用于凈化排氣氣體的油分離器以及配備有這種油分離器的內(nèi)燃機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于凈化包含作為浮質(zhì)的油霧的排氣氣體的油分離器，帶有用于排氣氣體的入口、用于已凈化的氣體的出口以及油出口，其中，油分離器配備有至少一個可旋轉(zhuǎn)運動地驅(qū)動的油分離元件，其可通過作用到驅(qū)動元件上的流體壓力置于旋轉(zhuǎn)中。此外，本發(fā)明涉及配備有這種油分離器的內(nèi)燃機。
【背景技術(shù)】
[0002]用于內(nèi)燃機的曲軸箱排氣的這種油分離器典型地布置在靜止的殼體中且具有可圍繞轉(zhuǎn)子軸線轉(zhuǎn)動驅(qū)動的轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子具有與轉(zhuǎn)子軸線同心地、彼此平行地間隔開地布置的多個盤片，其形成油分離元件。在轉(zhuǎn)子的周圍與殼體的包圍轉(zhuǎn)子的周向壁之間圍成環(huán)形空間。
[0003]用于凈化所謂的吹出氣體(其從活塞式內(nèi)燃機的曲軸箱中引出且在凈化之后導(dǎo)入到內(nèi)燃機的吸入部分中)的此類油分離器以所謂的盤式分離器的形式已知。
[0004]在這種油分離器中，盤片具有截錐狀或錐狀的盤狀件的形狀，其朝轉(zhuǎn)子軸線的方向上如此相繼，即，盤狀件的凹形的側(cè)部相應(yīng)面向相鄰的盤狀件的凸?fàn)畹膫?cè)部。
[0005]在這種盤式分離器中，在盤狀件之間得到間隙或縫隙，其由待凈化的氣體在徑向方向上從內(nèi)向外流經(jīng)。在設(shè)計為盤式分離器的油分離器的運行期間，流經(jīng)在盤狀件之間的間隙的氣體通過旋轉(zhuǎn)的盤狀件加速，由此使由氣體夾帶的液體小滴由于作用到其上的離心力同樣在徑向方向上加速且由此大多數(shù)碰到截錐狀的盤狀件的凹形的側(cè)部上。使由此在盤狀件處分離的油通過旋轉(zhuǎn)的盤狀件在盤狀件的外圍處離心分離且到達到在轉(zhuǎn)子與包圍其的殼體周向壁之間的環(huán)形空間中且然后到達到油出口中。
[0006]即使如此凈化的氣體并未引出到周圍環(huán)境中，而是輸送給內(nèi)燃機的吸入部分，仍然需避免油值得注意地送進到吸入部分中，因為否則提高排氣排放物以及可能在渦輪增壓器和增壓空氣冷卻器以及內(nèi)燃機的入口閥處形成沉積物，并且由于變化的燃燒特性，位于馬達的排氣系中的顆粒過濾器的功能變差。
[0007]文獻DE 35 41 204 Al涉及用于內(nèi)燃機的曲軸箱排氣的油分離器。離心葉輪由排氣流驅(qū)動，因此不需要自己的驅(qū)動器。離心葉輪可由非常輕的材料構(gòu)成且如此構(gòu)造，即，其可達到相對很高的轉(zhuǎn)速，其中，轉(zhuǎn)速和因此油分離效果直接與排氣流的大小相關(guān)。為此，離心葉輪在油收集殼體中布置在用于混有油的排氣流的進入開口之上。
[0008]文獻DE 44 44 344 Cl涉及自由射流離心器，其用于從液體一固體混合物中分離出固體，尤其分離出內(nèi)燃機的潤滑油，帶有可轉(zhuǎn)動地支承的轉(zhuǎn)子、在轉(zhuǎn)子的下側(cè)處的驅(qū)動噴嘴。包圍轉(zhuǎn)子的殼體在下部的部分中構(gòu)造為液體收集室。轉(zhuǎn)子在其外圍處或在其上側(cè)處設(shè)有至少一個壓縮機葉片，可借助于其在離心器運行期間在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時在轉(zhuǎn)子之下的液體收集室中產(chǎn)生空氣或氣體過壓。
[0009]文獻DE 10 2006 029 403 Al涉及用于內(nèi)燃機的吹出氣體的液壓驅(qū)動的離心式油分離器，其具有轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子與液壓的驅(qū)動元件相聯(lián)結(jié)。驅(qū)動元件可利用來自從內(nèi)燃機的流體回路分出的流體管路的流體加載，在流體回路中集成有控制閥以用于影響液壓的驅(qū)動元件的轉(zhuǎn)速。
[0010]文獻WO 01/36103 Al公開了帶有可由外部的驅(qū)動馬達驅(qū)動的轉(zhuǎn)子與錐狀的盤片的裝置。轉(zhuǎn)子設(shè)有引導(dǎo)元件，其可具有彎曲的葉片的形狀。引導(dǎo)元件的功能是，將沉積到錐狀的盤片上的液體收集成更大的點滴且然后以更大的點滴的形式進行離心分離，以便避免液體小滴重新混入到氣流中。
[0011]還已經(jīng)已知的是，為了驅(qū)動轉(zhuǎn)子，利用內(nèi)燃機的凸輪軸或平衡軸，然而這限制了分離器的設(shè)計自由和布置。
[0012]與此相對，在文獻WO 02/44530 Al中，驅(qū)動流體(尤其壓縮氣體)可被引導(dǎo)到渦輪葉片上，以便將轉(zhuǎn)子置于轉(zhuǎn)動中。在油分離器的正常運行中，出現(xiàn)來自設(shè)置在相關(guān)的內(nèi)燃機處的渦輪增壓器的用于驅(qū)動部的壓縮氣體。在這樣的運行狀態(tài)中，在其中，沒有為渦輪增壓器提供足夠的量的壓縮氣體或僅為其提供帶有不充足的壓力的壓縮氣體，可通過閥組件備選地將壓縮氣體從壓縮氣體容器(其存在于相關(guān)的車輛處以用于壓縮氣體制動設(shè)備)中取出。
[0013]在文獻EP I 464 797 BI中，旋轉(zhuǎn)的油分離元件沒有通過軸來支承且可由布置在殼體外部的驅(qū)動器無接觸地置于轉(zhuǎn)動中。
[0014]此外，由文獻EP I 439 914 BI已知這樣的裝置，其用于同時為液體清除存在于其中的第一懸浮微粒和為氣體清除存在于其中的第二懸浮微粒。裝置具有離心轉(zhuǎn)子，其可圍繞轉(zhuǎn)動軸線轉(zhuǎn)動且限制分離室，其由液體流經(jīng)且凈化液體。在分離室中布置有由液體流經(jīng)的分離盤片。氣體凈化裝置的每個分離盤片離關(guān)于轉(zhuǎn)動軸線沿軸向延伸，從而分離盤片在其之間形成沿軸向伸延的分離通道，氣體流動通過該分離通道。
[0015]在由現(xiàn)有技術(shù)已知的油分離器中，已經(jīng)證實為不利的是，油分離器與流體回路相聯(lián)結(jié)，從而其效率取決于內(nèi)燃機的運行范圍。與此相對，電驅(qū)動的油分離器引起附加的能量消耗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]基于該背景，本發(fā)明的目的在于如此實施開頭提及的類型的油分離器，S卩，顯著改善在不同的運行范圍中的效率，為此并沒有引起能量消耗的明顯提升。
[0017]該目的利用根據(jù)權(quán)利要求1的特征的油分離器來實現(xiàn)。從屬權(quán)利要求涉及本發(fā)明的特別適宜的改進方案。
[0018]因此，根據(jù)本發(fā)明設(shè)置有油分離器，在其中，油分離元件可在第一運行范圍(其尤其與內(nèi)燃機的低的轉(zhuǎn)速范圍相關(guān)聯(lián))中借助于輸送的排氣氣體的動能來驅(qū)動，且在第二運行范圍(其尤其與內(nèi)燃機的高的轉(zhuǎn)速范圍相關(guān)聯(lián))中實施成可借助于內(nèi)燃機的流體回路的流體壓力來驅(qū)動。通過在內(nèi)燃機的第一運行范圍中將總歸為了凈化輸送給油分離器的排氣氣體同時用于驅(qū)動油分離器，可使油分離器在第一運行范圍中在沒有附加的能量輸入的情況下運行。直到在內(nèi)燃機的提高的轉(zhuǎn)速或負(fù)載要求的相應(yīng)的第二運行范圍中，油分離器才附加地必要時還僅由此驅(qū)動，即，油分離器與內(nèi)燃機的流體回路(優(yōu)選潤滑劑或冷卻水回路)相連接，即，接入該回路中。對此，在實踐中幾乎沒有伴隨有可測量到的損失，從而可在沒有內(nèi)燃機的值得注意的能量額外消耗的情況下可靠地驅(qū)動油分離器。此外，油分離元件的轉(zhuǎn)速可通過根據(jù)需要接入流體壓力最佳地匹配于內(nèi)燃機的相應(yīng)的運行范圍。因此，油分離元件的轉(zhuǎn)速尤其不僅僅取決于排氣氣體的氣體壓力。由此，本發(fā)明基于這樣的認(rèn)識:在幾乎不值得注意的能量消耗的情況下，組合排氣氣體的例如不斷的氣體輸送和呈內(nèi)燃機的流體回路的流體壓力的形式的其他的驅(qū)動功率的取決于運行的輸送使得能夠可簡單實現(xiàn)地且可控制地驅(qū)動油分離元件。
[0019]在此，如果流體或排氣氣體的可輸送給驅(qū)動元件的、作用到該驅(qū)動元件上的流體壓力可借助于調(diào)節(jié)器件(尤其閥)調(diào)節(jié)或可根據(jù)需要接入，這已經(jīng)證實為特別有利。通過閥(例如滑閥或球閥)的相應(yīng)的切換位置，以簡單的方式利用呈流體的所期望的體積流量的形式的附加的驅(qū)動能加載油分離元件。在此，排氣氣體和流體優(yōu)選作用到不同的驅(qū)動輪上，以便由此確保物質(zhì)的分開。
[0020]調(diào)節(jié)器件應(yīng)可通過控制部來操縱，其例如基于內(nèi)燃機的探測到的運行參數(shù)觸發(fā)控制信號。此外，調(diào)節(jié)器件可基于體積流量釋放至油分離元件的路徑。而特別有利的是本發(fā)明的這樣的變型方案，在其中，調(diào)節(jié)器件實施為帶有尤其可調(diào)節(jié)的切換壓力的閥。因此，基于在流體回路中的流體壓力在超過切換壓力時(例如在Ibar與3bar之間，優(yōu)選在約1.5bar的過壓的情況下)釋放路徑開口，且因此為油分離元件加載期望的流體壓力。對此，使閥的調(diào)節(jié)元件克服彈簧元件的回位力移位到打開的位置中。
[0021]優(yōu)選地，油分離元件在第二運行范圍中的轉(zhuǎn)速可通過控制輸送的流體壓力來控制，從而轉(zhuǎn)速例如并非取決于輸送的排氣氣體。因此，可在任何時候確保針對期望的油分離需要的轉(zhuǎn)速。
[0022]在本發(fā)明的同樣確保特別有成效的另一設(shè)計方案中，可通過流體或排氣氣體加載的驅(qū)動元件實施為驅(qū)動輪，尤其實施為渦輪葉輪，以便因此實現(xiàn)流體或排氣氣體高效地以期望的旋轉(zhuǎn)流動。
[0023]對此，這樣的實施方式是合適的，在其中，驅(qū)動輪配備有尤其葉片狀的造型(Ausformung)，其例如以相似的形式還在增壓器(例如內(nèi)燃機的排氣渦輪增壓器)中用作渦輪葉輪。顯然，造型在形狀方面相應(yīng)地一方面匹配于排氣氣體且另一方面匹配于液體。
[0024]驅(qū)動輪可直接或一件式地與油分離元件相連