间歇转动的曲轴箱通风自清洗聚结器的制造方法
【专利说明】间歇转动的曲轴箱通风自清洗聚结器
[0001]交叉索引至相关申请
[0002]本申请是2010年12月16日提交的第12/969，742号美国专利申请的部分延续，以及是2010年12月16日提交的第12/969，755号美国专利申请的部分延续。’ 742和’ 755要求2010年I月27日提交的第61/298，630号美国临时专利申请，2010年I月27日提交的第61/298,635号美国临时专利申请，2010年6月28日提交的第61/359，192号美国临时专利申请，2010年9月17日提交的第61/383，787号美国临时专利申请，2010年9月17H提交的第61/383，790号美国临时专利申请，以及2010年9月17日提交的第61/383，793号美国临时专利申请的权益和优先权，在此通过引用而全部并入。
[0003]【背景技术】和
【发明内容】
[0004]本发明涉及内燃机曲轴箱通风分离器，特别是聚结器。
[0005]内燃机曲轴箱通风分离器在现有技术中是已知的。一种类型的分离器使用惯性撞击气-油分离方式来从曲轴箱窜漏气体或浮质中去除油粒子，这通过加速窜漏气体流以高速通过喷嘴或孔并引导窜漏气体流撞击撞击器，从而引起急剧方向变化达到油分离的效果的方式来实现。另一种类型的分离器使用聚结过滤器中聚结作用去除油滴。
[0006]本发明是在近来的所述气-油分离技术的持续研制计划期间形成的，也就是通过使用聚结过滤器的聚结作用从曲轴箱窜漏气体流中移除油。
【附图说明】
[0007]图1是聚结过滤器组件的剖视图。
[0008]图2是另一种聚结过滤器组件的剖视图。
[0009]图3与图2相似并示出了另一实施例。
[0010]图4是另一种聚结过滤器组件的剖视图。
[0011]图5是示出图4组件运行的示意图。
[0012]图6是示出发动机进气系统的系统示意图。
[0013]图7是示出用于图6系统的控制方案原理图。
[0014]图8是示出用于图6系统的运行控制流程图。
[0015]图9与图8相似并示出了另一实施例。
[0016]图10是示出聚结过滤器组件的剖视示意图。
[0017]图11是图10的局部放大图。
[0018]图12是聚结过滤器组件的剖视示意图。
[0019]图13是聚结过滤器组件的剖视示意图。
[0020]图14是聚结过滤器组件的剖视示意图。
[0021]图15是聚结过滤器组件的剖视示意图。
[0022]图16是聚结过滤器组件的剖视示意图。
[0023]图17是聚结过滤器组件的示意图。
[0024]图18是聚结过滤器组件的剖视示意图。
[0025]图19是示出控制系统的原理图。
[0026]图20是示出控制系统的原理图。
[0027]图21是示出控制系统的原理图。
[0028]图22是示出效率对粒子尺寸的曲线图。
[0029]图23示出用于间歇运行的控制系统。
[0030]图24示出间歇运行的一种形式。
[0031]图25是示出进气阻力对流动的曲线图。
【具体实施方式】
[0032]图1示出了内燃机曲轴箱通风旋转聚结器20，内燃机曲轴箱通风旋转聚结器20将来自发动机曲轴箱24的窜漏气体22中的空气与油分离开来。聚结过滤器组件26包括环形旋转聚结过滤件28，环形旋转聚结过滤件28设有内周界30和外周界34，内周界30界定了中空内部32，外周界34界定了外部36。以及，入口端口 38将来自曲轴箱24的窜漏气体22供应至中空内部32，如箭头40所示。出口端口 42输送来自所述外部区域36的已净化分离的空气，如箭头44所示。窜漏气体流的方向是从内向外，也就是从中空内部32径向向外至外部36，如箭头46所示。离心力迫使窜漏气体中的油从内周界30径向向外，以减少聚结过滤件28的堵塞，不然留置在内周界30上的油会引起聚结过滤件28的堵塞。这也打开了可流过聚结过滤件的更多区域，借以减少进气阻力和压降。离心力驱使油从内周界30径向向外至外周界34以使更大容积的聚结过滤件28清洁开放以便于流过，增加聚结能力。已分离的油从外周界34排出。排放端口 48与外部36相连通以及从外周界34排出已分离的油，如箭头50所示，然后该油可从排放部54返回至发动机曲轴箱，如从箭头52所示。
[0033]离心力将窜漏气体从曲轴箱泵送至中空内部32。随着增加聚结过滤件28的旋转速度，窜漏气体从曲轴箱至中空内部32的泵送增强。窜漏气体22从曲轴箱24至中空内部32的增强的泵送降低了穿过聚结过滤件28的进气阻力。在一种实施例中，一组叶片可设于中空内部32内，如虚线56所示，以增强所述泵送。所述离心力在中空内部32内生成减压区，该减压区从曲轴箱24抽吸窜漏气体22。
[0034]在一种实施例中，聚结过滤件28由连接于发动机的组件的机械装置驱动旋转，例如连接于发动机的齿轮或驱动皮带轮的轴向延伸的轴58。在另一实施例中，聚结过滤件28由液压马达驱动旋转，例如佩尔顿轮或涡轮驱动轮60，图2，佩尔顿轮或涡轮驱动轮60由来自发动机油泵62的泵送压力油驱动并且该泵送压力油返回至发动机曲轴箱油底壳64。图2在适当的地方使用了与图1相似的标记，以有助于理解。已分离净化的空气通过压敏阀66供应至出口 68，出口 68是图1中的42处所示的出口的替代出口。在另一实施例中，聚结过滤件28由电动机70驱动旋转，图3，电动机70设有连接于轴58的驱动输出旋转轴72。在另一实施例中，聚结过滤件28由磁体驱动旋转，该磁体连接于发动机的组件，图4，5。发动机驱动旋转齿轮74设有绕其周界间隔排列的多个磁体(例如76)，该多个磁体磁耦合于绕聚结过滤件内周界30间隔排列的多个磁体78，使得随着齿轮或者驱动轮74旋转，磁体76移动经过，图5，并与磁体78磁耦合，以反过来使作为从动件的聚结过滤件旋转。在图4中，已分离净化的空气从外部区域36经通道80流至出口 82，出口 82为图1中42处所示的出口的替代已净化空气出口。图5中的装置提供了增速传动作用，以使聚结过滤件以比驱动齿轮或轮74更大的旋转速度(更高的角速度)旋转，例如在期望提供更高的聚结过滤件的旋转速度的情况下。
[0035]穿过聚结过滤件28的压降随着增加聚结过滤件的旋转速度而降低。聚结过滤件28的油饱和率随着聚结过滤件的旋转速度的增加而降低。油从外周界34排放，且排放的油的数量随着聚结过滤件28的旋转速度的增加而增加。聚结过滤件28中的油粒子沉降速度在与空气流经过聚结过滤件的方向相同的方向上起作用。所述相同的方向增强了聚结过滤件对油粒子的捕获和聚结。
[0036]该系统提供了用于将内燃机曲轴箱通风窜漏气体中的空气与油分离开来的方法，该方法通过在聚结过滤件28中引入重力以在聚结过滤器元件中引起增加的重力沉降，以便改善聚结过滤件对微粒的捕获和对亚微米油粒子的聚结。该方法包括提供环形聚结过滤件28，使聚结过滤件旋转，以及提供由内向外流经旋转聚结过滤件。
[0037]系统提供了用于在产生窜漏气体的内燃机曲轴箱内降低曲轴箱压力的方法。该方法包括:提供曲轴箱通风系统，该曲轴箱通风系统包括聚结过滤件28，聚结过滤件28将窜漏气体中的空气和油分离开来；提供作为环形元件的聚结过滤件，该环形元件设有中空内部32 ;将窜漏气体供应至该中空内部；以及使聚结过滤件旋转以由于离心力迫使窜漏气体径向向外如箭头46所示流过聚结过滤件28，将窜漏气体泵出曲轴箱24并泵入中空内部32，该泵送效应降低了曲轴箱24内的压力。
[0038]一种类型的内燃机曲轴箱通风系统设有开放式曲轴箱通风(OCV)，其中从窜漏气体中分离出的已净化的空气被排出至大气。另一类型的内燃机曲轴箱通风系统包含封闭式曲轴箱通风(CCV)，其中从窜漏气体中分离出的已净化的空气返回至发动机，例如返回至燃烧进气系统以与供应至发动机的进入燃烧空气混合。
[0039]图6示出了用于内燃机102的封闭式曲轴箱通风(CCV)系统100，内燃机102在曲轴箱106中产生窜漏气体104。该系统包括空气进气管道108和回流管道110，空气进气管道108将燃烧空气供应至发动机，回流管道110设有第一段112，第一段112将来自曲轴箱的窜漏气体供应至气-油