具体实施方式

本发明总体上针对一种发动机组件，其中流体引导布置被配置成减少风阻效应对从润滑剂排放口排出的润滑剂的影响。具体地，流体引导布置引导曲轴箱中的流体流动以便辅助来自润滑剂排放口的流体流动。流体引导布置可以通过指引曲轴箱流体流远离润滑剂排放口和/或通过在曲轴箱流体流中引起负压以将排放流体流抽出润滑剂排放口来引导排放流体流。

图1示出了根据本发明的发动机组件10的示例性实施方式。发动机组件10可以包括用于将诸如大气之类的进气指引至涡轮增压器12的进气系统11。涡轮增压器12可以包括与进气系统11流体连通的压缩机13，并且压缩机13可以被布置成经由轴15被涡轮机14驱动。

发动机组件10进一步包括发动机16，该发动机可以被布置成接收来自压缩机13的压缩的进气。发动机16可以与涡轮机14流体连通并且将排气指引至涡轮机14以用于驱动涡轮机14。涡轮机14可以与排气系统17流体连通，用于将排气从发动机组件10指引到大气。

尽管未示出，但是发动机组件10可以包括用于进一步压缩进入发动机16的进气的增压器、排气再循环系统、用于在将排气指引至大气等之前处理排气系统17中的排气以去除污染物的后处理系统等。

发动机16可以是内燃机，例如压缩点火或火花点火发动机，并且在图2中更详细地示出了其实施方式。发动机16包括曲轴箱22。发动机16可以包括发动机缸体20，该发动机缸体可以包括至少一个发动机气缸21和曲轴箱22。该至少一个发动机气缸21可以包括发动机缸体20中的至少一个孔并且曲轴箱22可以被集成在发动机缸体20内(例如曲轴箱22和至少一个孔可以由一体式发动机缸体20形成)。发动机缸体20可以被铸造成包括至少一个发动机气缸21和曲轴箱22的至少一部分，例如如图所示的曲轴箱22的至少上部。

曲轴箱22包括曲轴箱室23，曲轴箱室23至少部分地形成在曲轴箱22的曲轴箱内表面26内。曲轴箱22的下部(即，与至少一个发动机气缸21相对)可以是打开的，并且下部壳体(未示出)可以附接到曲轴箱22以将曲轴箱室23封闭在发动机缸体20、曲轴箱22和下部壳体内。该下部壳体可以包括润滑剂槽盘。

发动机16可以包括至少一个活塞24，该活塞往复地安装在至少一个发动机气缸21内。该至少一个活塞24可以被配置成沿活塞往复轴线19往复运动。发动机16可以包括至少一个进气阀(未示出)，用于选择性地允许可以从涡轮增压器12和进气系统11接收的进气进入该至少一个发动机气缸21。发动机16可以包括至少一个排气阀(未示出)，用于选择性地允许由燃烧产生的排气离开该至少一个发动机气缸21，该排气可以经由涡轮增压器12和排气系统17离开发动机组件10。

发动机16包括可旋转地安装在曲轴箱22和曲轴箱室23中的曲轴30。曲轴30可以在曲轴旋转方向36上围绕曲轴轴线31旋转。该至少一个活塞24可以通过至少一个连杆25安装到曲轴30上，并且曲轴30可以被配置成在围绕曲轴轴线31旋转时提供来自发动机16的功率输出。

燃料例如柴油、汽油或天然气可选择性地提供给至少一个发动机气缸21以与进气燃烧并驱动至少一个活塞24，从而旋转曲轴30并提供发动机16输出扭矩和功率。

曲轴30可以安装在发动机16的主轴承(未示出)上。曲轴30可以包括轴颈32。轴颈32可以包括至少一个杆轴颈32(如图2所示)，该至少一个连杆25能够可旋转地安装到杆轴颈上并且可以包括用于可旋转地安装在主轴承中的至少一个主轴颈(未示出)。该至少一个杆轴颈32可以偏离曲轴轴线31并且该至少一个主轴颈可以与曲轴轴线31对齐。

曲轴30可以包括至少一个曲轴腹板33，该曲轴腹板可以在相邻的杆轴颈32之间连接并延伸。该至少一个曲轴腹板33可以在其旋转过程中跟踪和/或形成曲轴30的曲轴外周长37。当至少一个曲轴腹板33形成曲轴30的最外直径时，曲轴外周长37可以表示曲轴30在其整个旋转过程中达到的最外极限。

发动机组件10包括用于在其周围分配诸如油的润滑剂的润滑系统40。润滑系统40可以包括润滑剂收集槽或储存器，该润滑剂收集槽或储存器可以以润滑剂槽盘的形式位于下部壳体中。润滑系统40可以包括至少一个泵(未示出)，用于在其周围泵送润滑剂。

润滑系统40可以包括用于将润滑剂分配到轴颈32的曲轴润滑系统34，并且如图所示，曲轴润滑系统34可以包括形成在曲轴30内的至少一个管道。该至少一个泵可以将润滑剂通过曲轴30指引至轴颈32。润滑剂可以从轴颈32喷射到曲轴箱室23中并且被收集在润滑剂收集槽中。

润滑系统40包括用于经其排放流体流38的润滑剂排放口42。排放流体可以包括润滑剂和/或空气或气体，并且润滑剂排放口42可以用于将排放流体返回到收集槽。如图2至5所示，润滑剂排放口42可延伸穿过发动机缸体20和曲轴箱22到达曲轴箱室23，使得流过其中的排放流体可被指引向润滑剂槽盘。润滑系统40包括在曲轴箱内表面26处的排放孔46并且润滑剂排放口42延伸至排放孔46。

润滑剂排放口42可以包括至少一个排放通路43，该排放通路延伸穿过曲轴箱22并且到达排放孔46。该至少一个排放通路43可以包括至少一个贯通发动机缸体20的孔，并且任选地铸造或钻削在发动机缸体20中。润滑剂排放口42可以包括至少一个排放管44，其例如经由排放凸缘45安装到该至少一个排放通路43。

润滑系统40可以将润滑剂分配给涡轮增压器12，如图1所示。润滑系统40因此可以包括用于将润滑剂从收集槽指引到涡轮增压器12的涡轮增压器润滑剂入口布置41。润滑剂排放口42可以用于指引排放流体流38，其包括进入涡轮增压器12的润滑剂的至少一部分，从涡轮增压器12引导至曲轴箱室23并且因此引导至润滑剂收集槽上。该至少一个排放管44可以从该至少一个排放通路43延伸到涡轮增压器12。

然而，润滑系统40可以将润滑剂分配至发动机组件10的其他部件，并且润滑剂排放口42可以被配置成用于使排放流体从任何这样的部件返回。润滑系统40因此可以包括从不同部件引出的多个润滑剂排放口42。

曲轴30被配置成驱动并且在使用过程中驱动曲轴箱室23中的曲轴箱流体流48。曲轴箱流体可以包括润滑剂，例如在曲轴30旋转期间从润滑剂收集槽和/或曲轴润滑系统34喷射的润滑剂。曲轴箱流体可以包括气体，例如曲轴箱室23内的空气和/或其他排气等。曲轴30可以通过风阻效应驱动这种曲轴箱流体流48。曲轴箱流体流48可以是围绕曲轴30的环形的和/或可以在曲轴箱22(特别是曲轴箱内表面26)与曲轴30之间。曲轴30可以被配置成驱动曲轴箱流体流48，并且可以在使用过程中驱动曲轴箱流体流48流向排放孔46。曲轴箱流体流48可以延伸经过排放孔46并且可以在与曲轴旋转方向36相同的方向上。

发动机16包括流体引导布置50，该流体引导布置被安装到曲轴箱22上并且与排放孔46邻近或靠近。流体引导布置50从曲轴箱内表面26延伸到曲轴箱室23中。具体地，曲轴箱内表面26可以围绕曲轴30的圆周的至少约50％或至少约60％延伸，并且流体引导布置50可以围绕曲轴30的圆周的小于约50％、小于约25％或小于约10％延伸。围绕曲轴30的曲轴箱内表面26可以与曲轴30分开比流体引导布置50更大的距离。

流体引导布置50被配置成在曲轴箱流体流48流经或靠近排放孔46时引导曲轴箱流体流48。结果，流体引导布置50控制排放流体流38和/或来自润滑剂排放口42的排放流体流38。流体引导布置50可以配置成改变曲轴箱流体流48的方向和/或使曲轴箱流体流48偏离其围绕曲轴箱室23的基本圆形的路径。流体引导布置50被配置成引导和/或偏转曲轴箱流体流48远离排放孔46。流体引导布置50附加地或可替代地减小曲轴箱流体流48经过排放孔46(例如，邻近流体引导布置50)的压力，使得在曲轴箱流体流48中引起相对于润滑剂排放口42中的排放流体流38的压力的负压。图2至图5示出了根据本发明的流体引导布置50的不同实施方式。

流体引导布置50可以包括第一流体引导壁51，其被安装到曲轴箱22上并且至少部分地位于排放孔46上方和/或上游，例如如图2至图5中所示。术语“上游”可以沿着与曲轴箱流体流48相反的方向，并且可以指的是诸如第一流体引导壁51的特征，该特征从排放孔46沿着与曲轴旋转方向36和曲轴箱流体流48相反的方向围绕曲轴箱内表面26定位。因此，曲轴箱流体流48可以在流过排放孔46之前被驱动经过第一流体引导壁51。

此外，如图2至图5所示，当发动机16处于竖直构造时，第一流体引导壁51可以位于排放孔46上方(例如高于但不必与之竖直对齐)。当曲轴箱流体流48朝着排放孔46向下行进时，第一流体引导壁51可以引导曲轴箱流体流48。然而，如果排放孔46在曲轴箱22的相对侧上(例如在图2中的左侧上而不是在如图所示的右侧上)，则当发动机16处于其竖直构型时，第一流体引导壁51可以位于排放孔46下方。因此，在这种布置中，第一流体引导壁51可以在曲轴箱流体流48朝着排放孔46向上行进时引导曲轴箱流体流48。

第一流体引导壁51可以朝向曲轴轴线31和/或曲轴30延伸到曲轴箱室23中并且可以包括第一壁表面52，该第一壁表面可以在第一壁近端与远端53、54之间延伸。第一壁近端53可以位于排放孔46的近侧并且第一壁远端54可以位于排放孔46的远侧。第一壁近端53可以在第一壁远端54的下游并且可以在第一壁表面52的下游。术语“下游”可以指位于沿着曲轴旋转方向36和曲轴箱流体流48的方向上并且与上游方向相反的特征。排放流体流和曲轴箱流体流38、48可以在排放孔46的下游混合在一起。

如图2和图3所示，第一流体引导壁51被配置成偏转或引导流体远离排放孔46，并且第一壁表面52可被配置成指引曲轴箱流体流48远离排放孔46和/或朝向曲轴30和/或曲轴轴线31。第一壁表面52可以被配置成引导或指引曲轴箱流体流48在其经过第一壁近端53时通过第一壁远端54朝向曲轴轴线31和/或曲轴30，使得流体被指引离开排放孔46。第一壁表面52可以在第一壁近端53处比在第一壁远端54处更靠近曲轴轴线31。

第一壁表面52可以是基本凹形的并且可以朝向和/或向内弯曲和/或向内延伸到曲轴箱22中，以引导曲轴箱流体流48远离排放孔46，例如如图2和图3所示。如图2所示，第一壁表面52可以是弯曲的并且可以弯曲到曲轴箱22中。

可替代地，如图3所示，第一壁表面52可以包括凹入地并且任选地弯曲地布置的多个部分55、56、57。因此，第一流体引导壁51和第一壁表面52可以包括多个部分55、56、57，每个部分在与相邻区段55、56、57不同的方向上延伸。第一部分55可以从第一壁近端53基本平行于曲轴旋转方向36延伸。第二部分56可以从第一部分55朝向曲轴箱22延伸并且可以基本垂直于曲轴旋转方向36。第二部分56可以将第一部分55和第一壁近端53与排放孔46分开。第二部分56可以直接安装到曲轴箱22上并且形成第一壁远端54，或者如图3所示，可以通过第三部分57安装到曲轴箱22上，该第三部分可以基本平行于曲轴旋转方向36延伸到第一壁远端54。

第一流体引导壁51可以至少部分地在排放孔46上延伸和/或第一壁近端53可悬于排放孔46上方，例如如图2和3所示。具体地，第一流体引导壁51可以在曲轴旋转方向36和下游方向上至少部分地跨过排放孔46延伸。因此，离开排放孔46的排放流体流38可以至少部分地被指引到第一流体引导壁51上。第一流体引导壁51可以被配置成改变排出润滑剂排放口42的排放流体流38的方向并且将排放流体流38指引到排放孔46下游的曲轴箱流体流48中。第一壁近端53可以延伸跨过排放孔46的直径的至少约25％、至少约50％或全部，该排放孔在图3中示出。排放孔46的下边缘49可以是倒角的，例如如图2所示，以帮助在下游方向上引导流体。

流体引导布置50减小经过排放孔46的曲轴箱流体流48的压力。流体引导布置50可以被配置成相对于润滑剂排放口42中的压力在邻近排放孔46的曲轴箱室23中引起负压。流体引导布置50可以在曲轴箱22中的曲轴箱流体流48与润滑剂排放口42中的排放流体流38之间形成压差。流体引导布置50可以被配置成将排放流体流38从润滑剂排放口中抽出42并进入曲轴箱室23中以与曲轴箱流体流48混合。具体地，流体引导布置50可以被配置成在排放孔46附近引起文丘里效应以形成这种负压。

流体引导布置50因此可以在流体引导布置50与曲轴30之间形成收缩部以使曲轴箱流体流48穿过其中。该收缩部可以包括会聚部分和/或喉部以及在会聚部分和/或喉部下游的扩张部分。流体引导布置50可以在其与曲轴30的最小距离处形成喉部，例如在第一流体引导壁51和第一壁表面52最靠近曲轴30和曲轴外周长37的地方。

如图2和图3所示，第一流体引导壁51可以形成会聚部分和/或喉部，并且扩张部分可以形成在第一壁近端53的下游。第一壁表面52可以例如通过基本凹入而形成会聚部分和喉部，并且该喉部可以在第一壁近端53的上游延伸。扩张部分可以形成在第一壁近端53与排放孔46之间。第一流体引导壁51，并且具体是其第一壁表面52，可以比曲轴箱内表面26邻近排放孔46并且位于排放孔46下游的一部分更靠近曲轴30和/或曲轴轴线31。结果，曲轴箱流体流48的压力可以随着其经过第一壁表面52而增加，并且可以在第一壁近端53和/或第一流体引导壁51的下游减小。因此，与排放孔46相邻的曲轴箱流体流48可以具有相对于润滑剂排放口42中的排放流体流38的负压或更低的压力，使得排放流体流38被曲轴箱流体流48从润滑剂排放口42中抽出。

可替代地，如图4和图5所示，流体引导布置50可以包括扩张部分并且排放孔46可以位于扩张部分中。在这种布置中，第一流体引导壁51可以基本不使曲轴箱流体流48偏转离开排放孔46。第一流体引导壁51可以形成会聚部分、喉部以及扩张部分的至少一部分。第一流体引导壁51可以在其第一壁远端54处最靠近曲轴30、曲轴轴线31和/或曲轴外周长37，并且第一壁远端54可以形成会聚部分和喉部。第一壁表面52可以从第一壁远端54延伸至第一壁近端53，并且第一壁表面52与曲轴30、曲轴轴线31和/或曲轴外周长37之间的间隔可以例如从第一壁远端54至第一壁近端53连续地增加。因此，第一壁表面52可以形成扩张部分的至少一部分。第一壁表面52可以是凹形的并且可以向内延伸到曲轴箱22中。

在第一壁近端53处，第一流体引导壁51与曲轴外周长37之间的间隔可以在约1mm至约10mm或约2mm至7mm的范围内。在第一壁远端54处，第一流体引导壁51与曲轴外周长37之间的间隔可以在约0.1mm至约1mm的范围内。

流体引导布置50可以包括从排放孔46向下游延伸的第二流体引导壁60。第二流体引导壁60可以包括第二壁表面61并且可以从邻近排放孔46的第二壁近端62延伸至远离排放孔46的第二壁远端63。第二流体引导壁60可以在其第二壁近端62处最靠近曲轴30、曲轴轴线31和/或曲轴外周长37。第二壁表面61与曲轴30、曲轴轴线31和/或曲轴外周长37之间的间隔可以例如从第二壁近端62到第二壁远端63连续地增加。因此第二壁表面61可以形成扩张部分的至少一部分。第二壁表面61可以是凹形的并且可以向内延伸到曲轴箱22中。

与排放流体流38的负压相比，如上所述的图4和图5的布置特别适合于在曲轴箱流体流48中引起负压。这可能特别是由于流体引导布置50和曲轴30之间的曲轴箱流体流48具有比曲轴30和曲轴箱内表面26之间的其他地方更低的压力和更高的速度。在流体引导布置50在喉部处最接近曲轴30的地方，曲轴箱流体流48的压力将是最低的，如图4和5所示，喉部可能位于第一壁远端54。因此，排放孔46可以位于喉部。然而，排放孔46可以位于距喉部一定距离处，例如在如图所示的扩张部分中，以便允许从排放孔46自然排放。

如图4所示，至少一个排放通路43的中心线70可以沿着水平轴线71基本水平地延伸。可以理解，当发动机16在使用过程中改变其定向时，例如当机器位于地形起伏上行进时，水平轴线71可能不总是水平的。然而，当发动机16处于其所示的竖直构型时，水平轴线71可以是基本上水平的。水平轴线71可以在基本垂直于曲轴轴线31并且垂直于活塞往复轴线19的方向上延伸，尽管水平、曲轴和/或活塞往复轴线71、31、19可以不相交。

然而，如图5所示，至少一个排放通路43的中心线70可以与水平轴线71成锐角72延伸。这种布置可以帮助排放流体流38通过重力排出。锐角72可以是大约90度，使得至少一个排放通路43的中心线70竖直地延伸。锐角72可以是至少约10度、至少约25度、至少约45度和/或至多约90度。

如图2和图3所示，排放孔46和流体引导布置50可以沿着曲轴30与杆轴颈32对准，例如当流体引导布置50被配置成使曲轴箱流体流48偏转离开排放孔46时。因此，在这样的布置中，流体引导布置50可以使曲轴箱流体流48在其自身和杆轴颈32之间偏转。

然而，如图4和图5中所示，排放孔46和流体引导布置50可以沿着曲轴30与曲轴网33对齐。当流体引导布置50被配置成在曲轴箱流体流48中引起负压时，这种布置可能是合适的，因为流体引导布置50和曲轴30之间的间距较小。如图4所示，曲轴腹板33可以包括配重并且可以不是圆形的。然而，如图5所示，曲轴腹板33可以是基本上圆形的，并且因此可以在曲轴30与流体引导布置50之间基本连续地维持负压。

在图2至图5中，流体引导布置50、第一流体引导壁51和/或第二流体引导壁60被定位成邻近排放孔46并且其间基本没有间隔。然而，尽管未示出，流体引导布置50、第一流体引导壁51和/或第二流体引导壁60可以位于排放孔46附近并且可以与排放孔46分开。例如，曲轴箱22和曲轴箱内表面26的一部分可以在排放孔46与流体引导布置50、第一流体引导壁51和/或第二流体引导壁60之间延伸。间隔可以在仍确保流体引导布置50、第一流体引导壁51和/或第二流体引导壁60足够接近的范围内，使得它们控制曲轴箱流体流48经过排放孔46，从而控制来自润滑剂排放口42的排放流体流38。因此，流体引导布置50、第一流体引导壁51和/或第二流体引导壁60可以与排放孔46相距小于约50mm或小于约25mm。

流体引导布置50，例如第一和/或第二流体引导壁51、60，可以与曲轴箱22和/或发动机缸体20一体地形成，如图2、4和5所示。如图2所示，第一流体引导壁51可以包括延伸到曲轴箱室23中的唇部或突起。特别地，流体引导布置50可以与曲轴箱22和/或发动机缸体20铸造在一起，和/或流体引导布置50可以是包括曲轴箱22和/或发动机缸体20的整体结构的一部分。可替代地，如图3所示，流体引导布置50，例如第一和/或第二流体引导壁51、60，可以与曲轴箱22和/或发动机缸体20分开形成，并随后附接到曲轴箱22和/或发动机缸体20。例如，流体引导布置50可以包括至少一个板或构件，并且可以被焊接或以其他方式接合到曲轴箱22和/或发动机缸体20。结果，可以将流体引导布置50改装成尚未包括这种流体引导布置50的现有发动机16。

流体引导布置50可以沿着曲轴箱22并且沿着曲轴轴线31沿着宽度(在图2至图5中未示出)延伸。该宽度可以至少是排放孔46和/或曲轴腹板33的最大直径。流体引导布置50可以在排放孔46的任一侧上延伸排放孔46的直径的至少一半。流体引导布置50的宽度可以是排放孔46的直径的至少两倍。

流体引导布置50可以被配置成避免在润滑剂的重力下冲击来自排放孔46的流动。如果，如上所述，当发动机16处于其直立构造时，排放孔46位于曲轴箱22的相对侧上并且第一流体引导壁51位于排放孔46下方，则流体引导布置50可以以与图4和5中所示类似的方式布置。因此，流体引导布置50在重力下不影响来自排放孔46的润滑剂的流动。

工业实用性

曲轴30的旋转可以导致风阻效应，该风阻效应可能是围绕曲轴30的空气中的湍流的形式，并且润滑剂在曲轴箱22内围绕曲轴30被抛出。这种风阻效应可由曲轴30周围的空气阻力或摩擦引起。在现有技术的系统中，风阻效应可以将曲轴箱流体流48指引向排放孔46。湍流可能在排放孔46附近引起较高的压力，使得在现有技术的系统中，高压空气和润滑剂被迫返回到润滑剂排放口42中。结果，在这样的现有技术系统中，在涡轮增压器12中可能产生压力差，这可能损害其中的密封，使得润滑剂可能从其中泄漏。

然而，本发明的流体引导布置50控制、调整或调节经过排放孔46的曲轴箱流体流48，并因此控制来自润滑剂排放口42的排放流体流38，例如通过防止曲轴箱流体流48倒退通过润滑剂排放口42和/或通过从润滑剂排放口42抽吸排放流体流38。流体引导布置50可以通过指引曲轴箱流体流48远离排放孔46和/或通过在排放孔46附近引起负压以便将排放流体流38从润滑剂排放口42抽吸到曲轴箱流体流48中来控制曲轴箱22和排放流体流48、38。因此，流体引导布置50可减小排放孔46处的风阻效应，使得较高压力的空气和润滑剂基本不会被迫进入润滑剂排放口42中。