CN107476850B - 一种发动机曲轴箱通风装置、发动机和车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发动机曲轴箱通风装置、发动机和车辆。发动机曲轴箱通风装置包括：缸体；所述缸体内置有中空腔，所述中空腔中设有：第一隔板；和第二隔板，所述第二隔板在所述第一隔板的上方，以将所述第二隔板的两侧分别配置成第一油气分离区域和第二油气分离区域；所述缸体的混合油气入口、第一油气分离区域、第二油气分离区域和所述缸体的混合油气出口依次连通形成第一通风通道。本发明能够将从曲轴箱中溢出的混合油气通过将内置在缸体和缸盖中的通风通道进行油气分离处理后体直接引入到进气歧管中，避免了使用缸体和缸盖之外的管路，减小了发动机在车身上的占用空间，方便安装。

Description

一种发动机曲轴箱通风装置、发动机和车辆

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，特别是涉及一种发动机曲轴箱通风装置、发动机和车辆。

背景技术

随着发动机的发展，国内对发动机排放要求一再提高，人们对发动机的油气分离器越来越重视，对油气分离器分离效果的要求越来越苛刻，油气分离器在满足法规排放要求的同时，在提高发动机的性能和提高燃油经济性发挥着不可磨灭的作用。现有发动机的油气分离器存在空间布置困难，外接管路带来的结冰风险。

因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的上述缺陷中的至少一个。

发明内容

本发明的目的在于提供一种发动机曲轴箱通风装置来克服或至少减轻现有技术的上述缺陷中的至少一个。

为实现上述目的，本发明提供一种发动机曲轴箱通风装置，所述发动机曲轴箱通风装置包括：缸体；所述缸体内置有中空腔，所述中空腔中设有：第一隔板；和第二隔板，所述第二隔板在所述第一隔板的上方，以将所述第二隔板的两侧分别配置成第一油气分离区域和第二油气分离区域；所述缸体的混合油气入口、第一油气分离区域、第二油气分离区域和所述缸体的混合油气出口依次连通形成第一通风通道。

进一步地，所述第一隔板大致沿缸体宽度方向布置；所述第二隔板大致沿缸体高度方向布置，以将所述第二隔板的两侧分别配置成第一油气分离区域和第二油气分离区域；所述第一油气分离区域和第二油气分离区域连通，并在所述第二隔板的下方交汇区域形成为机油收集区域。

进一步地，所述第一隔板具有第一子板、第二子板和第三子板，其中：所述第一子板和第二子板沿缸体的宽度方向布置，且所述第一子板在缸体的高度方向上低于所述第二子板；所述第一子板的一端固定连接在所述中空腔一侧的腔壁上，且上表面与所述中空腔的腔壁围成带有回油口的所述机油收集区域，所述回油口设有具有预设压力的弹簧阀片；所述第二子板与所述中空腔另一侧的腔壁隔开布置，形成与混合油气入口连通的气体入口；所述第三子板连接所述第一子板和第二子板，并与所述第二隔板在所述缸体的宽度方向隔开布置，形成所述第一通风通道的部分通道。

进一步地，所述第一油气分离区域设有：人字挡板，多个所述人字挡板沿缸体高度方向隔开平行布置，相邻两个所述人字挡板的间距为预设间隔范围；每一个所述人字挡板的临近混合油气入口的第一平板部的法线方向与气体流入方向的夹角范围为第一预设角度范围，临近第二隔板的第二平板部与所述第二隔板的夹角范围为第二预设角度范围。

进一步地，所述第二油气分离区域设有：第一分离构件，其具有多个第一凸起，相邻第一凸起之间具有第一间隙；第二分离构件，其具有多个第二凸起，相邻第二凸起之间具有第二间隙，其中，所述第二分离构件相对于所述第一分离构件固定设置，所述第一凸起至少部分地容纳在所述第二间隙中，所述第二凸起至少部分地容纳在所述第一间隙中，以限定油气分离通道。

进一步地，所述第一分离构件还具有第一基板，所述第一基板上布置有若干与气流方向相对设置的通孔，所述多个第一凸起在所述第一基板上呈阵列式排布，且所述多个第一凸起从根端向末端渐缩延伸；所述第二分离构件还具有第二基板，所述多个第二凸起在所述第二基板上呈阵列式排布，且所述多个第二凸起从根端向末端渐缩延伸；其中，所述第一凸起朝向所述第二基板延伸；所述第二凸起朝向所述第一基板延伸。

进一步地，所述第二隔板相对于缸体高度方向倾斜，且临近所述缸盖的端部朝所述第一油气分离区域倾斜，远离所述缸盖的端部朝所述第二油气分离区域倾斜。

进一步地，所述第二通风通道上设有单向阀，所述单向阀允许气体从所述第二通风通道向所述进气歧管方向的流动。

本发明还提供一种发动机，所述发动机包括发动机曲轴箱通风装置，其特征在于，所述发动机曲轴箱通风装置为如上所述的发动机曲轴箱通风装置。

本发明还提供一种车辆，所述车辆包括如上所述的发动机。

本发明能够将从曲轴箱中溢出的混合油气通过将内置在缸体和缸盖中的通风通道进行油气分离处理，并且将分离出的洁净气体直接引入到进气歧管中，避免了使用缸体和缸盖之外的管路，这样有利于减小发动机在车身上的占用空间，方便安装。

附图说明

图1是根据本发明第一实施例的发动机曲轴箱通风装置的结构示意图。

图2是图1的A-A剖面示意图。

图3是图1的另一侧面的结构示意图。

图4是图3的B-B剖面示意图。

图5是图1中的第一油气分离区域和第二油气分离区域的立体结构示意图。

图6是图5的正面示意图。

图7是图5的第二油气分离区域的油气分离结构的结构示意图。

附图标记：

具体实施方式

在附图中，使用相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在本发明的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图1和图2所示，本实施例所提供的发动机曲轴箱通风装置包括缸体1 和缸盖3，其中：缸体1内置有第一通风通道2，第一通风通道2可以贯通缸体1的顶部和底部，也就是说，缸体1上的混合油气入口1c设在缸体1的底部，缸体1上的混合油气出口1d设在缸体1的顶部。混合油气入口1c通过第一通风通道2连通混合油气出口1d。当然，第一通风通道2并不限于其上的设置方式，可以根据需要进行选择设置缸体1上的混合油气入口1c和混合油气出口1d的位置。

第一通风通道2通过混合油气入口1c连通曲轴箱(图中未示出)，第一通风通道2上设有油气分离区域。从曲轴箱溢出的混合油气经由混合油气入口 1c，经过第一通风通道2上的油气分离区域进行油气分离处理。

缸盖3内置有第二通风通道4，第二通风通道4位于第一通风通道2与进气歧管(图中未示出)之间，以连通第一通风通道2和所述进气歧管。具体地，从图中可以看出，缸盖3设有进气歧管装配面3a，本实施例将发动机曲轴箱通风装置的出风口3b设在进气歧管装配面3a上，直接引入到所述进气歧管。

所述进气歧管持续负压的状态为发动机曲轴箱通风装置提供负压源，使整个系统正常有效的工作。图2中的空心箭头代表的使气流方向，在所述进气歧管持续负压的状态下，所述曲轴箱中的混合油气自发地经由第一通风通道2，进入到第二通风通道4中，最后引入到所述进气歧管，避免了使用缸体1 和缸盖3之外的管路，这样有利于减小发动机在车身上的占用空间，方便安装。

在一个实施例中，缸体1的一侧内置有中空腔1a，该中空腔1a为由缸体 1与缸体1外部的壳体9配合形成的密封腔体。中空腔1a中设有导流板组件，所述导流板组件与缸体1的腔壁以及壳体9围成第一通风通道2。这种组装方式简单，有助于减少管路的使用，减小发动机在车身上的占用空间，安装方便。

如图3和图4所示，在一个实施例中，所述导流板组件包括第一隔板5 和第二隔板6，第一隔板5大致沿缸体1宽度方向Y布置，隔设成上部分和下部分。上部分用于形成油气分离区域，下部分用于形成与混合油气入口1c相连通的进气区域。

第二隔板6在第一隔板5的上方大致沿缸体1高度方向X布置，并将第二隔板6的两侧分别配置成第一油气分离区域7和第二油气分离区域8。第一油气分离区域7和第二油气分离区域8连通，第一油气分离区域7和第二油气分离区域8在第二隔板6的下方交汇区域形成为机油收集区域1b。缸体1上的混合油气入口1c、第一油气分离区域7、机油收集区域1b、第二油气分离区域8和缸体1上的混合油气出口1d依次连通形成第一通风通道2。这样能够在有限容积的中空腔1a中，使混合气流的流动路径尽可能地长，对混合气体进行油气分离，有利于改善油气分离的效果。

如图5所示，在一个实施例中，第一隔板5呈Z形，使得第一通风通道2 的形状大致呈U形。第一隔板5具有第一子板5a、第二子板5b和第三子板5c，其中：

第一子板5a和第二子板5b沿缸体1的宽度方向Y布置，且第一子板5a 在缸体1的高度方向X上低于所述第二子板5b。图5中的左边是第一子板5a，右边是第二子板5b。

结合图4和图5所示，第一子板5a的一端固定连接在中空腔1a一侧的腔壁上，且第一子板5a的上表面与中空腔1a的腔壁围成机油收集区域1b，第一子板5a带有回油口5f，回油口5f设有具有预设压力的弹簧阀片(图中为示出，但是图5中示出了一个弹簧阀片的安装柱5e)。被分离出来的机油聚集在机油收集区域1b，即第一子板5a的上表面，当聚集足够量时，所述弹簧阀片被压开，形成回油，此部分机油最终会沿着混合气体入口1c回到曲轴箱中。

第二子板5b与中空腔1a另一侧的腔壁隔开布置，形成与混合油气入口 1c连通的气体入口5d。也就是说，混合油气经由混合油气入口1c进入到气体入口5d。这样将第一油气分离区域7的进气口设置在沿缸体1高度方向X的上部，尽可能延长混合气流在第一油气分离区域7中的流动路径。

第三子板5c连接第一子板5a和第二子板5b，并与第二隔板6在缸体1 的宽度方向Y隔开布置，形成第一通风通道2的部分通道，这样有利于将第一通风通道2的口径减小。

本领域技术人员可以知晓：当混合油气从曲轴箱进入到缸体1中时，相当于混合油气从一个较大的空间进入到了一个容积相对较小的空间内，混合油气的运动速率增大，有利于提升分离效果，但是同样也会造成气流压损增大。理论上，压损越大，气流越快，分离效果越好，但是发动机内部压力会越大，容易导致发动机其它密封面漏机油，所以本实施例需要根据实际情况设置第一通风通道2的口径，以保证在满足分离效果的同时需要尽可能地降低压损，使发动机内部压力在设计范围内。

如图5和图6所示，第一油气分离区域7为第一级油气分离，其设有人字挡板71，其中：

多个人字挡板71沿缸体1高度方向X隔开平行布置，相邻两个人字挡板 71的间距为预设间隔范围。当然，相邻两个人字挡板71的间距越小，混合油气的运动速率增大，有利于提升分离效果，但是同样也会造成气流压损增大。因此，需要根据实际情况设置相邻两个人字挡板71的间距，以保证在满足分离效果的同时需要尽可能地降低压损，使发动机内部压力在设计范围内。比如，经验值可以将预设间隔范围设置成2到4毫米之间。

每一个人字挡板71的临近混合油气入口1c的第一平板部7a的法线方向与气体流入方向的夹角范围为第一预设角度范围。当然，第一平板部7a的法线方向与气体流入方向的夹角越小，混合油气的运动速率增大，有利于提升分离效果，但是同样也会造成气流压损增大。因此，需要根据实际情况设置第一平板部7a的法线方向与气体流入方向的夹角，以保证在满足分离效果的同时需要尽可能地降低压损，使发动机内部压力在设计范围内。比如，经验值可以将第一预设角度范围设置成20°到30°之间。

临近第二隔板6的第二平板部7b与第二隔板6的夹角范围为第二预设角度范围。当然，第二平板部7b与第二隔板6的夹角越小，混合油气的运动速率增大，有利于提升分离效果，但是同样也会造成气流压损增大。因此，需要根据实际情况设置第二平板部7b与第二隔板6的夹角，以保证在满足分离效果的同时需要尽可能地降低压损，使发动机内部压力在设计范围内。比如，经验值可以将预设第二预设角度范围设置成20°到30°之间。

经由气体入口5d进入的混合油气依次撞击第一平板部7a和第二平板部 7b以及第二隔板6，液态机油分子将会附着在一平板部7a和第二平板部7b 以及第二隔板6表面，待机油分子聚结成油粒，油粒再在重力作用下聚集成油液，落入到机油收集区域1b中。而被分离出的气体的密度变小，而自发地自下往上运动，进入到第二油气分离区域8，再次进行油气分离处理。

如图5和图7所示，在一个实施例中，第二油气分离区域8设有第一分离构件81和第二分离构件82，其中：第一分离构件81具有多个第一凸起811，相邻第一凸起811之间具有第一间隙。第二分离构件82具有多个第二凸起 821，相邻第二凸起821之间具有第二间隙。其中，第二分离构件82相对于第一分离构件81固定设置，第一凸起811至少部分地容纳在所述第二间隙中，第二凸起821至少部分地容纳在所述第一间隙中，以限定油气分离通道。

在一个实施例中，第一分离构件81还具有第一基板812，第一基板812 上布置有若干与气流方向相对设置的通孔813，多个第一凸起811在第一基板 812上呈阵列式排布，且多个第一凸起811从根端向末端渐缩延伸。

第二分离构件82还具有第二基板822，多个第二凸起821在第二基板822 上呈阵列式排布，且所述多个第二凸起821从根端向末端渐缩延伸。其中，第一凸起811朝向第二基板822延伸。第二凸起821朝向第一基板812延伸。

经由第一油气分离区域7处理后的油气再次经由通孔813，进入到第一凸起811至和第二凸起821限定的油气分离通道中，撞击第一凸起811至和第二凸起821，液态机油分子将会附着在第一凸起811至和第二凸起821的表面，待机油分子聚结成油粒，油粒再在重力作用下聚集成油液，沿着通孔813流入到机油收集区域1b中。

而被分离出的气体的密度变小，而自发地自下往上运动，从缸体上的混合油气出口1d进入到缸盖3内置的第二通风通道4中，重复上述油气分离过程，直至混合油气中绝大部分的油分子被分离出来，洁净的空气则从发动机曲轴箱通风装置的出风口3b直接引入到所述进气歧管中。

再次参阅图4，在一个实施例中，第二隔板6相对于缸体1高度方向X 倾斜，且临近缸盖3的端部朝第一油气分离区域7倾斜，远离缸盖3的端部朝第二油气分离区域8倾斜。第二隔板6相对于缸体1高度方向X的倾斜较的范围是0°到15°，这样可以优化第二隔板6对整个分离系统的压损，在保证高效的分离效果情况下，降低压损。

再次参阅图2，在一个实施例中，第二通风通道4上设有单向阀，单向阀 10允许气体从第二通风通道4向所述进气歧管方向的流动，防止气体的倒流。

本发明还提供一种发动机，所述发动机包括发动机曲轴箱通风装置，所述发动机曲轴箱通风装置为上述各实施例中所述的发动机曲轴箱通风装置。

本发明还提供一种车辆，所述车辆包括发动机，所述发动机为上述实施例所述的发动机。

最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。本领域的普通技术人员应当理解：可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种发动机曲轴箱通风装置，其特征在于，包括：

缸体(1)；所述缸体(1)内置有中空腔(1a)，所述中空腔(1a)中设有：

第一隔板(5)，所述第一隔板(5)具有第一子板(5a)、第二子板(5b)和第三子板(5c)；和

第二隔板(6)，所述第二隔板(6)在所述第一隔板(5)的上方，以将所述第二隔板(6)的两侧分别配置成第一油气分离区域(7)和第二油气分离区域(8)；所述缸体(1)的混合油气入口(1c)、第一油气分离区域(7)、第二油气分离区域(8)和所述缸体(1)的混合油气出口(1d)依次连通形成第一通风通道(2)；

所述第一子板(5a)和第二子板(5b)沿缸体(1)的宽度方向(Y)布置，且所述第一子板(5a)在缸体(1)的高度方向(X)上低于所述第二子板(5b)；

所述第一子板(5a)的一端固定连接在所述中空腔(1a)一侧的腔壁上，且上表面与所述中空腔(1a)的腔壁围成带有回油口(5f)的机油收集区域(1b)，所述回油口(5f)设有具有预设压力的弹簧阀片；

所述第二子板(5b)与所述中空腔(1a)另一侧的腔壁隔开布置，形成与混合油气入口(1c)连通的气体入口(5d)；

所述第三子板(5c)连接所述第一子板(5a)和第二子板(5b)，并与所述第二隔板(6)在所述缸体(1)的宽度方向(Y)隔开布置，形成第一通风通道(2)的部分通道。

2.如权利要求1所述的发动机曲轴箱通风装置，其特征在于，所述第一隔板(5)大致沿缸体(1)宽度方向(Y)布置；

所述第二隔板(6)大致沿缸体(1)高度方向(X)布置，以将所述第二隔板(6)的两侧分别配置成第一油气分离区域(7)和第二油气分离区域(8)；

所述第一油气分离区域(7)和第二油气分离区域(8)连通，并在所述第二隔板(6)的下方交汇区域形成为机油收集区域(1b)。

3.如权利要求1或2所述的发动机曲轴箱通风装置，其特征在于，所述第一油气分离区域(7)设有：

人字挡板(71)，多个所述人字挡板(71)沿缸体(1)高度方向(X)隔开平行布置，相邻两个所述人字挡板(71)的间距为预设间隔范围；

每一个所述人字挡板(71)的临近混合油气入口(1c)的第一平板部(7a)的法线方向与气体流入方向的夹角范围为第一预设角度范围，临近第二隔板(6)的第二平板部(7b)与所述第二隔板(6)的夹角范围为第二预设角度范围。

4.如权利要求1或2所述的发动机曲轴箱通风装置，其特征在于，所述第二油气分离区域(8)设有：

第一分离构件(81)，其具有多个第一凸起(811)，相邻第一凸起(811)之间具有第一间隙；

第二分离构件(82)，其具有多个第二凸起(821)，相邻第二凸起(821)之间具有第二间隙，

其中，所述第二分离构件(82)相对于所述第一分离构件(81)固定设置，所述第一凸起(811)至少部分地容纳在所述第二间隙中，所述第二凸起(821)至少部分地容纳在所述第一间隙中，以限定油气分离通道。

5.如权利要求4所述的发动机曲轴箱通风装置，其特征在于，第一分离构件(81)还具有第一基板(812)，所述第一基板(812)上布置有若干与气流方向相对设置的通孔(813)，所述多个第一凸起(811)在所述第一基板(812)上呈阵列式排布，且所述多个第一凸起(811)从根端向末端渐缩延伸；

所述第二分离构件(82)还具有第二基板(822)，所述多个第二凸起(821)在所述第二基板(822)上呈阵列式排布，且所述多个第二凸起(821)从根端向末端渐缩延伸；

其中，所述第一凸起(811)朝向所述第二基板(822)延伸；所述第二凸起(821)朝向所述第一基板(812)延伸。

6.如权利要求1或2所述的发动机曲轴箱通风装置，其特征在于，所述第二隔板(6)相对于缸体(1)高度方向(X)倾斜，且临近缸盖(3)的端部朝所述第一油气分离区域(7)倾斜，远离所述缸盖(3)的端部朝所述第二油气分离区域(8)倾斜。

7.如权利要求1所述的发动机曲轴箱通风装置，其特征在于，缸盖(3)内置有第二通风通道(4)，所述第二通风通道(4)连通所述第一通风通道(2)和进气歧管，所述第二通风通道(4)上设有单向阀，所述单向阀允许气体从所述第二通风通道(4)向所述进气歧管方向的流动。

8.一种发动机，所述发动机包括发动机曲轴箱通风装置，其特征在于，所述发动机曲轴箱通风装置为权利要求1至7中任一项所述的发动机曲轴箱通风装置。

9.一种车辆，所述车辆包括发动机，其特征在于，所述发动机为权利要求8所述的发动机。