CN103790675A - 曲轴箱通风装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种曲轴箱通风装置，其用于尤其机动车的内燃机(1)的曲轴箱(4)的通风，其带有布置在通风管路(6)中的至少一个油雾分离装置(7)；且至少带有布置在通风管路(6)中的可移动的调节元件(17)，其用于改变在油雾分离装置(7)的壳体(24)中的闭锁面(16)中的用于窜气的通过口(15)的横截面面积，调节元件(17)在内燃机(1)的每个运行状态中被在通风管路(6)中的整个体积流流过，其中，调节元件(17)具有永久地至少部分打开的至少一个第一流过口(19,22,31,34)。

Description

曲轴箱通风装置
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的曲轴箱通风装置，其具有分离油的调节元件(Stellglied)，它用于改变在用于导出内燃机的曲轴箱通风装置的窜气(Blowby-Gas)的通风管路中的流动横截面。
背景技术
这样的用于曲轴箱通风的装置例如被使用在内燃机的进气管(Luftansaugtrakt)与曲轴箱之间，以阻止在曲轴箱中不允许的压力水平。
为了必要地分离曲轴箱通风气体的油成分，导引从曲轴箱逸出的窜气、空气-油雾混合物通过油雾分离器(Oelnebelabscheider)且接下来将清洁了的空气引导到内燃机的进气管中而将在油雾分离器中分离的油引回内燃机的油循环。
为了在高的体积流的情况中避免在曲轴箱与进气管之间的油雾分离器处的不允许地高的压差和因此在曲轴箱中的不允许的高的压力通常在通风管路中设置有阀，其与油雾分离器并联布置且形成至油雾分离器的旁路。
由文件EP 1 285 152 A1已知一种用于内燃机曲轴箱通风气体的除油的装置，在其中平行于油雾分离器、例如旋流器设置有带有用于控制气体流通的调节元件(其根据施加的压差打开或关闭绕过油雾分离器的旁路)的旁路通道。
油雾分离功能通常分成细油滴在表面处的聚结和接下来从窜气中分离油。在流过油雾分离器时在此产生压力损失，其尤其取决于体积流量且因此取决于发动机的运行状态。在油雾分离器处的压降为了良好的分离效率要保持得尽可能高，另一方面要避免在曲轴箱中的不允许地高的压力。
发明内容
本发明目的在于说明一种曲轴箱通风装置，其设计简单且可容易地制造。
根据本发明在通风管路中布置有油雾分离器(其对于窜气具有可根据体积流量变化的流通横截面且此外通过来自窜气的最细的油雾的冲击作用聚结成油滴)以及布置在下游的用于分离油的装置，在其中使聚结的油和气分离。将气体导引到内燃机的进气管中而将分离的油引回到内燃机的油循环中。
根据本发明的用于尤其机动车的内燃机的曲轴箱的通风的曲轴箱通风装置具有布置在通风管路中的至少一个油雾分离装置和布置在通风管路中的至少一个可移动的调节元件(其用于改变用于窜气的通过口(Durchlassoeffnung)的横截面面积)。该通过口位于在油雾分离装置的壳体中的闭锁面(Sperrflaeche)中。可移动地支承的调节元件在内燃机的每个运行状态中被在通风管路中的整个体积流流过。未设置有体积流到主通道和副通道或旁路通道上的分配。调节元件具有至少一个第一流过口，其永久地在横截面面积的至少一个子区域中打开。通过口和因此通风管路的完全关闭不设置用于内燃机的任何运行状态。
在另一有利的实施方案中除了调节元件的从不完全关闭的第一流过口之外设置有至少一个第二流过口。该第二流过口根据在调节元件处施加的压差且因此根据在通过口中调节元件的位置打开或者关闭。
在另一有利的实施方案中设置成，用于窜气的永久地至少部分打开的第一流过口在流过口下游在接下来的油雾分离的冲击面(26, 29, 30)处至少跟随有成尤其大约90°的角度的流体流动的至少一个偏转。
在另一有利的实施方案中在流动方向上在调节元件之后为了油雾分离在油雾分离装置的壳体中布置有第二区域，在其中使聚结的油分离，其中，第二区域被在通风管路中的窜气的整个体积流流过。
体积分离器、迷宫式分离器或者用于油分离的旋流器可设置为油分离装置。可以平行地布置不同的或者相同的分离器，其中，整个体积流之前流过在通过口中的调节元件。
有利地在另一实施方案中设置成，至少在调节元件的流过口的区域中利用用于聚结分离(Koaleszenzabscheidung)的毛毡来遮盖相应的面向流动的冲击面。
备选地，可移动的调节元件具有至少一个流过口，在其中流过口的可流过的横截面面积可根据可移动的调节元件的位置改变。这通过在调节元件中的流过口的扩宽的轮廓来实现。轮廓可以具有一定的几何形状、例如矩形或三角形或者作为自由形状线(Freiformlinie)具有任意走向。
在另一实施形式中流过口的可流过的横截面面积可根据可移动的调节元件的位置连续地或梯级式地改变。
此外可设置有弹簧元件，其施加力到调节元件上且由此预设打开第二流过口的压差。弹簧和弹性体材料的所有形式可设置为弹簧元件。设计为压力弹簧或者拉力弹簧按照所希望的特性是可能的。因此体积流最佳地匹配发动机特性场。油雾分离装置的设计有利地也可通过作用到调节元件上的一定的重力来设置。
同样要求保护油雾分离装置和带有根据本发明的曲轴箱通风装置的内燃机。
被窜气流入的冲击面作为冲击器起作用且有利地具有特别设计的表面、例如由圆锥状或者棱锥状突起和凹部(其聚结地起作用且因此引起有利的油雾分离)构成的精细的各向异性的结构。冲击器和属于此的喷嘴装置的备选的表面的设计和表面结构的制造以及合适的材料的另外的可能性可由具有申请日17.08.2011的文件DE 10 2011 110 499得悉。
在备选的设计方案中被流入的冲击面设有毛毡或者完全由毛毡构成且因此可被窜气流过。
通过在冲击面的区域中流动的偏转来获得良好的聚结效果，也就是说位于窜气中的细的油滴和油雾形成较大的液滴，其可在接下来的油分离器中被最佳地分离。已在调节元件的区域中分离的油经过回油(Oelruecklauf)被引回到内燃机的油路循环中。
弹簧元件在另外的有利的实施方案中可设计为拉力弹簧或板簧。
当然可将来自在附图中所示的不同实施形式的特征相组合。例如，对于所有的所示的实施形式不仅可将弹簧元件布置在可移动的调节元件上游而且可布置在其下游。
附图说明
以简化的图示示出：
图1显示带有布置在其处的曲轴箱通风装置的内燃机的示意图，
图2显示在带有较小压差的运行状态中油雾分离装置的单独图示，
图3显示在带有较高压差的运行状态中图2中的相同的油雾分离装置的图示，
图4显示在带有较小压差的运行状态中备选的油雾分离装置的单独图示，
图5显示带有流过口的梯级式的扩展的可移动的调节元件的实施方案的细节图示以及
图6显示带有圆锥状的流过口的可移动的调节元件的实施方案的细节图示。
相同的构件在所有附图中以相同的附图标记来表示。
具体实施方式
在图1中显示内燃机的原理图示，其带有进气管2、燃烧室3和曲轴箱4，在其之下布置有填充有油的油底壳5。通风管路6从曲轴箱4经由带有可变的流通横截面的油雾分离装置7通至油分离器8，其从窜气中分离油且经由回引管路9引回到油底壳中。清洁了的窜气经由管路10在空气过滤器11下游被导引到进气管2中。
图2在细节图中显示在通风管路6中带有较小体积流量的运行状态中的油雾分离装置7。油雾分离装置7的壳体24具有带有通过口15的闭锁面16。在通过口15中容纳有可移动的例如以阀室(Ventilkorb)的设计的调节元件17，其轴向可移动地布置且通过弹簧元件18、例如构造为螺旋弹簧的压力弹簧被压到预设的静止位置中。可移动的调节元件17具有窜气流过的流过口22。流过口22可永久流通且在其横截面上不能改变。
与流过口22有间距地布置有冲击板26，其经由接片27保持在可移动的调节元件17处，使得在冲击板26与在背向冲击板26的表面处的流过口22的通道之间的间距独立于可移动的调节元件17的位置是恒定的。在周缘上相间隔的接片27之间，转向的流体在闭锁面16下游流到壳体24的区域中。冲击板26为了获得冲击器效果具有特别设计的表面、例如由圆锥状的或棱锥状的突起(其具有聚结效果且因此引起有利的油分离)构成的精细结构。
流过口22可具有环形的横截面且作为喷嘴形式在冲击面26的方向上加速流动。备选地对于流过口22也可设置其它几何形状。
在调节元件17下游，窜气继续流过这里未详细说明的用于油分离的装置8，在其中在空气经由管路10被导入内燃机1的进气管2中之前进行残留的油颗粒的精细分离。分离的油通过回引管路9流回到内燃机1的油循环中。
在调节元件17的面处除了弹簧元件18的力之外作用有由在压力p1(其近似相应于曲轴箱压力且施加在闭锁面16上游)与压力p2(其由可移动的调节元件17的压力损失引起偏离于p1且施加在闭锁面16下游)之间的压差引起的力。
在内燃机停止时和在通风管路6中的流动速度较小且因此体积流量较小时的静止位置中弹簧元件18将调节元件17压到在图2中所示的位置中。在p1与p2之间的压差上升时，调节元件17从预定的压差起轴向地在通过口15中在所示的图示中向上运动且对于体积流开启通过口25的至少一个另外的横截面。
在所示的图示中，在通过口15与闭锁面16之间的接触面通过密封件23、例如O形环密封。附加地或备选地在可移动的调节元件17与闭锁面16之间的(这里未示出的)密封件是有利的。
图3显示图2中的带有可变的流动横截面的相同的油雾分离装置7，然而在带有在通风管路6中的较高的压差p'1-p'2的运行状态中。可移动的调节元件17相对于闭锁面16进一步延长且开启除了流过口22之外窜气可流过的附加的流过口25。借助于这些附加的流过口25，更大的体积流可流过油雾分离装置7，使得曲轴箱中的压力不会不允许地升高。
在根据图2和图3的油雾分离装置7的实施方案中，在备选的、未示出的实施方案中，围绕通过口或调节元件的冲击面有利于获得还更好的聚结效果。
图4在细节图示中显示具有带有在通风管路6内的闭锁面16中的通过口15的可变的流通横截面的油雾分离装置7。在通过口15中容纳有可移动的调节元件17，其可轴向移动地来布置且例如通过弹簧元件18被压到预设的静止位置中。可移动的调节元件17具有窜气流过的至少一个流过口19。该流过口19永久敞开且由于可移动的调节元件17与闭锁面16的预设的间距不能关闭。在调节元件17下游，窜气流过这里未详细说明的用于油分离的装置8且继续流过管路10。在可移动的调节元件17处分离的油经过回引管路9回到内燃机1的油循环中。
窜气流过流过口19且被第一冲击面29转向。冲击面与流动方向成角度、有利地成大约90°的角度。跟随第一转向还有气流在另一冲击面30处的另一转向。冲击面可作为单独的部段设置在流过口19的区域中而在另一实施方案中也设置在另外的流过口20、21的区域中。备选地，在闭锁面16中设置有环绕通过口15的环，在环中设置有中断部。分离的油有利地可通过中断部在回引管路9的方向上流动。在另一有利的实施方案中流动的多个转向相组合。
环绕的冲击面29的圆锥状的横截面变化根据调节元件17的位置改变在流过口19、20、21与冲击面29之间的间距。
在调节元件17的面处，除了弹簧元件18的力之外作用有由在压力p1(其近似相应于曲轴箱压力)与压力p2(其由可移动的调节元件17的压力损失引起而偏离于p1)之间的压差引起的力。
在内燃机停止时的静止位置中弹簧元件18将可移动的调节元件17压到在图4中所示的位置中。根据该压差，调节元件17在通过口15中轴向移动且改变流过口19可流过的横截面。
可移动的调节元件17具有在周缘上轴向相间隔的多个流过口20、21，其按照可移动的调节元件17的位置根据压差p1-p2开启另外的流动横截面且因此使较高的体积流量成为可能且避免在曲轴箱中不允许地高的压力。
从图5可得出带有流过口31的梯级式扩展部32、33的可移动的调节元件17的实施方案的详细图示。流过口31的至少一个区域使窜气能够永久地流过通过口15。随着压差p'1-p'2增加，调节元件运动，使得流过口31的被流过的横截面随着每个梯级32、33跳跃性地增加。在调节元件17的周缘上可布置有多个通过口31，其具有相同的但是或者也不同的横截面变化过程。
图6显示带有流过口34的连续的扩展的可移动的调节元件17的实施方案的细节图示。随着由于压差p'1-p'2调节元件17的偏转增加，流过口34的被流过的横截面增加。按照流过口34的轮廓的设计，横截面变化的线性的或者任意的变化过程是可能的。因此鉴于在曲轴箱中的压力和必需的油雾分离可实现最佳地匹配发动机的特性场。
为了可移动的调节元件17相对于闭锁面16的密封，在可选的实施方案中可设置有密封膜片，其无接触地密封构件之间的缝隙且因此不引起构件之间的摩擦。

Claims (10)

1. 一种用于尤其机动车的内燃机(1)的曲轴箱(4)的通风的曲轴箱通风装置，其带有布置在通风管路(6)中的至少一个油雾分离装置(7)；且至少带有布置在所述通风管路(6)中的可移动的调节元件(17)，其用于改变在所述油雾分离装置(7)的壳体(24)中的闭锁面(16)中的用于窜气的通过口(15)的横截面面积，其特征在于，所述调节元件(17)在所述内燃机(1)的每个运行状态中被在所述通风管路(6)中的整个体积流流过，其中，所述调节元件(17)具有永久地至少部分打开的至少一个第一流过口(19, 22, 31, 34)。
2. 根据权利要求1所述的装置，其中，除了永久地至少部分打开的所述第一流过口(19, 22, 31, 34)之外设置有至少一个第二流过口(20, 21, 25)，其特征在于，所述调节元件(17)根据在所述调节元件(17)处所施加的压差打开或者关闭所述第二流过口(20, 21, 25)。
3. 根据权利要求1或者2所述的装置，其特征在于，用于窜气的永久地至少部分打开的所述第一流过口(19, 22, 31, 34)在所述流过口(19, 22, 31, 34)下游在接下来的油雾分离的冲击面(26, 29, 30)处至少跟随有成尤其大约90°的角度的流体流动的至少一个偏转。
4. 根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，在流动方向上在所述调节元件(17)之后为了油雾分离在所述油雾分离装置(7)的壳体(24)中布置有第二区域，在其中使聚结的油分离，其中，所述第二区域被整个窜气流过。
5. 根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，至少在所述流过口(19-22, 25, 31, 34)的区域中利用用于聚结分离的毛毡来遮盖相应的面向流动的所述冲击面(26, 29, 30)。
6. 根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，可移动的所述调节元件(17)具有至少一个流过口(19-22, 25, 31, 34)，其中，所述流过口(19-22, 25, 31, 34)的可流过的横截面面积能够根据可移动的所述调节元件(17)的位置改变。
7. 根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述流过口(19-22, 25, 31, 34)的可流过的横截面面积能够根据可移动的所述调节元件(17)的位置连续地或者梯级式地改变。
8. 根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，弹簧元件(18)施加力到所述调节元件(17)上且由此预设打开所述第二流过口(20, 21, 25)的压差。
9. 一种油雾分离装置，其布置在根据前述权利要求中任一项所述的曲轴箱通风装置中。
10. 一种内燃机，其带有根据权利要求1至8中任一项所述的曲轴箱通风装置。
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