用于在曲轴箱强制通风系统中对曲轴箱 排气污染物进行处理的装置 【发明背景】
1．发明领域
本发明总的涉及内燃发动机中的污染控制装置和效率装置。具体地说，本发明涉及一种安装在内燃发动机的曲轴箱强制通风(PCV)系统中的装置。
2．发明背景
在采用往复式活塞驱动曲轴以传输扭转动力的内燃发动机(例如一普通的汽车发动机)中，众所周知，形成在汽缸燃烧室内的燃烧气体的一部分在压力以及活塞后面的部分真空的作用下越过活塞，进入发动机的曲轴箱区域。这种现象被称之为“窜气”。
除了燃烧气体之外，曲轴箱的通风气体还包含各种数量的未燃烧汽油蒸汽、原汽油、电动机油和电动机油雾。这些原料可以具有从最轻的汽油馏份到最重的润滑油馏份(包括添加剂)的任何分子量。还可以有重的碳氢沉淀物。也可能出现诸如二氧化碳、一氧化碳、氧化亚氮和水等燃烧副产品。积聚在发动机油盘中的油泥和颗粒物也会以环境渣粒和/或灰尘以及来自于分解地油和燃料的碳的形式出现在曲轴箱排出气体中。
这些气体、蒸汽、液体和颗粒物质通过一标准的PCV系统返回发动机的进气歧管，它们包含数量连续变化的无定形有机和无机化合物。与汽油混合的油具有各种可燃程度。汽油越多，闪点越低。随着出现越来越多的油，闪点温度升高。通过PCV系统进入发动机燃烧室的含油蒸汽和含油汽油可延迟点燃，从而降低发动机效率。颗粒和油泥渣污染物可进一步延迟燃烧，增大发动机的污染，特别是增大一氧化碳和碳氢化合物的排放。燃料的经济性也会受到不利的影响。返回发动机进气歧管的颗粒物还会带来以下潜在的问题，即：损坏汽缸壁和活塞环，进而降低发动机的性能和寿命；增大了通入曲轴箱的燃料和水分。此外，通过PCV阀从曲轴箱喷出的各种物质随着时间的流逝而变得不均匀，并且可能导致PCV阀的卡阻和过早失效，从而造成比正常情况更多的更换。
在Malo的美国专利1，772，011、Roper的美国专利3，072，112、Walker的美国专利4，269，607、Goldberg的美国专利4，409，950、Oetting的美国专利4，834，028和英国专利1，572，664中揭示的已有技术的装置旨在使油和/或颗粒物质与内燃发动机气体(如曲轴箱排放物)分离。然而，这些已有技术的装置有一个共同的缺陷，即，这些装置并不适于用在车辆的发动机室内，特别是不适于非常重视发动机室空间的现代车辆。
还已知有在燃烧之后或之前使内燃发动机流体暴露于静电场的装置。Edwards的美国专利3，406，669、bolasny的美国专利3，878，469、bolasny的美国专利4，069，665、McMahon的美国专利4，073，273、Nelson等人的美国专利4，355，969和Dalupan的美国专利5，243，946揭示了这样的装置。
Dalupan的美国专利5，243，950揭示了一种用于对曲轴箱强制通风系统中的气体进行处理的装置，在所述系统中，从曲轴箱散发的气体经过一有过滤介质于其中循环的腔室。气体被约束而通过诸如水或水/乙二醇混合物之类的过滤介质。在通过过滤介质之后，气体总地被导向并经过伸入腔室一部分的离子发射电极。所述腔室和电离装置都是构造成单个装置。虽然借助Dalupan’950的装置可以从曲轴箱排放物中去除某些油和/或颗粒物，并且对“清洁”的气体施加某些电离作用，但还希望进一步提高过滤和电离的效果。此外，Dalupan’950的结构和体积不适于安装在现代的车辆发动机室内。
因此，希望能提供一种用于处理内燃发动机气体，特别是曲轴箱排放物的改进的装置。
本发明的这些和其它的目的将通过说明书(包括权利要求书和附图)而变得清楚。
发明概要
本发明部分地包括一种用于在内燃发动机的曲轴箱强制通风系统中对曲轴箱排放物进行处理的系统，其中包含部分未燃烧和完全未燃烧的碳氢化合物、油、颗粒物和气态的燃烧副产品的曲轴箱排放物被从发动机的曲轴箱抽吸出来，并被引导至发动机的空气吸入部分，以便再循环通过发动机并进一步燃烧。
这种用于在内燃发动机的曲轴箱强制通风系统中对曲轴箱排放物进行处理的系统包括一过滤装置，该装置是构造成能接纳直接从内燃发动机的曲轴箱而来的曲轴箱排放物，基本上可以使所述部分未燃烧和完全未燃烧的碳氢化合物、油、颗粒物和气态燃烧副产品中的至少一种从曲轴箱排放物中分离出来。一曲轴箱强制通风阀定位在过滤装置的下游，用于调节通过过滤装置的曲轴箱排放物的压力。一电子装置定位在所述曲轴箱强制通风系统的下游，用于在将过滤后的曲轴箱排放物传送至内燃发动机的空气吸入部分之前，对过滤后的曲轴箱排放物施加静电电荷。
较佳的是，所述过滤装置包括一壳体，该壳体具有一入口和一出口，壳体的某些部分限定了一第一处理腔室。壳体的入口至少可间接地连接于一内燃发动机的曲轴箱强制通风的出口。壳体的出口至少可间接地连接于一内燃发动机的曲轴箱强制通风的真空口；在第一处理腔室中设置有液体过滤介质，用于使油和颗粒物与曲轴箱排放物分离。至少一个流动引导元件是构造成用于对从曲轴箱流入液体过滤介质的曲轴箱排放物加以约束。至少一个多孔的流动限制元件设置在壳体内，当把曲轴箱排放物引入液态过滤介质，可以基本上防止非气态物质在壳体中通过。
较佳的是，壳体包括一盖子和一基本上中空的容器，容器是构造成能接纳液体过滤介质。
在一实施例中，将入口设置在盖子内，并且流动引导元件包括一管状元件，该元件基本上对准入口，并伸入基本上中空的容器。至少一个多孔流动限制元件包括至少一个流动限制元件，该元件联系于盖子，当内燃发动机真空口对壳体施加的真空度超过预定的量时，该元件可以基本上防止非气态物质从壳体下游流向内燃发动机的真空口。
较佳的是，盖子还包括一盖板元件、设置在盖板元件上的一入口和一出口、以及一对准出口的出口凸台。出口凸台是构造成用于接纳至少一个多孔流动限制元件。一挡板元件基本上密封地附连在盖板元件内，用于在两者之间限定一个第二处理腔室，当盖子位于容器上时，第二处理腔室基本上与第一处理腔室相隔离。一入口通道设置在挡板元件中，用于使曲轴箱排放物从入口流入第一处理腔室。挡板入口通道基本上对准盖板元件上的入口，一中间通道设置在挡板元件上，用于使来自第一处理腔室的处理后的曲轴箱排放物经过盖板元件上的出口流出壳体，该中间通道是设置成基本上不对准盖板元件的出口。
可以在第一处理腔室内设置能方便于曲轴箱排放物中的至少一部分发生化学变化的装置。这种可便于曲轴箱排放物中的至少一部分发生化学变化的装置包括用于在容器内建立起一原电池的装置。用于在容器内建立起一原电池的装置是由下列材料中的至少一种组成的，它们是：由电动势序列中的异种金属制成的元件。
较佳的是，电子装置包括一电子电离装置，该电离装置用于对从具有液体过滤介质的壳体排出的处理后的曲轴箱排放物施加一带电粒子电场，该电离装置位于具有液体过滤介质的壳体的下游。
电子电离装置最好还包括一壳体，该壳体具有一入口和一出口。壳体的某些部分限定了一电子处理腔室，壳体的入口至少是间接地连接于一内燃发动机的曲轴箱强制通风的出口。壳体的出口至少是间接地连接于一内燃发动机的曲轴箱强制通风的真空口。电子电路联系于壳体，并包括至少一个向电子处理腔室发射粒子的发射极销子，用于产生可在曲轴箱排放物中生成带电粒子电场的离子发射。壳体的限定了电子处理腔室的部分包括一个或多个壁元件，它们是构造成能使从壳体的入口进入电子处理腔室并围绕至少一个发射极销子的曲轴箱排放物形成涡旋运动。
较佳的是，液体过滤介质是由水和以下至少一种物质的混合物所组成的，这些物质是：防冻剂、醇和过氧化氢。
在另一个实施例中，本发明还部分地包括一种用于在内燃发动机的曲轴箱强制通风系统中对曲轴箱排放物进行处理的系统，其中包含部分未燃烧和完全未燃烧的碳氢化合物、油、颗粒物和/或气态的燃烧副产品的曲轴箱排放物被从发动机的曲轴箱抽吸出来，并被引导至发动机的空气吸入部分，以便再循环通过发动机并进一步燃烧。
该实施例的系统包括一过滤装置，该装置是构造成含有一液体过滤介质，并能接纳从内燃发动机的曲轴箱而来的曲轴箱排放物，基本上可以使油类物质和/或颗粒物质从曲轴箱排放物中分离出来。这种过滤装置包括一可容纳一种液体过滤介质的壳体。一入口可接纳曲轴箱排放物。设置有用于引导曲轴箱排放物从入口进入壳体中所包含的液体过滤介质的装置，以便分离曲轴箱排放物中的油类物质和/或颗粒物。一出口可允许过滤后的曲轴箱排放物从壳体逸出。设置有用于大体上防止液体过滤介质从壳体逸出的装置。一电子装置定位在曲轴箱强制通风系统的下游，用于对过滤后的曲轴箱排放物进行电子处理。
用于大体上防止液体过滤介质从壳体逸出的装置包括至少一个联系于入口和出口中的至少一个的多孔挡板元件。
在本发明的另一个实施例中，该系统包括一过滤装置，过滤装置是构造成能接纳来自于内燃发动机的曲轴箱的曲轴箱排放物，基本上可以使油类物质和/或颗粒物从曲轴箱排放物中分离出来。一电子电离装置定位在曲轴箱强制通风系统的下游，用于在将过滤后的曲轴箱排放物传送至内燃发动机的空气吸入部分之前，对过滤后的曲轴箱排放物施加静电电荷。该电离装置包括一壳体，壳体具有一入口和一出口。壳体的某些部分限定了一电子处理腔室。壳体的入口至少可间接地连接于一内燃发动机的曲轴箱强制通风的出口，壳体的出口至少可间接地连接于一内燃发动机的曲轴箱强制通风的真空口。电子电路联系于壳体，并包括至少一个可向电子处理腔室发射粒子的发射极销子，用于产生可在曲轴箱排放物中生成带电粒子电场的离子发射。
壳体的限定了电子处理腔室的部分包括一个或多个壁元件，它们是构造成能使从壳体的入口进入电子处理腔室并围绕至少一个发射极销子的曲轴箱排放物形成涡旋运动。
此外，本发明还部分地包括一种用于在内燃发动机的曲轴箱强制通风系统中对曲轴箱排放物进行处理的装置，其中包含部分未燃烧和完全未燃烧的碳氢化合物、油、颗粒物和/或气态的燃烧副产品的曲轴箱排放物被从发动机的曲轴箱抽吸出来，并被引导至发动机的空气吸入部分，以便再循环通过发动机并进一步燃烧。
一壳体具有一入口和一出口。壳体的某些部分限定了一第一处理腔室。如前所述，壳体的入口至少可间接地连接于一内燃发动机的曲轴箱强制通风的出口。同样地，壳体的出口至少可间接地连接于一内燃发动机的曲轴箱强制通风的真空口。可以在第一处理腔室中设置用于使油和颗粒物与曲轴箱排放物基本分离的液体过滤介质。可以将至少一个流动引导元件构造成用于对从曲轴箱流入液体过滤介质的曲轴箱排放物加以约束。
可以将如前所述的至少一个多孔的流动限制元件设置在壳体内，当把曲轴箱排放物引入液态过滤介质时，可以基本上防止非气态物质在壳体中通过。壳体包括一盖子和一基本上中空的容器，容器是构造成能接纳液体过滤介质。入口设置在盖子内，并且流动引导元件包括一管状元件，该元件基本上对准入口，并伸入基本上中空的容器。至少一个多孔流动限制元件包括一流动限制元件，该元件联系于盖子，当内燃发动机真空口对壳体施加的真空度超过预定的量时，该元件基本上可以防止非气态物质从壳体下游流向内燃发动机的真空口。或者，至少一个多孔流动限制元件包括一流动限制元件，该元件联系于盖子，当曲轴箱对壳体施加一真空度时，该元件基本上可以防止非气态物质从壳体上游流向曲轴箱。
盖子最好还包括一盖板元件、设置在盖板元件上的一入口和一出口、以及一对准出口的出口凸台。出口凸台是构造成用于接纳至少一个多孔流动限制元件。盖子还包括一挡板元件，该挡板元件一入口通道和一中间通道，用于使来自第一处理腔室的处理后的曲轴箱排放物经过盖板元件上的出口流出壳体，该中间通道是设置成基本上不对准盖板元件的出口。
设置在第一处理腔室内的、便于曲轴箱排放物中的至少一部分发生化学变化的装置包括用于在容器内建立起一原电池的装置。用于在容器内建立起一原电池的装置是由下列材料中的至少一种组成的，它们是：由电动势序列中的异种金属制成的元件。
在本发明中，液体过滤介质最好是由水和以下至少一种物质的混合物所组成的，这些物质是：防冻剂、醇和过氧化氢。
本发明还部分地包括一种用于在内燃发动机的曲轴箱强制通风系统中对曲轴箱排放物进行处理的电子电离装置，在所述系统中，包含部分未燃烧和完全未燃烧的碳氢化合物、油、颗粒物和/或气态的燃烧副产品的曲轴箱排放物被从发动机的曲轴箱抽吸出来，并被引导至发动机的空气吸入部分，以便再循环通过发动机并进一步燃烧。
如前所述，这种用于在内燃发动机的曲轴箱强制通风系统中对曲轴箱排放物进行处理的电子电离装置包括一壳体，该壳体具有一入口和一出口，壳体的某些部分限定了一第一处理腔室。壳体的入口至少是间接地连接于一内燃发动机的曲轴箱强制通风的出口。壳体的出口至少可间接地连接于一内燃发动机的曲轴箱强制通风的真空口。该电子电离装置还包括联系于壳体的电子电路，该电路包括至少一个向电子处理腔室发射粒子的发射极销子，用于产生可在曲轴箱排放物中生成带电粒子电场的离子发射。壳体的限定了电子处理腔室的部分包括一个或多个壁元件，它们是构造成能使从壳体的入口进入电子处理腔室并围绕至少一个发射极销子的曲轴箱排放物形成涡旋运动。
本发明还包括一种用于将各构件安装到以发动机为动力的车辆的发动机室中的装置。该安装装置包括一第一支架元件，该支架元件具有一纵轴线以及一个或多个连接孔，这些连接孔布置在基本上平行于纵轴线的一排上，该第一支架元件是构造成可附连于一车辆内燃发动机的辅助机构。一第二支架元件具有一基本上L形的构造。第一和第二附连区域是构造成用于连接第一支架元件。第一和第二附连区域是这样布置的，即，当第一支架元件附连于第一附连区域时，可以使第一支架元件取向在具有一定范围的位置上，该位置基本上垂直于当第一支架元件附连于第二附连区域时第一支架元件可能具有的位置范围。第二支架元件还具有一第三附连区域，该区域是构造成可以将第二支架元件附连于车辆发动机室内的一个结构。
附图简要说明
图1是根据本发明一较佳实施例的、用于对曲轴箱强制通风系统中的气体进行处理的装置的示意图；
图2是根据本发明一较佳实施例的气体处理装置的排放物控制装置的侧剖视图；
图3是根据图2实施例的气体处理装置的排放物控制装置的端部剖视图；
图4是图2和3所示排放物控制装置的容器的侧剖视图；
图5是图2和3所示排放物控制装置的容器的端部剖视图；
图6是图2和3所示排放物控制装置的容器的俯视平面图；
图7是图2和3所示排放物控制装置的容器的侧剖视图，示出了可选用的观察窗口；
图8是用于图2和3所示排放物控制装置的盖子的侧剖视图；
图9是用于图2和3所示排放物控制装置的盖子的端部剖视图；
图10是用于图2和3所示排放物控制装置的盖子的俯视平面图；
图11是用于图2和3所示排放物控制装置的挡板处于颠倒位置时的侧剖视图；
图12是用于图2和3所示排放物控制装置的挡板处于颠倒位置时的端部剖视图；
图13是用于图2和3所示排放物控制装置的挡板的俯视平面图；
图14A是用于图2和3所示排放物控制装置的内进气管的侧剖视图；
图14B是用于图2和3所示排放物控制装置的内进气管的另一个实施例的侧剖视图；
图15是根据本发明另一个实施例的排放物控制装置的侧剖视图；
图16是图15所示的根据本发明另一个实施例的排放物控制装置的端部剖视图；
图17是用于根据本发明一较佳实施例的装置的电离器的各构件的分解立体图；
图18是图17所示实施例的电离器的部分剖开的立体图；
图19是图17所示电离器的剖开的俯视平面图，示出了通过电离器电极的气体迷宫；
图20是一示意图，示出了用于图17所示的电离器的电路板是如何布线的；
图21是用于图17所示电离器的一个晶体管振荡器的电路示意图；
图22是用于液体过滤装置的安装支架的一部分的侧视图；
图23是前述安装支架一部分的端部视图；
图24是安装支架一部分的俯视平面图；
图25是用于前述液体过滤装置的角撑件的侧视图；
图26是前述角撑件的端部视图；
图27是角撑件的俯视平面图；
图28是角撑件的侧剖视图；
图29是附连于液体过滤装置的安装支架的俯视平面图；
图30是处于某一取向的各支架元件侧视图；
图31是处于另一取向的各支架元件侧视图；以及
图32是处于又一个取向的各支架元件侧视图。
对本发明的详细描述
虽然本发明的实施例很容易有各种不同的形式，但是结合附图详细描述了本发明的若干个特定的实施例，这些实施例应该被理解为是对本发明原理的举例，本发明并不限于这些实施例。
图1是根据本发明一较佳实施例的、用于对曲轴箱强制通风系统中的气体进行处理的装置20的示意图。装置20是构造成能改装到现有的内燃发动机系统中，但该装置也可以经过适当的改进而作为一原始的设备，这同样不偏离本发明的范围。装置20包括排放物控制装置25，该控制装置通过软管适配器35和软管40连接于发动机30。软管适配器35是构造成可在原来的PCV阀门位置36插接入发动机30。用于发动机30的原来的PCV阀45例如通过一适当尺寸的软管连接于排放物控制装置25的出口，并通过软管50连接于电子装置55，该电子装置是一个电子电离器，经过它，“净化了的”气体被送出。电子装置55再通过软管60连接于处在内燃发动机的进气歧管/化油器67处的PCV真空口65。如果没有本发明的系统，曲轴箱排放物的传统路线是从发动机上的PCV口子到真空口，如图1中的虚线所示。
图2-14A、14B示出了排放物控制装置25。容器70和盖子75形成了一个用于容纳液体过滤介质的箱体。盖子75上形成有圆柱形入口80和出口85。入口管接头90最好是螺旋接合在入口80中，而出口管接头95最好是螺旋接合在出口85中。在其外周边上附连有垫圈元件105的挡板100以插入和摩擦的方式接纳在盖子75中。重要的是，垫圈元件105可以在盖子75和挡板100之间形成一个基本上气密和液密的密封，从而便于将曲轴箱排放物从装置25抽出并经过处理系统的其余部分。此外，密封是必须的，以防止例如由于发动机振动而可能导致的过滤溶液溢出和渗漏的现象。较佳的是，垫圈105是用在硬度计上测得的硬度为40-50的含氟聚合物制成。紧固杆的下端最好是螺旋地或固定地接纳在容器70的凸台115中。紧固杆110的上端穿过挡板100和盖子75，螺旋地接合一紧固件，例如翼形螺母120。为了确保获得适当的密封，可以用手使翼形螺母120实现紧配合。
较佳的是，容器70、盖子75和挡板100都是用耐用的塑料制成，这些塑料可以承受与发动机室的环境相关的热和振动。此外，制造容器70、盖子75和挡板100的材料应该可以耐受从中经过的曲轴箱排放物的腐蚀，以及储藏于其中的化学物质的腐蚀，这将在下文中详细描述。
图5-7进一步示出了容器25的细节。在本发明的一较佳实施例中，容器70是用一种基本上不透明的材料制成的。可以设置一窗口71(如虚线所示)，以便观察排放物控制装置25中的液体溶液的液位。或者，容器70可以用透光的或透明的材料制成，以便对其中包含的液体溶液进行观察。无论其构造如何，该容器都应该能承受在特定环境下的化学或物理的影响。
盖子75和挡板100是构造成能迫使从入口90而来的曲轴箱排放物流过排放物控制装置25内的液体溶液。容器70内的液体溶液的液面高度最好是与挡板100上的敞开的管状凸台130的下端相齐平。在容器70的内表面上可以设置相应于容器内的液体溶液的体积的数值标记。如果容器70是用透光或透明的材料制成，或者具有透光或透明的窗口，就可以将体积标记设置在容器的外表面上。
图8-10示出了包括入口80和出口85的盖子75。较佳的是，可以将一聚合物过滤器插接在出口85中。或者，可以在出口85的下端设置一个喷雾器圆盘，以防止液体溶液从出口85大量地流出，否则，可能会由于真空口对排放物控制装置25的真空抽吸而发生溶液大量流出的情况。
图11-13示出了挡板100。挡板100在图11和12中处于颠倒的状态，它包括外周边125、入口凸台130和中间凸台135。入口凸台130可插接内进气管140(图14A)，内进气管最好也是由塑料或类似的材料制成。中间凸台135最好是构造成能接纳一聚合物过滤器，以便阻止液体溶液或者其大的液滴通过，并限制雾或蒸汽通过。或者，可以在中间凸台135的一端设置一个喷雾器圆盘。
在本发明的一较佳实施例中，为了进一步确保气体流受到正确的引导并且没有泄漏，除了垫圈105之外，还在挡板100的孔107中设置了一个弹性孔圈106。孔圈106是圆环形的，从而使紧固杆10可以穿过孔圈106。
当把排放物控制装置安装于内燃发动机时，重要的是要将排放物控制装置安装在发动机的曲轴箱和PCV阀之间。将PCV阀重新定位在排放物控制装置的下游可以防止由于真空度增加而使箱体内的液体过滤介质被快速地或不受控制地排出或损失。此外，保留PCV阀之后，在PCV阀的控制下，可以防止由于相对较小的压力损失(较高的真空度)而造成溶液的沸点下降得很多。溶液和PCV污染物的其它物理特性，如蒸汽压力和冷凝，也会受到较高的相对真空的影响。通过将容器定位在PCV阀的上游，可以将真空度限制在受到原来的设备阀控制的水平。
可以采用一通用的塑料连接器来将排放物控制装置25安装在原来的PCV位置上。该连接器是软管倒刺型的(类似于图3所示的入口和出口管接头的连接端)，以允许连接汽车管子或软管，从而在原来的PCV位置和排放物控制装置之间形成所需的气态连通。排放物控制装置25的入口管接头90也采用软管倒刺型的接头，最好是直角的，从而使用于曲轴箱排放物的汽车软管气态地连通于装置25。软管倒刺接头螺旋接合在盖子75中。入口管接头90和盖子75连通于内进气管140，该内进气管可为装置25提供很多功能。
内进气管140的功能包括：
1)使曲轴箱排放物与容纳在装置25中的溶液以及可能放在装置25中的其它物质形成气态地连通；
2)提供减压和气体旁通，以控制装置25中的溶液的通风、控制溶液损耗、消除在发动机启动和工作过程中对曲轴箱的液压背压；
3)在由于维护较差、忽视或损坏而造成在装置25中产生冻结或其它堵塞的情况下，可提供曲轴箱排放物的失效前保护动作；
4)提供防回流保护，以消除由于不熄火、回火或其它可能导致气体逆流的工况而将溶液吸回曲轴箱。
内进气管140位于装置25内腔的前部。这样就允许溶液在通风过程中以环流运动的方式混合。这样还允许流体流过位于装置25中的催化物，还可以使溶液与曲轴箱排放物连续地混合。
曲轴箱排放物在入口管接头90的肘弯处转过90°。这样就可以使在气体软管中传送的颗粒物和/或油/燃料第一次惯性中断或转折。这些物质将撞击到肘弯壁上，使固体/液体物质很快减速。随后，曲轴箱排放物向下进入内进气管140，该内进气管延伸至液体溶液液面下方的靠近装置25底部的位置。随后，曲轴箱排放物中所包含的固体和液体物质相对于装置25的出口成180°地撞击液体溶液和装置的底部，并陷入在装置25中。
内进气管140在正切于垂直流动方向的顶部附近有一个连通于装置25的通气口141。该通气口位于溶液液面和挡板100的上方，以提供如上所述的减压、通风控制和防止回流的作用。也就是说，如果溶液冻结，来自发动机的吸气口的吸气作用还是能将某些曲轴箱气体以绕过冻结溶液的方式流过该装置。此外，由于众所周知的在发动机工作过程中的真空作用的方向逆转(尽管逆转的抽真空的大小没有正常的抽真空那么大)，所以通气口141可以防止曲轴箱施加太大的抽吸作用而将气体和/或过滤溶液吸入曲轴箱。
通气口处的较佳的水平气体流向相对于气体在PCV软管中的流向转过360°，或者说相对于肘弯处的颗粒冲击区域转过180°。通气口的尺寸可以使容器溶液的气态流通变得最大，并且不会造成溶液下游的实际损失。内进气管140还包含位于管子底部的若干个开口142，用以引导曲轴箱气体、蒸汽、颗粒等与溶液接触。开口的数量和尺寸是可以变化的，并且可以围绕管子分布。还可以在管子的底部附近，以及在管子底部上方的某些高度上设置径向的开口。管子140端部的内侧可以是锥形的，例如从一种实心材料来加工管子140的内开口而形成所述锥形。或者，管子端部的内侧(例如管子140’)可以基本上是平的，如图14B所示。
可用于装置25的较佳溶液包括未抑制(uninhibited)食品等级或USP等级的1，2二羟基丙烷和水。二羟基丙烷(丙二醇)是一种防冻剂。这种物质的冻结点是-76°F(取决于具体的混合物)，从而能在较低的温度下提供防冻保护。可以在溶液中添加甲基、乙基、异丙基、丁基或其它的醇类，藉以提高燃料、油、油泥渣和蒸汽相对于溶液的溶解性。乙基和异丙基的醇是较佳的，因为这些醇相对于汽油和水的溶解性比较好。可采用乙醇来制造汽油一乙醇混合的汽油燃料。异丙醇可以用于气体管道的防冻，并且不会像甲醇那样产生混浊。
采用未抑制食品等级或USP等级的丙二醇是因为它具有较低的毒性、环境适应性(在与油、油泥渣和其它污染物混合之前)、乙基没有染料、颜色和抗氧化剂。由于试剂纯净度的关系，USP等级是比较理想的。
与乙二醇相混合的水是这样一种净化水，即，其在本发明系统的25℃温度的条件下具有100，00欧姆-厘米的最小电阻率。处于100，000欧姆-厘米条件下的净化水与具有小于5.0ppm总电离固体的水相一致。这种水可以通过反渗透、蒸馏、去电离或这三种方法的组合来制备，并且应该含有少于10.0ppm的硅(如SiO3)。离子含量高于5.0ppm的水会影响腔室下游的电离器的作用，特别是当水中出现二价阳离子时。
染料、油、油泥渣等与乙二醇的混合作用基于同类物质溶解同类物质的化学原理。例如，电动机油可溶解于汽油，汽油可溶解于酒精和乙二醇，而酒精和乙二醇可溶解于水。上述组份相互混合的结果就是产生燃油、乙二醇/乙醇以及水的乳浊液。这种乳浊液包含大量的燃油小液滴，它们即使在通风或搅动停止之后也会保持为小液体的状态。这种效应类似于将肥皂或洗涤剂用于这些材料，但是在过程中又不产生泡沫或肥皂泡。乳浊液的生成使燃油与乙二醇的接触面积成指数地增长，从而大大提高油的氧化趋势(分解)。完全混合的组份具有较低的闪点。由于悬浮颗粒(液滴)的缘故并且由于未溶解的组份被更多的易燃物包围，所以不完全溶解的组份也会较早地燃烧。乙二醇蒸汽和雾是可燃的。相互混合的燃油和乙二醇蒸汽/雾也是可燃的。水可以使系统延迟，并且与乙二醇结合而限制蒸发。在与发动机排放物接触之前，溶液中的所有前述材料都是环保型的和无毒的。
在装置25的工作过程中，燃油滴分裂成为乙二醇/水蒸汽中的气溶胶。这样就可以由装置25来提供一种蒸汽或雾，与直接来自于标准PCV系统的油/汽油混合物、颗粒和油泥渣相比，它们具有非常小的闪点。换言之，通过使重的油和汽油分散入溶液，并使某些碳氢化合物和气体溶解入溶液，就更容易通过被动的控制来实现燃烧。从装置25排出的烟、蒸汽和雾具有较低的和更一致的闪点。如果没有装置25，到达燃烧室的油和汽油的浓度基本上是不可控的。可以使重的高闪点油与低闪点燃料和气体相间隔地进入燃烧室，该过程即使在燃烧时也是可以中断的。
乙二醇包含重量百分比为42％的氧。乙醇包含重量百分比为35％的氧。一氧化碳和二氧化碳是以一种等于各组份分压力的速率被吸收入溶液的。这种吸收受到装置25中可获得的压力或缺少的压力的限制。二氧化碳可以溶解于水而形成碳酸。这将进一步增大溶液中的氧含量。一氧化二氮可少量地溶解于水和乙醇。然而，氮的氧化物可通过其中的氧含量来支持燃烧。通过增加溶液中可获得的氧的数量，可以提高有效燃烧的可能性。另外，将用于燃烧的氧维持在较高水平，就可以限制产生更多的氮氧化物。在燃烧之前，气体中的碳氢化合物(燃油)也会在溶液中发生氧化。
可以对溶液添加试剂级的过氧化氢，其为ACS等级的可变浓度，但是不会超过大约8％重量百分比的浓度，最好是3％的重量百分比，以作为部分的或全部的水组份。添入溶液的过氧化氢是一种有助于溶液中的有机化合物分解的强氧化剂。较浓的过氧化氢将使乙二醇和其它有机物迅速分解。过氧化氢还会提高溶液中的氧含量。
这种液态过滤溶液的较佳配方是：
体积百分比为37％的水(如上所述的去离子和净化水)；
体积百分比为55％的丙二醇；
体积百分比为5％的乙醇和/或异丙醇；以及
体积百分比为3％的过氧化氢溶液(重量百分比为3％)。液态过滤溶液的这些组份和比例可以根据特定的场合和/或原料的可得性而发生变化。
还可以在溶液中放入催化物，以助于曲轴箱有机物的分解。这些催化物可以包括当暴露于水时能生成一原电池的异种金属。原电池效应(腐蚀)将在溶液中产生羟基自由基。这样，按照所用金属的类型，可以将多价的金属阳离子释放入溶液。在数量较多的情况下，多价阳离子会影响下游的电离电极。因此，用于原电池的异种金属应该在电动势序列中相对比较靠近，以限制腐蚀的速率。
虽然可用于溶液但稍欠理想的异种金属的例子是铜和铝。更理想的例子是锌-铜金属对。构成异种金属的较佳材料是电动势序列中比较靠近的异种金属。这样就可以在装置25中产生一个非常低而且慢的氧化/还原电势，并为系统提供比较好的控制。铝和铜在电动势序列中离得非常远，并处于会快速自毁的状态。诸如锡和船用黄铜之类的金属可以提供合适的、低活性的原电池。
可以获得诸如KDF 55加工介质和KDF绒之类的合金，以提供曲轴箱有机排放物分解所需的氧化/还原电势。这种材料是用锌和铜制成，其比例使其在与水接触时能提供有效的氧化/还原电势。这种材料通常用于水的净化，与使曲轴箱排放物中的有机物分解的机理相类似。磁性或非磁性的铁酸锶和铁酸钡(Strontium and barium ferrite)也可以在溶液中产生羟基团。
催化物的目的是在溶液中产生羟基自由基(OH-)。羟基团可以使水溶液中的有机化合物分解。羟基自由基破坏有机化合物的能力是众所周知的。由羟基自由基破坏的轻有机物的最重副产品是二氧化碳和水。然而，在氧化/还原的过程中，曲轴箱排放物中的重油将分解成比较小的、低闪点的、分子重量的化合物。这将在容器内产生低分子重量的、具有较低闪点的中间有机化合物。即使当发动机关停时，这些化学反应也将在装置25内持续进行。
实际上，由于曲轴箱气体的速度很高，其在装置25中的停留速度非常短，因此，对尺寸适用于普通车辆的装置而言，要利用装置25使曲轴箱排放物中的有机物完全分解/转化是不可能的。然而，通过采用商业上合理的材料，可以使装置25在曲轴箱排放物的品质方面获得显著的改善。
用于溶液的原料应该是选择成能提供合适的气体处理特性，但另一方面又具有合理的经济性。例如，可以将商品名为SIERRA的、基于丙二醇的防冻剂用作溶液的基础。可以将铜、黄铜或青铜金属用作催化物。可以采用由含铜材料形成的铜的氧化物来帮助氮氧化物的分解。如果经济上允许，也可以采用金和铂。
一旦曲轴箱排放物进入装置25和溶液，特别是所有的碳氢化合物和颗粒物质会陷在装置25中。因此，只有较轻的碳氢化合物和气体能逸出装置25，并行进至进气歧管。较轻的碳氢化合物应该主要由低闪点的碳氢化合物蒸汽、雾和气体组成。这样就可以将曲轴箱排放物控制在更适于燃烧的水平，从而减少排放物并提高燃料经济性。
当车辆运行在粗糙表面、陡峭表面或倾斜表面时，装置25中的挡板100可防止直接吸入溶液。万一溶液溅到挡板100的下侧，设置在中间凸台135上的、最好具有225微米的公称孔径的过滤装置可以起到防护作用。该过滤装置可以防止颗粒进入到挡板的上方。进入挡板上方的溶液将会被送回容器。挡板过滤器的角度和高度可防止将溶液直接吸入装置25的出口管接头95。还可以在盖子75和出口85上设置一最好具有225微米公称孔径的过滤装置。随着来自于装置25的排出气体的速度而抵达该位置的液体将被分裂成很多小液滴。
较佳的过滤装置可以从Porex Industries购得，并且是用聚丙烯材料制成的。或者，可以采用一具有基本上类似的公称孔径的金属丝网。
图15-16示出了根据本发明另一个实施例的排放物控制装置25’，其中结构和功能类似于图2-14A、14B所示实施例中的元件是在标号后面加(’)来表示的。装置25’具有一基本上平的挡板100’、用于接纳内进气管140’的大孔130’、以及多个较小的中间孔135’。内进气管140’的下端具有一阶梯构造，其上具有若干个沿轴向和径向延伸的小孔142’。
当车辆运行时，随着时间的流逝，会由于蒸发和/或化学反应而使装置25中的溶液有所损耗。可以根据特定的发动机维持装置液位水平的需要来添加溶液。然而，为了从容器中除去油的残留物和颗粒物，有时必须完全取出溶液，并对装置的内表面加以清洁。较佳的是，装置25的尺寸应该是这样的，即，在正常的工作条件并假设正常消耗的情况下，应该在每当更换曲轴箱油(即每三个月或每驾驶三千英里)时将溶液全部换掉。
除了用装置25(25’)对曲轴箱排放物进行物理的和化学的处理之外，还已经确定，借助电离对离开装置25(25’)的“清洁”气体进行处理也是有益的。因此，除了装置25以外，用于处理曲轴箱排放物的装置还可以包括一用于对曲轴箱排放物进行电处理的装置。图17-21示出了一用于本发明的电离装置。
电离装置55包括底座155，该底座带有迷宫壁160和165，并在电离装置55的入口处具有斜壁167。可以在底座155的外周壁的内表面上设置有凸边170，中间壁175可以抵靠于该凸边。中间壁175还抵靠于壁160、165、167的上端，以形成充电腔迷宫178。中间壁175具有多个小孔180，发射极销子穿过这些小孔进入壁160和165之间的充电腔迷宫178。发射极销子185从电路板190突伸，在电路板上覆盖有盖板195。底座155包括入口管接头200和出口管接头205，它们分别连接于底座155的壁上的相应小孔。迷宫壁160和165分别具有让气体通过迷宫178的开口210和215。当把电离装置55的各构件组装起来时(最好至少是底座155和盖板195是用耐用塑料制成，并且相互密封地接合)，就可以形成一个气密的通道。可以相信的是，迷宫壁160、165和斜壁167的构造对通过电离装置的“清洁”曲轴箱气体流引入了一种涡旋作用，使得通过电离装置的气体、蒸汽等的充电最优化。虽然图中示出了一种特别的迷宫构造，但是，只要能产生涡旋作用，还可以根据特定场合的需要对该构造加以变化，并且不会偏离本发明的原理。
电路板190的各构件最好是包括一直流电一交流电转换器220，该转换器是用来将汽车内可得的DC电压转换成AC电压，再通过一具有合适电压放大系数的变压器225放大，以便为多级的、电容联接的、串联的二极管阵列电压倍增器230提供电压和电流，该倍增器是布置成能给发射极销子185提供最佳的粒子充电。如前所述的发射极销子185伸入充电腔迷宫178。通过迷宫178的曲轴箱排放物在迷宫廓形表面的作用下涡旋和反涡旋，从而与发射极销子185实现最佳的接触。最佳的接触可以促使气体和气态的颗粒实现最佳的充电。因此，将产生传送至吸入空气流的最佳数量的充电颗粒。
必须仔细考虑零部件的制作，以避免影响和/或干扰用于车辆中或附近的车载发动机控制计算机或其它电子装置。正确的屏蔽、反馈保护和绝缘是重要的。可以相信，频率为15-20kHz是较为适当的，不会造成很大的干扰问题，但也可以根据需要和/或根据安装有本发明装置的车辆或设备的其它特性而采取其它的频率。
可以相信，可产生非常合适的充电场的电压可低至600v。尽管电离电压有一些作用，但为了实现期望的性能，电压范围最好是在1200-8000v的范围内。
图21是用于电离装置振荡器的一个可能的电路示意图。虽然已经提供了用于各种构件的期望的数值，但熟悉本技术领域的人员在本发明揭示内容之前就可以改变这些电路并改变数值来制造合适的电离装置，并且不偏离本发明的范围。此外，还可以对电子连接的特别构造和布置加以变化而不偏离本发明的范围。
本发明的电子装置55可以与液体处理装置25一起使用，即用于装置25的下游位置。或者，也可以将电子装置55用在从PCV阀门到进气真空口的流动通道内，与将装置55与液体处理装置25一起使用的情况相比，这样做需要更频繁地对电子装置55进行清洁以去除油/颗粒沉淀物。
与在一单个大壳体中安装液体过滤器和电离装置的已有技术的装置不同，本发明将这两种功能分开而成为两个单独的装置。这样就使电离器位于液体过滤装置的下游，并且还位于PCV阀的下游。此外，本发明的构造允许电离装置在物理的空间限制和发动机的热允许的情况下，尽可能靠近进气歧管/节气门本体。这样，就提高了充电颗粒的场的体积和强度。电离装置离气体歧管等越远，充电的颗粒和气态颗粒就越可能损失它们的电荷。理想的是，如果可行，从进气歧管开始的直线距离最好是大约1英尺。
气体电离所带来的某些优点是：促使曲轴箱排放物中的可燃元素更容易燃烧；在燃烧系统中引入一种“清洁”作用，从而促使清洁器燃烧、排出或去除碳氢化合物沉积物、以及防止腐蚀。
本发明还包括一构造成用于安装排放物控制装置的安装系统，如图2、3、22-32所示。该安装系统包括一第一平支架240，该支架安装于盖子70，能通过多个安装孔245围绕“z”轴线作前后调节，通过使该支架围绕选定的安装孔转动就能围绕水平的“x”轴线作角度调节。一带角度的第二支架250借助一螺钉257连接于平支架240，该螺钉穿过支架240的凸耳243、244上的小孔241和242，并穿过支架250的凸耳253、254上相应的小孔251、252。支架240、250可以用任何合适的材料制成，例如金属或耐用塑料。该连接装置可以作为一铰链，并且能围绕垂直的“y”轴线作角度调节。可以在螺钉257的一端设置一个紧固领域众所周知的带齿锁定垫圈256，该垫圈被压缩在凸耳253、254之一与凸耳242、243之一的中间，以便在螺钉257被拧紧时提供一夹持力，以帮助支架240相对于支架250以一个选定的角度定位。在图29所示的实施例中，螺钉257的端部被拧紧，孔241的内侧与螺钉257螺旋接合。
可以选择凸耳253、254之一来相对于支架240水平的或垂直的定位。具体地说，各凸耳253、254允许支架240相对于支架250在一定的角度范围内定位。当利用凸耳253时所获得的位置范围是以这样一个位置为中心的，即，基本上垂直于当采用凸耳254时的定位中心的那个位置。这种设计可允许沿“x”、“y”和“z”轴线方向进行调节，从而为装置25赋予了能安装于各种车辆的各种不同发动机室的通用性。
支架250还有两个小孔258，这两个孔是构造成能借助螺栓或金属螺钉将支架250附连于发动机室内的某个结构。
图30-32示出了支架240和250的可以获得的三种可能的取向。
本发明装置的典型安装步骤如下所述。
1．定位和除去原来的PCV阀和软管。
2．将装置25安装到一个合适的位置上，允许触及入口和进口管接头。
3．将软管适配器安装到原来的PCV孔圈内。
4．借助合适的管接头和夹紧件，将新的PCV软管的一部分从先前安装的软管适配器引导至装置的入口管接头。装置25应该是安装成使入口和出口管接头基本上竖直的并位于顶部。
5．将具有正确尺寸的出口管接头安装到装置25的出口中，将一个长度为1/2″或3/4″的短的ID软管连接于PCV阀OD和出口肘弯，然后再将原始的PCV阀安装到该软管中，将新的PCV软管从PCV阀引导至进气歧管处的PCV口子。将电子组件设置在一个合适的位置上，并将其安装在PCV阀和发动机之间的PCV软管中。用尼龙扣带固定软管和电线，以便整齐地安装。夹紧所有的软管接头。
6．通过去除翼形螺母而取下装置25的顶部，将溶液充填至所需工作液位。
7．将一负/黑导线从电离装置55连接至一良好的车辆接地点，将正/红导线连接至一具有+12vDC的电路，该电路上的点火键处于运行位置。
8．检查软管的布置以防干涉，启动发动机并运行30秒，关停发动机并检查泄漏情况。
可以相信，本发明的装置通过减少未燃烧或未完全燃烧的碳氢化合物、一氧化碳和氮氧化物，改善了曲轴箱排放物的排放。还可以获得燃油效率方面的改善。
上面的说明和附图仅仅是为了对本发明进行说明和描述，本发明并不限于此，而是限于所附权利要求的范围。熟悉本技术领域的人员在本文揭示内容的基础上还可以作出各种变型和改动而不偏离本发明的范围。