CN105257367A - 增压发动机油气分离系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种增压发动机油气分离系统，包括发动机气缸盖罩、分别对应设置于所述气缸盖罩排气侧内和进气侧内的排气侧油气分离器和进气侧油气分离器、设置于发动机曲轴箱外并与曲轴箱连通的缸体油气分离器；所述缸体油气分离器通过增压通风管与排气侧油气分离器连通，所述曲轴箱通过非增压通风管与气缸盖罩排气侧连通，所述排气侧油气分离器通过第一双向通风管连通于发动机进气管，所述进气侧油气分离器通过第二双向通风管连通于发动机进气歧管，本系统能够适应发动机增压模式与非增压模式，确保能够彻底对曲轴箱的油气进行油气分离。

Description

增压发动机油气分离系统

技术领域

本发明属于发动机零部件领域，具体涉及一种增压发动机油气分离系统。

背景技术

汽车发动机在运转过程中会有可燃混合气和废气进入曲轴箱，溶解在机油中，使机油稀释，性能变差，废气中含有的颗粒等污染物与机油混合，使机油变质，腐蚀零部件；同时发动机运转产生热量，机油挥发，曲轴箱内部压力增大，机油会从曲轴箱油封等处渗出流失，机油流失会造成机油消耗量过大，机油挥发产生的蒸汽也会对大气造成污染。因此，发动机都采用曲轴箱通风系统来清除曲轴箱窜气、防止机油变质、渐少机油消耗、降低排放等。

现有的油气分离器通常设置于发动机气缸盖罩内，并通过通风管连接曲轴箱用于接收来自曲轴内的油气，通过油气分离器分离出的机油向下流入气缸盖内，分列出的气体流向进气歧管并最终进入到缸体内进行燃烧，这种结构形式的油气分离系统仅仅适用于自然吸气发动机，对于涡轮增压发动机，由于进气歧管内的压力较大，油气分离器分离出的气体无法压入进气歧管内。

因此，为解决以上问题，需要一种适用于涡轮增压发动机的增压发动机油气分离系统，该油气分离系统能够适应发动机增压模式与非增压模式，自动调整油气的流动方向，保证增压发动机油气分离系统在增压与非增压模式下均能正常工作。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种适用于涡轮增压发动机的增压发动机油气分离系统，该油气分离系统能够适应发动机增压模式与非增压模式，自动调整油气的流动方向，保证增压发动机油气分离系统在增压与非增压模式下均能正常工作；

本发明的增压发动机油气分离系统包括发动机气缸盖罩、分别对应设置于所述气缸盖罩排气侧内和进气侧内的排气侧油气分离器和进气侧油气分离器、设置于发动机曲轴箱外并与曲轴箱连通的缸体油气分离器；所述缸体油气分离器通过增压通风管与排气侧油气分离器连通，所述曲轴箱通过非增压通风管与气缸盖罩排气侧连通，所述排气侧油气分离器通过第一双向通风管连通于发动机进气管，所述进气侧油气分离器通过第二双向通风管连通于发动机进气歧管；

进一步，所述第二双向通风管中设置有用于控制通过该管路的气体流量的双向PCV阀；

进一步，所述PCV阀包括阀座、与所述阀座密封配合的接头以及设置于阀座内的阀芯；所述阀座与接头之间固定有阀片且阀片上设有用于使气流通过的气流孔，所述阀芯为外径由上向下逐渐缩小的锥形柱体且阀芯向上穿过气流孔并通过其上下移动控制气流孔的流通截面；

进一步，所述缸体油气分离器包括主分离腔和与主分离腔连通的循环分离腔；所述主分离腔设有油气进口和油气出口且主分离腔内壁为用于引导油气迂回流动的不规则内壁，所述循环分离腔内壁向内凸起使凸起与循环分离腔侧壁之间形成循环流道；

进一步，所述阀芯与接头顶部内壁之间设有用于阻碍阀芯向上移动的第一弹簧，所述阀芯侧壁设有与其一体成型的限位环其该限位环与阀片之间设有第二弹簧；

进一步，所述气缸盖罩包括进气侧罩体、排气侧罩体以及连接所述进气侧罩体和排气侧罩体的连接部；所述进气侧油气分离器和排气侧油气分离器均为迷宫式结构并分别安装于进气侧罩体和排气侧罩体内；

进一步，所述第一双向通风管内端连接于排气侧油气分离器，第一双向通风管外端连接于发动机进气管位于增压器上游的管路；

进一步，所述第二双向通风管内端连接于进气侧油气分离器，第二双向通风管外端连接于发动机进气歧管中位于中冷器下游的管路；

进一步，所述排气侧油气分离器中设有用于阻止来自缸体油气分离器的油气流向所述非增压通风管的止回阀；

进一步，所述排气侧油气分离器为孔壁式油气分离器，且其底部设有用于引导分离出的机油流向气缸盖内的回油孔。

本发明的有益效果是：本发明的增压发动机油气分离系统，当发动机处于非增压模式时，曲轴箱内的油气通过非增压通风管进入到气缸盖罩排气侧，然后向进气侧流动至进气侧油气分离器进行油气分离，分离完成的气体通过第二双向通风管进入到发动机进气歧管内，最终引入燃烧室内进行燃烧，当曲轴箱内气压较低时，发动机进气管内的气体通过第一双向通风管进入排气侧油气分离器内，并经过非增压通风管流入曲轴箱内；当发动机处于增压模式时，曲轴箱内的油气进入缸体油气分离器中进行初步分离，分离出的气体通过增压通风管进入排气侧油气分离器进行二次分离，分离出的气体通过第一双向通风管进入到发动机进气管内，并经过增压器最终流入发动机燃烧室内，当曲轴箱内气压过低时，进气歧管内的气体通过第二双向通风管进入进气侧油气分离器内，并向气缸盖罩排气侧流动，通过非增压通风管进入曲轴箱内，实现向曲轴箱补压。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明技术方案进一步说明：

图1是本发明在增压模式下的工作示意图；

图2是本发明在非增压模式下的工作示意图；

图3是本发明的气缸盖罩的结构示意图；

图4是本发明的缸体油气分离器的结构示意图；

图5是本发明的PCV阀的结构示意图。

具体实施方式

图1是本发明的结构示意图，如图所示，本实施例中的增压发动机油气分离系统，包括发动机气缸盖罩、分别对应设置于所述气缸盖罩排气侧内和进气侧内的排气侧油气分离器5和进气侧油气分离器4、设置于发动机曲轴箱1外并与曲轴箱1连通的缸体油气分离器9；所述缸体油气分离器9通过增压通风管10与排气侧油气分离器5连通，所述曲轴箱1通过非增压通风管8与气缸盖罩排气侧连通，所述排气侧油气分离器5通过第一双向通风管7连通于发动机进气管6，所述进气侧油气分离器4通过第二双向通风管2连通于发动机进气歧管；当发动机处于非增压模式时，曲轴箱1内的油气通过非增压通风管8进入到气缸盖罩排气侧，然后向进气侧流动至进气侧油气分离器4进行油气分离，分离完成的气体通过第二双向通风管2进入到发动机进气歧管内，最终引入燃烧室内进行燃烧，当曲轴箱1内气压较低时，发动机进气管6内的气体通过第一双向通风管7进入排气侧油气分离器5内，并经过非增压通风管8流入曲轴箱1内；当发动机处于增压模式时，曲轴箱1内的油气进入缸体油气分离器9中进行初步分离，分离出的气体通过增压通风管10进入排气侧油气分离器5进行二次分离，分离出的气体通过第一双向通风管7进入到发动机进气管6内，并经过增压器11最终流入发动机燃烧室内，当曲轴箱1内气压过低时，进气歧管内的气体通过第二双向通风管2进入进气侧油气分离器4内，并向气缸盖罩排气侧流动，通过非增压通风管8进入曲轴箱1内，实现向曲轴箱1补压。

本实施例中，所述第二双向通风管2中设置有用于控制通过该管路的气体流量的双向PCV阀3，该双向PCV阀3处于常开状态，并且气流能够双向流动，且当气流流速(无论从上向下或是从下向上)过高时，均能起到节流作用，由于在增压模式下，发动机进气歧管的气压较大，为避免过多的气体通过第二通风管向曲轴箱1补气，因此，当气流从进气歧管向进气侧油气分离器4流动时，双向PCV阀3开度减小，避免增压模式下向曲轴箱1过度补气，在非增压模式下，由进气侧油气分离器4分离出的气体需要经过第二双向通风管2流向进气歧管，此时，为避免气流流量过大，双向PCV阀3开度减小。

本实施例中，所述PCV阀3包括阀座24、与所述阀座24密封配合的接头19以及设置于阀座24内的阀芯23；所述阀座24与接头19之间固定有阀片21且阀片21上设有用于使气流通过的气流孔，所述阀芯23为外径由上向下逐渐缩小的锥形柱体且阀芯23向上穿过气流孔并通过其上下移动控制气流孔的流通截面；阀芯23在重力作用下将与阀座24底部接触，此时，PCV阀3的开度最大，当气流从阀座24底部向上流动时，阀芯23在气流的推动下将向上移动，阀片21上的气流孔的流通截面将逐渐减小，从而控制气流从下往上流动的流量，当气流从阀座24上方向下流动时，由于阀芯23为塑料等轻质材料制作，气流在阀座24内改变流向并将阀芯23向上推动，最终实现节流作用。

本实施例中，所述缸体油气分离器9包括主分离腔17和与主分离腔17连通的循环分离腔15；所述主分离腔17设有油气进口和油气出口且主分离腔17内壁为用于引导油气迂回流动的不规则内壁，所述循环分离腔15内壁向内凸起使凸起与循环分离腔15侧壁之间形成循环流道；发动机在增压模式下，曲轴箱1内的油气通过油气进口进入到主分离腔17内，并在主分离腔17不规则内壁的引导下进行流动实现油气分离，一部分油气进入循环分离腔15内并在循环流道内循环流动，流动过程中，一部分机油被分离出并通过油气进口回流至曲轴箱1内，初步分离出的气体通过油气出口进入增压通风管10内。

本实施例中，所述阀芯23与接头19顶部内壁之间设有用于阻碍阀芯23向上移动的第一弹簧20，所述阀芯23侧壁设有与其一体成型的限位环其该限位环与阀片21之间设有第二弹簧22；第一弹簧20与第二弹簧22均用于阻碍阀芯23向上移动，由于阀芯23为塑料等轻质材料制作，因此，利用第一弹簧20与第二弹簧22可避免其完全封闭阀片21的气流孔。

本实施例中，所述气缸盖罩包括进气侧罩体12、排气侧罩体14以及连接所述进气侧罩体12和排气侧罩体14的连接部13；所述进气侧油气分离器4和排气侧油气分离器5均为迷宫式结构并分别安装于进气侧罩体12和排气侧罩体14内，油气在进气侧罩体12和排气侧罩体14之间流动时，在经过连接部13的过程中，油气的流动方向将进行多次改变，使得油气进行迷宫式流动，有利于使油气分离更为彻底。

本实施例中，所述第一双向通风管7内端连接于排气侧油气分离器5，第一双向通风管7外端连接于发动机进气管6位于增压器11上游的管路，由于发动机在增压状态下，发动机进气管6位于增压器11上游的管路中的压力相对较小，保证在汽缸盖罩内的分离完成的气体能够顺利进入进气管6，最终引导至缸体内参与燃烧。

本实施例中，所述第二双向通风管2内端连接于进气侧油气分离器4，第二双向通风管2外端连接于发动机进气歧管中位于中冷器下游的管路；发动机在增压状态下，发动机进气歧管中位于中冷器下游的管路中压力较高，通过该压力能够将一部分气体压入气缸盖罩内并通过非增压通风管8向曲轴箱1补气，保证曲轴箱1内压力平衡。

本实施例中，所述排气侧油气分离器5中设有用于阻止来自缸体油气分离器9的油气流向所述非增压通风管8的止回阀；保证经过排气侧油气分离器5分离出的气体能够完全进入进气管6，最终引入发动机缸体内参与燃烧。

本实施例中，所述排气侧油气分离器5为孔壁式油气分离器，且其底部设有用于引导分离出的机油流向气缸盖内的回油孔，孔壁式油气分离器包括多个并列分布的分离孔，各个分离孔之间通过流道相互连通，油气在经过孔壁式油气分离器时将依次通过各个分离孔的内壁，并在该内壁的引导下进行螺旋流动，孔壁式油气分离器能够大幅度提高油气的流通路径长度，使油气分离更为彻底。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种增压发动机油气分离系统，其特征在于：包括发动机气缸盖罩、分别对应设置于所述气缸盖罩排气侧内和进气侧内的排气侧油气分离器和进气侧油气分离器、设置于发动机曲轴箱外并与曲轴箱连通的缸体油气分离器；所述缸体油气分离器通过增压通风管与排气侧油气分离器连通，所述曲轴箱通过非增压通风管与气缸盖罩排气侧连通，所述排气侧油气分离器通过第一双向通风管连通于发动机进气管，所述进气侧油气分离器通过第二双向通风管连通于发动机进气歧管。

2.根据权利要求1所述的增压发动机油气分离系统，其特征在于：所述第二双向通风管中设置有用于控制通过该管路的气体流量的双向PCV阀。

3.根据权利要求2所述的增压发动机油气分离系统，其特征在于：所述PCV阀包括阀座、与所述阀座密封配合的接头以及设置于阀座内的阀芯；所述阀座与接头之间固定有阀片且阀片上设有用于使气流通过的气流孔，所述阀芯为外径由上向下逐渐缩小的锥形柱体且阀芯向上穿过气流孔并通过其上下移动控制气流孔的流通截面。

4.根据权利要求3所述的增压发动机油气分离系统，其特征在于：所述缸体油气分离器包括主分离腔和与主分离腔连通的循环分离腔；所述主分离腔设有油气进口和油气出口且主分离腔内壁为用于引导油气迂回流动的不规则内壁，所述循环分离腔内壁向内凸起并使凸起与循环分离腔内壁之间形成循环流道。

5.根据权利要求4所述的增压发动机油气分离系统，其特征在于：所述阀芯与接头顶部内壁之间设有用于阻碍阀芯向上移动的第一弹簧，所述阀芯侧壁设有与其一体成型的限位环其该限位环与阀片之间设有第二弹簧。

6.根据权利要求5所述的增压发动机油气分离系统，其特征在于：所述气缸盖罩包括进气侧罩体、排气侧罩体以及连接所述进气侧罩体和排气侧罩体的连接部；所述进气侧油气分离器和排气侧油气分离器均为迷宫式结构并分别安装于进气侧罩体和排气侧罩体内。

7.根据权利要求6所述的增压发动机油气分离系统，其特征在于：所述第一双向通风管内端连接于排气侧油气分离器，第一双向通风管外端连接于发动机进气管中位于增压器上游的管路。

8.根据权利要求7所述的增压发动机油气分离系统，其特征在于：所述第二双向通风管内端连接于进气侧油气分离器，第二双向通风管外端连接于发动机进气歧管中位于中冷器下游的管路。

9.根据权利要求8所述的增压发动机油气分离系统，其特征在于：所述排气侧油气分离器中设有用于阻止来自缸体油气分离器的油气流向所述非增压通风管的止回阀。

10.根据权利要求9所述的增压发动机油气分离系统，其特征在于：所述排气侧油气分离器为孔壁式油气分离器，且其底部设有用于引导分离出的机油流向气缸盖内的回油孔。