CN219431914U - 内燃机 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种内燃机，包括进气段、曲轴箱、废气段和曲轴箱通风装置，其中曲轴箱通风装置打开地、关闭地或者单独地构成。根据本实用新型的内燃机(1)包括进气段(2)、曲轴箱(3)、废气段(4)和打开的曲轴箱通风装置(5)，其中打开的曲轴箱通风装置(5)包括第一管路(6)和第二管路(7)，其中第一管路(6)构成用于将废气段(4)与曲轴箱(3)连接，以便将废气从废气段(4)引导至曲轴箱(3)，并且其中第二管路(7)构成用于将曲轴箱(3)与废气段(4)连接，以便将废气和位于曲轴箱(3)中的泄漏气体从曲轴箱(3)中导出并且输送给废气段(4)。

Description

内燃机
技术领域
本实用新型涉及一种内燃机，其包括进气段、曲轴箱、废气段和曲轴箱通风装置，其中曲轴箱通风装置打开地、关闭地或单独地构成。
背景技术
从US 361 6779 A中已知一种具有曲轴箱通风装置的内燃机，其中提出：将冷的、气态的燃料引导穿过曲轴箱。
实用新型内容
根据本实用新型的内燃机包括进气段、曲轴箱、废气段和打开的曲轴箱通风装置，其中打开的曲轴箱通风装置包括第一和第二管路，其中第一管路构成用于将废气段与曲轴箱连接，以便将废气从废气段引导至曲轴箱，并且其中第二管路构成用于将曲轴箱与废气段连接，以便将废气和位于曲轴箱中的泄漏气体从曲轴箱中导出并且输送给废气段。
通过第一管路构成用于将废气从废气段引导至曲轴箱，并且第二管路构成用于将废气和位于曲轴箱中的泄漏气体从曲轴箱中导出并且输送给废气段，本实用新型能够实现：将潜在的可燃的泄漏气体从曲轴箱中冲洗掉或至少用废气稀释，使得能够降低位于曲轴箱中的气体的可燃性。
第一管路在此能够与废气段连接，使得废气在设置在废气段中的废气后处理系统的上游或下游从废气段中导出。第二管路能够与废气段连接为，使得废气和位于曲轴箱中的泄漏气体在废气段的设置在废气段中的废气后处理系统的上游或下游输送给废气段。
优选的是，第一管路将废气在上游从如下部位处从废气段中导出，在所述部位处第二管路将废气和位于曲轴箱中的泄漏气体输送给废气段，使得废气在如下压力中导出，所述压力高于废气段中的如下部位处的压力，在所述部位处，导出的废气和位于曲轴箱中的泄漏气体被回导到废气段中。
尤其优选的是，第二管路构成用于将导出的废气和位于曲轴箱中的泄漏气体在废气后处理系统的上游，尤其在氧化催化器上游，输送给废气段，使得能够除去或至少减少被回导的气体中所含有的有害物质。
内燃机在此能够构成为直喷式内燃机，但是也能够构成为具有进气管喷射、单点或多点喷射的内燃机。优选的是，内燃机构成用于借助于气态燃料，尤其优选借助于氢来运行。
在此，将从废气段中导出废气理解为，第一管路构成用于将总废气流的部分流从废气段导出并且输送给曲轴箱。优选的是，部分流小于总废气流的50％，尤其优选小于总废气流的25％。
根据本实用新型的内燃机包括进气段、曲轴箱、废气段和关闭的曲轴箱通风装置，其中关闭的曲轴箱通风装置包括第一和第二管路，其中第一管路构成用于将进气段或废气段与曲轴箱连接，以便将新鲜气体从进气段或将废气从废气段引导至曲轴箱，并且其中第二管路构成用于将曲轴箱与进气段连接，以便将新鲜气体或废气和位于曲轴箱中的泄漏气体从曲轴箱中导出并且输送给进气段。
通过第一管路构成用于将新鲜气体从进气段或将废气从废气段引导至曲轴箱，并且第二管路构成用于将新鲜气体或废气和位于曲轴箱中的泄漏气体从曲轴箱导出并且输送给进气段，本实用新型能够实现：将潜在的可燃的泄漏气体从曲轴箱冲洗掉或至少用新鲜气体或废气稀释，使得能够降低位于曲轴箱中的气体的可燃性。
通过将新鲜气体或废气和位于曲轴箱中的泄漏气体输送给进气段从而输送给燃烧过程，本实用新型进一步能够实现：从曲轴箱中导出的有害物质被燃烧或者在设置在废气段中的废气后处理系统中被除去或至少减少。
如果第一管路构成用于将废气输送给曲轴箱，那么所述第二管路能够与废气段连接，使得废气在设置在废气段中的废气后处理系统的上游或下游从废气段中导出。如果第一管路构成用于将新鲜空气输送给曲轴箱，那么所述第一管路优选与进气段连接，使得所述第一管路将总新鲜空气流的部分流在压缩机上游从进气段中导出并且输送给曲轴箱。
第二管路优选与进气段连接为，使得导出的新鲜气体或导出的废气和位于曲轴箱中的泄漏气体在压缩机上游被输送给进气段。
替选地，第二管路构成用于仅将导出的新鲜气体或导出的废气和位于曲轴箱中的泄漏气体的部分流输送给进气段。那么，第二管路进一步构成用于将第二部分流输送给废气段。因此，本实用新型能够实现：能够限制进气段中的体积流，但同时仍能够将导出的新鲜气体或导出的废气和位于曲轴箱中的泄漏气体的至少一个部分流输送给进气段从而输送给燃烧过程。优选的是，第二管路构成用于设定部分流量，使得例如能够根据内燃机的运行状态来设定部分流。
根据本实用新型的内燃机包括进气段、曲轴箱、废气段和关闭的曲轴箱通风装置，其中关闭的曲轴箱通风装置包括压缩机以及第一和第二管路，其中第一管路构成用于将压缩机与曲轴箱连接，以便将新鲜气体从压缩机引导至曲轴箱，并且其中第二管路构成用于将曲轴箱与进气段连接，以便将新鲜气体和位于曲轴箱中的泄漏气体从曲轴箱中导出并且输送给进气段。
通过第一管路构成用于将新鲜气体从压缩机引导至曲轴箱，并且第二管路构成用于将新鲜气体和位于曲轴箱中的泄漏气体从曲轴箱中导出并且输送给进气段，本实用新型能够实现：将潜在的可燃泄漏气体从曲轴箱冲洗掉或至少用新鲜气体稀释，使得能够降低位于曲轴箱中的气体的可燃性。
第二管路优选与进气段连接为，使得导出的新鲜气体或导出的废气和位于曲轴箱中的泄漏气体在压缩机上游输送给进气段。
根据本实用新型的内燃机包括进气段、曲轴箱、废气段和单独的曲轴箱通风装置，其中单独的曲轴箱通风装置包括用于除去燃料的设备以及第一和第二管路，并且第一和第二管路构成用于引导基本上惰性的气体，其中第一管路构成用于将用于除去燃料的设备与曲轴箱连接，以便将基本上惰性的气体从用于除去燃料的设备引导至曲轴箱，并且其中第二管路构成用于将曲轴箱和用于除去燃料的设备连接，以便将基本上惰性的气体和位于曲轴箱中的泄漏气体从曲轴箱中导出并且输送给用于除去燃料的设备。
通过第一管路构成用于将基本上惰性的气体从用于除去燃料的设备引导至曲轴箱，并且第二管路构成用于将基本上惰性的气体和位于曲轴箱中的泄漏气体从曲轴箱中导出并且输送给用于除去燃料的设备，本实用新型能够实现：将潜在的可燃的泄漏气体从曲轴箱冲洗掉或至少用基本上惰性的气体稀释，使得降低位于曲轴箱中气体的可燃性。
在此，将基本上惰性的气体理解为，第一和第二管路用惰性气体填充，其中由于泄漏、泄漏气体和其他干扰效应，能够使惰性气体与其他流体混合，使得第一和第二管路仅用基本上惰性的气体填充。在此，基本上惰性是指惰性气体在体积上占第一和第二管路的总体积的至少90％，优选至少95％，尤其优选至少98％。
优选地，惰性气体是氮气。
在此，将用于除去燃料的设备理解为如下设备，所述设备构成用于从基本上惰性的气体中除去燃料和/或其他未燃烧的碳氢化合物，所述碳氢化合物是从曲轴箱中导出的泄漏气体的组成部分。
优选的是，用于除去燃料的设备构成为燃料分离器或催化器。
通过将用于除去燃料的设备构成为燃料分离器或催化器，本实用新型能够实现：将燃料和/或其他未燃烧的碳氢化合物从基本上惰性的气体中通过例如膜滤出，或者通过燃烧转化为热能。在燃烧过程中释放的热能例如能够用于启动燃烧。
在此，催化器优选电地构成，使得能够实现催化器的预热和/或加热。
优选地，第一管路包括水分离器和/或氧气分离器。
通过包括水分离器和/或氧气分离器的第一管路，本实用新型能够实现：减少由第一管路引导的流体中的水份额和/或氧份额。减少的水含量能够减少部件例如由于腐蚀造成的磨损。降低的氧份额抑制气体的可燃性，使得能够进一步降低位于曲轴箱中的气体的可燃性。
优选地，第二管路包括油分离器。
通过包括油分离器的第二管路，本实用新型能够实现：减少内燃机的部件的磨损，因为能够避免或至少减少由于油沉积造成的污损。
从属权利要求描述了本实用新型的其他有利的实施方式。
附图说明
参照以下附图详细阐述优选的实施例。在此示出：
图1示出具有打开的曲轴箱通风装置的内燃机的一个实施例，
图2示出具有关闭的曲轴箱通风装置的内燃机的一个实施例，
图3示出具有关闭的曲轴箱通风装置的内燃机的一个替选的实施例，
图4示出具有关闭的曲轴箱通风装置的内燃机的另一替选的实施例，
图5示出具有关闭的曲轴箱通风装置的内燃机的另一替选的实施例，
图6示出具有单独的曲轴箱通风装置的内燃机的一个实施例，以及
图7示出具有单独的曲轴箱通风装置的内燃机的一个替选的实施例。
具体实施方式
图1示出内燃机1，包括进气段2、曲轴箱3、废气段4和打开的曲轴箱通风装置5。内燃机1构成用于借助于气态燃料在此即氢气运行。
进气段2包括空气过滤器21、空气质量流量计22、节气门23、废气涡轮增压器25的压缩机24、热交换器26和阀27。进气段2将总新鲜空气流输送给四个燃烧室31，在所述燃烧室中，氢气与所输送的新鲜空气进行燃烧。内燃机1构成为直喷发动机，使得氢气直接经由未示出的喷射设备被引入燃烧室31中。
废气段4包括废气涡轮增压器25的涡轮41，废气后处理系统42和废气门43。高压废气再循环装置(HP-AGR)44设置在涡轮41的上游，以便能够重新将废气部分流输送给燃烧过程。
废气后处理系统42包括柴油颗粒过滤器45，柴油氧化催化器(DOC)46和SCR系统47。SCR系统47由SCR催化器48和设置在SCR催化器上游的用于将还原剂引入废气段4中的喷射器49以及设置在喷射器49和SCR催化器48之间的用于混合还原剂和废气的混合器50构成。
HP-AGR 44包括高压阀81和高压冷却器82。
打开的曲轴箱通风装置5包括第一管路6和第二管路7。第一管路6构成用于将废气段4与曲轴箱3连接，以便将废气从废气段4引导至曲轴箱3。为此，第一管路6在废气后处理系统42下游与废气段连接，使得经由废气门43将废气的部分流经由第一管路引导至曲轴箱3。
第一管路6包括用于对导出的废气进行调温的低压冷却器61，用于从导出的废气中分离水的水分离器10和用于减少导出的废气中的氧含量的氧气分离器11。
第二管路7构成用于将曲轴箱3与废气段4连接，以便将废气和位于曲轴箱3中的泄漏气体从曲轴箱3中导出并且输送给废气段4。由此，能够避免在曲轴箱3中形成可燃的混合物，或者至少能够降低在曲轴箱3中形成可燃混合物的概率。
为了将废气和位于曲轴箱3中的泄漏气体从曲轴箱中导出，第二管路7包括泵13或风扇，使得优选在曲轴箱3中施加负压。此外，第二管路7包括油分离器12，以便将从曲轴箱3导出的油从导出的废气和泄漏流中分离出来并且经由回导部71将分离出来的油再次输送给曲轴箱3。
第二管路7与废气段4连接，使得从曲轴箱3导出的废气和导出的泄漏气体在废气门43的下游被输送给废气段4。
在一个替选的未示出的实施方案中，内燃机1除了HP-AGR 44外，还包括低压AGR(ND-AGR)，使得废气在废气后处理系统42的下游被导出，并且在压缩机24的上游被输送给进气段2。ND-AGR和打开的曲轴箱通风装置5在此能够至少部段地构成为管路系统。
图2示出内燃机1，包括进气段2、曲轴箱3、废气段4和关闭的曲轴箱通风装置51。关闭的曲轴箱通风装置51包括第一管路6和第二管路7。第一管路6构成用于将进气段2与曲轴箱3连接，以便将新鲜气体部分流从进气段2引导至曲轴箱3。第二管路7构成用于将曲轴箱3和进气段2连接，以便将导出的新鲜气体部分流和位于曲轴箱3中泄漏气体从曲轴箱3中导出并且输送给进气段2。
第一管路6在此与进气段2连接，使得新鲜气体部分流在压缩机24上游从进气段2中导出。导出的新鲜气体的量在此能够经由节气门23设定。
第二管路7与进气段2连接为，使得导出的新鲜气体部分流和位于曲轴箱3中的泄漏气体在压缩机24上游、但是在节气门23下游再次被输送给进气段。因此，导出的新鲜气体部分流冲洗曲轴箱4，并且导出的泄漏气体一起被输送给燃烧室31，使得所含的有害物质能够燃烧或者在废气后处理系统42中至少部分地变得无害。
图3示出内燃机1，包括进气段2、曲轴箱3、废气段4和关闭的曲轴箱通风装置51。关闭的曲轴箱通风装置51包括第一管路6和第二管路7。第一管路6构成用于就废气段4与曲轴箱3连接，以便将废气部分流从废气段4引导至曲轴箱3。第二管路7构成用于将曲轴箱3与进气段2连接，以便将导出的废气部分流和位于曲轴箱3中的泄漏气体从曲轴箱3中导出并且输送给进气段2。
第一管路6与废气段2连接，使得废气部分流在废气后处理系统42的下游从废气段4中导出。导出的废气量在此能够经由废气门43设定。
第一管路6包括低压冷却器61、AGR-阀62、水分离器10和氧气分离器11。AGR-阀62构成用于将废气的另一部分流从第一管路中导出并且在压缩机24上游输送给进气段2，以便实施ND-AGR。
第二管路7与进气段2连接，使得导出的废气部分流和位于曲轴箱3中的泄漏气体在压缩机24上游、但是在节气门23下游在此输送给进气段2。因此，导出的废气部分流冲洗曲轴箱3，并且导出的泄漏气体一起被输送给燃烧室31，以便所含的有害物质能够燃烧或者在废气后处理系统42中至少部分地变得无害。为了控制从第二管路7输送给进气段的质量流，第二管路包括第一控制阀72。
图4示出内燃机1，包括进气段2、曲轴箱3、废气段4和关闭的曲轴箱通风装置51。关闭的曲轴箱通风装置51包括第一管路6和第二管路7。第一管路6构成用于将废气段4与曲轴箱3连接，以便将废气部分流从废气段4引导至曲轴箱3。第二管路7构成用于将曲轴箱3与进气段2连接，以便将导出的废气部分流和位于曲轴箱3中的泄漏气体从曲轴箱3中导出并且输送给进气段2。
与在图3中示出的具有关闭的曲轴箱通风装置51的内燃机1不同，第一管路6与废气段2在此连接为，使得废气部分流在废气后处理系统42的上游从废气段4中导出。导出的废气量在此能够经由第二控制阀63设定。
图5示出内燃机1，包括进气段2、曲轴箱3、废气段4和另一关闭的曲轴箱通风装置52。另一关闭的曲轴箱通风装置52在此包括压缩机8以及第一管路6和第二管路7。第一管路6构成用于将压缩机8与曲轴箱3连接，以便将新鲜气体从压缩机8引导至曲轴箱3。第二管路7构成用于将曲轴箱3与进气段2连接，以便将新鲜气体和位于曲轴箱3中的泄漏气体从曲轴箱3中导出并且输送给进气段2。
如果具有压缩机8的压缩空气供应装置例如在车辆中已经存在，那么该实施例是尤其有利的。那么，能够用所装载的新鲜空气来冲洗曲轴箱3。第一管路6在此还包括水分离器10以及氧气分离器11，以便减少水分和氧含量。在此，如在图5中示出的那样，分离出来的氧气被输送给进气段2。
图6示出内燃机1，包括进气段2、曲轴箱3、废气段4和单独的曲轴箱通风装置53。单独的曲轴箱通风装置53包括构成为电催化器(E-Cat)的用于除去燃料的设备9以及第一管路6和第二管路7。
第一管路6和第二管路7构成用于引导基本上惰性的气体，在此即氮气。在此，第一管路6构成用于将E-Cat 9与曲轴箱3连接，以便将基本上惰性的气体从E-Cat 9引导至曲轴箱3。第二管路7构成用于将曲轴箱3与E-Cat 9连接，以便将基本上惰性的气体和位于曲轴箱3中的泄漏气体从曲轴箱3中导出并且输送给E-Cat 9。
第一管路6和第二管路7基本上用氮气填充，使得曲轴箱3用基本上惰性的气体来冲洗。在此，基本上是指，氮气能够通过从曲轴箱3中冲洗出的流体或其他干扰作用如不密封性被稀释到很小的程度。
单独的曲轴箱通风装置53包括E-Cat 9，以便对从曲轴箱3的冲洗出的燃料在此即氢气和/或未燃烧的碳氢化合物进行放热，使得降低可燃气体占基本上惰性的气体的份额。释放的热能在此用于加热E-Cat 9上游的基本上惰性的气体。
第二管路7还包括：泵13，以便循环基本上惰性的气体；水分离器10以及旁路管路73，在所述旁路管路中设置有油分离器12。旁路管路73在此构成为可控制的，使得油分离器12仅当在基本上惰性的气体中存在一定量的油时才被使用。
图7示出具有单独的曲轴箱通风装置53的内燃机1的一个替选的实施例。在这种情况下，用于清除燃料的设备9构成为氢气分离器。在此，氢气分离器9构成为，使得分离出的氢气在压缩机24上游被输送给进气段2从而可用于燃烧过程。
此外，油分离器12在此设置在第二管路7中，并且管路7具有附加的压缩机74，所述压缩机与废气涡轮增压器25机械地连接，以便实现基本上惰性的气体的更好的循环。

Claims (9)

1.一种内燃机(1)，包括进气段(2)、曲轴箱(3)、废气段(4)和打开的曲轴箱通风装置(5)，其特征在于，所述打开的曲轴箱通风装置(5)包括第一管路(6)和第二管路(7)，其中所述第一管路(6)构成用于将所述废气段(4)与所述曲轴箱(3)连接，以便将废气从所述废气段(4)引导至所述曲轴箱(3)，并且其中所述第二管路(7)构成用于将所述曲轴箱(3)与所述废气段(4)连接，以便将废气和位于所述曲轴箱(3)中的泄漏气体从所述曲轴箱(3)导出并且输送给所述废气段(4)。
2.一种内燃机(1)，包括进气段(2)、曲轴箱(3)、废气段(4)和关闭的曲轴箱通风装置(51)，其特征在于，所述关闭的曲轴箱通风装置(51)包括第一管路(6)和第二管路(7)，其中所述第一管路(6)构成用于将所述进气段(2)或所述废气段(4)与所述曲轴箱(3)连接，以便将新鲜气体从所述进气段(2)或将废气从所述废气段(4)引导至所述曲轴箱(3)，并且其中所述第二管路(7)构成用于将所述曲轴箱(3)与所述进气段(2)连接，以便将新鲜气体或废气和位于所述曲轴箱(3)中的泄漏气体从所述曲轴箱(3)中导出并且输送给所述进气段(2)。
3.一种内燃机(1)，包括进气段(2)、曲轴箱(3)、废气段(4)和另一关闭的曲轴箱通风装置(52)，其特征在于，所述另一关闭的曲轴箱通风装置(52)包括压缩机(8)以及第一管路(6)和第二管路(7)，其中所述第一管路(6)构成用于将所述压缩机(8)与所述曲轴箱(3)连接，以便将新鲜气体从所述压缩机(8)引导至所述曲轴箱(3)，并且其中所述第二管路(7)构成用于将所述曲轴箱(3)与所述进气段(2)连接，以便将新鲜气体和位于所述曲轴箱(3)中的泄漏气体从所述曲轴箱(3)中导出并且输送给所述进气段(2)。
4.一种内燃机(1)，包括进气段(2)、曲轴箱(3)、废气段(4)和单独的曲轴箱通风装置(53)，其特征在于，所述单独的曲轴箱通风装置(53)包括用于除去燃料的设备(9)以及第一管路(6)和第二管路(7)，并且所述第一管路(6)和第二管路(7)构成用于引导基本上惰性的气体，其中所述第一管路(6)构成用于将所述用于除去燃料的设备(9)与所述曲轴箱(3)连接，以便将所述基本上惰性的气体从所述用于除去燃料的设备(9)引导至所述曲轴箱(3)，并且其中所述第二管路(7)构成用于将所述曲轴箱(3)与所述用于除去燃料的设备(9)连接，以便将所述基本上惰性的气体和位于所述曲轴箱(3)中的泄漏气体从所述曲轴箱(3)中导出并且输送给所述用于除去燃料的设备(9)。
5.根据权利要求4所述的内燃机(1)，其中所述用于除去燃料的设备(9)构成为燃料分离器或催化器。
6.根据上述权利要求中任一项所述的内燃机(1)，其中所述第一管路(6)包括水分离器(10)和/或氧气分离器(11)。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的内燃机(1)，其中所述第二管路(7)包括油分离器(12)。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的内燃机(1)，其中所述第二管路(7)包括泵(13)或风扇。
9.根据权利要求1至5中任一项所述的内燃机(1)，其中所述内燃机(1)构成用于借助于气态燃料来运行。
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