可控制油分離設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于從使內(nèi)燃機(jī)的曲軸箱通風(fēng)的氣流中分離油的油分離設(shè)備，所述設(shè)備具有流入側(cè)和流出側(cè)，所述流入側(cè)可以流體連接至內(nèi)燃機(jī)的曲軸箱且含油氣流可以從所述流入側(cè)流動(dòng)至油分離設(shè)備，所述流出側(cè)可以流體連接至內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣通道且基本上清除油的氣流可以從油分離設(shè)備流動(dòng)至所述流出側(cè)。
【背景技術(shù)】
[0002]在使用用于從使內(nèi)燃機(jī)的曲軸箱通風(fēng)(被稱為“氣流吹掃”)的氣流中分離油的不可切換的油分離設(shè)備的情況下，與油分離相關(guān)的流動(dòng)幾何特性通常不隨著被氣體吹掃的應(yīng)用體積流量而變化。因此，油分離設(shè)備在低體積流量下在可實(shí)現(xiàn)的分離性能方面表現(xiàn)相對(duì)較差，而在氣體吹掃的高體積流量下，油分離設(shè)備的表現(xiàn)的確更為有效，但是由于氣流流動(dòng)通過(guò)的流動(dòng)路徑的固定的幾何形狀，油分離設(shè)備中的壓力損失以體積流量的平方而升高。
[0003]在“可切換的”油分離設(shè)備中，通過(guò)通常裝載彈簧的元件使得隨著氣體吹掃的體積流量的增加，可以獲得用于氣流流動(dòng)的更大的流動(dòng)橫截面。因此，在大范圍的氣體吹掃體積流量?jī)?nèi)，分離效率保持相對(duì)恒定。然而，整個(gè)系統(tǒng)中的壓力損失增加。
[0004]在進(jìn)氣通道中存在高真空的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載時(shí)刻，特別是在使用渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下，使用設(shè)置在油分離設(shè)備下游的壓力控制閥從而限制內(nèi)燃機(jī)的曲軸箱中的最小真空。例如，內(nèi)燃機(jī)的渦輪增壓機(jī)之前占主導(dǎo)的真空可以高達(dá)60mbar，而進(jìn)氣歧管中的真空可以高達(dá)300mbar。借助于壓力控制閥，可以例如將真空限制在30mbar與50mbar之間。通過(guò)增大壓力控制閥內(nèi)的流動(dòng)阻力實(shí)現(xiàn)該壓力控制，造成流動(dòng)橫截面的進(jìn)一步減小，但是這并不伴隨著分離性能的改進(jìn)。結(jié)果是，由于流動(dòng)通過(guò)壓力控制閥的氣流通常已經(jīng)被凈化，因此可用流動(dòng)能量不用于分離。
[0005]例如DE 10 2004 006 082 Al顯示了一種旋風(fēng)分離器式油分離設(shè)備，其中多個(gè)旋風(fēng)分離器平行設(shè)置。根據(jù)供應(yīng)的含油氣流與經(jīng)凈化氣流之間的由第一旋風(fēng)分離器造成的壓差，瓣閥打開(kāi)穿過(guò)附加的后面的旋風(fēng)分離器的流動(dòng)路徑。然而，可能獲得的用于進(jìn)一步增加分離性能的能量潛力在此仍然未被使用。
[0006]DE 102 05 981 Al顯示了另一種油分離設(shè)備，其被構(gòu)造成具有可切換的旋風(fēng)分離器，并且提供滑塊，通過(guò)所述滑塊可以打開(kāi)或關(guān)閉旋風(fēng)分離器的開(kāi)口。為此目的，在滑塊中設(shè)置各種孔口，每個(gè)孔口具有不同尺寸。如果滑塊由于更大量的氣體體積流量在打開(kāi)方向上進(jìn)一步移動(dòng)，各個(gè)旋風(fēng)分離器的流入開(kāi)口打開(kāi)使得進(jìn)入旋風(fēng)分離器的流動(dòng)橫截面增大。如果含油氣體的體積流量再次降低，則旋風(fēng)分離器的各個(gè)流動(dòng)橫截面再次關(guān)閉，但是即使利用該系統(tǒng)仍然不能將用于節(jié)流的流動(dòng)能量成功用于提高分離性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是開(kāi)發(fā)用于從使內(nèi)燃機(jī)的曲軸箱通風(fēng)的氣流中分離油的油分離設(shè)備，通過(guò)所述油分離設(shè)備能夠克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明特別提供了油分離設(shè)備，所述油分離設(shè)備允許控制曲軸箱中的壓力且在寬的操作范圍內(nèi)根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速和負(fù)載時(shí)刻具有最佳的有效分離橫截面。
[0008]基于根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分連同特征部分的油分離設(shè)備實(shí)現(xiàn)該目的。從屬權(quán)利要求中顯示了本發(fā)明的有利的發(fā)展形式。
[0009]本發(fā)明包括的技術(shù)教導(dǎo)是，提供第一控制構(gòu)件，氣流所穿過(guò)油分離設(shè)備的第一流動(dòng)橫截面可以通過(guò)所述第一控制構(gòu)件而發(fā)生變化且可以通過(guò)曲軸箱中的氣體壓力而控制所述第一控制構(gòu)件，并提供第二控制構(gòu)件，氣流所穿過(guò)油分離設(shè)備的第二流動(dòng)橫截面可以通過(guò)所述第二控制構(gòu)件而發(fā)生變化且可以通過(guò)進(jìn)氣通道中的真空而控制所述第二控制構(gòu)件，所述第二流動(dòng)橫截面位于第一流動(dòng)橫截面的下游。
[0010]利用根據(jù)本發(fā)明的油分離設(shè)備，能夠一方面根據(jù)曲軸箱中的氣體壓力另一方面根據(jù)進(jìn)氣通道中的真空而控制油分離設(shè)備中的用于使含油氣流穿過(guò)的流動(dòng)橫截面。因此，實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)是通過(guò)利用能量潛力控制曲軸箱中的氣體壓力從而提高分離性能，且基本上在內(nèi)燃機(jī)的每個(gè)操作時(shí)刻以最佳方式利用能量潛力。這樣的好處是，從而能夠提高油分離設(shè)備的效率。
[0011]由于通過(guò)曲軸箱中的氣體壓力而單獨(dú)地控制氣流穿過(guò)油分離設(shè)備的第一流動(dòng)橫截面且通過(guò)進(jìn)氣通道中的真空而單獨(dú)地控制氣流穿過(guò)油分離設(shè)備的第二流動(dòng)橫截面，在內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速維持恒定的同時(shí)可以以取決于負(fù)載的方式進(jìn)行油分離，同時(shí)在內(nèi)燃機(jī)的負(fù)載維持恒定的同時(shí)可以以取決于轉(zhuǎn)速的方式進(jìn)行油分離，且可以在內(nèi)燃機(jī)的每個(gè)操作時(shí)刻以最佳方式設(shè)定油分離設(shè)備中的與分離相關(guān)的流動(dòng)橫截面，從而可以實(shí)現(xiàn)最大分離性能。
[0012]在具有高負(fù)載和高轉(zhuǎn)速的負(fù)載時(shí)刻，例如當(dāng)渦輪增壓機(jī)以全容量操作的時(shí)候，在內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣通道中存在高真空，且借助于進(jìn)氣通道中增加的真空而減小與分離相關(guān)的流動(dòng)橫截面從而實(shí)現(xiàn)最佳的油分離。這樣的好處是，通過(guò)與分離相關(guān)的流動(dòng)橫截面的流速增大且分離性能得以提高。同時(shí)，分離系統(tǒng)中的流動(dòng)阻力由于更窄的橫截面而增大，這與已知的壓力控制閥的操作相似但是同時(shí)使用流動(dòng)能量用于油分離功能。
[0013]為了形成油分離設(shè)備，可以提供主體，在所述主體中引入流動(dòng)開(kāi)口用于使氣流穿過(guò)。此外，可以提供和設(shè)置分離本體使得穿過(guò)流動(dòng)開(kāi)口的氣流可以撞擊所述分離本體。特別地，如果氣流流動(dòng)通過(guò)流動(dòng)開(kāi)口的橫截面中的縮窄部且氣流隨著穿過(guò)流動(dòng)開(kāi)口而加速的時(shí)候，實(shí)現(xiàn)氣流中高水平的油分離。在該過(guò)程中，具有夾帶的油(例如液滴形式)的經(jīng)加速的氣流沖擊分離本體，因此最終將油從氣流中分離。通過(guò)根據(jù)曲軸箱中的氣體壓力且與此獨(dú)立地根據(jù)進(jìn)氣通道中的真空對(duì)第一和第二流動(dòng)橫截面進(jìn)行單獨(dú)地控制，在內(nèi)燃機(jī)的具有不同轉(zhuǎn)矩和不同轉(zhuǎn)速的多個(gè)操作時(shí)刻，氣流可以經(jīng)受朝向分離本體的高的加速度且經(jīng)受油分離設(shè)備的流動(dòng)路徑的橫截面的縮窄部。分離本體可以例如由非紡織材料等組成。
[0014]第一控制構(gòu)件可以被設(shè)置成鄰近主體且可以具有控制開(kāi)口，氣流可以穿過(guò)所述控制開(kāi)口。在該情況下，第一控制構(gòu)件可以相對(duì)于主體移動(dòng)，使得控制開(kāi)口與主體中的流動(dòng)開(kāi)口之間的重疊部分可以發(fā)生變化以便改變第一流動(dòng)橫截面。
[0015]第二控制構(gòu)件可以被設(shè)置成同樣鄰近主體且與第一控制構(gòu)件相反，例如設(shè)置在與主體的引入流動(dòng)開(kāi)口的壁相對(duì)的側(cè)面上。第二控制構(gòu)件可以同樣具有控制開(kāi)口，氣流例如在穿過(guò)第一控制構(gòu)件中的控制開(kāi)口之后可以穿過(guò)所述控制開(kāi)口。在該情況下，第二控制構(gòu)件可以同樣體現(xiàn)為相對(duì)于主體可以移動(dòng)，允許控制開(kāi)口與主體中的流動(dòng)開(kāi)口之間的重疊部分發(fā)生變化以便改變第二流動(dòng)橫截面。通過(guò)分別鄰近主體的第一和第二控制構(gòu)件單獨(dú)的移動(dòng)性，第一和第二流動(dòng)橫截面可以同樣彼此獨(dú)立地變化。
[0016]因此，氣流穿過(guò)油分離設(shè)備的流動(dòng)路徑的至少一部分由第一控制構(gòu)件中的控制開(kāi)口、主體中的流動(dòng)開(kāi)口以及第二控制構(gòu)件中的鄰近主體中的流動(dòng)開(kāi)口的其它鄰近控制開(kāi)口形成。由于控制開(kāi)口與主體中的流動(dòng)開(kāi)口的部分重疊，因此形成雙滑塊系統(tǒng)，只有在需要大的流動(dòng)橫截面的負(fù)載時(shí)刻，控制構(gòu)件中的控制開(kāi)口才能夠完全重疊主體中的流動(dòng)開(kāi)口，所述負(fù)載時(shí)刻涉及高轉(zhuǎn)矩和低轉(zhuǎn)速，以便在內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣通道中的由于低轉(zhuǎn)速而造成的高轉(zhuǎn)矩和低真空的情況下，由于大的體積流量而形成大的流動(dòng)橫截面。由于進(jìn)氣通道中