CN109826691B - 曲轴箱通风系统和车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种曲轴箱通风系统和车辆，所述曲轴箱通风系统包括：曲轴箱；真空泵，所述真空泵适于与外界的发动机连接；过渡腔，所述真空泵的压缩腔通过所述过渡腔与所述曲轴箱相连；单向阀，所述单向阀连接在所述过渡腔与所述曲轴箱之间，且从所述过渡腔到所述曲轴箱单向导通。本发明的曲轴箱通风系统，可以有效防止发动机启动过程中曲轴箱出现正压，油气不易外泄，且对真空泵的保护作用好。

Description

曲轴箱通风系统和车辆

技术领域

本发明属于车辆制造技术领域，具体而言，涉及一种曲轴箱通风系统和车辆。

背景技术

真空系统是整车的一个重要组成部分，目前整车真空泵一般由发动机进行驱动，此真空泵结构、驱动方式及布置方式简单，但是真空泵在工作过程中，会产生油气，该废气会排放到发动机曲轴箱中，并随着发动机曲轴箱内的废气一起通过油气分离系统进行过滤，并将废气排放到进气系统中进行再次燃烧分解。

车辆刚启动过程中，真空泵排放到发动机中的油气会导致曲轴箱内参数瞬间的正压，带着车辆启动时会出现排放不达标的隐患，使得汽车难以满足排放法规的要求。相关技术中，为实现发动机曲轴箱压力时刻为负压的情况，通过将传统的机械真空泵替换为独立式电子真空泵，但此种真空泵需要在整车上单独的空间进行布置，对现有车型机舱结构进行大的调整，且电子真空泵成本比传统机械真空泵成本增加4-5倍，会使得整车成本增加。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种曲轴箱通风系统，所述曲轴箱通风系统可以有效防止发动机启动过程中曲轴箱出现正压。

根据本发明实施例的曲轴箱通风系统，包括：曲轴箱；真空泵，所述真空泵适于与外界的发动机连接；过渡腔，所述真空泵的压缩腔通过所述过渡腔与所述曲轴箱相连；单向阀，所述单向阀连接在所述过渡腔与所述曲轴箱之间，且从所述过渡腔到所述曲轴箱单向导通。

根据本发明实施例的曲轴箱通风系统，可以有效防止发动机启动过程中曲轴箱出现正压，油气不易外泄，且对真空泵的保护作用好。

根据本发明一个实施例的曲轴箱通风系统，所述真空泵安装于所述发动机的缸盖，且通过所述发动机的凸轮轴驱动，所述过渡腔位于所述缸盖内。

根据本发明一个实施例的曲轴箱通风系统，所述过渡腔铸造成型在所述缸盖内，且通过所述真空泵的壳体密封。

根据本发明一个实施例的曲轴箱通风系统，所述过渡腔为弧形且至少部分设在所述真空泵的两个腔室之间。

根据本发明一个实施例的曲轴箱通风系统，所述缸盖设有连通所述曲轴箱与所述过渡腔的通孔，所述单向阀安装于所述通孔内。

根据本发明一个实施例的曲轴箱通风系统，所述通孔直接贯穿到所述缸盖的缸盖油池。

根据本发明一个实施例的曲轴箱通风系统，所述真空泵通过机油泵联轴器驱动，所述过渡腔由置于所述发动机外部或所述真空泵1外部的箱体限定出。

根据本发明一个实施例的曲轴箱通风系统，所述过渡腔设于所述真空泵的壳体。

根据本发明一个实施例的曲轴箱通风系统，满足：V≥ρRT/[(P2-P1)M]，其中，V为所述过渡腔的体积，ρ为所述真空泵排出的油气密度，R为所述真空泵排出的油气的普适气体恒量，T为所述真空泵排出的油气的绝对温度，P1为所述发动机开启预定时间后所述曲轴箱的压力，P2为所述单向阀的开启压力，M为油气的摩尔质量。本发明还提出了一种车辆，具有如上述任一种所述的曲轴箱通风系统。

所述车辆与上述的曲轴箱通风系统相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1-图3是根据本发明实施例的曲轴箱通风系统的结构示意图；

图4是根据本发明实施例的曲轴箱通风系统的原理图。

附图标记：

真空泵1，缸盖2，过渡腔3，单向阀4，缸盖油池5，气门室罩盖油气进口6，气门室罩盖7，气门室罩盖油气出口8，通孔9。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终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。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考图1-图4描述根据本发明实施例的曲轴箱通风系统。

如图1-图4所示，根据本发明一个实施例的曲轴箱通风系统包括：曲轴箱、真空泵1、过渡腔3、单向阀4。

其中，真空泵1用于提供真空环境，比如为整车刹车系统提供助力辅助功能、为发动机EGR和增压器旁通阀结构提供驱动力等，真空泵1适于与外界的发动机动力耦合连接，真空泵1为机械式，比如真空泵1可以布置在发动机的缸盖2后端，并由发动机的凸轮轴进行驱动，在发动机启动时，真空泵1可随动。

真空泵1的压缩腔通过过渡腔3与曲轴箱相连，换言之，真空泵1的压缩腔的油气出口与过渡腔3相连，过渡腔3与曲轴箱相连，真空泵1排出的油气先存入过渡腔3，再进入曲轴箱，油气包括真空泵1的润滑油和整车真空罐中的油气混合物。

单向阀4连接在过渡腔3与曲轴箱之间，且单向阀4从过渡腔3到曲轴箱单向导通。

可以理解的是，当发动机初始运转时，曲轴箱的相对压力0kPa，而真空泵1会产生正压的油气，真空泵1排出的油气先进入过渡腔3储存，发动机运转一段时间后，曲轴箱负压开始建立，真空泵1产生的油气仍储存在过渡腔3内，过渡腔3压力会持续升高，当曲轴箱内负压与过渡腔3内压差大于单向阀4开启压力时，单向阀4开启，过渡腔3 内的油气开始排放到曲轴箱内，此时曲轴箱的压力会有短暂的提高，但是由于曲轴箱负压已建立，曲轴箱不会出现正压的情况，且过渡腔3内的油气排入曲轴箱后不影响真空泵1运转环境。

换言之，本发明实施例的曲轴箱通风系统在发动机启动初期可以将真空泵1排出的油气先储存，待曲轴箱负压建立后再排入曲轴箱，这样既不会使得曲轴箱出现正压，又不影响真空泵1运转。

进一步地，发动机停机时，由于惯性作用发动机会反转，单向阀4可以防止发动机反转时真空泵1产生倒吸气而损伤真空泵滑片。

根据本发明实施例的曲轴箱通风系统，可以有效防止发动机启动过程中曲轴箱出现正压，油气不易外泄，且对真空泵1的保护作用好。

在一些实施例中，真空泵1通过机油泵联轴器驱动，过渡腔3由外挂式箱体限定出，过渡腔3可以由置于发动机外部的箱体限定出，或过渡腔3可以由置于真空泵1外部的箱体限定出。外挂式箱体可以避免整机结构布置限制或结构加工限制，外挂式箱体可以安装于缸盖2或真空泵1。外挂式箱体与缸盖2之间设有通孔9，单向阀4安装于通孔9 内，通孔9直接贯穿到缸盖2的缸盖油池5。当然，也可以通过外置管路连接过渡腔3 与缸盖2，单向阀4可以设于管路。

在另一些实施例中，过渡腔3可以设于真空泵1的壳体。对应地，真空泵1可以通过机油泵联轴器驱动，或者通过凸轮轴驱动。真空泵1的壳体与缸盖2之间设有通孔9，单向阀4安装于通孔9内，通孔9直接贯穿到缸盖2的缸盖油池5。当然，也可以通过外置管路连接过渡腔3与缸盖2，单向阀4可以设于管路。

在又一些实施例中，如图1-图3所示，真空泵1可以安装于发动机的缸盖2，真空泵1可以通过发动机的凸轮轴驱动，比如真空泵1可以通过曲轴齿轮驱动，过渡腔3位于缸盖2内，比如过渡腔3铸造成型在缸盖2内，且过渡腔3通过真空泵1的壳体密封，在一个实施例中，参考图1，过渡腔3为弧形，且过渡腔3的至少部分设在真空泵1的两个腔室之间，即过渡腔3的至少部分设于真空泵1的压缩腔与真空泵1吸气腔之间。这样，真空泵1的布置方便，且过渡腔3不占用额外的空间。

如图3所示，缸盖2设有连通曲轴箱与过渡腔3的通孔9，单向阀4安装于通孔9 内，通孔9直接贯穿到缸盖2的缸盖油池5，这样通孔9的长度短，易于成型。

单向阀4可采用定压机械式单向阀，也可采用电子控制压力单向阀，电子控制压力单向阀的控制更精确，且可根据曲轴箱压力的实际情况进行控制，可更好地避免过渡腔 3内压力过高，真空泵1的密封结构不易漏油。

过渡腔3的体积需要满足在曲轴箱负压建立起来前可以容纳足够多的油气，满足：V≥ρRT/[(P2-P1)M]，其中，V为过渡腔3的体积，ρ为真空泵1排出的油气密度，R为真空泵1排出的油气的普适气体恒量，T为真空泵1排出的油气的绝对温度，P1为发动机开启预定时间后曲轴箱的压力，P2为单向阀4的开启压力，M为油气的摩尔质量，且发动机开启预定时间后曲轴箱建立起负压。

比如对于某柴油发动机，真空泵1布置在发动机缸盖2后端，由凸轮轴进行驱动，在缸盖2上设计一个过渡腔3，过渡腔3的体积需要根据V＝ρRT/[(P2-P1)M]确定，该发动机开启10s后曲轴箱建立起负压，ρ为真空泵1排出的油气密度，R为真空泵1排出的油气的普适气体恒量，T为真空泵1排出的油气的绝对温度，P1为发动机开启10s后曲轴箱的压力，P2为单向阀4的开启压力，M为油气的摩尔质量，根据上述公式计算出过渡腔3的容积，在缸盖2上铸造成型，并通过真空泵1壳体进行密封，而过渡腔3 内加工一个通孔9，与缸盖油池5进行贯通，使得真空泵1工作过程中产生的油气排入到缸盖油池5内，并根据设计要求，在匹配一个压力为P1的单向阀4。

整车工作前10秒，过渡腔3与曲轴箱负压压差小于单向阀4的开启压力，真空泵1产生的油气滞留在过渡腔3中；当曲轴箱和过渡腔3的压差大于单向阀4压力时，单向阀4开启，将过渡腔3内的油气排入到缸盖油池5内，此时油腔内的油气对曲轴箱的压力不会造成较大的影响。

曲轴箱负压系的具体工作过程为：发动机运转过程中产生油气，油气经过真空泵1与过渡腔3的连接点排入到过渡腔3内，油气在过渡腔3内存储，待压力大于单向阀4 的开启压力时，油气首先通过单向阀4排入缸盖油池5内，再由气门室罩盖油气进口6 进入气门室罩盖7内，通过气门室罩盖7内的粗分离和精分离将油气中的油进行过滤，在经过气门室罩盖油气出口8排入到增压器入口，使得分离后的油气随着增压器进气参与燃烧。

本发明还公开了一种车辆，本发明实施例的车辆具有上述任一种实施例的曲轴箱通风系统。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种曲轴箱通风系统，其特征在于，包括：

曲轴箱；

真空泵(1)，所述真空泵(1)适于与外界的发动机连接；

过渡腔(3)，所述真空泵(1)的压缩腔通过所述过渡腔(3)与所述曲轴箱相连；

单向阀(4)，所述单向阀(4)连接在所述过渡腔(3)与所述曲轴箱之间，且从所述过渡腔(3)到所述曲轴箱单向导通；

所述曲轴箱通风系统满足：V≥ρRT/[(P2-P1)M]，其中，V为所述过渡腔(3)的体积，ρ为所述真空泵(1)排出的油气密度，R为所述真空泵(1)排出的油气的普适气体恒量，T为所述真空泵(1)排出的油气的绝对温度，P1为所述发动机开启预定时间后所述曲轴箱的压力，P2为所述单向阀(4)的开启压力，M为油气的摩尔质量。

2.根据权利要求1所述的曲轴箱通风系统，其特征在于，所述真空泵(1)安装于所述发动机的缸盖(2)，且通过所述发动机的凸轮轴驱动，所述过渡腔(3)位于所述缸盖(2)内。

3.根据权利要求2所述的曲轴箱通风系统，其特征在于，所述过渡腔(3)铸造成型在所述缸盖(2)内，且通过所述真空泵(1)的壳体密封。

4.根据权利要求3所述的曲轴箱通风系统，其特征在于，所述过渡腔(3)为弧形且至少部分设在所述真空泵(1)的两个腔室之间。

5.根据权利要求2所述的曲轴箱通风系统，其特征在于，所述缸盖(2)设有连通所述曲轴箱与所述过渡腔(3)的通孔(9)，所述单向阀(4)安装于所述通孔(9)内。

6.根据权利要求5所述的曲轴箱通风系统，其特征在于，所述通孔(9)直接贯穿到所述缸盖(2)的缸盖油池(5)。

7.根据权利要求1所述的曲轴箱通风系统，其特征在于，所述真空泵(1)通过机油泵联轴器驱动，所述过渡腔(3)由置于所述发动机外部或所述真空泵(1)外部的箱体限定出。

8.根据权利要求1所述的曲轴箱通风系统，其特征在于，所述过渡腔(3)设于所述真空泵(1)的壳体。

9.一种车辆，其特征在于，具有如权利要求1-8中任一项所述的曲轴箱通风系统。

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