Druckregelventil

Abstract

 Ein Druckregelventil für die Entlüftung einer Brennkraftmaschine (1) umfaßt ein Ventilgehäuse (12) mit einem Eingang (9) und zwei Ausgängen (10, 11), an die jeweils eine Entlüftungsleitung (13, 14, 15) angeschlossen ist, wobei in jedem Ausgang (10, 11) ein nach außen öffnendes Rückschlagventil (17, 18) angeordnet ist.
Um bei einfacher und kostengünstiger Bauweise des Druckregelventils eine Entlüftung in sämtlichen Lastbereichen der Brennkraftmaschine (1) zu gewährleisten, ist in einem Abschnitt (27) des Ventilgehäuses (12) zwischen den Ausgängen (10, 11) eine Saugstrahlpumpe (19) integriert, welche eine Pumpendüse (21) und eine auf die Pumpendüse (21) gerichtete Düsennadel (20) umfaßt. Die Düsennadel (20) ist dabei unter Umgehung des Rückschlagventils (17) eines ersten Ausgangs (10) mit der an diesen Ausgang (10) angeschlossenen Entlüftungsleitung (14) verbunden und die Pumpendüse (21) an den zweiten Ausgang (11) des Pumpengehäuses (12) angeschlossen.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Druckregelventil für die Entlüftung einer Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

[0002] Aus der DE 40 22 129 A1 ist ein Druckregelventil für den Einbau in eine Entlüftungsleitung an einer Brennkraftmaschine bekannt, in dessen Ventilgehäuse eine Ventilanordnung in der Strömungsverbindung zwischen einem Eingang und einem Ausgang vorgesehen ist. Der Eingang des Ventilgehäuses ist mit dem Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine verbunden, während an den Ausgang des bekannten Druckregelventils das Ansaugrohr der Brennkraftmaschine angeschlossen ist. Aufgrund des höheren Unterdrucks im Saugrohr werden Gase aus dem Kurbelgehäuse abgesaugt. Bei zu hohen Druckunterschieden zwischen Ausgang und Eingang des Druckregelventils schließt die Ventilanordnung die zur Verfügung stehende Ventilöffnung im Inneren des Ventilgehäuses, so daß der Gasdurchgang unterbrochen ist. Um auch bei großen Schwankungen des Unterdrucks im Saugrohr einen möglichst konstanten Druck in dem zu entlüftenden Raum zu schaffen, ist bei dem bekannten Druckregelventil eine mehrstufige Ventilanordnung vorgesehen.

[0003] Es ist des weiteren bekannt, an dem Ventilgehäuse zwei Ausgänge vorzusehen, um über Entlüftungsleitungen die Gase aus dem Kurbelgehäuse abzuführen. Dadurch können die abgesaugten Gase auch in Betriebspunkten, wenn in der einen Entlüftungsleitung ungünstige Druckverhältnisse herrschen, über die andere Entlüftungsleitung abgeführt werden. Um eine Rückströmung zum Kurbelgehäuse zu unterbinden, ist in beiden Ausgängen des Ventilgehäuses ein nach außen öffnendes Rückschlagventil angeordnet. In manchen Betriebszuständen kann jedoch mit bekannten Druckregelventilen aufgrund ungünstiger Druckverhältnisse in beiden Entlüftungsleitungen eine Gasabsaugung nicht erfolgen.

[0004] Derartige Druckregelventile werden häufig mit ihren Ausgängen einerseits an das Saugrohr der Brennkraftmaschine in dessen Durchströmungsrichtung hinter einer Drosselklappe angeordnet, während die andere Entlüftungsleitung in den Ansaugbereich eines Laders der Brennkraftmaschine einmündet. Wird im Motorleerlauf die Drosselklappe in eine geschlossene Stellung geführt, erfolgt die Entlüftung des Kurbelgehäuses zum Saugrohr hin, und die abgesaugten Kurbelgehäusegase werden hinter der Drosselklappe in das Saugrohr abgeführt. Bei geöffneter Drosselklappe hingegen werden die abgesaugten Gase über den alternativen Strömungsweg durch den vom Lader erzeugten Unterdruck abgeführt. In unteren Lastbereichen der Brennkraftmaschine ist jedoch eine Gasabsaugung aus dem Kurbelgehäuse häufig nicht möglich oder unzureichend, da der vom Lader erzeugte Unterdruck zu gering ist.

[0005] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Druckregelventil für die Entlüftung einer Brennkraftmaschine derart weiterzubilden, daß bei einfacher und kostengünstiger Bauweise eine Entlüftung in sämtlichen Lastbereichen der Brennkraftmaschine gewährleistet ist.

[0006] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

[0007] Erfindungsgemäß ist vorgesehen, in das Ventilgehäuse eine Saugstrahlpumpe zu integrieren, welche unter Umgehung des Rückschlagventils eines ersten Ausgangs von der an diesen Ausgang angeschlossenen Entlüftungsleitung gespeist ist. Die Saugstrahlpumpe erzeugt unter einem Überdruck in der sie speisenden Entlüftungsleitung einen Unterdruck im Ventilgehäuse, welcher die zu entlüftenden Gase beispielsweise aus einem Kurbelgehäuse durch den Eingang des Ventilgehäuses ansaugt. Die Pumpendüse der Saugstrahlpumpe ist an dem zweiten Ausgang des Pumpengehäuses angeschlossen, wodurch sich eine Durchströmung des Ventilgehäuses vom ersten Ausgang zum zweiten Ausgang ergibt, welche die zu entlüftenden Gase mitreißt und über die zweite Entlüftungsleitung abführt. Eine Rückströmung aus der die Saugstrahlpumpe speisenden Entlüftungsleitung in das Ventilgehäuse ist dabei durch das Rückschlagventil ausgeschlossen. Durch die Integration der Saugstrahlpumpe in das Ventilgehäuse kann in kompakter Bauweise und mit einfachen und kostengünstigen Bauteilen ein zusätzlicher Unterdruck in dem Ventilgehäuse erzeugt werden, der in unteren Lastbereichen der Brennkraftmaschine zur Abführung der Entlüftungsgase ausreicht.

[0008] Eine einfache und kompakte Bauweise des Druckregelventils ist gegeben, wenn die Düsennadel der Saugstrahlpumpe einen längsbeweglich geführten Stößel des Rückschlagventils im ersten Ausgang bildet und das Verschlußglied des Rückschlagventils trägt. Die Düsennadel kann dabei als Stößel des Verschlußgliedes einteilig mit dem Ventilglied ausgebildet sein, wobei ein Strömungskanal im Inneren der Düsennadel das Verschlußglied bzw. dessen außenliegenden Kolbenboden durchsetzt. Der Strömungskanal bildet somit einen unabhängig von dem Verschlußglied freiliegenden Strömungsquerschnitt, durch den bei Überdruck in der an den entsprechenden Ausgang angeschlossenen Entlüftungsleitung eine Strömung generiert wird, welche die Saugstrahlpumpe in Betrieb setzt.

[0009] Zweckmäßig wird die Pumpendüse der Saugstrahlpumpe, auf dessen Eingang die Düsennadel gerichtet ist, durch eine Wand des Ventilgehäuses ausgebildet und somit die Pumpendüse platz- und gewichtsparend in das Ventilgehäuse integriert. Vorteilhaft liegen die Ausgänge des Ventilgehäuses und die darin angeordneten Rückschlagventile koaxial zueinander, wodurch die an einem der Rückschlagventile ausgebildete Düsennadel platzsparend in den Bereich der am anderen Ausgang ausgebildeten Pumpendüse geführt werden kann. Die Spitze der Düsennadel und der gemäß dem Prinzip der Saugstrahlpumpe benachbart liegende Diffusor der Pumpendüse liegen vorteilhaft in einem Bereich des Inneren des Ventilgehäuses, an dem die abzusaugenden Gase durch die Geometrie des Ventilgehäuses gezwungen entlang strömen.

[0010] Das erfindungsgemäße Druckregelventil wird besonders vorteilhaft mit seinem ersten Ausgang des Ventilgehäuses, an dem die Pumpendüse der Saugstrahlpumpe ausgebildet ist, mit einem Saugrohr der Brennkraftmaschine verbunden, wobei die an diesen Ausgang angeschlossene Entlüftungsleitung in Durchströmungsrichtung des Saugrohrs hinter einer Drosselklappe in das Saugrohr einmündet. Durch diese Anordnung wird sichergestellt, daß der vom Motor generierte Saugdruck den an das Druckregelventil angeschlossenen Raum, nämlich insbesondere das Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine, entlüftet. Ist der zweite Ausgang des Ventilgehäuses mit einem Zuströmbereich eines Laders der Brennkraftmaschine verbunden, so kann in niedrigen Betriebslasten der aufgeladenen Brennkraftmaschine und entsprechend niedrigen Laderdrehzahlen mit der Saugstrahlpumpe der Druckunterschied zwischen der ersten und der zweiten Entlüftungsleitung ausgenutzt werden und über die Saugstrahlpumpe eine Entlüftungsströmung über den zweiten Ausgang abgeführt werden.

[0011] In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist die Saugstrahlpumpe in einem gestreckten Gehäuseabschnitt des Ventilgehäuses integriert, welcher sich an einen Abschnitt des Ventilgehäuses anschließt, in dem die Ventilglieder des Druckregelventils aufgenommen sind. Die Baugröße des gestreckten Gehäuseabschnitts des Ventilgehäuses beschränkt sich dabei auf die geometrischen Notwendigkeiten der Saugstrahlpumpe und kann sehr gering dimensioniert werden. Der Abschnitt des Ventilgehäuses mit den darin angeordneten Druckregelventilgliedern wird bevorzugt topfförmig zur Aufnahme der Ventilglieder ausgestaltet. Das Ventilgehäuse wird bevorzugt einteilig ausgestaltet, so daß ein kompaktes und leicht montierbares Druckregelventil mit integrierter Saugstrahlpumpe zur Verfügung steht.

[0012] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

[0013] Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Brennkraftmaschine mit einem Druckregelventil,

[0014] Fig. 2 eine geschnittene Ansicht eines Druckregelventils gemäß Fig. 1.

[0015] In Fig. 1 ist schematisch eine aufgeladene Hubkolben-Brennkraftmaschine 1 dargestellt. Ein Lader 5 der Brennkraftmaschine 1 ist dabei mit seiner Lufthutze 6 an ein Luftfilter 3 angeschlossen und saugt über die Lufthutze 6 Verbrennungsluft in Strömungsrichtung 16 für den Motor 1 an. Die vom Lader 5 verdichtete Verbrennungsluft wird in einem alle Zylinder der Brennkraftmaschine 1 versorgenden Saugrohr 2 am Eintritt der Brennkraftmaschine 1 bereitgestellt. Zwischen dem Lader 5 und dem Saugrohr 2 ist im Strömungsweg der Verbrennungsluft eine Drosselklappe 4 angeordnet, mit der in bekannter Weise die Betriebslast der Brennkraftmaschine 1 gesteuert wird.

[0016] An das Kurbelgehäuse 7 der Brennkraftmaschine 1 ist eine Entlüftungsleitung 15 angeschlossen. Die abgesaugten Abgase werden der Verbrennungsluft der Brennkraftmaschine 1 beigemischt und in der Brennkraftmaschine 1 verbrannt. Die Entlüftungsleitung 15 ist an den Eingang 9 des unten anhand von Fig. 2 näher beschriebenen Druckbegrenzungsventils 8 angeschlossen. Das Ventilgehäuse 12 des Druckbegrenzungsventils 8 umfaßt zwei Ausgänge 10, 11, wobei ein erster Ausgang 10 über eine Entlüftungsleitung 14 mit dem Saugrohr 2 verbunden ist. An den zweiten Ausgang 11 des Ventilgehäuses 12 des Druckbegrenzungsventils 8 ist eine weitere Entlüftungsleitung 13 angeschlossen, welche in Strömungsrichtung 16 vor dem Lader 5 und der Drosselklappe 4 in die Lufthutze 6 des Laders 5 einmündet. Der Anschluß der Entlüftungsleitung 13 an die Lufthutze 6 liegt in der Strömungsrichtung 16 nach dem Luftfilter 3, wodurch die Abgase aus dem Kurbelgehäuse 7 vom Luftfilter 3 ferngehalten werden.

[0017] Das Druckregelventil 8 ist in Fig. 2 in einer Querschnittsdarstellung gezeigt. Die beiden Ausgänge 10, 11 des Ventilgehäuses 12 sind jeweils mit einem nach außen öffnenden Rückschlagventil 17, 18 ausgestattet. Die beiden Ausgänge 10, 11 sind an den Enden eines gestreckten Gehäuseabschnitts 27 des Ventilgehäuses 12 angeordnet, wobei die Rückschlagventile 17, 18 koaxial auf einer Längsachse 23 des gestreckten Gehäuseabschnitts 27 liegen. Der gestreckte Gehäuseabschnitt 27 ist mit einem topfförmigen Gehäuseabschnitt 25 einteilig verbunden, welcher im Ausführungsbeispiel rotationssymmetrisch zu einer orthogonal zur Längsachse 23 liegenden Querachse 28 des Druckregelventils 8 ausgebildet ist. Das Topfgehäuse 25 weist den Eingang des Ventilgehäuses 12 auf, welcher mit dem Kurbelgehäuse 7 des Verbrennungsmotors verbunden ist.

[0018] Eine Strömungsverbindung zwischen dem Inneren des Topfgehäuses 25 und dem gestreckten Gehäuseabschnitt 27 ist durch einen zylindrischen Kragen 32 gebildet, welcher sich ins Innere des Topfgehäuses 25 erstreckt und als Ventilsitz für das Ventilglied des Druckregelventils 8 dient. Das Druckregelventil 8 ist dabei zweistufig ausgebildet, wobei eine Membran 30 das Innere des Topfgehäuses 25 teilt. Die Membran 30 ist mit einem das Topfgehäuse 25 verschließenden Deckel 26 am Umfang des Topfgehäuses 25 eingespannt. Die Membran ist mittig mit einem Ventilteller 29 verbunden, welcher den Druckverhältnissen beiderseits der Membran 30 entsprechend in Richtung der Achse 28 bewegbar ist. Der Ventilteller 29 wirkt mit einer zylindrischen Kappe 36 zusammen, welche koaxial zu dem zylindrischen Gehäuseabschnitt 31 angeordnet ist und gegen die Rückstellkraft einer Schraubenfeder 32 auf den zylindrischen Gehäuseabschnitt 31 abschließend aufsetzbar ist.

[0019] Sobald der Saugdruck im Saugrohr, der über dem ersten Ausgang 10 im Inneren des Druckregelventils 8 anliegt, einen vorbestimmten Wert überschreitet, legt sich der Ventilteller 29 an die zylindrische Kappe an und verschließt deren Strömungsweg. In dieser ersten Stellung verbleibt zur Absaugung aus dem Topfgehäuse 25 noch der ringförmige Spalt zwischen der zylindrischen Kappe 36 und dem zylindrischen Gehäuseabschnitt 31. Steigt der Saugdruck noch weiter, so wird die zylindrische Kappe 36 gegen die Feder 32 auf den Zylinder 31 aufgesetzt. Mit dieser zweiten Stufe wird verhindert, daß ein zu hoher Unterdruck auf das Kurbelgehäuse wirkt.

[0020] In das Ventilgehäuse 12 des Druckregelventils 8 ist eine Saugstrahlpumpe 19 integriert, welche im wesentlichen aus einer Düsennadel 20 und einer Pumpendüse 21 besteht. Die Düsennadel 20 ist dabei an dem Rückschlagventil 17 im ersten Ausgang 10 ausgebildet und ist unter Umgehung des Rückschlagventils 17 mit der an diesen Ausgang 10 angeschlossenen Entlüftungsleitung fluidisch verbunden. Die Düsennadel 20 bildet dabei den Stößel des nach außen öffnenden Rückschlagventils 17. Das Rückschlagventil 18 des zweiten Ausgangs 11 ist mit einem einfachen Stößel 34 ausgestattet. Der Strömungskanal 24 der Düsennadel 20 durchsetzt das Verschlußglied des Rückschlagventils 27 und ist durch eine Öffnung im Kolbenboden des Verschlußgliedes mit dem Ausgang 10 des Ventilgehäuses 12 verbunden. Die Düsennadel 20 ist auf den Eintritt einer Pumpendüse 21 gerichtet, welche an den zweiten Ausgang 11 angeschlossen ist. Die Pumpendüse 21 wird dabei mit ihrem Diffusor 33 durch die Gehäusewand des langgestreckten Gehäuseabschnitts 27 des Ventilgehäuses 12 ausgebildet. Die Spitze der Düsennadel 20 reicht mit ihrer Spitze in den zentralen Bereich des zylindrischen Gehäuseabschnitts 31 hinein, durch den die abzusaugenden Gase in den gestreckten Abschnitt 27 des Ventilgehäuses 12 abgesaugt werden. Die Düsennadel 20 wird als Stößel des Rückschlagventils 17 in einem ins Innere des Gehäuses ragenden Wandteil längsbeweglich geführt.

[0021] Sobald in der Entlüftungsleitung am ersten Ausgang 10 ein höherer Druck ansteht als am zweiten Ausgang 11, ergibt sich eine Strömung durch die Düsennadel 20. Die koaxial zur Pumpendüse 21 ausgerichtete Düsennadel 20 richtet ihre Strömung auf den Diffusor 33 am Eintritt der Pumpendüse 21, wodurch sich nach dem Prinzip der Saugstrahlpumpe 19 ein Unterdruck am Eintritt der Pumpendüse 21 ergibt, mit dem eine Entlüftung des Kurbelgehäuses 7 erfolgen kann. Es kann daher eine Entlüftung des Kurbelgehäuses 7 auch in Betriebszuständen erfolgen, wenn eine Entlüftung über das Saugrohr 2 aufgrund des dort herrschenden Überdrucks nicht möglich ist und auch der vom Lader 5 erzeugte Unterdruck nicht zur Entlüftung über den zweiten Ausgang 11 des Ventilgehäuses 12 ausreicht.

[0022] Das Topfgehäuse 25 und der gestreckte Gehäuseabschnitt 27 des Ventilgehäuses 12 sind einteilig ausgebildet. Für die Anordnung der Saugstrahlpumpe 19 sind keine zusätzlichen Bauteile erforderlich, da die Düsennadel 20 der Saugstrahlpumpe 19 den ohnehin erforderlichen Stößel des Rückschlagventils 17 bildet und die Pumpendüse 21 durch eine entsprechende Formgebung der Gehäusewand des Pumpengehäuses 12 ausgebildet wird.

[0023] Durch die Integration einer Saugstrahlpumpe 19 zwischen den Ausgängen 10, 11 des Ventilgehäuses 12 kann auch in Lastbereichen eine Entlüftung des Kurbelgehäuses 7 erfolgen, wenn die Druckverhältnisse in den Entlüftungsleitungen nicht ausreichen. Das Druckregelventil mit in das Pumpengehäuse integrierter Saugstrahlpumpe kann auch zur Entlüftung anderer Räume als das Kurbelgehäuse eingesetzt werden, z.B. eines Kraftstofftanks.

Ansprüche

1. Druckregelventil für die Entlüftung einer Brennkraftmaschine (1), dessen Ventilgehäuse (12) einen Eingang (9) und zwei Ausgänge (10, 11) aufweist, an die jeweils eine Entlüftungsleitung (13, 14, 15) angeschlossen ist, wobei in jedem Ausgang (10, 11) ein nach außen öffnendes Rückschlagventil (17, 18) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, daß in das Ventilgehäuse (12) zwischen den Ausgängen (10, 11) eine Saugstrahlpumpe (19) integriert ist, welche eine Pumpendüse (21) und eine auf die Pumpendüse (21) gerichtete Düsennadel (20) umfaßt, wobei die Düsennadel (20) unter Umgehung des Rückschlagventils (17) eines ersten Ausgangs (10) mit der an diesen Ausgang (10) angeschlossenen Entlüftungsleitung (14) verbunden ist und wobei die Pumpendüse (21) an den zweiten Ausgang (11) des Pumpengehäuses (12) angeschlossen ist.

2. Druckregelventil nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Düsennadel (20) einen längsbeweglich geführten Stößel des Rückschlagventils (17) im ersten Ausgang (10) bildet und das Verschlußglied des Rückschlagventils (17) trägt, wobei ein Strömungskanal (24) im Inneren der Düsennadel (20) das Verschlußglied durchsetzt.

3. Druckregelventil nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Wand des Ventilgehäuses (12) die Pumpendüse (21) der Saugstrahlpumpe (19) ausbildet.

4. Druckregelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge (10, 11) koaxial liegen.

5. Druckregelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß der erste Ausgang (10) des Ventilgehäuses (12) mit einem Saugrohr (2) der Brennkraftmaschine (1) verbunden ist, wobei die an den ersten Ausgang (10) angeschlossene Entlüftungsleitung (14) in Durchströmungsrichtung hinter einer Drosselklappe (4) in das Saugrohr (2) einmündet.

6. Druckregelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Ausgang (11) des Ventilgehäuses (12) mit einem Zuströmbereich eines Laders (5) der Brennkraftmaschine (1) verbunden ist.

7. Druckregelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß das Druckregelventil (8) zweistufig ausgebildet ist.

8. Druckregelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied des Druckregelventils (8) in einem topfförmigen Abschnitt (22) des Ventilgehäuses (12) aufgenommen ist, an den sich ein gestreckter Gehäuseabschnitt (27) des Ventilgehäuses (12) mit der darin integrierten Saugstrahlpumpe (19) anschließt.

9. Druckregelventil nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Eintritt der Pumpendüse (21) der Saugstrahlpumpe (19) im Bereich einer Strömungsverbindung (31) zwischen dem topfförmigen Abschnitt (25) und dem gestreckten Abschnitt (27) des Ventilgehäuses (12) liegt.

10. Druckregelventil nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß der gestreckte Gehäuseabschnitt (27) des Ventilgehäuses (12) einteilig mit dem topfförmigen Abschnitt (25) des Ventilgehäuses (12) ausgebildet ist.

Zeichnung