BRENNKRAFTMASCHINE MIT MEHRSTUFIGER SAUGSTRAHLPUMPE

Beschreibung

[0001] Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine mehrstufige Saugstrahlpumpe zum Absaugen von Blow- By- Gasen aus Verbrennungsmotoren.

[0002] Um den Unterdruck im Motor abzusenken oder den durch einen Ölabscheider verursachten Druckanstieg auszugleichen sind aktive Pumpen für Verbrennungsmotoren im Einsatz, die beispielsweise über Vakuumpumpen oder Flügelradpumpen Blow- By-Gase aktiv absaugen.

[0003] Der Nachteil von Saugstrahlpumpen ist der verhältnismäßig schlechte Wirkungsgrad. Diese Pumpen nutzen nur einen kleinen Teil der Energie aus, die in Form von Druckluft aus dem aufgeladenen Bereich hinter Turbolader zugeführt wird.

[0004] DE 10 2013 203 942 A1 beschreibt eine Saugstrahlpumpe mit einer Treibmittelleitung, einer Treibstrahldüse, einem Ansaugbereich, einem Mischrohr und einem Diffusor, wobei die Treibstrahldüse und das Mischrohr zueinander geradlinig ausgerichtet sind. In Strömungsrichtung gesehen weist der Diffusor einen vom Verlauf des Mischrohres abweichenden Verlauf auf.

[0005] In DE 20 2006 001 287 U1 ist als Pumpe eine Saugstrahlpumpe vorgesehen, die in Kombination mit einem Druckregelventil den Unterdruck für die Entlüftung einer Brennkraftmaschine regelt.
Als Verbesserung der Funktion ist für eine Kraftstoffpumpe in DE 44 00 958 C1 eine mehrstufige Saugstrahlpumpe aufgeführt. Durch die Mehrstufigkeit (2-stufig, 3-stufig, 4-stufig,...) der Saugstrahlpumpe kann der Wirkungsgrad der Pumpe deutlich erhöht werden. Hier wird eine Flüssigkeit gefördert.

[0006] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wie nach Anspruch 1 definiert besteht darin, den Unterdruck im Motor abzusenken oder den durch einen Ölabscheider verursachten Druckanstieg auszugleichen.
Die vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß in einer ersten Ausführungsform gelöst durch eine Saugstrahlpumpe 7 für die Entlüftung einer Brennkraftmaschine mit einem Turbolader 3 zwischen einem Luftfilter 1 und einem Kurbelgehäuse 4, die dadurch gekennzeichnet ist, dass eine Ladeluftstrecke 5 einen Abzweig zu einer wenigstens zweistufigen Saugstrahlpumpe 7 aufweist, wobei der Eingang der Saugstrahlpumpe 7 über die Motorentlüftung 6 mit dem Kurbelgehäuse 4 und der Auslass der Saugstrahlpumpe 7 zur Blow-By-Gas-Rückführung 9 mit der Ansaugstrecke 2 zwischen Luftfilter 1 und dem Turbolader 3 verbunden ist, wobei die Entlüftungsanordnung wenigstens ein Bypassventil und/ oder ein Rückschlagventil (8) in Strömungsrichtung parallel zur Saugstrahlpumpe (7) und zwischen dem Kurbelgehäuse (4) und der Ansaugstrecke (2) aufweist.

[0007] Mehrstufige Saugstrahlpumpen 7 sind für den vorliegenden Zweck besonders geeignet, da hier die Abwesenheit von beweglichen Teilen eine verschleißfreie Pumpe 7 erwarten lässt.

[0008] Die mehrstufige Pumpe 7 wirkt, indem ein Treibstrahl (z.B. Druckluft aus dem aufgeladenen Saugrohr) durch eine kleine Düse gedrückt wird und der Strahl an seinem Umfang Gas mitreißt. Nach der ersten Stufe wird der durch die Zuluft erhöhte Volumenstrom anschließend durch eine zweite größere und eine dritte noch größere Düse durchströmt, wobei wiederum ein Gasanteil mitgezogen wird.

[0009] An jeder Düse nimmt der Treibstrahl einen Anteil des zu fördernden Gases (Blow-By-Gas) mit. Durch die Mehrstufigkeit wird der geförderte Volumenstrom deutlich größer (Faktor 2, 3 oder mehr) als bei einer einstufigen Saugstrahlpumpe. Je mehr, desto besser.

[0010] Durch diesen verbesserten Wirkungsgrad kann der geförderte Volumenstrom wie auch der durch den Treibstrahl erzeugte Druckanstieg verbessert werden.

[0011] Ein grundsätzlicher Nachteil der Saugstrahlpumpe 7 ist, dass diese bei Zwangsdurchförderung auch einen Druckverlust erzeugt. Durch die Mehrstufigkeit entsteht eine scharf eingestellte Pumpe 7, die für den Fall dass der Verbrennungsmotor im nicht aufgeladenen Betrieb arbeitet keinen Treibstrahl hat.

[0012] In diesem Fall müsste das Blow-By-Gas durch die kleinen Düsen gedrückt werden und erzeugt dabei einen Druckverlust, der nicht erwünscht ist. Dieser Druckverlust ist bei einer optimal ausgelegten mehrstufigen Saugstrahlpumpe 7 nicht unerheblich (je nach Volumenstrom 5 bis 100 mbar). Da dieser Nachteil den Nutzen der Saugstrahlpumpe 7 unter Umständen übersteigt, ist erfindungsgemäß für diese Anwendung wenigstens ein Bypassventil 8 und/ oder ein Rückschlagventil 8 vorgesehen, welches in dem Fall, dass die Saugstrahlpumpe 7 keinen Treibstrahl aufbringt, das Blow-By-Gas an der Pumpe 7 vorbei leitet und damit den Druckverlust für diesen Fall minimiert.

[0013] In der Figur 1 wird eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Ausgehend von einem Luftfilter 1 wird das Blow-By-Gas über den Turbolader 3 und die Ladeluftstrecke 5 dem Kurbelgehäuse 4 zugeführt. Die Ladeluftstrecke 5 weist einen Abzweig auf, der in eine mehrstufige Saugstrahlpumpe 7 mündet. Die Motorentlüftung 6 stellt eine weitere Verbindung zwischen dem Kurbelgehäuse 4 und der Saugstrahlpumpe 7 dar. Ein weiterer Abzweig der Motorentlüftung 6 führt in der hier besonders bevorzugten Ausführungsform zu einem Bypassventil 8 und/ oder einem Rückschlagventil 8, das den Gasstrom bei geringem oder nicht vorhandenem Treibstrahl in der Saugstrahlpumpe 7 über die Blow-By-Gasrückführung 9 zur Ansaugstrecke 2 zwischen dem Luftfilter 1 und dem Turbolader 3 zurückführt.

[0014] Wenn der Motor im Turbobetrieb arbeitet, ist durch den höheren Druck in Strömungsrichtung hinter der Saugstrahlpumpe 7 das Ventil 8 geschlossen. Arbeitet der Motor im nicht aufgeladenen Betrieb, so kann das Blow-By-Gas ohne Druckverlust an der Pumpe 7 vorbeiströmen.

[0015] Damit wird durch Kombination der Saugstrahlpumpe 7 mit dem Bypassventil 8 und/ oder dem Rückschlagventil 8 dieser Betriebszustand optimiert.

[0016] In der Fig. 2 wird eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, bei der die Strahlpumpe 7 in eine Zylinderkopfhaube eingefügt ist.

[0017] Die Pumpe 7 wird vorzugsweise aus Kunststoff, beispielsweise Polyamid hergestellt. Dabei können Teile der Pumpe auch in der Zylinderkopfhaube 10 abgebildet sein.

[0018] In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Saugstrahlpumpe 7 auch in eine Zylinderkopfhaube 10 integriert sein.

[0019] Alternativ hierzu können auch das komplette Bauteil als Modul aus Saugstrahlpumpe 7 mit dem Bypassventil 8 und/ oder dem Rückschlagventil 8 mit Schlauchanschlüssen hergestellt werden.

Ansprüche

1. Brennkraftmaschine mit einem Turbolader (3) zwischen einem Luftfilter (1) und einem Kurbelgehäuse (4) und einer Entlüftungsanordnung umfassend eine Saugstrahlpumpe (7), dadurch gekennzeichnet, dass die Entlüftungsanordnung eine Ladeluftstrecke (5), welche sich zwischen Turbolader (3) und Kurbelgehäuse (4) erstreckt, mit einem Abzweig zu einer wenigstens zweistufigen Saugstrahlpumpe (7) aufweist, wobei der Eingang der Saugstrahlpumpe (7) über die Motorentlüftung (6) mit dem Kurbelgehäuse (4) verbunden und der Auslass der Saugstrahlpumpe (7) zur Blow-By-Gas Rückführung (9) mit der Ansaugstrecke (2), welche sich zwischen Luftfilter (1) und Turbolader (3) erstreckt, verbunden ist, wobei die Entlüftungsanordnung wenigstens ein Bypassventil und/ oder ein Rückschlagventil (8) in Strömungsrichtung parallel zur Saugstrahlpumpe (7) und zwischen dem Kurbelgehäuse (4) und der Ansaugstrecke (2) aufweist.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Saugstrahlpumpe (7) ein Treibstrahl durch eine kleine Düse gedrückt wird und der Strahl an seinem Umfang Gas mitreißt und der durch Zuluft erhöhte Volumenstrom nach der ersten Stufe anschließend eine zweite größere und eine dritte noch größere Düse durchströmt, wobei wiederum ein Gasanteil mitgezogen wird.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugstrahlpumpe (7) in eine Zylinderkopfhaube (10) integriert ist.

4. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugstrahlpumpe (7) aus Kunststoff, insbesondere Polyamid besteht.

Claims

1. An internal combustion engine with a turbocharger (3) between an air filter (1) and a crankcase (4) and a venting assembly comprising a jet suction pump (7), characterized in that said venting assembly has a charge air duct (5) extending between the turbocharger (3) and the crankcase (4), having a branch to an at least two-stage jet suction pump (7), wherein the inlet of said jet suction pump (7) is connected with the crankcase (4) through the engine ventilation (6), and the outlet of said jet suction pump (7) is connected with the suction duct (2) extending between the air filter (1) and the turbocharger (3), for recirculating blow-by gas (9), wherein the venting assembly has at least one bypass valve and/or one check valve (8) in the direction of flow parallel to said jet suction pump (7) and between said crankcase (4) and said suction duct (2).

2. The internal combustion engine according to claim 1, characterized in that a propulsion jet is pressed through a small nozzle in said jet suction pump (7), so that the jet entrains gas at its circumference, and after the first stage, the volume flow increased by the supply air is subsequently flowed through a second, larger, nozzle and a third, even larger, nozzle, wherein a proportion of gas is again entrained.

3. The internal combustion engine according to claim 1 or 2, characterized in that said jet suction pump (7) is integrated in a cylinder head cover (10).

4. The internal combustion engine according to any of claims 1 to 3, characterized in that said jet suction pump (7) is made of plastic, especially polyamide.

Revendications

1. Moteur à combustion interne avec un turbocompresseur (3) entre un filtre à air (1) et un carter (4), et un assemblage de ventilation comprenant une pompe à jet aspirant (7), caractérisé en ce que ledit assemblage de ventilation présente un conduit d'air de charge (5) s'étendant entre le turbocompresseur (3) et le carter (4), avec un conduit de dérivation aboutissant à une pompe à jet aspirant (7) en au moins deux étapes, l'entrée de la pompe à jet aspirant (7) étant liée avec le carter (4) par l'intermédiaire de la ventilation de moteur (6), et la sortie de la pompe à jet aspirant (7) étant liée avec le conduit d'aspiration (2), qui s'étende entre le filtre à air (1) et le turbocompresseur (3), pour la recirculation du gaz blow-by (9), dans lequel ledit assemblage de ventilation présente au moins une soupape de dérivation et/ou un clapet anti-retour (8) dans la direction du flux en parallèle avec la pompe à jet aspirant (7) et entre le carter (4) et le conduit d'aspiration (2).

2. Moteur à combustion interne selon la revendication 1, caractérisé en ce que, dans la pompe à jet aspirant (7), un jet de propulsion est pressé à travers une petite buse, et le jet entraine du gaz sur sa circonférence, et le débit augmenté par l'air entrant circule, après la première étape, à travers une deuxième, plus grande buse et une troisième, encore plus grande buse, dans lequel une fraction du gaz est entrainée de nouveau.

3. Moteur à combustion interne selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite pompe à jet aspirant (7) est intégrée dans un capot de culasse (10).

4. Moteur à combustion interne selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite pompe à jet aspirant (7) consiste en une matière plastique, notamment le polyamide.

Zeichnung