged between the camshafts on the cylinder head for an ignition and / or injection device and with at least one over the length of the Cylinder head extending, meandering closed flow channel for oil-containing blow-by gases, which has deflection areas for the gas flow and which is provided with at least one gas inlet opening, which is in communication with the crank chamber, and which is provided with at least one gas outlet opening is, which is in connection with a gas extraction, and with at least one oil drain opening, which is in communication with the crank chamber, a bearing frame covering both camshafts with bearing receptacles for the camshaft bearings being provided is before and the side facing the cylinder head between the bearing receptacles for the camshafts has a continuous surface area which forms a cover sealing the flow channel.
Vorzugsweise ist ein einzelner Kanal zumindest teilweise im Lagerrahmen angeordnet, der zwischen den beiden Nockenwellen mäanderförmig verläuft. Durch eine Konzentration aller Blow-By-Gase in dem Kanal gelingt es, gleiche Abscheidebedingungen zu schaffen und eine kompakte Bauweise zu ermöglichen. Eine Weiterbildung sieht vor, dass der Kanal mittig zwischen den zwei Nockenwellen angeordnet ist. Dadurch besteht die Möglichkeit, annähernd gleiche Ein- wie auch Ausströmbedingungen bei einer beidseitigen Strömungsaufteilung zu schaffen.A single channel is preferably at least partially arranged in the bearing frame and runs in a meandering manner between the two camshafts. By concentrating all blow-by gases in the channel, it is possible to create the same separation conditions and to enable a compact design. A further development provides that the channel is arranged in the middle between the two camshafts. This makes it possible to create approximately the same inflow and outflow conditions with a bilateral flow distribution.
Weiterhin bietet die erfindungsgemäße Anordnung den Vorteil, den am Zylinderkopf zwi- sehen den beiden Nockenwellen vorhandenen Freiraum für die Olabscheidung aus den abzusaugenden Blow-By-Gasen zu nutzen. Durch die mehrfache Umlenkung der Gasströmung in dem mäanderförmigen Strömungskanal wird jeweils in den Umlenkungsbe- reichen eine Trennung von Gas und Öltropfen bewirkt, die infolge der Massenkräfte und Fliehkräfte sich an der Wandung des Strömungskanals niederschlagen bzw. an die Wan- düng des Strömungskanals ausgeschleudert werden. Dadurch, dass über die Länge der Kolbenbrennkraftmaschine gesehen, eine mehrfache Umlenkung der Gasströmung erfolgt, ist eine weitgehende Abscheidung der Ölanteile aus den Blow-By-Gasen gewähr- leistet. Die der Gasströmung aufgezwungene Umlenkung sollte möglichst "scharfkantig" erfolgen, um eine möglichst starke Massenkraft- und Fliehkraftwirkung zu erzeugen. Ein weiterer Vorteil einer derartigen scharfkantigen Umlenkung besteht darin, dass ein von der Gasströmung an der Wand des Strömungskanals mitgeschleppter Ölfilm im Bereich der nächstfolgenden scharfen Umlenkung in Form von größeren Tropfen abgeschieden wird. Die Umlenkung der Gasströmung sollte um mindestens 90° erfolgen. Zweckmäßig ist es jedoch, wenn unter Ausnutzung der konstruktiven Gegebenheiten eine Umlenkung von mehr als 90° erfolgt. Zweckmäßig ist es hierbei, wenn jeweils in einem Teil der Umlenkungsbereiche auch eine Ölablauföffnung vorgesehen ist, um das abgeschiedene Öl möglichst schon im Bereich der Trennung von der Gasströmung aus dem Strömungskanal zu entfernen.Furthermore, the arrangement according to the invention offers the advantage of using the free space on the cylinder head between the two camshafts for oil separation from the blow-by gases to be extracted. Due to the multiple deflection of the gas flow in the meandering flow channel, a separation of gas and oil droplets is effected in the deflection areas which, due to the inertial forces and centrifugal forces, are deposited on the wall of the flow channel or are ejected onto the wall of the flow channel. The fact that the gas flow is deflected multiple times over the length of the piston internal combustion engine means that the oil components from the blow-by gases are largely separated. guaranteed. The deflection imposed on the gas flow should be as "sharp-edged" as possible in order to produce the strongest possible force and centrifugal force. A further advantage of such a sharp-edged deflection is that an oil film entrained by the gas flow on the wall of the flow channel is separated in the form of larger drops in the area of the next sharp deflection. The gas flow should be deflected by at least 90 °. However, it is useful if a deflection of more than 90 ° takes place, taking advantage of the structural conditions. It is expedient here if an oil drain opening is also provided in each case in a part of the deflection regions in order to remove the separated oil from the flow channel as far as possible in the region of the separation from the gas flow.
Eine Umlenkung zur Bildung des mäanderförmig verlaufenden Strömungskanals kann im übrigen vertikal wie auch horizontal verlaufen. Dazu kann beispielsweise der Strömungs- kanal anstatt einteilig auch zweiteilig sein. Eine Ausgestaltung sieht vor, dass in zwei oder mehr Ebenen übereinander angeordnete Mäanderwege vorhanden sind. Beispielsweise können im Lagerrahmen entsprechende Mäanderwege vorliegen, insbesondere eine Trennung zwischen verschiedenen Ebenen, die über Öffnungen im Lagerrahmen miteinander verbunden sind.A deflection to form the meandering flow channel can also run vertically and horizontally. For this purpose, the flow channel can also be in two parts instead of one part. One embodiment provides that meandering paths arranged one above the other are present in two or more levels. For example, there may be corresponding meandering paths in the storage frame, in particular a separation between different levels which are connected to one another via openings in the storage frame.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass im Bereich der Gaseinlassöffnung dem Strömungskanal eine Gaseinlasskammer vorgeordnet ist. In einer derartigen Gaseinlasskammer verlangsamt sich zunächst die Strömungsgeschwindigkeit des Gases, so dass noch vor dem Eintritt in den Strömungskanal grobe Öltropfen sich niederschlagen können.In a further embodiment of the invention it is provided that a gas inlet chamber is arranged upstream of the flow channel in the region of the gas inlet opening. In a gas inlet chamber of this type, the flow velocity of the gas initially slows down, so that coarse oil drops can precipitate before entering the flow channel.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass dem Strömungskanal im Bereich der Gasauslassöffnung wenigstens eine Gasauslasskammer nachgeordnet ist. Auch eine derartige Gasauslasskammer führt zu einer Reduzierung der Strömungsgeschwindigkeit des Gases und bietet so die Möglichkeit, aus dem Strömungskanal als Wandfilm mitgerissene Tropfen durch Schwerkraft abzuscheiden.In a further advantageous embodiment of the invention it is provided that at least one gas outlet chamber is arranged downstream of the flow channel in the region of the gas outlet opening. Such a gas outlet chamber also leads to a reduction in the flow velocity of the gas and thus offers the possibility of separating droplets entrained from the flow channel as a wall film by gravity.
Die Anordnung einer Gasauslasskammer bietet den weiteren Vorteil, dass ein hinreichender Raum vorhanden ist, um eine Einrichtung zur Feinsttropfenabscheidung, beispiels- weise einen sogenannten "Demister" der Gasauslassöffnung vorzuschalten. Damit gelingt es, den Ölgehalt der Blow-By-Gase praktisch bis auf einen nicht mehr mechanisch ab- scheidbaren, dampfförmigen Restanteil vor der Einleitung in die Luftzufuhreinrichtung zu den Zylindern abzuscheiden.The arrangement of a gas outlet chamber offers the further advantage that there is sufficient space to connect a device for fine droplet separation, for example a so-called “demister”, to the gas outlet opening. This means that the oil content of the blow-by gases can practically no longer be mechanically separable, vaporous residual fraction before the introduction into the air supply device to the cylinders.
In besonders vorteilhafter Ausgestaltung ist zwischen den Nockenwellen ein abgeschlos- sener Hohlraum vorgesehen, der den mäanderförmigen Strömungskanal begrenzende Querwände aufweist.In a particularly advantageous embodiment, a closed cavity is provided between the camshafts, which has transverse walls delimiting the meandering flow channel.
In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, dass der Strömungskanal zumindest über einen Teil seiner Höhe in den Zylinderkopf als nach oben offene Rinne eingeformt und durch eine obere Abdeckung dicht verschließbar ist. Damit ist es möglich, den mäanderförmigen Strömungskanal als integrales Bauteil des üblicherweise im Gießverfahren hergestellten Zylinderkopfs zu konzipieren. Die Abdeckung kann hierbei als flacher Deckel vorgesehen werden. Zweckmäßig kann es jedoch sein, wenn ein Teil der Höhe des Strömungskanals in den Zylinderkopf als nach oben offene Rinne eingeformt ist und der andere Teil der Höhe des Strömungskanals als nach unten offene Rinne in die dem Zylinderkopf zugekehrte Seite der Abdeckung eingeformt ist. Hierdurch kann für die Erstellung des Zylinderkopfes Gießvolumen eingespart werden und auch die Höhe des Zylinderkopfs an die sonstigen Erfordernisse angepasst werden. Der andere Teil der Höhe des Strömungskanals ist dann in die ohnehin nolwendige Abdeckung einge- formt.In a particularly advantageous embodiment of the invention, it is further provided that the flow channel is formed at least over part of its height in the cylinder head as an upwardly open channel and can be sealed tightly by an upper cover. This makes it possible to design the meandering flow channel as an integral component of the cylinder head which is usually produced using the casting process. The cover can be provided as a flat cover. However, it can be expedient if part of the height of the flow channel is molded into the cylinder head as a channel which is open at the top and the other part of the height of the flow channel is formed as a channel which is open at the bottom into the side of the cover facing the cylinder head. As a result, casting volume can be saved for the creation of the cylinder head and the height of the cylinder head can also be adapted to other requirements. The other part of the height of the flow channel is then molded into the cover, which is necessary anyway.
Dadurch, dass der beide Nockenwellen überdeckende Lagerrahmen mit Lageraufnahmen für die Nockenwellenlager vorgesehen ist und zwischen den Nockenwellen die dem Zylinderkopf zugekehrte Seite einen durchgehenden Flächenbereich aufweist, der die den Strömungskanal dicht abschließbare Abdeckung bildet, ergibt sich eine weitere Reduzierung der Bauteile. Die Abdeckung für den Strömungskanal bedarf hierbei vorzugsweise keiner besonderen eigenen Befestigung sondern wird über die Schrauben zur Fixierung des Lagerrahmens mit bewirkt.The fact that the bearing frame covering the two camshafts is provided with bearing receptacles for the camshaft bearings and between the camshafts the side facing the cylinder head has a continuous surface area which forms the cover which can be sealed off tightly to the flow channel, results in a further reduction in the components. The cover for the flow channel preferably does not require any special fastening of its own, but is also effected via the screws for fixing the bearing frame.
In besonders vorteilhafter Weise zur Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Strömungskanal in einer Teilungsebene in seiner Höhe geteilt ist und dass ein Teil der Höhe des Strömungskanals in den Zylinderkopf und der andere Teil der Höhe des Strömungskanals in den als Abdeckung dienenden Flächenbereich des Lagerrahmens eingeformt ist. Durch diese Maßnahme kann die Gesamtbauhöhe der Anordnung reduziert werden, da die ohnehin vorgegebene konstruktive Höhe für die in den Lagerrahmen integrierten Lageraufnahmen der Nockenwellenlager ausgenutzt werden kann für die Anordnung des Strömungskanals. Die Anordnung kann hierbei so getroffen werden, dass die Abmessungen des Lagerrahmens auf den als Lageraufnahmen der Nockenwellenlager dienenden Bereich abgestimmt werden und dass der den Strömungskanal begrenzende Bereich der Teilungsebene maßlich so abgestimmt ist, dass hier eine entsprechende warmfeste Dichtung angeordnet werden kann.In a particularly advantageous embodiment of the invention, it is provided that the height of the flow channel is divided in a division plane and that part of the height of the flow channel is molded into the cylinder head and the other part of the height of the flow channel is molded into the surface area of the bearing frame that serves as a cover is. This measure allows the overall height of the arrangement to be reduced, since the already specified structural height can be used for the arrangement of the flow channel for the bearing receptacles of the camshaft bearings integrated in the bearing frame. The arrangement can be made so that the Dimensions of the bearing frame are matched to the area serving as bearing mounts for the camshaft bearings and that the area of the parting plane delimiting the flow channel is dimensionally matched such that a corresponding heat-resistant seal can be arranged here.
Eine weitere Anpassung der Abscheidung lässt sich durch eine Hintereinanderschaltung spezieller Mäanderformen erzielen. Hierbei werden für unterschiedliche Tropf chengrößen unterschiedliche Umlenkungswinkel wie auch Umlenkungswege zur Bildung des mäanderförmigen Strömungskanals genutzt. Gemäß einer ersten Ausgestaltung wird zu Beginn eine geringere Umlenkung der Strömung bewirkt, die anschließend jedoch zunimmt. Beispielsweise kann zuerst eine Umlenkung in einem Bereich von etwa 75° bis etwa 125° ein oder mehrmals folgen, bevor zumindest eine Umlenkung von zumindest 160° folgt. Eine zweite Ausgestaltung sieht vor, dass zuerst eine große Umlenkung von mehr als 160° erfolgt, bevor sich ein oder mehr kleinere Umlenkungen anschließen.A further adjustment of the deposition can be achieved by connecting special meandering shapes in series. Here, different deflection angles as well as deflection paths are used to form the meandering flow channel for different droplet sizes. According to a first embodiment, a smaller deflection of the flow is effected at the beginning, which subsequently increases. For example, a deflection in a range from approximately 75 ° to approximately 125 ° can follow one or more times before at least a deflection of at least 160 ° follows. A second embodiment provides for a large deflection of more than 160 ° to take place before one or more smaller deflections follow.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass der mäanderförmige Strömungskanal einen Verlauf einer Umlenkung zumindest entlang einer gebogenen Wand aufweist. Vorzugsweise kann die Wand zumindest annähernd halbkreisförmig verlaufen. Die Wand kann sich auch über 180° hinaus entlang eines Kreisbogens erstrecken. Eine andere Ausges- taltung sieht eine zumindest annähernd kreisförmige Umlenkung vor. Beispielsweise kann als gebogene Wand diejenige einer im Strömungskanal verlaufenden Zündeinrichtungsvorrichtung dienen.Another embodiment provides that the meandering flow channel has a course of a deflection at least along a curved wall. The wall can preferably run at least approximately semicircularly. The wall can also extend over 180 ° along an arc. Another embodiment provides an at least approximately circular deflection. For example, that of an igniter device running in the flow channel can serve as the curved wall.
Die Erfindung wird anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Weitere vorteil- hafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind anhand dieser folgenden schematischen Zeichnungen näher ausgeführt. Die dort hervorgehenden Merkmale sind jedoch nicht auf diese beschränkt, sondern können mit Merkmalen anderer Ausgestaltungen aus den Zeichnungen wie auch aus obiger Beschreibung zu zusätzlichen Weiterbildungen der Erfindung verknüpft werden. Es zeigen:The invention is explained in more detail with reference to schematic drawings. Further advantageous refinements and developments are explained in more detail with reference to the following schematic drawings. However, the features emerging there are not limited to these, but can be linked to features of other configurations from the drawings and also from the above description for additional developments of the invention. Show it:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht auf die Ebene der Nockenwellenlagerung eines Zylinderkopfs,1 is a perspective view of the plane of the camshaft bearing of a cylinder head,
Fig. 2 eine perspektivische Untersicht auf einen Lagerrahmen für die Nockenwellenlager zur Verbindung mit dem Zylinderkopf gem. Fig. 1 , Fig. 3 eine Aufsicht auf den Zylinderkopf gem. Fig. 1 ,Fig. 2 is a perspective bottom view of a bearing frame for the camshaft bearings for connection to the cylinder head according to. Fig. 1 Fig. 3 is a plan view of the cylinder head. Fig. 1
Fig. 4 eine Aufsicht auf die dem Zylinderkopf gem. Fig. 2 zugekehrte Seite des Lagerrahmens.Fig. 4 is a plan view according to the cylinder head. Fig. 2 facing side of the storage frame.
In Fig. 1 ist in einer perspektivischen Aufsicht ein Zylinderkopf 1 für eine Vier-Zylinder- Kolbenbrennkraftmaschine dargestellt, der nachstehend zunächst in seinem Grundaufbau beschrieben wird. Die im Zusammenhang mit der Erfindung relevanten Einzelheiten werden anhand von Fig. 3 näher erläutert.1 shows a perspective top view of a cylinder head 1 for a four-cylinder piston internal combustion engine, the basic structure of which is first described below. The details relevant in connection with the invention are explained in more detail with reference to FIG. 3.
Die Vorderseite der zugehörigen Kolbenbrennkraftmaschine ist mit I gekennzeichnet, während die Hinterseite, d. h. die dem Getriebe zugekehrte Seite mit II gekennzeichnet ist. Die obere Fläche 2 des Zylinderkopfes 1 ist ebenflächig ausgebildet. Der Klarheit halber und zum besseren Verständnis der Zeichnungen ist diese Fläche 2 in Fig. 1 ebenso wie die entsprechenden Flächen in den Fig. 2, 3 und 4 mit einem Punktmuster besonders hervorgehoben, um den Gegenstand der Erfindung deutlich von den übrigen Linien abzusetzen.The front of the associated piston internal combustion engine is marked I, while the rear, i. H. the side facing the gearbox is marked with II. The upper surface 2 of the cylinder head 1 is flat. For the sake of clarity and for a better understanding of the drawings, this area 2 in FIG. 1, like the corresponding areas in FIGS. 2, 3 and 4, is particularly emphasized with a dot pattern in order to clearly differentiate the subject matter of the invention from the other lines.
Der Zylinderkopf 1 ist für eine Kolbenbrennkraftmaschine mit zwei obenliegenden Nockenwellen konzipiert und dementsprechend mit Lagergassen 3 und 4 versehen, die die entsprechende Lageraufnahmen 5.1 und 5.2 für die Nockenwellenlager aufweisen, am Zylinderkopf 1 ist die Gasauslassseite mit den Gasauslasskanälen 8 mit A gekennzeich- net, während die Gaseinlassseite mit E gekennzeichnet ist.The cylinder head 1 is designed for a piston internal combustion engine with two overhead camshafts and is accordingly provided with bearing lanes 3 and 4, which have the corresponding bearing seats 5.1 and 5.2 for the camshaft bearings, on the cylinder head 1 the gas outlet side with the gas outlet channels 8 is marked with A, while the gas inlet side is marked with E.
Zwischen den beiden Lagergassen 3 und 4 ist ein Hohlraum 6 vorgesehen, der einen mäanderförmigen Strömungskanal 6.1 enthält, der nachstehend anhand von Fig. 3 noch näher beschrieben werden wird. Am vorderen Ende des Hohlraums 6 ist eine Gaseinlass- kammer 6.2 vorgesehen, die eine Gaseinlassöffnung 7 aufweist, durch die aus dem Kurbelraum Blow-By-Gase eingeleitet werden.A cavity 6 is provided between the two storage aisles 3 and 4, which contains a meandering flow channel 6.1, which will be described in more detail below with reference to FIG. 3. At the front end of the cavity 6 there is a gas inlet chamber 6.2 which has a gas inlet opening 7 through which blow-by gases are introduced from the crank chamber.
In Fig. 2 ist in einer perspektivischen Untersicht ein Lagerrahmen 9 dargestellt, der mit seiner Fläche 10 in montiertem Zustand auf der Fläche 2 des Zylinderkopfs 1 aufliegt. Auch hier ist die Fläche 10 zum besseren Verständnis der Zeichnung mit einem Punktmuster versehen. Fig. 2 zeigt, bezogen auf die Montagestellung, die Unterseite des Lagerrahmens 9, so dass die der Gaseinlassseite E zugeordnete Längsseite des Lagerrah- mens in der Zeichnungsdarstellung "unten" liegt, während die der Gasauslassseite A zugekehrte Längsseite des Lagerrahmens in der Zeichnung "oben" liegt.2 shows a perspective bottom view of a bearing frame 9, which rests with its surface 10 in the assembled state on the surface 2 of the cylinder head 1. Here, too, the surface 10 is provided with a dot pattern for a better understanding of the drawing. 2 shows the underside of the bearing frame 9 in relation to the assembly position, so that the longitudinal side of the bearing frame assigned to the gas inlet side E mens is "below" in the drawing, while the longitudinal side of the bearing frame facing the gas outlet side A is "above" in the drawing.
Die Lagergassen 3 und 4 sind wiederum an den Lageraufnahmen 5.3 und 5.4 für die No- ckenwellenlagerung zu erkennen. Die Lageraufnahmen 5.3 und 5.4 sind hierbei im Lagerrahmen 9 stoffschlüssig einstückig angeordnet.The bearing lanes 3 and 4 can again be recognized by the bearing seats 5.3 and 5.4 for the camshaft bearing. The bearing receptacles 5.3 and 5.4 are arranged integrally in one piece in the bearing frame 9.
Während es grundsätzlich möglich ist, den in Fig. 1 und Fig. 3 dargestellten Hohlraum 6 durch einen entsprechend flachen, durchgehenden. Zwischensteg am Lagerrahmen 9 e- benflächig abzuschließen, ist bei der hier dargestellten Ausführungsform im Bereich zwischen den beiden Lagergassen 3 und 4 der dem Hohlraum 6 zugeordnete Bereich mit seinen Einbauten zur Bildung eines mäanderförmigen Strömungskanals 6.1 in gleicher Weise im Lagerrahmen 9 ausgebildet, so dass sich der Strömungsquerschnitt des mäanderförmigen Strömungskanals in seiner Höhe zum Teil im Zylinderblock 1 und zum Teil um Lagerrahmen 9 erstreckt.While it is fundamentally possible, the cavity 6 shown in FIGS. 1 and 3 is replaced by a correspondingly flat, continuous one. In the embodiment shown here, in the area between the two storage aisles 3 and 4, the area associated with the cavity 6 with its internals for forming a meandering flow channel 6.1 is formed in the same manner in the bearing frame 9 in the embodiment shown here, so that the flow cross section of the meandering flow channel extends in part in the cylinder block 1 and in part around the bearing frame 9.
Am hinteren Ende II des Lagerrahmens 9 ist eine Gasabzugsöffnung 11 vorgesehen, die in montiertem Zustand nach oben weist und über die der Strömungskanal 6.1 mit einer Gasabsaugung, beispielsweise dem Luftansaugsystem der Kolbenbrennkraftmaschine in Verbindung steht.At the rear end II of the bearing frame 9, a gas discharge opening 11 is provided which, in the assembled state, points upwards and via which the flow channel 6.1 is connected to a gas extraction system, for example the air intake system of the piston internal combustion engine.
Wie Fig. 1 und 2 erkennen lassen, wird sowohl der Zylinderkopf 1 als auch der Lagerrahmen 9 von Ausnehmungen 12 durchsetzt, in die in montierter Stellung von außen für jeden zugeordneten Zylinder eine Zündeinrichtung und/oder eine Einspritzeinrichtung ein- gesetzt werden kann und die einen Teil der den Strömungskanal 6.1 bildenden Wandungen darstellen.As can be seen in FIGS. 1 and 2, both the cylinder head 1 and the bearing frame 9 are penetrated by recesses 12, into which an ignition device and / or an injection device can be inserted from the outside in the assembled position for each assigned cylinder, and one Represent part of the walls forming the flow channel 6.1.
Die Kontur des im Hohlraum 6 angeordneten Strömungskanals 6.1 ist in der Aufsicht gem. Fig. 3 und in der entsprechenden Aufsicht gem. Fig. 4 deutlich zu erkennen. Die einander zugeordneten Flächen 2 bzw. 10 des Zylinderkopfes 1 bzw. des Lagerrahmens 9 sind mit einem Punktmuster hervorgehoben. Das vordere Ende I und das hintere Ende II sowie die gaseinlassseitige Längsseite E und die gasauslassseitige Längsseite A sind entsprechend gekennzeichnet. Die Bodenflächen der von den Blow-By-Gasen durchströmten Bereiche sind durch ein Strichmuster abgesetzt.The contour of the flow channel 6.1 arranged in the cavity 6 is shown in the supervision. Fig. 3 and according to the corresponding supervision. 4 clearly visible. The mutually assigned surfaces 2 and 10 of the cylinder head 1 and the bearing frame 9 are highlighted with a dot pattern. The front end I and the rear end II as well as the gas inlet side long side E and the gas outlet side long side A are marked accordingly. The bottom surfaces of the areas through which the blow-by gases flow are offset by a dash pattern.
Wie die Aufsicht auf den Zylinderkopf 1 gem. Fig. 3 zeigt, sind die Ausnehmungen 12 für die Zündeineinrichtungen bzw. die Einspritzeinrichtungen durch eine ringförmige Wand 13 gebildet, die über einen Wandanschluss 13.1 an die gaseinlassseitige Längswand 14 des Hohlraums 6 angebunden ist, so dass jeweils nur auf der gasauslassseitigen Längswand 15 ein kanalförmiger Zwischenraum 16 verbleibt. Zwischen den Wänden 13 der benachbarten Ausnehmungen 12.1 und 12.2 ist ein an die Längswand 15 anschließendes erstes Wandelement 17.1 eingesetzt, das mit Abstand zu den Wandungen 13 sowie der Längswand 14 verläuft und ein Teilstück des Strömungskanals 6.1 definiert. An den so gebildeten Verlauf des Teilstücks des Strömungskanals 6.1 unmittelbar hinter der zweiten Aufnahme 12.2 schließt sich ein abweichend gestalteter Bereich des Strömungskanals 6.1 an. Hierbei ist zwischen der Wand 13 der zweiten Aufnahme 12.2 und einem zweiten, anders konturierten Wandelement 17.2 ein stegförmig von der Längswand 15 in Richtung auf die Längswand 14 vorspringender Wandteil 17.3 vorgesehen, dessen freie Kante 18 den Umlenkungsbereich 19 für den Strömungskanal 6.1 in diesem Bereich bildet. Der freie Strömungsquerschnitt zwischen dem Wandteil 17.3 und der Wand 13 und dem Wandelement 17.2 ist hierbei im wesentlichen gleich mit den stromauf liegenden Teilen des Strömungskanals 6.1.How the supervision of the cylinder head 1 acc. FIG. 3 shows the recesses 12 for the ignition devices and the injection devices through an annular wall 13 formed, which is connected via a wall connection 13.1 to the gas inlet-side longitudinal wall 14 of the cavity 6, so that a channel-shaped intermediate space 16 remains only on the gas outlet-side longitudinal wall 15. Between the walls 13 of the adjacent recesses 12.1 and 12.2 is inserted a first wall element 17.1 adjoining the longitudinal wall 15, which runs at a distance from the walls 13 and the longitudinal wall 14 and defines a section of the flow channel 6.1. The course of the section of the flow channel 6.1 thus formed immediately behind the second receptacle 12.2 is followed by a differently designed area of the flow channel 6.1. In this case, between the wall 13 of the second receptacle 12.2 and a second, differently contoured wall element 17.2, a wall part 17.3 projecting from the longitudinal wall 15 in the direction of the longitudinal wall 14 is provided, the free edge 18 of which forms the deflection area 19 for the flow channel 6.1 in this area , The free flow cross-section between the wall part 17.3 and the wall 13 and the wall element 17.2 is essentially the same as the upstream parts of the flow channel 6.1.
Die aus dem Hohlraum 6 entlang der Längswand 15 in den Strömungskanal 6.1 einströmende Gasströmung wird um die Wand 13 kreisförmig herumgeführt und durchströmt eine erste Umlenkung im Übergangsbereich 19.1 zwischen der Wand 13 und der Längs- wand 14 und gelangt dann entlang dem ersten Wandteil 17.1 zu einer zweiten Umlenkung 19.2 an der Wand 13 der nächstfolgenden Aufnahme 12.2. Danach wird dann die Strömung an dieser Wand 13 wieder zur Längswand 15 zurückgeführt und um die Wand 13 herum durch den Wandteil 17.3 zum nächsten Umlenkungsbereich 19.3 an der Längswand 14 zurückgeführt.The gas flow flowing from the cavity 6 along the longitudinal wall 15 into the flow channel 6.1 is circulated around the wall 13 and flows through a first deflection in the transition area 19.1 between the wall 13 and the longitudinal wall 14 and then arrives along the first wall part 17.1 second deflection 19.2 on the wall 13 of the next receptacle 12.2. Then the flow on this wall 13 is then returned to the longitudinal wall 15 and is returned around the wall 13 through the wall part 17.3 to the next deflection area 19.3 on the longitudinal wall 14.
Durch die freie Kante 18 des Wandteils 17.3 erfährt die Strömung eine Umlenkung von 180°, so dass hier noch höhere Fliehkräfte erzeugt werden als in den Umlenkungsberei- chen 19.1 und 19.2 und dementsprechend kleinere, vom Gas mitgeführte Tropfen noch zuverlässig abgeschieden werden. Auf der Rückseite des Wandteils 17.3 und dem zuge- ordneten Wandteil 17.2 wird die Gasströmung zur Längswand 15 und nach Durchströmen der Umlenkungsbereiche 19.4 und 19.5 wieder zwischen dem Wandteil 17.2 und einem weiteren Wandteil 17.3 zur Längswand 14 zurückgeführt, so dass ein weiterer 180°- Umlenkungsbereich 19.6 durchlaufen wird und die Gasströmung zur Längswand 15 zurückgeführt wird.Through the free edge 18 of the wall part 17.3, the flow is deflected by 180 °, so that even higher centrifugal forces are generated here than in the deflection areas 19.1 and 19.2 and accordingly smaller droplets carried by the gas are still reliably separated. On the back of the wall part 17.3 and the assigned wall part 17.2, the gas flow to the longitudinal wall 15 and after flowing through the deflection areas 19.4 and 19.5 is returned to the longitudinal wall 14 between the wall part 17.2 and a further wall part 17.3, so that a further 180 ° deflection area 19.6 is passed through and the gas flow is returned to the longitudinal wall 15.
Aus dem Strömungskanal 6.1 an der Aufnahme 12.3 tritt die Strömung dann in eine erste Gasauslasskammer 20 ein und von da an der Wandung 13 der Aufnahme 12.4 in eine zweite Gasauslasskammer 21 über der im Lagerrahmen 9 die Gasauslassöffnung 11 zugeordnet ist.The flow then enters the first gas outlet chamber 20 from the flow channel 6.1 on the receptacle 12.3 and from there on the wall 13 of the receptacle 12.4 second gas outlet chamber 21 via which the gas outlet opening 11 is assigned in the bearing frame 9.
Wie insbesondere aus Fig. 4 ersichtlich, erfolgt also für die groben Tropfen zwischen der ersten Aufnahme 12.1 und der zweiten Aufnahme 12.2 in den Umlenkungsbereichen 19.1 und 19.2 zweimal eine Umlenkung im etwas mehr als 90°, während für die feinen Tropfen zwischen den Aufnahme 12.2 und 12.3 in den Umlenkungsbereichen 19.3 und 19.4 zweimal eine Umlenkung um 180° und in den Umlenkungsbereichen 19.5 und 19.6 zweimal eine Umlenkung um 90° erfolgt. Dies ist in Fig. 4 durch Pfeile kenntlich gemacht.As can be seen in particular from FIG. 4, for the coarse drops between the first receptacle 12.1 and the second receptacle 12.2 in the deflection areas 19.1 and 19.2 there is twice a deflection at slightly more than 90 °, while for the fine drops between the receptacle 12.2 and 12.3 twice in the deflection areas 19.3 and 19.4, and twice in the deflection areas 19.5 and 19.6, a deflection by 90 °. This is indicated by arrows in FIG. 4.
Jeweils an den Umlenkungsbereichen 19 sind entlang der Längswand 14 jeweils Ölab- lauföffnungen 22 vorgesehen, durch die das im Strömungskanal 6.1 von der Gasströmung abgetrennte Öl über eine entsprechende Kanalanordnung in den Motorblock zurücklaufen kann. Es genügt hierbei, die Ölablauföffnungen 22 auf nur einer Seite des Zylinderkopfes anzuordnen, wenn die Bodenfläche des Strömungskanals quer zur Längsrichtung eine Neigung aufweist, so dass sich das niedergeschlagene Öl an einer Motorlängsseite, beispielsweise hier an der Längswand 15, sammeln kann.In each case on the deflection areas 19 along the longitudinal wall 14 there are oil drain openings 22 through which the oil separated from the gas flow in the flow channel 6.1 can flow back into the engine block via a corresponding channel arrangement. It is sufficient to arrange the oil drain openings 22 on only one side of the cylinder head if the bottom surface of the flow channel has an inclination transverse to the longitudinal direction, so that the deposited oil can collect on a longitudinal side of the engine, for example here on the longitudinal wall 15.
Wie in Fig. 3 angedeutet, ist es zweckmäßig, wenn in der zweiten Gasauslasskammer 21 für die Gasauslassöffnung 11 ein sogenannter Demister 23 angeordnet ist, der die Gasauslassöffnung 11 abdeckt. Der Demister kann beispielsweise durch ein Gewirk aus dünnen Metalldrähten gebildet werden, an dem dann auch noch nebeiförmiges Öl aus dem Gasstrom abgeschieden werden kann.As indicated in FIG. 3, it is expedient if a so-called demister 23 which covers the gas outlet opening 11 is arranged in the second gas outlet chamber 21 for the gas outlet opening 11. The demister can be formed, for example, by a knitted fabric made of thin metal wires, on which nebular oil can then also be separated from the gas stream.
Wie Fig. 4 in der Untersicht zeigt, ist der Lagerrahmen 9 für die Nockenwellen entsprechend gestaltet, so dass sich durch den auf dem Zylinderkopf 1 aufliegenden Lagerrahmen 9 der aus den Zeichnungen ersichtliche mäanderförmige Verlauf des Strömungskanals 6.1 ergibt.As shown in FIG. 4 in the bottom view, the bearing frame 9 for the camshafts is designed accordingly, so that the bearing frame 9 resting on the cylinder head 1 results in the meandering course of the flow channel 6.1 shown in the drawings.
In Abwandlung der vorstehend beschriebenen Gestaltung kann an einer oder mehreren Stellen eine sich düsenförmig verengende Gestaltung des Strömungskanals vorgesehen sein, wobei die Düsenmündung gegen einen als Prallfläche dienenden Wandbereich gerichtet ist. Eine derartige Anordnung kann beispielsweise in der Gaseinlasskammer 6.2 in der Weise vorgesehen werden, dass die Gaseinlassöffnung 7 düsenförmig verengt in die Gaseinlasskammer 6 einmündet und mit ihrer Mündung gegen eine Wandfläche gerichtet ist. Dies kann in einfachster Weise durch einen nach oben gegen die Decke der Gaseinlasskammer 6.2 gerichtete Düsenmündung oder aber durch eine gegen die Wandung 13 in Richtung auf die Wandanbindung 13.1 gerichtete Düsenmündung der Einlassöffnung 7 bewirkt werden. In a modification of the design described above, a design of the flow channel which narrows in the form of a nozzle can be provided at one or more points, the nozzle mouth being directed against a wall region serving as an impact surface. Such an arrangement can be provided, for example, in the gas inlet chamber 6.2 in such a way that the gas inlet opening 7 opens into the gas inlet chamber 6 in a nozzle-like manner and is directed with its mouth against a wall surface. This can be done in the simplest way by a nozzle mouth directed upwards against the ceiling of the gas inlet chamber 6.2 or by a nozzle opening against the wall 13 in the direction of the wall connection 13.1 directed nozzle mouth of the inlet opening 7 are effected.

Claims

Patentansprüche claims
1. Mehrzylinder-Kolbenbrennkraftmaschine mit auf einem Zylinderkopf (1 ) mit Abstand nebeneinander in Nockenwellenlagern gehaltenen Nockenwellen und mit zwischen den Nockenwellen an den Zylinder jeweils für eine Zünd- und/oder Einspritzeinrichtung angeordneten Ausnehmungen (12), sowie mit wenigstens einem sich über die Länge des Zylinderkopfes erstreckenden zwischen den Nockenwellen mäanderförmig verlaufenden abgeschlossenen Strömungskanal (6.1) für ölhaltige Blow-By-Gase, der Umlenkungsbereiche (19) für die Gasströmung aufweist und der mit wenigstens einer Gaseinlaßöffnung (7) versehen ist, die mit dem Kurbelraum in Verbindung steht, und der mit wenigstens einer Gasauslaßoffnung (11) versehen ist, die mit einer Gasabsaugung in Verbindung steht, sowie mit wenigstens einer Ölablauföffnung (22), die mit dem Kurbelraum in Verbindung steht, wobei ein beide Nockenwellen überdeckender Lagerrahmen (9) mit Lageraufnahmen (5.1 , 5.2) für die Nockenwellenlager vorgesehen ist und die dem Zylinderkopf (1) zugekehrte Seite zwischen den Lageraufnahmen (5.3, 5.4) für die Nockenwellen einen durchgehenden Flächenbereich aufweist, der eine den Strömungskanal (6.1 ) dicht abschließende Abdeckung bildet.1. Multi-cylinder piston internal combustion engine with camshafts held on a cylinder head (1) at a distance next to one another in camshaft bearings and with recesses (12) arranged between the camshafts on the cylinders for an ignition and / or injection device, and with at least one over the length of the cylinder head, the flow channel (6.1) for oil-containing blow-by gases, which extends in a meandering fashion and has deflection regions (19) for the gas flow and which is provided with at least one gas inlet opening (7) which is connected to the crank chamber, and which is provided with at least one gas outlet opening (11), which is connected to a gas extraction system, and with at least one oil drain opening (22), which is connected to the crank chamber, a bearing frame (9) covering both camshafts with bearing receptacles (5.1 , 5.2) is provided for the camshaft bearings d the side facing the cylinder head (1) between the bearing mounts (5.3, 5.4) for the camshafts has a continuous surface area that forms a cover that seals the flow channel (6.1).
2. Mehrzylinder-Kolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkungsbereiche (19) eine "scharfkantige" Umlenkung der Gasströmung bewirken.2. Multi-cylinder piston internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the deflection areas (19) cause a "sharp-edged" deflection of the gas flow.
3. Mehrzylinder-Kolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Umlenkungsbereiche (19) des Strömungskanals (6.1) so ausgebildet ist, dass eine Umlenkung der Gasströmung zumindest um wenigstens 90° erfolgt.3. Multi-cylinder piston internal combustion engine according to claim 1 or 2, characterized in that the deflection areas (19) of the flow channel (6.1) is designed such that the gas flow is deflected at least by at least 90 °.
4. Mehrzylinder-Kolbenbrennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da- durch gekennzeichnet, dass eine Umlenkung der Gasströmung um zumindest 180° erfolgt.4. Multi-cylinder piston internal combustion engine according to one of claims 1 to 3, characterized in that the gas flow is deflected by at least 180 °.
5. Mehrzylinder-Kolbenbrennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskanal (6.1) zumindest über einen Teil seiner Länge einen im wesentlichen gleichen Strömungsquerschnitt aufweist. 5. Multi-cylinder piston internal combustion engine according to one of claims 1 to 4, characterized in that the flow channel (6.1) has at least over part of its length an essentially the same flow cross-section.
6. Mehrzylinder-Kolbenbrennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest im Eintrittsbereich des Strömungskanals (6.1) eine düsenartige Verengung des Strömungsquerschnitts vorgesehen ist, dem mit Abstand eine als Prallwand dienende Wandfläche zugeordnet ist.6. Multi-cylinder piston internal combustion engine according to one of claims 1 to 5, characterized in that at least in the inlet region of the flow channel (6.1) a nozzle-like narrowing of the flow cross-section is provided, which is associated with a wall surface serving as a baffle at a distance.
7. Mehrzylinder-Kolbenbrennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskanal (6.1) jeweils um die den Zylinderkopf (1) durchsetzenden Ausnehmungen (12) für die Zünd- und/oder Einspritzeinrichtung herumgeführt ist.7. Multi-cylinder piston internal combustion engine according to one of claims 1 to 6, characterized in that the flow channel (6.1) is guided around the recesses (12) penetrating the cylinder head (1) for the ignition and / or injection device.
8. Mehrzylinder-Kolbenbrennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaseinlaßöffnung (7) dem Boden des Strömungskanals (6.1) zugeordnet ist.8. Multi-cylinder piston internal combustion engine according to one of claims 1 to 7, characterized in that the gas inlet opening (7) is assigned to the bottom of the flow channel (6.1).
9. Mehrzylinder-Kolbenbrennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasauslassöffnung (11) dem Deckenbereich des Strömungskanals (6.1) zugeordnet ist.9. Multi-cylinder piston internal combustion engine according to one of claims 1 to 8, characterized in that the gas outlet opening (11) is assigned to the ceiling area of the flow channel (6.1).
10. Mehrzylinder-Kolbenbrennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da- durch gekennzeichnet, dass die Gaseinlassöffnung (7) an einem Ende des Strömungskanals (6.1) angeordnet ist.10. Multi-cylinder piston internal combustion engine according to one of claims 1 to 9, characterized in that the gas inlet opening (7) is arranged at one end of the flow channel (6.1).
11. Mehrzylinder-Kolbenbrennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasauslassöffnung (11) an dem der Gaseinlass- Öffnung (7) abgewandten Ende des Strömungskanals (6.1) angeordnet ist.11. Multi-cylinder piston internal combustion engine according to one of claims 1 to 10, characterized in that the gas outlet opening (11) is arranged on the end of the flow channel (6.1) facing away from the gas inlet opening (7).
12. Mehrzylinder-Kolbenbrennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Gaseinlassöffnung (7) dem Strömungskanal (6.1) eine Gaseinlasskammer (6.2) vorgeordnet ist.12. Multi-cylinder piston internal combustion engine according to one of claims 1 to 11, characterized in that a gas inlet chamber (6.2) is arranged upstream of the flow channel (6.1) in the region of the gas inlet opening (7).
13. Mehrzylinder-Kolbenbrennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass dem Strömungskanal (6.1) im Bereich der Gasauslassöffnung (11) wenigstens eine Gasauslasskammer (20, 21) nachgeordnet ist.13. Multi-cylinder piston internal combustion engine according to one of claims 1 to 12, characterized in that the flow channel (6.1) in the region of the gas outlet opening (11) is followed by at least one gas outlet chamber (20, 21).
14. Mehrzylinder-Kolbenbrennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass in der Gasauslasskammer (20, 21) eine Einrichtung (23) zur Feinsttropfenabscheidung vorgeschaltet ist. 14. Multi-cylinder piston internal combustion engine according to one of claims 1 to 13, characterized in that in the gas outlet chamber (20, 21) a device (23) for fine droplet separation is connected upstream.
15. Mehrzylinder-Kolbenbrennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Nockenwellen ein abgeschlossener Hohlraum (6) vorgesehen ist, der den mäanderförmigen Strömungskanal (6.1 ) begrenzende Querwände aufweist.15. Multi-cylinder piston internal combustion engine according to one of claims 1 to 14, characterized in that between the camshafts a closed cavity (6) is provided which has the meandering flow channel (6.1) delimiting transverse walls.
16. Mehrzylinder-Kolbenbrennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskanal (6.1) zumindest über einen Teil seiner Höhe in den Zylinderkopf (1) als nach oben offene Rinne eingeformt ist und durch eine obere Abdeckung dicht verschließbar ist.16. Multi-cylinder piston internal combustion engine according to one of claims 1 to 15, characterized in that the flow channel (6.1) is formed at least over part of its height in the cylinder head (1) as an upwardly open channel and can be sealed by an upper cover.
17. Mehrzylinder-Kolbenbrennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskanal (6.1) in einer Teilungsebene in seiner Höhe geteilt ist und dass ein Teil der Höhe des Strömungskanals (6.1) in den Zylinderkopf (1) und der andere Teil der Höhe des Strömungskanals (6.1) in den als Abdeckung dienenden Flächenbereich des Lagerrahmens (9) eingeformt ist.17. Multi-cylinder piston internal combustion engine according to one of claims 1 to 16, characterized in that the flow channel (6.1) is divided in its height in a division plane and that part of the height of the flow channel (6.1) in the cylinder head (1) and the other Part of the height of the flow channel (6.1) is molded into the surface area of the bearing frame (9) serving as a cover.
18. Mehrzylinder-Kolbenbrennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilungsebene des Strömungskanals (6.1 ) an die Teilungsebene der Aufnahmen (5) für die Lager der beiden Nockenwellen angrenzt. 18. Multi-cylinder piston internal combustion engine according to one of claims 1 to 17, characterized in that the division plane of the flow channel (6.1) adjoins the division plane of the receptacles (5) for the bearings of the two camshafts.
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