Ölabscheidung neu definiert
Mit der neuen Generation ProVent² bietet MANN+HUMMEL smarte Lösungen für die Ölabscheidung aus Blowby-Gasen über alle Dieselmotorgrößen von 2,9-Liter bis 80-Liter Hubraum.
Grundlagen der Kurbelgehäuseentlüftung
Ein zunehmendes Bewusstsein hinsichtlich Umwelt- und Gesundheitsschutz führt zu immer strengeren Grenzwerten für Emissionen von Dieselmotoren wie sie bei Bau- und Landmaschinen sowie Bergbau- oder Marineanwendungen eingesetzt werden. Zur Gesamtemission des Motors können neben den Abgasen auch Emissionen aus dem Kurbelgehäuse erheblich beitragen. Ursache dafür ist ein Gasleckagestrom, auch Blowby genannt, der an den Kolbenringen, den Ventilschäften und den Lagern der Turbolader auftritt und sich aufgrund von Kondensation und Zerstäubung mit kleinen Öltröpfchen anreichert. Um ein unkontrolliertes Ausströmen aus dem Kurbelgehäuse zu vermeiden, muss dieser Gasstrom über die Kurbelgehäuseentlüftung abgeführt werden.
Wenn das Blowby direkt in die Umgebung geleitet wird, spricht man von einer offenen Entlüftung. Um Emissionen aus dem Kurbelgehäuse möglichst vollständig zu vermeiden, geht der Trend jedoch bei den modernen Motoren hin zu einer geschlossenen Kurbelgehäuseentlüftung, welche den Blowby-Strom zurück in die Ansaugstrecke des Motors führt. Mithilfe eines Abscheiders, welcher in diese Kurbelgehäuseentlüftung verbaut ist, werden die Öltröpfchen aus dem Blowby separiert und das Öl zurück in den Ölsumpf geleitet. Die Effizienz der Abscheidung erlangt in der geschlossenen Kurbelgehäuseentlüftung eine besondere Bedeutung, da Komponenten in der Ansaugstrecke wie zum Beispiel Turbolader, Ladeluftkühler und Einlassventile vor Verunreinigungen durch Öl aus dem Blowby geschützt werden müssen.
MANN+HUMMEL bietet nun mit seiner neuen ProVent² Baureihe eine besonders clevere Lösung. Dank des modularen Aufbaus sowie der zwei unterschiedlichen Gehäusekonzepte können Motorenklassen von 2,9-Liter bis 80-Liter Hubraum individuell, einfach und flexibel auf unterschiedlichste Kundenanforderungen abgestimmt werden.
Hochabscheidende Lösung und verbesserte Lebensdauer
Non-Automotive Dieselmotoren, die auf sehr hohe Laufleistungen bei hoher Last ausgelegt sind, stellen eine besondere Herausforderung dar, was die Reinigung des Blowby betrifft. Weil in solchen Motoren dauerhaft lokal besonders hohe Temperaturen herrschen, verdampft Öl, mit welchem sich der Blowby-Strom anreichert. Es muss also nicht nur das Gas abgeführt, sondern auch die im Gas befindlichen Öltröpfchen abgeschieden werden. Die Schwierigkeit an diesen Tröpfchen ist ihre Größe – je höher die Leistungsdichte des Motors, desto kleiner sind sie. Herkömmliche Trägheitsabscheider stoßen dabei an ihre Grenzen. Sie erzielen bei großen Tropfen mit einem Durchmesser ab einem Mikrometer, bedingt durch die noch verhältnismäßig hohe Massenträgheit, die besten Ergebnisse. Bei kleineren Tropfen aber sind sie physikalisch nicht mehr in der Lage die geforderten Abscheidewerte von über 90 Prozent zu erreichen. Hier empfehlen sich sogenannte Faserabscheider, die das Prinzip der Koaleszenz nutzen. Im Filterelement der gesamten ProVent² Baureihe werden hocheffiziente Abscheider mit speziell ausgelegter Faserstruktur verbaut. Die Experten von MANN+HUMMEL nutzten bei der Entwicklung ihre umfangreiche Erfahrung in der Ölnebelabscheidung. Sie optimierten die Struktur des entwickelten Abscheidemediums unter anderem im Hinblick auf Porosität und Faserverteilung. Das Ergebnis ist ein gewickeltes Filterelement mit einem hochabscheidenden Glasfaser-Vlies-Medium. Feld- und Motorenversuche zeigen auch nach mehreren tausend Betriebsstunden vernachlässigbare Druckanstiege. Damit glänzt die ProVent² Baureihe mit einer bis zu achtmal längeren Lebensdauer als vergleichbare Lösungen.
Grundmodul des ProVent² 500
1 Ölabscheiderelement
2 Bypass-Ventil
3 Ölrücklauf
4 Rohgaseintritt
5 Reingasaustritt
6 Druckregelventil
Modulares Kurbelgehäuseentlüftungssystem ProVent² 500 im Teilschnitt
Modulares System bietet höchste Flexibilität
Die Plattformstrategie der Hersteller führt zu einer Vielzahl an Motorvarianten. Durch die Möglichkeit des Parallelbetriebs des ProVent2 100 bis 300 beziehungsweise die einfache Erweiterbarkeit des ProVent2 500, lässt sich das System nicht nur auf unterschiedliche Volumenströme, sondern auch auf unterschiedliche Anforderungen hinsichtlich Druckdifferenz und Serviceintervall abstimmen. Während für ProVent² 100 bis einschließlich 300 aufgrund der hohen Stückzahlen im Markt auf Kunststoffgehäuse gesetzt wird, ist der Markt für Großmotoren eher durch geringere Stückzahlen gekennzeichnet.
Um unterschiedliche Leistungsklassen und anwendungsspezifische Lastprofile mit optimalem Wirkungsgrad abdecken zu können, hat MANN+HUMMEL zusätzlich ein modular aufgebautes Kurbelgehäuseentlüftungssystem aus Aluminium-Druckguss entwickelt. So besteht der modular aufgebaute ProVent² 500 in der Variante für Motoren der Leistungsklasse um circa 2.500 Kilowatt insgesamt aus drei Einheiten. Jede Einheit wiederum besteht aus zwei Teilen: einem Grundmodul und einem Abscheide- und Regelmodul. Im Grundmodul befinden sich die Strömungskanäle für das mit Öltropfen beladene Rohgas, das Reingas und den Rücklauf für das abgeschiedene Öl. Je nach Motorgröße können mehrere dieser Grundmodule einfach hintereinander montiert werden. Auf dem Grundmodul sitzt der eigentliche Koaleszer. Das Blowby-Rohgas tritt aus dem Grundmodul von unten in den Koaleszer ein und durchströmt ihn von innen nach außen, wobei das Aerosol hocheffizient am Filtermedium abgeschieden wird. Das getrennte Öl fließt danach durch den Ölrücklaufkanal zurück in den Ölsumpf des Motors. Das Reingas strömt durch ein Druckregelventil zurück in die Ansaugstrecke vor den Turbolader.
Schnelle Installation
MANN+HUMMEL war es ebenfalls wichtig, die ProVent² Baureihe so zu gestalten, dass sie leicht zu montieren und zu warten ist. Da die zu- und abführenden Leitungen die einzigen notwendigen Schnittstellen zum Motor sind, kann das Kurbelgehäuseentlüftungssystem flexibel am oder um den Motor verbaut werden. ProVent² ist also eine maßgeschneiderte Lösung zur Kurbelgehäuseentlüftung, die speziell für Non-Automotive Dieselmotoren entwickelt wurde. Aufgrund des modularen Aufbaus bietet sie ein Höchstmaß an Flexibilität und kann so auf einfache Weise in den unterschiedlichsten Motoren – von 2,9-Liter bis 80-Liter Hubraum – verbaut werden.