[发明专利]柴油机污染控制系统

说明书

用于柴油机的污染控制系统包括一起置于容器中的PCV阀和油过滤器。PCV的开启/关闭状态响应窜气状态而由控制器调节，优选是无线的，窜气状态包括气压、温度、成分和/或流率。控制器还从嵌入式窜气传感器无线接收测量，用于调节PCV阀。油过滤器从窜气清除颗粒物质，并凝结油，由此返回到引擎。控制器调节通过系统排放的窜气量。

技术领域

本发明总体涉及一种用于控制污染的系统。尤其是，本发明涉及一种通过PCV阀组件过滤引擎燃料副产品以待回收的系统，以便降低排放并改进引擎性能。

背景技术

标准内燃机的基本运作基于燃烧过程的类型、汽缸流量和所需用途/功能而稍有变化。例如，传统的二冲程引擎，在进入曲轴箱之前，油与燃料以及空气预混合。在吸气期间，通过由活塞产生的真空将油/燃料/空气混合物抽进曲轴箱。油/燃料混合物为曲轴箱中的汽缸壁、曲轴和连杆轴承提供了润滑。在标准汽油引擎中，燃料随后在燃烧室中压缩并由火花塞点火，引起燃料燃烧。在柴油机中没有火花塞，因此柴油机中的燃烧仅由于燃烧室中的热量和压缩而发生。然后活塞向下推进，并且当活塞暴露出排气口时，允许废气退出汽缸。活塞运动加压曲轴箱中的剩余油/燃料，并允许额外的新鲜油/燃料/空气冲进汽缸，由此同时将剩余的排气推出排气口。随着重复该过程，动量驱动活塞回到压缩冲程。

或者，在四冲程引擎中，曲轴和连杆轴承的油润滑与燃料/空气混合物分开。在此，曲轴箱主要填充有空气和油。进气歧管接收并混合来自不同源的燃料和空气。进气歧管中的燃料/空气混合物抽进燃烧室中，在该处被(标准汽油引擎中的)火花塞点燃并燃烧。在柴油机中，燃料/空气混合物由燃烧室中的热量和压力点燃。燃烧室通过活塞环组大体与曲轴箱隔离，活塞环组设置在活塞筒内的活塞外径。这样保持了曲轴箱中的油，而不像是在二冲程引擎中，允许其作为燃烧冲程的一部分燃烧。不幸的是，活塞环不能完全密封活塞筒。结果，旨在润滑汽缸的曲轴箱油反而抽进燃烧室并在燃烧过程中燃烧。另外，汽缸中的包括未燃烧燃料和排气的燃烧废气同时通过活塞环并进入曲轴箱。进入曲轴箱的废气一般称为“漏气(blow-by)”或“窜气(blow-by gas)”。

窜气主要由诸如烃类(未燃烧燃料)的污染物、二氧化碳或水蒸气组成，这些全部对引擎曲轴箱有害。曲轴箱窜气的量可以是进气歧管中的烃类浓度的若干倍。仅仅排放这些气体到大气增加了空气污染。尽管随着时间的推移，对曲轴箱窜气进行隔气允许污染物从空气中凝结出来并积聚。凝结的污染物在曲轴箱内部构成腐蚀酸和沉淀物，这稀释了润滑油。这样降低了油润滑汽缸和曲轴箱的能力。降解的油无法适当地润滑曲轴箱部件(例如曲轴和连杆)，可能是引擎性能差的因素。不充分的曲轴箱润滑导致活塞环的不必要磨损，这同时降低了燃烧室与曲轴箱之间的密封质量。随着引擎老化，活塞环与汽缸壁之间的间隙增大，造成更大量的窜气进入曲轴箱。过多窜气进入曲轴箱可能造成功率损耗甚至引擎故障。而且，窜气中的凝结水分可能造成引擎部件生锈。

这些问题在柴油机中特别成问题。柴油机燃烧柴油，柴油比汽油更油滑更重。随着柴油燃烧，它产生致癌物、微粒物质(烟灰)以及NOx(氮污染物)。这就是大部分柴油机与从其排气管喷出黑烟的大型卡车的形象有所联系的原因。类似地，柴油机曲轴箱产生的窜气比汽油窜气更油滑更重得多。因此，研发用于柴油机的曲轴箱通风系统来弥补曲轴箱窜气的存在。一般而言，曲轴箱通风系统将窜气排出曲轴箱强制通风(PCV)阀并进入进气歧管，以待重燃烧。在柴油机中，柴油窜气比汽油引擎中的更重更油滑。就此，在柴油窜气能够通过进气歧管回收之前，必须过滤它们。