CN106232954B - 通风系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于给内燃机通风和充气的通风系统。本发明的所述用于给内燃机通风和充气的通风系统(1)包括：进气管件(30)和布置在所述进气管件(30)中的增压器(7)；用于将油和/或油雾与吹漏气分离的油气分离器(10)，其具有至少一个入口(11)和至少一个出口(13)；用于吹漏气的进气管件，所述进气管件连接到所述油气分离器(10)的所述入口(11)中的至少一者；第一管子(31)，其用于将所述油气分离器(10)的所述至少一个出口(13)与所述内燃机的在所述增压器(7)前方的进气部(30)连接；第二管子(32)，其用于将所述油气分离器(10)的至少一个所述出口(13)与所述内燃机的在所述增压器(7)后方的进气部(30)连接。设置有将所述第一管子(31)与所述内燃机的一部分连接的第一充气管件(33)，并设置有将所述第二管子(32)与所述部分连接的第二充气管件(34)。

Description

通风系统

技术领域

本发明涉及用于内燃机的通风和充气的通风系统。这种通风系统尤其用于内燃机的曲轴箱的通风和充气。本发明还涉及包括根据本发明的通风系统的气缸盖罩和内燃机。

背景技术

以上所提到的通风系统具体地但不仅仅用于内燃机中的曲轴箱的通风。在下文中，利用曲轴箱的通风和充气作为示例来因此描述本发明。出于环境原因，在那儿出现的吹漏气通常被例如供给回到内燃机的进气部。为此，给曲轴箱通风。另一方面并且还出于环境原因，曲轴箱中的压力必须被保持在非常紧的极限内。为了防止吹漏气逸出到环境，例如不允许在曲轴箱中出现相对于大气压力的正压力。另一方面，曲轴箱压力可以不低于最小内部压力，使得在仅出现少量的吹漏气的某些操作条件下，曲轴箱甚至需要充气。这意味着将新鲜空气供给到曲轴箱。术语通风在本发明的意义上具有双重意思。一方面，它涉及气体从曲轴箱的释放。另一方面，它涉及曲轴箱中的总的气体管理。

用新鲜空气给曲轴箱充气还提供了以下优点：稀释吹漏气。当仅出现少量的这些吹漏气时，它还有助于引导来自曲轴箱的吹漏气。这是尤为重要的，这是由于氮氧化物存在于吹漏气中，这使得发动机油老化。因此，受控的曲轴箱的充气还减缓了发动机油的老化。

以曲轴箱的充气相同的方式，曲轴箱的通风不需要立即在曲轴箱处实现。相反，出于不同的原因，吹漏气可被引导例如通过气缸盖和气缸盖罩。在该情况下，这些部件(诸如气缸盖和气缸盖罩)与曲轴箱的内部空间流体连通。然后，由于通风，还可以从气缸盖或气缸盖罩将吹漏气排出。另外，经由气缸盖罩或气缸盖或经由与曲轴箱流体连通的另一部件也可以实现充气。

在曲轴箱中和在进气部中的压力条件在很大程度上取决于内燃机的各个操作条件。作为示例，内燃机的操作条件尤其可以在两种状态(满载荷条件和部分载荷条件)之间区分。多个标准适合于在满载荷操作条件与部分载荷操作条件之间区分，取决于所给出的需求而可以使用每一种操作条件。例如可以将满载荷操作条件区分为以最大扭矩操作，而将部分载荷操作条件区分为怠速操作。另一可能的区分标准是在满载荷操作下，节流挡板完全打开，而在部分载荷操作下，节流挡板完全闭合或仅仅略微或部分打开。另一可能的标准是发动机的增压器在满载荷操作条件下是启动的。

总的来说，对于内燃机的这些不同的压力条件，必须提供的是，曲轴箱的通风和充气将曲轴箱中的压力条件维持在所允许的极限内，并且还将出现的吹漏气以足够程度引导到进气管线。

另外必要的是，在被供给回到进气部之前，通风的吹漏气附加地从油雾和油滴中清除。

为此，在现有技术中，对于在部分载荷和满载荷下的不同的压力条件，使用以几个部分分开的通风装置。尤其是，提供了不同的油气分离器，每一个油气分离器使内燃机的吹漏气在部分载荷条件下或在满载荷条件下离开油雾和油滴。

通风所需要的部件和充气所需要的部件(诸如油气分离器、围绕油气分离器的吹漏气旁路、排出装置、出口、管道等等)二者的双重布置使得在现有技术中，需要多个部件用于曲轴箱通风和曲轴箱充气。这导致了用于制造这些部件的高的工具费用、生产者及在最后的安装时高的安装费用、以及非常大数目的管子。因此与此相关的成本也是相当大的。

例如，这种现有技术在DE 20 2004 011 882 U1中进行了说明。在该现有技术中，曲轴箱与油气分离器和共振器空间连接。从共振器空间开始，两个管子通向发动机的进气部，其中一个管子相对于新鲜空气的流向在涡轮增压器前方向外敞开，另一个管子在内燃机的进气部中、在涡轮增压器的下游向外敞开。

在该现有技术中，内燃机的充气经由充气管线来实现，该充气管线在涡轮增压器后方从进气部分支并通向气缸盖。

发明内容

因此，本发明的目的是提供用于内燃机的通风和充气的通风系统，该通风系统包括安装空间的最佳需求、最佳的成本、减少的部件数量、简化的且降低的安装费用、降低的工具成本和降低的工具复杂性和/或提高的集成度。本发明的另外的目的是提供气缸盖罩和具有这种通风系统的内燃机。

该目的是通过根据本发明的通风系统、根据本发明的气缸盖罩以及根据本发明的内燃机来解决的。根据本发明的通风系统的有利的实施方式也以从属的方式给出。

根据本发明，提供了一种适合于内燃机的通风和充气的通风系统。该通风系统特别用于吹漏气的通风以及最后用于内燃机的充气，其中不需要通风系统与曲轴箱之间的直接连接。通风系统还可以与曲轴箱间隔开一距离使用并给内燃机的另一部分通风，并且如有需要可以给内燃机的另外不同的部分或相同的部分充气，前提是各个部分与曲轴箱流体连接。这样，如果吹漏气从曲轴箱被引导到气缸盖罩，就可以将根据本发明的通风系统例如完全集成到气缸盖罩中。因此，本发明还涉及相应地设计的气缸盖罩并且还涉及包括分别相应地设计的气缸盖罩或相应地设计的通风系统的内燃机。

根据本发明，该通风系统包括用于将油和/或油雾与吹漏气分离的油气分离器。该油气分离器包括至少一个入口和至少一个出口。然而，所述出口还可以被分成两部分或者包括多个部分出口。下面，仅仅描述了一个出口。然而，如将从附图所变得清楚的是，连接到油气分离器的管道还可以连接到分割的入口套接口或出口套接口。不同的术语管子、管道、管线和管件被用在本申请中并不意在在各自的连接元件的性能之间进行区分(例如不论它们是刚性管子或柔性软管)，而是仅在不同的功能之间进行区分。

油气分离器的入口连接到用于吹漏气的供给管件，吹漏气经由该供给管件被供给到油气分离器。出口(或多个出口)另外以两种方式与内燃机的进气部连接。一方面，油气分离器的出口(或部分出口中的一个)相对于吸入的新鲜空气的流向在增压器前方与内燃机的进气部连接。另一方面，经由第二管子的出口(或部分出口中的一个)尤其经由节流挡板、尤其是在新鲜空气流的限制部的后方、相对于吸入的新鲜空气的流向，在增压器后方、连接到内燃机的进气部。增压器(例如压缩机或废气涡轮增压器)用在发动机技术中。然而本发明并不限于这些示例。

除了上面所提到的现有技术(DE 20 2004 011 882 U1)，现在在本发明中提供两个充气管件。第一充气管件将第一管子与待充气的部分连接，该第一管子在增压器前方通向进气管线。另外，提供了第二充气管件，其将第二管子与该部分连接，该第二管子在增压器和新鲜空气流的限制部后方(例如在节流挡板后方)通向进气管线。两个管件用于对与曲轴箱的内部空间流体连通的部分充气。这可以是与吹漏气从其导向到油气分离器的部分相同的部分或者与该部分不同的部分。在每种情况下，曲轴箱、气缸盖或气缸盖罩得到考虑。

本发明具有以下优点：大大地减少了部件的数目，从而还降低了工具的复杂性和所需要的工具的数量。如果所描述的所有的元件被集成到气缸盖罩中，则这是尤其有利的。另外，整个通风系统的预安装也是可以的，从而降低了用于最后安装的费用。总的说来，相较于现有技术中的解决方案，在集成了油气分离器、第一管子、第二管子、第一充气管件和第二充气管件的气缸盖罩中，高的成本优势得以实现。

根据本发明，第一管子、第二管子、第一充气管件和第二充气管件被设计成，在第一操作条件下，尤其是在满载荷条件下，吹漏气从油气分离器的出口(或部分出口中的一个)经由第一管子相对于新鲜空气的流向流到增压器前方的进气部，并且该吹漏气从该进气部经由第二管子、从而在增压器后方并经由第二充气管件流到待充气的部分。在满载荷条件下，这意味着在增压器前方提供的真空用于曲轴箱的通风，并且使用第二管子和第二充气管件，以便使用在增压器后方的进气部中的高压来给发动机部件充气，尤其是有效地给曲轴箱充气。

根据本发明，该通风还被设计成，在第二操作条件下，尤其是在内燃机的部分载荷操作条件下，吹漏气从油气分离器的出口(或部分出口中的一个)经由第二管子相对于新鲜空气的流向流到在增压器和节流挡板后方的进气部，并且来自进气部的该气体经由第一管子和第一充气管件被引导到该部分。在该操作条件下，由于增压器没有建立超压，因而使用节流挡板后方的进气部中存在的真空，以给该部分通风并从而给曲轴箱通风。同时，第一管子和第一通风管件用来利用相对于新鲜空气的流向在增压器的前方的进气部中提供的压力，以便给该部分充气并且最后给曲轴箱充气。

如前面所描述的，在内燃机的两种不同的操作模式下，待被引导以用于充气的气体和待被引导以用于通风的气体被不同地引导。尤其是，两种操作模式的特征在于，在第一操作模式下，内燃机提供比在第二操作模式下更好的性能。在该上下文中，如果第一操作模式为满载荷操作条件，而第二操作模式为部分载荷操作条件(例如怠速操作或滑行操作)，则这是特别有利的。上面给出的用于满载荷操作条件和部分载荷操作条件的定义在此可以二择一地应用。第一操作模式和第二操作模式的定义的另一变型通过本发明的内燃机中的实际压力条件给出。在本发明所给出的压力条件总是涉及作为参考压力的外部压力，尤其是涉及作为参考压力的大气压力。

利用将作为充气管线的第一管子和第二管子与待充气的部分连接的两个额外的充气管件，两个管子在该发动机的两种不同载荷条件下可被不同地使用。在满载荷操作下，第一管子用于通风而第二管子用于充气；而在部分载荷操作下，第二管子用于通风而第一管子用于充气。因此，可以通过较小数量的部件和管道实现在内燃机的所有操作模式中的通风以及充气。

作为特别的优点，仅仅需要一个油气分离器，该油气分离器在内燃机的所有操作状态中提供油雾和油滴与内燃机的吹漏气的充分分离。

因此，总的说来，减少了部件的数目，这导致了更小的安装空间、降低的成本、降低的安装费用、减少的工具数目以及降低的工具的复杂性，并因而提高了集成度。

为了控制在第一载荷条件下和在第二载荷条件下的不同的流体流，可以将阀和/或节流阀插入到相应的管子或管件中。有利地，将第一阀安装到在第一操作条件下相对于气体的流向在第一充气管件的分支前方的第一管子中，该阀在油气分离器的出口和在增压器前方的进气部之间的大于0bar的压差下打开。这意味着，该阀在第一操作条件下打开，从而第一管子用于在第一操作条件下的净化的吹漏气的通风。

另外，第二阀在第二操作条件下相对于气体的流向可以被布置在第二充气管件的分支前方的第二管子中，该阀在油气分离器的出口和在增压器后方的进气部之间的大于0bar的压差下打开。这样，如果提供进气部相对于油气分离器的出口的真空，则该阀在第二操作条件下打开，从而第二管件用于油气分离器的通风。

另外，第一充气阀可以被布置在第一管子的分支后方的第一充气管件中，如果上面所提到的第一阀闭合则该第一充气阀打开，并且如果第一阀打开则该第一充气阀闭合。于是，可以实现，如果第一管子用于通风，则第一充气管件闭合，从而净化的吹漏气并未同时在曲轴箱的方向上从油气分离器直接地引导通过进气部。

以相应的方式，第二充气阀可以被布置在第二管子的分支后方的第二充气管件中，如果第二阀闭合则该第二充气阀打开，并且如果第二阀打开则第二充气阀闭合。这样，防止了在第二载荷条件下自油气分离器的出口开始，在曲轴箱的方向上经由第二充气管件引导净化的吹漏气。

从而所提到的阀无需预张力而有利地操作，并且在各个单独的压力条件出现时同时或基本上同时切换。

另外，压力控制装置可以被安装到管线中。节流阀、压力控制阀、节流孔或其它的压力控制装置适合作为压力控制装置。使用它们以便控制曲轴箱中的压力，从而在内燃机的所有的操作模式下维持所需要的条件。由于曲轴箱中的压力可以通过进气真空和吹漏气的压力来确定，因而可以通过在各个管子或管件中的相应的压力控制装置来实现曲轴箱中的压力的合适设置。尤其是，在第二管子中的压力控制装置和第二充气管件中的压力控制装置适合于此。

有利地，该通风系统的油气分离器示出了吹漏气不仅在满载荷操作条件下而且在每一其它的操作状态中(尤其是在部分载荷操作条件下)的通路。这样，确保了吹漏气的可靠通风以及油雾和油滴与吹漏气的可靠分离。

包括至少一个分离元件及分离器壳体的用于油雾和油滴的分离器尤其适合于根据本发明的通风系统。在其入口与其出口之间，壳体至少部分地示出平截头圆锥体的形状。该平截头圆锥体的基部至少部分由弹性膜闭合，该弹性膜被设计成其可至少部分地在该平截头圆锥体的内侧向上和向下卷起。在被设计为平截头圆锥体的壳体的区域中提供开口，更确切地说是通路开口，其将成形为平截头圆锥体的区域的内部空间与外部空间连接并以这种方式构成出口。取决于成形为平截头圆锥体的区域的内部空间与弹性膜的另一侧上的外部空间之间的压力条件，由于膜在壳体的成形为平截头圆锥体的区域的内侧上展开，因而这些出口可以通过弹性膜来闭合或释放。由于吹漏气与参考空间之间的高的压差，弹性膜将从成形为平截头圆锥体的区域在很大程度上退回，这样将释放在该区域中所给出的通路开口。压差越高，成形为平截头圆锥体的区域的被释放的部分越大。参考空间通常来说是油气分离器的环境，从而参考压力在大多数情况下对应于大气压力。如果通路开口在成形为平截头圆锥体的区域的中心轴线的方向上一个接着一个地布置，则随着增大的压差，将发生另外的通路开口的增多的释放。这样，甚至高速的吹漏气流也可以被可靠地引导通过油气分离器。另外，由于(现在，在一方面的油气分离器的内部空间和通路开口的另一侧上的出口空间与另一方面的参考空间之间)少的吹漏气流和小的压差，可移动膜在成形为平截头圆锥体的区域的内侧上在很大程度上向下卷起，从而闭合大多数的通路开口。

然而，有利地，可移动膜可以并不向下卷起至闭合所有的通路开口的程度。这样，确定了在每种情况下曲轴箱发生通风。于是，根据本发明的油气分离器使得没有额外的旁路也可以运行。因而，该类型的油气分离器不仅仅用作分离器，还同时具有阀功能，如将在后面进一步描述。

这里，油雾的分离和油滴的分离在吹漏气通过期间发生在通路开口中。由于气流的限制和在通路的端部处的突然扩大以及由于沿着通路的压降，油滴和油雾得以分离。然而，还可以将额外的辅助油分离元件布置到一个通路、多个通路或所有的通路中，以提高分离度。

因此，根据本发明的油气分离器的分离元件例如包括限定内部空间并封闭该内部空间的壳体。该内部空间包括压力侧入口；另外，在壳体的壁中提供至少一个通路开口，该至少一个通路开口将内部空间与外部连接，并且在吹漏气的通过期间使油与油雾在该至少一个通路开口中分离。根据本发明，油气分离器现在包括可移动弹性膜，该可移动弹性膜取决于在内部空间中提供的内部压力，并且参考压力能够闭合和打开至少一个开口。可以选择每一个控制性压力作为参考压力，而且尤其是将大气压作为参考压力。取决于内部空间中的压力高于参考压力还是低于参考压力，该开口打开或闭合，从而内部空间中的压力从来不会上升高于参考压力。

利用合适的参考压力的选择，这从而能够使内部空间可以总是显示确定的低于参考压力或者在参考压力的范围内的压力。

作为弹性膜，卷膜的第一侧上朝向内部空间并且卷膜的另一侧暴露于参考压力。它被布置成其可以在壳体的内侧上展开。当向下卷起时，在壳体的壁中提供的出口开口则被覆盖。当膜向上卷起时，开口被释放，从而打开通路。

卷膜具有以下优点：仅仅需要小的提升力来释放在之前已经被闭合的开口。尤其是，用于打开和闭合的膜的切换点几乎是相同的。膜的卷起行为受到膜的厚度的适当选择以及构成膜的或膜包含的材料的适当选择的影响，这些材料例如氟硅橡胶(fluorosiliconrubber，FVMQ)、硅橡胶(silicone rubber，VMQ)、氟橡胶(fluororubber，FKM)、氯醇橡胶(Epichlorohydrin rubber，ECO)、诸如丙烯酸烷基酯橡胶(alkyl acrylate rubber，ACM)和乙烯丙烯酸橡胶(ethylene acrylic rubber，AEM)的聚丙烯酸化物、腈-丁二烯橡胶(nitrile-butadiene rubber，NBR)或水合腈丁二烯橡胶(hydrated nitrile-butadienerubber，HNBR)。膜的弹性、柔软性或其贴附在壳体的内侧上的趋势影响打开和闭合过程。膜的几何形状和壳体的几何形状也影响打开和闭合过程。膜的刚度也影响打开和闭合过程，因为其会抑制卷起行为，它尤其会导致展开过程的开始的延迟。

假设分离元件的壳体至少部分地示出平截头圆锥体的形状，则这是特别有利的。膜也可以被制造有平截头圆锥体或圆锥体的形状。在该情况下，可以利用膜闭合壳体的平截头圆锥体的基部，从而膜可以分别在圆锥体或平截头圆锥体的尖端的方向上、在壳体的内侧上向下卷起。在该卷起过程中，然后可在壳体的壁中提供的出口开口闭合。

平截头圆锥体的开口角度有利地达0°与90°之间，优选地在35°与55°之间，尤其有利地大约为45°。

在一个特别有利的实施方式中，成形为平截头圆锥体的壳体不仅仅实现为一件，还可由多个部件实现，尤其是由两件实现。在该情况下，例如，它可以包括壳体的两个壳(shell)，该壳体的两个壳实现为平截头圆锥体并且一者可以被放置在另一者中。各个壳层的彼此相关的出口开口可以不同地实现，从而可以相对于它们的通路方向而不同地设计通过两个壳的出口开口。在最简单的实施方式中，它们具有两个不同设计的部分，每一个部分在单独的壳中。这种两壳构造的外壳例如可以被制造为带有壳体的剩余部分的一件，而第二内壳作为分离的部分被插入到外壳中。在这一点，仅仅一个壳需要作为一件式，其它一个或多个壳可以由圆周的平截头圆锥体构成或由平行于该圆锥的中心轴线的方向或垂直于该圆锥的中心轴线的方向延伸的条带构成。假设壳的额外部分包括与制造为一件的壳相同的开口，或者这些开口与一件式壳层中的开口齐平，则这是优选的。

有利地，可以提供具有预张力的膜，如果壳体中的内部压力与参考压力相等，则该预张力将膜保持闭合，或者如果该内部压力与出口侧(在通路开口的另一侧上)压力所产生的压力(一方面)与参考压力相等，则该预张力将膜保持打开。为了将这种预张力引入到弹性膜，可以使用弹性元件，尤其是弹性弹簧，其将拉力或压力施加到膜。具有阀的壳体从而也在此作用为阀。

如果由内部空间中的压力与通路开口的另一侧上的压力所产生的压力低于(超过)参考压力，则膜开始向上(向下)卷起，从而壳体(其可被认为是阀)中的内部压力减小(增大)并且膜再次在出口开口上卷起直到实现力的平衡，这不仅受到压力条件的影响，而且还受到膜的性能的影响。这是循环重复的，从而在正常情况下，膜在出口开口上上下卷起。在该上下文中，可以相对于卷起方向从而在平截头圆锥体的轴向上一个接着一个地布置多个出口开口。这使得膜在越来越多地向上卷起时打开越来越多数目的开口，这样减小了在出口开口处的流动阻力和压降。因此，可以进一步减小内部压力。尤其是，如果在内侧具有相当高速的气流，则卷膜可以完全地退回并释放所有的出口开口。这些出口开口可被设计并布置成，利用阀增大程度的打开，释放那些开口，这示出了更小的流动阻力和压降。这是可由于以下原因而实现：利用膜的增大程度的退回而打开的开口有比在膜开始退回时所打开的开口更大的直径。

在平截头圆锥体的圆周方向上，也可以布置多个开口。在这些开口中，到平截头圆锥体的基部相同距离的那些开口优选被相同地设计。

为了改善油气分离，辅助的油分离元件可被集成到一个或多个出口开口中。这样，内侧与压力侧之间的压差甚至可更好地用来分离油。螺旋形节段(例如在专利申请公布DE10 2004 011 176 A1和DE 10 2004 037 157 A1中所描述的)例如可被用作这种辅助的油分离元件。这两篇德国专利申请公布关于这种螺旋形节段的形状和功能的公开内容在此整体并入到本申请中。

尤其是，最靠近阀的入口的开口可设置有辅助的油分离元件。因此，最靠近壳体的基部的开口(从而最远离阀的入口的开口)可设置有具有更小的流动阻力的辅助的油分离元件，或甚至完全没有设置辅助的油分离元件。这样，经由待最后打开的开口，在阀的壳体中实现了旁路功能。

附图说明

在下文中给出了用于根据本发明的通风系统、气缸盖罩和内燃机的一些示例。在这些示例中，相同或类似的附图标记用于相同或相似的元件，以使这些元件的描述不再在不同的情况中重复。以下的示例包括彼此常常组合的本发明的多个特征和多个有利的实施方式。然而，这些实施方式的每个单独的特征可以单独地用于改进本发明，还可以与各个示例的另外的元件和性能组合改进本发明。

图1至图7示出了根据本发明的通风系统和内燃机。

具体实施方式

图1示出了内燃机，其具有曲轴箱2、气缸盖3、气缸盖罩4和用于充气的入口5。附图标记1表示根据本发明的通风系统。

另外，图1中示出了内燃机的进气部，其具有空气滤清器6、增压器7、节流挡板8和具有管件部30a、管件部30b和管件部30c的进气管件30。在这里，新鲜空气经由滤清器6和进气部的管件部30a而被引导至增压器7。关于增压器，例如可以使用压缩机或废气涡轮增压器。新鲜空气而从增压器经由管件30的管件部30b被引导至节流挡板8并从那儿经由管件部30c进一步被引导至用于充气的入口5。

通风系统包括油气分离器10。该油气分离器10包括入口空间11、用于将油雾和油滴与通过的气体分离的分离元件12、以及出口空间13。出口13可以被看作管件的排出净化气体的一部分。

在本发明图1中的出口空间13包括两个出口，在每一个出口中分别布置一个单向阀16或单向阀17。单向阀16之后是第一空间14和第一管子31。单向阀17之后是第二空间15和第二管子32。

现在，油气分离器10经由管子31和管子32连接至进气管件30。第一管子31相对于气体的流向、在增压器前方通向在进气管件30的管件部30a。第二管子32相对于气体的流向、在增压器后方且在节流挡板8后方通向进气管件30的管件部30c。从空间14开始，充气管件33还通向至气缸盖罩4。以相应的方式，从空间15开始的充气管件34也通向至气缸盖罩4。这些充气管件33、充气管件34经由单向阀18、单向阀19与相应的空间连接，使得在这些管件中的气流方向可以仅仅用于气缸盖罩4的充气。气缸盖罩4与曲轴箱2流体连通，使得曲轴箱可以在端部中经由管件33和管件34充气。

在本示例中，在分离元件12中净化的气体流到被分成两个部分空间14和15的出口空间13中。这些部分空间14和15在功能上且在结构上已经分别是第一管子31或第二管子32的一部分。在图1以及在后面的附图中，它们有时候被示出具有比管子31、管子32的剩余部分更大的体积。但是，这种增大的体积并不是必需的，如从图3至图6变得清楚。

现在，图1示出了在满载荷操作情况下的具有通风系统1的内燃机。在满载荷条件下，向在增压器7前方的进气管件30的部分30a中提供真空，而在增压器7和节流挡板8后方的部分30c中存在超压。现在，如果在作为第一管子31的一部分的空间14中，提供相对于油气分离器10的出口空间13的真空，则单向阀16打开并且洁净的吹漏气可以沿着箭头C流动通过管子31，然后，在与来自空气滤清器6的新鲜空气混合之后，进一步沿着箭头G流动到用于充气的入口5。在管件部30c中的由增压器7所引起的超压同时给第二管子32和空间35充气。由此，阀17闭合且阀19打开，从而经由管子32、它的部分空间15和管件34沿着箭头D给气缸盖罩充气。

在图1中，用箭头A示出来自曲轴箱2的吹漏气经由气缸盖3到气缸盖罩4的流向。从那个位置，该吹漏气被传递到油气分离器10中并通过入口空间11、分离元件12和出口空间13，使得它们最后被引导至管子31和管子32。

图2示出了与图1中示出的相同的内燃机。然而，现在示出了用于部分载荷模式或空闲模式(idle mode)的状态。

在图1和图2以及另外的附图中，满载荷操作条件和部分载荷操作条件仅仅是用于具有增大的载荷的第一操作模式和具有减小的引擎载荷的第二操作模式的示例。

在图2中所示出的部分载荷的情况下，吹漏气也沿着箭头A的方向从曲轴箱2经由气缸盖3被引导至气缸盖罩4，并从那里进入到油气分离器10中。

在部分载荷情况下，增压器7是未启动的，从而，在基本上或完全闭合的节流挡板8后方在进气管件30的部分30c中提供强真空。与此对比，在部分30a和部分30b中，提供了相对更小的真空，该真空比在出口空间13中提供的真空更大。因此，在所示出的部分载荷操作条件下，阀16闭合，同时阀17打开。这导致了在油气分离器10中清除的吹漏气沿着箭头C流动通过管子32，然后在用于充气的入口5的方向上沿着箭头G通过管件30。另一方面，新鲜空气经由管子31从进气管件30的部分30a吸入到空间14中。由于空间14中的压力大于曲轴箱压力，曲轴箱压力从曲轴箱2向上传递到气缸盖罩4中，现在单向阀18打开，从而通过管子31和属于该管子的空间14吸入的新鲜空气沿着箭头D通过管件33被引导到气缸盖罩4中，以用于充气。

阀19闭合，从而没有气体可以流动通过管件34。

在图1和图2所示出的根据本发明的通风系统的总布置中，导致了在与曲轴箱2流体连通的部分的可靠充气和通风仅仅利用一个油气分离器和少量的管线31到管线34得以实现，这意味着在部分载荷情况下且在满载荷情况下少量的管件。

在图1和图2中，油气分离器被描绘为位于气缸盖罩4的外面。

图3和图4示出了对应于图1和图2中的内燃机的内燃机，其中图3示出了满载荷情况，而图4示出了部分载荷情况。

如在图3和图4中所示出的通风系统1几乎完全对应于图1和图2中的通风系统。不同于图1和图2中的通风系统，节流阀21在管件34的分支前方安装在管子32中。利用该节流阀，在部分载荷条件下，如在图4中所示出的，来自出口空间13的气体经由管子32的流动被限制。节流阀用于限制曲轴箱中的真空。据此，进气管件30的部分30c与出口空间13之间的压差可以被设置成，使得产生部分载荷情况所需要的压力条件。

另外，对于满载荷情况，如在图3中所示出的，节流阀22在管件32的分支和阀19之间布置在管件34中。该节流阀还限定沿着箭头D流动通过管子32和管件34到气缸盖罩4以用于满载荷情况的新鲜空气的量。

在图3和图4中，管子32现在被连续地示出从阀17开始直到它流出到进气管件30中。这些附图并没有如在图1和图2中所示出的通过空间15的扩大。这些附图附加地示出了图1和图2中的空间14是管子31的一部分，以及图1和图2中的空间15是管子32的一部分。

如在图5中所示出的，在该示例中，气缸盖罩的总容量包括虚线内的所有元件，这用附图标记4来指出。因此，气缸盖罩集成了油气分离器10以及管件33和管件34。在该情况下，气缸盖罩4不仅包括现在用附图标记4a所指代的元件，还包括油气分离器10、空间14和空间15以及31和管子32的这些部分以及管件33和管件34。利用这种气缸盖罩4，大大地提高了内燃机的集成深度。这还意味着需要制造且后续安装相当更少量的单个的零部件。总的说来，利用这一布置，特别是可以实现关于以下方面的优点：制造、工具费用、制造成本以及安装费用。

图6示出了类似于图4中的内燃机的另一内燃机。在满载荷操作条件下与在部分载荷操作条件下的不同的气体的流向在此并未表明。不同于图4中的内燃机，在此示出了油气分离器的一个具体示例。

油气分离器10包括具有壳体40的分离元件。在入口侧上的该壳体与吹漏气管件35连接，该吹漏气管件35从曲轴箱2经过气缸盖3和阀罩4。关于这一点应当已经提到过，整个油气分离器10以及在一些情况下管件33和管件34也集成到气缸盖罩4中的实施方式也是可以的。

现在，壳体40在锥形形状的入口后方增大并形成壳体4内的入口空间11。一方面，该入口空间由壳体40、特别是由其锥形区域41来限定。另一方面，柔性膜43布置在壳体处，其横跨在锥形区域41的扩大端部上并将该扩大端部密封。

现在，在圆锥区域41中提供了通路开口42，吹漏气可以经由通路开口42从入口空间11流到出口空间13中。另外，提供将内部空间与外面(称为参考空间50)连接的管件，这样就将膜43的上侧暴露于参考压力，在大多数情况下参考压力对应于大气压力。在根据本发明的通风系统1中的另外的流动条件分别与图3和图4中所示出的流动条件相同。

在通过开口42的通路期间，在图6中仅仅一个开口用附图标记指出，油滴和油雾由于在那儿发生的压降而分离。然后，在油气分离器10的底部将它们收集，然后将它们供给回到曲轴箱，这既没有在这儿示出也没有在前面的示例中示出。

现在，图7以截面图示出了分离元件12。柔性膜显然被设计成其可以根据参考空间50、入口空间11和出口空间13之间的压力条件而沿着圆锥区域41的内壁向上或向下卷起。由于参考空间50中的相对于入口空间11相当较低的压力，例如在其由于大体积的吹漏气发生时，膜43占据位置43’。然后，膜43仅仅被维持在环形罩板46和壳体40的凸缘状扩大部45之间的轴承44处。在该位置中，图7中所描绘的所有的通路开口42a至42e以及42a’至42e’被释放，从而大的通路横截面可用于从入口空间11通过到出口空间13的通路。虽然如此，油雾和油滴的足够分离也能在通路开口42a至42e以及42a’至42e’中实现。

由于(一方面)出口空间13和入口空间11与(另一方面)参考空间50之间的相应地小的压差，膜43占据位置43”。据此，所有的通路开口42a至42d以及42a’至42d’被膜43所覆盖，从而闭合。而且，仅仅出口和通路开口42e和42e’保持打开，这样可以导致曲轴箱的最小通风。通过利用这样的分离元件12，因而不需要提供旁路以及油气分离元件。

通路开口作为整体用上一级的附图标记42来指代，其可以沿着圆锥区域41的圆周、在与中心轴48正交的平面内以有规律的间隔或无规律的间隔而布置。另外，如在图7中所示出的，通路开口还可以沿着圆锥壁41在中心轴48的方向上以很多数目而布置。总的说来，因此可以提供具有有规律或无规律的多个通路开口42的圆锥区域41的整个圆周。

为了提高开口42中的分离性能，可以在部分或全部开口中为开口提供额外的辅助分离元件，例如提供如在专利申请公布DE 10 2004 011 176 A1和DE 10 2004 037 157 A1中所描述的螺旋形元件。

油气分离器10可以使用一定数量的通路开口42、它们的布置及其横截面以及在这些通路开口42中的额外的辅助分离元件的布置而适用于引擎的特定要求。

Claims (15)

1.一种用于给具有进气管件(30)和布置在所述进气管件(30)中的增压器(7)的内燃机充气和通风的通风系统(1)，所述通风系统具有：

用于将油和/或油雾与吹漏气分离的油气分离器(10)，所述油气分离器(10)具有至少一个入口(11)和至少一个出口(13)，

用于吹漏气的进气管件，所述进气管件连接到所述油气分离器(10)的所述入口(11)中的至少一者，

第一管子(31)，所述第一管子(31)用于将所述油气分离器(10)的所述至少一个出口(13)与所述内燃机的在所述增压器(7)前方的第一进气部(30a)连接，

第二管子(32)，所述第二管子(32)用于将所述油气分离器(10)的所述至少一个出口(13)与所述内燃机的在所述增压器(7)后方的第二进气部(30c)连接，

其特征在于，

设置有将所述第一管子(31)与所述内燃机的一部分连接的第一充气管件(33)，并设置有将所述第二管子(32)与所述部分连接的第二充气管件(34)，以及

所述第一管子(31)、所述第二管子(32)、所述第一充气管件(33)和所述第二充气管件(34)被设计成，在所述内燃机的第一操作条件下，吹漏气从所述油气分离器(10)的所述出口(13)经由所述第一管子(31)流动到所述第一进气部(30a)并且所述吹漏气从所述第二进气部(30c)经由所述第二管子(32)和所述第二充气管件(34)流动到所述部分；以及在所述内燃机的第二操作条件下，吹漏气从所述油气分离器(10)的所述出口(13)经由所述第二管子(32)流动到所述第二进气部(30c)并且所述吹漏气从所述第一进气部(30a)经由所述第一管子(31)和所述第一充气管件(33)流动到所述部分，其中所述内燃机在所述第一操作条件下提供比在所述第二操作条件下更高的性能。

2.根据前一项权利要求所述的通风系统(1)，其特征在于，所述部分为曲轴箱(2)或包括曲轴箱(2)，或者，所述部分为与所述曲轴箱(2)连接或能够与所述曲轴箱(2)连接的部分，从而所述吹漏气能够从所述曲轴箱(2)被引导到所述部分。

3.根据前一项权利要求所述的通风系统(1)，其特征在于，所述部分为内燃机的气缸盖罩(4)或气缸盖(3)或者包括内燃机的气缸盖罩(4)或气缸盖(3)，其中所述气缸盖罩(4)或所述气缸盖(3)连接到或可连接到所述曲轴箱(2)，从而所述吹漏气能够从所述曲轴箱(2)被引导到所述气缸盖罩(4)或引导到所述气缸盖(3)。

4.根据权利要求1所述的通风系统(1)，其特征在于，

a)所述第一操作条件为满载荷操作条件，并且所述第二操作条件为部分载荷操作条件或怠速操作条件或滑行操作条件，和/或

b)所述第一操作条件为基本上或完全打开节流挡板(8)的操作状态，并且所述第二操作条件为基本上或完全闭合节流挡板(8)的操作状态，和/或

c)所述第一操作条件为这样的操作状态，其中所述第二管子中的压力为0bar到7bar和/或所述第一管子中的压力为0mbar到-200mbar，并且所述第二操作条件为这样的操作状态，其中所述第二管件中的压力为0mbar到-900mbar和/或所述第一管子中的压力为0mbar到-150mbar，其中，所提到的压力范围以任意组合来理解，在每一种情况下包括所述范围的一个极限点或两个极限点或者排除所述范围的一个极限点或两个极限点。

5.根据权利要求4所述的通风系统(1)，其特征在于，所述第一操作条件为这样的操作状态，其中所述第二管子中的压力为0bar到4bar。

6.根据权利要求4所述的通风系统(1)，其特征在于，所述第一操作条件为这样的操作状态，其中所述第一管子中的压力为0mbar到-60mbar。

7.根据权利要求4所述的通风系统(1)，其特征在于，所述第二操作条件为这样的操作状态，其中所述第二管子中的压力为0mbar到750mbar。

8.根据权利要求4所述的通风系统(1)，其特征在于，所述第二操作条件为这样的操作状态，其中所述第一管子中的压力为0mbar到-60mbar。

9.根据权利要求1所述的通风系统(1)，其特征在于，

a)在所述第一管子(31)中，在所述第一操作条件下的气体的流向上，在所述第一充气管件(33)的分支前方，布置有第一阀，所述第一阀在所述油气分离器(10)的所述出口(13)与在所述增压器(7)前方的所述第一进气部(30a)之间的大于0bar的压差下打开，和/或

b)在所述第二管子(32)中，在所述第二操作条件下，相对于所述气体的流向，在所述第二充气管件(34)的分支的前方布置有第二阀，所述第二阀在所述油气分离器(10)的所述出口(13)与在所述增压器(7)后方的所述第二进气部(30c)之间的大于0bar的压差下打开，和/或

c)第一充气阀布置在所述第一管子(31)的分支后方的所述第一充气管件(33)中，当所述第一阀闭合时所述第一充气阀打开，当所述第一阀打开时所述第一充气阀闭合，和/或

d)第二充气阀布置在所述第二管子(32)的分支后方的所述第二充气管件(34)中，当所述第二阀闭合时所述第二充气阀打开，当所述第二阀打开时所述第二充气阀闭合。

10.根据权利要求1所述的通风系统(1)，其特征在于，

第一压力控制装置在所述第二操作条件下相对于气体的流向而布置在所述第二充气管件(34)的分支前方的所述第二管子(32)中，和/或，第二压力控制装置布置在所述第二管子(32)的分支后方的第二充气管件(34)中。

11.根据权利要求10所述的通风系统(1)，其特征在于，所述第一压力控制装置和/或所述第二压力控制装置为节流阀、压力控制阀或节流孔或以上几者的任意组合或包括以上几者。

12.根据权利要求1所述的通风系统(1)，其特征在于，所述油气分离器(10)包括：

a)分离器壳体(40)，所述分离器壳体(40)包围所述油气分离器(10)的内部空间，

b)至少一个气体入口(11)和至少一个气体出口(13)，其中所述出口(13)包括布置在所述壳体(40)的壁中的至少一个通路开口(42)，

c)可移动弹性膜(43)，所述可移动弹性膜(43)取决于参考压力和在所述油气分离器(10)的所述内部空间中存在的内部压力而闭合或打开所述至少一个通路开口(42)，

其中所述壳体(40)至少部分地被设计成具有平截头圆锥体的形状，并且至少所述平截头圆锥体的基部至少部分地被所述可移动弹性膜(43)闭合，

以及，所述可移动弹性膜(43)被布置成，如果在所述内部空间中的压力下降至低于所述参考压力，则所述可移动弹性膜(43)在所述壳体(40)的内侧上向下卷起以覆盖所述至少一个通路开口(42)。

13.根据权利要求1所述的通风系统(1)，其特征在于，

所述部分为内燃机的一件式或多件式的气缸盖罩(4)、发动机组、油盘、曲轴箱端盖或曲轴箱(2)，或者所述部分为紧固到前述元件的至少一者的油气分离模块。

14.一种用于内燃机的气缸盖罩(4)，其特征在于，

壳体，以及

布置在所述壳体(40)处和/或所述壳体(40)的内侧的至少一个根据前述权利要求中任一项所述的通风系统(1)。

15.一种具有增压器(7)的内燃机，所述增压器(7)布置在所述内燃机的进气管件(30)中，其特征在于，

根据权利要求1至13中任一项所述的通风系统(1)和/或根据权利要求14所述的气缸盖罩(4)。