CN109404182A - 一种内燃机主进气管道前部密封式补给氧气的进换气系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种内燃机主进气管道前部密封式补给氧气的进换气系统，包括观测逃生窗、操作室过渡仓、外部循环切换阀门、双向鼓风机、第一进气管道、进气管道左端口、进气管道右端口、进气管道控制器、第二进气管道、空滤盒、空滤芯、第三进气管道、节气门、发动机和尾气排气管道。当发动机涉水时，进气管道控制器控制进气管道左端口和进气管道右端口相互吻合密封连接，有效阻断了水源，并在第一时间内保护发动机因进气管道中吸入不可压缩液态水及异物造成大修甚至报废。

Description

一种内燃机主进气管道前部密封式补给氧气的进换气系统

技术领域

本发明涉及进换气系统技术领域，特别涉及一种内燃机主进气管道前部密封式补给氧气的进换气系统。

背景技术

现有产品多在越野车上有所体现，加长加高单向裸露进气口，为防止发动机行驶或是做功过程中有效避开水的装置主要体现在越野车上加装的进气管，也称进气喉(即：延伸进气管)，加高外部进气口以避开水带来的危害，但其弊端也较多，其弊端即安装时须损害车身外部结构，及车体前部翼子板内部挖较大尺寸的孔，供加装进气管道通过，极不稳定，也影响车的美观性和操控性，同时也影响驾车人员的前方视野，也给车体本身带来较大风噪(进气管道延时只接近或是高过车顶，以保证涉水或被迫涉水，避开水从进气口灌入损坏发动机)，以进气口始端为起点，延伸进气口，进气管道末端链接内燃机或是发动机；延伸的进气管道一般通过软管及塑型硬管链接，延伸段的进气管道需要通过内燃机机舱旁边的部件，包括改动现有机舱原有部件布置，以引擎前置为参考的越野车，被延伸的单向进气管道要穿过机舱，前部翼子板等部件；穿过翼子板后的单向外裸露进气管道再延伸至前挡风玻璃A柱外表，一般根据车身高度决定进气口的高度，且进气口处于单向外裸露状态，裸露的管道由螺丝或是胶水固定在车身外部。此方案虽然可有效避开涉水或意外涉水深度所带来的冲击，但是其稳定性得不到保证(即：容易松动，作为重要部件，容易磕碰导致损坏，通过打孔穿过进气管道也破坏了原来车身的整体性，且破坏或影响了车身原有的美观性)，极端情况下无法保护发动机有效避开进水的威胁(如，水淹地下车库)。

现有产品为功能单一，属于单向换气、开放式、无补给空气的进气系统(除废气管道外，即：不提供可助燃所需空气或氧气)，无法过滤或有效隔离阻挡液体及水对内燃机或是汽车发动机的损坏，极端或意外情况下无法给内燃机或是汽车发动机及相关车载人员提供在各种极端情况下的自救机会，无法延长自救时间，没有可变运作模式，即：运作过程中无法保证内燃机或是汽车发动机，在不同工况下应付和对抗种种挑战。

现有产品外部加装的加长涉水喉管主要缺点就是：

1、限制其涉水深度：进气口的高度决定了涉水深度。

2、缺乏美观性：现有的加装进气喉管属于外裸露式。

3、可靠性不足：静止情况下不能有效保护内燃机或是发动机，由进气系统进水至发动机内燃机内部，而影响其使用寿命。

4、经济性不佳：由于进水导致发动机损坏的，其经济性大大降低。

本发明的方案便是针对上述问题对现有车辆进换气系统进行的改进。

发明内容

为了克服现有技术中的不足，本发明提供一种内燃机主进气管道前部密封式补给氧气的进换气系统，改进了现有内燃发动机启动运行过程中及强制紧急运行、停放静止的过程中，防止进水损坏机器本身，并危及行车人及乘客生命安全，有效保护财产本身安全及操作人员及乘坐人员的人身安全。

为了达到上述发明目的，解决其技术问题所采用的技术方案如下：

一种内燃机主进气管道前部密封式补给氧气的进换气系统，包括观测逃生窗、操作室过渡仓、外部循环切换阀门、双向鼓风机、第一进气管道、进气管道左端口、进气管道右端口、进气管道控制器、第二进气管道、空滤盒、空滤芯、第三进气管道、节气门、发动机和尾气排气管道，其中：

所述观测逃生窗设置于所述操作室过渡仓上；

所述外部循环切换阀门设置于所述操作室过渡仓内部，且位于所述第一进气管道与所述操作室过渡仓连接处；

所述第一进气管道一端与所述进气管道左端口连通，另一端与所述操作室过渡仓连接；

所述双向鼓风机设置于所述第一进气管道内部，用于控制气流正向和反向的风速、风量大小；

所述进气管道左端口设置于所述第一进气管道靠近所述进气管道右端口的一端，其内部呈圆形或倒圆台型，用于和所述进气管道右端口匹配；

所述进气管道右端口设置于所述第二进气管道靠近所述进气管道左端口的一端，并呈圆台型逐渐向外收紧，用于和所述进气管道左端口匹配；

所述进气管道控制器设置于所述进气管道左端口一侧，用于控制所述进气管道左端口和进气管道右端口相互吻合进而形成密封；

所述第二进气管道一端与所述进气管道右端口连通，另一端与所述空滤盒连通；

所述空滤芯设置于所述空滤盒内部，用于过滤所述第二进气管道中残存的外来异物；

所述第三进气管道一端与所述空滤盒连通，另一端与所述节气门连接；

所述节气门与所述发动机连接，用于控制进气量大小；

所述尾气排气管道与所述发动机连接，用于排放尾气；

所述进气管道右端口、第二进气管道、空滤盒、空滤芯、第三进气管道、节气门、发动机和尾气排气管道依次连接形成第一气路；

所述进气管道左端口、第一进气管道、双向鼓风机、外部循环切换阀门、操作室过渡仓和观测逃生窗依次连接形成第二气路；

当所述发动机涉水时，所述进气管道控制器控制所述进气管道左端口和进气管道右端口相互吻合密封连接，则所述观测逃生窗、操作室过渡仓、外部循环切换阀门、双向鼓风机、第一进气管道、进气管道左端口、进气管道右端口、第二进气管道、空滤盒、空滤芯、第三进气管道、节气门、发动机和尾气排气管道依次密封连接形成第三气路。

进一步的，还包括过滤网支架，所述过滤网支架固定在所述进气管道右端口的端面内侧，并呈圆形镂空状，用于过滤外来异物。

优选的，所述进气管道控制器包括开关通孔、手动应急拉线开关和通孔密封圈，其中：

所述开关通孔设置于所述第一进气管道上，且与所述过滤网支架中心处等高；

所述手动应急拉线开关一端连接于所述过滤网支架中心处，另一端依次穿过所述进气管道左端口、第一进气管道和开关通孔后延伸至所述开关通孔外侧，用于当车辆强制涉水时作为机动开关进而通过手动操作将所述进气管道左端口和进气管道右端口进行封闭；

所述通孔密封圈套设在所述开关通孔外侧，用于在所述手动应急拉线开关穿过所述开关通孔后对所述开关通孔进行密封。

优选的，所述进气管道控制器包括连接线、绕线盘和微动电机，其中：

所述连接线一端连接于所述过滤网支架中心处，另一端连接在所述绕线盘上；

所述绕线盘垂直设置于所述微动电机的竖向输出轴上，其水平面与所述过滤网支架中心处等高；

所述微动电机设置于所述第一进气管道靠近所述进气管道左端口处，并与所述发动机电性连接，用于在所述发动机驱动下带动所述微动电机运转进而通过竖向输出轴带动所述绕线盘转动使得所述进气管道右端口通过所述连接线缠绕在所述绕线盘上后与所述进气管道左端口闭合进行密封。

优选的，所述进气管道控制器包括微型真空泵、真空管道、拉杆和拉线，其中：

所述拉线一端连接于所述过滤网支架中心处，另一端连接在所述拉杆上；

所述拉杆一端与所述拉线连接，另一端设置于所述微型真空泵内，所述拉杆与所述过滤网支架中心处等高且水平设置；

所述真空管道一端与所述微型真空泵连接，另一端与所述发动机连接；

所述微型真空泵设置于所述第一进气管道靠近所述进气管道左端口处，用于通过所述发动机驱动带动所述微型真空泵运转产生相应的真空吸力将所述拉杆往远离所述进气管道右端口的方向移动进而使得所述进气管道右端口与所述进气管道左端口闭合进行密封。

进一步的，还包括第四进气管道、第五进气管道、第一高压阀门和高压补给储气瓶，其中：

所述第四进气管道一端与所述空滤盒连通，另一端与所述第五进气管道连通；

所述第五进气管道一端与所述第四进气管道连通，另一端与所述高压补给储气瓶连通；

所述第一高压阀门设置于所述第四进气管道和第五进气管道的连接处；

所述高压补给储气瓶、第五进气管道、第一高压阀门、第四进气管道、空滤盒、空滤芯、第三进气管道、节气门、发动机和尾气排气管道依次密封连接形成第四气路。

进一步的，还包括第六进气管道和第二高压阀门，其中：

所述第六进气管道一端与所述第五进气管道连接，另一端与所述操作室过渡仓连接；

所述第二高压阀门设置于所述操作室过渡仓内部，且位于所述第六进气管道与所述操作室过渡仓连接处；

所述高压补给储气瓶、第五进气管道、第六进气管道、第二高压阀门、操作室过渡仓、外部循环切换阀门、双向鼓风机、第一进气管道、进气管道左端口、进气管道右端口、第二进气管道、空滤盒、空滤芯、第三进气管道、节气门、发动机和尾气排气管道依次密封连接形成第五气路。

进一步的，还包括外部水位感应器，所述外部水位感应器设置于所述进气管道右端口的下方，其安装高度不得等于或接近所述进气管道右端口，用于感测车辆外部水位高度。

进一步的，还包括过渡仓水位感应器，所述过渡仓水位感应器设置于所述操作室过渡仓的仓内底部，用于感测操作室过渡仓内的进水情况进而关闭所述外部循环切换阀门。

进一步的，还包括外部粉尘过滤网，所述外部粉尘过滤网套设在所述进气管道左端口和进气管道右端口上，用于过滤外来异物进入到所述第一进气管道和第二进气管道中。

进一步的，还包括橡胶圈，所述橡胶圈套设在所述进气管道右端口上，用于在所述进气管道左端口和进气管道右端口闭合时进行二次密封。

进一步的，所述第二进气管道和/或空滤盒的内部安装湿度感应器和/或水位感应器，用于保证车辆脱险后或浸泡后再次启动前自我检测管道内部是否进水。

进一步的，所述进气管道右端口靠近所述空滤盒设置，或者，所述进气管道右端口直接与所述空滤盒密封连接。

本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：

1、本发明所述一种内燃机主进气管道前部密封式补给氧气的进换气系统，为了改进现有内燃机或发动机启动运行过程中及强制紧急运行、停放静止的过程中无法有效保护财产本身安全及操作人员及乘坐人员人身安全，利用进气连锁反应，以保证内燃机或是发动机正常运作，经过改进，实现粉尘及水的阻隔过滤，大大降低财产安全损坏的风险，此外，通过多重原件的组合，有效应对静止或突发情况，保护内燃机或发动机使其在突发情况或被迫情况下的受损机率大幅度降低，以此解决发动机机械设备怕水的难题，从而大大的增加财产与人员的安全值，且为操作人员争取了更多的挽救财产损失，自救抢救的宝贵时间。

2、本发明所述一种内燃机主进气管道前部密封式补给氧气的进换气系统，基于多重安全角度出发，隐藏设计，合理安装，不损坏车身外部结构确保车身安全性能稳定，确保正在做功或是行驶中的内燃机或是车辆本身的安全，有效阻挡空气中动态昆虫异物灰尘等细小颗粒，重点在于可以阻隔或是过滤水，而现有产品及进气系统设计功能只能过滤粉尘已到达过滤燃烧做工所需的空气，无法过滤PM2.5及水分子细小成分，如果遇到行驶中意外灌水、呛水或深度积水，直接威胁或是损坏内燃机或是正在运作的发动机，造成财产损失，由于涉水趴窝原地，人身安全受到威胁，后果极其严重。

3、本发明所述一种内燃机主进气管道前部密封式补给氧气的进换气系统，具有可靠性、经济性、稳定性和美观性等特点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。附图中：

图1是本发明一种内燃机主进气管道前部密封式补给氧气的进换气系统的整体结构示意图；

图2是本发明一种内燃机主进气管道前部密封式补给氧气的进换气系统中的过滤网支架的结构示意图；

图3是本发明一种内燃机主进气管道前部密封式补给氧气的进换气系统中的进气管道控制器的第一结构示意图；

图4是本发明一种内燃机主进气管道前部密封式补给氧气的进换气系统中的进气管道控制器的第二结构示意图；

图5是本发明一种内燃机主进气管道前部密封式补给氧气的进换气系统中的进气管道控制器的第三结构示意图。

【主要符号说明】

1-观测逃生窗；

2-操作室过渡仓；

3-外部循环切换阀门；

4-双向鼓风机；

5-第一进气管道；

6-进气管道左端口；

7-进气管道右端口；

8-第二进气管道；

9-空滤盒；

10-空滤芯；

11-第三进气管道；

12-节气门；

13-发动机；

14-尾气排气管道；

15-过滤网支架；

16-手动应急拉线开关；

17-连接线；

18-绕线盘；

19-微动电机；

20-微型真空泵；

21-真空管道；

22-拉杆；

23-拉线；

24-第四进气管道；

25-第五进气管道；

26-第一高压阀门；

27-高压补给储气瓶；

28-第六进气管道；

29-第二高压阀门；

30-外部粉尘过滤网。

具体实施方式

以下将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述和讨论，显然，这里所描述的仅仅是本发明的一部分实例，并不是全部的实例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

在大城市中，城市交通道路一般都设计有下沉式地道(地道上方供火车或地铁通行，下方供车辆通行)或隧道(隧道为在江河中挖掘的通道)，车辆一旦行驶至其中，又恰逢大暴雨，地道或隧道内的积水瞬间暴涨，车辆来不及撤离时，车辆有被积水淹没的可能性。为了给被迫进入险情的车内人员和内燃机争取更多应急时间，随着内燃机负荷的不断变化，此时进气管道内部的气流由外部吸气进气模式转变为过渡反向密封回流供给模式，也称反向密封进气。当处于反向模式下通过持续自救无法快速脱离险情时，启动多向密封进气待运行模式，开启目测检测窗或逃生窗口，此步骤为多向密封进气模式，若仍处于滞留状态，开启高压多向补给进气模式(即：关门检测窗口，自救时间延长至高压模式自动倒计时，争取更多自救自保时间，根据实际情况可提前终止高压密封补给进气模式，关闭各个阀门及内燃机或发动机，以保护其安全，然后开启逃生窗口逃生自救。若无法快速全部撤离，开启控制仓内高压补给储气瓶，以杜绝人员的缺氧威胁，根据实际人员情况，可利用高压补给储气瓶快速充气的特点，为救生装备充氧或打气，有效利用救援时间，以达到人员财产安全的目的。同时，根据特殊特种作业的内燃机(或发动机)使用要求，高压补给储气瓶设置于车身后部或下方来配合隐藏式水中螺旋桨作为推进器使用。

如图1所示，本实施例公开了一种内燃机主进气管道前部密封式补给氧气的进换气系统，包括观测逃生窗1、操作室过渡仓2(俗称驾驶室)、外部循环切换阀门3、双向鼓风机4、第一进气管道5、进气管道左端口6、进气管道右端口7、进气管道控制器、第二进气管道8、空滤盒9、空滤芯10、第三进气管道11、节气门12、发动机13和尾气排气管道14，其中：

所述观测逃生窗1设置于所述操作室过渡仓2上，优选设置在驾驶员边上，方便驾驶员手动打开或关闭，属于操作开关部件，如门窗或天窗。本实施例中，所述操作室过渡仓2做密封处理。

所述外部循环切换阀门3设置于所述操作室过渡仓2内部，且位于所述第一进气管道5与所述操作室过渡仓2连接处，如，操作室内的仪表盘。当需要逃生时，发动机13关闭后，仪表上的(或是仪表下方)的外部循环切换阀门3可以方便驾驶员手动关闭，实际操作中，该外部循环切换阀门3是可以通过电控系统按钮开关控制的；

所述第一进气管道5一端与所述进气管道左端口6连通，另一端与所述操作室过渡仓2连接，连接点为车身外部循环进气口，如花粉滤芯；

所述双向鼓风机4设置于所述第一进气管道5内部，用于控制气流正向和反向的风速、风量大小；正常工况下(不涉水)，为了实现外部循环风流向操作室过渡仓2，双向鼓风机4是正转的，其转速的大小可增大循环进气量。实际操作中，所述双向鼓风机4也可安装在所述第一进气管道5末端的车身内部，用于节省机舱空间。

所述进气管道左端口6设置于所述第一进气管道5靠近所述进气管道右端口7的一端，其内部呈圆形或倒圆台型，用于和所述进气管道右端口7匹配；

所述进气管道右端口7设置于所述第二进气管道8靠近所述进气管道左端口6的一端，并呈圆台型逐渐向外收紧，用于和所述进气管道左端口6匹配；圆台型进气管道右端口7的设计有助于减小进气噪音。常规的，所述进气管道右端口7设置于车身的前部。本实施例中，所述进气管道右端口7靠近所述空滤盒9设置，或者，所述进气管道右端口7直接与所述空滤盒9密封连接。具体的，当所述第二进气管道8很短很短时，所述进气管道右端口7靠近所述空滤盒9设置。当所述进气管道右端口7直接与所述空滤盒9密封连接时(即所述第二进气管道8被省略时)，所述进气管道右端口7直接设置在所述空滤盒9一侧，并与所述进气管道左端口6直接连接。极端情况下，所述进气管道右端口7也可省略，所述进气管道左端口6直接与所述空滤盒9的一侧连接。

所述进气管道控制器设置于所述进气管道左端口6一侧，用于控制所述进气管道左端口6和进气管道右端口7相互吻合进而形成密封；

所述第二进气管道8一端与所述进气管道右端口7连通，另一端与所述空滤盒9连通；

所述空滤芯10设置于所述空滤盒9内部，用于过滤所述第二进气管道8中残存的外来异物，如树叶、昆虫、粉尘之类的异物；

所述第三进气管道11一端与所述空滤盒9连通，另一端与所述节气门12连接；

所述节气门12与所述发动机13连接，用于控制进气量大小。实际操作中，在所述节气门12和发动机13之间还有若干进气支管，所述进气支管用于分配所需燃烧做功的空气或氧气，有时，进气支管也会直接整合在发动机13中。

所述尾气排气管道14与所述发动机13连接，用于排放尾气。实际操作中，所述尾气排气管道14的尾端，一般设计成n型、m型或u型等弧形，弧形过渡中心(即顶点处位置)高度高于所述尾气排气管道14的水平中心位置。本实施例中，所述尾气排气管道10优选向上凸型走向。

所述进气管道右端口7、第二进气管道8、空滤盒9、空滤芯10、第三进气管道11、节气门12、发动机13和尾气排气管道14依次连接形成第一气路；

所述进气管道左端口6、第一进气管道5、双向鼓风机4、外部循环切换阀门3、操作室过渡仓2和观测逃生窗1依次连接形成第二气路；

当所述发动机13涉水时，所述进气管道控制器控制所述进气管道左端口6和进气管道右端口7相互吻合密封连接，有效阻断了水源，并在第一时间内保护内燃机或汽车发动机因进气管道中吸入不可压缩液态水及异物造成大修甚至报废。所述观测逃生窗1、操作室过渡仓2、外部循环切换阀门3、双向鼓风机4、第一进气管道5、进气管道左端口6、进气管道右端口7、第二进气管道8、空滤盒9、空滤芯10、第三进气管道11、节气门12、发动机13和尾气排气管道14依次密封连接形成第三气路。另一实施例中，所述操作室过渡仓2、外部循环切换阀门3、双向鼓风机4、第一进气管道5、进气管道左端口6、进气管道右端口7、第二进气管道8、空滤盒9、空滤芯10、第三进气管道11、节气门12、发动机13和尾气排气管道14依次密封连接形成第三气路。两者的区别在于观测逃生窗1，在车外下大雨或车外水位已经没过观测逃生窗1(车窗)时，只能采用第一种没有观测逃生窗1的第三气路。

参见图2，所述进换气系统还包括过滤网支架15，所述过滤网支架15固定在所述进气管道右端口7的端面内侧，并呈圆形镂空状，用于过滤外来异物。

一实施例中，如图3所示，所述进气管道控制器包括开关通孔(未图示)、手动应急拉线开关16和通孔密封圈(未图示)，其中：

所述开关通孔设置于所述第一进气管道5上，且与所述过滤网支架15中心处等高；

所述手动应急拉线开关16一端连接于所述过滤网支架15中心处，另一端依次穿过所述进气管道左端口6、第一进气管道5和开关通孔后延伸至所述开关通孔外侧，用于当车辆强制涉水时作为机动开关进而通过手动操作将所述进气管道左端口6和进气管道右端口7进行封闭；优选的，从所述过滤网支架15的正中心处贯穿而过，如不是中心点，所述手动应急拉线开关16拉起来阻力较大，达不到密封需要的压力要求。本实施例中，所述过滤网支架15起到定位支架的作用。

所述通孔密封圈套设在所述开关通孔外侧，用于在所述手动应急拉线开关16穿过所述开关通孔后对所述开关通孔进行密封。

另一实施例中，如图4所示，所述进气管道控制器包括连接线17、绕线盘18和微动电机19，其中：

所述连接线17一端连接于所述过滤网支架15中心处，另一端连接在所述绕线盘18上；

所述绕线盘18垂直设置于所述微动电机19的竖向输出轴上，其水平面与所述过滤网支架15中心处等高；

所述微动电机19设置于所述第一进气管道5靠近所述进气管道左端口6处，并与所述发动机13电性连接，用于在所述发动机13驱动下带动所述微动电机19运转进而通过竖向输出轴带动所述绕线盘18转动使得所述进气管道右端口7通过所述连接线17缠绕在所述绕线盘18上后与所述进气管道左端口6闭合进行密封。

又一实施例中，如图5所示，所述进气管道控制器包括微型真空泵20、真空管道21、拉杆22和拉线23，其中：

所述拉线23一端连接于所述过滤网支架15中心处，另一端连接在所述拉杆22上；

所述拉杆22一端与所述拉线23连接，另一端设置于所述微型真空泵20内，所述拉杆22与所述过滤网支架15中心处等高且水平设置；

所述真空管道21一端与所述微型真空泵20连接，另一端与所述发动机13连接；

所述微型真空泵20设置于所述第一进气管道5靠近所述进气管道左端口6处，用于通过所述发动机13驱动带动所述微型真空泵20运转产生相应的真空吸力将所述拉杆22往远离所述进气管道右端口7的方向移动进而使得所述进气管道右端口7与所述进气管道左端口6闭合进行密封。

进一步的，所述进换气系统还包括第四进气管道24、第五进气管道25、第一高压阀门26和高压补给储气瓶27，其中：

所述第四进气管道24一端与所述空滤盒9连通，另一端与所述第五进气管道25连通；

所述第五进气管道25一端与所述第四进气管道24连通，另一端与所述高压补给储气瓶27连通；

所述第一高压阀门26设置于所述第四进气管道24和第五进气管道25的连接处；

所述高压补给储气瓶27、第五进气管道25、第一高压阀门26、第四进气管道24、空滤盒9、空滤芯10、第三进气管道11、节气门12、发动机13和尾气排气管道14依次密封连接形成第四气路。本实施例中，所述高压补给储气瓶27可拆卸、更换补给并重复使用，配备高压补给储气瓶27以保证极端特殊作业之需求。

进一步的，所述进换气系统还包括第六进气管道28和第二高压阀门29，其中：

所述第六进气管道28一端与所述第五进气管道25连接，另一端与所述操作室过渡仓2连接；

所述第二高压阀门29设置于所述操作室过渡仓2内部，且位于所述第六进气管道28与所述操作室过渡仓2连接处；

所述高压补给储气瓶27、第五进气管道25、第六进气管道28、第二高压阀门29、操作室过渡仓2、外部循环切换阀门3、双向鼓风机4、第一进气管道5、进气管道左端口6、进气管道右端口7、第二进气管道8、空滤盒9、空滤芯10、第三进气管道11、节气门12、发动机13和尾气排气管道14依次密封连接形成第五气路。

进一步的，所述进换气系统还包括外部水位感应器(未图示)，所述外部水位感应器设置于所述进气管道右端口7的下方，其安装高度不得等于或接近所述进气管道右端口7，实际操作中还可以设置在进气口外包围件上，如，前保险杠外部，其安装高度不得等于或接近所述进气管道右端口7，用于感测车辆外部水位高度。

进一步的，所述进换气系统还包括过渡仓水位感应器(未图示)，所述过渡仓水位感应器设置于所述操作室过渡仓2的仓内底部，用于感测操作室过渡仓2内的进水情况进而关闭所述外部循环切换阀门3。

进一步的，所述进换气系统还包括外部粉尘过滤网30，所述外部粉尘过滤网30套设在所述进气管道左端口6和进气管道右端口7上，用于过滤外来异物进入到所述第一进气管道5和第二进气管道8中；

进一步的，所述进换气系统还包括橡胶圈(未图示)，所述橡胶圈套设在所述进气管道右端口7上，用于在所述进气管道左端口6和进气管道右端口7闭合时进行二次密封。本实施例中，所述橡胶圈设置于所述进气管道左端口6和进气管道右端口7吻合受压处。

为进一步了解内燃机或是发动机13的每个运行状态下的外表因素，所述第二进气管道8和/或空滤盒9的内部安装湿度感应器和/或水位感应器，用于保证车辆脱险后或浸泡后再次启动前自我检测管道内部是否进水。本实施例中，所述空滤盒9内安装有水位感应器，并配合设置有抽水马达及单向排水管，所述水位感应器和抽水马达设置于所述空滤盒9底部附近，用以保证管道内部安全。

本实施例中，所述第一进气管道5、第二进气管道8、第三进气管道11、第四进气管道24、第五进气管道25和第六进气管道28在与其它部件连接时，可采用耐高温高压的波纹管或橡胶软管。其中，所述进气管道左端口6至开关通孔之间的第一进气管道5不宜采用波纹管。实际操作中，所述第一进气管道5、第二进气管道8、第三进气管道11、第四进气管道24、第五进气管道25和第六进气管道28走向均按照实际情况或安装需要变化而变化，如弯曲走向、径直走向等。

本实施例中，所述第一高压阀门26、第二高压阀门29和外部循环切换阀门3均可采用电控和手动形式进行控制，且上述阀门的开合状态可在操作室过渡仓2内的显示屏上进行显示，方便使用者查看阀门状态。

具体工作模式：

1、当内燃机或是(发动机13)在未涉及意外涉水或强制涉水及被迫涉水险情下，处于静止状态(非启动运行状态下)，进气管道左端口6和进气管道右端口7处于吻合密封状态，第一高压阀门26、第二高压阀门29和外部循环切换阀门3均处于关闭状态。此时，内燃机或是(发动机13)与外部不可控因素出于阻隔状态，避开水淹造成发动机13气道及机舱进水的风险。

2、当内燃机或是(发动机13)处于正常工况条件下运行时，进气管道左端口6和进气管道右端口7处于分离状态(保证其发挥双向进气分配的作用)，外部循环切换阀门3处于开启状态，，进气气流分两条流向，此时做工运行所需要的空气由进气管道左端口6和进气管道右端口7进入为：

(1)进气管道右端口7、第二进气管道8、空滤盒9、空滤芯10、第三进气管道11、节气门12、发动机13和尾气排气管道14；

(2)进气管道左端口6、第一进气管道5、双向鼓风机4、外部循环切换阀门3和操作室过渡仓2。

3、当内燃机或是发动机13被迫或是意外涉水，水位线达到一定涉水深度至进气管道控制器，进气管道控制器关闭进气管道左端口6和进气管道右端口7，双向鼓风机4停止顺流运行，或是开始反向运转(根据内燃机或是发动机13所需空气量控制)，此时内燃机所需持续运行燃烧的空气流动方向为：

操作室过渡仓2、外部循环切换阀门3、第一进气管道5、进气管道左端口6、进气管道右端口7、第二进气管道8、空滤盒9、空滤芯10、第三进气管道11、节气门12、发动机13和尾气排气管道14。

4、当内燃机或是发动机13无法短时间脱离险情，在步骤三的基础上即：进气管道左端口6和进气管道右端口7吻合，开启第一高压阀门26和第二高压阀门29(阀门开度大小根据内燃机功率及时间所需量而定)，此时进气气流再次改变，为反向逆流状态，通过相连接的密封气道进行补给，其气流方向为：

(1)高压补给储气瓶27、第五进气管道25、第六进气管道28、第二高压阀门29、操作室过渡仓2、外部循环切换阀门3、双向鼓风机4、第一进气管道5、进气管道左端口6、进气管道右端口7、第二进气管道8、空滤盒9、空滤芯10、第三进气管道11、节气门12、发动机13和尾气排气管道14。

(2)高压补给储气瓶27、第五进气管道25、第一高压阀门26、第四进气管道24、空滤盒9、空滤芯10、第三进气管道11、节气门12、发动机13和尾气排气管道14。

由高压补给储气瓶27同时提供反向流动氧气以保证内燃机或是发动机13继续运行，持续脱离险情。

5、若持续无法自救的情况下启动自我保护、逃生模式，即关闭外部循环切换阀门3(关闭进气管道保确保气管道密封隔绝水)，关闭发动机13(停止运行发动机13，以达到保护发动机13的目的)，从观测逃生窗1陆续撤离，保证人员人身安全为第一。当人员安全避开险情，此时处于上述情况1，静止状态下的内燃机或是发动机13的自我保护状态。

6、当电控系统故障或者被迫、主观执行涉水时，由手动应急拉线开关16控制进气管道左端口6和进气管道右端口7密封吻合，以实现以上不同工况下之需求，目的有效保护内燃机或是发动机13不受水及其他异物的损坏(停车后也可手动操作，检查操作室外部循环切换阀门3，及进气管道左端口6和进气管道右端口7密封吻合，关闭发动机13，同时关闭外部循环切换阀门3。

本实施例所述进换气系统目的在于，要让广大人群在行驶过程中，内燃机或是汽车出现意外情况涉水或是被迫涉水的极端情况，不可预知的条件下，有效降低行车人员财产的安全，及提高人身安全系数，预留更多逃生时间给乘客，确保提升驾驶人员及乘客人身安全，争取更多自救时间，最终提升或达到生命财产安全的目的。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (13)

1.一种内燃机主进气管道前部密封式补给氧气的进换气系统，其特征在于，包括观测逃生窗、操作室过渡仓、外部循环切换阀门、双向鼓风机、第一进气管道、进气管道左端口、进气管道右端口、进气管道控制器、第二进气管道、空滤盒、空滤芯、第三进气管道、节气门、发动机和尾气排气管道，其中：

所述观测逃生窗设置于所述操作室过渡仓上；

所述外部循环切换阀门设置于所述操作室过渡仓内部，且位于所述第一进气管道与所述操作室过渡仓连接处；

所述第一进气管道一端与所述进气管道左端口连通，另一端与所述操作室过渡仓连接；

所述双向鼓风机设置于所述第一进气管道内部，用于控制气流正向和反向的风速、风量大小；

所述进气管道左端口设置于所述第一进气管道靠近所述进气管道右端口的一端，其内部呈圆形或倒圆台型，用于和所述进气管道右端口匹配；

所述进气管道右端口设置于所述第二进气管道靠近所述进气管道左端口的一端，并呈圆台型逐渐向外收紧，用于和所述进气管道左端口匹配；

所述进气管道控制器设置于所述进气管道左端口一侧，用于控制所述进气管道左端口和进气管道右端口相互吻合进而形成密封；

所述第二进气管道一端与所述进气管道右端口连通，另一端与所述空滤盒连通；

所述空滤芯设置于所述空滤盒内部，用于过滤所述第二进气管道中残存的外来异物；

所述第三进气管道一端与所述空滤盒连通，另一端与所述节气门连接；

所述节气门与所述发动机连接，用于控制进气量大小；

所述尾气排气管道与所述发动机连接，用于排放尾气；

所述进气管道右端口、第二进气管道、空滤盒、空滤芯、第三进气管道、节气门、发动机和尾气排气管道依次连接形成第一气路；

所述进气管道左端口、第一进气管道、双向鼓风机、外部循环切换阀门、操作室过渡仓和观测逃生窗依次连接形成第二气路；

当所述发动机涉水时，所述进气管道控制器控制所述进气管道左端口和进气管道右端口相互吻合密封连接，则所述观测逃生窗、操作室过渡仓、外部循环切换阀门、双向鼓风机、第一进气管道、进气管道左端口、进气管道右端口、第二进气管道、空滤盒、空滤芯、第三进气管道、节气门、发动机和尾气排气管道依次密封连接形成第三气路。

2.根据权利要求1所述的一种内燃机主进气管道前部密封式补给氧气的进换气系统，其特征在于，还包括过滤网支架，所述过滤网支架固定在所述进气管道右端口的端面内侧，并呈圆形镂空状，用于过滤外来异物。

3.根据权利要求2所述的一种内燃机主进气管道前部密封式补给氧气的进换气系统，其特征在于，所述进气管道控制器包括开关通孔、手动应急拉线开关和通孔密封圈，其中：

所述开关通孔设置于所述第一进气管道上，且与所述过滤网支架中心处等高；

所述手动应急拉线开关一端连接于所述过滤网支架中心处，另一端依次穿过所述进气管道左端口、第一进气管道和开关通孔后延伸至所述开关通孔外侧，用于当车辆强制涉水时作为机动开关进而通过手动操作将所述进气管道左端口和进气管道右端口进行封闭；

所述通孔密封圈套设在所述开关通孔外侧，用于在所述手动应急拉线开关穿过所述开关通孔后对所述开关通孔进行密封。

4.根据权利要求2所述的一种内燃机主进气管道前部密封式补给氧气的进换气系统，其特征在于，所述进气管道控制器包括连接线、绕线盘和微动电机，其中：

所述连接线一端连接于所述过滤网支架中心处，另一端连接在所述绕线盘上；

所述绕线盘垂直设置于所述微动电机的竖向输出轴上，其水平面与所述过滤网支架中心处等高；

所述微动电机设置于所述第一进气管道靠近所述进气管道左端口处，并与所述发动机电性连接，用于在所述发动机驱动下带动所述微动电机运转进而通过竖向输出轴带动所述绕线盘转动使得所述进气管道右端口通过所述连接线缠绕在所述绕线盘上后与所述进气管道左端口闭合进行密封。

5.根据权利要求2所述的一种内燃机主进气管道前部密封式补给氧气的进换气系统，其特征在于，所述进气管道控制器包括微型真空泵、真空管道、拉杆和拉线，其中：

所述拉线一端连接于所述过滤网支架中心处，另一端连接在所述拉杆上；

所述拉杆一端与所述拉线连接，另一端设置于所述微型真空泵内，所述拉杆与所述过滤网支架中心处等高且水平设置；

所述真空管道一端与所述微型真空泵连接，另一端与所述发动机连接；

所述微型真空泵设置于所述第一进气管道靠近所述进气管道左端口处，用于通过所述发动机驱动带动所述微型真空泵运转产生相应的真空吸力将所述拉杆往远离所述进气管道右端口的方向移动进而使得所述进气管道右端口与所述进气管道左端口闭合进行密封。

6.根据权利要求1所述的一种内燃机主进气管道前部密封式补给氧气的进换气系统，其特征在于，还包括第四进气管道、第五进气管道、第一高压阀门和高压补给储气瓶，其中：

所述第四进气管道一端与所述空滤盒连通，另一端与所述第五进气管道连通；

所述第五进气管道一端与所述第四进气管道连通，另一端与所述高压补给储气瓶连通；

所述第一高压阀门设置于所述第四进气管道和第五进气管道的连接处；

所述高压补给储气瓶、第五进气管道、第一高压阀门、第四进气管道、空滤盒、空滤芯、第三进气管道、节气门、发动机和尾气排气管道依次密封连接形成第四气路。

7.根据权利要求6所述的一种内燃机主进气管道前部密封式补给氧气的进换气系统，其特征在于，还包括第六进气管道和第二高压阀门，其中：

所述第六进气管道一端与所述第五进气管道连接，另一端与所述操作室过渡仓连接；

所述第二高压阀门设置于所述操作室过渡仓内部，且位于所述第六进气管道与所述操作室过渡仓连接处；

所述高压补给储气瓶、第五进气管道、第六进气管道、第二高压阀门、操作室过渡仓、外部循环切换阀门、双向鼓风机、第一进气管道、进气管道左端口、进气管道右端口、第二进气管道、空滤盒、空滤芯、第三进气管道、节气门、发动机和尾气排气管道依次密封连接形成第五气路。

8.根据权利要求1所述的一种内燃机主进气管道前部密封式补给氧气的进换气系统，其特征在于，还包括外部水位感应器，所述外部水位感应器设置于所述进气管道右端口的下方，其安装高度不得等于或接近所述进气管道右端口，用于感测车辆外部水位高度。

9.根据权利要求1所述的一种内燃机主进气管道前部密封式补给氧气的进换气系统，其特征在于，还包括过渡仓水位感应器，所述过渡仓水位感应器设置于所述操作室过渡仓的仓内底部，用于感测操作室过渡仓内的进水情况进而关闭所述外部循环切换阀门。

10.根据权利要求1所述的一种内燃机主进气管道前部密封式补给氧气的进换气系统，其特征在于，还包括外部粉尘过滤网，所述外部粉尘过滤网套设在所述进气管道左端口和进气管道右端口上，用于过滤外来异物进入到所述第一进气管道和第二进气管道中。

11.根据权利要求1所述的一种内燃机主进气管道前部密封式补给氧气的进换气系统，其特征在于，还包括橡胶圈，所述橡胶圈套设在所述进气管道右端口上，用于在所述进气管道左端口和进气管道右端口闭合时进行二次密封。

12.根据权利要求1所述的一种内燃机主进气管道前部密封式补给氧气的进换气系统，其特征在于，所述第二进气管道和/或空滤盒的内部安装湿度感应器和/或水位感应器，用于保证车辆脱险后或浸泡后再次启动前自我检测管道内部是否进水。

13.根据权利要求1所述的一种内燃机主进气管道前部密封式补给氧气的进换气系统，其特征在于，所述进气管道右端口靠近所述空滤盒设置，或者，所述进气管道右端口直接与所述空滤盒密封连接。