柴油机污染控制系统技术方案

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。

Diesel engine pollution control system

A pollution control system for diesel engines includes a PCV valve and an oil filter placed in a container. The opening / closing state of the PCV is controlled by the controller in response to the gas channeling state, preferably wireless, and the gas channeling state includes air pressure, temperature, composition and / or flow rate. The controller also receives wireless measurement from the embedded gas sensor and is used to adjust the PCV valve. The oil filter clears the particulate matter from the gas and condenses the oil, thereby returning to the engine. The controller adjusts the amount of gas channeling through the system.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】柴油机污染控制系统
本专利技术总体涉及一种用于控制污染的系统。尤其是，本专利技术涉及一种通过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。
技术介绍
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-bygas)”。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。PCV阀从曲轴箱再循环(即放出)窜气进入进气歧管，以待在燃烧期间与新鲜空气/燃料供应一起再次燃烧。由于有害的窜气不是简单地排放到大气，这是特别满足需要的。曲轴箱通风系统还应当设计为限制，或者理想上消除曲轴箱的窜气，以保持曲轴箱尽可能干净。早期PCV阀仅包括单向止回阀。这些PCV阀仅依赖曲轴箱与进气歧管之间的压差来正确发挥作用。当在吸气期间活塞向下行进时，进气歧管的气压变得低于周围的环境大气。这个结果一般称为“引擎真空”。真空将空气抽向进气歧管。因此，空气能够从曲轴箱通过PCV阀抽进进气歧管，PCV阀提供了其间的导管。PCV阀基本上为窜气打开单向通路，以从曲轴箱排放回到进气歧管。如果压差改变(即进气歧管的压力变得相对高于曲轴箱的压力)，PCV阀关闭并阻止气体离开进气歧管进入曲轴箱。因此，PCV阀是“积极的”曲轴箱通风系统，其中仅允许气体沿一个方向流动——从曲轴箱流出并进入进气歧管。单向止回阀基本上是全开或全闭阀。即，该阀在进气歧管的压力相对低于曲轴箱的压力期间完全开启。或者，当曲轴箱的压力相对低于进气歧管的压力时，该阀完全关闭。基于单向止回阀的PCV阀不能够顾及在任意给定时间内曲轴箱中存在的窜气的数量变化。曲轴箱窜气的量根据不同的驱动条件并根据引擎的制造和模型有所变化。PCV阀设计在基本单项式止回阀上有所改进，并且能够更好地调节从曲轴箱排放到进气歧管的窜气量。一种PCV阀设计使用弹簧来相对于通风孔定位诸如圆锥体或圆盘的内部限流器，从曲轴箱到进气歧管的窜气流经该通风孔。内部限流器置于通风口附近某一距离处，该距离与引擎真空相对于弹簧张力的水平成比例。弹簧的目的在于响应曲轴箱与进气歧管之间的压力变化而抽真空。这个设计旨在改进全开或全闭单向止回阀。例如在闲置时，引擎真空为高水平。弹簧偏置限流器设定为考虑到大压差而放出大量窜气，即使引擎正在生成相对少量的窜气。弹簧将内部限流器放置为大体上允许从曲轴箱到进气歧管的气流。在加速期间，引擎真空由于引擎负载的增大而下降。因此，弹簧能够将内部限流器向下推回，以减少从曲轴箱到进气歧管的气流，即使引擎正在生成更多的窜气。然后，随着车辆进入恒定的巡行航速，真空压力随着加速度减小(即引擎负载减小)而增大。再次，弹簧拉回内部限流器离开通风孔，到达一位置，这样大体上允许从曲轴箱到进气歧管的气流。在此情况下，理想的是基于压差增加从曲轴箱到进气歧管的气流，因为引擎在巡行航速上由于更高的引擎RPM而产生了更多窜气。因此，这种改进的PCV阀仅依赖于引擎真空，而弹簧偏置限流器没有优化从曲轴箱到进气歧管的窜气的通风，特别是车辆不断改变速度的情况(例如市内驾驶或高速公路交通停启)。曲轴箱通风的一个关键方面是引擎真空根据引擎负载而不是引擎速度而变化，而窜气量的变化部分地根据引擎速度而不是引擎负载而变化。例如，当引擎速度保持相对恒定时(例如匀速空转或驱动)，引擎真空更高。因此，当引擎空转时(可能是900转每分钟(rpm))呈现的引擎真空量基本上与当在高速公路上引擎匀速巡航时(例如2500至2800rpm之间)呈现的引擎真空量相同。2500rpm产生窜气的速率远高于900rpm。但是，弹簧偏置PCV阀不能顾及到2500rpm与900rpm之间的窜气生产率差，因为弹簧偏置PCV阀在这些不同的引擎速度下承受的进气歧管与曲轴箱之间的压差相似。弹簧仅响应气压变化，而气压变化是引擎负载而不是引擎速度的函数。当例如加速或爬山时，引擎负载通常增大。随着车辆加速，窜气生产量增大，但是引擎真空由于增大的引擎负载而降低。因此在加速期间，弹簧偏置PCV阀可从曲轴箱放出不充足的窜气。这种弹簧偏置PCV阀系统不能够基于窜气生产量放出窜气，因为弹簧仅响应引擎真空。Collins的美国专利5,228,424，其内容通过引用并入本文，是二级弹簧偏置PCV阀的示例，调节从曲轴箱到进气歧管的窜气。具体地，Collins公开了其中具有两个圆盘PCV阀，以调节曲轴箱与进气歧管之间的气流。第一圆盘其中具有一组孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柴油机污染控制系统，包括：具有适配为从柴油内燃机的曲轴箱放出窜气的入口和出口的PCV阀；具有入口和顶部出口和底部出口的油分离器，其中所述入口流体耦合至所述曲轴箱，所述底部出口流体耦合至所述曲轴箱上的回流口，而所述顶部出口流体耦合至所述PCV阀；窜气管线，将所述PCV阀出口流体连通至柴油内燃机上的进气歧管；以及控制器，连接至所述PCV阀，用于响应实时窜气状态选择性调节所述PCV阀的开启/关闭状态，以便调节引擎中的真空压力，并且可调节地增大或减小来自所述曲轴箱的窜气流体流率。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.24 US 14/808,5441.一种柴油机污染控制系统，包括：具有适配为从柴油内燃机的曲轴箱放出窜气的入口和出口的PCV阀；具有入口和顶部出口和底部出口的油分离器，其中所述入口流体耦合至所述曲轴箱，所述底部出口流体耦合至所述曲轴箱上的回流口，而所述顶部出口流体耦合至所述PCV阀；窜气管线，将所述PCV阀出口流体连通至柴油内燃机上的进气歧管；以及控制器，连接至所述PCV阀，用于响应实时窜气状态选择性调节所述PCV阀的开启/关闭状态，以便调节引擎中的真空压力，并且可调节地增大或减小来自所述曲轴箱的窜气流体流率。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制器与所述PCV阀的连接是无线的。3.根据权利要求1所述的系统，进一步包括窜气传感器，连接至所述控制器并嵌入到所述油分离器入口、所述油分离器的顶部出口或窜气管线中的一个，用于实时测量窜气状态，包括窜气气压、窜气温度、窜气成分或窜气流体流率。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述控制器与所述窜气传感器的连接是无线的。5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述控制器和窜气传感器利用超导体取代接线和集成电路芯片组。6.根据权利要求2或4所述的系统，其特征在于，所述无线连接是通过Wi-Fi、无线电、超声波、红外或SMS。7.根据权利要求1-5任一项所述的系统，其特征在于，所述PCV阀利用电...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·V·蒙罗斯，
申请(专利权)人：S·V·蒙罗斯，
类型：发明
国别省市：美国,US