CN104295341B - 向曲轴箱外无辅助驱动的窜气移除 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及向曲轴箱外无辅助驱动的窜气移除。一种用于具有曲轴箱(1)的内燃发动机(10)的窜气移除装置(5)可包括绕着纵向轴线(20)被可旋转地驱动的发动机部件(15；16)。风扇叶轮(25)可固定至发动机部件(15；16)以使得风扇叶轮(25)与发动机部件(15；16)一起旋转。壳体(30)可至少部分地覆盖风扇叶轮(25)。壳体(30)可设置有出口(35)，该出口构造成与油分离装置(40)连接。风扇叶轮(25)和壳体(30)能以这样的方式构造，使得充满油的窜气(45)从曲轴箱(1)被吸除并经出口(35)排出。本发明还涉及一种用于不使用用于风扇的辅助驱动装置而移除内燃发动机的窜气的方法。

Description

向曲轴箱外无辅助驱动的窜气移除
技术领域
本发明一般地涉及一种用于内燃发动机的窜气(漏气)移除装置。特别地，本发明涉及一种用于移除存在于内燃发动机的曲轴箱中的包含油或油雾的窜气和用于将其排放至油分离装置的窜气移除装置。
此外，本发明一般地涉及一种用于移除内燃发动机的包含油的窜气的方法。特别地，所公开的方法包括利用内燃发动机的旋转发动机部件的旋转动力来驱动风扇叶轮，该风扇叶轮构造成移除窜气、尤其是将窜气吸除到曲轴箱之外。
背景技术
内燃发动机，特别是气体(燃料)发动机，可能具有未燃烧或部分燃烧的燃料气体(已知为碳氢化合物)经过发动机活塞环窜入曲轴箱中的问题。这些气体也被称为窜气或窜入排气。
在开放式通风系统中，窜气管将未燃烧的油和烟灰排放至环境中。因此，如果这种窜气混合物污染了环境，则通过为发动机加装曲轴箱控制设备来控制内燃发动机、气体发动机的曲轴箱通风是可行的做法。在市面上可得到数种清洁曲轴箱蒸气的系统。其他技术采用分离和捕集这些窜气(也被称为污染物)、同时允许“有机燃料”返回进入发动机燃烧室中的处理过程。
为了移除包含油的窜气，已知的是使用风扇来吸入充满油的窜气并将窜气排放至油分离装置，例如滤筒或通常为油分离器。然而，需要单独的辅助驱动装置来驱动风扇。单独的辅助驱动装置和对辅助驱动装置的必要动力供给可能会导致内燃发动机的总成本较高。
本发明至少部分地旨在改进或克服现有系统的一个或多个方面。
发明内容
本发明的第一方面涉及一种用于内燃发动机的窜气移除装置。窜气移除装置可包括构造成被驱动并绕着纵向轴线旋转的发动机部件。一风扇叶轮可在发动机部件上固定成使得风扇叶轮与发动机部件一起旋转。一壳体可至少部分地覆盖风扇叶轮。壳体可设置有构造成与油分离装置连接的出口。风扇叶轮和壳体能够以这样的方式构造，使得窜气从内燃发动机的曲轴箱被吸除并经所述出口排出。
本发明的另一方面涉及一种用于不使用用于风扇的辅助驱动装置而移除内燃发动机的窜气的方法。本文中所公开的方法可包括使发动机部件(例如曲轴)和风扇叶轮一起旋转的步骤，该风扇叶轮固定至发动机部件(例如曲轴或扭振减振器)。根据本方法，可借助于风扇叶轮来吸入和压缩窜气。然后，可将窜气传送至油分离装置。
本发明的其他特征和方面会在下文的描述和附图中得知。
附图说明
图1示出内燃发动机的设置有窜气移除装置的部分的示意性剖视图。
具体实施方式
如图1所示，内燃发动机10包括曲轴15。该曲轴15绕着纵向轴线20旋转。在此，齿轮23附装至曲轴15。齿轮23通过多个螺栓24装配在曲轴15的端部。齿轮23用于驱动油泵。此外，曲轴15和所附装的所有发动机部件可由曲轴箱1包封。如众所周知的，曲轴箱1为用于曲轴15的壳体并且在内燃发动机10中的气缸下面形成腔体。
在图1中所示的实施例中，扭振减振器16以不可(相对)旋转的方式附装至曲轴15。并且，如果在内燃发动机的运行期间曲轴15旋转，则扭振减振器16也旋转。在此，扭振减振器16借助于多个螺栓22安装在曲轴15的台肩21上。
根据图1中所示的示例性实施例，风扇叶轮25附装或安装于扭振减振器16的面17。风扇叶轮25借助于螺栓22栓接于扭振减振器16的面17上。然而，存在用于将风扇叶轮25安装在扭振减振器16上的各种替代方案。例如，风扇叶轮25可借助于粘接剂附装至面17。在另一替代方案中，风扇叶轮25可一体地(集成地)形成在扭振减振器16的面17上，特别是与扭振减振器16形成为一个部件。
作为所示出的风扇叶轮25布置在扭振减振器16的面17上的替代方案，风扇叶轮25可装配在齿轮23的一部分上或直接装配在曲轴15上。在所有的情况下，风扇叶轮25必须不可旋转地安装在曲轴15上或不可旋转地安装于曲轴15的任何其他受驱动的发动机部件上。结果，风扇叶轮25由于曲轴15的旋转而旋转。
外壳或壳体30设置成固定不动的并且至少部分地包封风扇叶轮25和例如其他旋转部件(如扭振减振器16)。在本发明的所示出的示例性实施例中，壳体30以这样的方式包围齿轮23，使得包含油的窜气可经设置在齿轮的外周和壳体30的内缘之间的间隙31被吸入。
壳体30设置有在壳体30的径向外侧处的出口或开口35。在此，在壳体30的示例性实施例中，开口35朝风扇叶轮25的径向外周敞开。(开口35为连接部分37的连接凸缘36的一部分。)连接部分37借助于波纹管39连接至管38，该波纹管39构造成补偿在内燃发动机的运行期间由于热力工况导致的长度变化。
管38连接至油分离装置40，该油分离装置40包括一个或多个在现有技术中已知的过滤元件。油分离装置40连接至进入管55，在其中经净化的窜气50被引导至进入位置，通常为内燃发动机的进入管(进气管)。在替代的实施例中，连接至油分离装置40的进入管55本就是内燃发动机10的进入歧管的一部分。
工业适用性
在内燃发动机的运行期间，包含油和/或其他颗粒的窜气积聚在内燃发动机10的曲轴箱1中。通常，设置单独的风扇以从曲轴箱1移除窜气45并将该窜气45供给至外部油分离装置40。
根据本发明，不可旋转地安装在扭振减振器16上的风扇叶轮25由于曲轴15的旋转而与扭振减振器16一起旋转。由于风扇叶轮25和由例如金属板或铸铁制成的壳体30的形状的结合，窜气45尤其经位于风扇叶轮25的径向内侧处的间隙31被吸入。由于风扇叶轮25的旋转和该风扇叶轮25的形状，窜气54向风扇叶轮25的径向外侧行进并且被压缩。
随后，例如稍微被压缩的窜气45经出口或开口35排出并被引导至油分离装置40中。在油分离装置40中，窜气被净化，并且尤其是窜气中的油被分离。在此分离过程之后，经净化的窜气50被供给至环境或内燃发动机10的进入管55。替代地，经净化的窜气50可回流至进气歧管。
必须注意到的是，外壳可以是由金属板制成的单独壳体或有形的曲轴箱轮廓。如已经提到的，风扇叶轮可直接集成在扭振减振器和/或与内燃发动机的曲轴一起旋转的其他部件中。替代地，可使用任何其他受驱动的发动机部件作为用于风扇叶轮的旋转支承件。
根据本发明，执行了包含油的窜气的移除而没有使用用于常见风扇(其构造成吸入窜气并将窜气排放至例如包括过滤器的油移除装置)的单独的辅助驱动装置。相反地，首次使用了旋转发动机部件的动力来驱动吸除窜气的风扇叶轮。因此，对于窜气移除装置而言不需要额外的驱动。
如上文中所提到的，本发明可在内燃发动机中、尤其是气体发动机中实施。在此，气体发动机是以气体燃料(例如煤气、发生炉燃气、生物气、填埋气体或天然气)运行的内燃发动机。在英国，该术语是明确的。在美国，由于广泛使用“气体(gas)”作为汽油(gasoline)的缩写，故这种发动机也可称为气体燃料发动机或天然气发动机。
最后，应当注意的是，术语“窜气”和“包含油的窜气”的意思是相同的，也就是在内燃发动机运行期间存在于其中的窜气，特别是存在于曲轴箱中的窜气。
最后但同样重要的是，应注意，如果本文中所公开的窜气移除与发动机的进入或吸入部分中的窜气供给相结合，则本文中所公开的装置和方法特别涉及一种窜气再循环系统和窜气再循环方法。
尽管在本文中已描述了本发明的优选实施例，但也可包括改进和修改而不脱离所附权利要求的范围。

Claims (16)

1.一种用于具有曲轴箱(1)的内燃发动机(10)的窜气移除装置(5)，包括：
发动机部件(15；16)，所述发动机部件(15；16)构造成在所述内燃发动机(10)的运行期间被驱动并绕着纵向轴线(20)旋转；
风扇叶轮(25)，该风扇叶轮(25)固定至所述发动机部件(15；16)以使得所述风扇叶轮(25)与所述发动机部件(15；16)一起旋转；
壳体(30)，该壳体(30)至少部分地覆盖所述风扇叶轮(25)，所述壳体(30)设置有出口(35)，该出口(35)构造成与油分离装置(40)连接；
其中，所述风扇叶轮(25)和所述壳体(30)以这样的方式构造，使得窜气(45)从所述曲轴箱(1)被吸除并经所述出口(35)排出。
2.根据权利要求1所述的窜气移除装置(5)，其中，所述风扇叶轮(25)一体地形成在所述发动机部件(15；16)上。
3.根据权利要求1或2所述的窜气移除装置(5)，其中，所述发动机部件包括可旋转的轴。
4.根据权利要求3所述的窜气移除装置(5)，其中，所述可旋转的轴为曲轴(15)。
5.根据权利要求1或2所述的窜气移除装置(5)，其中，所述发动机部件包括扭振减振器(16)。
6.根据权利要求5所述的窜气移除装置(5)，其中，所述扭振减振器(16)固定至曲轴(15)。
7.根据权利要求1或2所述的窜气移除装置(5)，其中，所述壳体(30)至少部分地包封所述风扇叶轮(25)和所述发动机部件(15；16)。
8.根据权利要求7所述的窜气移除装置(5)，其中，所述壳体(30)还至少部分地包封所述油分离装置(40)。
9.根据权利要求1或2所述的窜气移除装置(5)，还包括所述油分离装置(40)和所述内燃发动机的进入管(55)，所述油分离装置(40)与所述进入管(55)连接。
10.根据权利要求1或2所述的窜气移除装置(5)，还包括所述曲轴箱(1)，该曲轴箱(1)包封包括所述发动机部件(15；16)、所述风扇叶轮(25)和所述壳体(30)的组中的至少一者。
11.根据权利要求1或2所述的窜气移除装置(5)，还包括所述内燃发动机的舱盖，所述油分离装置(40)安装在所述舱盖上。
12.一种用于移除具有曲轴箱(1)的内燃发动机的包含油的窜气的方法，该方法包括以下步骤：
使发动机部件(15；16)和固定至所述发动机部件(15；16)的风扇叶轮(25)绕着纵向轴线(20)一起旋转；
借助于所述风扇叶轮(25)将包含油的窜气(45)从所述曲轴箱(1)吸除；
借助于所述风扇叶轮(25)压缩所述包含油的窜气(45)；
将经压缩的所述包含油的窜气(45)排放至油分离装置(40)。
13.根据权利要求12所述的方法，还包括将风扇叶轮(25)一体地形成在所述发动机部件(15；16)上的步骤。
14.根据权利要求12所述的方法，还包括将风扇叶轮(25)不可旋转地安装在所述发动机部件(15；16)上的步骤。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的方法，包括在风扇叶轮(25)的径向内侧处执行吸除所述包含油的窜气(45)的步骤。
16.根据权利要求12至14中任一项所述的方法，包括在风扇叶轮(25)的径向外侧处执行排放所述包含油的窜气(45)的步骤。
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