曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明總體涉及通風(fēng)系統(tǒng)，更具體地，涉及給內(nèi)燃機(jī)的曲軸箱通風(fēng)的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 內(nèi)燃機(jī)通常包括至少部分地限定一個(gè)或多個(gè)氣缸的發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體?；钊煌鶑?fù)運(yùn) 動(dòng)地設(shè)置在每個(gè)氣缸內(nèi)，并與氣缸蓋一起形成燃燒室。燃料和空氣的混合物被引入燃燒室 并被活塞壓縮準(zhǔn)備燃燒。當(dāng)燃燒發(fā)生時(shí)，膨脹氣體向下驅(qū)動(dòng)活塞從而轉(zhuǎn)動(dòng)相連的曲軸，由此 將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成動(dòng)能。
[0003] 在活塞的壓縮沖程期間和燃燒期間，一些壓縮后的和膨脹中的氣體通過(guò)活塞和氣 缸之間的必要間隙泄漏并進(jìn)入一個(gè)下方空間內(nèi)（即進(jìn)入曲軸箱）。這種氣體泄漏通常已知 為"漏氣"。在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間，漏氣在曲軸箱內(nèi)積蓄，產(chǎn)生阻礙活塞運(yùn)動(dòng)并降低發(fā)動(dòng)機(jī)效率 的高壓區(qū)域。
[0004] 曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)通常被用于降低曲軸箱內(nèi)的壓力。具體地，來(lái)自曲軸箱的氣體被 排到大氣。在某些應(yīng)用中，這些氣體中夾帶有不應(yīng)該被排出的油。為此，油分離器通常被用 于在排出之前從氣體中分離出油，并將油返回曲軸箱。一些油分離器通過(guò)由發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪增 壓器的壓縮空氣或其他壓縮空氣源（比如發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸所驅(qū)動(dòng)的空氣壓縮機(jī)）所產(chǎn)生的真空 從發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸箱中抽吸漏氣。
[0005] 示例性曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)被公開(kāi)在Kmmel等人的國(guó)際專利申請(qǐng)PCT/ EP2009/003751 中，它在 2009 年 12 月 30 日公布為 TO2009156036('036 號(hào)公開(kāi)文獻(xiàn)）。'036 號(hào)公開(kāi)文獻(xiàn)披露了一種具有雙氣缸列和帶有多個(gè)油分離器的曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)。每 個(gè)氣缸列被分配一個(gè)油分離器以及一個(gè)具有渦輪增壓器、中冷器和連接油分離器與空氣引 導(dǎo)系統(tǒng)的管道的專用空氣引導(dǎo)系統(tǒng)。曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)包括從發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸箱通往油分離器的 管道，在油分離器中氣體與油分離并通過(guò)兩條路徑之一被吸入空氣引導(dǎo)系統(tǒng)。在渦輪增壓 器壓縮機(jī)的上游產(chǎn)生的真空通過(guò)第一路徑抽吸氣體，在渦輪增壓器壓縮機(jī)的下游產(chǎn)生的真 空通過(guò)第二路徑抽吸氣體。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)載條件，油分離器出口處的閥門朝具有較強(qiáng)真 空的路徑引導(dǎo)被分離的氣體。被收集在分離器中的油通過(guò)油返回管道返回曲軸箱。
[0006] 雖然'036號(hào)公開(kāi)文獻(xiàn)中的系統(tǒng)可能有一定的曲軸箱通風(fēng)效果，但是'036號(hào)公開(kāi) 文獻(xiàn)中的系統(tǒng)可能笨重且在已組裝的發(fā)動(dòng)機(jī)上占用太多空間。另外，因?yàn)槊總€(gè)氣缸列依賴 于只來(lái)自單一源（即，來(lái)自渦輪增壓器）的壓縮空氣，'036號(hào)公開(kāi)文獻(xiàn)中的通風(fēng)系統(tǒng)在某 些情況下可能缺乏足夠的真空。
[0007] 本發(fā)明的通風(fēng)系統(tǒng)旨在克服前面所指出的一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008] 在一個(gè)方面中，本發(fā)明涉及與具有曲軸箱的發(fā)動(dòng)機(jī)一起使用的通風(fēng)系統(tǒng)。通風(fēng)系 統(tǒng)可以包括第一壓縮空氣源和第二壓縮空氣源。通風(fēng)系統(tǒng)還可以包括多個(gè)油分離器，每個(gè) 單獨(dú)與曲軸箱聯(lián)通。通風(fēng)系統(tǒng)還可以包括與所述多個(gè)油分離器流體聯(lián)通的分配歧管，以及 流體連接在分配歧管和第一與第二壓縮空氣源之間的梭閥。
[0009] 在另一個(gè)方面中，本發(fā)明涉及使曲軸箱通風(fēng)的方法。該方法可包括平行地引導(dǎo)流 體從曲軸箱到多個(gè)油分離器。該方法還可包括在第一位置和第二位置對(duì)空氣加壓，以及有 選擇地使加壓空氣從第一位置或從第二位置轉(zhuǎn)移到所述多個(gè)油分離器。
【附圖說(shuō)明】
[0010] 圖1是配備有示例性公開(kāi)的曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)的圖；以及
[0011] 圖2是可以與圖1的曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)一起使用的示例性空氣供應(yīng)回路的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 圖1示出了與內(nèi)燃機(jī)10 -起使用的示例性曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)1。本領(lǐng)域技術(shù)人員 明白發(fā)動(dòng)機(jī)10可以是任何類型的內(nèi)燃機(jī)，比如柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、汽油發(fā)動(dòng)機(jī)、氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)。 發(fā)動(dòng)機(jī)10可以包括至少部分地限定了一個(gè)或多個(gè)氣缸列12以及多個(gè)氣缸的發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體 11。每個(gè)氣缸列12包括一個(gè)或多個(gè)氣缸，活塞被可滑動(dòng)地設(shè)置在氣缸中（圖1中未示出）。 氣缸蓋13可以與發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體11連接以從每個(gè)氣缸的端部取下。每個(gè)氣缸和活塞可以與 氣缸蓋13 -起形成燃燒室（圖1中未示出）。發(fā)動(dòng)機(jī)10可包括任意數(shù)量的燃燒室，燃燒室 可以設(shè)置成直列型構(gòu)造、V型構(gòu)造、或任何其他合適的構(gòu)造。
[0013] 發(fā)動(dòng)機(jī)10還可包括可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體11內(nèi)的曲軸14。連桿（圖1中 未示出）可將每個(gè)活塞連接到曲軸14,從而使每個(gè)活塞在每個(gè)相應(yīng)氣缸內(nèi)的滑動(dòng)引起曲軸 14的轉(zhuǎn)動(dòng)?；钊煞磸?fù)地經(jīng)過(guò)吸氣沖程、壓縮沖程、燃燒或做功沖程、以及排氣沖程，從而完 成發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)。
[0014] 已知為曲軸箱15的一個(gè)空腔可以至少部分地由發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體11限定在燃燒室下 方。潤(rùn)滑劑，例如發(fā)動(dòng)機(jī)油，可以從曲軸箱15提供給內(nèi)部發(fā)動(dòng)機(jī)表面，從而減少金屬對(duì)金屬 的接觸并進(jìn)而防止損壞該表面。曲軸箱15可以作為收集和提供所述潤(rùn)滑劑的油槽。
[0015] 在發(fā)動(dòng)機(jī)10的壓縮和做功沖程期間，部分壓縮氣體和膨脹氣體可能從燃燒室經(jīng) 每個(gè)活塞和氣缸之間的必要間隙泄漏到曲軸箱內(nèi)。泄漏的氣體被稱為漏氣。漏氣可能夾帶 曲軸箱15中的潤(rùn)滑劑，并增加其中的壓力。曲軸箱通風(fēng)口 16可以被提供，從而減少?gòu)那S 箱到大氣的漏氣。
[0016] 可以調(diào)節(jié)漏氣排放到大氣中，從而減少污染物的排放。為了實(shí)現(xiàn)所述調(diào)節(jié)，至少一 個(gè)油分離器17可以被連接到每個(gè)曲軸箱通風(fēng)口 16,從而在只將氣體排放到大氣之前從漏 氣中分離出夾帶的潤(rùn)滑劑。如圖1所示，兩個(gè)油分離器17被流體連接到曲軸箱15,每個(gè)氣 缸列12分配一個(gè)油分離器17。其他配置也是可行的。在從油分離器17中的漏氣中分離出 潤(rùn)滑劑后，潤(rùn)滑劑被返回到曲軸箱15,而不是隨漏氣被排放到大氣。
[0017] 曲軸箱通風(fēng)口 16和油分離器17可以位于發(fā)動(dòng)機(jī)10的后端在每個(gè)氣缸列12的末 端附近。油分離器可以具有單個(gè)氣體入口 18,用于接收來(lái)自曲軸箱15的煙氣。油分離器17 的入口 18可由管道19流體連接到曲軸箱通風(fēng)口 16。油分離器17的出口 20可以通過(guò)出口 管道22流體連接到漏氣通風(fēng)口 21。發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管和后處理系統(tǒng)24可以位于發(fā)動(dòng)機(jī)10的 上方，漏氣通風(fēng)口 21可以延伸進(jìn)入后處理系統(tǒng)24并與其聯(lián)通。在這種配置中，管道19和 22可以被基本豎直地定向。
[0018] 油分離器入口 18和出口 20可以分別獨(dú)立地安裝在氣缸蓋13的后部。通過(guò)這種 方式，油分離器17的過(guò)濾器外殼26也可以保持在氣缸列12的后部。入口 18和出口 20可 以被安裝到發(fā)動(dòng)機(jī)10上已有的支撐結(jié)構(gòu)25,從而避免使用額外的安裝材料。支撐結(jié)構(gòu)25 可以是發(fā)動(dòng)機(jī)10上的任何合適的結(jié)構(gòu)。過(guò)濾器外殼26可以將油分離器入口 18流體連接 到油分離器出口 20。過(guò)濾器外殼26還可以是在不斷開(kāi)曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)1內(nèi)的任何其他連 接的前提下可拆卸的。
[0019] 油分離器17可以包括位于過(guò)濾器外殼26內(nèi)的過(guò)濾器介質(zhì)，用于從漏氣中分離出 潤(rùn)滑劑。分離出的油可以被過(guò)濾器介質(zhì)捕獲，同時(shí)漏氣可以在被排到大氣之前經(jīng)過(guò)過(guò)濾器 介質(zhì)。被捕獲在過(guò)濾器介質(zhì)內(nèi)的油可以積蓄，然后向下通過(guò)入口 18、入口管道19、和曲軸箱 通風(fēng)口 16流回到曲軸箱15內(nèi)。通過(guò)這種方式，油分離器17可以不需要額外的裝置或管道 來(lái)使被分離出的油返回到曲軸箱15。流過(guò)油分離器17的氣體可以沿基本豎直的路徑從曲 軸箱通風(fēng)口 16到油分離器入口 18,并且油可以沿相同的基本豎直的路徑返回曲軸箱15。
[0020] 油分離器17可以使用壓縮空氣來(lái)產(chǎn)生真空，從而從曲軸箱15抽吸漏氣。例如，壓 縮空氣入口 27可將壓縮空氣源流體連接到位于每個(gè)油分離器17的過(guò)濾器外殼26內(nèi)的文 丘里管，從而在其中產(chǎn)生低壓空間。低壓空間可通過(guò)過(guò)濾器外殼26和入口管道19流體連 接到曲軸箱通風(fēng)口 16,從而產(chǎn)生將煙氣從曲軸箱15吸入油分離器17的真空。所以，將加壓 空氣供應(yīng)到油分離器17可在曲軸箱15內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓。可通過(guò)給油分離器17不斷地提供足 夠壓強(qiáng)下的充足的壓縮空氣流量來(lái)維持曲軸箱15內(nèi)的負(fù)壓。
[0021] 空氣供應(yīng)回路33可給曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)1提供壓縮空氣?？諝夤?yīng)回路33可包括 發(fā)動(dòng)機(jī)10的空氣引入系統(tǒng)28,其可包括由發(fā)動(dòng)機(jī)排氣驅(qū)動(dòng)的一個(gè)或多個(gè)渦輪增壓器29、以 及增壓空氣冷卻器30?？諝夤?yīng)回路33還可以包括空氣壓縮機(jī)31。空氣壓縮機(jī)31可以 是任意合適類型的空氣壓縮機(jī)，且可以由發(fā)動(dòng)機(jī)10產(chǎn)生的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)。例如，在圖1中示出 的空氣壓縮機(jī)31是利用發(fā)動(dòng)機(jī)10所產(chǎn)生的電能由電機(jī)32驅(qū)動(dòng)。但是，也可想到空氣壓縮 機(jī)31可被安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)