UNTERDRUCKERZEUGUNG IM KURBELGEHÄUSE ZUR PARTIKELZAHLREDUZIERUNG

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (V) für eine Verbrennungskraftmaschine insbesondere zur Unterdruckerzeugung in einem Kurbelgehäuse (1) und/oder zur Entlüftung eines Kurbelgehäuses (1), mit einem Kurbelgehäuse (1), zumindest einem Brennraum (4), zumindest einem mit dem Kurbelgehäuse (1) in Verbindung stehenden Ölabscheider (16) und zumindest einer Druckeinstelleinrichtung (17), die ausgeführt ist, um im Betrieb einen Unterdruck im Kurbelgehäuse (1) einzustellen, so dass zweckmäßig die Druckdifferenz zwischen dem Kurbelgehäuse (1) und dem Brennraum (4) reduziert wird.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine, insbesondere einen Gasmotor oder einen anderen Verbrennungsmotor, der mit ottomotorischem Brennverfahren betreibbar ist. Die Vorrichtung dient insbesondere zur Unterdruckerzeugung in einem Kurbelgehäuse, zweckmäßig zur Reduzierung der Partikelanzahlemissionen, und/oder zur Entlüftung des Kurbelgehäuses. Die Erfindung betrifft ferner ein entsprechendes Betriebsverfahren.

[0002] Üblich ist bei Dieselmotoren von Kraftfahrzeugen eine Entlüftung des Kurbelgehäuses in eine Anschlussstelle zwischen einen Luftfilter und einen Verdichter eines Abgasturboladers. Sogenannte Blow-by-Luft wird dabei in einen Ölabscheider geführt. Im Kurbelgehäuse werden üblicherweise Unterdrücke in der Größenordnung von ca. 30 mbar erzeugt. Bis EURO-V-Gesetzgebung, für Nutzfahrzeuge, war nur die Partikelmasse begrenzt. Ab EURO-VI-Gesetzgebung, für Nutzfahrzeuge, muss nun darüber hinaus ein Grenzwert für die Partikelanzahl eingehalten werden. Wegen des ottomotorischen Brennverfahrens von Gasmotoren wird insbesondere bei den Betriebszuständen Schub und Leerlauf eine Drosselklappe bis auf einen geringen Spalt geschlossen. Im Ansaugkrümmer nach Drosselklappe entsteht ein Unterdruck gegenüber der Umgebung. Während des Ansaugtaktes stellt sich dadurch im Brennraum des Motors ein Unterdruck ein, weshalb sich im Brennraum auch ein Unterdruck gegenüber dem Kurbelgehäuse des Motors einstellt. In dessen Folge wird Gas aus dem Kurbelgehäuse in den Brennraum gesaugt ("Reverse Blow-by"). Durch die Gasbewegung wird Motoröl, aus dem Bereich Laufbuchse/Kolben in den Brennraum gefördert. Durch die geringe Intensivität der Verbrennung im Leerlauf, bzw. der nicht vorhandenen Verbrennung im Schub, sammelt sich Öl im Brennraum an. Erfolgt nach einer längeren Schub- bzw. Leerlaufphase eine Lastzunahme, wird das angesammelte Öl durch die erhöhte Flammenintensivität innerhalb eines kurzen Zeitraumes verbrannt. Es entsteht eine hohe Partikelemission durch bei der Verbrennung entstehende Ölrückstände (Ölasche). Verstärkt wird dieser Effekt dadurch, dass die im Brennraum befindliche Ölmenge bei der Kraftstoffzudosierung nicht berücksichtigt wird. Im Brennraum herrscht Sauerstoffmangel, was die Partikelemission befördert. Die Ölasche besteht hauptsächlich aus sehr kleinen Partikeln, weshalb die Emission der Partikelanzahl stärker betroffen ist, als die Emission der Partikelmasse.

[0003] Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Möglichkeit zu schaffen, die Anzahl von emittierten Partikeln zu reduzieren.

[0004] Diese Aufgabe kann mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst werden. Vorteilhafte Weiterbildungen können den abhängigen Ansprüchen und der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung entnommen werden.

[0005] Die Erfindung schafft eine Vorrichtung zweckmäßig für eine Verbrennungskraftmaschine und insbesondere zur Unterdruckerzeugung in einem Kurbelgehäuse und/oder zur Entlüftung des Kurbelgehäuses. Die Vorrichtung umfasst einen Brennraum, ein Kurbelgehäuse und zumindest einen mit dem Kurbelgehäuse in Verbindung stehenden Ölabscheider. Die Vorrichtung umfasst darüber hinaus zumindest eine Druckeinstelleinrichtung zum Einstellen eines Unterdrucks im Kurbelgehäuse, um vorzugsweise die Druckdifferenz zwischen dem Kurbelgehäuse und dem Brennraum zu reduzieren. Die verringerte Druckdifferenz zwischen dem Brennraum und dem Kurbelgehäuse bewirkt einen reduzierten Öleintrag in den Brennraum und/oder ein reduziertes Reverse-Blow-By und somit insbesondere eine reduzierte AbgasPartikelanzahlemission, z. B. in den Betriebsphasen Leerlauf, Schwachlast und/oder Schub der Verbrennungskraftmaschine, z. B. eines Kraftfahrzeug-Motors.

[0006] Es ist möglich, dass das Kurbelgehäuse über eine Leitungseinrichtung (z. B. Entlüftungseinrichtung, Leitung, Leitungssystem, etc.) an einer Anschlussstelle mit einer Ladeluftzuführleitung zum Zuführen von Ladeluft in den Brennraum verbunden ist. Die Anschlussstelle ist vorzugsweise an der Ladeluftzuführleitung zwischen einem Drosselelement und dem Brennraum angeordnet.

[0007] Die Leitungseinrichtung kann den Ölabscheider und/oder die Druckeinstelleinrichtung umfassen. Die Druckeinstelleinrichtung kann in den Ölabscheider integriert sein oder außerhalb des Ölabscheiders angeordnet sein.

[0008] Der Ölabscheider der Leitungseinrichtung ist vorzugsweise über ein Entlüftungselement (z. B. Entlüftungsleitung, Entlüftungsstutzen, etc.) und/oder eine Ölrückführeinrichtung (z. B. Ölrückführleitung, Ölrückführstutzen, etc.) mit dem Kurbelgehäuse verbunden. Die Ölrückführeinrichtung dient zweckmäßig zur Rückführung von Öl in Kurbelgehäuse. Das Entlüftungselement dient zweckmäßig zur Entlüftung des Kurbelgehäuses. Die Ölrückführeinrichtung kann z. B. ein Rückschlagventil aufweisen.

[0009] Die Leitungseinrichtung ist zweckmäßig mit der Ladeluftzuführleitung zum Zuführen von Ladeluft in den Brennraum verbunden, vorzugsweise in Ladeluftströmungsrichtung hinter einem Drosselelement der Ladeluftzuführleitung.

[0010] Die Leitungseinrichtung kann insbesondere ein Steuermittel umfassen.

[0011] Das Steuermittel ist vorzugsweise ausgeführt, das Einstellen des Unterdrucks im Kurbelgehäuse auf den Betriebszustand Leerlauf, Schwachlast und/oder Schub der Verbrennungskraftmaschine zu beschränken.

[0012] Das Steuermittel kann ebenfalls dazu dienen, ein Rückströmen von Luft in das Kurbelgehäuse zu verhindern und/oder den Arbeitsbereich der Leitungseinrichtung zur Anschlussstelle einzuschränken.

[0013] Es ist ferner möglich, dass das Steuermittel zur Steuerung, insbesondere zur Umschaltung zwischen, der Entlüftung vor einen Verdichter eines Turboladers oder zur Anschlussstelle dient (Anschlussstelle: Ladeluftzuführleitung und Leitungseinrichtung, insbesondere stromabwärts des Drosselelements).

[0014] Das Steuermittel ist vorzugsweise ein Ventil, insbesondere eine 3/2-Wegeventil. Das Steuermittel kann insbesondere elektromagnetisch oder pneumatisch ansteuerbar ausgeführt sein.

[0015] Das Steuermittel kann elektrisch ansteuerbar sein, z. B. von einem Motorsteuergerät oder Grenzwertschalter. Es kann ferner z. B. pneumatisch betätigbar sein mit einer zweckmäßigen Grenzwertsteuerung.

[0016] Es ist möglich, dass die Vorrichtung eine Druckerfassungseinrichtung, z. B. einen Drucksensor, zum Erfassen des Ladeluftdrucks stromabwärts des Drosseielements in der Ladeluftzuführleitung zum Zuführen von Ladeluft in den Brennraum aufweist.

[0017] Die Vorrichtung umfasst vorzugsweise ein elektrisches bzw. elektronisches Steuergerät zum Steuern des Steuermittels.

[0018] Das Steuergerät ist vorzugsweise das Motorsteuergerät zum Steuern der Verbrennungskraftmaschine. Das Steuermittel kann hierzu z. B. unmittelbar an einen elektrischen Ausgang des Motorsteuergeräts angeschlossen werden.

[0019] Es ist also möglich, dass das Motorsteuergerät zum Steuern der Verbrennungskraftmaschine zusätzlich zum Steuern des Steuermittels genutzt wird.

[0020] Es ist möglich, dass das Steuergerät das Steuermittel in Abhängigkeit von zumindest einem von folgenden ansteuert: einem von der Druckerfassungseinrichtung erfassten Ladeluftdruck, einer Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine, der Betriebsart der Verbrennungskraftmaschine (z. B. Motorstart, Motorstopp, Leerlauf, Schub, Volllast, Teillast, Warmlauf, und/oder Bremsbetrieb) und/oder eines aktuellen Drehmoments der Verbrennungskraftmaschine.

[0021] Es ist ebenfalls möglich, dass das Steuergerät das Steuermittel in Abhängigkeit von zumindest einem von folgenden eine Entlüftung vor einem Verdichter eines Turboladers oder nach dem Drosselelement bzw. in die Ladeluftzuführleitung ausführen lässt: einem von der Druckerfassungseinrichtung erfassten Ladeluftdruck, einer Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine, der Betriebsart der Verbrennungskraftmaschine (z. B. Motorstart, Motorstopp, Leerlauf, Schub, Volllast, Teillast, Warmlauf, und/oder Bremsbetrieb) und/oder eines aktuellen Drehmoments der Verbrennungskraftmaschine.

[0022] Daran ist insbesondere vorteilhaft, dass die Kurbelgehäuseentlüftung in Abhängigkeit von Druck nach Drosselklappe und Motorbetriebsart und/oder Motordrehzahl ermöglicht wird.

[0023] Ferner besteht die Möglichkeit der Diagnose der Druckerfassungseinrichtung und des Steuermittels, insbesondere des Magnetschalters des Steuermittels, z. B. auf Kabelbruch und/oder Kurzschluss.

[0024] Es ist möglich, dass die Vorrichtung eine Druckerfassungseinrichtung zum Erfassen des Drucks im Kurbelgehäuse umfasst. In Kombination mit der Druckerfassungseinrichtung zum Erfassen des Ladeluftdrucks stromabwärts des Drosselelements ist somit eine Diagnose der Funktion des Steuermittels und/oder der Druckeinstelleinrichtung möglich.

[0025] Die Druckeinstelleinrichtung kann z. B. als variabler Druckregler mit Sollwertvorgabe, vorzugsweise über Spannungs- oder Stromkennlinie(n), ausgeführt sein. Ein im Steuergerät berechenbarer Druck-Sollwert ist zweckmäßig einstellbar, wobei der Sollwert unter gleichzeitiger Verwendung der Druckerfassungseinrichtung zum Erfassen des Drucks im Kurbelgehäuse in einem geschlossenen Regelkreis einregelbar ist.

[0026] Das Steuermittel ist vorzugsweise zwischen der Anschlussstelle zur Ladeluftzuführleitung und der Druckeinstelleinrichtung angeordnet.

[0027] Die Leitungseinrichtung ist vorzugsweise zwischen dem Steuermittel und der Anschlussstelle ohne Rückschlagventil ausgeführt.

[0028] Die Druckerfassungseinrichtung zum Erfassen des Ladeluftdrucks stromabwärts des Drosselelements kann das Steuermittel allerdings auch direkt und/oder ohne Zwischenschaltung des Motorsteuergeräts ansteuern.

[0029] Die Druckerfassungseinrichtung kann dabei insbesondere als Grenzwertschalter ausgeführt sein, der z. B. direkt einen Magnetschalter des Steuermittels ansteuert. Ferner kann ein zweckmäßig analoger Spannungs- oder Stromausgang der Druckerfassungseinrichtung an einen elektrischen oder elektronischen Grenzwertschalter angeschlossen werden, um einen Magnetschalter des Steuermittels anzusteuern.

[0030] Es ist möglich, dass stromabwärts des Drosselelements eine Steuerleitung (z. B. Rohr- und/oder Schlauchleitung) abgeht zum pneumatischen Ansteuern des Steuermittels, vorzugsweise über einen (Unterdruck-) Grenzschalter des Steuermittels, in Abhängigkeit des Ladeluftdrucks stromabwärts des Drosselelements.

[0031] Die erfindungsgemäß Vorrichtung ermöglicht somit eine Steuerung des Steuermittels über die elektrische/elektronische Motorsteuerung für die Verbrennungskraftmaschine und alternativ eine Steuerung des Steuermittels ohne Eingriff in die Motorsteuerung.

[0032] Die Leitungseinrichtung ist vorzugsweise in Ladeluftströmungsrichtung hinter einem Drosselelement mit der Ladeluftzuführleitung verbunden. Mit anderen Worten kann die Anschlussstelle hinter einem Drosselelement der Ladeluftzuführleitung ausgebildet sein. Alternativ oder ergänzend kann die Leitungseinrichtung zwischen dem Brennraum und einem Drosselelement der Ladeluftzuführleitung in die Ladeluftzuführleitung münden. Das Drosselelement kann z. B. eine Drosselklappe sein.

[0033] Die Vorrichtung kann einen Abgasturbolader aufweisen.

[0034] In diesem Fall ist es möglich, dass von dem Steuermittel eine Entlüftungsleitung abzweigt und die Entlüftungsleitung zur Verbindung mit einem Einleitungsanschluss vor einem Verdichter eines Turboladers dient. Die Entlüftungsleitung selbst weist vorzugsweise kein Rückschlagventil auf.

[0035] Das Merkmal "Druckeinstellung" ist vorzugsweise im Rahmen der Erfindung breit auszulegen und kann zweckmäßig z. B. eine Drucksteuerung oder eine Druckregelung umfassen.

[0036] Das Merkmal "Leitung" ist vorzugsweise im Rahmen der Erfindung breit auszulegen und kann zweckmäßig z. B. flexible oder steife Leitungen, Rohre, Schläuche, Anschlussstutzen, Schnittstellen, etc. umfassen.

[0037] Die Leitungseinrichtung ist vorzugsweise eine Entlüftungseinrichtung.

[0038] Die Erfindung ist nicht auf eine Vorrichtung wie hierin beschrieben beschränkt, sondern umfasst auch ein Kraftfahrzeug, vorzugsweise ein Nutzfahrzeug, insbesondere einen Omnibus oder einen Lastkraftwagen, mit einer Vorrichtung wie hierin offenbart.

[0039] Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Betriebsverfahren insbesondere für eine Vorrichtung wie hierin offenbart und/oder ausgeführt mit einer Vorrichtung wie hierin offenbart. Die Vorrichtung umfasst somit einen Brennraum, ein Kurbelgehäuse und zumindest einen mit dem Kurbelgehäuse in Verbindung stehenden Ölabscheider.

[0040] Bei dem Betriebsverfahren wird mittels zumindest einer Druckeinstelleinrichtung ein Unterdruck in dem Kurbelgehäuse eingestellt, um zweckmäßig die Druckdifferenz zwischen dem Kurbelgehäuse und dem Brennraum zu reduzieren.

[0041] Das Betriebsverfahren dient insbesondere zur Unterdruckerzeugung in einem Kurbelgehäuse und/oder zur Entlüftung eines Kurbelgehäuses.

[0042] Weitere Verfahrensschritte ergeben sich aus der Beschreibung der Vorrichtung, auf die verwiesen wird, um Wiederholungen zu vermeiden.

[0043] Die hierin zur Vorrichtung gemachte Offenbarung gilt sinngemäß auch für das Betriebsverfahren und ist insoweit ebenfalls zweckmäßig beanspruchbar.

[0044] Die zuvor beschriebenen Ausführungsformen und Merkmale der Erfindung sind miteinander kombinierbar. Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart oder ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Figuren.

Figur 1

zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, und

Figur 2

zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung.

[0045] Die unter Bezugnahme auf die Figuren beschriebenen Ausführungsformen stimmen teilweise überein, so dass ähnliche oder identische Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, und zu deren Erläuterung auch auf die Beschreibung der anderen Ausführungsform bzw. Figur verwiesen wird, um Wiederholungen zu vermeiden.

[0046] Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung V für eine Verbrennungskraftmaschine.

[0047] Die Vorrichtung V umfasst ein Kurbelgehäuse 1, eine Leitungseinrichtung (Entlüftungseinrichtung) X und einen Abgasturbolader 7.

[0048] Der Abgasturbolader 7 umfasst wie üblich eine Turbine 8 und einen Verdichter 9. Davor angeordnet befindet sich ein Luftfilter 10. Das Bezugszeichen 19 kennzeichnet Abgas zur Abgasanlage. Das Bezugszeichen 20 kennzeichnet Ladeluft zum nicht dargestellten Ladeluftkühler.

[0049] Die Vorrichtung V bzw. die Verbrennungskraftmaschine umfasst das Kurbelgehäuse 1, einen oder mehrere Brennräume 4, einen oder mehrere Kolben 3, einen Kurbeltrieb 12, einen oder mehrere Zylinderköpfe 2, mit einem oder mehreren Auslassventilen 5 und einem oder mehreren Einlassventilen 6. Das Bezugszeichen 13 kennzeichnet ein Ölniveau im Kurbelgehäuse 1.

[0050] Die Leitungseinrichtung X verbindet das Kurbelgehäuse 1 an einer Anschlussstelle A in Ladeluftströmungsrichtung 21.1 hinter einer Drosselklappe 11 einer Ladeluftzuführleitung 21 mit der Ladeluftzuführleitung 21. Die Ladeluftzuführleitung 21 dient zum Zuführen von Ladeluft in den Brennraum 4, insbesondere an das Einlassventil 6 bzw. einen Ladeluftkrümmer. Das Bezugszeichen 21.1 kennzeichnet die Ladeluft von dem nicht dargestellten Ladeluftkühler bzw. die Strömungsrichtung der Ladeluft in der Ladeluftzuführleitung 21.

[0051] Die Leitungseinrichtung X umfasst einen Ölabscheider 16 und eine Druckeinstelleinrichtung 17 für den Kurbelgehäusedruck (z. B. einen Druckregler). Der Ölabscheider 16 ist über einen Kurbelgehäuseentlüftungsanschluss 14.1 einerseits und über eine Ölrückführleitung 14.3 und 14.4 andererseits mit dem Kurbelgehäuse 1 verbunden. In der Ölrückführleitung 14.3, 14.4 ist ein Rückschlagventil 18.2 angeordnet. Der Ölabscheider 16 ist über eine Leitung 14.2 mit der Druckeinstelleinrichtung 17 verbunden.

[0052] Die Leitungseinrichtung X umfasst darüber hinaus zwischen der Druckeinstelleinrichtung 17 und der Anschlussstelle A ein Steuermittel 15, das als elektromagnetisch ansteuerbares 3/2-Wege-Ventil ausgeführt ist. Das Steuermittel 15 umfasst einen Magnetschalter 15.1

[0053] Das Bezugszeichen 14.5 zeigt die Leitung zwischen dem der Druckeinstelleinrichtung 17 und dem Steuermittel 15, während das Bezugszeichen 14.6 die Leitung zwischen dem Steuermittel 15 und der Anschlussstelle A zeigt. Das Steuermittel 15 ist zwischen der Anschlussstelle A und der Druckeinstelleinrichtung 17 angeordnet.

[0054] Von dem Steuermittel 15 geht eine Entlüftungsleitung 14.7 ab, die zur Verbindung mit einem Einleitungsanschluss E vor dem Verdichter 9 des Turboladers 7 dient, insbesondere zwischen dem Verdichter 9 und dem Luftfilter 10. Ferner geht wie zuvor erwähnt von dem Steuermittel 15 die Leitung 14.6 zur Anschlussstelle A ab.

[0055] Die Leitung 14.7 führt insbesondere bei turboaufgeladenen Motoren zu dem Einleitungsanschluss E vor dem Verdichter 9 des Turboladers 7. Die Leitung 14.7 wird durch das Steuermittel 15 freigegeben, wenn der Druck nach der Drosselklappe 11 den Druck vor dem Verdichter 9 übersteigt. Zugleich schließt das Steuermittel 15 die Leitung 14.6 zur Anschlussstelle A. Die Leitung von der Druckeinstelleinrichtung 17 über die Anschlussstelle A in die Ladeluftzuführleitung 21 bzw. die Leitung 14.6 wird durch das Steuermittel 15 freigegeben, wenn der Druck vor dem Verdichter 9 den Druck nach der Drosselklappe 11 übersteigt, was insbesondere im Leerlauf, Schwachlast oder Schub der Verbrennungskraftmaschine oder allgemein des Kraftfahrzeug der Fall ist. Dabei schließt das Steuermittel 15 zweckmäßig die Leitung 14.7. Durch den geringen Druck nach der Drosselklappe 11 kann ein hoher Unterdruck im Kurbelgehäuse 1 erzeugt werden. Dabei wird der Druck im Kurbelgehäuse 1 über die Druckeinstelleinrichtung 17 zur Regelung des Unterdrucks des Kurbelgehäuses 1 auf einen vorgegebenen Soll-Wert geregelt. Übersteigt der Druck nach der Drosselklappe 11 den Soll-Wert, stellt sich im Kurbelgehäuse 1 minimal der Druck nach der Drosselklappe 11 ein. Übersteigt der Druck nach der Drosselklappe 11 den Druck vor dem Verdichter 9, bewirkt die nunmehr geöffnete Leitung 14.7, dass sich im Kurbelgehäuse 1 ein Druck im Bereich des Druckes vor dem Verdichter 9 einstellt. Die Umschaltung und somit Steuerung zwischen den Leitungen vor Verdichter 9 (Leitung 14.7) und nach Drosselklappe 11 (Leitung 14.6) geschieht über das Steuermittel 15. Zu erwähnen ist, dass bei Saugmotoren die Leitung 14.7 entfallen kann.

[0056] Die Vorrichtung V umfasst ferner eine Druckerfassungseinrichtung (Drucksensor) 22 zum Erfassen des Ladeluftdrucks stromabwärts des Drosselelements 11 in der Ladeluftzuführleitung 21.

[0057] Das Steuermittel 15 ist über ein zweckmäßig elektrisches/elektronisches Steuergerät ansteuerbar. Das Steuergerät entspricht vorzugsweise dem Motorsteuergerät zum Steuern der Verbrennungskraftmaschine. Dadurch wird ermöglicht, dass das Steuermittel 15 in Abhängigkeit des von der Druckerfassungseinrichtung 22 erfassten Ladeluftdrucks, der Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine, der Betriebsart der Verbrennungskraftmaschine und/oder des aktuellen Drehmoments der Verbrennungskraftmaschine steuerbar ist. Ebenfalls wird dadurch ermöglicht, dass das Steuermittel 15 in Abhängigkeit letztgenannter Parameter eine Entlüftung vor dem Verdichter 9 oder nach dem Drosselelement 11 ausführen lassen kann.

[0058] Es ist allerdings ebenfalls möglich, dass die die Druckerfassungseinrichtung 22 das Steuermittel 15 direkt, insbesondere ohne Zwischenschaltung eines Steuergeräts, insbesondere des Motorsteuergeräts, ansteuert. Hierzu kann die Druckerfassungseinrichtung 22 als Grenzwertschalter ausgeführt sein, der zum Ansteuern des Magnetschalters 15.1 des Steuermittels 15 dient. Des Weiteren kann ein zweckmäßig analoger Spannungs- oder Stromausgang der Druckerfassungseinrichtung 22 mit einem Grenzwertschalter verbunden sein, der zum Ansteuern des Magnetschalters 15.1 des Steuermittels 15 dient. Dadurch wird eine kostengünstige Variante ohne Eingriff in die Motorsteuerung ermöglicht.

[0059] Die Vorrichtung V umfasst ferner eine Druckerfassungseinrichtung 23 zum Erfassen des Drucks im Kurbelgehäuse 1. Dadurch kann in Kombination mit der Druckerfassungseinrichtung 22 zum Erfassen des Ladeluftdrucks stromabwärts des Drosselelements 11 eine Diagnose der Funktion des Steuermittels 15 und der Druckeinstelleinrichtung 17 ausgeführt werden.

[0060] Zu erwähnen ist, dass die Druckeinstelleinrichtung 17 als variabler Druckregler mit Sollwertvorgabe, vorzugsweise über Spannungs- oder Stromkennlinie(n), ausgeführt sein kann. Ein im Steuergerät berechenbarer Druck-Sollwert ist einstellbar. Der Druck-Sollwert ist bei gleichzeitiger Verwendung der Druckerfassungseinrichtung 23 zum Erfassen des Drucks im Kurbelgehäuse 1 in einem geschlossenen Regelkreis einregelbar.

[0061] Figur 2 zeigt eine Vorrichtung V gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung.

[0062] Die Vorrichtung V umfasst zunächst ein Kurbelgehäuse 1 und eine Leitungseinrichtung X.

[0063] Die Leitungseinrichtung X der Figur 2 unterscheidet sich insbesondere dadurch von der Leitungseinrichtung X der Figur 1, dass sie kein elektromagnetisch betätigbares Steuermittel 15 aufweist, sondern ein pneumatisch betätigbares, als 3/2-Wege-Ventil ausgeführtes Steuermittel 15. Dazu wird ein pneumatischer (Unterdruck-) Grenzschalter 15.1 des Steuermittels 15 über eine Rohr- und/oder Schlauchleitung 14.8 mit der Ladeluftzuführleitung 21 stromabwärts des Drosselelements 11 verbunden. Auch dies stellt eine kostengünstige Variante ohne Eingriff in die Motorsteuerung dar.

[0064] Unter Bezugnahme auf die Ausführungsformen der Figuren 1 und 2 dient die Druckeinstelleinrichtung insbesondere dazu, einen Unterdruck von 0,1 - 500 mbar, vorzugsweise von über 100 oder 150 mbar, im Kurbelgehäuse 1 einzustellen, um die Druckdifferenz zwischen dem Kurbelgehäuse 1 und dem Brennraum 4 zu reduzieren, was in der Folge zu einem verringerten Reverse-Blow-By und somit zu einer verringerten Anzahl an emittierten Partikeln führt.

[0065] Die Reduzierung der Anzahl emittierter Partikel resultiert insbesondere daraus, dass wegen der verringerten Druckdifferenz zwischen Brennraum 4 und Kurbelgehäuse 1 das sogenannte Reverse Blow-by verringert wird und dadurch wiederum der Öleintrag aus dem Kurbelgehäuses 1 in den Brennraum 4 reduziert wird.

[0066] Die Unterdruckerzeugung von 0,1 - 500 mbar, vorzugsweise von über 100 oder 150 mbar, im Kurbelgehäuse 1 wird insbesondere auf die kritischen Betriebszustände Leerlauf, Schwachlast und Schub beschränkt, was durch das Steuermittel 15 erzielbar ist.

[0067] Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen. Darüber hinaus beansprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand und die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von den in Bezug genommenen Merkmalen und Ansprüchen.

Bezugszeichenliste

[0068] 

1

Kurbelgehäuse

2

Zylinderkopf

3

Kolben

4

Brennraum

5

Auslassventil

6

Einlassventil

7

Abgasturbolader

8

Turbine

9

Verdichter

10

Luftfilter

11

Drosselelement (Drosselklappe)

12

Kurbeltrieb

13

Ölniveau

14.1

Kurbelgehäuseentlüftungsanschluss bzw. -Leitung

14.2

Leitung von Ölabscheider zur Druckeinstelleinrichtung (Druckregler)

14.3

Ölrückführleitung vor Rückschlagventil

14.4

Ölrückführleitung zum Ölsumpf

14.5

Leitung von Druckeinstelleinrichtung zum Steuermittel

14.6

Leitung vom Steuermittel zum Ladeluftkrümmer nach Drosselelement bzw. in Ladeluftzuführleitung nach Drosselelement

14.7

Entlüftungsleitung von Steuermittel zum Einleitungsanschluss vor Verdichter

14.8

Steuerleitung von Ladeluftzuführleitung zum Steuermittel, insbesondere zur Betätigung dessen Unterdruckgrenzschalters

15

Steuermittel, insbesondere elektromagnetisch oder pneumatisch betätigbares Ventil, vorzugsweise 3/2-Wege-Ventil

15.1

Magnetschalter bzw. pneumatischer (Unterdruck-) Grenzschalter

16

Ölabscheider

17

Druckeinstelleinrichtung (Druckregler) für Kurbelgehäusedruck

18

Rückschlagventil in Ölrückführleitung

19

Abgas zur Abgasanlage

20

Ladeluft zum Ladeluftkühler

21

Ladeluftzuführleitung zum Zuführen von Ladeluft in Brennraum

21.1

Ladeluft vom Ladeluftkühler bzw. Ladeluftströmungsrichtung

22

Druckerfassungseinrichtung, Drucksensor, zum Erfassen des Ladeluftdrucks stromabwärts des Drosseielements in der Ladeluftzuführleitung

23

Druckerfassungseinrichtung, Drucksensor, zum Erfassen des Drucks im Kurbelgehäuse

X

Leitungs-/Entlüftungseinrichtung (Entlüftungssystem) zur Entlüftung vor Verdichter und/oder nach Drosselelement

A

Anschlussstelle (Ladeluftzuführleitung und Entlüftungseinrichtung X)

E

Einleitungsanschluss vor Verdichter

V

Vorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine

Ansprüche

1. Vorrichtung (V) für eine Verbrennungskraftmaschine, insbesondere zur Unterdruckerzeugung in einem Kurbelgehäuse (1) und/oder zur Entlüftung eines Kurbelgehäuses (1), mit:

einem Kurbelgehäuse (1),

zumindest einem Brennraum (4),

zumindest einem mit dem Kurbelgehäuse (1) in Verbindung stehenden Ölabscheider (16), und

zumindest einer Druckeinstelleinrichtung (17), die ausgeführt ist, um im Betrieb einen Unterdruck im Kurbelgehäuse (1) einzustellen, so dass zweckmäßig die Druckdifferenz zwischen dem Kurbelgehäuse (1) und dem Brennraum (4) reduziert wird.

2. Vorrichtung (V) nach Anspruch 1, wobei das Kurbelgehäuse (1) über eine Leitungseinrichtung (X) an einer Anschlussstelle (A) mit einer Ladeluftzuführleitung (21) zum Zuführen von Ladeluft in den Brennraum (4) verbunden ist.

3. Vorrichtung (V) nach Anspruch 2, wobei die Leitungseinrichtung (X) den Ölabscheider (16) und die Druckeinstelleinrichtung (17) umfasst.

4. Vorrichtung (V) nach Anspruch 3, wobei der Ölabscheider (16) über ein Entlüftungselement (14.1) und eine Ölrückführeinrichtung (14.3, 14.4) mit dem Kurbelgehäuse (1) verbunden ist und vorzugsweise die Ölrückführeinrichtung (14.3, 14.4) ein Rückschlagventil (18) aufweist.

5. Vorrichtung (V) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die Leitungseinrichtung (X) ein Steuermittel (15) umfasst und das Steuermittel (15) für zumindest eines von folgenden ausgeführt ist: zur Steuerung der Entlüftung des Kurbelgehäuses (1) vor einen Verdichter (9) eines Turboladers (7) oder zur Anschlussstelle (A), ein Rückströmen von Luft in das Kurbelgehäuse (1) zu verhindern , den Arbeitsbereich der Leitungseinrichtung (X) zur Anschlussstelle (A) einzuschränken, und/oder das Einstellen des Unterdrucks im Kurbelgehäuse (1) auf den Betriebszustand Leerlauf, Schwachlast und/oder Schub der Verbrennungskraftmaschine zu beschränken.

6. Vorrichtung (V) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei die Leitungseinrichtung (X) in Ladeluftströmungsrichtung (21.1) hinter einem Drosselelement (11) der Ladeluftzuführleitung (21) mit der Ladeluftzuführleitung (21) verbunden ist.

7. Vorrichtung (V) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei von dem Steuermittel (15) eine Entlüftungsleitung (14.7) abzweigt und die Entlüftungsleitung (14.7) zur Verbindung mit einem Einleitungsanschluss (E) in Strömungsrichtung vor einem Verdichter (9) eines Turboladers (7) dient.

8. Vorrichtung (V) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuermittel (15) ein 3/2-Wegeventil umfasst.

9. Vorrichtung (V) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuermittel (15) ein elektromagnetisch oder pneumatisch angesteuertes Ventil umfasst.

10. Vorrichtung (V) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (V) eine Druckerfassungseinrichtung (22) zum Erfassen des Ladeluftdrucks stromabwärts eines Drosselelements (11) in einer Ladeluftzuführleitung (21) zum Zuführen von Ladeluft in den Brennraum (4) aufweist.

11. Vorrichtung (V) nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (V) ein elektrisches oder elektronisches Steuergerät zum Steuern des Steuermittels (15) aufweist, insbesondere ein Motorsteuergerät zum Steuern der Verbrennungskraftmaschine und zusätzlich zum Steuern des Steuermittels (15).

12. Vorrichtung (V) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät das Steuermittel (15) in Abhängigkeit von zumindest einem von folgenden ansteuert und/oder das Steuermittel (15) in Abhängigkeit von zumindest einem von folgenden eine Entlüftung des Kurbelgehäuses (1) vor einen Verdichter (9) eines Turboladers (7) oder zur Anschlussstelle (A) ausführen lässt:

- des von der Druckerfassungseinrichtung (22) erfassten Ladeluftdrucks

- der Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine

- der Betriebsart der Verbrennungskraftmaschine

- des aktuellen Drehmoments der Verbrennungskraftmaschine.

13. Vorrichtung (V) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuermittel (15) über die Druckerfassungseinrichtung (22) direkt und/oder ohne Zwischenschaltung eines Steuergeräts ansteuerbar ist.

14. Vorrichtung (V) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckerfassungseinrichtung (22) einen Grenzwertschalter umfasst oder ein Spannungs- oder Stromausgang der Druckerfassungseinrichtung (22) mit einem Grenzwertschalter zum Ansteuern des Steuermittels (15) verbunden ist.

15. Vorrichtung (V) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (V) eine Druckerfassungseinrichtung (23) zum Erfassen des Drucks im Kurbelgehäuse (1) umfasst, so dass vorzugsweise in Kombination mit der Druckerfassungseinrichtung (22) zum Erfassen des Ladeluftdrucks stromabwärts eines Drosselelements (11) eine Diagnose der Funktion des Steuermittels (15) und/oder der Druckeinstelleinrichtung (17) ermöglicht wird.

16. Vorrichtung (V) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckeinstelleinrichtung (17) als variabler Druckregler mit Sollwertvorgabe, vorzugsweise über zumindest eine Spannungs- oder Stromkennlinie, ausgeführt ist und ein im Steuergerät berechenbarer Sollwert einstellbar ist und der Sollwert unter Verwendung der Druckerfassungseinrichtung (23) zum Erfassen des Drucks im Kurbelgehäuse (1) in einem geschlossenen Regelkreis einregelbar ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass stromabwärts des Drosselelements (11) eine Steuerleitung (14.8) abgeht zum pneumatischen Ansteuern des Steuermittels (15) in Abhängigkeit des Ladeluftdrucks stromabwärts des Drosselelements (11), vorzugsweise über einen Unterdruckgrenzschalter des Steuermittels (15).

18. Vorrichtung (V) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Druckeinstelleinrichtung (17) dazu dient, einen Unterdruck von 0,1 bis 500 mbar, vorzugsweise von über 100, 150, 200, 250, 300 oder sogar von über 500 mbar im Kurbelgehäuse (1), einzustellen, um die Druckdifferenz zwischen dem Kurbelgehäuse (1) und dem Brennraum (4) zu reduzieren, was in der Folge zweckmäßig zu einem verringerten Reverse-Blow-By und somit zu einer verringerten Anzahl an emittierten Partikeln führt.

19. Verbrennungskraftmaschine, vorzugweise ein Gasmotor oder ein anderer Verbrennungsmotor mit ottomotorischem Brennverfahren, mit einer Vorrichtung (V) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

20. Kraftfahrzeug, vorzugsweise Nutzfahrzeug, mit einer Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 19.

21. Betriebsverfahren für eine Vorrichtung (V) mit zumindest einem Brennraum (4), einem Kurbelgehäuse (1) und zumindest einem mit dem Kurbelgehäuse (1) in Verbindung stehenden Ölabscheider (16), vorzugsweise für eine und/oder ausgeführt mit einer Vorrichtung (V) nach einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei mittels zumindest einer Druckeinstelleinrichtung (17) ein Unterdruck in dem Kurbelgehäuse (1) eingestellt wird, um zweckmäßig die Druckdifferenz zwischen dem Kurbelgehäuse (1) und dem Brennraum (4) zu reduzieren.

Zeichnung