CN102782265A - 内燃机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种内燃机（10），该内燃机具有至少一个排气涡轮增压器（12）和带有至少一个通风装置（30）的发动机壳体（26），内燃机（10）的由气体和润滑剂组成的混合物能够借助所述通风装置从发动机壳体（26）排出，且所述通风装置与至少一个第一分离装置（32）共同作用，润滑剂能够借助该分离装置从气体分离，其中，设置有与至少一个排气涡轮增压器（12）共同作用的至少一个另外的分离装置（38），排气涡轮增压器（12）的由润滑剂和气体组成的混合物中的润滑剂能够借助该另外的分离装置从气体分离。

Description

内燃机

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述类型的内燃机。

背景技术

这种类型的内燃机从批量汽车制造中已知。这些内燃机均包括需要借助通风装置进行通风的曲轴箱。这一点之所以必要，是因为在内燃机运行期间曲轴箱内聚集了基本上为气态的混合物，该混合物基本上由从内燃机的燃烧室流到曲轴箱内的燃烧气体以及内燃机的润滑油组成。为避免曲轴箱内的压力上升，将这种混合物从曲轴箱排出。为减少排放，通风装置与分离装置共同作用，借助该分离装置分离混合物中的润滑油。

DE 109 29 876 A1公开了一种具有通风装置的内燃机，该通风装置用于曲轴箱的通风，与油分离器共同作用，并且连接在内燃机的进气管上且还设有节气门。通风装置既包括曲轴箱通风装置也包括至少一个涡轮增压器的涡轮增压器通风装置。在此，曲轴箱通风装置和涡轮增压器通风装置与属于油分离器的分配器单元连接，该分配器单元具有第一节气门和第二节气门，其中，第一节气门优选在中间连接了油分离器的情况下与连接到进气管的第一管连接，而第二节气门与连接到进气管的第二管连接，更确切地说，通风装置设计为在进气运行中通过第二管起作用而在增压运行中通过第一管起作用。

已知的具有通风装置的内燃机具有进一步降低排放的潜力。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供一种具有低排放的上述类型的内燃机。

该目的通过具有权利要求1所述特征的内燃机得以实现。本发明的具有合适的且有益的改进的有利的设计方案在从属权利要求中予以说明。

根据本发明的内燃机具有至少一个排气涡轮增压器和带有至少一个通风装置的曲轴箱，借助该通风装置可以将内燃机的由气体和润滑剂组成的混合物从曲轴箱排出，且该通风装置与至少一个第一分离装置共同作用，借助该分离装置可以将润滑剂从气体分离，其特征在于，设置有与至少一个排气涡轮增压器共同作用的至少一个另外的分离装置，借助该分离装置可以将排气涡轮增压器的由润滑剂和气体组成的混合物中的润滑剂从气体分离。

因此，根据本发明的内燃机的至少一个另外的分离装置提供了将润滑剂从气体分离的另一种可能性，由此一方面将润滑剂从待排放到环境的或待重新输送到内燃机的气体或混合物清除，这减少了内燃机的排放和排气涡轮增压器与增压空气冷却器的负荷。此外，通过所述另外的分离装置减轻了第一分离装置的负担，从而可以减小尺寸并因此降低成本以及减轻重量并进一步降低内燃机的排放。

如果设置可以使排气涡轮增压器的润滑剂再循环到曲轴箱内的至少一个再循环管，以及如果至少一个另外的分离装置在通过再循环管再循环的润滑剂的流动方向上设置在排气涡轮增压器与至少一个第一分离装置之间，则所述另外的分离装置预净化混合物，这种混合物在没有至少一个另外的分离装置的情况下会大大增加第一分离装置的负担，从而会导致内燃机的排放增加。通过根据本发明的内燃机至少减少了这种排放，因为可将由于排气涡轮增压器的待润滑部件的转动而呈雾状存在的润滑剂与气体分离，由此清除了润滑剂的气体可以被再循环到曲轴箱。这种经预净化的气体则不使第一分离装置承受负荷或至少仅使其承受很小的负荷，这同时降低了内燃机的排放。

有利的是，至少一个另外的分离装置集成在再循环管中，这样保持小的内燃机的结构空间需求，并因此有助于避免或解决包装/封装问题，这对于位置狭小的空间如汽车的发动机舱内是特别有利的。

在任何方面，待由第一分离装置分离的润滑剂的量通过借助所述另外的分离装置所进行的预净化或通过相应的预分离而减少。

在本发明的另一个有利的实施方式中，至少一个另外的分离装置集成在排气涡轮增压器的壳体中，这样保持小的安装费用，因为所述另外的分离装置可以有利地至少几乎同时与排气涡轮增压器一起组装，其中，排气涡轮增压器和集成在壳体中的分离装置能以预组装的方式送到用于内燃机的相应的组装传送带处。这导致了组装过程的对应/并行，从而将安装时间并进而将内燃机的总成本保持在低水平。

至少一个另外的分离装置还可集成在曲轴箱中或处于其前面的再循环管中，从而同样降低根据本发明的内燃机的组装费用以及结构空间需求。

为了通过至少一个另外的分离装置从气体中分离润滑剂，可以利用各种各样的物理效应。在此，用于分离的物理效应取决于沿混合物的流动方向在至少一个另外的分离装置上游的混合物中雾状存在的润滑剂的雾滴粒度/小液滴尺寸。如果在选择用于分离的物理效应时考虑了该雾滴粒度，则可以根据排气涡轮增压器的存在的边界条件调整和优化至少一个另外的分离装置。

排气涡轮增压器内产生的且其中润滑剂可通过至少一个另外的分离装置与气体进行分离的、由润滑剂和气体组成的混合物通常比在曲轴箱内由于通过曲轴箱内的旋转部件产生的涡流而存在的混合物具有更大份额的润滑剂。因此在至少一个另外的分离装置中使用的用于分离的物理效应可以完全和甚至有利地与第一分离装置中使用的用于分离的物理效应不同。正如已经指出的那样，相应的分离装置可以有利地与排气涡轮增压器或曲轴箱的存在的边界条件一致，以实现相应润滑剂从相应气体最大程度的分离。

总而言之，至少一个另外的分离装置设置在排气涡轮增压器的润滑剂再循环回路中和由此带来的、例如设计作为内燃机的润滑油的雾状润滑剂的预分离可以明显减轻内燃机的第一分离装置的负担，这意味着明显改善所要分离的雾状润滑剂的总量。由此导致内燃机的排放特别低并减轻了涡轮增压器和增压空气冷却器的负担，因为例如通过润滑剂对由内燃机吸入的空气的加载由于被净化的混合物再循环到内燃机的进气侧进行混合物的燃烧而明显减少，这样同时明显改善了内燃机的排气值。

由随后对优选实施例的说明以及借助附图得到本发明的其它优点、特征和细节。在不脱离本发明的框架的情况下，之前在说明书中提到的特征和特征组合以及随后在结合附图的说明中提到的和/或仅在附图中示出的特征和特征组合不仅可以以给出的组合使用，而且也能以其它组合或单独使用。

附图说明

附图示出了具有排气涡轮增压器和曲轴箱的内燃机的示意图，其中设置了两个分离装置，以便将由润滑剂和气体组成的相应的混合物中的润滑剂从气体进行分离。

具体实施方式

附图示出具有排气涡轮增压器12的内燃机10，该排气涡轮增压器具有涡轮机14以及压缩机16。涡轮机14以公知的方式由内燃机10的排气驱动，该排气通过相应的管道18引导至涡轮机14并驱动排气涡轮增压器12的涡轮。涡轮与排气涡轮增压器12的轴20不可相对旋转地固定连接，其中，轴20又与压缩机16的压缩机轮不可相对旋转地连接，因此压缩机轮通过轴20由涡轮驱动。压缩机16的压缩机轮压缩由内燃机10根据方向箭头22吸入的空气，该空气通过内燃机10的相应的管道24输入，以产生确定的转矩和确定的功率。

此外，内燃机10包括发动机壳体26，用于润滑内燃机10的旋转部件的润滑油容纳在该发动机壳体26中。在内燃机10的运行期间在曲轴箱26内聚集了混合物，该混合物基本上由通过旋转部件卷起的并因此以雾状存在的润滑油和从内燃机10的气缸28逸出至发动机壳体26内的气体组成。

为了避免发动机壳体26内压力上升过大，必须将这种混合物从发动机壳体26排出。在未净化的情况下将这种混合物排放到环境中会导致高排放和大的环境污染。为避免这一问题，内燃机10包括通风装置30，借助该通风装置可以将由气体和润滑油组成的混合物从发动机壳体26排出。在此，通风装置30与第一分离装置32共同作用，借助该分离装置可以将润滑油从气体分离。由此没有或仅有非常少量的润滑油处于气体内，而且气体可以再循环到内燃机10的进气侧并通过管道24输送到气缸28用于燃烧。这样保持小的内燃机10的排放。

排气涡轮增压器12也需要内燃机10的润滑油用于润滑旋转部件，例如用于润滑轴20或相应的支承部位。为此设置了第一管34，通过其向排气涡轮增压器12输送润滑油。轴20的旋转也导致润滑油产生涡流，由此排气涡轮增压器12内也产生混合物，该混合物由排气涡轮增压器12或内燃机10的润滑油和气体组成，该气体从涡轮机14和压缩机16两者流向所要润滑的部件、特别是轴20并与润滑油混合。

为产生闭合回路而设置了再循环管36，润滑油或被净化的混合物通过该再循环管再循环回到曲轴箱26。

为进一步降低内燃机10的排放和减轻第一分离装置32的负担，现在设置了另一个分离装置38，该分离装置与再循环管36流体连通，且借助该分离装置可以分离排气涡轮增压器12的由润滑油和气体组成的混合物中的润滑油。这明显降低了待由分离装置32分离的润滑油的总量，从而将内燃机的排放保持在非常低的水平。在分离装置38与发动机壳体26之间的再循环管36内，气态和液态部分相隔开地在一个管内或者在两个未示出的分开的管内流动。

正如可从附图清楚得出的那样，这意味着，由内燃机10吸入的空气现在不再带有或仅还带有极少量的润滑油，该空气最后在气缸28内燃烧并根据方向箭头40首先输送到至少一个排气净化装置并随后排放至环境中。这种避免或至少明显减少所吸入的和待燃烧的空气的加载使内燃机10的排气值极低，由此可以遵守当前和未来的排放极限值。

Claims (7)

1.一种内燃机（10），所述内燃机具有至少一个排气涡轮增压器（12）和带有至少一个通风装置（30）的曲轴箱（26），所述内燃机（10）的由气体和润滑剂组成的混合物能够借助所述通风装置从所述发动机壳体（26）排出，且所述通风装置与至少一个第一分离装置（32）共同作用，所述润滑剂能够借助所述至少一个第一分离装置从所述气体分离，

其特征在于，设置有与所述至少一个排气涡轮增压器（12）共同作用的至少一个另外的分离装置（38），所述排气涡轮增压器（12）的由润滑剂和气体组成的混合物中的润滑剂能够借助所述至少一个另外的分离装置从气体分离。

2.根据权利要求1所述的内燃机（10），其特征在于，设置有至少一个再循环管（36），所述排气涡轮增压器（12）的润滑剂能够借助所述再循环管再循环到所述发动机壳体（26）内。

3.根据权利要求2所述的内燃机（10），其特征在于，所述至少一个另外的分离装置（38）在通过所述再循环管（36）再循环的润滑剂的流动方向上设置在所述排气涡轮增压器（12）与所述至少一个第一分离装置（32）之间。

4.根据权利要求2或3所述的内燃机（10），其特征在于，所述至少一个另外的分离装置（38）与所述再循环管（36）流体连通。

5.根据权利要求4所述的内燃机（10），其特征在于，所述至少一个另外的分离装置（38）集成在所述再循环管（36）中。

6.根据权利要求1至4之一所述的内燃机（10），其特征在于，所述至少一个另外的分离装置（38）集成在所述排气涡轮增压器（12）的壳体中。

7.根据权利要求1至4之一所述的内燃机（10），其特征在于，所述至少一个另外的分离装置（38）集成在所述曲轴箱（26）中。

Images