УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ДЕАЭРАЦИИ КАРТЕРА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
DEVICE AND METHOD OF CRANKCASE DEACTIVATION OF INTERNAL COMBUSTION ENGINE

Изобретение касается устройства для деаэрации картера двигателя внутреннего сгорания согласно ограничительной части п.1 формулы изобретения, способа деаэрации картера двигателя внутреннего сгорания согласно ограничительной части п.14 формулы изобретения, а также транспортного средства, в частности автомобиля промышленного назначения, имеющего это устройство, и/или для выполнения способа по п.15 формулы изобретения.
Известно, что на двигателе внутреннего сгорания предусматривается деаэрация картера, посредством которой во время эксплуатации двигателя внутреннего сгорания газы, втекающие в кривошипную камеру двигателя внутреннего сгорания, в частности просачивающиеся газы, снова выводятся из кривошипной камеры и вводятся во всасывающий тракт двигателя внутреннего сгорания. Это, например, противодействует коррозии картера двигателя внутреннего сгорания и загрязнению масла масляной ванны, скопившегося в масляной ванне двигателя внутреннего сгорания, втекающими в кривошипную камеру газами. При этом нагнетание газов из кривошипной камеры осуществляется обычно посредством действующего во всасывающем тракте пониженного давления.
Кроме того, известно также исполнение деаэрации картера с помощью нескольких деаэрационных каналов, при этом газовпускные отверстия этих нескольких деаэрационных каналов, входящие в кривошипную камеру двигателя внутреннего сгорания, расположены таким образом, что, независимо от наклона или, соответственно, ориентации двигателя внутреннего сгорания, всегда по меньшей мере один деаэрационный канал не погружается своим газовпускным отверстием в масло масляной ванны. Тем самым гарантируется, что кривошипная камера или, соответственно, камера картера вентилируется даже при экстремальных наклонах в сторону или при движениях на подъем и на спуск транспортного средства, имеющего двигатель внутреннего сгорания.
Например, из DE 102 38 422 A1 известна деаэрация картера, при которой на обращенной к коробке передач транспортного средства стороне сцепления картера и на противоположной этой стороне сцепления концевой стороне картера расположено по одному вдающемуся в кривошипную камеру картера деаэрационному трубопроводу для деаэрации картера. Благодаря этому расположению деаэрационных трубопроводов гарантируется, что при движениях на подъем и на спуск транспортного средства, имеющего двигатель внутреннего сгорания, по меньшей мере один деаэрационный трубопровод своим газовпускным отверстием всегда будет лежать над зеркалом масла, скопившегося в масляной ванне двигателя внутреннего сгорания. Тем самым достигается надежная деаэрация картера даже при движениях на подъем и на спуск.
Однако при такой деаэрации проблематично, когда деаэрационный трубопровод своим газовпускным отверстием погружается в масло масляной ванны, и тогда большое количество масла масляной ванны нагнетается по деаэрационному трубопроводу во всасывающий тракт двигателя внутреннего сгорания. В неблагоприятном случае это может приводить к тяжелым повреждениям двигателя.
Поэтому задачей изобретения является предоставить устройство и способ деаэрации картера двигателя внутреннего сгорания для транспортного средства, в частности для автомобиля промышленного назначения, посредством которых надежно гарантируется функция деаэрации картера и одновременно предотвращается ввод масла во всасывающий тракт двигателя внутреннего сгорания.
Эта задача решается с помощью признаков независимых пунктов формулы изобретения. Предпочтительные усовершенствования раскрыты в зависимых пунктах формулы изобретения.
По п.1 формулы изобретения предлагается устройство для деаэрации картера двигателя внутреннего сгорания для транспортного средства, в частности для автомобиля промышленного назначения, с помощью нескольких деаэрационных каналов, посредством которых газы, втекающие в камеру картера, снова выводятся из камеры картера, предпочтительно выходя из камеры картера, направляются во всасывающий тракт двигателя внутреннего сгорания, при этом входящие в камеру картера газовпускные отверстия этих нескольких деаэрационных каналов расположены таким образом, что в первом наклонном положении двигателя внутреннего сгорания первый деаэрационный канал своим газовпускным отверстием не погружается в масло масляной ванны, скопившееся в масляной ванне двигателя внутреннего сгорания, а второй деаэрационный канал своим газовпускным отверстием погружается в масло масляной ванны, при этом в отличающемся от первого наклонного положения втором определенном наклонном положении двигателя внутреннего сгорания первый деаэрационный канал своим газовпускным отверстием погружается в масло масляной ванны, а второй деаэрационный канал своим газовпускным отверстием не погружается в масло масляной ванны. В соответствии с изобретением предусмотрено устройство управления, посредством которого, в частности для предотвращения ввода масла масляной ванны во всасывающий тракт, поток текучей среды через деаэрационные каналы, в зависимости от наклона двигателя внутреннего сгорания, в частности самопроизвольно или, соответственно, автоматически, может аэрогидродинамически перекрываться и открываться, причем это устройство управления в первом наклонном положении двигателя внутреннего сгорания открывает первый деаэрационный канал и перекрывает второй деаэрационный канал, и причем это устройство управления во втором наклонном положении двигателя внутреннего сгорания открывает второй деаэрационный канал и перекрывает первый деаэрационный канал.
Таким образом надежно гарантируется функция деаэрации картера, потому что как в первом, так и во втором наклонном положении двигателя внутреннего сгорания всегда один деаэрационный канал своим газовпускным отверстием не погружается в масло масляной ванны, и поток текучей среды через не погружающийся в масло масляной ванны деаэрационный канал открывается посредством устройства управления. Одновременно с помощью предлагаемого изобретением устройства предотвращается также ввод увеличенных количеств масла во всасывающий тракт двигателя внутреннего сгорания, потому что как в первом, так и во втором наклонном положении двигателя внутреннего сгорания поток текучей среды через деаэрационный канал, погружающийся в масло масляной ванны, перекрывается посредством устройства управления.
При этом термин «наклонное положение» должен здесь определенно пониматься в широком смысле. Так, первое или второе наклонное положение двигателя внутреннего сгорания может, например, представлять собой основное положение двигателя внутреннего сгорания, в котором транспортное средство, имеющее двигатель внутреннего сгорания, находится на прямой или, соответственно, горизонтальной плоскости. Но также первое или второе наклонное положение двигателя внутреннего сгорания может представлять собой положение двигателя внутреннего сгорания, в котором двигатель внутреннего сгорания расположена, будучи повернута или, соответственно, наклонена по сравнению с названным основным положением. Здесь существенно, что двигатель внутреннего сгорания в первом наклонном положении наклонен иначе или, соответственно, ориентирован иначе, чем во втором наклонном положении.
Кроме того, предлагаемое изобретением устройство не ограничено конструкцией, имеющей два входящих в кривошипную камеру деаэрационных канала. Конечно, могут быть также предусмотрены больше двух входящих в кривошипную камеру каналов для деаэрации картера.
При этом предпочтительно газы, втекающие в камеру картера, посредством деаэрационных каналов, выходя из камеры картера, направляются во всасывающий тракт двигателя внутреннего сгорания. Но альтернативно возможно было бы также, чтобы газы, втекающие в камеру картера, посредством деаэрационных каналов направлялись также непосредственно наружу или, соответственно, в окружающую среду устройства, так чтобы реализовывалась «открытая» деаэрация.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления предлагаемого изобретением устройства газовпускные отверстия указанных нескольких деаэрационных каналов расположены таким образом, что, независимо от наклона или, соответственно, ориентации двигателя внутреннего сгорания, всегда по меньшей мере один деаэрационный канал не погружается в масло масляной ванны. Таким образом особенно надежно гарантируется функция деаэрации картера.
Также предпочтительно, если смотреть в направлении течения текучей среды, предусмотреть выше по потоку от всасывающего тракта по меньшей мере один маслоотделительный элемент, посредством которого может выделяться масло из текучей среды, текущей по деаэрационным каналам во всасывающий тракт. Посредством такого маслоотделительного элемента предотвращается попадание масла по деаэрационным каналам во всасывающий тракт. Предпочтительно при этом предусмотрено, что устройство управления в первом наклонном положении двигателя внутреннего сгорания перекрывает течение текучей среды через второй деаэрационный канал к указанному по меньшей мере одному маслоотделительному элементу, а во втором наклонном положении двигателя внутреннего сгорания перекрывает течение текучей среды через первый деаэрационный канал к указанному по меньшей мере одному маслоотделительному элементу. Таким образом предотвращается подвод к маслоотделительному элементу столь большого количества масла, чтобы он был перегружен или, соответственно, масло не могло выделяться в достаточной мере.
В одном из предпочтительных конкретных вариантов осуществления устройство управления имеет первый перекрывной клапан для перекрывания и открывания первого деаэрационного канала и второй перекрывной клапан для перекрывания и открывания второго деаэрационного канала. Посредством таких перекрывных клапанов может просто и функционально надежно реализовыватясь предлагаемое изобретением перекрывание и открывание деаэрационных каналов. Но в принципе, могут быть, конечно, предусмотрены больше двух перекрывных клапанов для перекрывания и открывания деаэрационных каналов.
В принципе, первый и/или второй перекрывной клапан может быть расположен, например, если смотреть в направлении течения текучей среды, ниже по потоку от указанного по меньшей мере одного маслоотделительного элемента. Однако предпочтительно, если первый и/или второй перекрывной клапан, если смотреть в направлении течения текучей среды, расположен выше по потоку от указанного по меньшей мере одного маслоотделительного элемента, чтобы противодействовать перегрузке указанного по меньшей мере одного маслоотделительного элемент, когда данный деаэрационный канал погружается своим газовпускным отверстием в масло масляной ванны.
Предпочтительно первый и/или второй перекрывной клапан размещены на головке блока цилиндров, в частности крышке головки блока цилиндров, двигателя внутреннего сгорания, для реализации простой и удобной в техобслуживании конструкции. Но альтернативно и/или дополнительно первый и/или второй перекрывной клапан может быть также размещен на картере двигателя внутреннего сгорания, для обеспечения втекания наименьшего возможного количества масла в данный деаэрационный канал, когда он погружается в масло масляной ванны. Это имеет, в том числе, то преимущество, что в масляной ванне поддерживается более высокий уровень масла и оказывается противодействие «расположению выше уровня масла» всасывающего отверстия масляного насоса двигателя внутреннего сгорания.
Также предпочтительно первый перекрывной клапан расположен в определенной близкой области в области газовпускного отверстия первого деаэрационного канала. Это эффективно противодействует втеканию масла масляной ванны в первый деаэрационный канал. Но альтернативно и/или дополнительно также второй перекрывной клапан может быть расположен в определенной близкой области в области газовпускного отверстия второго деаэрационного канала.
В другом предпочтительном варианте осуществления первый перекрывной клапан и по меньшей мере один маслоотделительный элемент образуют конструктивный узел или, соответственно, монтажный узел. Тем самым заметно упрощается монтаж первого перекрывного клапана и указанного по меньшей мере одного маслоотделительного элемента. Но альтернативно и/или дополнительно может быть также предусмотрено, чтобы второй перекрывной клапан и по меньшей мере маслоотделительный элемент образовывали конструктивный узел. Кроме того, альтернативно и/или дополнительно может быть также предусмотрено, чтобы первый перкрывной клапан, второй перекрывной клапан и по меньшей мере один маслоотделительный элемент образовывали конструктивный узел, для дальнейшего упрощения монтажа и реализации особенно компактной конструкции. При этом первый или, соответственно, второй перекрывной клапан может быть расположен, например, в области входа масла или в области выхода масла этого конструктивного узла.
Предпочтительно устройство управления имеет устройство регистрации наклона, посредством которого может регистрироваться текущий наклон или, соответственно, ориентация двигателя внутреннего сгорания, при этом первый и/или второй перекрывной клапан посредством прибора управления устройства управления, в зависимости от зарегистрированного текущего наклона двигателя внутреннего сгорания, могут самопроизвольно или, соответственно, автоматически активироваться или, соответственно, приводиться в действие для перекрывания или открывания соответствующего деаэрационного канала. Таким образом поток текучей среды через деаэрационные каналы может надежно и просто аэрогидродинамически перекрываться и открываться, в зависимости от текущего наклона двигателя внутреннего сгорания.
Предпочтительно устройство регистрации наклона образовано по меньшей мере одним сенсором количества масла, посредством которого может измеряться количество масла, текущее через первый и/или второй деаэрационный канал. Посредством такого сенсора количества масла может с достаточной точностью оцениваться текущий наклон двигателя внутреннего сгорания, так как в том случае, когда деаэрационный канал погружается в масло масляной ванны, через данный деаэрационный канал нагнетается заметно большее количество масла, чем в том случае, когда данный деаэрационный канал не погружается в масло масляной ванны. К тому же посредством такого сенсора количества масла может также, независимо от погружения соответствующего деаэрационного канала в масло масляной ванны, регистрироваться, течет ли через данный деаэрационный канал слишком большое количество масла. Таким образом, посредством сенсора количества масла особенно надежно предотвращается ввод слишком большого количества масла во всасывающий тракт. При этом текущее через деаэрационный канал количество масла может, например, определяться по плотности текучей среды, текущей через деаэрационный канал, или по доле масла в текучей среде, текущей через деаэрационный канал.
Альтернативно и/или дополнительно к сенсору количества масла, устройство регистрации наклона может также представлять собой сенсор уровня масла, посредством которого может измеряться уровень масла масляной ванны, скопившегося в масляной ванне. По уровню масла масляной ванны, скопившегося в масляной ванне, может также надежно оцениваться текущий наклон или, соответственно, ориентация двигателя внутреннего сгорания. Кроме того, альтернативно и/или дополнительно устройство регистрации наклона может также представлять собой сенсор наклона, посредством которого может измеряться наклон или, соответственно, ориентация двигателя внутреннего сгорания. Такой сенсор наклона может, например, представлять собой сенсор ускорения.
Альтернативно и/или дополнительно к активированию первого и/или второго перекрывного клапана посредством прибора управления первый и/или второй перекрывной клапан может также представлять собой поплавковый клапан, для исполнения особенно быстро реагирующего первого или, соответственно, второго перекрывного клапана. При этом предпочтительно предусмотрено, что поплавок поплавкового клапана выполнен в виде уплотнительного элемента, который для перекрывания потока текучей среды через данный деаэрационный канал может прижиматься к ответному уплотнительному седлу, а для открывания потока текучей среды через данный деаэрационный канал открывает определенное проточное поперечное сечение. Так поплавковый клапан может реализовываться просто и функционально надежно.
Предпочтительно поплавковый клапан имеет по меньшей мере один натяжной элемент, в частности пружинный элемент, который предварительно нагружает расположенный в своем закрытом положении поплавок в его открытое положение. Посредством такого натяжного элемента надежно гарантируется, что поплавковый клапан всегда будет открываться и закрываться желаемым образом. В частности, посредством натяжного элемента может предотвращаться закрытие поплавкового клапана уже при более высоких пропускаемых количествах газа. Также предпочтительно поплавковый клапан расположен в полке по существу U-образного участка деаэрационного канала, основание которого имеет со стороны донной стенки по меньшей мере одно маслосливное отверстие для отвода масла, скопившегося в основании и/или в полках U-образного участка. Тем самым реализуется простая и функционально надежная конструкция. К тому же лабиринтообразный U-образный участок деаэрационного канала действует как грубый отделитель масла, текущего через деаэрационный канал.
W
Альтернативно и/или дополнительно к исполнению в виде поплавкового клапана первый и/или второй перекрывной клапан может также иметь уплотнение, имеющее определенный контур обтекания, которое для перекрывания потока текучей среды через данный деаэрационный канал прижимается потоком текучей среды к ответному уплотнительному седлу, а для открывания потока текучей среды через данный деаэрационный канал открывает определенное проточное поперечное сечение. Так тоже может выполняться особенно быстро реагирующий и надежный первый или, соответственно, второй перекрывной клапан. При этом уплотнение может, например, прижиматься текущей через деаэрационный канал текучей средой к ответному уплотнительному седлу тогда, когда текущее через деаэрационный канал количество масла превышает определенное предельное значение количества масла. Если текущее через деаэрационный канал количество масла снова опускается ниже определенного предельного значения количества масла, то уплотнительный элемент может снова открывать определенное проточное поперечное сечение. Открывание и перекрывание деаэрационного канала зависит здесь, таким образом, от импульса или, соответственно, от динамического давления, которое действует на уплотнение со стороны потока текучей среды. Это давление увеличивается с возрастающей скоростью течения и возрастающей плотностью потока текучей среды. При этом предпочтительно предельное значение количества масла является определенным отношением газа и масла. Предпочтительно, кроме того, предусмотрено, что уплотнительный элемент выполнен шарообразным и/или плоским и/или имеет определенное значение потокового сопротивления или, соответственно, значение c.
Также предпочтительно предусмотрен по меньшей мере один натяжной элемент, в частности пружинный элемент, который оттягивает расположенное в своем закрытом положении уплотнение в его открытое положение, чтобы всегда желаемым образом посредством уплотнения можно было открывать и перекрывать данный деаэрационный канал. Также предпочтительно уплотнение, если смотреть в направлении течения текучей среды, расположено непосредственно выше по потоку от по меньшей мере одного активного или, соответственно, приводного маслоотделительного элемента, в частности центрифуги или тарельчатого сепаратора.
Альтернативно или дополнительно к уплотнению первый и/или второй перекрывной клапан может также иметь установленный с возможностью вращения вокруг некоторой оси вращения относительно соответствующего деаэрационного канала перекрывной элемент, который в первом положении вращения открывает данный деаэрационный канал, а во втором положении вращения перекрывает данный деаэрационный канал, при этом перекрывной элемент через по меньшей мере один рычажный элемент соединен с имеющим определенную массу противовесным элементом таким образом, что перекрывной элемент, независимо от наклона двигателя внутреннего сгорания вокруг оси наклона, проходящей в направлении оси вращения, всегда имеет одну и ту же ориентацию относительно горизонтали. Посредством выполненного таким образом перекрывного клапана предлагаемое изобретением может реализовываться надежное и быстро реагирующее перекрывание и открывание соответствующего деаэрационного канала. Предпочтительно при этом предусмотрено, что указанный по меньшей мере один перекрывной клапан представляет собой дроссельную заслонку и/или вращающийся золотник.
Для решения вышеназванной задачи предметом заявки является также способ деаэрации картера двигателя внутреннего сгорания для транспортного средства, в частности для автомобиля промышленного назначения, с помощью нескольких деаэрационных каналов, посредством которых втекающие в камеру картера газы снова выводятся из камеры картера, предпочтительно выходя из камеры картера, направляются во всасывающий тракт двигателя внутреннего сгорания, при этом входящие в камеру картера газовпускные отверстия указанных нескольких деаэрационных каналов расположены таким образом, что в первом определенном наклонном положении двигателя внутреннего сгорания первый деаэрационный канал своим газовпускным отверстием не погружается в масло масляной ванны, скопившееся в масляной ванне двигателя внутреннего сгорания, при этом в отличающемся от первого наклонного положения втором определенном наклонном положении двигателя внутреннего сгорания первый деаэрационный канал своим газовпускным отверстием погружается в масло масляной ванны, а второй деаэрационный канал своим газовпускным отверстием не погружается в масло масляной ванны. В соответствии с изобретением предусмотрено устройство управления, посредством которого, в частности для предотвращения ввода масла масляной ванны во всасывающий тракт, поток текучей среды через деаэрационные каналы, в зависимости от наклона двигателя внутреннего сгорания, в частности самопроизвольно или, соответственно, автоматически, аэрогидродинамически перекрывается и открывается, причем это устройство управления в первом наклонном положении двигателя внутреннего сгорания открывает первый деаэрационный канал и перекрывает второй деаэрационный канал, и причем это устройство управления во втором наклонном положении двигателя внутреннего сгорания открывает второй деаэрационный канал и перекрывает первый деаэрационный канал.
Преимущества, получающиеся при осуществлении предлагаемого изобретением способа, идентичны уже оцененным преимуществам предлагаемого изобретением устройства и в этом месте не повторяются.
Кроме того, предметом заявки является также транспортное средство, в частности автомобиль промышленного назначения, имеющий предлагаемое изобретением устройство, и/или для выполнения предлагаемого изобретением способа. Получающиеся при этом преимущества идентичны уже оцененным преимуществам предлагаемого изобретением устройства и здесь тоже не повторяются. При этом предпочтительно транспортное средство представляет собой транспортное средство, подвергающееся действию повышенного продольного и/или поперечного ускорения, так как предлагаемое изобретением устройство или, соответственно, предлагаемый изобретением способ здесь особенно эффективен. Такое транспортное средство может, например, представлять собой внедорожное транспортное средство или судно.
Поясненные выше и/или воспроизведенные в зависимых пунктах формулы изобретения предпочтительные варианты осуществления и усовершенствования изобретения, кроме, например, случаев однозначной зависимости или несогласуемых альтернатив, могут находить применение по отдельности или же в любой комбинации друг с другом.
Изобретение и его предпочтительные варианты осуществления и/или усовершенствования, а также их преимущества только в качестве примера поясняются подробнее ниже с помощью чертежей.
Показано:
фиг. 1: схематичное изображение, из которого явствует конструкция первого варианта осуществления предлагаемого изобретением устройства;
фиг. 2-11: изображения в соответствии с фиг.1, из которых явствуют конструкции других вариантов осуществления предлагаемого изобретением устройства;
фиг. 12: схема соединений, из которой явствует конструкция первого варианта осуществления устройства управления предлагаемого изобретением устройства;
фиг. 13 и 14: схематичное изображение, из которого явствует конструкция второго варианта осуществления устройства управления;
фиг. 15 и 16: схематичное изображение, из которого явствует конструкция третьего варианта осуществления устройства управления; и
фиг. 17 и 18: схематичные изображения, из которых явствует конструкция четвертого варианта осуществления устройства управления.
На фиг. 1 показан первый вариант осуществления предлагаемого изобретением устройства 1. Устройство 1 имеет здесь в качестве примера двигатель 3 внутреннего сгорания, выполненный в виде рядного двигателя, который включает в себя масляную ванну 5, картер 7, головку 9 блока цилиндров и крышку 11 головки блока цилиндров. Кроме того, устройство 1 имеет несколько, здесь в качестве примера три, деаэрационных канала или, соответственно, деаэрационных трубопровода 13, 15, 17, посредством которых втекающие в кривошипную камеру 19 картера 7 газы, в частности просачивающиеся газы, могут направляться в обозначенный штриховыми линиями всасывающий тракт 21 двигателя 3 внутреннего сгорания. Альтернативно вводу во всасывающий тракт 21, втекающие в кривошипную камеру 19 газы могут также направляться непосредственно наружу или, соответственно, в окружающую среду двигателя 3 внутреннего сгорания, когда эти газы перед их вводом наружу еще очищаются или, соответственно, фильтруются с помощью надлежащего очистительного устройства.
Деаэрационные каналы 13, 15 образованы здесь в качестве примера трубопроводами, которые соединены каждый одной концевой областью с картером 7, а другой своей концевой областью с областью 27 объединения с деаэрационным каналом 17, выполненным здесь тоже в виде трубопровода. При этом газовпускные отверстия 29 деаэрационных каналов 13, 15, если смотреть в поперечном направлении y двигателя внутреннего сгорания, расположены здесь друг напротив друга по бокам снаружи на картере 7. При этом расположении достигается, что при любом обыкновенном наклоне двигателя 3 внутреннего сгорания вокруг продольной оси, образованной продольным направлением x (фиг.7) двигателя внутреннего сгорания, всегда по меньшей мере одно газовпускное отверстие 29 не погружается в масло масляной ванны, скопившееся в масляной ванне 5.
Кроме того, газовпускные отверстия 29 деаэрационных каналов 13, 15 расположены здесь также таким образом, что в определенных первых наклонных положениях двигателя внутреннего сгорания деаэрационный канал 13 своим газовпускным отверстием 29 не погружается в масло масляной ванны, скопившееся в масляной ванне 5, а деаэрационный канал 15 своим газовпускным отверстием 29 погружается в масло масляной ванны, скопившееся в масляной ванне 5. Однако в определенных вторых наклонных положениях двигателя 3 внутреннего сгорания деаэрационный канал 13 своим газовпускным отверстием 29 погружается в масло масляной ванны, в то время как при этом деаэрационный канал 15 своим газовпускным отверстием 29 не погружается тогда в масло масляной ванны.
Как явствует также из фиг. 1, здесь на деаэрационном канале 13 размещен перекрывной клапан 31, а на деаэрационном канале 15 перекрывной клапан 33. Посредством перекрывных клапанов 31, 33 может перекрываться и открываться поток текучей среды через данный деаэрационный канал 13, 15. Кроме того, здесь на деаэрационном канале 17 размещен маслоотделительный элемент 35, посредством которого масло или, соответственно, моторное масло может выделяться из текучей среды, текущей через деаэрационный канал 17. Затем выделенное масло снова вводится в масляную ванну 5. Кроме того, перекрывные клапаны 31, 33 и маслоотделительный элемент 35 образуют здесь конструктивный узел 36.
Приведение в действие перекрывных клапанов 31, 33 осуществляется здесь в зависимости от наклона двигателя 3 внутреннего сгорания. Конкретно здесь в уже упомянутых первых наклонных положениях двигателя 3 внутреннего сгорания, например, начиная с наклона 20° двигателя внутреннего сгорания в первом направлении вокруг продольной оси, деаэрационный канал 13 посредством перекрывного клапана 31 открывается, а деаэрационный канал 15 посредством перекрывного клапана 33 перекрывается. Кроме того, в также упомянутых вторых наклонных положениях двигателя 3 внутреннего сгорания, например, начиная с наклона 20° двигателя внутреннего сгорания в противоположном первому направлению втором направлении вокруг продольной оси, деаэрационный канал 15 посредством перекрывного клапана 33 открывается, а деаэрационный канал 13 посредством перекрывного клапана 31 перекрывается. Таким образом надежно гарантируется, что масло масляной ванны не будет направляться или, соответственно, нагнетаться по погружающемуся в масло масляной ванны деаэрационному каналу 13, 15 во всасывающий тракт 21 двигателя 3 внутреннего сгорания. Примерные варианты осуществления перекрывных клапанов 31, 33 еще более детально будут поясняться позднее. Далее сначала подробнее поясняются другие варианты осуществления предлагаемого изобретением устройства. Однако основополагающий принцип действия этих устройств идентичен принципу действия уже поясненного первого варианта осуществления.
На фиг. 2 показан второй вариант осуществления устройства 1. В отличие от показанного на фиг.1 первого варианта осуществления, двигатель 3 внутреннего сгорания представляет собой здесь V-образный двигатель. При этом двигатель 3 внутреннего сгорания имеет здесь две головки 9 блока цилиндров и две крышки 11 головок блока цилиндров. Кроме того, деаэрационные каналы 13, 15 образованы здесь каждый проходящим вне двигателя 3 внутреннего сгорания канальным участком 37 и обозначенным штриховыми линиями, проходящим через двигатель 3 внутреннего сгорания канальным участком 39. При этом канальные участки 37 могут, например, представлять собой трубопроводы, которые присоединены к крышкам 11 головок блока цилиндров двигателя 3 внутреннего сгорания. Канальные участки 39 образованы выемками, которые здесь в качестве примера проходят через крышки 11 головок блока цилиндров и головки 9 блока цилиндров до кривошипной камеры 19.
Кроме того, здесь на каждом деаэрационном канале 13, 15, если смотреть в направлении течения текучей среды, размещен распложенный ниже по потоку от соответствующего перекрывного клапана 31, 33 маслоотделительный элемент 35, посредством которого может выделяться масло из текучей среды, текущей через данный деаэрационный канал 13, 15. Перекрывной клапан 31 и маслоотделительный элемент 35 деаэрационного канала 13 образуют здесь, кроме того, конструктивный узел 41. Также перекрывной клапан 33 и маслоотделительный элемент 35 деаэрационного канала 15 образуют здесь конструктивный узел 43. Кроме того, здесь также каждый деаэрационный канал 13, 15 впадает в не изображенный на фиг. 2 всасывающий тракт 21 двигателя 3 внутреннего сгорания.
На фиг. 3 показан третий вариант осуществления устройства 1. В отличие от показанного на фиг. 2 второго варианта осуществления, деаэрационные каналы 13, 15 объединены здесь в области 45 объединения в один деаэрационный канал или, соответственно, деаэрационный трубопровод 47, который в области 49 разветвления снова разделяется или, соответственно, разветвляется на три деаэрационных канала или, соответственно, деаэрационных трубопровода 51. На каждом деаэрационном канале 51 здесь, кроме того, размещен маслоотделительный элемент 35, посредством которого может выделяться масло из текучей среды, текущей через данный деаэрационный канал 51. Кроме того, здесь также каждый деаэрационный канал 51 впадает в не изображенный на фиг. 3 всасывающий тракт 21 двигателя 3 внутреннего сгорания.
На фиг. 4 показан четвертый вариант осуществления устройства 1. В отличие от показанного на фиг. 1 первого варианта осуществления, здесь дополнительно предусмотрен деаэрационный канал 53, который газовпускным отверстием 55 впадает в кривошипную камеру 19 картера 7 и в области 27 объединения объединен с деаэрационными каналами 13, 15 в деаэрационный канал 17. Деаэрационный канал 53 образован здесь проходящим вне двигателя 3 внутреннего сгорания канальным участком 58 и обозначенным штриховыми линиями, проходящим через двигатель 3 внутреннего сгорания канальным участком 59. При этом на канальном участке 50 здесь размещен перекрывной клапан 60, посредством которого может перекрываться и открываться поток текучей среды через деаэрационный канал 53. Перекрывной клапан 60 является здесь, кроме того, составной частью конструктивного узла 36.
На фиг. 5 показан пятый вариант осуществления устройства 1. В отличие от показанного на фиг. 1 первого варианта осуществления, маслоотделительный элемент 35 и перекрывные клапаны 31, 33 не образуют здесь конструктивного узла 36. Кроме того, перекрывной клапан 33 размещен здесь на картере 7 двигателя 3 внутреннего сгорания. Перекрывной клапан 31 размещен здесь на крышке 11 головки блока цилиндров двигателя 3 внутреннего сгорания. При этом деаэрационный канал 13 имеет проходящий вне двигателя 3 внутреннего сгорания канальный участок 63 и обозначенный штриховыми линиями, проходящий через двигатель 3 внутреннего сгорания канальный участок 65. При этом канальный участок 63 представляет собой здесь трубопровод, который впадает в крышку 11 головки блока цилиндров. Канальный участок 65 проходит здесь через крышку 11 головки блока цилиндров и через головку 9 блока цилиндров 9 до кривошипной камеры 19. Кроме того, два деаэрационных канала 13, 15 входят здесь также в маслоотделительный элемент 35 и объединяются в маслоотделительном элементе в деаэрационный канал 17.
На фиг. 6 показан шестой вариант осуществления устройства 1. В отличие от показанного на фиг. 2 второго варианта осуществления, перекрывной клапан 31 и маслоотделительный элемент 35 деаэрационного канала не образуют здесь конструктивного узла. Кроме того, перекрывной клапан 33 и маслоотделительный элемент 35 деаэрационного канала 15 также не образуют здесь конструктивного узла. Кроме того, перекрывные клапаны 31, 33 размещены здесь на соответствующей крышке 11 головки блока цилиндров.
На фиг. 7 показан седьмой вариант осуществления устройства 1. Двигатель 3 внутреннего сгорания выполнен здесь в виде четырехцилиндрового рядного двигателя. Устройство 1 имеет здесь несколько, здесь в качестве примера четыре, деаэрационных канала 67, имеющих по расположенному вне двигателя 3 внутреннего сгорания канальному участку 69 и проходящему через двигатель 3 внутреннего сгорания канальному участку 71. При этом канальный участок 69 представляет собой здесь трубопровод, который впадает в крышку 11 головки блока цилиндров. Канальный участок 71 проходит здесь через крышку 11 головки блока цилиндров и через головку 9 блока цилиндров до кривошипной камеры 19.
Также газовпускные отверстия 73 деаэрационных каналов 67 расположены здесь, будучи равномерно распределены по кривошипной камере 19 в продольном направлении x двигателя внутреннего сгорания. Тем самым достигается, что при любом наклоне двигателя 3 внутреннего сгорания вокруг образованной поперечным направлением y двигателя внутреннего сгорания (фиг. 1) поперечной оси по меньшей мере одно из газовпускных отверстий 73 не погружается в масло масляной ванны, скопившееся в масляной ванне 5. Кроме того, здесь также на каждом деаэрационном канале 67 размещен перекрывной клапан 75, посредством которого может перекрываться и открываться поток текучей среды через данный деаэрационный канал 67.
Четыре деаэрационных канала 67 объединяются здесь, кроме того, в области 77 объединения в три деаэрационных канала или, соответственно, деаэрационных трубопровода 79. На каждом деаэрационном канале 79 здесь, кроме того, размещен маслоотделительный элемент 81 для выделения масла из текучей среды, текущей в соответствующем деаэрационном канале 79. Кроме того, деаэрационные каналы 79 входят здесь в не изображенный на фиг. 7 всасывающий тракт 21 двигателя 3 внутреннего сгорания.
На фиг. 8 показан восьмой вариант осуществления устройства 1. В отличие от показанного на фиг. 6 шестого варианта осуществления, перекрывные клапаны 31, 33 размещены здесь не на крышках 11 головок блока цилиндров двигателя 3 внутреннего сгорания, а, если смотреть в направлении течения текучей среды, расположены ниже по потоку от маслоотделительного элемента 35 соответствующего деаэрационного канала 13, 15. Кроме того, деаэрационные каналы 13, 15 в расположенной ниже по потоку от перекрывных клапанов 31, 33 области 82 объединения объединяются здесь в деаэрационный канал 83, который впадает во всасывающий тракт 21 двигателя 3 внутреннего сгорания.
На фиг. 9 показан девятый вариант осуществления устройства 1. В отличие от показанного на фиг. 7 седьмого варианта осуществления, здесь не предусмотрены четыре перекрывных клапана 75, которые размещены на крышке 11 головки блока цилиндров двигателя внутреннего сгорания. Вместо этого здесь на каждом деаэрационном канале 79 размещен перекрывной клапан 85.
На фиг. 10 показан десятый вариант осуществления устройства 1. В отличие от показанного на фиг. 9 девятого варианта осуществления устройства 1, перекрывной клапан 85 и маслоотделительный элемент 81 каждого деаэрационного канала 79 образуют здесь по конструктивному узлу 87. Кроме того, перекрывные клапаны 85 здесь, если смотреть в направлении течения текучей среды, расположены выше по потоку от каждого маслоотделительного элемента 81.
На фиг. 11 показан одиннадцатый вариант осуществления устройства 1. В отличие от показанного на фиг. 1 первого варианта осуществления устройства 1, перекрывные клапаны 31, 33 и маслоотделительный элемент 35 не образуют здесь конструктивного узла. Кроме того, перекрывные клапаны 31, 33 размещены здесь на картере 7 двигателя внутреннего сгорания 2.
На фиг. 12 показан первый вариант осуществления названных перекрывных клапанов 31, 33, 75, 85, причем в этой связи в качестве примера изображен перекрывной клапан 31.
Как явствует из фиг.12, здесь на деаэрационном канале 13 размещен сенсор 89 количества масла, посредством которого может измеряться количество масла, текущее через деаэрационный канал 13. При этом сенсор 89 количества масла, если смотреть в направлении течения текучей среды, расположен здесь выше по потоку от перекрывного клапана 31. Кроме того, сенсор 89 количества масла соединен по сигнальной технологии с прибором 91 управления, посредством которого перекрывной клапан 31 или, соответственно, приводное устройство 92 для приведения в действие перекрывного клапана 31 в зависимости от количества масла, зарегистрированного посредством сенсора 89 количества масла, активируется для перекрывания или открывания деаэрационного канала 13. Таким образом, здесь перекрывной клапан 31 приводится в действие принудительно.
При этом если количество масла, измеренное посредством сенсора 89 количества масла, превышает здесь определенное предельное значение количества масла, перекрывной клапан 31 активируется прибором 91 управления таким образом, что перекрывной клапан 31 перекрывает деаэрационный канал 13. Если количество масла, измеренное сенсором 89 количества масла, не достигает определенного предельного значения количества масла, перекрывной клапан 31 активируется прибором 91 управления таким образом, что перекрывной клапан 31 открывает деаэрационный канал 13.
На фиг. 13 и 14 показан второй вариант осуществления перекрывного клапана 31. Перекрывной клапан 31 представляет собой здесь поплавковый клапан, который расположен в лабиринтообразном, U-образном участке 93 деаэрационного канала 13. U-образный участок 93 имеет, если смотреть в направлении течения текучей среды, первую полку 95, основание 97 и вторую полку 99. Перекрывной клапан 31 расположен здесь в качестве примера во второй полке 99 U-образного участка 93.
Перекрывной клапан 31 имеет здесь выполненный в виде уплотнительного элемента поплавок 101, который для перекрывания потока текучей среды через деаэрационный канал 13 прижимается к ответному уплотнительному седлу 103, а для открывания потока текучей среды через деаэрационный канал 13 открывает определенное проточное поперечное сечение. Здесь на фиг. 13 поплавок 101 показан в своем закрытом положении, в котором он перекрывает поток текучей среды через деаэрационный канал 13. На фиг. 14 поплавок показан в своем открытом положении, в котором поплавок 101 открывает поток текучей среды через деаэрационный канал 13.
Кроме того, поплавок 101 здесь в качестве примера имеет также аэрогидродинамически оптимизированную область 104, поперечное сечение которой здесь в качестве примера увеличивается в направлении течения текучей среды. Причем эта аэрогидродинамически оптимизированная область 104 выполнена таким образом, что поплавок 101 для перекрывания потока текучей среды через деаэрационный канал 13 прижимается потоком текучей среды к уплотнительному седлу 103, а для открывания потока текучей среды через деаэрационный канал 13 открывает определенное проточное поперечное сечение.
Как явствует также из фиг. 13 и 14, перекрывной клапан 31 имеет здесь также пружинный элемент 105, который предварительно нагружает расположенный в своем закрытом положении поплавок 101 в его открытое положение. Кроме того, основание 97 U-образного участка 93 имеет здесь также в качестве примера со стороны донной стенки маслосливное отверстие 107 для отвода масла, скопившегося в основании 97 и в полках 95, 99 U-образного участка. Маслосливное отверстие 107 здесь в качестве примера расположено в одну линию со второй полкой 99 U-образного участка.
На фиг. 15 и 16 показан третий вариант осуществления перекрывного клапана 31, причем здесь в качестве примера изображен весь конструктивный узел 27 показанного на фиг. 1 первого варианта осуществления устройства 1. Перекрывные клапаны 31, 33 выполнены здесь в качестве примера конструктивно одинаково. Перекрывной клапан 31 имеет здесь уплотнение 109, имеющее определенный контур обтекания, которое для перекрывания потока текучей среды через деаэрационный канал 13 прижимается потоком текучей среды к ответному уплотнительному седлу 111, а для открывания потока текучей среды через деаэрационный канал 13 открывает определенное проточное поперечное сечение.
Причем здесь на фиг. 15 перекрывной клапан 31 показан в своем открытом положении, в котором перекрывной клапан 31 открывает поток текучей среды через деаэрационный канал 13. На фиг. 16 перекрывной клапан 31 показан в своем закрытом положении, в котором перекрывной клапан 31 перекрывает поток текучей среды через деаэрационный канал 13. Далее, уплотнение 109 здесь в качестве примера выполнено шарообразным. Кроме того, здесь также предусмотрен пружинный элемент 112, который предварительно нагружает расположенное в своем закрытом положении уплотнение 109 в его открытое положение. Кроме того, масслоотделительный элемент 35 здесь в качестве примера представляет собой активный маслоотделитель.
L
На фиг. 17 и 18 показан четвертый вариант осуществления перекрывного клапана 31. Перекрывной клапан 31 имеет здесь установленный с возможностью вращения относительно деаэрационного канала 13 вокруг образованной продольным направлением x двигателя внутреннего сгорания продольной оси A перекрывной элемент 115, который здесь в качестве примера представляет собой дроссельную заслонку. Перекрывной элемент 115 через рычажный элемент 117 соединен здесь с имеющим определенные размеры противовесным элементом 119 таким образом, что перекрывной элемент 115, независимо от наклона двигателя 3 внутреннего сгорания вокруг продольной оси, всегда имеет одну и ту же ориентацию относительно горизонтали.
Причем здесь на фиг. 17 перекрывной элемент 115 показан в первом положении вращения, в котором перекрывной элемент 115 открывает деаэрационный канал 13. На фиг. 18 перекрывной элемент 115 показан во втором положении вращения, в котором перекрывной элемент 115 перекрывает деаэрационный канал 13.
СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
1 Устройство
3. Двигатель внутреннего сгорания
5. Масляная ванна
7. Картер
9. Головка блока цилиндров
11. Крышка головки блока цилиндров
13. Деаэрационный канал
15. Деаэрационный канал
17. Деаэрационный канал
19. Кривошипная камера
20. Всасывающий тракт
23. Концевая область
25. Концевая область
27. Область объединения
29. Газовпускное отверстие
31. Перекрывной клапан
33. Перекрывной клапан
35. Маслоотделительный элемент
36. Конструктивный узел
37. Канальный участок
39. Канальный участок
41. Конструктивный узел
43. Конструктивный узел
45. Область объединения
47. Деаэрационный канал
49. Область разветвления
51. Деаэрационный канал
53. Деаэрационный канал
55. Газовпускная область
58. Канальный участок
59. Канальный участок
60. Перекрывной клапан
63. Канальный участок
65. Канальный участок
67. Деаэрационный канал
69. Канальный участок
71. Канальный участок
73. Газовпускное отверстие
75. Перекрывной клапан
77. Область соединения
79. Вентиляционный канал
81. Маслоотделительный элемент
82. Область объединения
83. Деаэрационный канал
87. Конструктивный узел
89. Сенсор количества масла
91. Прибор управления
92. Приводное устройство
93. U-образный участок
95. Полка U-образного участка
97. Основание U-образного участка
99. Полка U-образного участка
101. Поплавок
103. Уплотнительное седло
104. Аэрогидродинамически оптимизированная область
105. Пружинный элемент
107. Маслосливной элемент
109. Уплотнение
111. Уплотнительное седло
113. Пружинный элемент
115. Перекрывной элемент
117. Рычажный элемент
119. Противовесный элемент