專利名稱：：高真空度的曲軸箱通風(fēng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及延長內(nèi)燃發(fā)動機(jī)潤滑油的有效使用壽命的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
：合成潤滑油用于內(nèi)燃發(fā)動機(jī)中。用于內(nèi)燃發(fā)動機(jī)中的潤滑油進(jìn)行過各種改進(jìn)，包括在基礎(chǔ)油中添加各種添加劑，所述添加劑通常包括一種或多種可溶性烴無灰分散劑、緩蝕劑、抗氧化劑、摩擦改進(jìn)劑、高堿性磺酸鹽洗滌劑、以及例如二烷基二硫代磷酸鋅(ZDDP)的抗磨損劑?，F(xiàn)代添加劑的發(fā)展已經(jīng)大大延長了用于內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的潤滑油的使用壽命。
發(fā)明內(nèi)容內(nèi)燃發(fā)動機(jī)具有曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)結(jié)構(gòu)并包括曲軸箱頂部空間和進(jìn)氣室。所述曲軸箱頂部空間通過第一導(dǎo)管與大氣壓力流體連通，并通過第二導(dǎo)管與進(jìn)氣室流體連通。第一導(dǎo)管內(nèi)的流動限制結(jié)構(gòu)有效地限制新鮮空氣在內(nèi)燃發(fā)動機(jī)運(yùn)行期間通過第一導(dǎo)管吸入曲軸箱頂部空間，從而在曲軸箱頂部空間內(nèi)充分建立高真空環(huán)境?，F(xiàn)在將參照附圖以示例的形式描述一個或多個實施方式，附圖中圖1是公知的發(fā)動機(jī)曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)的示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明至少一個實施方式的示例性曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)的示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明至少一個可替代實施方式的示例性曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)的示意圖；圖4示出了在本發(fā)明至少一個實施方式中使用的止回閥的剖視圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明運(yùn)行的測試車輛的曲軸箱機(jī)油的水含量與根據(jù)公知的曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行的控制車輛的曲軸箱機(jī)油的水含量的比較性圖表；圖6是根據(jù)本發(fā)明運(yùn)行的測試車輛的潤滑油中的堿性添加劑組分的降低量與根據(jù)公知的曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行的控制車輛的潤滑油中的堿性添加劑組分的降低量的比較性圖表；圖7是根據(jù)本發(fā)明運(yùn)行的測試車輛的潤滑油的抗氧化劑損失與根據(jù)公知的曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行的控制車輛的潤滑油的抗氧化劑損失的比較性圖表；圖8是根據(jù)本發(fā)明運(yùn)行的測試車輛的潤滑油的未燃燒燃料含量與根據(jù)公知的曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行的控制車輛的潤滑油的未燃燒燃料含量的比較性圖表。具體實施例方式參照附圖并且先參照圖1，該圖示出了公知的曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)的示意圖。如本領(lǐng)域所公知的，在內(nèi)燃發(fā)動機(jī)正常運(yùn)行期間，由于每個活塞的進(jìn)氣沖程或者裝配了轉(zhuǎn)子的發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)子運(yùn)動，進(jìn)氣歧管的一部分中-包括進(jìn)氣流道內(nèi)會產(chǎn)生相對于環(huán)境條件降低的壓力區(qū)域-即真空。在圖l所示的曲軸箱通風(fēng)方案中，該真空有利地用于將位于發(fā)動機(jī)曲軸箱523中的潤滑油33上方的頂部空間中的氣體排出，并用于將這些氣體輸送到燃燒室中，從而使其中的可燃成分燃燒。在圖l所示的發(fā)動機(jī)運(yùn)行期間，第一股環(huán)境空氣通過空氣濾清器3被吸入，然后穿過通常包括一個或多個導(dǎo)流板的油/氣分離器17，如本領(lǐng)域所公知的。過濾后的空氣通過閥蓋/凸輪軸蓋15被進(jìn)一步吸入，經(jīng)過鑄造在汽缸蓋13上的開口通道，進(jìn)入到潤滑油33上方的頂部空間。以這種方式吸入頂部空間的空氣基本上不會遇到任何流動限制，因此有效地使曲軸箱通向大氣壓力條件。在該頂部空間中，第一股過濾后的環(huán)境空氣與同樣存在于潤滑油上方的頂部空間中的、由往復(fù)組件的動作部分引發(fā)的竄氣31相混合，該往復(fù)組件包括旋轉(zhuǎn)曲軸39和一個或多個活塞37。過濾后的環(huán)境空氣與曲軸箱竄氣的混合物被抽吸通過油/氣分離器27、通過曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)系統(tǒng)("PCV")的調(diào)節(jié)閥29、并進(jìn)入進(jìn)氣室9，如本領(lǐng)域公知的油/氣分離器27通常包括一個或多個導(dǎo)流板。第二股過濾后的環(huán)境空氣通過節(jié)氣門7也被吸入進(jìn)氣室9，如本領(lǐng)域所公知的，節(jié)氣門7通常包括位于化油器上的蝶閥、節(jié)氣門噴射系統(tǒng)、或者獨(dú)立節(jié)氣門單元上的蝶閥。第二股過濾后的環(huán)境空氣與竄氣和第一股過濾后的環(huán)境空氣的混合物在進(jìn)氣室9或者一個或多個進(jìn)氣流道11中或多或少地混合到一起，并且與一定量的燃料一起進(jìn)入到燃燒室中，并在燃燒過程中被消耗。如上所述的已知內(nèi)燃發(fā)動機(jī)中的曲軸箱壓力水平通常從稍微高于大氣壓力到稍微真空之間變化。當(dāng)相對于一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(即，101kPa)測量時，這類曲軸箱壓力水平在大約102kPa到98.5kPa的范圍內(nèi)，并且響應(yīng)于環(huán)境條件和發(fā)動機(jī)經(jīng)濟(jì)性而不可控制地變化，因為環(huán)境條件和發(fā)動機(jī)經(jīng)濟(jì)性本身是不斷波動的。結(jié)合曲軸箱頂部空間和大氣壓力條件之間的基本上可忽略不計的流動限制，并通過限制吸入的PCV閥或孔的流動限制，在曲軸箱頂部空間中有意避免了與進(jìn)氣室相關(guān)的高真空度的出現(xiàn)。圖2是根據(jù)本發(fā)明一個實施方式的發(fā)動機(jī)曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)10的示意圖。在該實施方式中，環(huán)境空氣通過空氣濾清器3吸入，然后穿過可選的質(zhì)量流量傳感器5，質(zhì)量流量傳感器5可以是葉片式計量傳感器、熱線傳感器(MAF)、冷線傳感器、膜式傳感器、層流元件或者任何其它已知的測量空氣流量的裝置，該傳感器能夠輸出電壓或者根據(jù)空氣流量改變電阻。當(dāng)設(shè)置有質(zhì)量流量傳感器5時，質(zhì)量流量傳感器5與發(fā)動機(jī)電子控制模塊("ECM")21電子接觸并向其提供信息，該信息隨后可用于計算輸送給進(jìn)氣歧管或燃料噴射器(未示出)的燃料的合適量。在質(zhì)量流量傳感器5的發(fā)動機(jī)一側(cè)，第一股過濾后的環(huán)境空氣通過控制閥35被吸入，所述控制閥由致動器19控制，致動器19可包括螺線管或者其它本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的、具有用于將閥從一個位置切換到另一個位置的等同功能的裝置，致動器19本身由發(fā)動機(jī)ECM21控制。一旦第一股過濾后的環(huán)境空氣被吸入通過控制閥35，其隨后就被吸入通過油/氣分離器17、通過閥蓋/凸輪軸蓋15、通過鑄造在汽缸蓋13中的一個或多個開口通道、并進(jìn)入潤滑油33上方的頂部空間，從而提供過濾后的環(huán)境空氣和曲軸箱竄氣的混合物。過濾后的環(huán)境空氣和曲軸箱竄氣的混合物然后被吸入通過油氣分離器27、通過PCV調(diào)節(jié)閥29、并進(jìn)入進(jìn)氣室9。第二股過濾后的環(huán)境空氣通過節(jié)氣門7被吸入進(jìn)氣室9中，在進(jìn)氣室9和/或一個或多個進(jìn)氣流道11內(nèi)或多或少地與竄氣和第一股過濾后的環(huán)境空氣的混合物相混合，與一定量的燃料一起進(jìn)入燃燒室中，并在燃燒過程中被消耗。在圖2所示的實施方式中，還設(shè)置了位于曲軸箱內(nèi)的、與潤滑油33充分接觸的溫度傳感器25，該傳感器用于以實時方式提供能夠確定潤滑油33的溫度的數(shù)據(jù)。溫度傳感器25-例如熱電偶與發(fā)動機(jī)ECM電子接觸并為其提供信息。上述結(jié)構(gòu)能夠響應(yīng)于發(fā)動機(jī)運(yùn)行狀況而有效地且可控制地在曲軸箱內(nèi)_即在潤滑油33上方的頂部空間中提供相對較高的真空環(huán)境。這里使用的曲軸箱內(nèi)的高真空環(huán)境指的是某種真空度，這些真空度超過那些在等同發(fā)動機(jī)運(yùn)行期間、在空氣從大氣壓環(huán)境中進(jìn)入到曲軸箱頂部空間內(nèi)的流動限制基本上可以忽略的情況下建立的真空度。更具體地，這里使用的曲軸箱內(nèi)的高真空環(huán)境指的是比大氣壓力低大致3kPa或者更多的真空度。使用包括上述至少最少數(shù)量的部件的系統(tǒng)能夠延長潤滑油33的有效使用壽命，所述部件用于有效地且可選擇地在潤滑油33上方的頂部空間中獲得這種相對較高的真空。本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的其它附加的或者可選的部件和系統(tǒng)都可以應(yīng)用到根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動機(jī)或系統(tǒng)上。在一個實施方式中，控制閥35是三通閥，其具有兩個可能位置，所述三通閥的兩個可能位置中的每個都提供不同尺寸的開口，過濾后的環(huán)境空氣流可以選擇性地通過所述開口吸入。在第一運(yùn)行模式下，當(dāng)感測到的潤滑油溫度低于第一閾值水平時_該第一閾值水平在一個實施方式中為大約5(TC，過濾后的環(huán)境空氣通過控制閥35的具有第一內(nèi)徑的第一孔被抽吸流過控制閥35(并最終進(jìn)入曲軸箱和進(jìn)氣室)，在一個實施方式中，對具有在1.5升到6.0升之間的任何排量的發(fā)動機(jī)而言，所述內(nèi)徑為1毫米。然后由于進(jìn)氣室9內(nèi)的降低的壓力(相對于大氣壓力)，導(dǎo)致通過可包括油/氣分離器27和PCV調(diào)節(jié)閥29的合適的鉛管、管道、導(dǎo)管系統(tǒng)連接到進(jìn)氣室9的密封曲軸箱23的內(nèi)部相對于大氣環(huán)境處于大幅降低的壓力條件下，該壓力優(yōu)選地為大約50千帕(kPa)到大約100kPa的壓力水平，包括兩者之間的所有壓力和壓力范圍。盡管在一個實施方式中被描述為具有大約1毫米的內(nèi)徑，然而控制閥35的第一孔可以具有大約0.2毫米到大約5毫米之間的任意內(nèi)徑。潤滑油33中的揮發(fā)性污染物通常具有蒸汽壓力。這些污染物是由"竄氣"氣體生成的，正如本領(lǐng)域所熟知的，竄氣是在發(fā)動機(jī)運(yùn)行期間在氣缸壁和活塞環(huán)之間穿行的物質(zhì)，其可能包括1)水；2)氮氧化物；3)硫氧化物；4)氮水含氧酸；5)硫水含氧酸；6)二氧化碳；7)碳酸；8)未燃燒的燃料；以及9)含有潤滑油中的添加劑組分的前述物質(zhì)的加成物或加合物。另外，已知由于環(huán)境溫度變化和使用中的發(fā)動機(jī)的反復(fù)開閉循環(huán)，水會因冷凝而存在于曲軸箱中。當(dāng)曲軸箱內(nèi)的壓力根據(jù)本發(fā)明被降低時，將使得曲軸箱或潤滑油33本身中的一種或多種揮發(fā)性污染物的蒸汽壓力相應(yīng)地即便沒有超過也更接近某一點(diǎn)，在該點(diǎn)處一種或多種揮發(fā)性污染物將隨時蒸發(fā)、甚至沸騰。在任何情況下，當(dāng)根據(jù)本發(fā)明運(yùn)行時，由于曲軸箱內(nèi)存在降低的壓力，污染物的揮發(fā)性將顯著地增加。這轉(zhuǎn)變?yōu)槲廴疚锏脑鰪?qiáng)的揮發(fā)性，然后根據(jù)本發(fā)明，污染物通過經(jīng)過曲軸箱的過濾后的環(huán)境空氣被從曲軸箱排向進(jìn)氣室。從長期來看，根據(jù)本發(fā)明通過污染物的揮發(fā)性來增加這些揮發(fā)性污染物的去除量，增加了潤滑油的使用壽命并延長了保養(yǎng)間隔。這種去除保留了曲軸箱機(jī)油中的抗氧化劑，從而在較長時間段內(nèi)維持了潤滑性。已知曲軸箱油中的水會增加發(fā)動機(jī)潤滑零件的腐蝕率和磨損率，發(fā)動機(jī)潤滑零件例如是氣缸壁、活塞環(huán)、凸輪軸的軸頸和凸角、挺桿以及其它部件。當(dāng)來自燃燒的的酸性物質(zhì)_包括硝酸和亞硝酸以及來自發(fā)動機(jī)機(jī)油氧化的酸性物質(zhì)_包括碳酸溶解在水中時，磨損和腐蝕將加速。公知的是水就是這些酸性物質(zhì)的收集器。隨著時間的推移，去除曲軸箱機(jī)油中未燃燒的燃料同樣也能夠增強(qiáng)潤滑性，同時帶來減少發(fā)動機(jī)往復(fù)組件的內(nèi)部摩擦的額外益處，該益處轉(zhuǎn)化為提高的燃油經(jīng)濟(jì)性和馬力輸出。根據(jù)本發(fā)明，這些益處對于經(jīng)常在寒冷天氣中進(jìn)行短途行駛的汽車和卡車而言尤為明顯。另外，增加發(fā)動機(jī)機(jī)油的使用壽命可等同于減少內(nèi)燃發(fā)動機(jī)部件的磨損和腐蝕；因此，相對于根據(jù)已知曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行的發(fā)動機(jī)，根據(jù)本發(fā)明運(yùn)行的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)在兩次大修之間可具有更長的有效使用壽命。在第二工作模式下，在感測到的潤滑油溫度高于第一閾值水平之后_該閾值水平在一個實施方式中為大約5(TC，ECM促使致動器19改變控制閥35的位置，使得過濾后的環(huán)境空氣通過控制閥中的具有第二內(nèi)徑的第二孔被抽吸流過控制閥35(并最終進(jìn)入曲軸箱和進(jìn)氣室)，對于具有在1.5升到6.0升范圍內(nèi)的任何排量的發(fā)動機(jī)而言，該第二內(nèi)徑在一個實施方式中為大約3毫米。然后由于進(jìn)氣室9內(nèi)的降低的壓力(相對于大氣壓力)，導(dǎo)致通過可包括油/氣分離器27和PCV調(diào)節(jié)閥29的合適的鉛管、管道、導(dǎo)管系統(tǒng)連接到進(jìn)氣室9的密封曲軸箱23的內(nèi)部相對于大氣環(huán)境處于大幅降低的壓力條件下；然而，當(dāng)發(fā)動機(jī)在該第二工作模式下運(yùn)行時，曲軸箱內(nèi)的壓力水平通常大于相同發(fā)動機(jī)在第一工作模式下運(yùn)行時曲軸箱內(nèi)的壓力水平。發(fā)動機(jī)根據(jù)第二工作模式運(yùn)行時曲軸箱內(nèi)的壓力水平可為大約50kPa到100kPa內(nèi)的任意值，包括該范圍內(nèi)的所有壓力和壓力范圍。盡管在一個實施方式中控制閥35內(nèi)的第二孔被描述為具有3毫米的內(nèi)徑，然而在控制閥35的第一孔和第二孔的內(nèi)徑不完全相同的前提下，第二孔可以具有在大約2到8毫米之間的任意值。在本發(fā)明的一個實施方式中，控制閥35的默認(rèn)位置在ECM處設(shè)定為允許空氣通過控制閥35的第一孔吸入。在另一個實施方式中，控制閥35的默認(rèn)位置在ECM處設(shè)定為允許空氣通過控制閥35的第二孔吸入。在一個可替代的實施方式中，提供不同流動限制的雙孔閥可以為下列形式的閥，該閥通過使用例如雙金屬致動機(jī)構(gòu)而響應(yīng)于發(fā)動機(jī)加熱來選擇閥孔，該響應(yīng)的方式類似于發(fā)動機(jī)冷卻液恒溫器。換句話說，雙孔閥可在發(fā)動機(jī)達(dá)到預(yù)定工作溫度之前選擇性地產(chǎn)生第一流動限制，在發(fā)動機(jī)達(dá)到預(yù)定工作溫度之后，雙金屬機(jī)構(gòu)選擇性地產(chǎn)生較小的第二流動限制。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明可替代實施方式的發(fā)動機(jī)曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)12的示意圖。在該實施方式中，第一股環(huán)境空氣通過空氣濾清器3被吸入，然后在進(jìn)入油/氣分離器17之前，穿過具有孔的止回閥14(圖4)。該過濾后的空氣進(jìn)一步被抽吸通過閥蓋/凸輪軸蓋15，通過鑄造在汽缸蓋13上的一個或多個通道，并進(jìn)入到潤滑油33上方的頂部空間中。在該頂部空間區(qū)域，第一股過濾后的環(huán)境空氣與也存在于潤滑油上方的頂部空間中的竄氣31混合。過濾后的環(huán)境空氣和曲軸箱竄氣的混合物然后被抽吸通過油/氣分離器27、通過PCV調(diào)節(jié)閥29、并進(jìn)入進(jìn)氣室9。第二股過濾后的環(huán)境空氣也通過節(jié)氣門7被吸入進(jìn)氣室9中。第二股過濾后的環(huán)境空氣與竄氣和第一股過濾后的環(huán)境空氣的混合物在進(jìn)氣室9或者一個或多個進(jìn)氣流道11中或多或少地混合到一起，并且與一定量的燃料一起進(jìn)入到燃燒室中，并在燃燒過程中被消耗。圖4中的剖視圖示出了在本發(fā)明中使用的止回閥14的一個合適的實施方式。這種止回閥14為管狀結(jié)構(gòu)并且具有壁部分45，壁部分45的內(nèi)部設(shè)置有節(jié)流口47，在一個實施方式中，節(jié)流口47包括具有圓形開口的環(huán)，所述環(huán)以環(huán)形方式繞壁部分45的內(nèi)部布置并與壁部分45的內(nèi)部相接觸，使得在沒有主體部分43時，從環(huán)境空氣側(cè)(標(biāo)記為A)吸入并進(jìn)入止回閥14的發(fā)動機(jī)側(cè)E的任何流體-包括空氣都必須經(jīng)過節(jié)流口47。節(jié)流口47的外輪廓被設(shè)計并調(diào)整為密封接合主體部分43，主體部分43本身包括設(shè)置為穿過其中的開口節(jié)流孔48，甚至在主體部分43的外輪廓完全密封住所述節(jié)流口47的情況下，節(jié)流孔48也足以使空氣經(jīng)過作為一個整體的止回閥14從大氣側(cè)A至發(fā)動機(jī)側(cè)E被吸入。在一個實施方式中，通過同時接附至主體部分43和壁部分45的彈簧，主體部分43被機(jī)械地朝發(fā)動機(jī)側(cè)E偏壓。因此，止回閥14可以被看作一種提升閥，其中主體部分43(提動閥芯)包括開口節(jié)流孔48，甚至當(dāng)主體部分43的外輪廓置靠在節(jié)流口47上從而基本上關(guān)閉了所述節(jié)流口47時，開口節(jié)流孔48也允許從發(fā)動機(jī)側(cè)E穿過到大氣側(cè)A。因此，在一個實施方式中，這種止回閥是一種節(jié)流裝置，所述節(jié)流裝置包括具有提動閥芯的提升閥，提動閥芯本身包括開口節(jié)流孔，甚至在所述提動閥芯作為一個整體由于自身運(yùn)動而關(guān)閉從而相對于所述節(jié)流裝置內(nèi)部的節(jié)流口而處于關(guān)閉位置時，所述開口節(jié)流孔仍允許一些空氣從所述提動閥芯通過。在一個實施方式中，開口節(jié)流孔48具有大約1毫米的內(nèi)徑；然而，所述孔可具有從大約0.2毫米到大約5毫米范圍內(nèi)的任何內(nèi)徑，包括兩者之間的所有內(nèi)徑和內(nèi)徑范圍，或者具有更大的內(nèi)徑，具有這些內(nèi)徑的孔都適于在本發(fā)明中使用，只要如本文中所述通過設(shè)置這種止回閥14，相對于沒有設(shè)置該止回閥的發(fā)動機(jī)而言，發(fā)動機(jī)曲軸箱內(nèi)的壓力相對于大氣壓大大降低了。在一個實施方式中，所述大大降低的壓力指的是在50kPa到100kPa之間的任意壓力值，包括兩者之間的所有壓力和壓力范圍。具有任一種其它各種已知結(jié)構(gòu)的止回閥14和控制閥35都可在本發(fā)明中使用，正如本領(lǐng)域所公知的，只要它們都包括本文中所述的孔，對于給定的發(fā)動機(jī)應(yīng)用而言所述孔的內(nèi)徑可以隨著某些因素而變化，這些因素例如是發(fā)動機(jī)排量、活塞環(huán)/氣缸壁密封圈的情況、發(fā)動機(jī)的總體運(yùn)行情況以及平均外界天氣。如上所述設(shè)置止回閥14為發(fā)動機(jī)曲軸箱提供了降低的壓力。與配備已知PCV系統(tǒng)的發(fā)動機(jī)相比，該壓力降低的狀態(tài)使得潤滑油污染物特別是水在較低油溫下從潤滑油33中蒸發(fā)出來。開口節(jié)流孔48用來調(diào)節(jié)通過該系統(tǒng)的新鮮空氣的流速，并防止進(jìn)氣歧管內(nèi)通常會出現(xiàn)的極端低壓發(fā)生在曲軸箱中。當(dāng)發(fā)動機(jī)根據(jù)本發(fā)明在高RPM和高負(fù)載下運(yùn)行時，曲軸箱內(nèi)的竄氣會突然增加，并且止回閥14允許該突增的竄氣經(jīng)由空氣濾清器3反向流動到進(jìn)氣歧管中，如本領(lǐng)域所公知的，空氣濾清器3通常包括密封的殼體。在竄氣反向流動的情況下，止回閥是打開的，即主體部分43的外輪廓沒有置靠在節(jié)流口47上，由于發(fā)動機(jī)高RPM/高負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)造成的突增的竄氣被輸送至空氣濾清器的殼體內(nèi)，并通過節(jié)氣門7被吸入發(fā)動機(jī)中。相對于具有相同設(shè)計、構(gòu)造、排量、生產(chǎn)過程和潤滑油且配備了根據(jù)圖1的PCV系統(tǒng)的發(fā)動機(jī)的車輛(控制車輛)，對設(shè)置有根據(jù)本發(fā)明的曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)的車輛(測試車輛)進(jìn)行了路況測試。每種車輛的發(fā)動機(jī)都是通用汽車公司生產(chǎn)的3.1L的發(fā)動機(jī)。路況測試按照短途運(yùn)行車輛測試計劃表進(jìn)行，該計劃表包括每車每天進(jìn)行2到3次的運(yùn)行，每次運(yùn)行大約2英里的距離，記錄每輛車的總里程數(shù)。針對每種PCV系統(tǒng)，測試車輛和控制車輛同時全年都進(jìn)行了這種車輛測試，以確定環(huán)境條件的影響和正常使用車輛的機(jī)油的物理參數(shù)和狀態(tài)，包括污染程度和堿值降低程度。對每種車輛的曲軸箱機(jī)油按月進(jìn)行采樣，并通過現(xiàn)在將要描述的分析技術(shù)對來自每個曲軸箱的潤滑油樣本的質(zhì)量進(jìn)行分析。每輛車中使用的機(jī)油的初始特性列在下表1中表1<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>用于測試車輛和控制車輛中的燃料是87號Amocc^無鉛汽油，其具有(R+M)/2的最小辛烷值。基于作為駕駛里程數(shù)的函數(shù)的水重量占曲軸箱機(jī)油總重量的百分比，圖5示出了測試車輛和控制車輛的曲軸箱油的水含量的比較。曲軸箱油的水含量根據(jù)ASTMD2982-93通過卡爾費(fèi)休庫侖滴定法(KarlFischertitration)來測定。在冬季，所述控制車輛的水含量達(dá)到2.7%的峰值，而測試車輛的水含量小于0.2%，可以忽略不計。圖6將測試車輛和控制車輛的發(fā)動機(jī)潤滑油內(nèi)的添加劑堿性組分的降低量作為駕駛里程數(shù)的函數(shù)示出，其中堿性添加劑通常包括高堿度磺酸鹽，所述堿性組分的降低量以總堿值(TBN)的形式給出，而TBN根據(jù)D-2896-91測量并以每克機(jī)油中所含氫氧化鉀的毫克數(shù)來報告。TBN總體上指示曲軸箱油的整體堿性物水平，堿性物通過中和在燃燒期間產(chǎn)生并作為竄氣進(jìn)入曲軸箱內(nèi)的酸性物來保護(hù)發(fā)動機(jī)不受到腐蝕和磨損，此外TBN還指示氧化度。TBN的最低期望工作限值為2的總堿值，當(dāng)達(dá)到該值時，表明需要更換發(fā)動機(jī)油了。發(fā)動機(jī)機(jī)油建議更換間隔可從圖6中的TBN降低趨勢圖中估算出。從該圖可以清楚地看出，對于控制車輛，建議在駕駛了1000英里之后更換潤滑油，然而對于測試車輛，直到駕駛了2300英里的里程數(shù)都不建議更換潤滑油。因此，使用根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)能夠使曲軸箱油中的堿性物維持有效使用水平的時間延長2.3倍，在本測試中以駕駛里程數(shù)的形式表示，這體現(xiàn)了絕大多數(shù)客用汽車在運(yùn)行中所遇到的實際情況。圖7示出了根據(jù)ASTMD5483通過差示掃描量熱法("DSC")測出的控制車輛和測試車輛的抗氧化劑的損失比較，該比較以行駛距離與DSC氧化感應(yīng)時間(oxidationinductiontime)的自然對數(shù)圖的形式示出。一旦氧化感應(yīng)時間達(dá)到2分鐘，則建議更換潤滑油。該趨勢線的斜率代表了曲軸箱油內(nèi)的通常包含烷基酚和二苯胺的抗氧化添加劑的劣化速率。如圖7所示，相對于控制車輛的劣化速率(斜率=-0.0013)，測試車輛的劣化速率要低很多(斜率=-0.008)。這是進(jìn)一步的證據(jù)，證明采用已知的PCV系統(tǒng)的發(fā)動機(jī)機(jī)油性能下降得更快，因此與采用本發(fā)明系統(tǒng)的車輛相比需要更頻繁地更換潤滑油。圖8示出了控制車輛與測試車輛的曲軸箱油中的燃料含量的比較圖表。曲軸箱油中的燃料含量通過下列方式測定，即將樣品機(jī)油加熱到12(TC從而蒸餾出該樣品機(jī)油中的汽油范圍內(nèi)的所有組分，并且相對于樣品機(jī)油的初始重量以質(zhì)量為基礎(chǔ)記錄蒸餾前后的重量差。可以看到，測試車輛的燃料含量比控制車輛低20%。被未燃燒燃料稀釋的發(fā)動機(jī)機(jī)油的粘度和潤滑性會大幅度降低，這將轉(zhuǎn)化為內(nèi)燃發(fā)動機(jī)部件的磨損的增加。盡管各種孔和開口已經(jīng)被描述為具有大體上為圓形的截面，并且直徑和直徑范圍都已經(jīng)被具體描述，然而本發(fā)明還包括了具有圓形以外的其它幾何形狀的截面直徑的開口的使用，只要其總截面面積大體上與根據(jù)本發(fā)明實施方式得到的具有圓形截面的開口/孔的截面面積相同。這里使用的詞語"有效地流體連通"是參照空氣、流體使用的。如果空氣可以在低于大氣壓力的壓力下或者在大氣壓力下從兩個區(qū)域、空間、體積中的一個流向另一個，那么這兩個區(qū)域、空間或體積被稱為有效地流體連通。一個非限制性的例子是具有兩個端部的導(dǎo)管，其一端通向大氣壓力或者在第一端具有空氣濾清器。如果空氣可以從該導(dǎo)管的第一端部流到第二端部，那么第二端部可以說是與第一端部有效地流體連通。這里使用的術(shù)語"導(dǎo)管"不僅僅指的是管道或軟管等，其可以是任何元件或者元件的結(jié)合，只要它們包含第一端和第二端并且空氣可以從第一端流到第二端。因此，在至少一個實施方式中，在本發(fā)明涵義內(nèi)的導(dǎo)管至少具有第一端和第二端，它們彼此之間有效地流體連通。盡管已經(jīng)描述了用于開關(guān)的裝置，其它等同功能的裝置也可在本發(fā)明中使用，這些裝置包括但不限于具有雙金屬元件的開關(guān)、用于與熱致動閥導(dǎo)通的真空開關(guān)、以及其它已知的熱致動或冷致動開關(guān)。在本發(fā)明中已經(jīng)描述了某些優(yōu)選實施方式及其改型。在閱讀并理解了說明書的基礎(chǔ)上，他人可以做出其它改型和變型。因此，本發(fā)明并不局限于作為實現(xiàn)本發(fā)明的最佳模式而公開的特定實施方式，而是包括落入所附權(quán)利要求范圍內(nèi)的所有實施方式。權(quán)利要求一種具有曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)結(jié)構(gòu)的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，所述內(nèi)燃發(fā)動機(jī)包括曲軸箱頂部空間和進(jìn)氣室，所述曲軸箱頂部空間通過第一導(dǎo)管流體連通到大氣壓力，并且通過第二導(dǎo)管流體連通到進(jìn)氣室，所述內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的改進(jìn)包括所述第一導(dǎo)管內(nèi)的流動限制結(jié)構(gòu)，該流動限制結(jié)構(gòu)在發(fā)動機(jī)運(yùn)行期間有效限制新鮮空氣通過所述第一導(dǎo)管吸入所述曲軸箱頂部空間，從而在所述曲軸箱頂部空間內(nèi)充分建立高真空環(huán)境。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，其中，所述流動限制結(jié)構(gòu)是可變化的。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，其中，所述流動限制結(jié)構(gòu)能夠響應(yīng)于發(fā)動機(jī)溫度以可控制方式變化。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，其中，所述流動限制結(jié)構(gòu)包括第一孔和第二孔，其中所述第二孔的有效流通面積大于所述第一孔的有效流通面積，并且其中所述第一孔在所述第一導(dǎo)管中有效限制新鮮空氣的吸入，直到發(fā)動機(jī)達(dá)到預(yù)定溫度，在發(fā)動機(jī)達(dá)到預(yù)定溫度之后，所述第二孔在所述第一導(dǎo)管中有效限制新鮮空氣的吸入。5.—種操作內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的方法，所述內(nèi)燃發(fā)動機(jī)具有曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)結(jié)構(gòu)并且包含曲軸箱油，所述方法包括限制大氣空氣流入所述曲軸箱；對所述曲軸箱應(yīng)用真空源，從而在所述曲軸箱內(nèi)形成高真空環(huán)境。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，還包括使所述高真空環(huán)境作為曲軸箱油溫的函數(shù)進(jìn)行變化。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，在曲軸箱油溫達(dá)到預(yù)定溫度之前，第一高真空環(huán)境在發(fā)動機(jī)運(yùn)行期間產(chǎn)生，并且在曲軸箱油溫達(dá)到所述預(yù)定溫度之后，第二高真空環(huán)境在發(fā)動機(jī)運(yùn)行期間產(chǎn)生，其中所述第二高真空環(huán)境的絕對壓力水平超過所述第一高真空環(huán)境的絕對壓力水平。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述方法，其中，所述內(nèi)燃發(fā)動機(jī)從以下類型的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)中選出火花點(diǎn)火式內(nèi)燃發(fā)動機(jī)和壓縮點(diǎn)火式內(nèi)燃發(fā)動機(jī)。9.一種內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，包括發(fā)動機(jī)本體，其包括承接面；汽缸蓋，其在所述承接面處附接至所述發(fā)動機(jī)本體，所述汽缸蓋具有頂面且包括進(jìn)氣端口；曲軸箱，其附接至所述發(fā)動機(jī)本體，所述曲軸箱包含潤滑油和第一內(nèi)部空間；具有壁的閥蓋，所述閥蓋附接至所述汽缸蓋，其中所述閥蓋限定了第二內(nèi)部空間，所述第二內(nèi)部空間基本上由所述閥蓋的壁和所述汽缸蓋的所述頂面限定；所述發(fā)動機(jī)本體和所述汽缸蓋還包括通道，所述第一內(nèi)部空間能夠通過所述通道與所述第二內(nèi)部空間有效地流體連通；進(jìn)氣歧管，其具有與所述進(jìn)氣端口有效地流體連通的內(nèi)部通道；第一導(dǎo)管，其具有內(nèi)部通道以及相應(yīng)的第一和第二端部，其中所述第一導(dǎo)管的所述第一端部附接至所述曲軸箱，從而充分地與所述第一內(nèi)部空間有效地流體連通，并且其中所述第一導(dǎo)管的所述第二端部附接至所述進(jìn)氣歧管，從而充分地與所述內(nèi)部通道有效地流體連通；第二導(dǎo)管，其具有內(nèi)部通道以及相應(yīng)的第一和第二端部，其中所述第二導(dǎo)管的所述第一端部附接至所述閥蓋，從而充分地與所述第二內(nèi)部空間有效地流體連通，并且其中所述第二導(dǎo)管的所述第二端部設(shè)置為與所述發(fā)動機(jī)周圍的環(huán)境空氣有效地流體連通；禾口設(shè)置在所述第二導(dǎo)管的內(nèi)部通道中的流動限制裝置。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，其中，所述流動限制裝置包括具有提動閥芯的提升閥，所述提動閥芯本身包括開口節(jié)流孔，甚至當(dāng)所述提動閥芯作為一個整體由于自身運(yùn)動而關(guān)閉從而相對于所述提升閥內(nèi)的節(jié)流開口處于關(guān)閉位置時，所述開口節(jié)流孔也允許一些空氣流過所述提動閥芯。11.根據(jù)權(quán)利要求io所述的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，其中，所述開口節(jié)流孔的流通面積等于直徑在大約0.2毫米到大約0.5毫米范圍內(nèi)的圓的面積，所述直徑包括0.2毫米到0.5毫米之間的所有直徑和直徑范圍。12.根據(jù)權(quán)利要求ll所述的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，其中，當(dāng)運(yùn)行時，所述內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的曲軸箱中的絕對壓力水平在大約50kPa到大約100kPa之間的范圍內(nèi)，包含50kPa到100kPa之間所有的壓力水平和壓力范圍。13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，其中，所述流動限制裝置包括具有兩個位置的三通閥，其中所述三通閥的第一位置提供一個開口，該開口與所述三通閥的第二位置提供的開口具有不同的尺寸，環(huán)境空氣可通過所述開口選擇性地吸入。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，其中，當(dāng)運(yùn)行時，所述內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的曲軸箱中的絕對壓力水平在大約50kPa到大約100kPa之間的范圍內(nèi)，包含50kPa到100kPa之間所有的壓力水平和壓力范圍。15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，其中，所述流動限制裝置的第一位置中的可從其中吸入空氣的開口的流通面積等于直徑在大約0.2毫米到大約5毫米范圍內(nèi)的圓的面積，所述直徑包括0.2毫米到5毫米之間的所有直徑和直徑范圍，并且其中所述流動限制裝置的第二位置中的可從其中吸入空氣的開口的流通面積等于直徑在大約2毫米到大約8毫米范圍內(nèi)的圓的面積，所述直徑包括2毫米到8毫米之間的所有直徑和直徑范圍。16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，還包括發(fā)動機(jī)控制模塊，其包括具有輸入和輸出的微處理器；溫度傳感器，其設(shè)置在所述曲軸箱中并與所述曲軸箱中的潤滑油有效地感測接觸，所述溫度傳感器連接到所述發(fā)動機(jī)控制模塊；禾口致動器，其功能性地連接到所述發(fā)動機(jī)控制模塊，所述致動器還充分地與所述三通閥有效地機(jī)械接觸，從而響應(yīng)于所述溫度傳感器提供給所述發(fā)動機(jī)控制模塊的溫度信號輸入而將所述三通閥從所述第一位置切換到所述第二位置。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，其中，當(dāng)所述曲軸箱中的潤滑油的溫度達(dá)到大約50攝氏度時，所述致動器改變所述三通閥的位置，使所述三通閥從所述第一位置改變到所述第二位置。18.根據(jù)權(quán)利要求9所述的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，其中，所述第一導(dǎo)管包括選自下列各項組成的集合的至少一個元件油/氣分離器和PCV調(diào)節(jié)閥，所述至少一個元件設(shè)置在所述第一導(dǎo)管的第一端部和第二端部之間。19.根據(jù)權(quán)利要求9所述的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，其中，所述第二導(dǎo)管包括設(shè)置在其第二端部的空氣濾清器元件。20.根據(jù)權(quán)利要求9所述的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，其中，所述第二導(dǎo)管包括設(shè)置在其第一端部的油/氣分離器。全文摘要本發(fā)明涉及高真空度的曲軸箱通風(fēng)。內(nèi)燃發(fā)動機(jī)曲軸箱內(nèi)的壓力配置成相對于大氣壓環(huán)境大大降低。在壓力降低的情況下，可有效地去除潤滑油內(nèi)的污染物，這會獲得一個或多個有益效果，包括延長保養(yǎng)間隔、減少所使用的機(jī)油體積、以及減輕內(nèi)燃發(fā)動機(jī)部件的磨損。文檔編號F02B29/00GK101737146SQ20091025303公開日2010年6月16日申請日期2009年10月10日優(yōu)先權(quán)日2008年10月10日發(fā)明者C·金,E·S·施瓦茨,G·F·奧丹尼爾,S·E·艾夫斯申請人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作公司