專利名稱：油霧分離器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種油霧分離器，其用于曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)裝置(positive crank ventilation unit)。
背景技術(shù)：
在內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)期間，該內(nèi)燃機(jī)例如可以安置在汽車中，被稱作串氣(blowgas) 的氣體通過在活塞和汽缸之間的泄漏進(jìn)入各自內(nèi)燃機(jī)的曲軸箱中。為了避免在曲軸箱內(nèi)的 過壓，或者避免漏氣(blow-by gas)擴(kuò)散進(jìn)入環(huán)境中，使用了曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)系統(tǒng)。通常所 述曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)系統(tǒng)通過通風(fēng)管道將曲軸箱與內(nèi)燃機(jī)的新鮮空氣管(fresh gas tract) 連接起來。在該新鮮空氣管內(nèi)，特別在節(jié)流閥下游，存在相對的負(fù)壓，該負(fù)壓允許漏氣被從 曲軸箱中吸入。另外，在內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，產(chǎn)生了油霧。因而，排出的漏氣含有油霧。為 了降低內(nèi)燃機(jī)的油耗或者降低內(nèi)燃機(jī)的污染物排放，曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)系統(tǒng)正常情況下包括 油霧分離器，其用于分離在漏氣中攜帶的從曲軸箱中吸出的油霧并且將其運(yùn)輸?shù)胶线m的儲 油容器，該儲油容器特別地，可以包括附在曲軸箱底部的油盤。逐漸收緊的污染物排放規(guī)則要求將油霧分離器的清潔效果進(jìn)行改進(jìn)。另外，還必 須注意部分沖突的需求，例如，油霧分離器可能的最長時間的零維護(hù)服務(wù)期，越低越好的氣 壓損失，越緊湊越好的設(shè)計，和越高越好的分離效率。根據(jù)EP 0860 589 Bi，其公開了一種用于曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)系統(tǒng)的油霧分離器，該 分離器具有第一分離器單元和第二分離器單元以及旁通閥(bypass valve)。該第一分離器 單元包括至少一個過濾體，該過濾體以下述方式安置在漏氣路徑中，即該漏氣可以從其中 流通。該第二分離器單元安置在旁通路徑中，該旁通路徑旁路繞開第一分離器單元，并且一 旦第一分離器單元的壓力差超過了預(yù)定值，其立即由旁通閥打開。在已知的油霧分離器中， 第二分離器由過濾體形成。根據(jù)專利文獻(xiàn)DE 10 2006 051 143 Al、DE 10 2005 038 257 Al、DE 2004 061 938 B3、DE10 2004 055 065 Al、DE 103 59 523 Al、DE 102 32 044 Al、DE 197 29 439 AUffO 01/92 690A1、和DE 203 02 220 U1，其公開了具有旁通路徑但是不具有安置在旁通 路徑中的附加分離器單元的油霧分離器，該旁通路徑有旁通閥控制并指向其分離器單元的 外界。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及解決以下問題，即提供一種改良的實(shí)施方式，其用于上述類型的油霧 分離器，其特征在于，其可以以相對便宜的方式制造，并且優(yōu)選地具有緊湊設(shè)計，并帶有相 對長的零維護(hù)服務(wù)期限，并且其中其提供了可接受的壓力損失并且達(dá)到了相對高的分離效率。該問題由本發(fā)明獨(dú)立權(quán)利要求的主題解決，優(yōu)選地實(shí)施方式為從屬權(quán)利要求的主題。
在本發(fā)明中，第二分離器單元被設(shè)計為沖擊分離器(impactor separator) 0這是 慣性分離器的一種特殊類型，該慣性分離器通常與沖擊墻或者沖擊板共同工作，沖擊到?jīng)_ 擊墻或者沖擊板上，該漏氣流通過合適的流量導(dǎo)引裝置導(dǎo)引從而得到該氣流的偏轉(zhuǎn)。同時 由于沖擊回復(fù)，氣體簡單的反彈離開沖擊板并且差不多以相反的方向離開，而液體顆粒粘 結(jié)到了沖擊墻上，可以在其上累積并可以流走。在沖擊板的沖擊期間，如果存在合適的流 速，所述沖擊分離器還可以達(dá)到有利的類似于過濾體的分離效率。利用所述沖擊分離器，由 逐漸堵塞引起的反壓(backpressure)風(fēng)險通常不會發(fā)生。為了得到所需的高分離效率，然 而，該沖擊分離器需要相對高的流速，該流速通?？梢酝ㄟ^降低橫截面來得到，特別通過噴 嘴，其然而導(dǎo)致了相應(yīng)的反壓增加。因而，在較低壓力差時，所述沖擊分離器根本不工作或 者僅不充分的工作。與此相反，在本發(fā)明的油霧分離器中，該沖擊分離器，因而在已經(jīng)存在 合適的高壓力差時，僅使用第二分離器單元。以這種方式，該油霧分離器的實(shí)施方式結(jié)合了 兩個不同分離器原理的優(yōu)點(diǎn)，從而得到了具有整個效率都得到提高了的油霧分離器。與過 濾體一起使用的第一分離器單元在漏氣低流量流動時得到較高的分離效率，同時被設(shè)計為 沖擊分離器的第二分離單元可以在高流量流動時同樣能得到高分離效率。此處，本發(fā)明基于以下基本構(gòu)思，即裝配該油霧分離器至少兩個平行布置的分離 器單元，其中一個具有過濾體，漏氣可以流動通過該過濾體，同時另一個可以通過旁通閥被 激活或以隨壓力變化的形式連接。漏氣可以通過的該過濾體具有非常高的分離效率，這是 由于其可以以下述方式設(shè)計，即對于氣流來說是可滲透的，但是其對攜帶的即使是非常小 直徑的固體或者液體顆粒也是準(zhǔn)非滲透的(quasi impermeable) 0與慣性分離器相比，所 述過濾體也可以收集較小的或較輕的油滴和固體顆粒，該慣性分離器僅通過流動偏轉(zhuǎn)從漏 氣流中除去油滴和固體顆粒。然而，過濾體具有漸增的更高流動阻力，至少簡單的慣性分離 器是這樣。所述過濾體的流通阻力隨著各自過濾材料的漸增的載荷而增加。分離出的固體 顆粒沉淀在過濾材料中。分離出的液體可以首先聚集在過濾材料中，然后在足夠的濕潤后 可以從過濾材料中重新流出。這里，還可以在流出側(cè)得到液滴的形成，其中，在達(dá)到特定尺 寸后，形成的該液滴流出或脫落。因而，在油霧分離器的運(yùn)轉(zhuǎn)期間過濾體的流通阻力可以增 加。為了避免在過濾體上，出現(xiàn)不允許的高流通阻力，提供了旁通閥，即當(dāng)在第一過濾體單 元的預(yù)定壓力差達(dá)到時，打開旁通閥，其中安置了第二分離器單元，該高流通阻力會危害從 曲軸箱中進(jìn)行的所需漏氣的吸出。激活的該第二分離器單元因此與第一分離器單元一起工 作，其中，在兩個分離器單元之間的漏氣分配基于作用至第一分離器單元的壓力差。該壓力 差越高，漏氣流動通過旁通路徑以及第二分離器單元的量越多。通過第二分離器單元，可以確保甚至在第一分離器單元的過濾體被阻塞的情況 下，或者一般而言，在油霧分離器上作用了高的壓力差，足夠多的漏氣還可以流動通過油霧 分離器，其中該第二分離器單元并行連接并且可以隨著壓力變化激活。這里，用于曲軸箱穩(wěn) 定運(yùn)轉(zhuǎn)通風(fēng)所需的漏氣量可以至少在內(nèi)燃機(jī)的相關(guān)運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域上吸出。根據(jù)特別優(yōu)選的實(shí)施方式，進(jìn)一步，可以提供第三分離器單元，其安置在兩個分離 器單元的上游。通過該第三分離器單元，可以實(shí)施預(yù)分離，例如，能夠捕獲相對大的油滴，在 該油滴到達(dá)第一分離器單元的過濾體之前。因此，可以有效地避免過濾體的早期污染。根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施方式，第三分離器單元可以包括噴嘴板。所述噴嘴板具有板體，該 板體包括多個噴嘴開口(nozzle opening)，水平流體可以通過該噴嘴開口并且在流動方向上收縮(converge)。在該噴嘴開口內(nèi)，漏氣流被加速并在噴嘴開口出口橫截面的方向上偏 轉(zhuǎn)。因此，較大的液體會沖擊到噴嘴開口的收縮墻上并排出到噴嘴板的入流側(cè)。優(yōu)點(diǎn)在于以下改良，即其中第三分離器單元具有羊毛體(fleece body)，其直接安 置在噴嘴板的出流側(cè)或者距離一段距離放置。在加速噴嘴流體中攜帶的該油滴沖擊在羊毛 體上并因而可以被分離。另一個優(yōu)選實(shí)施方式的特征在于，該沖擊分離器具有沖擊墻，該沖擊墻由旁通閥 的一個閥元件形成。因此，該閥組件被賦予雙重功能?？梢韵氲降拈y組件是，例如，樞軸安 置的擋板(flap)。根據(jù)另一個優(yōu)選地實(shí)施方式，該沖擊分離器和旁通閥可以形成結(jié)構(gòu)單元，該結(jié)構(gòu) 單元是預(yù)裝配的并且可以以預(yù)裝配狀態(tài)插入到油霧分離器內(nèi)。因此，簡化了油霧分離器的 裝配。另外，該油霧分離器可以包括支撐構(gòu)架(support frame)，其被設(shè)計為用于接受分 離器裝置和旁通閥。這樣極大的簡化了油霧分離器的裝配。任選地，該支撐構(gòu)架可以含有其 它構(gòu)件。例如，新鮮空氣部分可以結(jié)合到支撐構(gòu)架中。另外，該支撐構(gòu)架可以包括漏氣路徑 部分，該部分從第一分離器裝置和第二分離器裝置至新鮮空氣路徑延伸。另外，該支撐構(gòu)架 可以包括壓力控制閥。另外，該支撐構(gòu)架可以包括漏氣路徑入口，其可以以連通方式與內(nèi)燃 機(jī)的曲軸箱相連，并可以包括漏氣路徑部分，該漏氣路徑部分從該入口至分離器單元延伸。特別優(yōu)選的是一種實(shí)施方式，其中，該支撐構(gòu)架被設(shè)計作為內(nèi)燃機(jī)的汽缸蓋的缸 前蓋。因此，該支撐構(gòu)架形成了高度整體單元，其可以以節(jié)省空間的方式安裝。根據(jù)權(quán)利要求書，附圖和結(jié)合附圖的具體實(shí)施方式
，本發(fā)明其它重要的特征和優(yōu) 點(diǎn)是顯而易見的。應(yīng)該理解的是，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，上述已經(jīng)公開的特征以及下文中 即將公開的特征不僅能在各自提及的組合中使用，而且能夠以其它任何組合使用或者單獨(dú) 使用。在附圖中示出了優(yōu)選地示例性實(shí)施方式，并且在具體實(shí)施方式
中詳細(xì)描述，其中 相同的附圖標(biāo)記表示相同或者類似或者功能類似的組件。


在附圖中圖1示意性的表示了油霧分離器的部分截面透視頂視圖；圖2示意性的表示了油霧分離器的透視底視圖。
具體實(shí)施例方式根據(jù)圖1和2，油霧分離器1包括第一分離器單元2和第二分離器單元3，該油霧 分離器可以在內(nèi)燃機(jī)用曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)系統(tǒng)中使用。該第一分離器單元2具有至少一個過 濾體4，其例如，被設(shè)計為平板波紋管式分離器。該過濾體4以下述方式安置在漏氣路徑5 中，即該漏氣可以從其中流通。相反地，該第二分離器單元3安置在旁通路徑6中，該旁通 路徑龐統(tǒng)通過第二分離器單元2。該油霧分離器1還包括旁通閥7，該旁通閥以下述方式安 置，即當(dāng)作用在第一分離器單元2的壓力差達(dá)到或者超過預(yù)定值時，其打開旁通路徑6。該第二分離器單元3作為沖擊分離器設(shè)計并且由此與沖擊墻8共同工作，該漏氣流被導(dǎo)引流 向該沖擊墻從而其攜帶的顆粒，特別地為油滴，沖擊到?jīng)_擊墻8上，并在其上積累和可以流
出ο這里公開的油霧分離器1還包括第三分離器單元9。與兩個其他的分離器單元2、3 相比，該第三分離器單元被設(shè)計為預(yù)分離器并且由此安置在兩個其它分離器單元2、3的上 游。因而，該第三分離器9被安置在漏氣路徑中，在分離器單元2的上游和分流點(diǎn)的上游， 在該分流點(diǎn)，旁通路徑6從漏氣路徑5分支出。所述第三分離器單元9可以包括噴嘴板10。其同樣具有板體11，該板體包括多個 噴嘴開口 12。該噴嘴開口 12穿透板體11。該流體可以并行通過噴嘴開口，同時其可以特 別地以下述方式形成，即其可以在流動方向上偏轉(zhuǎn)。在所示實(shí)施方式中，第三分離器單元9 另外被裝配上羊毛體13，其例如，距離噴嘴板10的出流側(cè)一段距離放置。基本上還可以將 羊毛體直接安置在噴嘴板10的出口側(cè)上。無論如何，羊毛體13以下述方式定位，即穿過噴 嘴開口 12的漏氣流流向它并，特別地，穿過它。所述羊毛體13的過濾效果可以認(rèn)為非常小 于，因此粗于第一分離器單元2過濾體的過濾效果。屬于第二分離器單元3的沖擊分離器的沖擊墻8可以由旁通閥7的閥組件14形 成。在所示的實(shí)施例中，閥組件14為擋板，其可以在邊緣端沿著樞軸進(jìn)行樞軸轉(zhuǎn)動，其在圖 中未示出，并且其垂直于旁路流體的流動方向延伸。該類擋板閥組件14可以通過彈簧偏置 位于封閉位置，該彈簧未示出。一旦在閥組件14入流側(cè)上的壓力達(dá)到上述的最大可容壓力 差的預(yù)定值，彈簧的相應(yīng)大小的預(yù)載力就會被克服，從而該閥組件14可以打開。在隨后發(fā) 展的漏氣流中，該漏氣沖擊閥組件14從而該閥組件作為沖擊墻起作用或者形成沖擊分離 器的沖擊墻8。攜帶的液滴沖擊在沖擊墻上，聚集在其上并從其上流出。在所示的優(yōu)選實(shí)施例中，沖擊分離器，以及第二分離器單元3，和旁通閥7形成了 結(jié)構(gòu)單元15。該單元15或者裝置15可以預(yù)裝配同時可以以預(yù)裝配狀態(tài)插入到油霧分離器 1內(nèi)。在該實(shí)施例中，該單元15包括相互同軸安置的內(nèi)管16和外管17。該閥組件14或者沖擊板18被安置在內(nèi)管16的出口側(cè)。該外管17包圍了內(nèi)管 16，因此形成了環(huán)形空間，其中安置了羊毛體18。另外，該外管17使內(nèi)管16在軸向上突出， 也就是在出口側(cè)。在類擋板閥組件14具有較小孔徑角的情況下，該閥組件14或者沖擊墻8 增強(qiáng)了朝向外管17內(nèi)部側(cè)的流體偏轉(zhuǎn)，該內(nèi)側(cè)面向內(nèi)管16，然而，在該內(nèi)側(cè)，安置了羊毛體 18。對于所述較小孔徑角，外管7的內(nèi)側(cè)或者安置其上的羊毛體18也作為沖擊墻起作用。 攜帶的液滴被羊毛體18吸收并排出。所示的油霧分離器1還具有以下特征，即具有支撐構(gòu)架19。該構(gòu)架以下述方式設(shè) 計，即其可以接受分離器單元2、3、9，和旁通閥7。例如，支撐構(gòu)架19包括用于第一分離器 單元2的過濾體4的插座20。在該實(shí)施例中，支撐構(gòu)架還具有用于沖擊閥單元15的插座 21。另外，這里提供一種噴嘴板10可以插入的插座22。在該實(shí)施例中，由箭頭指示的新鮮空氣管道的部分23也能夠結(jié)合到支撐構(gòu)架19 內(nèi)。該支撐構(gòu)架19特別地通過注塑模工藝由塑料制成。所述新鮮空氣管道部分23也可以 在其上結(jié)合形成。該支撐構(gòu)架19還包括漏氣路徑5的部分25，該部分從第一分離器單元2和第二分 離器單元3至新鮮空氣路徑延伸。新鮮空氣路徑的連接優(yōu)選地在新鮮空氣管道24的部分23中實(shí)施，該部分23結(jié)合到支撐構(gòu)架19中。另外，支撐構(gòu)架19可以包括壓力控制閥26， 通過該閥，可以控制漏氣量。所述壓力控制閥26特別地控制了在漏氣路徑5的所述部分25 與新鮮空氣管道24的所述部分23之間的連通連接。在該實(shí)施例中，支撐構(gòu)架19還具有入口 27，在油霧分離器1的裝配狀態(tài)，其以連通 方式與各自內(nèi)燃機(jī)的曲軸箱連接。另外，支撐構(gòu)架19包括漏氣路徑5的部分28，該部分從 所述入口 27至分離器單元2、3、9延伸。整體上，該支撐構(gòu)架19因而代表了高度集成的構(gòu)件，其接受了油霧分離器1的多 個構(gòu)件并且執(zhí)行了復(fù)雜的氣體運(yùn)輸功能。另外，支撐構(gòu)架19可以包括蓋29。所述蓋29至少在一個區(qū)域上封閉了支撐構(gòu)架 19，其中安置了過濾體4。在將蓋29移去后，該過濾體4因而可以隨時被替換。在所示的優(yōu) 選實(shí)施例中，另外，蓋29以下述方式設(shè)計，即其包括漏氣路徑5的部分30，該部分延伸至第 一分離器單元2或至過濾體4。因而，同樣地，該蓋29具有雙重功能。對于在蓋29和支撐 構(gòu)架19之間的氣密和壓密連接，可以提供密封件31，在該實(shí)施例中，其軸向作用并且在旋 上蓋29時，其軸向夾緊。該支撐構(gòu)架19優(yōu)選地作為缸前蓋設(shè)計，通過該缸前蓋，內(nèi)燃機(jī)的汽缸蓋可以被封 閉或覆蓋。對于內(nèi)燃機(jī)，這就導(dǎo)致了整體的緊湊設(shè)計?；旧?，也可以將支撐構(gòu)架19作為 單獨(dú)構(gòu)件安置到缸前蓋內(nèi)。
權(quán)利要求
一種油霧分離器，其用于曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)系統(tǒng)， 具有第一分離器單元(2)，該單元具有至少一個過濾體(4)，該過濾體以下述方式安置在漏氣路徑(5)中，即漏氣可以流動通過該過濾體； 具有第二分離器單元(3)，該單元被安置在旁路路徑(6)中，該旁路路徑迂回通過第一分離器單元(2)； 具有旁通閥(7)，在第一分離器單元(2)的壓力差超過預(yù)定值時，其打開旁通路徑(6)；其特征在于，第二分離器單元(3)作為沖擊分離器設(shè)計。
2.如權(quán)利要求1所述的油霧分離器，其特征在于，提供了第三分離器單元(9)，其安置在漏氣路徑(5)中，位于兩個其它分離器單元(2、 3)的上游。
3.如權(quán)利要求2所述的油霧分離器，其特征在于，第三分離器單元(9)具有噴嘴板(10)，其在板體(11)中包括多個噴嘴開口(12)，平行 流體可以流動通過該開口，并且該開口可以特別地在流動方向上收縮。
4.如權(quán)利要求3所述的油霧分離器，其特征在于，該第三分離器單元(9)包括羊毛體(13)，其安置在噴嘴板(10)出流側(cè)上，或者保持距離安置。
5.如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的油霧分離器，其特征在于，該沖擊分離器具有沖擊墻(8)，其由旁通閥(7)的閥組件(14)形成。
6.如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的油霧分離器，其特征在于，該沖擊分離器和旁通閥(7)形成了結(jié)構(gòu)單元(15)，該結(jié)構(gòu)單元可以預(yù)裝配并且可以以 預(yù)裝配方式插入到油霧分離器(1)內(nèi)。
7.如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的油霧分離器，其特征在于，沖擊閥單元(15)具有內(nèi)管(16)和與之同軸布置的外管(18)，其中閥組件(7)被可調(diào) 節(jié)地安置在內(nèi)管(16)的出口側(cè)上，然而，外管(17)具有安置在內(nèi)側(cè)的羊毛體(18)，該內(nèi)側(cè) 面向內(nèi)管(16)。
8.如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的油霧分離器，其特征在于，提供一種支撐構(gòu)架(19)，用于接受至少兩個分離器裝置(2、3、9)和旁通閥(7)。
9.如權(quán)利要求8所述的油霧分離器，其特征在于， 新鮮空氣管道(24)的部分(23)結(jié)合到支撐構(gòu)架(19)內(nèi)。
10.如權(quán)利要求8或9所述的油霧分離器，其特征在于，該支撐構(gòu)架(19)包括漏氣路徑(5)的部分(25)，該部分從第一分離器單元(2)和第二 分離器單元(3)至新鮮空氣路徑延伸。
11.如權(quán)利要求8-10所述的油霧分離器，其特征在于， 該支撐構(gòu)架(19)包括壓力控制閥(26)。
12.如權(quán)利要求8-11所述的油霧分離器，其特征在于，該支承構(gòu)架(19)具有漏氣入口(27)，其可以以連通方式與曲軸箱相連，同時該支撐構(gòu) 架包括漏氣路徑(5)的部分(28)，該部分從入口(27)至分離器單元(2、3、9)延伸。
13.如權(quán)利要求8-12所述的油霧分離器，其特征在于，該支撐構(gòu)架(19)具有蓋(29)，其包括漏氣路徑(5)的部分(10)，該部分延伸至第一分 離器單元⑵。
14.如權(quán)利要求8-13所述的油霧分離器，其特征在于， 該支撐構(gòu)架(19)作為內(nèi)燃機(jī)前缸蓋的缸前蓋設(shè)計。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種油霧分離器(1)，其用于曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)系統(tǒng)，具有第一分離器單元(2)，其具有至少一個過濾體(4)，該過濾體以下述方式安置在漏氣路徑(5)中，即漏氣可以流動通過該過濾體；具有第二分離器單元(3)，其被安置在旁路路徑(6)中，該旁路路徑迂回通過第一分離器單元(2)；具有旁通閥(7)，在第一分離器單元(2)的壓力差超過預(yù)定值時，其打開旁通路徑(6)。如果第二分離器單元(3)作為沖擊分離器設(shè)計，將會達(dá)到改良的使用壽命。
文檔編號B01D45/04GK101903622SQ200880121886
公開日2010年12月1日 申請日期2008年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月21日
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