曲轴箱通风系统的制作方法

1.本公开大体上涉及用于内燃机的曲轴箱，并且更具体地涉及用于引导和加热这种内燃机的窜漏烟气的曲轴箱通风系统。


背景技术：

2.内燃机通常包括曲轴箱以为发动机的曲轴提供壳体。在发动机的操作期间，窜漏气体或烟气(例如，气态燃料、空气和/或燃烧气体)可能泄漏到曲轴箱中。窜漏烟气可污染发动机的油润滑系统，可对曲轴箱加压，并且可影响整体发动机排放。此外，如果发动机采用气态燃料(例如，天然气或填埋气体)作为燃料源，则窜漏烟气可包括腐蚀性气体，如硫。曲轴箱可包括通风系统，如入口/出口通气系统，以帮助使用新鲜环境空气从曲轴箱吹扫窜漏烟气。当发动机在较冷环境中使用时，通风系统中使用的环境空气可能较冷，使得在曲轴箱中形成冷凝物(例如，水)。冷凝物可能与腐蚀性气体结合，其然后可能在曲轴箱中形成有害酸。
3.许多曲轴箱通风系统包括导管，其将窜漏烟气从一个点引导至另一个点。窜漏烟气通常具有低热能、包括在窜漏烟气中的大量水蒸汽和高露点温度。因而，管理窜漏气体的温度可以帮助最小化冷凝、油水乳液的形成、水或其它液体冻结，以及导管中的其它问题，特别是在较冷环境中。许多曲轴箱通风系统使用低导热率导管材料、绝缘材料和/或补充加热器来帮助最小化这些潜在问题。此外，水平和/或竖直地引导窜漏烟气的导管还造成冷凝物回流到曲轴箱或以其它方式阻碍窜漏气体流动的风险，例如，有污染发动机润滑油的风险。
4.2019年3月6日发布的日本专利号jp6476907b2(
“’
907专利”)描述了一种用于内燃机的曲轴箱的通风系统。’907专利公开了一种窜漏气体管防冻结构，其包括用于引导窜漏气体的多个管。窜漏气体管防冻结构还包括用于加热窜漏气体的热接收通路，其中热接收通路定位在气缸盖罩中。窜漏气体管防冻结构的管联接到热接收通路，使得窜漏气体管防冻结构的管中的窜漏气体穿过热接收通路，使气体升温并且有助于防止气体冻结。然而，’907专利的窜漏气体管防冻结构需要引导窜漏气体管穿过与气缸盖罩的连接，这可能干扰发动机的其它部件，需要附加的管路延伸到气缸盖罩并且从气缸盖罩延伸，或者可能以其它方式损害发动机的使用或操作。
5.本公开的系统和方法可化解或解决上述问题中的一个或多个和/或本领域中的其它问题。然而，本公开的范围由所附权利要求限定，而不是由解决任何特定问题的能力限定。


技术实现要素：

6.一方面，一种用于发动机的系统可包括热屏蔽系统和曲轴箱通风系统。热屏蔽系统可包括至少一个热屏蔽面板。曲轴箱通风系统可包括至少一个通气器、至少一个出口和从至少一个通气器延伸到至少一个出口的至少一个导管。至少一个导管的一部分可以联接
到至少一个热屏蔽面板以将热从热屏蔽系统直接传递到至少一个导管。
7.另一方面，一种用于使内燃发动机的曲轴箱通风的方法可以包括将导管的第一部分的入口联接到曲轴箱的通气器，将导管的管道部分联接到发动机上的热屏蔽面板而使得热屏蔽面板的一部分可以形成管道部分的平面壁，以及将导管的第一部分的出口联接到导管的管道部分的入口。该方法还可包括将导管的管道部分的出口联接到导管的第二部分的入口，以及将导管的第二部分的出口联接到出口导管，使得来自通气器的窜漏烟气可以被引导通过导管的第一部分、导管的管道部分、导管的第二部分和出口导管。导管的管道部分内的窜漏烟气可以通过热屏蔽面板消散的热来加热。
8.又一方面，一种用于内燃发动机的曲轴箱通风系统可包括热屏蔽系统和曲轴箱通风系统。热屏蔽系统可包括至少一个热屏蔽面板。曲轴箱通风系统可包括至少一个通气器、至少一个出口和从至少一个通气器延伸到至少一个出口的至少一个导管。至少一个导管可包括第一部分、管道部分和第二部分。至少一个导管的管道部分可以邻接至少一个热屏蔽面板，使得至少一个导管的管道部分中的窜漏烟气可以通过至少一个热屏蔽面板消散的热来加热。
附图说明
9.并入本说明书并构成本说明书的一部分的附图示出了各种示例性实施例，并与描述一起用于阐释公开的原理。
10.图1是根据本公开的方面的具有示例性曲轴箱通风系统的内燃机的透视图。
11.图2是图1的内燃机的窜漏烟气处理系统的透视图。
12.图3是联接到热屏蔽系统的一部分的窜漏烟气处理系统的区段的透视图，其与图1的内燃发动机的其余部分隔离。
13.图4a和4b示出了窜漏烟气处理系统的一部分和热屏蔽系统的一部分的不同视图。
14.图5提供了描绘将通风和热屏蔽系统的各部分联接到图1的内燃机的示例性方法的流程图。
具体实施方式
15.前面的一般描述和下面的详细描述都仅是示例性和说明性的，并且不限制所要求保护的特征。如本文所使用，术语“包括(comprise)”、“包括(comprising)”、“具有(having)”、“包括(including)”或其其它变型旨在涵盖非排他性包含，使得包括元素列表的过程、方法、制品或设备不仅仅包括那些元素，而且可包括未明确列出或此类过程、方法、制品或设备固有的其它元素。此外，相对术语，例如，如，“约”、“基本上”、“大体上”和“大约”用于指示所述值的
±
10％的可能变化。
16.图1是根据本公开的方面的具有示例性曲轴箱通风系统20的内燃机10的透视图。发动机10可为固定发动机。如本文中所使用，“固定发动机”可为具有不移动的框架的发动机。固定发动机可用于驱动诸如泵、发电机、制造厂或工厂设备的不移动设备。在一个实施例中，发动机10可用于填埋应用中以发电。这样，发动机10可采用气态燃料。如本文中所使用，“气态燃料”可包括呈气态形式供应到发动机10的燃料。气态燃料可包括例如天然气、丙烷、生物气体、填埋气体、伴生气、一氧化碳、氢气或其混合物。在示例性的实施例，气态燃料
可为天然气，如伴生气。天然气是具有各种纯度水平的示例性气体燃料。如本文所用，“天然气”是指具有各种量的甲烷和其它成分的纯和相对不纯的形式。此外，如本文所用，“伴生气”是包括石油沉积物的天然气的形式。虽然示例性的实施例涉及固定发动机，但应当理解，发动机10也可用于移动应用中(即，非固定)，并且可以采用任何类型的燃料。
17.如图1所示，发动机10包括框架12。框架12可支承发动机10的各种部件，如曲轴箱14、发动机缸体16和用于一个或多个气缸(未示出)的一个或多个气缸盖18。发动机10可包括以任何构造布置的任何数量的气缸，如直列、径向、“v形”或本领域已知的任何构造。框架12可进一步支承燃料系统、空气系统、冷却系统、涡轮增压器或任何其它常规发动机部件。另外，发动机10包括曲轴箱通风系统20。曲轴箱通风系统20包括至少一个通气器22和至少一个出口24。至少一个通气器22可经由一个或多个导管26连接到出口24。至少一个通气器22可包括入口部分和出口部分。入口部分可以与曲轴箱14连通，并且可以吸入环境空气，例如以帮助从曲轴箱14吹扫窜漏气体或烟气。出口部分可以联接到导管26以输出窜漏气体或以其它方式将窜漏气体引导离开发动机10。如下文所述，多个导管26可将一个通气器22连接到出口24，并且出口24可定位在至少一个通气器22的上方(例如，相对于重力方向)，例如以引导窜漏烟气向上并且远离发动机10。
18.在发动机10的操作期间，窜漏气体可泄漏到曲轴箱14中。如本文所用，“窜漏”气体或烟气可包括在活塞(未示出)与一个或多个气缸的气缸壁之间的空气、燃料、燃烧气体和/或其混合物向曲轴箱14中的泄漏。当气态燃料用作发动机10的燃料源时，窜漏气体可包括例如硫等。曲轴箱14可包括曲轴箱通风系统20，其构造成从曲轴箱14吹扫窜漏气体。曲轴箱通风系统20可为用于从曲轴箱14吹扫窜漏气体的入口/出口通气系统。在一个实施例中，曲轴箱通风系统20可为非摄取式通风系统。如本文所用，“非摄取式通风系统”将窜漏气体排出发动机(例如，到大气)。因而，曲轴箱通风系统20可包括用于将环境空气引导到曲轴箱14中的入口和用于将窜漏气体从曲轴箱14排出并且从发动机10排出到大气的出口24。尽管未示出，但曲轴箱通风系统20可包括一个或多个泵、风扇等，以从入口朝向出口24引导空气、窜漏气体等。因此，排出的窜漏气体可不重新引入到发动机10的燃烧过程中。出口24或导管26的一个或多个部分可包括过滤系统，以在离开出口24之前过滤窜漏气体。应理解，曲轴箱通风系统20可包括任何数量的入口和/或出口(视需要)。
19.发动机10还包括具有至少一个热屏蔽面板32的热屏蔽系统30。热屏蔽系统30可有助于例如当在冷环境中操作时使发动机10隔热，和/或消散来自发动机10的一个或多个部分的热，例如以帮助防止过热。尽管未标记，但热屏蔽系统30可包括例如围绕发动机10的一个或多个部分的附加热屏蔽部分，以形成较大的热屏蔽或绝缘系统，以帮助使发动机10隔热和保持热，特别是在较冷环境中。如图1所示，一个或多个导管26的至少一部分可以至少部分地直接附接到至少一个热屏蔽面板32的一部分、一体化到该部分中、包围在该部分中、由该部分围绕、与该部分邻接接触，或以其它方式联接到该部分。热屏蔽系统30的一个或多个部分，例如热屏蔽面板32，可以由硬绝缘材料形成，例如钢(例如，不锈钢)、铝、陶瓷等。
20.图2是发动机10的一部分的透视图(即，从图1的右侧)。图2示出了联接到发动机10的曲轴箱通风系统20和热屏蔽系统30的部分。如图2所示，发动机10可包括例如定位在发动机10的相对侧(例如，相对于纵向轴线)上的两个通气器22。每个通气器22可以联接到相应的导管26。另外，热屏蔽系统30可包括两个热屏蔽面板32。每个导管26可以至少部分地直接
附接到相应至少一个热屏蔽面板32的一部分、一体化到该部分内、包围在该部分中、由该部分围绕、与该部分邻接接触，或以其它方式联接到该部分。然而，应注意，如果发动机10包括两个以上的通气器22，则曲轴箱通风系统20和热屏蔽系统30可分别包括两个以上的导管26和热屏蔽面板32。例如，一方面，发动机10可以包括十六个通气器22，例如在发动机10的每一侧上有八个通气器22。在此方面，发动机10可包括16个导管26，所述导管将每个通气器22联接到出口24，其中导管26中的每一个的部分联接到一个或多个热屏蔽面板。
21.另外，导管26可以联接到出口导管40。例如，出口导管40可以包括分叉部分42，其中两个入口联接到相应导管26的部分。出口导管40还包括出口24，其可形成例如联接到出口管、排气软管或其它导管的客户连接点，以将窜漏烟气排离发动机10。应注意，如果曲轴箱通风系统20包括两个以上的导管26，则出口导管40可包括两个以上的入口，例如由具有两个以上分支的分叉部分、多个分叉部分等形成。
22.如图2所示，导管26可各自包含一个或多个部分或区段。例如，导管26可以各自包括第一导管部分44、管道部分46和第二导管部分48。第一导管部分44的第一端可联接到通气器22，并且第一导管部分44的第二端可联接到管道部分46的第一端。如所提及，管道部分46的一部分可以至少部分地直接附接到热屏蔽面板32的一部分、一体化到该部分内、包围在该部分中、由该部分围绕、与该部分邻接接触，或以其它方式联接到该部分。管道部分46的第二端可以联接到第二导管部分48的第一端。然后，第二导管部分48的第二端可以联接到出口导管40，例如联接到出口导管40的分叉部分42的一个入口。第一导管部分44和第二导管部分48可以由软管、管或其它适当元件形成以将通气器22流体联接到出口导管40。此外，管道部分46可以由金属片、管路或其它适当元件形成。在这些方面，导管26可以将窜漏烟气从通气器22引导到出口导管40和出口24。另外，尽管未示出，但通气器22、导管26的部分和出口导管40之间的联接可包括一个或多个螺纹、密封件、夹具等，以联接相应部件并且防止窜漏烟气逸出。
23.图3示出了与发动机的其余部分分离的曲轴箱通风系统20和热屏蔽系统30的部分。在此方面，曲轴箱通风系统20和热屏蔽系统30的一个或多个部分可以是模块化的，并且可以联接到发动机。如图所示，导管26(例如，第一导管部分44)可以联接到通气器22。第一导管部分44可以联接到管道部分46，所述管道部分可以联接到第二导管部分(未示出)。另外，管道部分46可以至少部分地直接附接到相应至少一个热屏蔽面板32的一部分、一体化到该部分内、包围在该部分中、由该部分围绕、与该部分邻接接触，或以其它方式联接到该部分。管道部分46可各自包括管道出口50，例如其将联接到第二导管部分48的相应入口(图2)。
24.图4a示出了例如联接在一起作为单个组合部件60的热屏蔽面板32和导管的管道部分46的透视图。图4b示出了组合部件60的横截面视图，所述组合部件包括热屏蔽面板32和管道部分46。如图所示，管道部分46可包括管道出口50和管道入口52。管道入口52可以联接到第一导管部分44的出口(图2和图3)。尽管未示出，但管道出口50和管道入口52可各自包括螺纹、一个或多个密封件、一个或多个夹具等，例如以帮助将管道部分44和48牢固地联接到管道出口50和管道入口52。
25.管道部分46可包括例如以相对于彼此成角度定位的一个或多个部分或节段。在此方面，管道部分46的第一部分62可例如相对于发动机10的竖直轴线大致竖直。管道部分46
的第二部分64可以与第一部分62成大约45度的角度。管道部分46的第三部分66可以大致水平，例如相对于第二部分64成大约45度。
26.热屏蔽面板32还可包括例如以相对于彼此成角度定位的一个或多个部分或节段。另外，热屏蔽面板32的大小和/或形状可以设定成联接到发动机10的外部。例如，热屏蔽面板32可包括相对于邻近区段成角度定位的多个区段。在此方面，热屏蔽面板32可包括第一区段70，所述第一区段可以相对于竖直轴线(例如相对于发动机10的竖直轴线)成角度(例如，大约45度)定位。热屏蔽面板32可包括第二区段72，所述第二区段可相对于第一区段70成一定角度，例如，大约45度。第二区段72可以是大致竖直的。热屏蔽面板32还可包括第三区段74，所述第三区段可相对于第二区段72成一定角度，例如，大约45度。此外，热屏蔽面板32还可包括第四区段76，所述第四区段可以相对于第三区段74成一定角度，例如，大约45度。在此方面，第四区段76可大致水平。此外，热屏蔽面板32的一个或多个部分可以包括孔80，例如，以接收螺钉、螺栓等，以将热屏蔽面板32联接到热屏蔽系统30的其它部分或发动机10的其它部分。
27.如图4b所示，通过管道部分46的内部部分的通路由管道部分46的外壁和热屏蔽面板32的外表面形成。确切地说，由管道部分46形成的导管26的部分不包括管道部分46内的管或软管。另外，热屏蔽面板32的一个或多个部分可以形成穿过管道部分46的通路的一个或多个壁。在此方面，管道部分的壁可直接附接到热屏蔽面板32、与热屏蔽面板一体地形成、邻接接触热屏蔽面板或以其它方式联接到热屏蔽面板。此外，形成穿过管道部分46的通路的一部分的热屏蔽面板32的部分可以是基本上平面的。在此方面，热屏蔽面板32可形成平面表面区域，空气、窜漏烟气等可直接流过所述平面表面区域。热屏蔽面板32的平面表面可有助于形成较大接触表面，以例如将热从热屏蔽面板32传递到空气、窜漏烟气等。如所提及，将热从热屏蔽面板32传递到空气、窜漏烟气等可以帮助防止冷凝物形成、油水乳液的形成、水或其它液体冻结，以及导管26中的其它问题。
28.热屏蔽面板32和管道部分46可以联接在一起(例如，经由一个或多个螺钉、螺栓、焊缝、粘合剂等)或可以一体地形成。此外，热屏蔽面板32还可以将热传递到管道部分46的其它壁，这继而又可以将热传递到流过管道部分46的空气、窜漏烟气等。另一方面，导管、管等(未示出)可以在管道部分46的内部上连接管道入口52和管道出口50。在这些方面的任何一个中，通过管道部分46的窜漏烟气或其它气体可以通过发动机10的热升温，发动机的热由热屏蔽面板32和热屏蔽系统30的其余部分保持或消散。另外，热屏蔽面板32和管道部分46，并且因此组合部件60的大小和/或形状可构造成将热屏蔽面板32和管道部分46联接到发动机10的一个或多个部分，例如，将曲轴箱通风系统20和热屏蔽系统30的部分改装到发动机10。
29.参考图5，可以执行方法500以将曲轴箱通风系统20的前述部分和热屏蔽系统30的至少一部分联接到发动机10。例如，可以执行方法500以帮助将窜漏烟气从通气器22引导离开发动机10(例如，经由出口24)，同时还帮助加热导管26和导管26内的窜漏烟气。
30.第一步骤502包括将第一导管部分44联接到发动机10的通气器22。如所提及，将第一导管部分44联接到通气器22可包括一个或多个密封件、一个或多个夹具等。在此方面，来自通气器22的窜漏烟气可被引导到第一导管部分44中。
31.接下来，步骤504包括将组合部件60(包括管道部分46和热屏蔽面板32)联接到发
动机10。例如，一个或多个螺钉、螺栓等可以通过孔80并且插入发动机10的联接部分中，以将每个组合部件60(包括管道部分46和热屏蔽面板32)联接到发动机10。此外，如果管道部分46和热屏蔽面板32未一体地形成，则步骤504还可包括例如经由一个或多个螺钉、螺栓、焊缝、粘合剂等将管道部分46联接到热屏蔽面板32。备选地，如上文所述，管道部分46和热屏蔽面板32可一体地形成。
32.步骤506包括将第一导管部分44联接到管道部分46，例如联接到组合部件60的管道入口52。例如，如果管道部分46固定到发动机10，则第一导管部分44可以是柔性的。备选地或附加地，步骤504和506可以同时执行。如所提及，将第一导管部分44联接到管道部分46可包括一个或多个密封件、一个或多个夹具等。在此方面，来自通气器22的窜漏烟气可被引导到第一导管部分44中并且引导到管道部分46中。
33.接下来，步骤508包括将第二导管部分48联接到管道部分46，例如联接到管道出口50。如所提及，将第二导管部分48联接到管道部分46可包括一个或多个密封件、一个或多个夹具等。在此方面，来自通气器22的窜漏烟气可被引导到第一导管部分44中、管道部分46中以及第二导管部分48中。
34.步骤510包括将出口导管40联接到第二导管部分48。例如，如果出口导管40固定到发动机10，则第二导管部分48可以是柔性的。备选地或附加地，步骤508和510可以同时执行。例如，出口导管40的分叉部分42可以联接到第二导管部分48的出口端。将出口导管40联接到导管部分48可包括一个或多个密封件、一个或多个夹具等。在此方面，来自通气器22的窜漏烟气可被引导到第一导管部分44中、管道部分46中、第二导管部分48中以及出口导管40中。
35.任选地，步骤512包括将排气软管或导管联接到出口导管40的出口24以进一步将窜漏烟气输送离开发动机10。将排气软管或导管联接到出口24可包括一个或多个密封件、一个或多个夹具等。在此方面，来自通气器22的窜漏烟气可被引导到第一导管部分44中、管道部分46中、第二导管部分48中、出口导管40中、离开出口24，并且进入排气软管或导管中以被引导离开发动机10。此外，应注意，步骤502-510和任选地步骤512可以任何次序执行，以便形成用于从通气器22到出口24的窜漏烟气的流动路径。
36.工业适用性
37.本公开的所公开的曲轴箱通风系统20和热屏蔽系统30可以与任何内燃机10的曲轴箱14一起使用。如上文所述，在一些方面，曲轴箱通风系统20和热屏蔽系统30可与固定式发动机的曲轴箱14一起使用。另外，曲轴箱通风系统20包括一个或多个导管26以引导窜漏烟气来用于从发动机10移除。一个或多个导管26的部分至少部分地直接附接到热屏蔽系统30的一个或多个部分(例如，热屏蔽面板32)、一体化到该一个或多个部分内、包围在该一个或多个部分中、由该一个或多个部分围绕、与该一个或多个部分邻接接触，或以其它方式联接到该一个或多个部分。
38.将一个或多个导管26的部分联接到热屏蔽系统30的一个或多个部分可以提供例如来自通气器22的窜漏烟气的简单引导。导管26不需要单独的支承系统。导管26和热屏蔽面板32可以是模块化部件(例如，组合部件60)，其可以根据需要联接到发动机10的部分。另外，操作者不需要安装附加的软管或管以将窜漏烟气从通气器22引导到出口24，附加的软管或管会增加发动机10的部件的数目，干扰发动机10的其它部件或系统，需要了解发动机
10的操作，对发动机10的整体外观造成负面影响，等。曲轴箱通风系统20邻近于发动机10定位，因此其它发动机部件(例如，其它管、软管等)干扰曲轴箱通风系统20的可能性也可减小。
39.此外，将一个或多个导管26的部分联接到热屏蔽系统30的一个或多个部分可有助于加热导管26内的窜漏烟气。如上所述，当发动机在较冷环境中使用时，通风系统中使用的环境空气可能较冷，使得在曲轴箱中可形成冷凝物(例如，水)。冷凝物可能与腐蚀性气体结合，其然后可能在曲轴箱中形成有害酸。包括管道部分46的导管26联接到热屏蔽系统30的部分，例如，联接到热屏蔽面板32。因此，通过热屏蔽系统30消散的来自发动机10的热也可以通过管道部分46消散，并且帮助使导管26和导管26内的空气、窜漏烟气等升温，而不需要附加的绝缘材料、热源等。因此，本文所论述的发动机10的各方面可有助于减少导管26内的空气、窜漏烟气等的温度损失，这可有助于减少导管26中形成冷凝物、导管26中形成的油水乳液和/或导管26中的流体冻结的风险。
40.此外，管道部分46的长度或大小可以调整(例如，延长或缩短)，以便控制窜漏烟气暴露于来自热屏蔽系统30的热。例如，较长管道部分46可以将曲轴箱通风系统20中的窜漏烟气加热到比较短管道部分46更大的程度。在此方面，可以控制窜漏烟气由来自热屏蔽系统30内保持的热加热，而不需要附加的绝缘材料、热源等。
41.在不偏离本公开的范围的情况下，可以对所公开的系统进行各种修改和更改，这对本领域技术人员是显而易见的。通过考虑本文公开的发明的说明书和实践，本公开的其它实施例对于本领域技术人员将是显而易见的。说明书和实施例仅认为是示例性的，本发明的真实范围和精神由所附权利要求书指示。