[发明专利]曲轴箱气体分离器

说明书

技术领域

本发明涉及用于从在内燃机的操作期间产生的曲轴箱气体中除去油雾和灰粒形式的污染物的曲轴箱气体分离器。曲轴箱气体分离器包括具有用于从曲轴箱气体分离污染物的多个分离盘的离心转子，该离心转子布置在静止转子壳体内部，静止转子壳体具有用于将曲轴箱气体传导到离心转子的气体入口和用于将清洁的曲轴箱气体从离心转子中排出的气体出口，以及电动马达，该电动马达布置成用于使离心转子围绕旋转轴线旋转。

背景技术

在曲轴箱气体清洁的技术领域内存在显著的发展。日益严苛的环境法规推动了用于从曲轴箱气体中除去油雾和灰粒形式的污染物的极其有效的分离器的发展。目前，最有效的曲轴箱气体分离器包括具有用于从曲轴箱气体分离污染物的分离盘堆叠的离心转子。

存在驱动该离心转子的若干方式。现今市场上的分离器(本申请人的Alfdex?分离器)中，离心转子可液压地或电力地驱动。

液压驱动件包括连接到离心转子上的油涡轮机。将在燃烧发动机中循环的润滑油的一部分传导到引导油射流的喷嘴以驱动离心转子的涡轮。这种油驱动或液压驱动的分离器的优点在于已从发动机的润滑油泵中获得了过量的油流。其大于足以驱动离心转子的量。此外，油射流生成油雾，离心转子的轴承在整个分离器的使用寿命中都通过该油雾来适当地润滑。最后但并非最不重要的是，液压驱动件既可靠又是成本效益合算的。

另一个版本的Alfdex?分离器包括具有无刷式电动马达的电力驱动件，该无刷式电动马达具有将离心转子连接到电动马达上的直接驱动机构。该电力驱动件以适应实际需要的清洁效率提供了明显较低的能量消耗。因此，该版本的分离器使得有可能以按需效率操作来控制离心转子的速度。文献EP 1537301 Bl和EP 1532352 Bl中进一步描述了该技术。

电力驱动件具有较好的控制能力且需要燃烧发动机的较少的介入，这简化了安装。然而，其与液压版本相比包括相对较高的原始成本。

发明内容

本发明的目的在于通过提供在分离效率方面具有最佳性能的更加成本效益合算的解决方案来解决上述识别到的缺点。

该目的通过最初限定的曲轴箱气体分离器来实现，其特征在于，齿轮装置布置在电动马达与离心转子之间，其中齿轮装置具有布置成用以相对于电动马达增大离心转子的旋转速度的齿轮比。

以此方式，有可能使用比所提到的无刷式马达更便宜或更简单的电动马达。廉价的马达未设计成运行得很快，其为DC或AC马达，或其将快速运行但例如，由于刷磨损、轴承磨损或整体过载的电路而不会持续很久。因此，该马达通常不考虑用于驱动曲轴箱气体分离器的离心转子(例如，在6000rpm至14000rpm的离心转子速度下)。所期望的是，尽可能快地驱动离心转子以便实现尽可能高的分离效率。此外，曲轴箱气体分离器的离心转子的尺寸和直径通常很小，其也将允许(且需要)相比较大尺寸和直径的离心转子而言更高的速度。电动马达可借助于齿轮装置来相对较慢地运行，而离心转子以实现曲轴箱气体的有效清洁的此类较高速度来驱动。因此，本发明提供了可能使用较简单的电动马达的成本效益合算的解决方案，同时通过增大离心转子速度的齿轮装置来实现分离效率的最高性能。

本发明将对适应用于例如客车或轻型运输车辆中的小型发动机的曲轴箱气体分离器尤其有用，但不限于该曲轴箱气体分离器。首先，液压驱动版本将不能够装配在其中的发动机空间中。此外，小型发动机在大多数情况下将不会像在重型商用车辆中那样从发动机的润滑油泵中传送多余的油流。因此，所提到的液压驱动版本在这里甚至不是选项。其次，简单的电动马达的质量足以用于大多数较小的发动机应用(例如，在客车或轻型运输车辆中)。客车的预期寿命为大约3000个操作小时。其可与重型商用车辆(如，卡车和公共汽车)的预计的大约2000个操作小时相比较。

在本发明的实施例中，电动马达包括刷。刷式马达的寿命在本例中足以在客车的寿命期间维持。刷式马达的优点在于其不需要用于基本运行的电子设备。此外，刷式马达是现今市场上极其常见的电动马达类型，且因此其为成本效益十分合算的备选方案。根据本发明，齿轮比适于使马达足够慢地运行以使得对刷的磨损最小化，同时离心转子以足以实现曲轴箱气体的有效清洁的速度旋转。因此，齿轮装置将使得刷式马达的较低的最高速度成为可能，且因此使刷的磨损最小化。