专利名称：用于减少窜气焦化的方法和装置的制作方法
用于减少窜气焦化的方法和装置
背景技术：
在此描述的各实施例总地涉及内燃机的通气。更具体地说，在此描述的各实施例 涉及减少内燃机的封闭式换气系统内的窜气焦化。在内燃机运行期间，气体被压出燃烧室并通过活塞环与气缸壁之间间隙被压入曲 轴箱。气体也可能来自阀杆密封件和涡轮增压器密封件。这种夹带有油的气体称为窜气气 体。除非从曲轴箱去除，否则窜气气体会增加曲轴箱内的压力。通常，窜气气体可用曲轴箱通风系统(也称为呼吸组件)从曲轴箱排出。在开放 式通风系统中，呼吸组件通向大气，但通到大气的窜气被认为是车辆总排放的一部分。为此 原因，通常避免窜气向环境排放。另一常规已知曲轴箱通风系统是封闭式呼吸组件，其中窜气气体通过例如首先被 通到涡轮增压器压缩机而被通回发动机。将窜气气体通到发动机进气口/涡轮增压器压缩 机入口可潜在地污染发动机/涡轮增压器压缩机的进气硬件。在高温下，夹带在窜气气体 内的油会硬化并粘到发动机/涡轮增压器压缩机。来自窜气气体的油的硬化和粘结过程称 为焦化。排放窜气气体的另一已知方法是强制窜气气体进入排放气体，从而由车辆的后处 理系统处理两种排放物，后处理系统例如有柴油氧化催化器(DOC)和/或柴油颗粒过滤器 (DPF)。为了将窜气气体注入排放气体，必须将窜气气体加热并压缩成使窜气气体可保持在 气态。此外，所夹带的油可能沉积在DOC上并覆盖催化器的活性部位，这可能通过例如降低 被动DPF再生的级别和增加主动DPF再生所需要的点火温度来降低后处理系统的效率。或 者，窜气气体排放可在DPF处产生较高的积灰率，这可能需要更频繁的除灰维护。
发明内容
一种在封闭式呼吸组件内焦化来自发动机窜气气体的夹带油的方法包括以下步 骤将窜气气体从发动机运送到雾分离器，将窜气气体从雾分离器运送到呼吸器焦化装置， 用发动机排气集管传导和对流方式中的至少一种方式加热呼吸器焦化装置，将夹带油的至 少一部分从窜气气体焦化出来并将焦化的油沉积在呼吸器焦化装置处，以及将窜气气体从 呼吸器焦化装置运送到涡轮增压器压缩机和发动机。
图1是具有与涡轮增压器压缩机和发动机流体连通的呼吸器焦化装置的窜气处 理组件的流程图。图2是具有在发动机与涡轮增压器压缩机之间流体连通的呼吸器焦化装置的发 动机和涡轮增压器压缩机的侧视图。
具体实施例方式现参照图1和图2，窜气处理组件总地由附图标记10表示并包括与发动机下游流体连通的呼吸器焦化装置12。发动机14从呼吸器组件16排放窜气气体流F，呼吸器组件 16沿窜气气体的流动方向在呼吸器焦化装置12的上游。呼吸器组件16包括呼吸器油雾分 离器18，该呼吸器油雾分离器18可定位在发动机14处或发动机14下游。雾分离器18去 除在窜气气体流F内包含的某些但不是全部的夹带的油烃。雾分离器18布置在沿呼吸器焦化装置12的窜气气体流F方向的上游。在窜气处 理组件10中，呼吸器焦化装置12具有从呼吸器组件16延伸到涡轮增压器压缩机24的入 口 22的管状本体20。尽管呼吸器焦化装置12具有管状本体20，但呼吸器焦化装置12也 可能具有其它形状和构造。例如，呼吸器焦化装置12可能具有非圆形截面，该非圆形截面 会增加内部表面面积，且因此延长焦化装置的维修间隔时间。或者，呼吸器焦化装置12形 状可做成符合发动机14的排气管和集管，从而焦化装置12还形成热屏蔽件。呼吸器焦化 装置12由任何耐热材料制成，包括诸如不锈钢和碳钢之类的金属。呼吸器焦化装置12的焦化入口 26与呼吸器组件16的出口 28的下游流体连通。 焦化入口 26可附连到出口 28。呼吸器焦化装置12的焦化出口 30与涡轮增压器压缩机24 的入口 22的上游流体连通，并可附连到入口 22。呼吸器焦化装置12用安装件34附连到发动机14，其包括发动机14的排气集管 32。呼吸器焦化装置12的至少一部分36可大致平行于排气集管32的外表面定向。呼吸 器焦化装置12的第二部分38靠近发动机的排气管40例如小于6英寸定位。或者，呼吸器 焦化装置12可与排气管40接触。呼吸器焦化装置12可能距离排气管40小于1英寸。也 可能呼吸器焦化装置12的任何部分定位成与发动机的排放大量热的各部分邻近或接触。呼吸器焦化装置12安装到发动机14，使得焦化装置或者与接收热排放气体的排 气集管32接触或者靠近该排气集管32例如小于6英寸或小于1英寸。排气集管32具有 通常在700-1400华氏度范围内的高温，该高温通过对流或传导将热量传递到呼吸器焦化 装置12。此外，排气管40还可能将热量传递到呼吸器焦化装置12。由于从排气集管32、排 气管40和发动机的任何其它部分传递的热量，呼吸器焦化装置12达到通常在300-350华 氏度范围内的焦化温度。当窜气气体F流过呼吸器焦化装置12时，焦化装置的高温会使所夹带的油从窜气 气体焦化出来并沉积在焦化装置12的内表面上。由于呼吸器焦化装置12位于涡轮增压器 压缩机24的上游，所以在窜气气体流到涡轮增压器压缩机24之前，油从窜气气体F焦化出 来。在该构造中，减少和/或消除在涡轮增压器压缩机24处焦化的量。在没有涡轮增压器压缩机24时，呼吸器焦化装置12也可能直接与发动机14的进 气集管42的上游流体连通。在该构造中，窜气气体F内夹带的油在到达发动机14的进气 集管42之前焦化出来。当呼吸器焦化装置12经历大量焦化，则阻碍窜气气体F通过焦化装置12的流动 时，可能需要更换或清洁该装置。呼吸器焦化装置12也可设置成使该装置在发动机14的 整个寿命期间是有效的。窜气处理组件10是将窜气气体18直接传送到发动机/涡轮增压器压缩机的进气 硬件的替代方式，在直接传送的情况下进气硬件会由于暴露于窜气气体而受损。此外，窜气 处理组件10是将窜气气体直接排放到环境的替代方式，或将窜气气体18与排放气体组合 并将其传送到车辆的后处理系统。由于呼吸器焦化装置12，窜气气体F内夹带的油在到达涡轮增压器压缩机24的入口 22之前，或者替代地在达到发动机14的进气集管42之前焦 化出来。由于在气体到达涡轮增压器压缩机24或发动机14之前大部分或几乎全部的油从 窜气气体F焦化出来，所以在涡轮增压器压缩机24或发动机14处几乎没有焦化。
权利要求
一种用于车辆的窜气处理组件，所述车辆具有排放窜气气体的发动机，所述窜气处理组件包括所述发动机的排气集管，所述排气集管用于接收排放气体；油雾分离器，所述油雾分离器与所述发动机的下游流体连通以接收窜气气体；呼吸器焦化装置，所述呼吸器焦化装置设置成与所述油雾分离器的下游流体连通来接收窜气气体，其中所述呼吸器焦化装置的至少一部分接收从所述排气集管传递的热量以达到焦化温度，在所述呼吸器焦化装置处所夹带的油从所述窜气气体焦化出来并沉积在呼吸器焦化装置上；以及所述呼吸器焦化装置的焦化出口，所述焦化出口与涡轮增压器压缩机和所述发动机中的至少一个的上游流体连通。
2.如权利要求1所述的窜气处理组件，其特征在于，所述呼吸器焦化装置与所述排气 集管接触以接收从所述排气集管传导传递的热。
3.如权利要求1所述的窜气处理组件，其特征在于，所述呼吸器焦化装置在所述排气 集管的约6英寸以内以接收从所述排气集管对流传递的热。
4.如权利要求1所述的窜气处理组件，其特征在于，所述呼吸器焦化装置的焦化温度 为至少300华氏度。
5.如权利要求1所述的窜气处理组件，其特征在于，所述呼吸器焦化装置包括管状本体。
6 如权利要求1所述的窜气处理组件，其特征在于，还包括附连到所述呼吸器组件的 焦化入口和附连到所述增压器压缩机的焦化出口。
7.如权利要求1所述的窜气处理组件，其特征在于，还包括 排气管，所述排气管与所述发动机流体连通以接收排放气体；以及所述呼吸器焦化装置的第二部分接收从所述排气管传递的热以达到焦化温度，在所述 第二部分处夹带的油从所述窜气气体焦化出来并沉积在所述呼吸器焦化装置内。
8.如权利要求1所述的窜气处理组件，其特征在于，所述呼吸器焦化装置的所述至少 一部分大致平行于所述排气集管定向。
9.如权利要求1所述的窜气处理组件，其特征在于，所述呼吸器焦化装置用安装件安 装到所述发动机。
10.一种在封闭式呼吸组件内焦化来自发动机窜气气体的所夹带的油的方法，所述方 法包括以下步骤将所述窜气气体从所述发动机运送到雾分离器； 将所述窜气气体从所述雾分离器运送到呼吸器焦化装置；用所述发动机排气集管以传导和对流方式中的至少一种方式加热所述呼吸器焦化装置；将夹带油的至少一部分从所述窜气气体焦化出来并将所述焦化的油沉积在所述呼吸 器焦化装置处，以及将所述窜气气体从所述呼吸器焦化装置运送到涡轮增压器压缩机和所述发动机中的一个。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括将所述呼吸器焦化装置加热到至少300华氏度的步骤。
12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括用所述排气集管以传导和对流方 式中的至少一种方式加热呼吸器焦化装置的步骤。
13.如权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括在所述雾分离器处将所夹带的油 的至少第二部分与所述窜气气体分离的步骤。
14.如权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括将所述呼吸器焦化装置附连到所 述油雾分离器和所述涡轮增压器压缩机的步骤。
15.一种用于车辆的窜气处理组件，所述车辆具有排放窜气气体的发动机，所述窜气处 理组件包括所述发动机的排气集管，所述排气集管用于接收排放气体；油雾分离器，所述油雾分离器与所述发动机的下游流体连通以接收窜气气体；呼吸器焦化装置，所述呼吸器焦化装置具有附连到所述油雾分离器的下游并与所述油 雾分离器的下游流体连通的管状本体来接收窜气气体，其中所述管状本体的至少一部分接 收从所述排气集管传递的热量以达到焦化温度，在所述管状本体处所夹带的油从所述窜气 气体焦化出来并沉积在所述呼吸器焦化装置上；以及所述管状本体的焦化出口，所述焦化出口附连到涡轮增压器压缩机的上游并与所述涡 轮增压器压缩机的上游流体连通。
16.如权利要求15所述的窜气处理组件，其特征在于，所述呼吸器焦化装置与所述排 气集管接触以接收从所述排气集管传导传递的热。
17.如权利要求15所述的窜气处理组件，其特征在于，所述呼吸器焦化装置在所述排 气集管的6英寸以内以接收从所述排气集管对流传递的热。
18.如权利要求15所述的窜气处理组件，其特征在于，所述呼吸器焦化装置的焦化温 度为至少300华氏度。
19.如权利要求15所述的窜气处理组件，其特征在于，还包括排气管，所述排气管与所述发动机流体连通以接收排放气体；以及所述呼吸器焦化装置的第二部分接收从所述排气管传递的热以达到焦化温度，在所述 第二部分处夹带的油从所述窜气气体焦化出来并沉积在所述呼吸器焦化装置内。
20.如权利要求15所述的窜气处理组件，其特征在于，所述呼吸器焦化装置的所述至 少一部分大致平行于所述排气集管定向。
全文摘要
一种在封闭式呼吸器组件(16)内从发动机(14)的窜气气体(F)焦化所夹带的油的方法，包括以下步骤将窜气气体从发动机运送到雾分离器(18)，将窜气气体从雾分离器运送到呼吸器焦化装置(12)，用发动机排气集管(32)传导和对流方式中的至少一种方式加热呼吸器焦化装置，将夹带油的至少一部分从窜气气体焦化出来并将焦化的油沉积在呼吸器焦化装置处，以及将所述窜气气体从所述呼吸器焦化装置运送到涡轮增压器压缩机(24)和所述发动机中的一个。
文档编号F01M13/04GK101988403SQ20101024732
公开日2011年3月23日 申请日期2010年7月30日 优先权日2009年7月31日
发明者R·L·约翰逊 申请人:万国引擎知识产权有限责任公司