CN101260819A - 发动机曲轴箱油气分离系统及其油气分离方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种发动机曲轴箱油气分离系统，设在发动机曲轴箱通风系统中，包括与曲轴箱油气出口(13)相连的油气分离器(5)，所述的油气分离器(5)的气体出口与进气总管(12)进气端的管路连通，在所述的曲轴箱油气出口(13)与油气分离器(5)相连接的管路上，设中冷器(8)。采用上述技术方案，在曲轴箱通风系统的基础上，增加中间冷却部件，对曲轴箱出来高温混合油气进行冷却。随着温度下降，可使高温混合油气中的油由气态变成液态，提高混合油气的液态含量。部分油气可以直接在中冷器凝结分离，液态油雾可在后面的油气分离中分离出来，提高油气分离器效果。
Description
技术领域
本发明属于汽车构造的技术领域，涉及汽车发动机的结构，包括汽油机特别是缸内直喷汽油机、柴油机。更具体地说，本发明涉及一种发动机曲轴箱油气分离系统。另外，本发明还涉及上述油气分离系统所采用的油气分离方法。
背景技术
目前，在汽车发动机曲轴箱通风系统中，油气分离的方式一般采用龙卷风式的油气分离器和迷宫式油气分离器等。龙卷风式油气分离器的工作原理是通过形成一定的气流，利用离心力，对油气中的小油滴进气分离。迷宫式油气分离器的工作原理是采用迷宫对油气进行分离。上述方法都只能用于液体和气体的分离。
但是在实际运用中往往出现油气分离效果差，影响发动机正常工作。
一般发动机曲轴箱通风系统，特别是汽油直喷发动机，油气分离效果不好，导致机油进入进气系统，再进入发动机燃烧系统燃烧，导致燃烧状况不良，燃烧系统积碳过多等等。同时，由于一般油气分离器不带冷却系统，油在油气分离器中有相当一部分仍保持气体状态而非液态，两种气体状态的油和空气经过油气分离器是不会产生分离的，大大降低油气分离效果。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种发动机曲轴箱油气分离系统，其目的是提高对发动机排出气体的进行油气分离的效果。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：所提供的这种发动机曲轴箱油气分离系统，设在发动机曲轴箱通风系统中，包括与曲轴箱油气出口相连的油气分离器，所述的油气分离器的气体出口与进气总管进气端外的管路连通，在所述的曲轴箱油气出口与油气分离器相连接的管路上，设中冷器，从曲轴箱油气出口流出的油气混合气体通过所述的中冷器进入油气分离器。
利用中冷器对曲轴箱出来高温混合油气进行冷却，使其中的气态油尽可能成为凝结为液态，提高油气分离的效果。
为使本发明更加完善，还进一步提出了以下的更为详尽和具体的技术方案，以获得最佳实用效果：
所述的中冷器上设回油管，该回油管从所述的中冷器的下方与油气分离器的回油管相通，并通入发动机的油底壳。
中冷器的冷却方式可选择采用以下两种方法中的一种：
所述的中冷器的冷却方式为风扇冷却式，即在中冷器的壳体外设置冷却风扇，采用吹风或吸风的方式对中冷器进行冷却。
或者，所述的中冷器的冷却方式为冷却水冷却方式，即在中冷器的壳体内部，设置冷却水的管路，其中的冷却水通过独立设置的冷却系统进行循环；或者通过与发动机共用的冷却系统进行循环。
所述的油气分离器的气体出口的管路上，设压力控制单元，所述的压力控制单元通过信号线路与发动机电控单元连接并向发动机电控单元传输压力信号；还接受发动机电控单元发出的控制信号，对管路内的压力进行调节。
根据发动机是否为增压式，可以采用以下两个技术方案中一个：
所述的发动机为增压式的发动机，所述的油气分离器的气体出口的管路分支为两条管路，其中的一条管路与空气滤清器和增压器之间的管路连接；另一条管路与进气总管前的节气门连接；上述两个连接处均设有防止气体回流至油气分离器的单向阀。
或者，所述的发动机为非增压式的发动机，所述的油气分离器的气体出口的管路与进气总管前的节气门连接，其连接处设有防止气体回流至油气分离器的单向阀。
为了实现与上述技术方案相同的目的，本发明还提供了以上所述的发动机曲轴箱油气分离系统所采用的油气分离方法，该方法的油气分离过程为：
发动机曲轴箱产生的高温气态的油液和空气的混合气体，从曲轴箱油气出口通过管路进入中冷器；
中冷器通过风冷或水冷的方式对上述混合气体进行降温；
在中冷器内冷却并凝结为完全液化的油液通过在中冷器上设置的回油管，回到发动机曲轴箱内；经过中冷器冷却后仍为气态的混合气体及处于小雾滴状的液态油进入油气分离器，进一步进行油气分离；
油气分离器对上述气体和雾状的油通过龙卷风式或迷宫式的油气分离方法进行油气分离；
经过油气分离器分离出来的液态油，通过回油管回到发动机曲轴箱内；经过油气分离器分离出来的空气，通过管路送入发动机的进气管系。
本发明采用上述技术方案，在曲轴箱通风系统的基础上，增加中间冷却部件，对曲轴箱出来高温混合油气进行冷却。随着温度下降，可使高温混合油气中的油由气态变成液态，提高混合油气的液态含量。部分油气可以直接在中冷器凝结分离，液态油雾可在后面的油气分离中分离出来，提高油气分离器效果。
附图说明
下面对本说明书的附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本发明中的发动机曲轴箱油气分离系统结构示意图。
图中标记为：1、单向阀，2、增压器，3、空气滤清器，4、压力控制单元，5、油气分离器，6、进气歧管，7、节气门，8、中冷器，9、机油，10、发动机，11、回油管，12、进气总管，13、曲轴箱油气出口。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
参见图1所表达的本发明所涉及的发动机曲轴箱油气分离系统。在一般公开的技术中，上述油气分离系统均设在发动机曲轴箱通风系统中，包括与曲轴箱油气出口13相连的油气分离器5，所述的油气分离器5的气体出口与进气总管12进气端的管路连通。发动机10的进气路的顺序为：从空气滤清器3开始，依次为增压器2、节气门7、进气总管12、进气歧管6、配气机构，到发动机气缸。发动机气缸的下部为曲轴箱，发动机的底部为油底壳，内部存有润滑用的机油9。由于发动机在工作状态下的温度很高，且由于润滑机油9
为了解决在本说明书背景技术部分所述的目前公知技术存在的问题并克服其缺陷，实现提高对发动机排出气体的进行油气分离的效果的目的，本发明采取的技术方案为：如图1所示，所提供的这种发动机曲轴箱油气分离系统，在所述的曲轴箱油气出口13与油气分离器5相连接的管路上，设中冷器8，从曲轴箱油气出口13流出的油气混合气体通过所述的中冷器8进入油气分离器5。
本发明通过在一般曲轴箱通风系统的基础上，加入中冷器8的方式，实现曲轴箱出来的混合油气的冷却。中冷器8加在发动机曲轴箱油气出口13外、在油气分离器5之前。
曲轴箱含油和气的混合油气通过中冷器8，在中冷器8内产生冷凝，原来被气化的油由气体变为液体(变化量取决与冷却温度)，部分油气在中冷器中分离出来，一部分仍未分离的油气进入油气分离器5，在油气分离器5中进一步分离出来。
经过中冷器8后的油气进入油气分离器5，此时油气经过冷却以后，大部分处于液态小雾滴的状态，提高油气分离器5里面油和气的分离效果。
为了使本发明更为完善，还提供以下实施示例作为本发明在具体实施时的参考：
实施例一：
所述的中冷器8上设回油管11，该回油管11在中冷器的下方与油气分离器5的回油管11相通，并通入发动机的油底壳。
中冷器8内带有回油管11，在中冷器8内冷却下来的油气通过回油管11，回到曲轴箱内。
根据实际发动机与整车的匹配情况，中冷器可选择风冷和水冷两种。根据实际情况，中冷器8可以用水冷，也可以用风冷。下面是这两种方式的具体实施例，可以选择一种应用；
实施例二：
所述的中冷器8的冷却方式为风扇冷却式，即在中冷器8的壳体外设置冷却风扇，采用吹风或吸风的方式对中冷器8进行冷却。
风扇冷却的方式，其结构较为简单，只需用电机驱动风扇转动即可降温，但其降温效果不如水冷方式。风扇布置在进气口方向，为吹风冷却方式；风扇布置在进气口相反的方向，为吸风冷却方式。
实施例三：
所述的中冷器8的冷却方式为冷却水冷却方式，即在中冷器8的壳体内部，设置冷却水的管路，其中的冷却水通过独立设置的冷却系统进行循环；或者通过与发动机共用的冷却系统进行循环。
上述结构较为复杂，需要用到水泵、管路、水箱和各种阀，且需要经常补充冷却水。但其冷却效果很好。因为，冷却水管路可以深入中冷器8的内部，将其热量带走。
实施例四：
所述的油气分离器5的气体出口的管路上，设压力控制单元4，所述的压力控制单元4通过信号线路与发动机电控单元连接并向发动机电控单元传输压力信号；还接受发动机电控单元发出的控制信号，对管路内的压力进行调节。
上述结构的设置，实现了油气分离的准确控制，使其工作过程更可靠和更合理。特别是压力控制单元4与发动机电控单元的结合，确保发动机工作处于完好状态，及时发现问题而采取措施。
实施例五：
所述的发动机10为增压式的发动机，所述的油气分离器5的气体出口的管路分支为两条管路，其中的一条管路与空气滤清器3和增压器2之间的管路连接；另一条管路与进气总管12前的节气门7连接；上述两个连接处均设有防止气体回流至油气分离器5的单向阀1。
增压式发动机通过两条管路将气体送入进气管路上，其中一路可经过增压器2进行增压，提高进气压力，提高其在发动机中的效率。从油气分离器出来的气体压力低时，从增压器2前进入；压力高时，直接进入进气总管12前的节气门7，不需增压。单向阀1可防止进气倒流至油气分离器5
实施例六：
所述的发动机10为非增压式的发动机，所述的油气分离器5的气体出口的管路与进气总管12前的节气门7连接，其连接处设有防止气体回流至油气分离器5的单向阀1。
由于未设置增压器2，所以不存在压力高低的问题，从油气分离器出来的气体直接进入进气总管12前的节气门7。单向阀1作用同上。
以上所述的发动机曲轴箱油气分离系统，该系统所采用的油气分离方法的油气分离过程为：
发动机曲轴箱产生的高温气态的油液和空气的混合气体，从曲轴箱油气出口13通过管路进入中冷器8；
中冷器8通过风冷或水冷的方式对上述混合气体进行降温；
在中冷器8内冷却并凝结为完全液化的油液通过在中冷器8上设置的回油管11，回到发动机曲轴箱内；经过中冷器8冷却后仍为气态的混合气体及处于小雾滴状的液态油进入油气分离器5，进一步进行油气分离；
油气分离器5对上述气体和雾状的油通过龙卷风式或迷宫式的油气分离方法进行油气分离；
经过油气分离器5分离出来的液态油，通过回油管11回到发动机曲轴箱内；经过油气分离器5分离出来的空气，通过管路送入发动机的进气管系。
在曲轴箱通风系统的基础上，加入中冷系统，通过上述方法，对从曲轴箱出来的高温油气进行冷却。随着温度下降，促使油气由气态变成液态。部分油气可以直接在中冷器8中凝结分离，部分液态油雾可在后面的油气分离器中进一步分离出来，油气分离器5效果大大提高。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1、一种发动机曲轴箱油气分离系统，设在发动机曲轴箱通风系统中，包括与曲轴箱油气出口(13)相连的油气分离器(5)，所述的油气分离器(5)的气体出口与进气总管(12)进气端外的管路连通，其特征在于：在所述的曲轴箱油气出口(13)与油气分离器(5)相连接的管路上，设中冷器(8)，从曲轴箱油气出口(13)流出的油气混合气体通过所述的中冷器(8)进入油气分离器(5)。
2、按照权利要求1所述的发动机曲轴箱油气分离系统，其特征在于：所述的中冷器(8)上设回油管(11)，该回油管(11)从所述的中冷器(8)的下方与油气分离器(5)的回油管(11)相通，并通入发动机的油底壳。
3、按照权利要求1或2所述的发动机曲轴箱油气分离系统，其特征在于：所述的中冷器(8)的冷却方式为风扇冷却式，即在中冷器(8)的壳体外设置冷却风扇，采用吹风或吸风的方式对中冷器(8)进行冷却。
4、按照权利要求1或2所述的发动机曲轴箱油气分离系统，其特征在于：所述的中冷器(8)的冷却方式为冷却水冷却方式，即在中冷器(8)的壳体内部，设置冷却水的管路，其中的冷却水通过独立设置的冷却系统进行循环；或者通过与发动机共用的冷却系统进行循环。
5、按照权利要求1或2所述的发动机曲轴箱油气分离系统，其特征在于：所述的油气分离器(5)的气体出口的管路上，设压力控制单元(4)，所述的压力控制单元(4)通过信号线路与发动机电控单元连接并向发动机电控单元传输压力信号；还接受发动机电控单元发出的控制信号，对管路内的压力进行调节。
6、按照权利要求1或2所述的发动机曲轴箱油气分离系统，其特征在于：所述的发动机(10)为增压式的发动机，所述的油气分离器(5)的气体出口的管路分支为两条管路，其中的一条管路与空气滤清器(3)和增压器(2)之间的管路连接；另一条管路与进气总管(12)前的节气门(7)连接；上述两个连接处均设有防止气体回流至油气分离器(5)的单向阀(1)。
7、按照权利要求1或2所述的发动机曲轴箱油气分离系统，其特征在于：所述的发动机(10)为非增压式的发动机，所述的油气分离器(5)的气体出口的管路与进气总管(12)前的节气门(7)连接，其连接处设有防止气体回流至油气分离器(5)的单向阀(1)。
8、按照权利要求2所述的发动机曲轴箱油气分离系统，该系统所采用的油气分离方法，其特征在于：该方法的油气分离过程为：
发动机曲轴箱产生的高温气态的油液和空气的混合气体，从曲轴箱油气出口(13)通过管路进入中冷器(8)；
中冷器(8)通过风冷或水冷的方式对上述混合气体进行降温；
在中冷器(8)内冷却并凝结为完全液化的油液通过在中冷器(8)上设置的回油管(11)，回到发动机曲轴箱内；经过中冷器(8)冷却后仍为气态的混合气体及处于小雾滴状的液态油进入油气分离器(5)，进一步进行油气分离；
油气分离器(5)对上述气体和雾状的油通过龙卷风式或迷宫式的油气分离方法进行油气分离；
经过油气分离器(5)分离出来的液态油，通过回油管(11)回到发动机曲轴箱内；经过油气分离器(5)分离出来的空气，通过管路送入发动机的进气管系。
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