特別用于內(nèi)燃機(jī)的曲軸箱通風(fēng)的油分離裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種的特別適用于內(nèi)燃機(jī)的曲軸箱通風(fēng)的油分離裝置,該油分離裝置具有沿著縱軸方向軸向延伸的空心體,攜帶油的氣流可以流過空心體,其中,在空心體中形成有油分離件,該油分離件具有軸向通道并且可以被氣流撞擊。
【背景技術(shù)】
[0002]對于內(nèi)燃機(jī)和活塞式壓縮機(jī),在實際中可以觀測到由于例如活塞/氣缸行程或者氣缸蓋中的閥門導(dǎo)向裝置等的不完全密封而造成的漏氣損失。漏氣損失可稱為竄氣(Blowby gas),而竄氣中包含有相當(dāng)大比例的油。對于內(nèi)燃機(jī),通常會將內(nèi)燃機(jī)運行期間產(chǎn)生的竄氣導(dǎo)回內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣道中。一方面為了使竄氣造成的油損失最小,另一方面為了保證燃燒的優(yōu)化和最小的環(huán)境破壞,會將竄氣提供到油分離裝置中,并將分離出的油導(dǎo)回到油路中。在這種情況下,尋求構(gòu)造出盡可能簡單卻又可靠而有效的相應(yīng)的油分離系統(tǒng)。對油分離裝置的另一方面的改進(jìn)涉及氣流在流經(jīng)油分離器時受到的最小化。但是,為了使增壓氣道中的殘留油量最小,尤其為了防止空氣質(zhì)量測量計和渦輪增壓器被油污染,需要很高的分離性能。
[0003]德國專利文獻(xiàn)DE102009012400A1提出了一種適用于內(nèi)燃機(jī)的曲軸箱通風(fēng)的油分離裝置。油分離裝置具有作為殼體的空心體,空心體可以例如由凸輪軸的一部分形成,或者空心體構(gòu)造成管狀并且與內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋罩形成一體。在空心體中布置有渦旋產(chǎn)生器,并且空心體具有用來導(dǎo)入氣流的端側(cè)輸入孔和用來排出氣流的排出孔。進(jìn)入空心體中的氣流可能會攜帶油霧或者噴霧液滴形式的油,通過油分離裝置將會把油從氣流中去除。為此,空腔中還具有用來排出分離出的油的排出孔,該排出孔與已經(jīng)清除了油的氣流的排出孔分開構(gòu)造。
[0004]在油分離裝置形成在構(gòu)成油分離裝置空心體的旋轉(zhuǎn)式凸輪軸中時,可以以特別有利的方式利用旋流效應(yīng)。為此,空心體形成有渦旋產(chǎn)生器,該渦旋產(chǎn)生器具有多個螺旋狀的流動通道,通過渦旋產(chǎn)生器可以將旋流引入載油氣流中。氣流流動方向的有關(guān)變化導(dǎo)致氣流中攜帶的油滴分離到空心體的內(nèi)壁上,并且空心體縱軸方向的通流使得油滴到達(dá)油分離環(huán)的外部區(qū)域,這樣,氣流在空心體的中心區(qū)域與位于空心體的壁部區(qū)域的油流分開。最后,在設(shè)置了油分離環(huán)之后,油可以通過油的排出孔與凈化的氣流的排出孔分離,凈化的氣流隨后將會導(dǎo)入內(nèi)燃機(jī)或者例如活塞式壓縮機(jī)的排出通道中。為了形成油分離環(huán),如文獻(xiàn)中所述,可以使用多孔的塑料材料或燒結(jié)材料構(gòu)成油分離環(huán),其中還可以優(yōu)選使用塑料編織材料或者金屬編織材料。這種編織材料形成大量空腔和迷宮結(jié)構(gòu),因此能夠進(jìn)一步促使油從氣流中分離。旋流導(dǎo)致油滴相對于空心體的縱軸方向徑向向外移動,并且氣流被引導(dǎo)通過油分離環(huán)中的中心通道。
[0005]由于通過渦旋產(chǎn)生器引入到氣流中的旋轉(zhuǎn)運動,所以在流動通過油分離裝置期間,氣流中會產(chǎn)生很大的流動阻力,這樣,由于降低了通過油分離裝置的流速,因而降低了分離動力。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明的目的是改進(jìn)特別適用于內(nèi)燃機(jī)的曲軸箱通風(fēng)的油分離裝置,該油分離裝置具有使油與氣流分離的高分離動力,并且該油分離裝置的改進(jìn)尤其在于使中空體產(chǎn)生的流動阻力盡可能小。
[0007]基于權(quán)利要求1的前序部分與特征部分結(jié)合所述的油分離裝置實現(xiàn)上述目的。從屬權(quán)利要求描述了本發(fā)明優(yōu)選的改進(jìn)方案。
[0008]本發(fā)明包括的以下技術(shù)教導(dǎo):在油分離件的通道區(qū)域中,在空心體中形成有改向件,氣流可以大致沿著縱軸方向流動并碰撞改向件,改向件可以使氣流朝著油分離件的內(nèi)側(cè)徑向向外地改變方向。
[0009]本發(fā)明基于以下概念:朝著例如呈管狀或筒狀的油分離裝置引導(dǎo)位于內(nèi)側(cè)的攜帶油的氣流。通過油分離裝置可以將氣流中的油與氣流分離,氣流在清除了油的狀態(tài)下可以經(jīng)由例如中心軸向通道流過油分離裝置,其中分離出的油可以排放到油分離件的外側(cè)與空心體的內(nèi)壁之間。因此,在氣流接下來的流動過程中,油分離件在分離出的油和氣流之間形成屏障,其中油可以在穿過油分離件后從空心體中排出,并且可以再次供應(yīng)到內(nèi)燃機(jī)的油路中。凈化的氣流可以導(dǎo)出空心體并供應(yīng)到內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣道中。
[0010]油分離件可以以相對于空心體的縱軸大致旋轉(zhuǎn)對稱的方式延伸,并且油分離件可以形成在空心體中,使得基本上所有氣流都流過油分離件的通道。優(yōu)選的是,改向件可以形成在油分離件的通道中心并且也可以以相對于縱軸大致旋轉(zhuǎn)對稱的方式延伸。在這種情況下,特別優(yōu)選的是,當(dāng)從順流方向(即,流動方向)觀看時,改向件位于油分離件的后三分之一的位置上,因此氣流改向為在油分離件的大致整個長度上朝向油分離件的內(nèi)側(cè)。在這種情況下,改向件的外徑可以確定為:使凈化氣流能夠以較小的壓力損失在油分離件的內(nèi)徑與改向件的外徑之間流動。在本發(fā)明中,有關(guān)在順流方向上形成的布置或取向的說明僅僅是展現(xiàn)了一種方向說明,其用來描述在可能的氣流流動方向上或者與可能的氣流流動方向?qū)?zhǔn)的方向。
[0011]特別優(yōu)選的是,改向件,尤其是油分離件可以構(gòu)造呈旋轉(zhuǎn)對稱,其中改向件可以具有位于縱軸上的導(dǎo)流尖和在順流方向上逐漸增大的優(yōu)選呈雙曲面形狀的改向輪廓。因為改向輪廓為雙曲面形狀,所以產(chǎn)生了具有周向流動通路的旋轉(zhuǎn)體,從而使氣流較慢地改變方向,以避免氣流中攜帶的油在改向件的表面上已經(jīng)分離。氣流通過改向件朝著油分離件的內(nèi)側(cè)改變方向,使得氣流基本上垂直地作用在油分離件的內(nèi)側(cè)以實現(xiàn)特殊的沖擊器效果。由于沖擊器效果,產(chǎn)生了氣流的突然改向,而帶有質(zhì)量的油滴不能跟隨該改向而被油分離件吸收。氣流中的油可以呈油霧或油滴的形式,油可以穿過油分離件,從而在與凈化的氣流分離的狀態(tài)下向下游最終引導(dǎo)到位于油分離件與空心體內(nèi)側(cè)之間的油分離件外側(cè)。
[0012]特別優(yōu)選的是,油分離件構(gòu)造成沿著縱軸的方向延伸,尤其構(gòu)造成漏斗形狀,其中漏斗形狀的開口迎著氣流的流動方向。因此,這使得氣流不必通過改向件改變例如90°的方向,而在之前所述的結(jié)構(gòu)中,為了使氣流大致垂直地撞擊空柱體內(nèi)側(cè),必須通過改向件使氣流改變例如90°的方向。由于漏斗形狀的油分離件,氣流的方向只需改變例如大致45°到60°,就已經(jīng)可以大致垂直地撞擊漏斗形狀的油分離件的內(nèi)側(cè)以獲得相應(yīng)的沖擊器效果O
[0013]出于結(jié)構(gòu)上的原因,特別優(yōu)選的是,改向件收納在油分離件的通道區(qū)域中并由支撐件保持,其中,在支撐件上可以形成有多個徑向間隙,氣流可以穿過徑向間隙并改變方向。徑向間隙通過扇葉狀板相互分隔開,除了改向件之外,在改向件的上游,扇葉狀板已經(jīng)使氣流的方向朝著油分離件內(nèi)側(cè)的方向改變。從理論上來說,氣流的改變方向可以在空心體的縱軸方向上施加徑向流動分量,該徑向流動分量與氣流的軸向流動分量疊加。因此,支撐件構(gòu)造成籃子狀并且包括多個孔以形成徑向間隙,籃子狀支撐件的開口朝向改向件,其中改向件和支撐件可以例如由塑料成分構(gòu)造成一體。
[0014]更優(yōu)選的是,在油分離件的通道的上游還可以提供進(jìn)氣斗,氣流可以通過進(jìn)氣斗加速進(jìn)入油分離件的通道中。因為設(shè)置了進(jìn)氣斗,所以尤其可以使攜帶油的氣流不會撞擊油分離件的端部。由于進(jìn)氣斗,氣流被預(yù)加速,從而在被改向件和支撐件的徑向間隙改變方向之前已經(jīng)具有較高的速度。然后,因為徑向間隙產(chǎn)生的另一次收縮流動,氣流可以進(jìn)一步加速撞擊油分離件的內(nèi)側(cè)。
[0015]為了以有利的方式影響流過油分離件之后的氣流的流動,在油分離件的下游,在空心體中形成有開口漏斗,該開口漏斗形成擴(kuò)散器。開口漏斗的開口朝向順流方向,即,距離油分離件越遠(yuǎn),開口漏斗的內(nèi)徑越大并且可以一直達(dá)到空心體的內(nèi)徑。在油分離件的下游布置擴(kuò)散器可以進(jìn)一步降低開口漏斗中的氣流的壓力損失,從而進(jìn)一步減小氣流在流過油分離裝置時的流動阻力。用于加速氣流的進(jìn)氣斗與帶有徑向間隙的支撐件可以例如以一體的形式結(jié)合,其中開口漏斗可以與油分離件的側(cè)面鄰接。在這種情況下,開口漏斗的最小直徑可以大致等于漏斗狀的油分離件的最小直徑。進(jìn)氣斗可以伸入到漏斗狀的油分離件中并至少伸入向支撐件過渡的部分,其中改向