向曲軸箱外無輔助驅(qū)動(dòng)的竄氣移除的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及向曲軸箱外無輔助驅(qū)動(dòng)的竄氣移除。一種用于具有曲軸箱(1)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(10)的竄氣移除裝置(5)可包括繞著縱向軸線(20)被可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)部件(15；16)。風(fēng)扇葉輪(25)可固定至發(fā)動(dòng)機(jī)部件(15；16)以使得風(fēng)扇葉輪(25)與發(fā)動(dòng)機(jī)部件(15；16)一起旋轉(zhuǎn)。殼體(30)可至少部分地覆蓋風(fēng)扇葉輪(25)。殼體(30)可設(shè)置有出口(35)，該出口構(gòu)造成與油分離裝置(40)連接。風(fēng)扇葉輪(25)和殼體(30)能以這樣的方式構(gòu)造，使得充滿油的竄氣(45)從曲軸箱(1)被吸除并經(jīng)出口(35)排出。本發(fā)明還涉及一種用于不使用用于風(fēng)扇的輔助驅(qū)動(dòng)裝置而移除內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的竄氣的方法。
【專利說明】向曲軸箱外無輔助驅(qū)動(dòng)的竄氣移除

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明一般地涉及一種用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的竄氣(漏氣)移除裝置。特別地，本發(fā)明涉及一種用于移除存在于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸箱中的包含油或油霧的竄氣和用于將其排放至油分離裝置的竄氣移除裝置。
[0002]此外，本發(fā)明一般地涉及一種用于移除內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的包含油的竄氣的方法。特別地，所公開的方法包括利用內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)部件的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力來驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇葉輪，該風(fēng)扇葉輪構(gòu)造成移除竄氣、尤其是將竄氣吸除到曲軸箱之外。

【背景技術(shù)】
[0003]內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，特別是氣體(燃料)發(fā)動(dòng)機(jī)，可能具有未燃燒或部分燃燒的燃料氣體(已知為碳?xì)浠衔?經(jīng)過發(fā)動(dòng)機(jī)活塞環(huán)竄入曲軸箱中的問題。這些氣體也被稱為竄氣或竄入排氣。
[0004]在開放式通風(fēng)系統(tǒng)中，竄氣管將未燃燒的油和煙灰排放至環(huán)境中。因此，如果這種竄氣混合物污染了環(huán)境，則通過為發(fā)動(dòng)機(jī)加裝曲軸箱控制設(shè)備來控制內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)、氣體發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸箱通風(fēng)是可行的做法。在市面上可得到數(shù)種清潔曲軸箱蒸氣的系統(tǒng)。其他技術(shù)采用分離和捕集這些竄氣(也被稱為污染物)、同時(shí)允許“有機(jī)燃料”返回進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室中的處理過程。
[0005]為了移除包含油的竄氣，已知的是使用風(fēng)扇來吸入充滿油的竄氣并將竄氣排放至油分離裝置，例如濾筒或通常為油分離器。然而，需要單獨(dú)的輔助驅(qū)動(dòng)裝置來驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇。單獨(dú)的輔助驅(qū)動(dòng)裝置和對(duì)輔助驅(qū)動(dòng)裝置的必要?jiǎng)恿┙o可能會(huì)導(dǎo)致內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的總成本較聞。
[0006]本發(fā)明至少部分地旨在改進(jìn)或克服現(xiàn)有系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)方面。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的第一方面涉及一種用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的竄氣移除裝置。竄氣移除裝置可包括構(gòu)造成被驅(qū)動(dòng)并繞著縱向軸線旋轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)部件。一風(fēng)扇葉輪可在發(fā)動(dòng)機(jī)部件上固定成使得風(fēng)扇葉輪與發(fā)動(dòng)機(jī)部件一起旋轉(zhuǎn)。一殼體可至少部分地覆蓋風(fēng)扇葉輪。殼體可設(shè)置有構(gòu)造成與油分離裝置連接的出口。風(fēng)扇葉輪和殼體能夠以這樣的方式構(gòu)造，使得竄氣從內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸箱被吸除并經(jīng)所述出口排出。
[0008]本發(fā)明的另一方面涉及一種用于不使用用于風(fēng)扇的輔助驅(qū)動(dòng)裝置而移除內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的竄氣的方法。本文中所公開的方法可包括使發(fā)動(dòng)機(jī)部件(例如曲軸)和風(fēng)扇葉輪一起旋轉(zhuǎn)的步驟，該風(fēng)扇葉輪固定至發(fā)動(dòng)機(jī)部件(例如曲軸或扭振減振器)。根據(jù)本方法，可借助于風(fēng)扇葉輪來吸入和壓縮竄氣。然后，可將竄氣傳送至油分離裝置。
[0009]本發(fā)明的其他特征和方面會(huì)在下文的描述和附圖中得知。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1示出內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)置有竄氣移除裝置的部分的示意性剖視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0011]如圖1所示，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10包括曲軸15。該曲軸15繞著縱向軸線20旋轉(zhuǎn)。在此，齒輪23附裝至曲軸15。齒輪23通過多個(gè)螺栓24裝配在曲軸15的端部。齒輪23用于驅(qū)動(dòng)油泵。此外，曲軸15和所附裝的所有發(fā)動(dòng)機(jī)部件可由曲軸箱1包封。如眾所周知的，曲軸箱1為用于曲軸15的殼體并且在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10中的氣缸下面形成腔體。
[0012]在圖1中所示的實(shí)施例中，扭振減振器16以不可(相對(duì))旋轉(zhuǎn)的方式附裝至曲軸15。并且，如果在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行期間曲軸15旋轉(zhuǎn)，則扭振減振器16也旋轉(zhuǎn)。在此，扭振減振器16借助于多個(gè)螺栓22安裝在曲軸15的臺(tái)肩21上。
[0013]根據(jù)圖1中所示的示例性實(shí)施例，風(fēng)扇葉輪25附裝或安裝于扭振減振器16的面17。風(fēng)扇葉輪25借助于螺栓22栓接于扭振減振器16的面17上。然而，存在用于將風(fēng)扇葉輪25安裝在扭振減振器16上的各種替代方案。例如，風(fēng)扇葉輪25可借助于粘接劑附裝至面17。在另一替代方案中，風(fēng)扇葉輪25可一體地(集成地)形成在扭振減振器16的面17上，特別是與扭振減振器16形成為一個(gè)部件。
[0014]作為所示出的風(fēng)扇葉輪25布置在扭振減振器16的面17上的替代方案，風(fēng)扇葉輪25可裝配在齒輪23的一部分上或直接裝配在曲軸15上。在所有的情況下，風(fēng)扇葉輪25必須不可旋轉(zhuǎn)地安裝在曲軸15上或不可旋轉(zhuǎn)地安裝于曲軸15的任何其他受驅(qū)動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)部件上。結(jié)果，風(fēng)扇葉輪25由于曲軸15的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。
[0015]外殼或殼體30設(shè)置成固定不動(dòng)的并且至少部分地包封風(fēng)扇葉輪25和例如其他旋轉(zhuǎn)部件(如扭振減振器16)。在本發(fā)明的所示出的示例性實(shí)施例中，殼體30以這樣的方式包圍齒輪23，使得包含油的竄氣可經(jīng)設(shè)置在齒輪的外周和殼體30的內(nèi)緣之間的間隙31被吸入。
[0016]殼體30設(shè)置有在殼體30的徑向外側(cè)處的出口或開口 35。在此，在殼體30的示例性實(shí)施例中，開口 35朝風(fēng)扇葉輪25的徑向外周敞開。(開口 35為連接部分37的連接凸緣36的一部分。)連接部分37借助于波紋管39連接至管38，該波紋管39構(gòu)造成補(bǔ)償在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行期間由于熱力工況導(dǎo)致的長(zhǎng)度變化。
[0017]管38連接至油分離裝置40，該油分離裝置40包括一個(gè)或多個(gè)在現(xiàn)有技術(shù)中已知的過濾元件。油分離裝置40連接至進(jìn)入管55，在其中經(jīng)凈化的竄氣50被引導(dǎo)至進(jìn)入位置，通常為內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)入管(進(jìn)氣管)。在替代的實(shí)施例中，連接至油分離裝置40的進(jìn)入管55本就是內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10的進(jìn)入歧管的一部分。
[0018]工業(yè)話用件
[0019]在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行期間，包含油和/或其他顆粒的竄氣積聚在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10的曲軸箱1中。通常，設(shè)置單獨(dú)的風(fēng)扇以從曲軸箱1移除竄氣45并將該竄氣45供給至外部油分離裝置40。
[0020]根據(jù)本發(fā)明，不可旋轉(zhuǎn)地安裝在扭振減振器16上的風(fēng)扇葉輪25由于曲軸15的旋轉(zhuǎn)而與扭振減振器16 —起旋轉(zhuǎn)。由于風(fēng)扇葉輪25和由例如金屬板或鑄鐵制成的殼體30的形狀的結(jié)合，竄氣45尤其經(jīng)位于風(fēng)扇葉輪25的徑向內(nèi)側(cè)處的間隙31被吸入。由于風(fēng)扇葉輪25的旋轉(zhuǎn)和該風(fēng)扇葉輪25的形狀，竄氣54向風(fēng)扇葉輪25的徑向外側(cè)行進(jìn)并且被壓縮。
[0021]隨后，例如稍微被壓縮的竄氣45經(jīng)出口或開口 35排出并被引導(dǎo)至油分離裝置40中。在油分離裝置40中，竄氣被凈化，并且尤其是竄氣中的油被分離。在此分離過程之后，經(jīng)凈化的竄氣50被供給至環(huán)境或內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10的進(jìn)入管55。替代地，經(jīng)凈化的竄氣50可回流至進(jìn)氣歧管。
[0022]必須注意到的是，外殼可以是由金屬板制成的單獨(dú)殼體或有形的曲軸箱輪廓。如已經(jīng)提到的，風(fēng)扇葉輪可直接集成在扭振減振器和/或與內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸一起旋轉(zhuǎn)的其他部件中。替代地，可使用任何其他受驅(qū)動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)部件作為用于風(fēng)扇葉輪的旋轉(zhuǎn)支承件。
[0023]根據(jù)本發(fā)明，執(zhí)行了包含油的竄氣的移除而沒有使用用于常見風(fēng)扇(其構(gòu)造成吸入竄氣并將竄氣排放至例如包括過濾器的油移除裝置)的單獨(dú)的輔助驅(qū)動(dòng)裝置。相反地，首次使用了旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)部件的動(dòng)力來驅(qū)動(dòng)吸除竄氣的風(fēng)扇葉輪。因此，對(duì)于竄氣移除裝置而言不需要額外的驅(qū)動(dòng)。
[0024]如上文中所提到的，本發(fā)明可在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中、尤其是氣體發(fā)動(dòng)機(jī)中實(shí)施。在此，氣體發(fā)動(dòng)機(jī)是以氣體燃料(例如煤氣、發(fā)生爐燃?xì)?、生物氣、填埋氣體或天然氣)運(yùn)行的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。在英國(guó)，該術(shù)語是明確的。在美國(guó)，由于廣泛使用“氣體(gas)”作為汽油(gasoline)的縮寫，故這種發(fā)動(dòng)機(jī)也可稱為氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)或天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0025]最后，應(yīng)當(dāng)注意的是，術(shù)語“竄氣”和“包含油的竄氣”的意思是相同的，也就是在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間存在于其中的竄氣，特別是存在于曲軸箱中的竄氣。
[0026]最后但同樣重要的是，應(yīng)注意，如果本文中所公開的竄氣移除與發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)入或吸入部分中的竄氣供給相結(jié)合，則本文中所公開的裝置和方法特別涉及一種竄氣再循環(huán)系統(tǒng)和竄氣再循環(huán)方法。
[0027]盡管在本文中已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但也可包括改進(jìn)和修改而不脫離所附權(quán)利要求的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于具有曲軸箱(1)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(10)的竄氣移除裝置(5),包括: 發(fā)動(dòng)機(jī)部件(15 ；16〉，所述發(fā)動(dòng)機(jī)部件(15 ^16)構(gòu)造成在所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(10)的運(yùn)行期間被驅(qū)動(dòng)并繞著縱向軸線(20)旋轉(zhuǎn)； 風(fēng)扇葉輪(25),該風(fēng)扇葉輪(25)固定至所述發(fā)動(dòng)機(jī)部件(15:16)以使得所述風(fēng)扇葉輪(25)與所述發(fā)動(dòng)機(jī)部件(15:16) —起旋轉(zhuǎn)； 殼體(30),該殼體(30)至少部分地覆蓋所述風(fēng)扇葉輪(25),所述殼體(30)設(shè)置有出口(35),該出口(35)構(gòu)造成與油分離裝置(40)連接； 其中，所述風(fēng)扇葉輪(25)和所述殼體(30)以這樣的方式構(gòu)造，使得竄氣(45)從所述曲軸箱(1)被吸除并經(jīng)所述出口(35)排出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的竄氣移除裝置(5),其中，所述風(fēng)扇葉輪(25)—體地形成在所述發(fā)動(dòng)機(jī)部件(15:16)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的竄氣移除裝置(5),其中，所述發(fā)動(dòng)機(jī)部件包括可旋轉(zhuǎn)的軸，例如曲軸(15)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的竄氣移除裝置(5),其中，所述發(fā)動(dòng)機(jī)部件包括扭振減振器(16)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的竄氣移除裝置(5),其中，所述扭振減振器(16)固定至曲軸(15)。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的竄氣移除裝置(5),其中，所述殼體(30)至少部分地包封所述風(fēng)扇葉輪(25)和所述發(fā)動(dòng)機(jī)部件(15:16)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的竄氣移除裝置(5),其中，所述殼體(30)還至少部分地包封所述油分離裝置(40)。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的竄氣移除裝置(5),還包括所述油分離裝置(40)和所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)入管(55),所述油分離裝置(40)與所述進(jìn)入管(55)連接。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的竄氣移除裝置(5),還包括所述曲軸箱(1),該曲軸箱⑴包封包括所述發(fā)動(dòng)機(jī)部件(15:16)、所述風(fēng)扇葉輪(25)和所述殼體(30)的組中的至少一者。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的竄氣移除裝置(5),還包括所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的艙蓋，所述油分離裝置(40)安裝在所述艙蓋上。
11.一種用于移除具有曲軸箱(1)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的包含油的竄氣的方法，該方法包括以下步驟: 使發(fā)動(dòng)機(jī)部件(15:16)和固定至所述發(fā)動(dòng)機(jī)部件(15:16)的風(fēng)扇葉輪(25)繞著縱向軸線(20) —起旋轉(zhuǎn)； 借助于所述風(fēng)扇葉輪(25)將包含油的竄氣(45)從所述曲軸箱(1)吸除； 借助于所述風(fēng)扇葉輪(25)壓縮所述包含油的竄氣(45)； 將經(jīng)壓縮的所述包含油的竄氣(45)排放至油分離裝置(40)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包括將風(fēng)扇葉輪(25)—體地形成在所述發(fā)動(dòng)機(jī)部件(15:16)上的步驟。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包括將風(fēng)扇葉輪(25)不可旋轉(zhuǎn)地安裝在所述發(fā)動(dòng)機(jī)部件(15:16)上的步驟。
14.根據(jù)權(quán)利要求11至13中任一項(xiàng)所述的方法，包括在風(fēng)扇葉輪(25)的徑向內(nèi)側(cè)處執(zhí)行吸除所述包含油的竄氣(45)的步驟。
15.根據(jù)權(quán)利要求11至14中任一項(xiàng)所述的方法，包括在風(fēng)扇葉輪(25)的徑向外側(cè)處執(zhí)行排放所述包含油的竄氣(45)的步驟。
【文檔編號(hào)】F01M13/02GK104295341SQ201410336145
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年7月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月15日
【發(fā)明者】O·貝格爾 申請(qǐng)人:卡特彼勒能源方案有限公司