CN109424388A - 具有曲轴箱油气分离系统的发动机组件 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种发动机组件，其包括：缸盖以及缸盖罩壳，二者气密性相连以限定一内部空间，该内部空间与发动机组件的曲轴箱连通；以及油气分离系统，油气分离系统包括在缸盖罩壳上安装的隔板，在隔板与缸盖罩壳之间限定有一独立于内部空间的气体通道，气体通道限定油气分离系统的过滤路径，其中，油气分离系统具有一入口，与内部空间流体连通，以便经由入口自内部空间供入来自所述曲轴箱的窜气，并且，油气分离系统还具有多个过滤挡板，它们在气体通道中布置，以便能够沿着过滤路径过滤供入的窜气，油气分离系统还包括在入口与气体通道之间设置的引导通道，使得供入的窜气能够在引导通道和所述气体通道中互不影响地流动。

Description

具有曲轴箱油气分离系统的发动机组件

技术领域

本发明大体上涉及具有曲轴箱油气分离系统的发动机组件。

背景技术

在诸如内燃机的发动机做功过程中，气缸内的混合燃气有可能经活塞与气缸内壁之间的间隙窜入到曲轴箱内，称为“窜气”。窜气含有燃油成分微粒，因此若混入曲轴箱内机油的话会对使得机油品质变差。另外，依据法规要求，这种窜气不能向外界直接排出，所以通常会被返回至发动机的进气系统重新进入气缸燃烧做功。然而，发动机运行过程中在曲轴箱内机油会呈高压气态，混合有机油油滴的窜气如果直接进入气缸燃烧的话，会产生燃烧不充分并造成发动机尾气排放超标的问题。因此，在发动机中通常会设置油气分离器，使得窜气中的燃油成分微粒和机油油滴各自分离，前者返回至发动机的进气系统，后者返回至发动机的机油罐。

油气分离器常见为迷宫式、旋风式等。以迷宫式为例，这种油气分离器具有多个过滤挡板，它们布置成形成一过滤路径。当窜气沿着该过滤路径被强制经过各个过滤挡板时，窜气中较重的机油油滴会被依次过滤留下，并最终汇合回收；而无机油油滴的窜气最终会被返回至发动机的进气系统重新参与燃烧。

为了确保针对机油油滴的最佳过滤效果，通常会在有限的发动机空间内将上述过滤路径设计成尽可能地长。也就是说，该过滤路径的入口与出口应当尽可能地彼此远离。但是，受发动机的具体机械结构限制，往往这样设计的油气分离器的入口会位于发动机内的运动部件例如曲轴上方。这样，当发动机运转时，由于曲轴的旋转而导致机油会偶尔甩到上述入口处，反而会影响油气分离器的过滤效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改进的油气分离系统，使得其过滤路径的入口和/或出口位置能够灵活选择，并且，能够最大化利用过滤路径的长度提高油气分离系统的过滤效果。

根据本发明的一个方面，提供了一种发动机组件，其包括：

缸盖以及缸盖罩壳，二者气密性相连以限定一内部空间，该内部空间与发动机组件的曲轴箱连通；以及

油气分离系统，所述油气分离系统包括在所述缸盖罩壳上安装的隔板，在所述隔板与所述缸盖罩壳之间限定有一独立于所述内部空间的气体通道，所述气体通道限定所述油气分离系统的过滤路径，其中，所述油气分离系统具有一入口，与所述内部空间流体连通，以便经由所述入口自所述内部空间供入来自所述曲轴箱的窜气，并且，所述油气分离系统还具有多个过滤挡板，它们在所述气体通道中布置，以便能够沿着所述过滤路径过滤所述供入的窜气，其中，所述油气分离系统还包括在所述入口与所述气体通道之间设置的引导通道，使得所述供入的窜气能够在所述引导通道和所述气体通道中互不影响地流动。

可选地，所述引导通道是位于所述缸盖罩壳的内壁与所述隔板之间的引导通道。

可选地，所述引导通道与所述气体通道的延伸路线至少部分地重叠。

可选地，窜气在所述引导通道内的流动方向与在气体通道内的流动方向相反。

可选地，所述引导通道穿过所述多个过滤挡板中的至少一个。

可选地，所述引导通道是位于所述缸盖罩壳外的引导通道。

可选地，所述隔板大体上呈U形，由所述气体通道限定的过滤路径至少部分地沿着所述U形延伸。

可选地，所述油气分离系统的入口位于所述U形的底部附近。

可选地，所述引导通道在所述U形的一个分支的自由端部处附近与所述气体通道相连。

可选地，所述油气分离系统的入口所处的位置使得发动机的旋转部件不会将机油甩到入口中。

可选地，所述过滤挡板固定地设置在所述隔板上。

采用本发明的上述技术方案，可以更加灵活地设计过滤路径的入口位置，同时不会改变窜气在过滤路径中为了实现所需过滤效果而应流动的长度，提高了发动机组件的设计灵活性。

附图说明

从后述的详细说明并结合下面的附图将能更全面地理解本发明的前述及其它方面。需要指出的是，各附图的比例出于清楚说明的目的有可能不一样，但这并不会影响对本发明的理解。在附图中：

图1示意性示出了根据本发明一个实施例的发动机组件的剖视图；

图2示意性示出了用于图1的发动机组件中的发动机缸盖罩壳的立体图；

图3示意性示出了根据本发明一个实施例的油气分离系统的隔板的立体图；

图4示意性示出了根据本发明一个实施例的油气分离系统的过滤路径的横截面图；并且

图5示意性示出了根据本发明另一个实施例的油气分离系统。

具体实施方式

在本发明的各附图中，结构相同或功能相似的特征由相同的附图标记表示。

图1示意性示出了根据本发明一个实施例的发动机组件100。在本发明的上下文中，发动机可以是诸如内燃机的燃机。此外，需要指出的是，发动机可以是多缸发动机，而图1仅示出了发动机中的一个缸结构的剖视图。

如图1所示，发动机组件100包括缸体110、与缸体120气密性相连的缸盖120、与缸体110气密性相连的油底壳130、以及与缸盖120气密性相连的缸盖罩壳140。在缸体110内限定有气缸111。在该气缸111中能够来回移动地安装有活塞112。同时，缸体110与油底壳130一起限定了曲轴箱150。在曲轴箱150内能够旋转地安装有曲轴151。曲轴151经由曲柄152和连杆153与活塞112操作性相连，从而活塞112在气缸111内的来回移动相应驱动曲轴151旋转。在油底壳130内充有机油，从而曲轴151通常在曲轴箱150内浸没在机油中。

在缸盖120内设有进气道121和排气道122，它们分别经由进气阀123和排气阀124与气缸111选择性相通。进气阀123和排气阀124经由各自的凸轮轴驱动机构驱动。凸轮轴驱动机构与曲轴151相应联动。

在缸盖120与缸盖罩壳140之间限定有例如可以容纳凸轮轴驱动机构的内部空间160。该内部空间160经由图中未示出的通道与曲轴箱150内部相通。这样，来自气缸111的窜气在进入曲轴箱150中之后，有可能携带着机油油滴进入到该内部空间160中。

图2示意性示出了根据本发明一个实施例的缸盖罩壳140。在该缸盖罩壳140中设置有一出口141，与内部空间160相通。该出口141能够经由一管道180(图1)与发动机组件100的进气系统170相连，该进气系统170与进气道121连通。根据本发明的一个实施例，缸盖罩壳140集成有一油气分离系统。借助于该油气分离系统，对进入内部空间160的窜气进行油气分离操作，从而机油油滴能够高效地汇集返回到油底壳130中，而净化后的窜气能够经管道180和进气系统170进入气缸111再次燃烧做功。

本发明的油气分离系统可以包括一隔板200。图3示意性示出了根据本发明的该隔板200的一个实施例。隔板200可以在缸盖罩壳140内安装，从而油气分离系统的过滤路径在缸盖罩壳140与隔板200之间被限定。

如图3所示，隔板200包括大体上呈U形的本体201。在本体201上固定地安装有多个过滤挡板210。各过滤挡板210彼此隔开，并且每个上设有多个过滤孔。每个过滤挡板210的上边缘是弯曲的，并且轮廓构造成与缸盖罩壳140的内壁形状互补。这样，当隔板200例如经由螺钉固定至缸盖罩壳140之后，在隔板200与缸盖罩壳140的内壁之间限定了一个气体通道，例如也大体为U形。该气体通道由所述过滤挡板210分隔，由此形成了油气分离系统的过滤路径。在工作时，窜气在压力的作用下沿着所述过滤路径流动，并且在此过程中，随着流经各个过滤挡板210，窜气中的机油油滴被逐级保留在过滤挡板210上并最终汇集到一起返回到油底壳130中。

本领域技术人员应当了解，仅出于清楚说明的目的，在图3中省略了本应覆盖于隔板200设置的缸盖罩壳140。缸盖罩壳140的出口141位于图3中B处所对应的位置。也就是说，出口141形成了过滤路径的出口。为了确保过滤路径长度的最大化，通常过滤路径的入口尽量远离出口设置，例如在图3中，最佳的入口位置对应于A。然而，如果直接在隔板200的本体201中与A处对应设置开口从而作为输入来自内部空间160的窜气的入口的话，通常这种开口会位于发动机的旋转部件例如曲轴151上方。这样，在发动机运行过程中，机油很有可能由于旋转部件被甩到A处，并从这里进入到过滤路径中，影响窜气沿着过滤路径的后续过滤效果。因此，从这一点考虑，期望尽量避开A处来设置过滤路径的入口。例如，在图3中，可以选择C处作为过滤路径的入口，其中，发动机中的旋转部件远离该C处。例如，这可以通过相应加工隔板200的本体201和/或简单地重新构造发动机内部结构来实现。作为一种可行的方案，可以在隔板200的本体内设置一开口，与C处相对应。该开口与内部空间160相通，从而窜气可以经由该开口被供入。

然而，如果过滤路径入口设置在C处的话，与A处相比，势必显著缩短了过滤路径长度。这就会造成窜气未流经足够数量的过滤隔板210就从出口141排出，造成发动机燃烧不充分、影响尾气排放的不利效果。

为此，本发明所提出的解决方案之一就是在C处开始设置一引导通道300。例如，该引导通道可以是由在隔板200的本体上固定设置的一个单独的管道形成，从而该管道的内部空间与形成过滤路径的气体通道彼此隔离，而仅在A处相通。这样，当窜气从内部空间160自C处形成的入口被供入后，窜气首先在箭头F1的方向上沿着引导通道300独立于形成过滤路径的气体通道地流至A处，然后再从A处反向、即在箭头F2的方向上沿着过滤路径流至B处，并从那里从油气过滤系统的出口141排出。窜气在引导通道300以及形成过滤路径的气体通道中的流动是彼此独立的，也就是说，二者中的窜气互不影响。

图4示意性示出了沿着经过图3中的一个过滤挡板210的截面L-L所获得的横截面，其中，还示出了与隔板200一起构成气体通道的缸盖罩壳140。可以看出，引导通道300穿过隔板200设置。例如，在使用中，窜气沿着垂直于纸面向内的方向在引导通道300内流动，在到达A处之后，在沿着垂直于纸面向外的方向在引导通道300的外壁与缸盖罩壳140的内壁之间的空间内流动，并经过过滤挡板210的过滤孔。

针对图3所示的隔板200，可以更加灵活地设计过滤路径的入口位置，同时不会改变窜气在过滤路径中为了实现所需过滤效果而应流动的长度，提高了发动机组件的设计灵活性。

在图3的实施例中，因为过滤路径入口在C处设置，所以引导通道300穿过三个过滤隔板200。但是，依据不同的过滤路径入口位置选择，引导通道300也可以穿过更多或更少的过滤隔板。可选地，在发动机内部空间允许的前提下，还可以设计成引导通道在发动机内部并不穿过(即避开)任何一个过滤隔板。可选地，如果过滤路径入口选定在B处的话，引导通道300甚至可以设置成穿过所有的过滤隔板200。此外，替代性地，引导通道300也可以由一C形横截面的沟槽形成，从而C形横截面开口由隔板200封闭，并在其中形成引导通道。

图5示意性示出了根据本发明的油气分离系统的另一个实施例。该油气分离系统与如图1至4所示的基本相同，区别之处主要在于具有一个外部引导通道400。因此，以下针对该实施例的说明仅针对此处区别，其它相同特征参见图1至4的实施例。在图5的油气分离系统中，隔板200不再设有如图4所示的引导通道300，而是在缸盖罩壳140的外部设置引导通道400，例如形式为一个单独的管道。该引导通道400例如可以一端气密性地开设到与图4中C处对应的过滤路径入口中，而另一端通到缸盖罩壳140内，从而在图4中的A处与同一过滤路径相连。这样，当来自内部空间160的窜气独立地在缸盖罩壳140外部被引导经过引导通道400，到达A处，然后从那里再像前述实施例那样被引导经过整个过滤路径。

采用这种外部引导通道的好处之一就是，进一步提高了油气分离系统的设计灵活性，使得过滤路径入口设计完全不受发动机的运动部件甩油影响。

本领域技术人员应当清楚，在本发明的实施例中，隔板的形状并不限于U形，还可以被设计为其它形状。此外，过滤路径的入口与引导通道(无论内部还是外部)之间的连接也能够以本领域技术人员熟知的任何合适的方式实现。此外，在替代实施例中，过滤隔板也可以固定地设置在缸盖罩壳的内壁上。

尽管这里详细描述了本发明的特定实施方式，但它们仅仅是为了解释的目的而给出的，而不应认为它们对本发明的范围构成限制。此外，这些描述的实施例可以彼此相互任意结合。在不脱离本发明精神和范围的前提下，各种替换、变更和改造可被构想出来。

Claims (11)

1.一种发动机组件，其包括：

缸盖(120)以及缸盖罩壳(140)，二者气密性相连以限定一内部空间(160)，该内部空间(160)与发动机组件的曲轴箱连通；以及

油气分离系统，所述油气分离系统包括在所述缸盖罩壳(140)上安装的隔板(200)，在所述隔板(200)与所述缸盖罩壳(140)之间限定有一独立于所述内部空间(160)的气体通道，所述气体通道限定所述油气分离系统的过滤路径，其中，所述油气分离系统具有一入口，与所述内部空间(160)流体连通，以便经由所述入口自所述内部空间(160)供入来自所述曲轴箱的窜气，并且，所述油气分离系统还具有多个过滤挡板(210)，它们在所述气体通道中布置，以便能够沿着所述过滤路径过滤所述供入的窜气，其特征在于，所述油气分离系统还包括在所述入口与所述气体通道之间设置的引导通道，使得所述供入的窜气能够在所述引导通道和所述气体通道中互不影响地流动。

2.根据权利要求1所述的发动机组件，其特征在于，所述引导通道是位于所述缸盖罩壳(140)的内壁与所述隔板(200)之间的引导通道(300)。

3.根据权利要求2所述的发动机组件，其特征在于，所述引导通道(300)与所述气体通道的延伸路线至少部分地重叠。

4.根据权利要求3所述的发动机组件，其特征在于，窜气在所述引导通道(300)内的流动方向与在气体通道内的流动方向相反。

5.根据权利要求2至4任一所述的发动机组件，其特征在于，所述引导通道(300)穿过所述多个过滤挡板(210)中的至少一个。

6.根据权利要求1所述的发动机组件，其特征在于，所述引导通道是位于所述缸盖罩壳(140)外的引导通道(400)。

7.根据前述权利要求任一所述的发动机组件，其特征在于，所述隔板(200)大体上呈U形，由所述气体通道限定的过滤路径至少部分地沿着所述U形延伸。

8.根据权利要求7所述的发动机组件，其特征在于，所述油气分离系统的入口位于所述U形的底部附近。

9.根据权利要求8所述的发动机组件，其特征在于，所述引导通道在所述U形的一个分支的自由端部处附近与所述气体通道相连。

10.根据前述权利要求任一所述的发动机组件，其特征在于，所述油气分离系统的入口所处的位置使得发动机的旋转部件不会将机油甩到入口中。

11.根据前述权利要求任一所述的发动机组件，其特征在于，所述过滤挡板(210)固定地设置在所述隔板(200)上。