CN103670598B - 一种旁通阀及带旁通保护结构的发动机曲轴箱通风系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种具有旁通保护结构的发动机曲轴箱通风系统，包括气缸盖罩总成和与之连接的曲轴箱通风系统，曲轴箱通风系统通过管路连接进气歧管谐振腔。在气缸盖罩总成的出气口与进气歧管总成之间，和曲轴箱通风系统并联连接有旁通阀，旁通阀在气缸盖罩总成压力大于外部大气压力时开启，旁通阀的位置高于气缸盖罩总成的出气口。在曲轴箱通风系统不通时，会导致曲轴箱压力升高，旁通阀打开，曲轴箱内气体进入进气歧管总成，曲轴箱压力降低到负压，旁通阀关闭。该旁通保护结构能根据曲轴箱压力与大气压力之间的关系打开或关闭，调节曲轴箱压力，使其始终为负压，以保证整个发动机可靠的运行。

Description

一种旁通阀及带旁通保护结构的发动机曲轴箱通风系统

技术领域

本发明涉及发动机，具体涉及发动机曲轴箱通风系统结构。

背景技术

在发动机工作时，由于工作效率的差异，总有一部分可燃混合气和废气经活塞环窜到曲轴箱内，窜到曲轴箱内的汽油蒸汽凝结后会使机油变稀，性能变坏，并且废气中含有的水蒸汽和二氧化硫，对发动机有腐蚀作用。另外，由于可燃混合气和废气窜到曲轴箱内，曲轴箱的压力将增大，机油会从曲轴油封、曲箱箱衬垫等处渗出而流失，流失到大气中的机油蒸汽会加大发动机对大气的污染。因此，国家规定发动机中必须装有曲轴箱气体净化装置，即曲轴箱通风系统。曲轴箱通风系统的作用是：

1、防止机油变质；

2、防止曲轴油封、曲轴箱衬垫等密封件的渗漏；

3、防止各种油蒸汽污染大气。

目前的任何曲轴箱通风系统，均包括油气分离装置、压力调节装置及其连接管路。油气分离装置主要作用是将曲轴箱窜气中的机油与气体（包含水蒸汽、汽油蒸汽等）分离出来，让机油流回机油盘继续参与循环，而气体进入进气系统参与燃烧。压力调节装置用于调节曲轴箱的压力，使其略低于大气压力。上述油气分离装置、压力调节装置及其连接管路根据实际情况布置于气缸盖罩内、缸体上或发动机本体外部。

在实际的工程中，由于结构、成本等因素的制约，大部分发动机的油气分离装置、压力调节装置及其管路均有部分布置于发动机本体外部的进气歧管侧。但这样布置存在不足：一方面因为进气歧管侧温度较低，另一方面由于整个曲轴箱通风系统结构复杂，管路长，因此，在冬季（特别是在北方），曲轴箱窜气中的水蒸汽会在上述装置及管路中凝结成冰，堵塞管路，造成曲轴箱通风系统失效。而曲轴箱通风系统失效后，将会出现上述的机油变质、油封脱出、污染大气等现象，对发动机造成损害。

发明内容

本发明的目的是提供一种旁通阀以及带旁通保护结构的发动机曲轴箱通风系统，通过该旁通保护结构，在曲轴箱通风管路因结冰或堵塞而失效时，保证曲轴箱压力为负压，使整个发动机不会因此而损坏，提高可靠性。

本发明的技术方案如下：

本发明所述的一种带旁通保护结构的发动机曲轴箱通风系统，包括气缸盖罩总成和与之连接的曲轴箱通风系统，所述曲轴箱通风系统通过管路连接进气歧管谐振腔。其改进在于：在气缸盖罩总成的出气口与进气歧管总成之间，与曲轴箱通风系统并联连接有旁通阀，所述旁通阀通过旁通阀进管与气缸盖罩总成出气口连接，通过旁通阀出管与进气歧管总成连接；所述旁通阀在气缸盖罩总成压力（曲轴箱压力）大于外部大气压力时开启，旁通阀的位置高于气缸盖罩总成出气口。通过与现有的曲轴箱通风系统并联设计该旁通阀管路，旁通阀根据曲轴箱压力与大气压力之间的关系来调节阀门的开闭，当曲轴箱压力大于或等于大气压力时，说明曲轴箱通风系统失效，此时阀门打开，气体从缸罩上的出口流入进气歧管谐振腔，使曲轴箱内压力降低，形成负压，以保证整个发动机正常的运转。当曲轴箱压力小于大气压力时，说明曲轴箱通风系统已恢复正常或通过旁通阀的调节已使曲轴箱压力正常，此时阀门关闭。

本发明的旁通阀采用以下结构形式：其由旁通阀阀体、旁通阀柱塞和调节弹簧组成，所述旁通阀阀体内有阀腔，旁通阀阀体上分别设有与阀腔相通的旁通阀出口、旁通阀进口和大气口；所述旁通阀柱塞和调节弹簧安装在阀腔中，调节弹簧由来自旁通阀进口和大气口两个相对方向的气体压力进行调节，使旁通阀柱塞在旁通阀出口与旁通阀进口之间通道上移动，打开或关闭该通道。

具体地，所述旁通阀进口和大气口分别位于阀腔的下方和上方，旁通阀出口位于阀腔的侧边；旁通阀柱塞按上下运动方向安装在阀腔内，调节弹簧上端顶在旁通阀柱塞上，下端压在阀腔底面；旁通阀柱塞的高度大于旁通阀出口的直径。

进一步，阀腔的靠近大气口位置设置有限位挡板，限制旁通阀柱塞的向上运动位置；在旁通阀柱塞上有弹簧定位柱台，调节弹簧与此弹簧定位柱台连接。

更优地，所述大气口处设置格栅，格栅上设置旁通阀盖板。

可见，本发明的优点在于：

1、通过设置旁通管路，可以在传统的通风系统失效（堵塞）后，启动本保护结构，来调节曲箱箱压力，仍能保证曲轴箱压力正常，使发动机不会因此而损坏。

2、相对于传统的通风系统（包括油气分离装置、压力调节装置及其连接管路）管路短，旁通阀的布置位置较高，管路内的水蒸汽及油汽可以及时流入缸罩或进气歧管，不易结冰。

3、可以利用缸罩表面的热量来加热旁通阀，不易结冰。

4、采用的旁通阀结构简单、可靠性高、成本低。

5、整个管路结构布置简单，便于检查、更换。

附图说明

图1为带旁通保护结构的发动机曲轴箱通风系统的连接示意图。

图2为旁通阀关闭时各零部件结构示意图。

图3为旁通阀开启时各零部件结构示意图。

图4为旁通阀阀体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

发动机曲轴箱通风系统的旁通保护结构，包括气缸盖罩总成、旁通阀进气管、旁通阀出气管、旁通阀总成及进气歧管总成。

如图1所示，该发动机在现有结构的基础上增加了曲轴箱通风系统旁通保护结构，其包括气缸盖罩总成1、旁通阀3以及连接管路。按现有通常的发动机曲轴箱通风系统结构，气缸盖罩总成的出气口通过油气分离器、压力调节阀及其连接管路（即发动机曲轴箱通风系统6）与进气歧管谐振腔连通，将分离出的油气送经进气歧管。

本发明的改进是，在现有发动机曲轴箱通风系统的管路基础上，并联设置一旁通管路，即在气缸盖罩总成的出气口与进气歧管谐振腔之间连接旁通阀3，与现有的曲轴箱通风系统6形成并联。旁通阀3通过旁通阀进管2与气缸盖罩总成出气口连接，通过旁通阀出管4与进气歧管谐振腔连接。设置该旁通阀3的作用在于，在气缸盖罩总成压力（即曲轴箱压力）大于外部大气压力即曲轴箱通风系统失效时，开启旁通阀3，使气缸盖罩总成压力恢复到负压，保证曲轴箱通风系统正常工作。旁通阀3的位置高于气缸盖罩总成出气口。

设计时，旁通阀3用支架固定在气缸盖罩总成1上表面，这样可以利用缸罩的温度来加热旁通阀。另外，旁通阀3位置较气缸盖罩总成1的出口要高，以便于阀内及管路中的水蒸汽、油蒸汽等能快速排出，进入气缸盖罩总成1或进气歧管总成5，从而保证整个系统不会结冰。

图2和图3分别为旁通阀关闭和开启状态下的内部零件结构示意图。

旁通阀3包括零件有旁通阀阀体3-1、旁通阀柱塞3-2和调节弹簧3-3。

旁通阀阀体3-1内有阀腔3-1-4，旁通阀阀体3-1上分别设有与阀腔3-1-4相通的旁通阀出口3-1-5、旁通阀进口3-1-6和大气口，旁通阀进口3-1-6和大气口分别位于阀腔3-1-4的下方和上方，旁通阀出口3-1-5位于阀腔3-1-4的侧边。阀腔3-1-4是柱塞3-2和调节弹簧3-3的工作空间，旁通阀出口3-1-5和旁通阀进口3-1-6分别用于排出和通入曲轴箱窜气。

旁通阀柱塞3-2和调节弹簧3-3按上下运动方向安装在阀腔3-1-4中，调节弹簧3-3上端顶在旁通阀柱塞3-2上，下端压在阀腔3-1-4底面。旁通阀柱塞3-2的高度大于旁通阀出口3-1-5的直径。

调节弹簧3-3由来自旁通阀进口3-1-6和大气口两个相对方向的气体压力进行调节，使旁通阀柱塞3-2在旁通阀出口3-1-5与旁通阀进口3-1-6之间通道上移动，打开或关闭该通道。

参见图3，在发动机未启动前，旁通阀柱塞3-2在其重力和调节弹簧3-3的共同作用下，处于开启状态。

参见图2，当发动机启动后，如果发动机本身的曲轴箱通风系统6工作正常，曲轴箱压力为负，此时旁通阀柱塞3-2上方为大气压力，下方为曲轴箱压力，旁通阀柱塞3-2在大气压力、曲轴箱压力、重力及弹簧力的共同作用下，处于关闭状态。此时，整个管路不通，曲轴箱通风系统6正常工作。如果发动机的曲轴箱通风系统6因结冰或其他原因堵塞，曲轴箱压力会升高，当旁通阀3检测到曲轴箱压力大于或等于大气压力时，旁通阀打开（图3）。此时，曲轴箱气体通过气缸盖罩总成1，经旁通阀进管2流过旁通阀3，再经旁通阀出管4进入进气歧管总成5的谐振腔，分配到各气道，进入燃烧室燃烧。从而使曲轴箱压力降低，直到曲轴箱压力小于大气压力，旁通阀3关闭。

图4为旁通阀阀体的结构示意图，其中阀腔3-1-4的靠近大气口位置设置有限位挡板3-1-3，限制旁通阀柱塞3-2的向上运动位置。大气口处设置格栅3-1-2，用于通气，保证旁通阀柱塞3-2上方始终与大气压力一致。格栅3-1-2上设置旁通阀盖板3-1-1。用于遮挡灰尘、雨水等，使其不能进入阀内，影响阀的正常工作。

在旁通阀柱塞3-2上有弹簧定位柱台，调节弹簧与此弹簧定位柱台连接，保证调节弹簧3-3的正常工作。

综上，在曲轴箱通风系统6不通时，会导致曲轴箱压力升高，旁通阀3打开，曲轴箱内气体进入进气歧管总成5，曲轴箱压力降低到负压，旁通阀总成3关闭。该旁通保护结构能根据曲轴箱压力与大气压力之间的关系打开或关闭，调节曲轴箱压力，使其始终为负压，以保证整个发动机可靠的运行。

Claims (4)

1.一种带旁通保护结构的发动机曲轴箱通风系统，包括气缸盖罩总成（1）和与之连接的曲轴箱通风系统（6），所述曲轴箱通风系统（6）通过管路连接进气歧管谐振腔；其特征在于，在气缸盖罩总成（1）的出气口与进气歧管总成(5)之间，和曲轴箱通风系统（6）并联连接有旁通阀（3），所述旁通阀（3）通过旁通阀进管（2）与气缸盖罩总成（1）出气口连接，通过旁通阀出管（4）与进气歧管总成（5）连接；所述旁通阀（3）在气缸盖罩总成（1）压力大于外部大气压力时开启，旁通阀（3）的位置高于气缸盖罩总成（1）的出气口；

所述旁通阀（3）靠近气缸盖罩总成（1）布置；

所述旁通阀（3）由旁通阀阀体（3-1）、旁通阀柱塞（3-2）和调节弹簧（3-3）组成，所述旁通阀阀体（3-1）内有阀腔（3-1-4），旁通阀阀体（3-1）上分别设有与阀腔（3-1-4）相通的旁通阀出口（3-1-5）、旁通阀进口（3-1-6）和大气口；所述旁通阀柱塞（3-2）和调节弹簧（3-3）安装在阀腔（3-1-4）中，调节弹簧（3-3）由来自旁通阀进口（3-1-6）和大气口两个相对方向的气体压力进行调节，使旁通阀柱塞（3-2）在旁通阀出口（3-1-5）与旁通阀进口（3-1-6）之间通道上移动，打开或关闭该通道。

2.根据权利要求1所述的带旁通保护结构的发动机曲轴箱通风系统，其特征在于：所述旁通阀进口（3-1-6）和大气口分别位于阀腔（3-1-4）的下方和上方，旁通阀出口（3-1-5）位于阀腔（3-1-4）的侧边；旁通阀柱塞（3-2）按上下运动方向安装在阀腔（3-1-4）内，调节弹簧（3-3）上端顶在旁通阀柱塞（3-2）上，下端压在阀腔（3-1-4）底面；旁通阀柱塞（3-2）的高度大于旁通阀出口（3-1-5）的直径。

3.根据权利要求1所述的带旁通保护结构的发动机曲轴箱通风系统，其特征在于：阀腔（3-1-4）的靠近大气口位置设置有限位挡板（3-1-3），限制旁通阀柱塞（3-2）的向上运动位置；在旁通阀柱塞（3-2）上有弹簧定位柱台，调节弹簧与此弹簧定位柱台连接。

4.根据权利要求1所述的带旁通保护结构的发动机曲轴箱通风系统，其特征在于：所述大气口处设置格栅（3-1-2），格栅（3-1-2）上设置旁通阀盖板（3-1-1）。