CN106246289B - 内燃发动机的高压增压空气进给装置及一种发动机系统 - Google Patents

Abstract

本公开涉及来自集成进气流道的摇杆盖的内部增压空气进给。提供了一种用于内燃发动机的高压增压空气进给装置。该装置包括具有高压输出的进气装置、具有限定高压增压流动路径的进气流道的摇杆盖和具有带有输入侧及输出侧的流动加速器的油气分离器。该进气装置的高压输出被附接至路径的一端，并且加速器被附接至另一端。路径被连接在加速器的输出侧和输入侧之间。该分离器包括由具有油气扩散器的壁分隔开的上集气室和下集气室。该输入侧被连接至下集气室，并且输出侧被连接至曲轴箱回油管路。流动加速器可以是任何类型的流体加速器，包括但不限于文丘里泵和射流泵。

Description

内燃发动机的高压增压空气进给装置及一种发动机系统

技术领域

本公开的创造性概念涉及发动机排放控制系统，并且具体地涉及用于内燃发动机的闭式曲轴箱通风装置。更具体地，本公开的创造性概念涉及用于具有带有关联的闭式曲轴箱通风油分离器组件的进气装置(intake)和摇杆盖的内燃发动机，其中闭式曲轴箱通风油分离器组件通过采用从进气装置通过并穿过集成于该摇杆盖的进气流道的内部增压空气进给来增加油流动速度。

背景技术

在内燃发动机内的空气燃料混合物的燃烧阶段期间，产生排气，该排气在发动机运转期间经由排气歧管离开发动机。然而，这时并非所有的气体离开发动机。由于在空气燃料混合物燃烧期间产生的压力，这些气体中的一些被强制绕过活塞并进入曲轴箱。

有必要消除(relief)这些集中起来的气体以避免由额外的曲轴箱压力引起的对发动机密封垫的损害。此类损害导致油泄漏。针对排气在曲轴箱内累积的早期且直接的解决方案只是经由例如道路通风管将集中起来的气体直接排出到大气中。然而，由于由这些未燃碳氢化合物排放所产生的消极的环境影响，这不是针对这些气体的存在的期望的解决方案。

作为替代方案，能够通过从曲轴箱疏散这些气体并将这些气体添加到经由进气歧管进入发动机的空气燃料混合物而将这些气体再次引进发动机中。针对此目的的油分离器是已知的。

将油和水分离的常用解决方案包括筛网过滤器的使用，在筛网过滤器中，油滴被捕集在筛网中(通常由微纤维组成)而空气被允许穿过筛网。将油和水分离的另一种简单的途径是提供管子，循环气通过该管子传递。该管子具有形成于其侧面上的孔。空气穿过孔，而比较重的油滴落在储液器的底部。诸如离心机的移动单元也可以用于将油和气分离。分离的油直接返回到曲轴箱内。

非常典型的解决方案已经通过曲轴箱强制通风(PCV)系统使曲轴箱气体从曲轴箱流至进气歧管，其中PCV系统由沿着PCV路径定位的阀调控。根据一个PCV示例，用于PCV的路径开始于阀盖并结束于进气歧管。在发动机运转期间，PCV阀在较高的进气歧管真空周期内增加进气系统和曲轴箱之间的限制，因此在较低的进气歧管真空周期期间减少进气歧管和曲轴箱之间的限制。根据这个系统，微真空被保持在发动机曲轴箱内，从而从发动机曲轴箱抽取碳氢化合物并将碳氢化合物引导进入发动机进气系统中。

一些已知系统依靠通常安装至阀盖的PCV阀。外部PCV软管被安装在空气/油分离器和进气歧管之间。软管连接也可以包括在凸轮盖上的软管连接和在进气歧管上的软管连接。每个连接需要接头。在提供消除集中起来的气体的对环境无害的方法的同时，由于软管的老化或由软管从阀的意外断开造成的泄露，对橡胶软管的依赖引入了系统的潜在故障。

为了避免软管连接的需求，将油分离器用螺栓固定至摇杆盖用于重力作用排流是可能的。然而，在这样的装置中，由于在排出口和在摇杆盖的另一侧面的曲轴箱压力之间的高差压，分离的油不排流。

因此，如在如此多的车辆技术的领域，涉及与内燃发动机相关的油分离系统的使用和操作存在需要改进的空间。

发明内容

为了避免关于现有技术的这些问题，本公开的创造性概念提供了从集成于摇杆盖内的进气流道到具有油流动加速器(诸如，带有文丘里泵或射流泵)的单向油分离器的内部增压空气进给，而无需使用任何外部管道或软管。油流动加速器将高压增压空气进给引入油流动加速器，油流动加速器将油从油分离器出口推动到发动机曲轴箱。由于摇杆盖具有集成的进气流道，所需要的增压空气进给也能够被集成于摇杆盖，因此避免对外部管子的需求。

更具体地，本公开的创造性概念提供用于内燃发动机的高压增压空气进给装置，该内燃发动机包括具有高压增压流动路径的摇杆盖和用于将高压空气引入路径的流体连接至路径的进气装置。在摇杆盖中的流动路径是进气流道。进一步提供的是具有流动加速器的油气分离器。路径流体地附接至加速器。

流动加速器具有油输入侧和油输出侧。高压增压流动路径被连接在加速器的油输入侧和油输出侧之间。流动加速器的输出侧是高速度侧。

油气分离器包括上集气室和下集气室。上集气室和下集气室由壁分隔开。油气扩散器被提供在壁内。加速器的油输入侧与下集气室流体联接，而油输出侧与曲轴箱回油管路流体联接。

流动加速器可以是任何类型的流体加速器，包括但不限于文丘里泵和射流泵。随着气体被分离出来，流动加速器抽取聚集在下集气室中汇集的油并将油引导至曲轴箱。来自油气分离器的分离的空气被引导到进气装置用于燃烧。

当结合附图时，根据优选实施例的以下详细的描述，以上优势和其他优势和特征将是显而易见的。

附图说明

为了更完整地理解本发明，现在应该参考在附图中进行更详细图示说明且在下面通过示例的方式描述本发明的实施例，其中：

图1是根据本公开的创造性概念的用于与空气增压进给系统一起使用的内燃发动机的摇杆盖的透视图；

图2是根据本公开的创造性概念的在图1中图示说明的摇杆盖的俯视图；

图3是根据本公开的创造性概念的具有进气装置组件和带有关联的闭式曲轴箱通风油分离器组件的图1和图2中的摇杆盖的系统的透视图，其中闭式曲轴箱通风油分离器组件通过集成于摇杆盖的流道将内部增压空气进给并入；以及

图4是根据本公开的创造性概念的图示说明空气增压进给路径的油分离器和摇杆盖的剖视图。

具体实施方式

在以下的图中，相同的参考数字将会用于指相同的部件。在以下的描述中，各种操作参数和部件被描述用于不同构造的实施例。这些具体参数和部件作为示例被包括在内，但不意味着被限制。

总之，本发明涉及通过内部增压空气进给的使用引导来自内燃发动机曲轴箱的曲轴箱气体并将曲轴箱气体引导进入进气歧管用于燃烧，其中内部增压空气进给从进气装置通过并穿过集成于摇杆盖的进气流道。内部增压空气进入定位在油分离器中的油流动加速器并且在其进气侧上诱导高速油流动。分离的油被返回至曲轴箱，而分离的空气被返回至进气歧管用于燃烧。

图1和图2图示说明了根据本公开的创造性概念的用于与空气增压进给系统一起使用的内燃发动机的摇杆盖10；图1图示说明了摇杆盖10的透视图，而图2图示说明了摇杆盖的俯视图。在图1和图2中图示说明的摇杆盖10是示意性的，并且不意在限制，因为在不偏离本公开的创造性概念的精神和范围的情况下，摇杆盖10的其他配置是可能的。

摇杆盖10包括进气口12。进气口12流体地附接至将在下面关于图3进行描述的进气组件。摇杆盖10包括多个摇杆盖进气流道14、14’、14”和14”’。能够提供不同于本文图示说明数量的更多或更少数量的进气流道。

摇杆盖10被提供用于与进气组件和闭式曲轴箱通风油分离器组件一起使用。这个装置在图3中图示说明，在图3中根据本公开的创造性概念的具有进气装置和带有关联的闭式曲轴箱通风油分离器组件的摇杆盖的系统的透视图被图示说明，其中闭式曲轴箱油分离器组件通过集成于根据本公开的创造性概念的摇杆盖的流道将内部增压空气进给并入。

具体地，图示说明了上进气装置18和下进气装置20。应当理解，当描述上进气装置18和下进气装置20时，引用“上”和“下”只是为了方便起见，并不意为限制。特别地，虽然在现行交通工具中的常规进气歧管通常在发动机之上水平地定位，根据本公开的创造性概念的进气歧管可以可替代地被垂直定位于发动机的侧面。

型腔16形成于上壳体部分12和下壳体部分14之间。进气歧管10也包括安装法兰18的节气门体。多个进气流道20形成为上壳体部分12的部分。应当理解，在图1中阐明的进气歧管的整体配置是示意性的，并且不意在限制，因为在不偏离本公开的创造性概念的精神和范围的情况下，其他配置是可能的。

上进气装置18附接至摇杆盖12的进气口12。同样附接至摇杆盖12的是闭式曲轴箱通风油分离器组件22。油分离器组件22通过空气返回管23附接至下进气装置20。油分离器组件22是单向系统，在蒸汽经由空气返回管23重新进入下进气装置20之前，该单向系统从离开曲轴箱的蒸汽过滤油。涡轮增压器组件24附接至下进气装置20。

高压增压空气流由涡轮增压器组件24产生。高压增压空气流沿着流动方向26离开上进气装置18并且被强制进入摇杆盖进气流道14、14’、14”和14”’中。如图4所图示说明，一些高压增压空气被引导进闭式曲轴箱油分离器组件22，图4是油分离器组件22和摇杆盖10的剖视图。

参考图4，闭式曲轴箱通风油分离器组件22包括油分离器下部28和油分离器上部30。应当理解，当描述下油分离器下部28和油分离器上部30时，引用“上”和“下”只是为了方便起见，并不意为限制。壁32形成在下部28和上部30之间。壁32限定下油分离集气室34和上油分离集气室36。

油气混合物入口38被形成与油分离器组件22的上部30流体联接。油气混合物入口38流体连接至曲轴箱(未示出)。空气出口40被形成与油分离器组件22的下部28流体联接。空气出口40通过在图3中图示说明的空气返回管23被附接至下进气装置20。

形成在壁32中的是扩散器42，扩散器42接收进入上油分离器集气室36中的油气混合物。扩散器42通过已知的方法将油和空气分离。气体被引导出下油分离器集气室34、通过空气返回管23并进入下进气装置20。

快速流动通过油分离器组件22或从油分离器组件22分离出的油的高速度由油流动加速器44诱导。油流动加速器44可以是多种配置，诸如但不限于文丘里泵或射流泵。油运动的速率取决于来自进气流道的高压空气的输入。特别地，高压路径46在其输入端与进气流道流体联接，诸如进气流道14”。高压路径46在其输出端与通风入口(venture inlet)48流体联接。通过从高压路径46引进油流动加速器44的进来的高压空气的诱导，通过油流动加速器44的油的流动显著地增加，从下油分离器集气室34抽取的汇集的油并通过回油出口50使汇集的油从油分离器组件22出去。回油出口50附接至曲轴箱(未示出)。

通过将高压增压空气进给引入油分离器，油被强制从油分离器出口回到发动机曲轴箱。以上描述的且在附图中示出的装置允许将油分离器直接安装至摇杆盖，而不需要外部管道(诸如软管)来连接这些部件。这样的装置允许直接附接的、高效的油分离器的使用以在发动机运行时将分离的油排回曲轴箱。

如上述阐明的本公开的创造性概念克服了用于将油和气分离的已知装置所面临的挑战。相应地，根据这些论述、附图及权利要求，本领域技术人员容易认识到，在不偏离由随附的权利要求限定的本发明的精神实质和公平范围的情况下能够做出的各种变化、修改及变体。

Claims (8)

1.一种用于内燃发动机的高压增压空气进给装置，包含：

摇杆盖，所述摇杆盖中形成有至少一个进气流道，所述进气流道提供用于高压增压空气流的第一通道；

油气分离器，所述油气分离器具有油气混合物入口、上集气室、下集气室、分隔所述上集气室和所述下集气室的壁、以及所述下集气室中的出口，所述壁中具有油气扩散器；

油流动加速器，所述油流动加速器具有相对的油输入侧和油输出侧、以及形成在所述油输入侧和所述油输出侧之间的通风入口，所述油输入侧与所述下集气室的所述出口流体连接；

高压路径，所述高压路径提供用于所述高压增压空气流的第二通道且形成在所述油气分离器内，所述第二通道具有输入端和输出端，所述输入端直接连接至所述第一通道且与所述第一通道流体连接，所述输出端直接连接至所述油流动加速器的所述通风入口且与所述油流动加速器流体连接；以及

回油出口，所述回油出口与所述油流动加速器的所述油输出侧流体连接。

2.根据权利要求1所述的高压增压空气进给装置，其中所述油输出侧与曲轴箱回油管路流体联接。

3.根据权利要求1所述的高压增压空气进给装置，其中所述油流动加速器是文丘里泵。

4.根据权利要求1所述的高压增压空气进给装置，其中所述油流动加速器是射流泵。

5.一种发动机系统，包含：

摇杆盖，所述摇杆盖具有进气口和进气流道，所述进气流道形成在所述摇杆盖中且与所述进气口连通；

固定至所述摇杆盖的油气分离器，所述油气分离器具有上集气室、下集气室、和设在所述上集气室与所述下集气室之间的油气扩散器，所述下集气室具有油出口；

油流动加速器，所述油流动加速器连通至所述油气分离器，所述油流动加速器具有油输入侧和油输出侧，所述油输入侧与所述下集气室的所述油出口流体连接，所述油流动加速器至少部分地容纳在所述下集气室内；以及

高压路径，所述高压路径形成在所述下集气室内且位于所述进气流道与所述油气分离器之间，所述高压路径提供具有输入端和输出端的通道，所述输入端直接连接至所述进气流道且与所述进气流道流体联接，所述输出端直接连接至所述油流动加速器且与所述油流动加速器流体连接。

6.根据权利要求5所述的发动机系统，其中所述油流动加速器是文丘里泵。

7.根据权利要求5所述的发动机系统，其中所述油流动加速器是射流泵。

8.一种用于在内燃发动机中分离曲轴箱油和气体的系统，包括：

具有进气流道的摇杆盖，所述进气流道具有输入端和输出端；

流体连接至所述进气流道的所述输入端的空气进气装置；

油气分离器，所述油气分离器包括上集气室、下集气室、分隔开所述上集气室和所述下集气室的壁、以及油气扩散器，所述油气扩散器设在所述壁中以在所述上集气室与所述下集气室之间限定开口，所述上集气室包括油气混合物入口，所述下集气室包括空气出口和油出口；

油流动文丘里泵，所述油流动文丘里泵具有油输入侧和油输出侧，所述油输入侧流体连接至所述下集气室的所述油出口；以及

高压路径，所述高压路径提供具有输入端和输出端的通道，所述通道的输入端直接连接至所述进气流道且与所述进气流道流体连接，所述通道的所述输出端在所述油流动文丘里泵的所述油输入侧与所述油输出侧之间直接连接至所述油流动文丘里泵且与所述油流动文丘里泵流体连接。

Images