特别用于内燃机的曲轴箱通风的油分离装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种特别适用于内燃机的曲轴箱通风的油分离装置，该油分离装置具有沿着纵轴方向轴向延伸的空心体，携带油的气流可以流过空心体，其中，在空心体中形成有能够被气流撞击的油分离环。
【背景技术】
[0002]对于内燃机和活塞式压缩机，在实际中可以观测到由于例如活塞/气缸行程或者气缸盖中的阀门导向装置等的不完全密封而造成的漏气损失。漏气损失可称为窜气(Blowby gas)并且含有相当大比例的油。对于内燃机，通常会将内燃机运行期间产生的窜气导回内燃机的进气道中。一方面为了使窜气造成的油损失最小，另一方面为了保证燃烧的优化和最小的环境破坏，众所周知的是将窜气供应至油分离器并将分离出的油导回到油路中。在这种情况下，寻求构造出尽可能简单却又可靠而有效的相应油分离系统。改进油分离器的另一方面涉及气流在流经油分离器时受到的流动阻力的最小化。但是，为了使增压气道中的残留油量最小化，尤其为了防止空气质量测量计和涡轮增压器被油污染，需要很高的分离性能。
[0003]德国专利文献DE102009012400A1提出了一种适用于内燃机的曲轴箱通风的油分离器。油分离器具有作为壳体的空心体，空心体可以例如由凸轮轴的一部分形成，或者空心体构造成管状并且与内燃机的气缸盖罩形成一体。在空心体中布置有涡旋产生器，并且空心体具有用来导入气流的端侧输入孔和用来排出气流的排出孔。进入空心体中的气流可能会携带油雾或者喷雾液滴形式的油，通过油分离器将会把油从气流中去除。为此，空腔中还具有用来排出分离出的油的排出孔，该排出孔与已经清除了油的气流的排出孔分开构造。
[0004]原则上，油分离器利用了旋流效应，在油分离器形成在构成油分离器空心体的旋转式凸轮轴中时，可以以特别有利的方式利用旋流效应。为此，在德国专利文献DE102009012400A1中，空心体形成有涡旋产生器，该涡旋产生器具有多个螺旋状的流动通道，通过涡旋产生器可以将旋流引入载油气流中。气流流动方向的有关变化导致气流中携带的油滴分离到空心体的内壁上，并且空心体纵轴方向的通流使得油滴到达油分离环的外部区域，这样，气流在空心体的中心区域与位于空心体的壁部区域的油流分开。最后，在设置了油分离环之后，油可以通过油的排出孔与净化的气流的排出孔分离，净化的气流随后将会导入内燃机或者例如活塞式压缩机的排出通道中。为了形成油分离环，如文献中所述，可以使用多孔的塑料材料或烧结材料构成油分离环，其中还可以优选地使用塑料编织材料或者金属编织材料。这种编织材料形成大量空腔和迷宫结构，因此能够进一步促使油从气流中分离。旋流导致油滴相对于空心体的纵轴方向径向向外移动，并且气流被引导通过油分离环中的中心通道。
[0005]由于通过涡旋产生器所引到入气流中的旋转运动，所以在流动通过油分离器期间，气流中会产生很大的流动阻力，这样，由于降低了通过油分离器的流速，因而降低了分离动力。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是改进一种别是用于内燃机的曲轴箱通风的油分离装置，该油分离装置的油与气流分离的性能很高，并且该油分离装置的改进尤其在于使油分离装置尽可能小地产生气流流动阻力。
[0007]基于权利要求1的前序部分与特征部分结合所述的油分离装置实现上述目的。从属权利要求描述了本发明优选的改进方案。
[0008]本发明包括以下技术教导:在空心体中布置有大致旋转对称的导流件，导流件具有位于纵轴的导流突出部和朝着下游方向(即流动方向)径向逐渐增大的导流轮廓，使得气流可以从导流件的周围流过，并且使得导流轮廓与导流件的内侧之间的气流可以加速撞击油分呙环。
[0009]在空心体中布置根据本发明的导流件的优点是:气流可以直接撞击油分离环，而导流件不会产生很大的流动阻力。产生的特别小流动阻力的原因是:不需要提供气流首先流过的涡旋产生器的多个螺旋通道，使得携带油的气流只能在经过这些螺旋通道之后才撞击油分离环。在这种情况下，本发明的概念基于提供具有一定周向环状间隙高度的环状间隙，该环状间隙例如形成在导流件的外侧与空心体的内侧之间，使得油分离环可以顺流方向上(即在流动方向上)布置在环状间隙的后方并且与环状间隙的之间留有一定间隙。具体地说，避免了高流速的气流与管壁之间过多的接触，这种接触会增大流动阻力。在本发明中，有关在顺流方向上形成的布置或取向的说明仅仅是展现了一种方向说明，其用来描述在可能的气流流动方向上或者与可能的气流流动方向对准的方向。
[0010]导流件的导流轮廓可以构造成正对气流的凸面体。例如，凸面体构造可以描述成球形部分或者旋转对称的椭圆形部分，球形部分或者旋转对称的椭圆形部分具有形成导流突出部的前部，而在导流突出部的下游，导流轮廓的直径随着球面或者椭球面的形状增加。
[0011]因为导流件构造成与空心体本身一样相对于空心体的纵轴大致对称地延伸，所以在导流件的径向外部区域与空心体的内侧之间可以形成具有径向流动截面宽度的圆周流动截面区域。优选的是，油分离环的径向宽度至少与流动截面区域的径向流动截面宽度相等。在这种情况下，流动截面区域不必构造成完整的圆周形，例如，在导流件和空心体的内侧之间可以提供多个支撑肋以将导流件定位在空心体中心，这些支撑肋会隔断圆周流动截面区域。同样优选的是，环状间隙也可以选择由大量轴向间隙形成，轴向间隙构造在导流件的外周侧，呈圆形孔或椭圆形孔的形状。
[0012]例如，油分离环至少部分地由无纺材料构成。通过使用无纺材料，可以进一步改进对气流中的油的吸收效果，其中可选的是，可以使用多孔的塑料材料或烧结材料来形成油分离环。一般来说，不同类型的塑料编织材料或金属编织材料或者其它纺织纤维可以防止由这些材料制成的部件不被污染，使得这些材料不会被油，特别是油中的异物阻塞。
[0013]更加优选的是，油分离环可以具有至少部分接收所述无纺材料的支撑环。在这种情况下，油分离环，特别是无纺材料，可以位于加速的气流中，使得油分离环或者无纺材料用作气流可以撞击的冲击器，以在油分离环或者无纺材料上使油分离。油分离环的外周可以接近空心体的内侧，使得油分离环可以使气流的至少一部分径向向内改变方向。但是优选的是，在空心体的内侧和油分离环之间留有径向形成的圆周间隙，使得已经形成并沉淀在油分离环端部的油滴可以在空心体和油分离环之间的空心体的内壁上向下游移动。由于油分离环，特别是无纺材料的冲击器效果，产生了气流流动方向的强力变化，而气流中的油滴无法跟随这种变化。因此，油滴保留在油分离环上，特别是在无纺材料上，并且可以在空心体的内侧向下游移动，然后通过空心体上的相应孔排出。清除掉油的气流可以经由中心通道流过油分离环并且提供到内燃机的进气道中。
[0014]根据本发明的另一个方面，无纺材料可以具有透气性，这决定了气流可以部分流过无纺材料。对于直接导向穿过无纺材料的一部分气流来说，可以利用无纺材料的良好过滤器效果；另外一部分气流由于油分离环表面的冲击器效果而将油提供至油分离环并且改变方向以最终穿过中心通道而离开油分离环。因为流动截面区域的下游具有可供气流使用的较大总横截面积，所以尤其产生了在油分离装置的整个系统上降低压力损失的积极副作用。总横截面积的增大是由下面两个因素导致的:在导流件与油分离环之间的区域(气流可以流过该区域并最终通过油分离环的通道流出)；穿过无纺材料形成的流动截面。因此，一方面使用尤其含有无纺材料的油分离环作为冲击器，以通过气流路径的突然变向来分离出的油，另一方面，如果气流的一部分流经油分离环，特别是无纺材料，则使用油分离环作为过滤器。特别是在较高流量的带油气体的情况下，油分离装置可以有利地利用油分离环的无纺材料中额外过滤器效果。如果流经油分离装置的气流很弱，那么通过油分离环的冲击器效果已经可以实现有效油分离。
[0015]根据另一个优选实施例，油分离装置还可以包括附加油分离件，该附加油分离件布置在空心体中并位于油分离环的下游。附加油分离件可以呈例如管状并且安装在空心体中。在这种情况下，附加油分离件可以包括无纺材料或者至少部分包括无纺材料。附加油分离件也可以用作冲击器，或者气