DE29709320U1

DE29709320U1 - Aufgeladene Hubkolbenbrennkraftmaschine

Info

Publication number: DE29709320U1
Application number: DE29709320U
Authority: DE
Original assignee: Deutz AG
Current assignee: Deutz AG
Priority date: 1997-05-28
Filing date: 1997-05-28
Publication date: 1997-07-24
Anticipated expiration: 2007-05-29

Description

DEUTZ Aktiengesellschaft 21.05.1997

D 97/008 DE KR-P Fi/Bi

Aufgeladene Hubkolbenbrennkraftmaschine

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine aufgeladene Hubkolbenbrennkraftmaschine, mit einem Kurbelgehäuse, dessen zylinderseitiges Ende von einem Zylinderkopf abgeschlossen ist und mit einem Abgasturbolader sowie mit einer Ladeluftleitung, die vom Turbolader zum Ansaugsystern der Hubkolbenbrennkraftmaschine führt und mit einem Druckregelventil für die Kurbelgehäusegase und desserTÄbführleitung.

Im Kurbelgehäuse von Hubkolbenbrennkraftmaschinen sammeln sich ölhaltige Kurbelgehäusegase, sogenannte Blowbygase, da die KoI-benringe einer Hubkolbenbrennkraftmaschine nicht vollkommen abdichten. Diese Kurbelgehäusegase enthalten Motorabgas, Verbrennungsluft und Schmieröldämpfe. Da diese aufgrund der Abgasvorschriften nicht mehr ins Freie austreten dürfen, werden sie üblicherweise über eine Entlüftungsleitung ins Ansaugrohr der Hubkolbenbrennkraftmaschine geführt. Das gilt auch für aufgeladene Motoren, bei denen die Entlüftungsleitung in die Luftansaugleitung des Verdichters mündet.

Bei Saug- und Auflademotoren wird der Öldampfgehalt der Kurbelgehäusegase zum Obenschmieren des Motors, vor allem der Einlaßventilsitze benutzt und senkt dadurch deren Verschleiß. Bei höherer Aufladung mit Ladelufttemperaturen über 180° kommt es jedoch zur Verbrennung und Verkokung der Schmieröldämpfe im Lader. Bei

DEUTZ Aktiengesellschaft 21.05.1997

D 97/008 DE
KR-P Fi/Bi

Motoren mit wechselnder Belastung tritt das nur bei höherer Last auf, so daß ein öliger Belag, der bei Teillast entstanden ist, sich mit dem Ruß und Koks bei Vollast zu einem festen Belag verdichtet, der die Funktion des Laders beeinträchtigt. Werden die kritischen Verdichtertemperaturen nicht erreicht, so wird das im Kurbelgehäusegas mitgeschleppte Motoröl im Ladeluftkühler sowie in den Ladeluftleitungen abgelagert und führt zum sogenannten Schwitzen der Ladeluftrohrverbindungsstellen.

Eine mögliche Abhilfe liegt in einer verbesserten Ölabscheidung aus den Kurbelgehäusegasen. Eine hundertprozentige Ölabscheidung ist aber aus technischen Gründen nicht möglich. Im Hinblick auf die gewünschte Zusatzschmierung der Einiaßventilsitze ist sie auch nicht wünschenswert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Kurbelgehäusegase einer aufgeladenen Hubkolbenbrennkraftmaschine schadstofffrei zu entsorgen, ohne den Turbolader und den Ladeluftkühler mit Öl oder Ölkrackprodukten zu verschmutzen und die Einlaßventilschmierung zu verhindern.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in die Abführleitung eine Pumpe eingesetzt ist und daß die Abführieitung in die Ladeluftleitung einmündet. Die Pumpe saugt die Kurbelgehäusegase über das Druckregelventil an, verdichtet sie auf das Druckniveau der Ladeluftleitung bevor sie diese in die Ladeluftleitung einspeist. Auf diese Weise bleibt der Turbolader frei von Kurbelgehäusegasen und kann nicht verkoken, während die Einlaßventilschmierung vollständig erhalten bleibt. Dasselbe gilt für den Kurbelgehäusedruck, der durch das Druckregelventil auf gewünschter Höhe gehalten wird.

DEUTZ Aktiengesellschaft 21.05.1997

D 97/008 DE
KR-P Fi/Bi

Es ist vorteilhaft, daß die Hubkolbenbrennkraftmaschine einen Ladeluftkühler aufweist und daß die Abführleitung in Strömungsrichtung gesehen hinter dem Ladeluftkühler in die Ladeluftleitung einmündet. Aufgeladene Hubkolbenbrennkraftmaschinen benötigen vor allem bei hoher Aufladung eine Ladeluftkühier. Durch die Kühlung der Ladeluft wird das für die Leistung maßgebende Luftgewicht erhöht und zugleich die Verdichtungsarbeit und die thermische Belastung der aufgeladenen Hubkolbenbrennkraftmaschine gesenkt. Der erfindungsgemäße Einspeisepunkt der Kurbelgehäusegase verhindert ein Kondensieren derselben im Ladeluftkühler und die Notwendigkeit diesen zu entölen.

Von Vorteil ist auch, wenn die Pumpe als Arbeitsraum bildende Pumpe ausgebildet ist. Auf diese Weise wird die relativ kleine Menge des Kurbelgehäusegases mit geringem Bau- und Energieaufwand auf die erforderliche Druckhöhe gebracht.

Dadurch, daß die Pumpe außerhalb oder innerhalb des Kurbelgehäuses angeordnet ist, können die baulichen Verhältnisse der jeweiligen Hubkolbenbrennkraftmaschine optimal berücksichtigt werden. Dies wird zusätzlich auch dadurch erreicht, daß der Antrieb der Pumpe von der Hubkolbenbrennkraftmaschine aus durch Zahn-, Keil-, oder Rillenriemen, durch Kette oder Zahnräder erfolgt.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß in der Abführleitung in Strömungsrichtung hinter der Pumpe ein sich zur Ladeluftleitung hin öffnendes Rückschlagventil vorgesehen ist, und daß von der Abführleitung im Bereich vor der Pumpe eine Bypaßleitung abzweigt, die zu einer Luftansaugleitung vor den Turbolader führt. Durch das Rückschlagventil wird bei Ausfall der Pumpe verhindert, daß die Ladeluft über die Pumpe und die Bypaßleitung in die

-A-

DEUTZ Aktiengesellschaft 21.05.1997

D 97/008 DE
KR-P Fi/Bi

Luftansaugleitung gelangt und so den Ladeluftdruck abbaut. Bei ausgefallener Pumpe übernimmt die Bypaßleitung die Entsorgung der Kurbelgehäusegase auf konventionelle Weise in die Luftansaugleitung. Da die Förderkapazität der Pumpe größer ist als das Volumen der Kurbelgehäusegase, saugt die Pumpe auch einen Teil der Ansaugluft an. Dadurch wird ein Unterdruck in der Abführleitung vor der Pumpe und damit eine Beeinflussung des Druckregelventils verhindert.

Es hat sich als vorteilhaft gezeigt, daß eine in einer Hubkolbenbrennkraftmaschine vorhandene zweite Schmierölpumpe als Pumpe zur Verdichtung der Kurbelgehäusegase verwendet wird. Auf diese Weise kann eine als Öiabsaugpumpe konzipierte Zahnradpumpe zur Förderung der Kurbelgehäusegase verwendet werden. Durch deren Ölhaltigkeit ist für die notwendige Schmierung und Dichtung der Ölpumpen-Förderzahnräder gesorgt. Lediglich die Saug- und Druckanschlüsse der Zahnradpumpe müssen der neuen Funktion derselben angepaßt werden. Der dadurch erforderliche Aufwand ist bei einer an der Motoraußenseite angeordneten Pumpe geringer.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und der einzigen Figur, auf der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt ist.

Die einzige Figur zeigt eine aufgeladene Hubkolbenbrennkraftmaschine, die als Dieselmotor 1 in Reihen- oder V-Bauweise ausgeführt sein kann. Dieser besitzt ein Kurbelgehäuse 2, das an seinem zylinderseitigen Ende durch einen Zylinderkopf 3 und an seinem kurbelwellenseitigen Ende durch eine Ölwanne 4 abgeschlossen ist. Auf der nicht dargestellten Kurbelwelle sitzt an einem Ende ein Schwungrad 5 und am anderen Ende eine Riemenscheibe 6.

• II..

-5-

DEUTZ Aktiengesellschaft 21.05.1997

D 97/008 DE
KR-P Fi/Bi

Am Zylinderkopf 3 ist eine Abgasleitung 7 befestigt, die die Abgase zur Abgasturbine 8 eines Abgasturboladers 9 führen. Die Abgasturbine 8 treibt einen Turbolader 10 an, der Verbrennungsluft durch eine Luftansaugleitung 11 ansaugt und die verdichtete Ladeluft über einen ersten Teil einer Ladeluftieitung 12 zu einem Ladeluftkühler 13 und weiter über zweiten Teil der Ladeluftleitung 12 zum Zylinderkopf 3 führt.

Mit dem Kurbelgehäuse 2 steht ein Druckregelventil 14 für die Kurbelgehäusegase in Strömungsverbindung. Dieses weist eine Abführleitung 15 auf, die das Druckregelventil 14 mit der Ladeluftleitung 12 verbindet. In der Abführleitung 15 sind eine Pumpe 16 und in Strömungsrichtung danach ein in Richtung Ladeluftleitung 12 sich öffnendes Rückschlagventil 17 angeordnet. Vor der Pumpe 16 zweigt eine Bypaßleitung 18 von der Abführleitung 15 ab und mündet in die Luftansaugleitung 11 ein.

Die Pumpe 16 wird von der Riemenscheibe 6 aus angetrieben. Es handelt sich bei ihr um eine arbeitsraumbildende Pumpe.
20

Die erfindungsgemäße Anordnung funktioniert folgendermaßen:

Die Kurbelgehäusegase gelangen vom Kurbelgehäuse 2 in das Druckregelventil 14, durch das der Kurbelgehäuseinnendruck auf einen bestimmten Wert konstant gehalten wird. Außerdem werden dort die Kurbelgehäusegase weitgehend entölt. Dann werden sie von der Pumpe 16 angesaugt und mittels der Abführleitung 15 über ein Rückschlagventil 17 in die Ladeluftleitung 12 geführt, und zwar in Strömungsrichtung gesehen hinter dem Ladeluftkühler 13. Bei Ausfall der Pumpe 16 gelangt das Kurbelgehäusegas über die vor der Pumpe 16 abzweigende Bypaßleitung 18 in die Luftansaugleitung 11. In einem solchen Fall verhindert das Rückschlagventil 17 ein Abströmen der Ladeluft in die Luftansaugleitung 11.

DEUTZ Aktiengesellschaft 21.05.1997

D 97/008 DE KR-P Fi/Bi

Durch Einführen der Kurbelgehäusegase direkt in die Ladeluftleitung bleiben Turbolader und Ladeluftkühler ölfrei. Dadurch wird der Turbolader nicht verschmutzt und der Ladeluftkühler muß nicht entölt werden. Auf der anderen Seite steht der gesamte Ölgehalt des Kurbelgehäusegases zur Schmierung der Einlaßventilsitze zur Verfügung.

Claims

DEUTZ Aktiengesellschaft 21.05.1997 D 97/008 DE KR-P Fi/Bi Aufgeladene Hubkolbenbrennkraftmaschine SCHUTZANSPRÜCHE

1. Aufgeladene Hubkolbenbrennkraftmaschine, mit einem Kurbelgehäuse, dessen zylinderseitiges Ende von einem Zylinderkopf abgeschlossen ist und mit einem Abgasturbolader sowie mit einer Ladeluftleitung, die vom Turbolader zum Ansaugsystem der Hubkolbenbrennkraftmaschine führt und mit einem Druckregelventil für die Kurbeigehäusegase und dessen Abführleitung,

dadurch gekennzeichnet, daß in die Abführleitung (15) eine Pumpe (16) eingesetzt ist und daß die Abführleitung (15) in die Ladeluftleitung (12) einmündet.
10

2. Aufgeladene Hubkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Hubkolbenbrennkraftmaschine einen Ladeluftkühler 13 aufweist und daß die Abführleitung 15 in Strömungsrichtung gesehen hinter dem Ladeluftkühler 13 in die Ladeluftleitung 12 einmündet.

3. Aufgeladene Hubkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (16) als arbeitsraumbildende Pumpe ausgebildet ist.

DEUTZ Aktiengesellschaft 21.05.1997

D 97/008 DE
KR-P Fi/Bi

4. Aufgeladene Hubkolbenbrennkraftmaschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (16) außerhalb oder innerhalb des Kurbeigehäuses (2) angeordnet ist.
5

5. Aufgeladene Hubkolbenbrennkraftmaschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb der Pumpe (16) durch Zahn-, Keil- oder Rilienriemen, durch Kette oder Zahnräder vorzugsweise von der aufgeladenen Hubkolbenbrennkraftmaschine aus erfolgt.

6. Aufgeladene Hubkolbenbrennkraftmaschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß in der Abführleitung (15) in Strömungsrichtung hinter der Pumpe (16) ein sich zur Ladeluftleitung (12) hin öffnendes Rückschlagventil (17) vorgesehen ist und daß von der Abführleitung (15) im Bereich vor der Pumpe (16) eine Bypaßleitung (18) abzweigt, die zu einer Luftansaugleitung (11) vor den Turbolader

(10) führt.

7. Aufgeladene Hubkolbenbrennkraftmaschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß eine in einer Hubkolbenbrennkraftmaschine vorhandene zweite Schmierölpumpe als Pumpe (16) zur Verdichtung der Kurbelgehäusegase verwendet ist.