CN110219716A - 一种闭式循环呼吸系统及发动机总成 - Google Patents

Abstract

本发明涉及发动机总成技术领域，具体公开了一种闭式循环呼吸系统及发动机总成，该闭式循环呼吸系统包括油气分离器总成和控制阀，油气分离器总成上设有入口、第一出口以及第二出口，入口用于与曲轴箱连接，第二出口用于和油底壳连接；控制阀上设有进气口、排气口和泄压口，进气口与第一出口连通，排气口和增压器的入口端连通，泄压口与外界大气连通，油气分离器分离出的废气经第一出口进入控制阀的进气口，当增压器的入口端的压力能够导致机油倒吸时，控制阀控制进气口和泄压口连通，此时进气口和排气口隔断，不会导致倒吸；当入口端的压力不足以使机油倒吸时，控制阀控制进气口和排气口连通。发动机总成包括上述闭式循环呼吸系统。

Description

一种闭式循环呼吸系统及发动机总成

技术领域

本发明涉及发动机总成技术领域，尤其涉及一种闭式循环呼吸系统及发动机总成。

背景技术

发动机工作过程中，燃烧室的高压可燃混合气和已燃气体，或多或少会通过活塞组与气缸之间的间隙漏入曲轴箱内，造成窜气，其主要成分为未燃的燃油气、水蒸气和废气等。闭式循环呼吸系统是一种将油气分离之后的曲轴箱窜气重新引入柴油机进气系统参与燃烧，使曲轴箱窜气完全封闭在柴油机燃烧过程当中，不会对环境造成污染的曲轴箱窜气处理系统，其为发动机重要的组成部分之一。

闭式循环呼吸系统通过油气分离器将曲轴箱废气中的油、气分离，同时分离后的机油回到油底壳，分离出的气体通常通过排气管道接到增压器的前端进气管，以将曲轴箱内窜气重新引入发动机进气系统参与燃烧，而进气管内负压较大，很容易导致机油倒吸，若机油从油底壳中被吸入到油气分离器，甚至进入到排气管道内，容易导致增压器和发动机本体等受损或被污染，造成一定的经济损失，甚至引发安全事故。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种闭式循环呼吸系统及发动机总成，以解决现有技术中闭式循环呼吸系统在增压器进气管负压的影响下容易导致机油倒吸的问题。

一方面，本发明提供一种闭式循环呼吸系统，该闭式循环呼吸系统包括：

油气分离器总成，所述油气分离器总成上设有入口、第一出口以及第二出口，所述入口用于与曲轴箱连接，所述第二出口用于和油底壳连接；

控制阀，所述控制阀上设有进气口、排气口和泄压口，所述进气口与所述第一出口连通，所述排气口和增压器的入口端连通，所述泄压口与外界大气连通，所述控制阀控制所述进气口与所述排气口和所述泄压口择一连通，且仅当机油能够倒吸进入所述第二出口时，所述控制阀控制所述进气口和所述泄压口连通。

作为闭式循环呼吸系统的优选技术方案，所述控制阀包括：

阀壳，所述进气口、所述排气口和所述泄压口间隔设置于所述阀壳上且均与所述阀壳内的空腔连通；

阀芯，所述阀芯可密封滑动地位于所述空腔内，所述阀芯具有关闭位置和打开位置，当所述阀芯位于所述打开位置时，所述进气口与所述排气口连通，当所述阀芯位于所述关闭位置时，所述进气口与所述泄压口连通。

作为闭式循环呼吸系统的优选技术方案，所述闭式循环呼吸系统还包括设置于所述泄压口处的蜂鸣器。

作为闭式循环呼吸系统的优选技术方案，所述控制阀还包括驱动件，所述驱动件被配置为能够驱动所述阀芯由所述打开位置向所述关闭位置移动。

作为闭式循环呼吸系统的优选技术方案，所述驱动件包括拉簧，所述拉簧连接所述阀芯和所述阀壳，所述拉簧和所述泄压口均位于所述阀芯远离所述排气口的一端。

作为闭式循环呼吸系统的优选技术方案，所述阀壳包括主壳体和堵头，所述空腔、所述进气口、所述排气口和所述泄压口均设置于所述主壳体上，所述主壳体上还设有与所述空腔连通的开口，所述堵头与所述主壳体螺接且将所述开口封堵，所述拉簧的两端分别与所述堵头和所述阀芯抵接。

作为闭式循环呼吸系统的优选技术方案，所述驱动件包括信号缸，所述信号缸包括缸体和活塞杆，所述缸体密封穿设于所述阀壳，所述活塞杆的活塞端可密封滑动的位于所述缸体内，所述活塞杆的杆端与所述阀芯连接，所述活塞杆能够带动所述阀芯由所述打开位置运动至所述关闭位置。

作为闭式循环呼吸系统的优选技术方案，所述闭式循环呼吸系统还包括用于检测所述增压器的入口端的气压的压力传感器，所述压力传感器测量的压力数值小于或等于预设压力时，所述信号缸驱动所述阀芯运动至所述关闭位置。

作为闭式循环呼吸系统的优选技术方案，所述空腔内设有限位凸台，当所述阀芯运动至所述关闭位置时，所述阀芯与所述限位凸台抵接。

另一方面，本发明提供一种发动机总成，包括上述任一方案中的闭式循环呼吸系统。

本发明的有益效果为：

本发明提供一种闭式循环呼吸系统，该闭式循环呼吸系统包括油气分离器总成和控制阀，油气分离器总成上设有入口、第一出口以及第二出口，入口用于与曲轴箱连接，第二出口用于和油底壳连接；控制阀上设有进气口、排气口和泄压口，进气口与第一出口连通，排气口和增压器的入口端连通，泄压口与外界大气连通，控制阀控制进气口与排气口和泄压口择一连通。油气分离器将窜气中的废气与机油分离，机油通过第二出口回流至油底壳中，分离出的废气经第一出口进入控制阀的进气口，当增压器的入口端的压力大于预设负压值时，控制阀控制废气进入到排气口，当增压器的入口端的压力小于或等于预设负压值时，控制阀控制废气进入到泄压口，由于此时进气口和排气口不连通，从而增压器入口端的负压不会对油气分离器总成产生影响，不会导致机油倒吸的问题。

附图说明

图1为本发明实施例中闭式循环呼吸系统的结构示意图；

图2为本发明实施例中控制阀的示意图一(阀芯位于打开位置)；

图3为本发明实施例中控制阀的示意图二(阀芯位于关闭位置)。

图中：

1、油气分离器总成；11、入口；12、第一出口；13、第二出口；

2、控制阀；21、阀壳；211、主壳体；2111、进气口；2112、排气口；2113、泄压口；2114、空腔；2115、凸台；212、堵头；22、阀芯；23、拉簧；

3、曲轴箱；4、油底壳；5、增压器；6、蜂鸣器。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置，而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

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。

如图1～3所示，本实施例提供一种闭式循环呼吸系统，该闭式循环呼吸系统包括油气分离器总成1和控制阀2，油气分离器总成1上设有入口11、第一出口12以及第二出口13，入口11用于与曲轴箱3连接，第二出口13用于和油底壳4连接；控制阀2上设有进气口2111、排气口2112和泄压口2113，进气口2111与第一出口12连通，排气口2112和增压器5的入口端连通，泄压口2113与外界大气连通，控制阀2控制进气口2111与排气口2112和泄压口2113择一连通，且仅当机油能够倒吸进入第二出口13时，控制阀2控制进气口2111和泄压口2113连通。可以理解的是，排气口2112和泄压口2113之间始终不连通。当曲轴箱3内的窜气进入油气分离器总成1后，油气分离器将窜气中的废气与机油分离，机油通过第二出口13回流至油底壳4中，分离出的废气经第一出口12进入控制阀2的进气口2111，当增压器5的入口端的压力大于预设负压值时，控制阀2控制废气进入到排气口2112，当增压器5的入口端的压力小于或等于预设负压值时，控制阀2控制废气进入到泄压口2113，由于此时进气口2111和排气口2112不连通，从而增压器5入口端的负压不会对油气分离器总成1产生影响，不会导致机油倒吸的问题。可以理解的是，当增压器5的入口端的压力等于预设负压值时，机油开始倒吸进入第二出口13。

可选地，控制阀2包括阀壳21和阀芯22。本实施例中，进气口2111、排气口2112和泄压口2113间隔设置于阀壳21上且均与阀壳21内的空腔2114连通；阀芯22可密封滑动地位于空腔2114内。阀芯22具有关闭位置和打开位置，当阀芯22位于打开位置时，进气口2111与排气口2112连通，当阀芯22位于关闭位置时，进气口2111与泄压口2113连通。具体地，本实施例中，阀芯22和进气口2111均位于排气口2112和泄压口2113之间，当阀芯22位于打开位置时，阀芯22位于泄压口2113和进气口2111之间，从而泄压口2113和进气口2111之间的通路被阀芯22隔断，进气口2111和排气口2112连通；当阀芯22位于关闭位置时，阀芯22位于排气口2112和进气口2111之间，从而泄压口2113和进气口2111连通，进气口2111和排气口2112之间的通路被阀芯22隔断。通过控制阀芯22移动可实现进气口2111与排气口2112和泄压口2113择一连通。

可选地，闭式循环呼吸系统还包括设置于泄压口2113处的蜂鸣器6。当气流通过泄压口2113时，蜂鸣器6发出报警提示，可对操作人员进行报警提示。

可选地，控制阀2还包括驱动件，驱动件被配置为能够驱动阀芯22由打开位置向关闭位置移动。本实施例中，驱动件包括拉簧23，拉簧23连接阀芯22和阀壳21，拉簧23和泄压口2113均位于阀芯22远离排气口2112的一端。当阀芯22位于打开位置时，阀芯22靠近泄压口2113，此时拉簧23处于自然伸长状态，随着增压器5入口端的气压逐渐降低，增压器5入口端与外界大气之间的气压差将逐渐增大，从而在气压差的作用下，阀芯22将向关闭位置移动，阀芯22逐渐远离泄压口2113，此时拉簧23被逐渐拉长，拉簧23给阀芯22施加一个朝向打开位置运动的驱动力。当增压器5入口端的气压值逐渐升高时，增压器5入口端与外界大气之间的气压差将逐渐减小，在拉簧23的作用下，阀芯22将向打开位置移动。

可选地，阀壳21包括主壳体211和堵头212，空腔2114、进气口2111、排气口2112和泄压口2113均设置于主壳体211上，主壳体211上还设有与空腔2114连通的开口，堵头212与主壳体211螺接且将开口封堵，拉簧23的两端分别与堵头212和阀芯22抵接。通过调节堵头212相对主壳体211的位置，可以调节阀芯22位于打开位置时的位置。并且通过使主壳体211与堵头212可拆卸连接，便于拆装阀芯22，也便于对控制阀2进行维护。

在其他实施例中，驱动件包括信号缸(附图中未示出)，信号缸包括缸体和活塞杆，缸体密封穿设于阀壳21，活塞杆的活塞端可密封滑动的位于缸体内，活塞杆的杆端与阀芯22连接，活塞杆能够带动阀芯22由所述打开位置运动至所述关闭位置。具体地，活塞杆的活塞端将缸体分为有杆腔和无杆腔，活塞杆的杆端位于有杆腔内，无杆腔设有信号口，信号口用于和外界高源连接，有杆腔内设有压簧，压簧套设于活塞杆的杆端上，并且压簧两端分别与活塞杆的活塞部以及缸体的内壁抵接。当外界高压源向信号口输入压力介质时，活塞杆将伸出，活塞杆将带动阀芯22向关闭位置移动，当无杆腔内的压力介质从信号口排出时，有杆腔内的压簧将驱动活塞杆回缩，从而活塞杆将电动阀芯22向打开位置移动。外界高压源可以为液压油源或者高压气源，当外界高压源为液压油源时，信号缸为液压油缸，压力介质为液压油，液压油源包括油箱，与油箱连接的油泵，以及两位三通电磁阀，其中，两位三通电磁阀的A口和油泵连接，B口和油箱连接，P口与信号口连接。两位三通电磁阀的A口和B口与P口择一连通。当外界高压源为高压气源时，信号缸为气缸，压力介质为高压空气，高压气源包括空气压缩机，以及与空气压缩机连接的两位三通电磁阀，该两位三通电磁阀的结构与液压油源中的两位三通电磁阀结构相同，其A口和空气压缩器连接，B口和外界大气连接，P口和信号口连接。可以理解的是，上述液压油缸或气缸均为单作用缸，也可以将其替换为双作用缸。

可选地，闭式循环呼吸系统还包括用于检测增压器5的入口端的气压的压力传感器(附图中未示出)，压力传感器用于检测增压器5入口端的压力，压力传感器测量的压力数值小于或等于预设压力时，信号缸驱动阀芯22运动至所述关闭位置。具体地，闭式循环呼吸系统还包括控制器，压力传感器与控制器连接，压力传感器测量的压力为P1，控制器内预设有预设压力P2，当P1≤P2时，控制器控制高压源通过信号口向有杆腔内充入压力介质。可以理解的是，当增压器5入口端的压力等于P2时，机油开始倒吸进入第二出口13，因此以预设压力P2作为界限。以高压源为高压油源为例，控制器与两位三通电磁阀连接，当P1≤P2时，控制器控制两位三通电磁阀的P口和A口连通，有杆腔内充入压力介质，此时阀芯22在活塞杆的带动下运行至关闭位置。当P1＞P2时，控制器控制三通电磁阀的P口和B口连通，此时有杆腔内的压力介质卸载，此时阀芯22脱离关闭位置并在压簧和气压差的作用逐渐向打开位置移动。

可以理解的是，空腔2114内设有限位凸台2115，当阀芯22运动至关闭位置时，阀芯22与限位凸台2115抵接。通过设置凸台2115可以防止阀芯22通过关闭位置后继续过度移动，导致拉簧23受损。

本实施例还提供一种发动机总成，包括上述方案中的闭式循环呼吸系统。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种闭式循环呼吸系统，其特征在于，包括：

油气分离器总成(1)，所述油气分离器总成(1)上设有入口(11)、第一出口(12)以及第二出口(13)，所述入口(11)用于与曲轴箱(3)连接，所述第二出口(13)用于和油底壳(4)连接；

控制阀(2)，所述控制阀(2)上设有进气口(2111)、排气口(2112)和泄压口(2113)，所述进气口(2111)与所述第一出口(12)连通，所述排气口(2112)和增压器(5)的入口端连通，所述泄压口(2113)与外界大气连通，所述控制阀(2)控制所述进气口(2111)与所述排气口(2112)和所述泄压口(2113)择一连通，且仅当机油能够倒吸进入所述第二出口(13)时，所述控制阀(2)控制所述进气口(2111)和所述泄压口(2113)连通。

2.根据权利要求1所述的闭式循环呼吸系统，其特征在于，所述控制阀(2)包括：

阀壳(21)，所述进气口(2111)、所述排气口(2112)和所述泄压口(2113)间隔设置于所述阀壳(21)上且均与所述阀壳(21)内的空腔(2114)连通；

阀芯(22)，所述阀芯(22)可密封滑动地位于所述空腔(2114)内，所述阀芯(22)具有关闭位置和打开位置，当所述阀芯(22)位于所述打开位置时，所述进气口(2111)与所述排气口(2112)连通，当所述阀芯(22)位于所述关闭位置时，所述进气口(2111)与所述泄压口(2113)连通。

3.根据权利要求2所述的闭式循环呼吸系统，其特征在于，所述闭式循环呼吸系统还包括设置于所述泄压口(2113)处的蜂鸣器(6)。

4.根据权利要求2所述的闭式循环呼吸系统，其特征在于，所述控制阀(2)还包括驱动件，所述驱动件被配置为能够驱动所述阀芯(22)由所述打开位置向所述关闭位置移动。

5.根据权利要求4所述的闭式循环呼吸系统，其特征在于，所述驱动件包括拉簧(23)，所述拉簧(23)连接所述阀芯(22)和所述阀壳(21)，所述拉簧(23)和所述泄压口(2113)均位于所述阀芯(22)远离所述排气口(2112)的一端。

6.根据权利要求5所述的闭式循环呼吸系统，其特征在于，所述阀壳(21)包括主壳体(211)和堵头(212)，所述空腔(2114)、所述进气口(2111)、所述排气口(2112)和所述泄压口(2113)均设置于所述主壳体(211)上，所述主壳体(211)上还设有与所述空腔(2114)连通的开口，所述堵头(212)与所述主壳体(211)螺接且将所述开口封堵，所述拉簧(23)的两端分别与所述堵头(212)和所述阀芯(22)抵接。

7.根据权利要求4所述的闭式循环呼吸系统，其特征在于，所述驱动件包括信号缸，所述信号缸包括缸体和活塞杆，所述缸体密封穿设于所述阀壳(21)，所述活塞杆的活塞端可密封滑动的位于所述缸体内，所述活塞杆的杆端与所述阀芯(22)连接，所述活塞杆能够带动所述阀芯(22)由所述打开位置运动至所述关闭位置。

8.根据权利要求7所述的闭式循环呼吸系统，其特征在于，所述闭式循环呼吸系统还包括用于检测所述增压器(5)的入口端的气压的压力传感器，所述压力传感器测量的压力数值小于或等于预设压力时，所述信号缸驱动所述阀芯(22)运动至所述关闭位置。

9.根据权利要求4-8任一项所述的闭式循环呼吸系统，其特征在于，所述空腔(2114)内设有限位凸台(2115)，当所述阀芯(22)运动至所述关闭位置时，所述阀芯(22)与所述限位凸台(2115)抵接。

10.一种发动机总成，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的闭式循环呼吸系统。