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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor, insbesondere einen Kraftfahrzeugmotor, mit positiver Kurbelgehäuseentlüftung (positive crankcase ventilation, PCV).
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Während des Betriebs eines Verbrennungsmotors tritt ein Teil der Abgase nicht durch ein Auspuffventil aus dem Verbrennungszylinder aus, sondern entweicht zwischen der Zylinderinnenwand und den Hubkolben, wodurch er das Kurbelgehäuse erreicht. Von hier aus wird das Abgas herkömmlicherweise durch eine Kurbelgehäuseentlüftungsleitung in eine Lufteinlassleitung geführt und somit wieder in die Verbrennungszylinder eingespeist.
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Wenn der Motor gewartet wird, kann es notwendig sein, die Kurbelgehäuseentlüftungsleitung zu entfernen. Wenn vergessen wird, sie wieder anzuschließen, wird der Betrieb des Motors nicht beeinträchtigt. Daher wird ein versäumtes Wiederanschließen der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung vom Fahrzeuglenker wahrscheinlich nicht bemerkt. Auch ist seine Auswirkung auf den Lufteinlass und die Verbrennungsbedingungen nicht stark genug, um zuverlässig von einem Luftmassensensor entdeckt zu werden, der herkömmlicherweise in der Lufteinlassleitung vorgesehen ist. Daher können ungefilterte Abgase und Schmiermittelnebel über lange Zeit unbemerkt entweichen. Es ist zu erwarten, dass in naher Zukunft die gesetzlichen Vorschriften verlangen werden, dass ein solcher Zustand von einem an Bord des Fahrzeugs befindlichen Diagnosesystem erkannt wird.
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Selbstverständlich könnte eine solche Erkennung durch einen Sensor oder Schalter erfolgen, der an der Lufteinlassleitung montiert ist und erkennt, ob die Kurbelgehäuseentlüftungsleitung daran angeschlossen ist, oder der umgekehrt an der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung montiert ist, um die Gegenwart der Lufteinlassleitung festzustellen. Eine solche Lösung ist jedoch einerseits aufgrund der dafür erforderlichen zusätzlichen Sensoren und andererseits aufgrund der Arbeit, die mit dem Einbau und der Verdrahtung dieser Sensoren einhergeht, teuer.
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Zweck der Erfindung ist es, einen Verbrennungsmotor zu schaffen, bei dem ein versäumtes Anschließen der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung durch billige und einfache Mittel zuverlässig entdeckt werden kann.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird dieses Ziel durch einen Verbrennungsmotor erreicht, der Folgendes umfasst: ein Kurbelgehäuse, eine Lufteinlassleitung und eine Kurbelgehäuseentlüftungsleitung, deren eines Ende mit dem Kurbelgehäuse verbunden ist und deren anderes Ende abnehmbar mit einer ersten Öffnung der Lufteinlassleitung verbunden ist, wobei die Lufteinlassleitung eine zweite Öffnung aufweist, die an die erste Öffnung angrenzt, und wobei das andere Ende der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung eine Anschlussstopfeneinheit trägt, die Folgendes umfasst: einen Hauptanschlussstopfen, der die Kurbelgehäuseentlüftungsleitung an die Lufteinlassleitung anschließt, wenn er sich mit der ersten Öffnung verbindet, und einen zweiten Anschlussstopfen, der die zweite Öffnung dicht verschließt, wenn er sich mit ihr verbindet.
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Wenn bei dem erfindungsgemäßen Motor vergessen wird, die Kurbelgehäuseentlüftungsleitung wieder anzuschließen, kann mit Sicherheit angenommen werden, dass beide Öffnungen offen sind. Während der Effekt von nur einer offenen Öffnung aufgrund der Ausgabe eines Luftmassensensors möglicherweise nicht zuverlässig nachgewiesen werden kann, wird der Effekt von zwei offenen Öffnungen groß genug sein, um zuverlässig nachweisbar zu sein.
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Die Anschlussstopfeneinheit sollte vorzugsweise derart aufgebaut sein, dass sich entweder beide Anschlussstopfen oder keiner von ihnen mit den dazugehörigen Öffnungen verbinden. Zu diesem Zweck kann die Anschlussstopfeneinheit einen Abstandshalter umfassen, der die ersten und zweiten Anschlussstopfen in einem feststehenden Abstand zueinander hält, der dem Abstand zwischen der ersten und zweiten Öffnung entspricht.
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Ferner passt der erste Anschlussstopfen nur in einer einzigen Ausrichtung in die erste Öffnung. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass der zweite Anschlussstopfen das Gleiche tun wird, wenn der erste Anschlussstopfen vor der ersten Öffnung platziert wird und bereit ist, in sie einzugreifen.
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Um zu gewährleisten, dass es nur eine Ausrichtung gibt, in der sich der erste Anschlussstopfen und die erste Öffnung miteinander verbinden können, kann die erste Öffnung einen nicht-kreisförmigen Querschnitt aufweisen, und der erste Anschlussstopfen kann einen nicht-kreisförmigen Rohrquerschnitt aufweisen, der in der Verbindungsposition in die erste Öffnung eingreift.
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Die ersten und zweiten Öffnungen können identisch sein. Einerseits vereinfacht dies die Herstellung der Lufteinlassleitung, andererseits wird es dadurch möglich, die Plätze der ersten und zweiten Anschlussstopfen zu vertauschen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die ersten und zweiten Öffnungen in Achsrichtung der Lufteinlassleitung voneinander beabstandet, so dass die zwei Anschlussstopfen in der gleichen Richtung eingefügt werden können.
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Eine drehbare Verriegelungsbuchse kann vorgesehen sein, um wenigstens den ersten Anschlussstopfen mit der ersten Öffnung zu verriegeln.
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Wenn die zwei Anschlussstopfens durch den oben genannten Abstandshalter oder dergleichen starr miteinander verbunden sind, kann die Verriegelungsbuchse nur dann in eine verriegelnde Anschlagposition gebracht werden, wenn der zweite Anschlussstopfen mit der zweiten Öffnung verbunden ist.
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Alternativ dazu könnten die ersten und zweiten Öffnungen an einander gegenüberliegenden Seiten der Lufteinlassleitung angeordnet sein, wobei sie durch ein Federelement der Anschlussstopfeneinheit federnd an die Lufteinlassleitung angepresst werden.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen ersichtlich, wobei auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird.
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1 zeigt schematisch den erfindungsgemäßen Verbrennungsmotor;
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2 ist eine perspektivische Ansicht der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung und ihrer Anschlussstopfeneinheit gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
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3 ist eine Ansicht der Lufteinlassleitung mit offenen Öffnungen;
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4 ist eine Ansicht der Lufteinlassleitung mit der daran angeschlossenen Kurbelgehäuseentlüftungsleitung; und
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5 ist eine Ansicht der Lufteinlassleitung und der Anschlussstopfeneinheit gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
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Der erfindungsgemäße Verbrennungsmotor weist typischerweise mehrere Zylinder 1 auf, von denen in 1 nur einer dargestellt ist. Der Zylinder 1 ist in Bezug auf ein Kurbelgehäuse 2 durch einen beweglichen Kolben 3 begrenzt. Eine Lufteinlassleitung 4 führt dem Zylinder 1 Frischluft zu. Ein Luftmassensensor zur Überwachung des Stroms der in die Zylinder eingelassenen Luft ist an einer beliebigen Stelle in der Lufteinlassleitung 4 vorgesehen. Kraftstoff kann in den Zylinder 1 zusammen mit der Einlassluft eingeführt werden oder durch eine nicht dargestellte Einspritzeinheit direkt in den Zylinder 1 eingespritzt werden.
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Der hohe Druck, der in dem Zylinder 1 durch die Verbrennung des Kraftstoffs erzeugt wird, zwingt den Kolben 3 nach unten, und gleichzeitig entweicht ein kleiner Bruchteil der Verbrennungsgase durch ein Leck zwischen dem Kolben 3 und der Wand des Zylinders 1 in das Kurbelgehäuse 2.
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Eine Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 5 umfasst ein stromaufwärtiges Ende, das mit dem Kurbelgehäuse 2 verbunden ist, und ein stromabwärtiges Ende, das durch eine Anschlussstopfeneinheit 7 mit der Lufteinlassleitung 4 verbunden ist. Durch die Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 5 und die Lufteinlassleitung 4 werden die Verbrennungsgase vom Kurbelgehäuse 2 in den Zylinder 1 zurückgeführt und schließlich durch das Abgasrohr 6 ausgestoßen.
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2 ist eine perspektivische Ansicht des stromabwärtigen Endes der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 5 und der Anschlussstopfeneinheit 7. Die Anschlussstopfeneinheit 7 umfasst einen rohrförmigen Hauptanschlussstopfen 8 und einen blinden zusätzlichen Anschlussstopfen 16, der durch eine starre Rippe 17 mit dem Hauptanschlussstopfen 8 verbunden ist.
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Ein stromaufwärtiger Abschnitt 9 des Hauptanschlussstopfens 8 weist einen kreisförmigen Querschnitt auf und ist auf dichte Weise in das stromabwärtige Ende der Kurbelgehäuseentlüftungsleitung 5 eingefügt. Ein stromabwärtiger Abschnitt 10 des Hauptanschlussstopfens 8 weist einen nicht-kreisförmigen Querschnitt auf, welcher der Form eines Kreises entspricht, von dem ein Segment weggeschnitten wurde.
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Der Großteil eines zentralen Abschnitts 11 des Hauptanschlussstopfens 8 ist hinter einer Verriegelungsbuchse 12 verborgen. Der zentrale Abschnitt 11 ist in Form und Ausgestaltung mit einem vorderen Abschnitt des zusätzlichen Anschlussstopfens 16 identisch, d. h. er umfasst eine rohrförmige Wand 18, einen O-Ring 19, der in einer Umfangsnut der Wand 18 untergebracht ist, und einen Gegenlagerflansch 20, dessen Durchmesser geringfügig größer als jener der Wand 18 ist.
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Die Verriegelungsbuchse 12 umfasst einen Ring 13, der L-förmig im Querschnitt ist. Ein sich radial erstreckender Ast des L greift hinter den Gegenlagerflansch des zentralen Abschnitts 11 ein, während ein sich axial erstreckender Ast in axialer Richtung über den Gegenlagerflansch hinaus vorragt und Bajonettverschlussklauen 14 trägt, die von einer Innenfläche des Rings 13 in eine kreisförmige Nut 15 zwischen dem Ring 13 und dem zentralen Abschnitt 11 vorragen.
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Obwohl dies in 2 nicht dargestellt ist, könnte eine ähnliche Verriegelungsbuchse am zusätzlichen Anschlussstopfen 16 vorgesehen sein.
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3 ist eine perspektivische Ansicht eines Teils der Lufteinlassleitung 4. In der Wand der Lufteinlassleitung 4 sind zwei Anschlüsse vorgesehen, die jeweils einen kurzen zylindrischen Stutzen 21, 22 umfassen, der sich um eine Öffnung 23 bzw. 24 erstreckt. In der Ausführungsform von 3 weist die Öffnung 23 einen nicht-kreisförmigen Querschnitt auf, der mit jenem des stromabwärtigen Abschnitts 10 des Hauptanschlussstopfens 8 übereinstimmt, so dass die einzige Ausrichtung, in welcher der stromabwärtige Abschnitt 10 in die Öffnung 23 passt, jene ist, in welcher der zusätzliche Anschlussstopfen 24 in den Stutzen 22 eingreift.
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An der Außenseite des Stutzens 21 sind L-förmige Bajonettkopplungsvorsprünge 25 derart angeordnet, dass sie nur dann mit den Verriegelungsklauen 14 der Verriegelungsbuchse 12 in Eingriff gelangen können, wenn beide Anschlussstopfen 8, 16 weit genug in ihre jeweiligen Stutzen 21, 22 eingefügt sind, damit die Stutzen einen dichten Kontakt mit den O-Ringen 19 bilden. Wenn die Anschlussstopfeneinheit 8 mit der Lufteinlassleitung 4 verbunden ist, dichtet sie auf diese Weise beide Öffnungen 23, 24 ab, wie dies in 4 dargestellt ist, und wenn vergessen wurde, sie anzuschließen, bleiben beide Öffnungen offen. Es gibt keine Möglichkeit der Verbindung und Verriegelung der Anschlussstopfeneinheit 7 mit der Lufteinlassleitung 4, bei der nur eine Öffnung verschlossen ist. Der kombinierte Querschnitt der beiden Öffnungen 23, 24 ist so groß, dass die Auswirkung einer versäumten Verbindung der Anschlussstopfeneinheit 7 auf den Luftstrom der Lufteinlassleitung 4 durch den Luftmassenmesser zuverlässig entdeckt wird.
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Wie dies in 3 dargestellt ist, kann der Stutzen 22 ebenfalls Bajonettkopplungsvorsprünge 26 aufweisen. Da in dieser Ausführungsform die Stutzen 21, 22 identisch sind, besteht die Möglichkeit, die Anschlussstopfen 8, 16 in einer um 180° gedrehten Konfiguration anzuschließen, d. h. den Hauptanschlussstopfen 8 im Stutzen 22 und den zusätzlichen Anschlussstopfen 16 im Stutzen 21 unterzubringen. In diesem Fall kann der Hauptanschlussstopfen 8 durch die Vorsprünge 26 mit dem Stutzen 22 verriegelt werden.
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5 zeigt eine alternative Ausführungsform der Erfindung. Hier sind die Stutzen 21, 22 und die Öffnungen 23, 24 an diametral entgegengesetzten Seiten der Lufteinlassleitung 4 angeordnet, die hier im Schnitt entlang der Achse dargestellt ist, in der die Stutzen 21, 22 ausgerichtet sind. Der Hauptanschlussstopfen und der zusätzliche Anschlussstopfen 8, 16 der Anschlussstopfeneinheit 7' sind schematisch im Schnitt entlang der gleichen Achse dargestellt. Die Komponenten dieser Anschlussstopfen 8, 16 können exakt die gleichen sein, wie sie oben anhand von 2 dargestellt wurden, nur die Verbindung zwischen den Anschlussstopfen 8, 16 erfolgt nicht durch eine starre Rippe, sondern durch einen elastischen bogenförmigen Bügel 27, ähnlich jenem eines Kopfhörers. Wenn die zwei Anschlussstopfen 8, 16 ordnungsgemäß in oder vor ihren Öffnungen angeordnet werden, hält der Bügel 27 sie an ihrem Platz und zwingt sie in Eingriff mit den Stutzen 21, 22 oder den Öffnungen 23, 24. Wenn jedoch einer der Anschlussstopfen nicht ordnungsgemäß platziert ist, wird der andere durch den Bügel 27 nicht an seinen Platz gedrückt, und die Anschlussstopfeneinheit 7 fällt herunter. Auch hier wird somit die Anschlussstopfeneinheit 7 entweder ordnungsgemäß eingebaut, oder beide Öffnungen 23, 24 bleiben offen, was einen Luftstromzustand erzeugt, der mit Sicherheit als fehlerhaft erkannt wird. In dieser Ausführungsform haben die Anschlussstopfen 8, 16 keine mit ihnen verbundene Verriegelungsbuchse; denn falls ein Anschlussstopfen durch eine Verriegelungsbuchse fest mit seinem Stutzen verbunden wäre, könnte die Anschlussstopfeneinheit nicht mehr hinunterfallen, wenn der andere Anschlussstopfen nicht angeschlossen ist.
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Es ist offensichtlich, dass die obige genaue Beschreibung und die Zeichnungen spezifische Ausführungsformen der Erfindung offenbaren, wobei sie jedoch nur der Veranschaulichung dienen und nicht als Einschränkung des Schutzumfangs der Erfindung verstanden werden dürfen. Innerhalb des Schutzumfangs der beiliegenden Ansprüche und ihrer Äquivalente können verschiedene Abänderungen an den beschriebenen Ausführungsformen vorgenommen werden. Insbesondere können aus der Beschreibung und den Zeichnungen Merkmale hervorgehen, die in den Ansprüchen nicht erwähnt sind. Diese Merkmale können in anderen Kombinationen auftreten, als sie hier konkret offenbart werden. Die Tatsache, dass mehrere dieser Merkmale im gleichen Satz oder in einer anderen Art von kontextuellem Zusammenhang erwähnt werden, darf nicht zu dem Schluss führen, dass sie nur in der konkret offenbarten Kombination auftreten können; vielmehr sollte angenommen werden, dass von einer solchen Mehrzahl von Merkmalen ein oder mehrere Merkmale weggelassen oder abgeändert werden können, solang dies die korrekte Funktionsweise der Erfindung nicht gefährdet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Zylinder
- 2
- Kurbelgehäuse
- 3
- Kolben
- 4
- Lufteinlassleitung
- 5
- Kurbelgehäuseentlüftungsleitung
- 6
- Abgasrohr
- 7
- Anschlussstopfeneinheit
- 8
- Hauptanschlussstopfen
- 9
- stromaufwärtiger Abschnitt
- 10
- stromabwärtiger Abschnitt
- 11
- zentraler Abschnitt
- 12
- Verriegelungsbuchse
- 13
- Ring
- 14
- Klaue
- 15
- Nut
- 16
- zusätzlicher Anschlussstopfen
- 17
- Rippe
- 18
- Wand
- 19
- O-Ring
- 20
- Gegenlagerflansch
- 21
- Stutzen
- 22
- Stutzen
- 23
- Öffnung
- 24
- Öffnung
- 25
- Bajonettkopplungsvorsprung
- 26
- Bajonettkopplungsvorsprung
- 27
- Bügel
