CN109844270A - 分离装置、发动机装置和分离方法 - Google Patents

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Abstract

为了提供一种结构简单并且能可靠和高效运行的分离装置，提出了：该分离装置包括如下：至少一个用于分离污染物的分离体；用于在至少一个分离体的出口侧产生抽吸效应的喷射装置；用于将推进介质输送至喷射装置的输送装置，其中借助该输送装置能够以可选的方式将a)来自内燃机的进气支路的被压缩的进气，b)来自内燃机的排气支路的排气和/或c)由被压缩的进气和排气组成的混合物作为推进介质输送至喷射装置。

Description

分离装置、发动机装置和分离方法
技术领域
本发明涉及一种用于从原料气流中分离污染物、尤其是从内燃机的含油雾的吹漏气流中分离油雾的分离装置。这种分离装置尤其是可以使用在发动机装置中。优选地借助该分离装置可执行分离方法。
发明内容
本发明目的在于提供一种分离装置，其构造简单且能可靠及高效地运行。
根据本发明，通过根据装置独立权利要求所述的分离装置实现所述目的。
用于从原料气流中分离污染物、尤其是从内燃机的含油雾的吹漏气流中分离油雾的分离装置优选地包括：
至少一个分离体，用于分离污染物；
用于在至少一个分离体的出口侧产生抽吸效应的喷射装置；
用于将推进介质输送至喷射装置的输送装置，其中借助输送装置能够以可选的方式将a)来自内燃机的进气支路的被压缩的进气、b)来自内燃机的排气支路的排气和/或c)由被压缩的进气和排气组成的混合物作为推进介质输送至喷射装置。
被压缩的进气尤其是内燃机的进气支路的进气，其从进气支路的进气管道、尤其是关于进气的流动方向在压缩装置和内燃机的燃烧室之间被分流出。
排气尤其是从内燃机的排气支路的排气管道中分流出的排气。
喷射装置优选是喷射泵、尤其是抽吸式喷射泵。
借助喷射装置优选能提高对于借助分离体进行分离所需的压力降。
可以规定，输送装置包括控制装置。
为了控制和/或调节输送装置，控制装置优选地如此构造和设置：可根据内燃机的不同运行状态来选择推进介质。
优选地，推进介质在其成分和/或其体积流量方面可调整、尤其是可控制和/或可调节。
例如可以根据内燃机的不同运行状态选择、设定、控制和/或调节由进气和排气组成的不同混合比。
在本发明的一种设计方案中可以规定，借助控制装置可以基于和/或根据在进气支路中的压力与排气支路中的压力之间存在的压差来控制和/或调节排气是否作为推进介质被输送至喷射装置和/或排气以哪种体积气体流量作为推进介质被输送至喷射装置。
控制装置在此特别地控制阀装置，尤其是阀、活门、调节阀、节流阀等。
阀装置在说明书和所附的权利要求中尤其是借助其能改变，尤其是增大、减小、完全阻止或完全释放排气和/或进气的体积流的装置。此外借助阀装置能优选地实现流动转向或绕道。
进气支路中的压力优选地是进气支路的压缩装置的下游的压力和/或燃烧装置的燃烧室的上游的压力。
然而也可以规定，进气支路中的用作用于控制装置的输入参数的压力是进气支路的压缩机装置的上游的压力。
排气支路中的压力优选是涡轮装置的下游的压力和/或排气支路的催化剂装置的下游的压力和/或排气支路的颗粒过滤器的下游的压力。
替选或补充于此可以规定，排气支路中的压力是低压排气再循环机构的冷却装置的上游的压力，颗粒过滤器的上游的压力；催化剂装置的上游的压力和/或排气支路的涡轮装置的上游的压力。
下述情况可以是有利的，控制装置是主动的控制装置，其主动地，尤其以传感器控制、电、机械和/或气动的方式作用于输送装置的阀装置。
在主动的控制装置中尤其是不会由于存在的压差而直接机械地操纵阀装置。而是在使用主动的控制装置时优选原则上可以与存在的压力水平无关地操纵阀装置。
然而也可以规定，控制装置是被动的控制装置，其中由于存在的压力水平机械地且直接地操纵阀装置。
这种控制装置尤其是与阀装置一起构成，例如作为自动切换元件，该自动切换元件尤其不具有外部操控机构且优选地仅由于存在的压力水平和/或压差而释放、提高、减少或阻止体积流、尤其是排气体积流。
尤其是在被动的控制装置中不需要ECU-相关的操控机构。
可以规定，控制装置包括一个或多个用于提供当前测量值的传感器元件、尤其是压力计。输送装置优选可根据该测量值借助控制装置进行调节。
传感器元件优选地布置在压缩装置的上游。
替选或补充于此可以规定，传感器元件布置在压缩装置下游和/或内燃机的燃烧室上游。
替选或补充于此可以规定，传感器元件布置在内燃机的燃烧室下游。
下述情况可以是有利的，传感器元件关于排气支路中的排气的流动方向布置在内燃机的燃烧室和涡轮装置之间。
替选或补充于此可以规定，传感器元件关于排气支路中的排气的流动方向布置在排气支路的涡轮装置和催化剂装置之间。
此外替选或补充于此可以规定，传感器元件关于排气支路中的排气的流动方向布置在排气支路的催化剂装置和颗粒过滤器之间。
可以规定，传感器元件关于排气支路中的排气的流动方向布置在颗粒过滤器和排气再循环装置、尤其是低压排气再循环机构之间。
下述情况可以是有利的，排气支路具有用于挡住排气的挡板，尤其是以便提高排气支路中的排气压力。
传感器元件优选地直接布置在这种挡板的上游。
此外可以规定，传感器元件布置在排气支路中的排气再循环装置的冷却装置的下游、尤其是在引导排气回至进气支路的供给管道之前。
分离体优选是纤维网分离器或包括纤维网分离器。
下述情况可以是有利的，分离体是被动分离器或包括被动分离器。
分离体此外可以包括冲击板分离器、旋风分离器、冲击筛或类似器具，或者构造成这些器具之一。
可以规定，分离体构造成冲击筛-纤维网分离器。
在本发明的一种设计方案中可以规定，用作推进介质的排气在内燃机的燃烧室的下游、在排气支路的涡轮装置的下游、在排气支路的催化剂装置的下游、在排气支路的颗粒过滤器的下游和/或在内燃机的排气再循环装置的冷却装置的下游从排气支路分流出。
替选或补充于此可以规定，用作推进介质的排气在排气支路的涡轮装置的上游、在排气支路的催化剂装置的上游、在排气支路的颗粒过滤器的上游、和/或在内燃机的排气再循环装置的冷却装置的上游从排气支路分流出。
来自进气支路的被压缩的进气和来自排气支路的排气优选地在输送至喷射装置之前彼此混合。分离装置为此优选地包括用于将进气和排气合并和/或混合的合并装置。
合并装置尤其是通入喷射装置。
下述情况可以是有利的，在进气支路与喷射装置之间布置止回阀。
替选或补充于此可以规定，在排气支路与喷射装置之间设置止回阀。
尤其是通过使用两个止回阀，优选地能阻止排气溢入进气支路和/或进气溢入排气支路中。
优选地在分离装置中，来自低压排气再循环机构的排气被用于驱动喷射装置，尤其是用于补充用来运行喷射装置的进气流。
尤其通过使用喷嘴和/或钻孔，优选地能实现低压排气再循环机构中的排气的质量流量的限制和/或进气支路中的质量流量的限制。
优选地在通过使用喷射装置及通过使用来自低压排气再循环机构的排气而运行分离装置时，获得了效率优点。
尤其是当来自排气支路的排气在涡轮装置下游分流出时，完全的排气质量流可以从燃烧室被输送至涡轮装置，并且进而可以使用最大的可用能量。
此外优选地通过使用来自低压排气再循环机构的排气，可以避免使被压缩的进气(增压空气)分流出并且进而仅少量增压空气量(被压缩的进气的质量流量)用于在燃烧室中进行燃烧。
根据本发明的分离装置尤其适用于应用在发动机装置内部。
因此本发明还涉及一种发动机装置，其包括内燃机和根据本发明的分离装置。
下述情况可以是有利的，发动机装置除了分离装置外还包括下述部件中的一个或多个或全部：
涡轮增压装置，所述涡轮增压装置尤其包括涡轮装置和压缩装置；
压缩机装置，所述压缩机装置包括压缩装置；
催化剂装置；
颗粒过滤器；和/或
排气再循环装置、尤其是低压排气再循环机构。
根据本发明的发动机装置优选地具有一个或多个与根据本发明的分离装置相关地描述的特征和/或优点。
优选地，发动机装置具有节流阀、挡板和/或阀装置，借助它们使得排气支路中的压力可以被提高例如至少约100mbar、优选至少约200mbar。
因此通过使尤其是来自低压排气再循环机构的排气分流出，优选地可以提供足够用于运行喷射装置的压力。
可以在低压排气再循环机构的冷却装置的上游或下游实现在低压排气再循环机构中的排气的分流出。
分离装置尤其是如此接合到内燃机上，使得曲轴箱气体能从内燃机吸走并且被引导用于通过分离装置从曲轴箱气体中去除油雾。
因此分离装置用于尤其是曲轴箱通风。
此外本发明涉及一种用于将污染物从原料气流中分离的分离方法。
本发明与此相关的目的在于提供一种分离方法，该方法能简单、可靠和高效地执行。
根据本发明，通过根据方法独立权利要求的分离方法来实现所述目的。
根据本发明的分离方法优选具有一个或多个与根据本发明的分离装置和/或根据本发明的发动机装置相关地描述的特征和/或优点。
此外可以规定，根据本发明的分离装置和/或根据本发明的发动机装置具有一个或多个与根据本发明的分离方法相关地描述的特征和/或优点。
分离方法尤其是用于从内燃机的含油雾的吹漏气流中分离油雾。
该分离方法尤其是可在使用分离装置、优选根据本发明的分离装置的情况下执行。
分离方法优选地包括以下步骤：
将推进介质输送至喷射装置，其中以可选的方式将
a)来自内燃机的进气支路的被压缩的进气，
b)来自内燃机的排气支路的排气，和/或
c)由被压缩的进气和排气组成的混合物
作为推进介质输送至喷射装置；
借助喷射装置吸走和/或抽吸原料气流，该原料气流在此期间和/或由此流经分离体并且污染物在分离体处和/或中被分离。
附图说明
本发明的其它优选特征和/或优点是实施例的以下描述和示意图的主题。在附图中示出了：
图1示出了具有分离装置的第一实施方式的发动机装置的第一实施方式的示意图；和
图2示出了具有分离装置的第二实施方式的发动机装置的第二实施方式的示意图。
在所有附图中，相同或功能的元件具有相同的附图标记。
具体实施方式
在图1中所示的整体以100标注的发动机装置的第一实施方式包括汽车、尤其是载客汽车或载货汽车的内燃机102、例如活塞式发动机。
在内燃机102运行时可能在其内部空间、尤其是内燃机102的曲轴箱内形成污染气体。其尤其可能是含油雾的吹漏气。
这种含油雾的吹漏气必须从内燃机102中被排出并清洁。
含油雾的吹漏气下面概括称为原料气流。油雾在此构成原料气流的污染物。
为了净化原料气流、尤其是为了从原料气流中去除污染物，发动机装置100包括分离装置104。
分离装置104尤其包括分离体106，该分离体由原料气流流经，以便从原料气流中去除污染物。
分离体106尤其是纤维网分离器108，例如冲击筛-纤维网分离器。
在原料气流流过分离装置104时存在原料气流的压差，尤其是在分离体106的入口处的压力和分离体106的出口处的压力之间的压差。
由于较大的压差，可以在分离体106合适的设计方案中提高分离效率。
为此分离装置104包括喷射装置110，其关于原料气流的流动方向优选地布置在分离体106的下游并且在分离体106的出口侧实现了用于抽吸原料气流的抽吸效应。
喷射装置110尤其是抽吸式喷射泵或包括这种抽吸式喷射泵。在此规定，原料气流作为抽吸介质通过喷射装置110被抽吸。
例如通过进气和/或排气形成了对于产生抽吸效应所需的推进介质。
尤其是为此，进气从发动机装置100的进气支路112被分流出和/或排气从发动机装置100的排气支路114被分流出并作为推进介质被输送至喷射装置110。
下面首先详细探讨进气支路112以及排气支路114的细节，此后重新更详细地描述喷射装置110。
进气支路112用于将进气、尤其是新鲜空气输送至内燃机102的燃烧室116。
内燃机102在此例如可以是纯粹的自然吸气式发动机。
然而也可以规定，内燃机102是增压式发动机。
尤其可以规定，发动机装置100包括涡轮增压装置118。
这种涡轮增压装置118尤其是包括压缩装置120和涡轮装置122，该压缩装置是进气支路112的组成部分，该涡轮装置是排气支路114的组成部分。
替选于涡轮增压装置118还可以设置压缩机装置。在此情况下，发动机装置100则仅包括压缩装置120，其是进气支路112的组成部分。在设置这种压缩机装置时不设置涡轮装置122。
排气支路114尤其用于从内燃机102的燃烧室116排出排气以及用于清洁排气和能量回收。
排气支路114优选地包括涡轮装置122、催化剂装置124、颗粒过滤器126和/或排气再循环装置128。
此外挡板130可以是排气支路114的组成部分。
催化剂装置124尤其是柴油氧化催化剂装置和/或用于存储氮氧化物的存储催化剂装置。
颗粒过滤器126尤其是柴油颗粒过滤器。
排气再循环装置128尤其是低压排气再循环机构132。
排气再循环装置128优选包括用于冷却要再循环的排气的冷却装置134。
借助排气再循环装置128尤其可从排气支路114中获取排气并且可将排气输送至进气支路112。
分离装置104、尤其是喷射装置110优选地一方面与进气支路112且另一方面与排气支路114联接。
尤其是在此优选设置有分离装置104的输送装置136，借助该输送装置一方面进气能从进气支路112被分流出并且能作为推进介质被输送至喷射装置110，另一方面排气能从排气支路114被分流出并且能作为推进介质被输送至喷射装置110。
尤其是与发动机装置100的不同运行状态相关地，借助输送装置136确保了：对于喷射装置110的运行所需的推进介质的压力和/或体积流量总是足够高。因此尤其是能借助输送装置136确保了可靠的曲轴箱通风，优选地不受内燃机102的不同运行状态的影响。
输送装置136优选地包括一个或多个止回阀138，该止回阀避免了进气不希望地回流至进气支路112和/或排气以希望地回流至排气支路114。
特别地，借助一个止回阀138或多个止回阀138能够优选避免排气不希望地溢流至进气支路112和/或进气不希望地溢流至排气支路114。
关于进气在进气支路112中的流动方向140，将用于从进气支路112中分流出进气的分支142优选地布置在压缩装置120的下游。
因此，优选被压缩的进气能借助输送装置136被分流通过分支142并且作为推进介质被输送至喷射装置110。
优选地在排气支路114中也布置至少一个分支142。关于排气在排气支路114中的流动方向140，分支142在此优选地布置在燃烧室116和涡轮装置122之间。
对此替选地或补充地可以规定，(另一个)分支142关于排气在排气支路114中的流动方向140布置在催化剂装置124和颗粒过滤器126之间。
因此，排气能从排气支路114中分流出通过所述一个或所述两个分支142并且通过输送装置136作为推进介质输送至喷射装置110。
根据内燃机102的相应的运行状态，能够可选地将仅被压缩的进气、仅排气或进气及排气用作用于喷射装置110的推进介质。
优选地借助分离装置104的控制装置144对用作推进介质的排气和/或用作推进介质的进气的体积流量进行选择。控制装置144在此例如可以是主动的控制装置144。
在设有这种主动的控制装置144的情况下尤其是应用一个或多个传感器元件146，以便能查明进气支路112和/或排气支路114中的不同测量值、尤其是压力测量值。然后优选地根据所查明的测量值对分离装置104的阀装置148进行影响。
当在内燃机102的不同运行模式下例如进气支路112中的压力过小时，尤其是能借助阀装置148来建立在排气支路114和喷射装置110之间的流体连接，以便能将排气用作推进介质。
然而也能规定，控制装置144是被动的控制装置144。
在设有这种被动的控制装置144的情况下，优选地在进气支路112、排气支路114和/或开关元件150之间建立压力起作用的联接。然后借助开关元件150尤其是根据进气支路112中的压力和排气支路114中的压力之间的压差自动地、机械地并且在没有复杂的电子调节或控制的情况下对用作推进介质的排气体积流量进行影响。
在图2中示出的发动机装置100的第二种实施方式与图1中示出的第一种实施方式的区别基本上仅在于分离装置104、尤其是喷射装置110的装配方式。
发动机装置100的在图2示出的实施方式中规定，用作推进介质的用于运行喷射装置110的排气在低压排气再循环机构132的冷却装置134的下游分流出。尤其是如果发动机装置100作为整体能利用严密封闭的挡板130及因此在排气再循环装置128中的高压力来运行，则能简单高效地提供对于喷射装置110的运行所需的推进介质流。
此外，图2示出的发动机装置100的第二种实施方式在结构和功能方面与图1示出的第一种实施方式相一致，因此就此而言参考其以上说明。

Claims (16)

1.用于从原料气流中分离污染物、尤其是从内燃机(102)的含油雾的吹漏气流中分离油雾的分离装置(104)，其中所述分离装置(104)包括：
-至少一个分离体(106)，用于分离所述污染物；
-用于在所述至少一个分离体(106)的出口侧产生抽吸效应的喷射装置(110)；
-用于将推进介质输送至所述喷射装置(110)的输送装置(136)，其中借助所述输送装置(136)能够以可选的方式将a)来自所述内燃机(102)的进气支路(112)的被压缩的进气，b)来自所述内燃机(102)的排气支路(114)的排气和/或c)由被压缩的进气和排气组成的混合物作为所述推进介质输送至所述喷射装置(110)。
2.根据权利要求1所述的分离装置(104)，其特征在于，所述输送装置(136)包括控制装置(144)，所述控制装置为了控制和/或调节所述输送装置(136)构造和设置成，使得能够根据所述内燃机(102)的不同运行状态来选择所述推进介质，尤其是在成分和/或体积流量方面是能调整的。
3.根据权利要求2所述的分离装置(104)，其特征在于，借助所述控制装置(144)能够基于和/或根据在所述进气支路(112)中的压力与所述排气支路(114)中的压力之间存在的压差来控制和/或调节排气是否作为所述推进介质被输送至所述喷射装置(110)和/或排气以哪种体积流量作为所述推进介质被输送至所述喷射装置(110)。
4.根据权利要求3所述的分离装置(104)，其特征在于，所述进气支路(112)中的压力是所述进气支路(112)的压缩装置(120)下游的压力。
5.根据权利要求3或4所述的分离装置(104)，其特征在于，所述排气支路(114)中的压力是所述排气支路(114)的涡轮装置(122)和/或催化剂装置(124)下游的压力。
6.根据权利要求3或4所述的分离装置(104)，其特征在于，所述排气支路(114)中的压力是所述排气支路(114)的所述涡轮装置(122)上游的压力。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的分离装置(104)，其特征在于，所述控制装置(144)是主动的控制装置(144)，所述主动的控制装置主动地、尤其以传感器控制、电、机械和/或气动的方式作用于所述输送装置(136)的阀装置(148)。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的分离装置(104)，其特征在于，所述控制装置(144)是被动的控制装置(144)，其中基于存在的压力水平机械地且直接地操纵所述阀装置(148)。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的分离装置(104)，其特征在于，所述控制装置(144)包括一个或多个用于提供当前测量值的传感器元件(146)、尤其是压力计，其中借助所述控制装置(144)能根据所述测量值调节所述输送装置(136)。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的分离装置(104)，其特征在于，所述分离体(106)是纤维网分离器(108)或包括纤维网分离器(108)。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的分离装置(104)，其特征在于，用作推进介质的排气
a)在所述内燃机(102)的燃烧室(116)的下游，
b)在所述排气支路(114)的涡轮装置(122)的下游，
c)在所述排气支路(114)的催化剂装置(124)的下游，
d)在所述排气支路(114)的颗粒过滤器(126)的下游，和/或
e)在所述内燃机(102)的排气再循环装置(128)的冷却装置(134)的下游
从所述排气支路(114)分流出。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的分离装置(104)，其特征在于，用作推进介质的排气
a)在所述排气支路(114)的涡轮装置(122)的上游，
b)在所述排气支路(114)的催化剂装置(124)的上游，
c)在所述排气支路(114)的颗粒过滤器(126)的上游，和/或
d)在所述内燃机(102)的排气再循环装置(128)的冷却装置(134)的上游
从所述排气支路(114)分流出。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的分离装置(104)，其特征在于，来自所述进气支路(112)的被压缩的进气和来自所述排气支路(114)的排气在输送至所述喷射装置(110)之前彼此混合。
14.发动机装置(100)，包括根据权利要求1至13中任一项所述的分离装置(104)和内燃机(102)。
15.根据权利要求14所述的发动机装置(100)，其特征在于，所述发动机装置(100)包括下述部件中的一个或多个或全部：
-涡轮增压装置(118)，所述涡轮增压装置尤其包括涡轮装置(122)和压缩装置(120)；
-压缩机装置(120)，所述压缩机装置包括压缩装置(120)；
-催化剂装置(124)；
-颗粒过滤器(126)；和/或
-排气再循环装置(128)。
16.尤其是在使用根据权利要求1至13中任一项所述的分离装置(104)的情况下用于从原料气流中分离污染物、尤其是用于从内燃机(102)的含油雾的吹漏气流中分离油雾的分离方法，其中所述分离方法包括：
-将推进介质输送至所述喷射装置(110)，其中以可选的方式将a)来自所述内燃机(102)的进气支路(112)的被压缩的进气，b)来自所述内燃机(102)的排气支路(114)的排气和/或c)由被压缩的进气和排气组成的混合物作为所述推进介质输送至所述喷射装置(110)；
-借助所述喷射装置(110)吸走和/或抽吸原料气流，所述原料气流在此期间和/或由此流经所述分离体(106)且污染物在所述分离体(106)处和/或中被分离。
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