DE102019004377A1

DE102019004377A1 - Ölrücklaufventil für ein Kurbelgehäuseentlüftungssystem

Info

Publication number: DE102019004377A1
Application number: DE102019004377.4A
Authority: DE
Inventors: Johannes Klosterberg; Marco Sliwa; Thomas Werner
Original assignee: Deutz AG
Current assignee: Deutz AG
Priority date: 2019-06-19
Filing date: 2019-06-19
Publication date: 2020-12-24
Also published as: ES2961296T3; US20220397046A1; WO2020253979A1; US11927119B2; CN114008304A; CN114008304B; EP3987160B1; JP2022537496A; EP3987160A1; JP7458584B2

Abstract

Beschrieben wird ein Ölrücklaufventil für ein Kurbelgehäuseentlüftungssystem einer Brennkraftmaschine, das im Wesentlichen im Kurbelgehäuse (3) angeordnet ist und das einen Ventilzylinder (1) und wenigstens ein Ventilrohr (2) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Ölrücklaufventil für ein Kurbelgehäuseentlüftungssystem einer Brennkraftmaschine, insbesondere ein hydrostatisches Ölrücklaufventil.
Derartige Ölrücklaufventile sind aus der DE 202007011585 U1 bekannt.
Ein weiteres Verfahren zur Rückführung von im Auspufffilter einer Pumpe abgeschiedenem Öl in den Ölvorrat einer Pumpe ist in der DE 1403999 A1 offenbart.
Ein Rückschlagventil für einen Ölkreislauf in der Kurbelgehäuseentlüftung wird in der DE 102013212104 A1 gezeigt.
Der Ölrücklauf des vom Ölabscheider abgeschiedenen Öles erfordert in der Regel einen Ventileinsatz, um das Durchtreten von Blow-by-Gas aus dem Kurbelgehäuse-Inneren in die Rücklaufleitung zu unterbinden. Konstruktiv kann dieser Ventilmechanismus durch einen siphonartigen Leitungsverlauf am Ende der Rücklaufleitung, Kugelrückschlag- oder Membranventilen u. a. Ausführungsformen realisiert werden. Die genannten Varianten haben gegenüber der neuen Lösung folgende Nachteile:
Leitungsende mit Siphon: zur Realisierung des Siphons wird bei bekannten Lösungen ein U-förmiges Leitungsende verwendet oder die Fallleitung endet in einem topfartigen Gefäß. Die bekannten Ausführungsformen haben einen relativ großen Platzbedarf im Inneren des Kurbelgehäuses.
Kugelrückschlagventil: Klemmen der Kugel durch Versottung möglich.
Membranventil: Die aus Elastomer bestehende Membran reagiert empfindlich auf hohe Öltemperaturen und aggressive Medien im Öl. Die Gefahr der Beschädigung der Membran beim Einsetzen in den Ventilkörper, sowie bei der Montage des Ventils im Kurbelgehäuse ist hoch. Der Sitz der Membran erfordert weiterhin eine hohe Oberflächengüte, was zu erhöhten Kosten führt.
Daran ist nachteilig, dass die beschriebenen Varianten voluminös und teuer sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ölrücklaufventil für ein Kurbelgehäuseentlüftungssystem zu schaffen, das eine bauraumoptimierte und kostengünstige Variante für eine Brennkraftmaschine darstellt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die neue Lösung sieht ein hydrostatisches Ölrücklaufventil mit entsprechenden Montage- und Funktionsbohrungen, die im Kurbelgehäuse (KG), Zylinderkurbelgehäuse, Zylinderkopf und/oder anderen Bauteilen eingebracht sind, wobei hier von Vorteil ist, dass es kostengünstig und bauraumoptimiert zu realisieren ist.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der Zeichnungsbeschreibung zu entnehmen, in der zwei in den Figuren dargestellte Ausführungsbeispiele näher beschrieben sind. Es zeigen:

1: Ventileinsatz, links: stehend, rechts: hängend
2: Ventileinsatz im verbauten Zustand im Kurbelgehäuse
3: Ventileinsatz im verbauten Zustand.

Das Prinzip arbeitet nach dem Siphonprinzip (siehe 2). Hierbei bewirkt der Druckunterschied über dem Flüssigkeitsspiegel von Kammer 1, gebildet durch Ringspalt von Bohrung 10 und Ventilrohr 2, gegenüber dem aus Kammer 2, gebildet aus Bohrung 8, ein Verschieben des Flüssigkeitsspiegels im Siphonbereich aus seinem Nullniveau gemäß den Gesetzen der Hydrostatik. In dem hier betrachteten Fall - Druck im KG größer als im Ölabscheider - bewirkt der Druckunterschied ein Fallen des Ölspiegels in Kammer 1, der Ölspiegel fällt um X1 ab. In Kammer 2 steigt der Ölspiegel hingegen um X2 an. Die Flüssigkeit in Kammer 1 sperrt den Gasdurchtritt vom Kurbelgehäuse in den Ölabscheiderrücklauf genau so lange, wie der Flüssigkeitsspiegel in Kammer 1 den Trennwanddurchtritt nicht unterschreitet. Der Grenzdruck, bei welchem ein Gasübertritt erfolgt, lässt sich durch die Höhe x = x1 + x2 der Flüssigkeitssäule im zuvor beschriebenen Grenzfall einfach rechnerisch bestimmen.
Die Besonderheit der neuen Lösung besteht nun zunächst in der einfachen Art und Weise, in der Kammer 1 und Kammer 2 konstruktiv gebildet wird. Hierbei wird im Folgenden zwischen einer stehenden Anordnung des Ventileinsatzes und einer hängenden Anordnung unterschieden. 2 zeigt die stehende Anordnung, wie sie im Kurbelgehäuse 3 montiert ist. Hierbei wird Kammer 2 als Teil der Ölrücklaufbohrung 8 im Kurbelgehäuse 3 gebildet. Diese Bohrung endet in einer Gegenbohrung 9, welche die Aufgabe des Ventilsitzes übernimmt. Zentrisch zu Bohrung 9 wird Bohrung 10 bearbeitet. Die beiden Bohrungen 9 und 10 bilden somit eine Stufenbohrung. In diese wird der Ventileinsatz nach 1 eingesetzt, wobei das Ventilrohr 2 in Kombination mit der Bohrungswandung von Bohrung 10 eine ringförmige Kammer ausbildet, welche so die erste Kammer des Siphons darstellt. Der Abschluss des Siphons erfolgt über den Ventilzylinder 1. Die Bohrung 8 bildet die zweite Kammer des Siphons.
3 zeigt den Einbaufall des hängend angeordneten Ventileinsatzes. Hier ist der Ventileinsatz von oben in eine Bohrung im Kurbelgehäuse 3 eingeschlagen. Der Ringspalt zwischen Ventilrohr 2 und der Bohrung 12 bildet dabei wieder die Kammer 1, welche durch eine seitliche Öffnung mit dem Kurbelraum 14 verbunden ist. Durch den Hohlraum im Ventilrohr 2 wird die Kammer 2 ausgebildet, in welcher von oben das abgeschiedene Öl vom Ölabscheider zugeführt wird. Im Ventilrohr 2 ist eine Kugel angeordnet, wobei die Kugel auf dem Ölspiegel 6 aufschwimmt und als Ventil 4 dient.
Der besonders einfache Aufbau des Ventileinsatzes nach 1 ist das zweite Merkmal der neuen Lösung. Der zylindrische Ventilzylinder 1 kann entweder aus rundem Stangenmaterial und Einbringung einer Bohrung kostengünstig hergestellt werden. Das Ventilrohr 2 wird durch Ablängen von Stangenmaterial hergestellt und anschließend durch Einpressen, Kleben oder Löten mit dem Ventilzylinder 1 verbunden. Die Befestigung in Bohrung 9 (2 und 3) erfolgt durch Presssitz oder Einkleben. Eine zweite Möglichkeit wäre die Verwendung einer Verschlussschraube für Ventilzylinder 1, in welche nach Einbringen einer Bohrung das Ventilrohr 2 eingesetzt wird. Die Befestigung erfolgt dann durch Einschrauben. Um im Fehlerfall bei übermäßigem Überdruck im Kurbelgehäuse 3 ein Durchblasen von Blow-by in den Ölabscheider zu verhindern, kann optional im Ventilzylinder 1 oder dem Ventilrohr 2 zusätzlich ein Kugel- oder Membranventil eingesetzt sein. In 3 kommt beispielhaft eine Kugel 4 als Ventilkörper im Ventilrohr 2 zum Einsatz.
Bezugszeichenliste

1: Ventilzylinder
2: Ventilrohr
3: Kurbelgehäuse
4: Kugel
5: Ölspiegel 1
6: Ölspiegel 2
7: Nullniveau
8: Bohrung in Kammer 2
9: Bohrung
10: Bohrung in Kammer 1
11: Trennwanddurchtritt
12: Bohrung
13: Kammer 2 in 3
14: Rücklauf ins Kurbelgehäuse (KG) bzw. in den Kurbelraum
15: Zulauf vom Ölabscheider

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 202007011585 U1 [0002]
DE 1403999 A1 [0003]
DE 102013212104 A1 [0004]

Claims

Ölrücklaufventil für ein Kurbelgehäuseentlüftungssystem einer Brennkraftmaschine, das im Wesentlichen im Kurbelgehäuse (3) angeordnet ist, umfassend einen Ventilzylinder (1) und wenigstens ein Ventilrohr (2).
Ölrücklaufventil für ein Kurbelgehäuseentlüftungssystem einer Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Zulauf vom Ölabscheider (15) aufweist.
Ölrücklaufventil für ein Kurbelgehäuseentlüftungssystem einer Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Rücklauf ins Kurbelgehäuse und/ oder in den Kurbelraum (14) aufweist.
Ölrücklaufventil für ein Kurbelgehäuseentlüftungssystem einer Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilrohr (2) zentrisch im Ventilzylinder (1) angeordnet ist.
Ölrücklaufventil für ein Kurbelgehäuseentlüftungssystem einer Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilzylinder (1) mittels einer Stufenbohrung im Kurbelgehäuse (3) und/oder dem Zylinderkopf erzeugbar ist.
Ölrücklaufventil für ein Kurbelgehäuseentlüftungssystem einer Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilrohr (2) wenigstens eine Kugel (4) als Ventilkörper (Kugelventil) aufweist.
Ölrücklaufventil für ein Kurbelgehäuseentlüftungssystem einer Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilrohr (2) in einer im Kurbelgehäuse (3) eingearbeiteten Bohrung (10, 12) angeordnet ist.
Ölrücklaufventil für ein Kurbelgehäuseentlüftungssystem einer Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilrohr (2) in einer im Kurbelgehäuse (3) eingearbeiteten Bohrung (10, 12) derart angeordnet ist, dass ein Ringspalt zur Aufnahme des rücklaufenden Öls entsteht.
Ölrücklaufventil für ein Kurbelgehäuseentlüftungssystem einer Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilrohr (2) wenigstens ein Membranventil aufweist.