[发明专利]使用低摩擦旋转聚结器接触密封的系统和方法

说明书

本申请描述了旋转聚结器曲轴箱通风(CV)系统。所描述的CV系统使用接触密封来对壳体的静止侧与旋转聚结器进口之间的间隙进行密封。旋转聚结器可以被机械地、电地、液压地或类似地驱动。接触密封可以通过由软固体或由油产生的液体薄膜形成。因此，接触密封是流体动力学软密封。接触密封防止窜漏气体绕过旋转聚结器的过滤元件。同时，由于接触密封是流体动力学软密封，因此在窜漏气体正向再循环的情况下接触密封可能会被破坏。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年6月9日提交的申请号为62/173,074的美国临时专利申请的优先权的权益，其内容以全文引用的方式并入本文。

技术领域

本申请涉及使用旋转聚结装置的曲轴箱通风(CV)系统。

背景技术

在内燃机运行过程中，一部分燃烧气体可以从燃烧气缸中流出并流入发动机的曲轴箱中。这些气体常常被称为“窜漏”气体。通常，窜漏气体按路线通过CV系统从曲轴箱排出。CV系统使窜漏气体穿过聚结器(即，聚结过滤元件)以去除窜漏气体中包含的大部分气溶胶和油。然后将过滤后的窜漏气体排放到环境中(在开放的CV系统中)或者按路线返回到内燃机的进气口以进一步燃烧(在封闭的CV系统中)。

许多CV系统使用旋转聚结器。旋转聚结器可以包括纤维过滤器以及离心分离装置。旋转聚结器装置的性能属性可以依据通过装置的压降(或压升)以及除油效率来测量。在旋转聚结器中，在聚结器介质内部通过惯性撞击、拦截以及扩散到纤维上的颗粒捕获机构对由窜漏气体悬浮和输送的油滴(例如气溶胶(aerosol))进行分离。通过旋转该介质，惯性撞击通过附加离心力而被增强。除了这一方面之外，在油滴聚结形成较大的液滴之后，离心力通过克服介质纤维的表面阻力去除较大的液滴。与静态聚结器相比，这一方面通过提供改进的排出增加来自聚结器的油的收集和排出。转而，旋转聚结过滤器的改进的排出有助于提高过滤效率，并大大降低过滤器上的压降。

由于旋转聚结器位于静止过滤器壳体内，在旋转部件和静态壳体之间通常存在微小间隙。例如，壳体的静止进口和旋转聚结器的旋转进口开孔之间可能存在间隙。如果在该间隙的径向附近的旋转介质的清洁侧上的下游压力低于在该间隙的径向附近的旋转介质的脏侧上的上游压力，则该间隙可允许包含在窜漏气体中的未过滤的气溶胶绕过该旋转聚结器。示例性的间隙显示在例如堀田的名称为“油雾去除装置(APPARATUS FOR REMOVINGOIL MIST)”、申请号为4,189,310的美国专利中(参见例如图4中的间隙)。未过滤的窜漏气体的绕过可能会对CV系统的效率不利，特别是对于过滤介质去除效率非常高的较大气溶胶尺寸。一种解决方案是使用高转速的旋转聚结器，其产生引起通过间隙的正向再循环(即，已经过滤的窜漏气体通过间隙从过滤介质的清洁侧到过滤介质的脏侧的再循环)所必需的泵送压力。然而，由高转速的旋转聚结器引起的机械载荷的增加会降低可靠性和/或增加成本。此外，某些内燃机可能没有配备在保持合理的介质渗透性和厚度的同时以所需的高速度来旋转该旋转聚结器所必需的部件。

发明内容

一个示例性实施例涉及一种CV系统。所述CV系统包括具有进口和出口的壳体。所述进口被配置成接收来自内燃机的窜漏气体并将窜漏气体提供给所述壳体。所述出口被配置成将过滤的窜漏气体从壳体提供到内燃机的进气口和环境中的至少一个。所述CV系统包括位于壳体内的旋转聚结器。所述旋转聚结器包括端盖和过滤介质。所述CV系统还包括进油口。所述进油口向所述壳体的静态部分与所述端盖之间的间隙提供油，使得在旋转聚结器的运行状态期间通过位于间隙中的油形成流体动力学密封，所述流体动力学密封防止窜漏气体的负向再循环。