[发明专利]通过动态密封保持旋转聚结器正向再循环的系统和方法

说明书

本文描述了旋转聚结器曲轴箱通风(CV)系统。所述的CV系统利用由旋转聚结器的多孔介质产生的泵送压力来维持过滤的窜漏气体通过潜在的泄露间隙的正向再循环，该潜在的泄露间隙位于旋转聚结器的静止壳体进口和旋转组件之间。在一些配置中，该多孔介质是纤维介质。过滤介质可以是褶皱状的或非皱褶状的。由压力平衡引起的正向再循环防止未过滤的窜漏气体通过间隙绕过旋转聚结器的介质从过滤介质的上游侧到下游侧。在运行期间，过滤介质的上游侧和下游侧之间的压力平衡保持该正向再循环，这反过来保持高的过滤效率。

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年6月9日提交的申请号为62/173,149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

本申请涉及利用旋转聚结装置的曲轴箱通风(CV)系统。具体地，本发明的领域涉及采用产生正向再循环效应的旋转聚结装置的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。这些气体通常被称为“窜漏”气体。通常，窜漏气体通过CV系统从曲轴箱排出。CV系统将窜漏气体通过聚结器(即，聚结的过滤元件)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)或者返回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通过装置的压降(或升)和除油效率来测量。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分离由窜漏气体悬浮和输送的油滴(例如气溶胶)。通过旋转介质，惯性撞击通过额外的离心力而被增强。除了这一方面之外，在油滴聚结形成较大的液滴之后，较大的液滴通过克服介质纤维的表面阻力而由离心力除去。与固定式聚结器相比，这一方面通过提供改进的排放来提高聚结器中油的收集和排出。反过来，旋转聚结过滤器的改进的排放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，因此在旋转部件和固定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之间可能存在间隙。如果该间隙的径向附近内的旋转介质的清洁侧上的下游压力低于其污浊侧上的上游压力，则该间隙可允许容纳在窜漏气体中的未过滤的气溶胶绕过所述旋转聚结器。示例性的间隙显示在例如堀田(Hotta)的标题为“油雾去除装置”、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对CV系统的效率不利，特别是在气溶胶尺寸较大其中过滤介质去除效率非常高的情况下。

发明内容

一个示例实施例涉及一种CV系统。所述CV系统包括壳体、进口和出口，所述进口被配置成接收来自内燃机的窜漏气体并将所述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所述壳体提供到内燃机进气口和周围环境中的至少一个。所述CV系统还包括位于所述壳体内的旋转聚结器，使得旋转聚结器和所述壳体之间存在间隙。所述旋转聚结器包括第一端盖和过滤介质。所述间隙允许气体在所述过滤介质的清洁侧和所述过滤介质的污浊侧之间流动。所述CV系统包括连接到所述旋转聚结器的中心轴。所述中心轴是可旋转的，使得当所述中心轴旋转时所述旋转聚结器旋转并产生泵送压力，所述泵送压力在壳体内的过滤介质的清洁侧上引起高压并且在过滤介质的污浊侧上引起低压。压差引起窜漏气体的正向再循环，其中已经过滤的窜漏气体的一部分从过滤介质的清洁侧通过所述间隙返回到过滤介质的污浊侧。