DE19734001A1 - Kurbelgehäuse-Entlüftung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kurbelgehäuse-Entlüftung ge­ mäß 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 ge­ langen. Im Leerlauf und somit geschlossener Drosselklappe liegt jedoch nur an der Sekundär-Entlüftungsstelle Unter­ druck an, so daß sich ausschließlich durch die im Quer­ schnitt engere Sekundär-Entlüftungsleitung der Unter­ druck auf das Kurbelgehäuse überträgt und das Kurbelge­ häusegas nur durch die Sekundär-Entlüftungsstelle in das Ansaugrohr gelangt. Die Menge dieses Gases ist bei Leer­ lauf besonders kritisch, da durch sie das Leerlaufverhal­ ten 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 blei­ ben. Eine beliebige Vergrößerung der Sekundär-Entlüf­ tungsstelle ist jedoch deshalb nicht praktikabel, weil dadurch der Unterdruck im Ansaugrohr unterhalb der Dros­ selklappe 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 Ansaug­ rohrbereich vor der geschlossenen Drosselklappe Luft in das Kurbelgehäuse und beeinträchtigt so weiterhin den Un­ terdruck im Ansaugrohr unterhalb der Drosselklappe.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kurbelge­ häuse-Entlüftung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß sich in allen Betriebsbereichen der Brennkraftmaschine ein ausreichender Unterdruck im Kur­ belgehäuse einstellt, dabei der Unterdruck im Ansaugrohr stromab der Drosselklappe ausreichend hoch bleibt und die Kalibrierung der Motorsteuerung hinsichtlich des Leer­ laufverhaltens nicht beeinträchtigt wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Er­ findung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Gemäß der Erfindung wird so der relativ große Querschnitt der Primär-Entlüftungsleitung mit zunehmendem Schließwin­ kel der Drosselklappe und damit zunehmendem Unterdruck im Ansaugrohr stromab der Drosselklappe zunehmend verklei­ nert und kann letztlich vollkommen geschlossen werden. Somit steht bei großer Last der Brennkraftmaschine und dementsprechend geöffneter Drosselklappe die Primär-Ent­ lüftungsöffnung über die Primär-Entlüftungsleitung mit dem Kurbelgehäuse in Verbindung. Der sich im gesamten An­ saugrohr befindliche Unterdruck kann sich somit auch auf das Kurbelgehäuse erstrecken. Das bei hoher Last in er­ höhtem Umfang auftretende Kurbelgehäusegas (Blow-by) wird sicher abgesaugt.

Bei Leerlauf und geschlossener Drosselklappe entsteht nur wenig Blow-by-Gas. Der stromab der Drosselklappe anlie­ gende relativ hohe Unterdruck ist ausreichend, um durch den kleinen Querschnitt der Sekundär-Entlüftungsöffnung das Kurbelgehäuse ausreichend zu entlüften und in ihm ei­ nen 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 Unter­ druckdose 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 betäti­ gen. Ebenso ist es möglich, das Drosselventil mittels ei­ nes elektrischen Aktuators, z. B. eines Elektromagneten oder eines Schrittmotors zu betätigen, indem vom elektro­ nischen Motorsteuergerät eine elektrisches Signal für das Maß der Drosselung generiert wird.

In besonders vorteilhafter Weise ist das Drosselventil als Schieberventil ausgebildet. Der Schieber dieses Ven­ tils kann mit einer Schließkurve versehen sein, welche zusätzlich zur Steuerung der Betätigungskraft des Dros­ selventils eine Anpassung des Drosselverhaltens an die Motorcharakteristik ermöglicht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend an­ hand einer Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 das Schema einer erfindungsgemäßen Kurbel­ gehäuse-Entlüftung,

Fig. 2 eine schematisierte Ansicht auf den Schie­ ber des Drosselventils in Durchgangsrich­ tung.

Eine Brennkraftmaschine 1 hat ein Kurbelgehäuse, welches über Ölrücklaufkanäle und Ölabscheider mit zwei an der Ventilhaube 2 des Zylinderkopfes 3 austretenden Entlüf­ tungsstutzen 4 in Verbindung steht. Die Brennkraftmaschi­ ne 1 weist weiterhin einen Ansaugtrakt mit einem Ansaug­ rohr 5 sowie ein Abgasrohr 6 auf. Im Ansaugrohr 5 befin­ det 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-Ent­ lüftungsleitung 10 mit einem der Entlüftungsstutzen 4 an der Ventilhaube 2 verbunden ist. Stromab der Drossel­ klappe 7 befindet sich im Ansaugrohr 5 eine Sekundär-Ent­ lüftungsöffnung 11, die über eine Sekundär-Entlüftungs­ leitung 12 mit dem anderen der zwei Entlüftungsstutzen 4 an der Ventilhaube 2 verbunden ist.

Der Querschnitt der Primär-Entlüftungsleitung 10 ist grö­ ßer als der der Sekundär-Entlüftungsleitung 12. Die Größe der Sekundär-Entlüftungsöffnung 11 ist durch eine kali­ brierte Düse 13 bestimmt und deutlich kleiner als die Primär-Entlüftungsöffnung 9. Im Verlauf der Primär-Ent­ lüftungsleitung 10 befindet sich ein Drosselventil 14, in welchem ein Schieber 15 verschiebbar gegen die Kraft ei­ ner Feder 16 angeordnet ist. Der Schieber 15 ist mit ei­ ner 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 geöff­ net. Im Ansaugrohr 5 herrscht sowohl stromauf als auch stromab der Drosselklappe 7 ein etwa gleicher Unterdruck. Dieser Unterdruck setzt sich sowohl über die Primär-Ent­ lüftungsleitung 10 als auch über die Sekundär-Entlüf­ tungsleitung 12 zum Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine 1 fort. Das im Kurbelgehäuse anfallende Gas (Blow-by) wird durch die Primär-Entlüftungsleitung 10 und - in ge­ ringerem Maße - auch durch die Sekundär-Entlüftungslei­ tung 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 Entlüftungs­ leistung zur Verfügung.

Mit zunehmendem Schließen der Drosselklappe 7 verändern sich auch die Drücke oberhalb und unterhalb der Drossel­ klappe 7. Unterhalb der Drossellappe 7 nimmt der Unter­ druck zu und oberhalb reduziert er sich. Über die Leitung 21 wird der zunehmende Unterdruck in den Raum 19 unter­ halb der Membran 17 der Druckdose 18 übertragen. Der re­ duzierte Unterdruck oberhalb der Drosselklappe 7 über­ trägt 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 50 ausge­ lenkt, daß der mit ihr verbundene Schieber 15 den Quer­ schnitt der Primär-Entlüftungsleitung 10 reduziert.

Mit zunehmender Drosselung des Ansaugrohres 5 der Brenn­ kraftmaschine 1 mittels der Drosselklappe 7 wird somit zunehmend auch die Primär-Entlüftungsleitung 10 gedros­ selt. Bei geschlossener Drosselklappe 7, also bei Leer­ lauf der Brennkraftmaschine 1, wirkt der relativ hohe Un­ terdruck 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-Entlüftungs­ leitung 10 nicht aufgefüllt werden kann, sondern stabil erhalten bleibt. Gleichzeitig ist somit auch über den ge­ samten Betriebsbereich der Brennkraftmaschine unterhalb der Drosselklappe 7 ausreichender Unterdruck für den An­ trieb diverser Servoaggregate vorhanden.

Indem der Schieber 10 eine Schließkurve 23 aufweist, kann das Drosselverhalten des Schiebers 10 so abgestimmt wer­ den, daß über den gesamten Betriebsbereich der Brenn­ kraftmaschine 1 ein optimaler und stabiler Unterdruck im Kurbelgehäuse aufrechterhalten werden kann. Ebenso wird bei allen Betriebsbedingungen das Kurbelgehäuse ausrei­ chend entlüftet und es steht trotzdem ständig ausreichen­ der Unterdruck zum Antrieb von Servogeräten zur Verfü­ gung.

Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel be­ schränkt. Das Drosselventil kann z. B. auch als Drehschie­ ber ausgebildet sein. Als Aktuator zur Betätigung des Drosselventils kann anstelle einer Druckdose auch ein elektrischer Stellmotor vorgesehen sein, der von Stellsi­ gnalen angesteuert wird, die von einer elektronischen Mo­ torsteuerung in an sich bekannter Weise generiert werden bzw. die als Kennfeld in einer Datei des Motorsteuergerä­ tes gespeichert sind.

Claims (6)

1. Kurbelgehäuse-Entlüftung für eine Brennkraftmaschine mit einer in einem Ansaugrohr angeordneten Drossel­ klappe und einer in Strömungsrichtung vor der Dros­ selklappe in den Ansaugluftstrom mündenden Primär-Ent­ lüftungsstelle sowie einer in Strömungsrichtung hinter der Drosselklappe mündenden Sekundär-Entlüf­ tungsstelle, wobei die Primär-Entlüftungsstelle mit einer Primär-Entlüftungsleitung und die Sekundär-Ent­ lüftungsstelle mit einer Sekundär-Entlüftungslei­ tung mit einem mit dem Kurbelgehäuse in Verbindung stehendem Raum verbunden sind und die Primär-Entlüf­ tungsleitung gegenüber der Sekundär-Entlüftungslei­ tung einen wesentlich größeren wirksamen Querschnitt aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Primär-Ent­ lüftungsleitung (10) ein Drosselventil (14) vor­ gesehen ist, welches den wirksamen Querschnitt der Primär-Entlüftungsleitung (10) mit abnehmender Mo­ torlast reduziert.

2. Kurbelgehäuse-Entlüftung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselventil (14) von einem Aktuator betätigt ist, der vom Unterdruck im Ansaug­ rohr (5) angetrieben wird.

3. Kurbelgehäuse-Entlüftung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselventil (14) von einem Aktuator betätigt wird, der vom Differenzdruck zwi­ schen den Drücken stromauf und stromab der Drossel­ klappe (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 Brenn­ kraftmaschine angesteuert ist.

5. Kurbelgehäuse-Entlüftung nach Anspruch 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß das Drosselventil (14) als Schieberventil ausgebildet ist.

6. Kurbelgehäuse-Entlüftung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (15) des Schieber­ ventils (14) eine auf die Charakteristik der Brenn­ kraftmaschine (1) abgestimmte Schließkurve (23) auf­ weist.