DE4214324A1 - Vorrichtung zur abscheidung von oelhaltigen aerosolen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Abscheidung von ölhaltigen Aerosolen in Entlüftungen von Triebwerks­ räumen von Verbrennungsmotoren, mit einem zur Abscheidung der Aerosole dienenden Zyklon, welches über eine Zuluft­ leitung an den Triebwerksraum des Verbrennungsmotors sowie über eine Abluftleitung an eine Saugleitung des Verbrennungsmotors angeschlossen ist und eine zu einem Ölsumpf des Verbrennungsmotors führende Falleitung mit unterhalb des Ölspiegels des Ölsumpfes angeordneter Mündung besitzt.

Eine derartige Vorrichtung ist Gegenstand der DE-PS 31 28 470. Durch Anordnung der Mündung der Falleitung unterhalb des Ölspiegels wird gewährleistet, daß über die Falleitung keine Falschluft in den Zyklon einströmen und die Abschei­ dewirkung des Zyklons beeinträchtigen kann. Vielmehr kann aufgrund des Druckgefälles zwischen den beim Betrieb des Verbrennungsmotors im Triebwerksraum auftretenden Überdruck und dem im Saugleitungssystem vorliegenden Unterdruck eine den Zyklon durchsetzende ungestörte Luftströmung aufrechterhalten werden, die in einer mit der Falleitung verbundenen Abscheidekammer im Zyklon einen starken Luftwirbel aufrechterhält, so daß die von der Luft mitgeführten ölhaltigen Aerosole durch die im Wirbel auftretenden Zentrifugalkräfte auf der Wandung der Abscheidekammer niedergeschlagen und dann über die Falleitung dem Ölsumpf zugeführt werden können.

Nach der DE-PS 31 28 470 ist an der Abluftleitung des Zyklons ein Verschluß angeordnet, welcher durch die Druckdifferenz zwischen Atmosphärendruck und dem Unter­ druck im Saugsystem des Verbrennungsmotors gesteuert wird, derart, daß die Abluftleitung bei extremem Unter­ druck im Saugsystem abgesperrt wird.

Aus dem DE 19 95 271 ist eine weitere Vorrichtung zur Abscheidung von ölhaltigen Aerosolen in Entlüftungen von Triebwerksräumen von Verbrennungsmotoren bekannt. Hier ist abweichend von der eingangs angegebenen Anordnung vorgesehen, daß die Falleitung zur Saugseite einer Öl- Injektorpumpe führt, welche zur ständigen Ölabführung aus dem Zyklon vorgesehen ist. Da die Saugwirkung der Injektorpumpe kurz nach dem Start der Verbrennungsmaschine bei kaltem Öl vergleichsweise gering ist, besteht die Gefahr, daß das die Injektorpumpe betreibende Drucköl über die Falleitung in den Zyklon eintritt. Um dies zu vermeiden, ist in der Falleitung zwischen dem Zyklon und der Saugseite der Injektorpumpe ein Rückschlagventil angeordnet.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, die Betriebssicherheit einer Vorrichtung der eingangs angegebenen Art noch weiter zu erhöhen und insbesondere eine kontinuierliche Ölabschei­ dung zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Falleitung gegen Rückschlag von Öl aus dem Ölsumpf gesichert ist.

Hierzu ist gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ein Schwimmerventil vorgesehen.

Mit der Erfindung wird berücksichtigt, daß sich zwar bei stationären oder sich nur relativ langsam ändernden Betriebs­ bedingungen des Verbrennungsmotors zwischen dem Druck im Triebwerksraum und dem Druck in der Saugleitung eine normale Druckdifferenz einstellt, die im wesentlichen nur durch den Drosselwiderstand der Zuluftleitung, des Zyklons sowie der Abluftleitung vorgegeben ist. Dabei kann die Falleitung in der Regel ständig offen bleiben, denn bei dieser normalen und bei der Auslegung der Vorrichtung berücksichtigten Druckdifferenz kann - außer in selten auftretenden und weiter unten erläuterten Sonderfällen - kein Öl aus dem Ölsumpf in den Zyklon einströmen. Jedoch können sich die Betriebsbedingungen eines Verbrennungsmotors, insbesondere in Kraftfahrzeugen, schnell und stark ändern, beispielsweise wenn aus dem Leerlauf heraus Vollgas gegeben wird. In derar­ tigen Fällen können zwischen dem Druck im Triebwerksraum und dem Druck im Ansaugsystem des Motors extreme Druckdifferenzen auftreten, die sich aufgrund des Drosselwiderstandes von Zuluftleitung, Zyklon und Abluftleitung nur mit zeitlicher Verzögerung im Sinne einer Annäherung an die normalen Druck­ differenzen verändern. Die bei solchen Betriebsumständen bestehende Gefahr eines Übertrittes vom Öl aus dem Ölsumpf in den Zyklon wird durch die erfindungsgemäße Anordnung beseitigt.

Gleichzeitig ist vorteilhaft, daß auch ein kurzzeitiges Ansteigen des Ölspiegels im Bereich der Mündung der Falleitung, etwa aufgrund starker Beschleunigungen bzw. Verzögerungen des Kraftfahrzeuges und der dadurch hervor­ gerufenen Schwallbewegungen des Öls, ebenfalls keinen Zufluß von Öl aus dem Ölsumpf in den Zyklon verursachen können.

Schließlich ist vorteilhaft, daß aufgrund der Erfindung der Zyklon ununterbrochen arbeiten kann.

Im übrigen wird hinsichtlich vorteilhafter Merkmale der Erfindung auf die Ansprüche sowie die nachfolgende Erläu­ terung einer in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsform verwiesen.

Dabei zeigt die einzige Figur ein leicht schematisiertes Schnittbild eines in erfindungsgemäßer Weise ausgestalteten Zyklons.

Der Zyklon 1 besitzt in grundsätzlich bekannter Weise eine mit im wesentlichen vertikaler Zylinderachse angeord­ nete zylindrische Abscheidekammer 2, in die eine Zuluft­ leitung 3 tangential einmündet und aus der eine einen im übrigen geschlossenen oberen Boden 5 durchsetzende Abluft­ leitung 4 herausführt, welche innerhalb der Abscheidekammer 2 zentrisch angeordnet ist und bis in einen Bereich der Abschei­ dekammer 2 heruntergeführt ist, der in der Regel in Vertikal­ richtung deutlich unterhalb der Mündung der Zuluft­ leitung 3 liegt.

Nach unten setzt sich die zylindrische Abscheidekammer 2 in einen Trichter 6 fort, welcher über ein Schwimmer­ ventil 7 mit einem Auslaßstutzen 8 verbunden ist.

Die Zuluftleitung 3 ist mit einem zu entlüftenden Triebwerksraum, insbesondere dem Kurbelraum eines nicht dargestellten Verbrennungsmotors verbunden, während die Abluftleitung 4 an eine Saugleitung dieses Motors angeschlossen ist. An den Abluftstutzen 8 ist eine Falleitung (nicht dargestellt) angeschlossen, die unterhalb des Ölspiegels in den Ölsumpf des Verbrennungs­ motors einmündet.

Beim Betrieb des Verbrennungsmotors tritt zwischen dem an die Zuluftleitung 3 angeschlossenen Triebwerksraum (Kurbelraum) und der an die Abluftleitung 4 angeschlossenen Saugleitung eine Druckdifferenz auf, die eine Luftströmung vom Triebwerksraum (Kurbelraum) zur Saugleitung bewirkt. Diese die Abscheidekammer 2 des Zyklons durchsetzende Luftströmung erzeugt innerhalb der Abscheidekammer 2 in bekannter Weise eine Wirbelströmung, so daß in der Luft mitgeführte ölhaltige Aerosole auf der Wandung der Abschei­ dekammer 2 unter der Wirkung der im Luftwirbel auftretenden Zentrifugalkräfte niedergeschlagen werden und über den Trichter 6 sowie die an den Auslaßstutzen 8 angeschlossene Falleitung dem Ölsumpf des Motors zugeführt werden können.

Bei stationären oder sich nur langsam ändernden Betriebs­ bedingungen des Verbrennungsmotors liegt die Druckdifferenz zwischen Triebwerksraum (Kurbelraum) und Ansaugleitung innerhalb eines Normalbereiches, wobei das Normalmaß der Druckdifferenz durch die Drossel- bzw. Strömungswiderstände des Luftweges vom Triebwerksraum (Kurbelraum) zur Ansaug­ leitung vorgegeben wird.

Wenn sich die Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors plötzlich und stark ändern, beispielsweise weil aus dem Leerlauf heraus Vollgas gegeben wird, treten zwischen dem Druck im Triebwerksraum (Kurbelraum) und dem Druck in der Ansaugleitung extrem große Druckdifferenzen auf, wobei sich die Druckverhältnisse in der Ansaugleitung und im Trieb­ werksraum (Kurbelraum) aufgrund der Strömungs- bzw. Drossel­ widerstände des Entlüftungsweges zwischen Triebwerksraum (Kurbelraum) und Ansaugleitung nur mit zeitlicher Verzögerung aneinander angleichen können. Dabei können zwischen dem Druck im Zyklon 1 und dem Druck im Triebwerksraum (Kurbelraum) so starke Druckdifferenzen auftreten, daß Öl aus dem Ölsumpf in der Falleitung bis zum Auslaßstutzen 8 hochsteigt und durch das dabei schließende Schwimmerventil 7 an einem Eintritt in den Trichter 6 des Zyklons 1 gehindert wird.

Durch das Schwimmerventil 7 wird also gewährleistet, daß auch bei derartigen vorübergehenden Betriebszuständen ein störungs­ freier Abscheidebetrieb des Zyklons 1 möglich bleibt.

Aufgrund der Anordnung des Schwimmerventiles innerhalb von Gehäuseteilen, die mit dem Zyklon 1 verbunden bzw. als Teile des Zyklons ausgebildet sind, bilden Zyklon 1 und Schwimmerventil 7 eine gemeinsame Baugruppe, welche bei Montage am Verbrennungsmotor nur noch über entsprechende Leitungen, beispielsweise Schlauchleitungen, mit dem Trieb­ werksraum (Kurbelraum), der Ansaugleitung und dem Ölsumpf des Motors verbunden werden muß.

Claims (3)

1. Vorrichtung zur Abscheidung von ölhaltigen Aerosolen in Entlüftungen von Triebwerksräumen von Verbrennungs­ motoren, mit einem zur Abscheidung der Aerosole dienenden Zyklon, welcher über eine Zuluftleitung an den Triebwerksraum des Verbrennungsmotors sowie über eine Abluftleitung an eine Saugleitung des Verbrennungsmotors angeschlossen bzw. anschließbar ist und eine zu einem Ölsumpf des Verbrennungsmotors führende Falleitung mit unterhalb des Ölspiegels des Ölsumpfes angeschlossener bzw. anschließbarer Mündung besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Falleitung gegen Rückschlag von Öl aus dem Ölsumpf gesichert ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Rückschlagsicherung ein Schwimmerventil (7) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückschlagsicherung bzw. das Schwimmerventil (7) in einem zyklonseitig angeordneten Gehäuseteil untergebracht ist, der mit dem Ölsumpf über eine vom Gehäuseteil trennbare Leitung - z. B. Schlauchleitung - verbindbar ist.