CN110608077A - 一种车辆及曲轴箱污染物的处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种曲轴箱污染物的处理系统，包括：第一油气分离器，与所述曲轴箱相连通；第一呼吸管，其两端分别与所述第一油气分离器、发动机的进气歧管相连；文丘里管，设置于空气滤清器的出气管路；第二呼吸管，其一端与所述第一油气分离器相连，另一端与所述文丘里管的喉部相连通。本发明所提供曲轴箱污染物的处理系统，在发动机处于小负荷工况下，由进气歧管形成负压，通过第一呼吸管将曲轴箱内的污染物抽吸出来；当发动机大负荷运行时，由文丘里管的喉部形成负压，通过第二呼吸管将曲轴箱内污染物快速抽吸出来，抽吸出来的污染物可随新鲜空气一起进入燃烧室燃烧，以解决曲轴箱污染物的排放问题，同时，还能够减少机油稀释、第二呼吸管的堵塞。

Description

一种车辆及曲轴箱污染物的处理系统

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种车辆及曲轴箱污染物的处理系统。

背景技术

当今的汽车排放法规不仅规定了排气污染物的排放限值，也规定了曲轴箱排气污染物的排放限值。

因此，如何提供一种针对曲轴箱排气污染物的处理系统，仍是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种车辆及曲轴箱污染物的处理系统，其中，该曲轴箱污染物的处理系统可以适应发动机的变工况进行运行，以对曲轴箱的废气进行强力吸除，并能够减少机油稀释、克服寒冷天气下液态污染物在第二呼吸管缓慢流动所造成的管路凝露、结冰以及堵塞等。

为解决上述技术问题，本发明提供一种曲轴箱污染物的处理系统，包括：第一油气分离器，与所述曲轴箱相连通；第一呼吸管，其两端分别与所述第一油气分离器、发动机的进气歧管相连；文丘里管，设置于空气滤清器的出气管路；第二呼吸管，其一端与所述第一油气分离器相连，另一端与所述文丘里管的喉部相连通。

本发明所提供曲轴箱污染物的处理系统为自运行系统，其运行情况与发动机的工况有关。具体而言，当发动机处于小负荷工况下，节气门的开度较小，节气门之后的进气歧管处可形成较大负压，通过第一呼吸管可将曲轴箱内的污染物抽吸出来；而随着发动机负荷的不断提高，节气门开度逐渐增大，进气歧管处的负压逐渐转变为正压，第一呼吸管不再承担抽吸任务，而由于进气量的不断增大，空气滤清器出气管路中的气体流速将不断增加，尤其是在文丘里管的喉部，空气流速将达到一个非常大的值，以使该处产生一个巨大的负压，进而可通过第二呼吸管将曲轴箱内的污染物抽吸出来，抽吸出来的污染物可以随着新鲜的空气一起进入燃烧室燃烧，以解决曲轴箱污染物的排放问题。

随着缸内直喷等强化发动机效率的技术的实施，过喷所带来的未燃汽油燃料容易在曲轴箱、油底壳内进行沉积，进而导致机油稀释，机油稀释会使得发动机需要润滑的部位不能够建立正常厚度的油膜保护层，对发动机造成不可逆的损伤。而本发明所提供曲轴箱污染物的处理系统，通过文丘里管的设置可以强化曲轴箱的通风功能，尤其是在发动机大负荷运行时，可减少油气在曲轴箱内的滞留，以较大程度地克服机油稀释等问题，为缸内直喷等强化技术的实施提供了更好的条件；同时，文丘里管所带来的强化抽吸作用还能够较大程度地克服寒冷季节下液态污染物(曲轴箱废气中的油液等)在第二呼吸管内缓慢流动所造成的管路凝露、结冰以及堵塞等问题，可保证曲轴箱与发动机进气管路的通联，以及曲轴箱内污染物的顺畅排出。

可选地，还包括第二油气分离器，所述第二油气分离器的进气端与所述第二呼吸管相连，其出气端与所述文丘里管的喉部相连。

可选地，所述第二油气分离器包括壳体，所述出气管路自所述壳体穿过，并使得至少所述文丘里管的喉部位于所述壳体内；所述出气管路在穿过所述壳体的位置与所述壳体密封连接。

可选地，所述第二油气分离器为迷宫式分离器，其壳体内设有若干挡板，各所述挡板环绕所述出气管路间隔设置，以在所述壳体的内壁与所述出气管路的外壁之间分隔出若干彼此连通的分离腔；所述进气端、所述出气端分别位于不同的所述分离腔。

可选地，所述出气端为出气孔，所述出气孔设置于所述喉部的上端。

可选地，所述壳体的下部形成储油腔，所述喉部的下端设有溢流孔。

可选地，所述进气端的设置位置高于所述溢流孔。

可选地，还包括进气管，所述进气管与所述第二油气分离器的连接处为所述进气端，所述进气管的轴向与水平面的夹角大于10度。

可选地，所述第一呼吸管、所述第二呼吸管均为内壁光滑的胶管，所述第二呼吸管的一端插接固定于所述进气管，所述第二呼吸管的轴向与水平面的夹角大于10度。

本发明还提供一种车辆，包括发动机，所述发动机具有上述的曲轴箱污染物的处理系统。

由于上述曲轴箱污染物的处理系统已经具备如上的技术效果，那么，具有该曲轴箱污染物的处理系统的车辆亦当具备相类似的技术效果，故在此不做赘述。

附图说明

图1为本发明所提供曲轴箱污染物的处理系统的一种具体实施方式的结构示意图；

图2为文丘里管与第二油气分离器的横向截面图；

图3为文丘里管与第二油气分离器的纵向截面图。

图1-3中的附图标记说明如下：

1发动机、11进气歧管；

2第一呼吸管；

3文丘里管、31出气孔、32溢流孔；

4第二呼吸管；

5第二油气分离器、51壳体、52挡板、53分离腔、54储油腔、55进气管；

6空气滤清器；

7增压器；

8中冷器；

9节气门。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

本文中所述“若干”是指数量不确定的多个，通常为两个以上；且当采用“若干”表示某几个部件的数量时，并不表示这些部件在数量上的相互关系。

本文中所述“第一”、“第二”等词，仅是为了便于描述结构相同或相类似的两个以上的结构或部件，并不表示对顺序的某种特殊限定。

请参考图1-3，图1为本发明所提供曲轴箱污染物的处理系统的一种具体实施方式的结构示意图，图2为文丘里管与第二油气分离器的横向截面图，图3为文丘里管与第二油气分离器的纵向截面图。

如图1所示，本发明提供一种曲轴箱污染物的处理系统，包括：第一油气分离器(图中未示出)，该第一油气分离器具体可以采用过滤式分离器、迷宫式分离器等现有技术中常见的油气分离设备，在安装时，该第一油气分离器可以集成于发动机1的缸盖罩内，并与曲轴箱相连通，以对曲轴箱内的废气进行一次过滤；第一呼吸管2，其两端分别与第一油气分离器、发动机1的进气歧管11相连；文丘里管3，设置于空气滤清器6的出气管路，具体为该出气管路的一部分；第二呼吸管4，其一端与第一油气分离器相连，另一端与文丘里管3的喉部相连通。可以理解，文丘里管3的喉部是指文丘里管3的径向尺寸最小处。

本发明所提供曲轴箱污染物的处理系统为自运行系统，其运行情况与发动机的工况有关。具体而言，当发动机1处于小负荷工况下，节气门的开度较小，节气门之后的进气歧管11处可形成较大负压，通过第一呼吸管2可将曲轴箱内的污染物抽吸出来；而随着发动机1负荷的不断提高，节气门开度逐渐增大，进气歧管11处的负压逐渐转变为正压，第一呼吸管2不再承担抽吸任务，而由于进气量的不断增大，空气滤清器6出气管路中的气体流速将不断增加，尤其是在文丘里管3的喉部，空气流速将达到一个非常大的值，以使该处产生一个巨大的负压，进而可通过第二呼吸管4将曲轴箱内的污染物抽吸出来，抽吸出来的污染物可以随着新鲜的空气一起进入燃烧室燃烧，以解决曲轴箱污染物的排放问题。

随着缸内直喷等强化发动机1效率的技术的实施，过喷所带来的未燃汽油燃料容易在曲轴箱、油底壳内进行沉积，进而导致机油稀释，机油稀释会使得发动机1需要润滑的部位不能够建立正常厚度的油膜保护层，对发动机1造成不可逆的损伤。而本发明所提供曲轴箱污染物的处理系统，通过文丘里管3的设置可以强化曲轴箱的通风能力，尤其是在发动机1大负荷运行时，可减少油气在曲轴箱内的滞留，以较大程度地克服机油稀释等问题，为缸内直喷等强化技术的实施提供了更好的条件；同时，文丘里管3所带来的强化抽吸作用还能够较大程度地克服寒冷季节下液态污染物(曲轴箱废气中的油液等)在第二呼吸管内缓慢流动所造成的管路凝露、结冰以及堵塞等问题，可保证曲轴箱与发动机1进气管路的通联，以及曲轴箱内污染物的顺畅排出。

除包括进气歧管11、空气滤清器6、节气门9外，通常情况下，发动机1的进气管路还可以包括增压器7和中冷器8，如图1所示，空气滤清器6、增压器7、中冷器8、节气门9以及进气歧管11可以依次相连。

进一步地，还可以包括第二油气分离器5，该第二油气分离器5的进气端可以与第二呼吸管4相连，出气端可以与文丘里管3的喉部相连，以对第二呼吸管4内的废气进行二次过滤。

第二油气分离器5配合第一油气分离器，可以更大程度地保证进入发动机1燃烧室内气体的清洁度，以避免曲轴箱废气中油气的过多引入，继而可保证燃烧室内既定的空燃比，不至于影响所需的燃烧目标和后处理效果，有利于降低排放；同时，还能够防止悬浮的油气液滴在燃烧室内结焦，而成为高强化发动机1燃烧室表面点火等非正常燃烧的热点；此外，第二油气分离器5可以对自第一油气分离器中逃逸的液滴进行捕获、储存，可消除含机油成分液滴进入燃烧室引起的早燃隐患。

实际应用中，也可以在第一呼吸管2与进气歧管11之间设置上述的第二油气分离器5，但考虑到曲轴箱废气中的油量与发动机1的运行状况有一定的关系，在发动机1小负荷运行工况下，进油量较少，相应地，流窜至曲轴箱内的未燃烧油气的量也会较少，而在发动机1大负荷运行时，进油量很大(尤其是在采用了缸内直喷技术后)，残留的未燃烧油气的量会较多，也就是说，抽吸至第二呼吸管4内的废气会含有更多的油量。因此，在本发明实施例中，优选仅在第二呼吸管4与文丘里管3的连接处设置第二油气分离器5，以强化大负荷运行时曲轴箱废气的过滤、净化效果。

需要指出，第二油气分离器5的设置，实际上还依托于文丘里管3的设置，文丘里管3保证了强力负压，可以克服第一油气分离器和第二油气分离器5两道阻隔，使得曲轴箱的废气能够进入发动机1的进气管路；而且，第二油气分离器5的设置又能够缓解第一油气分离器的压力，第一油气分离器的过滤阻力可以较小，以解决第一油气分离器的过滤性能与曲轴箱通风效果之间的矛盾，换而言之，上述第二油气分离器5的设置可以在保证第二呼吸管4过滤、净化效果的同时，提高发动机1曲轴箱的通风能力，有利于曲轴箱内废气的排出。

在一种实施方式中，第二油气分离器5与文丘里管3可以分别独立设置，此时，第二油气分离器5的进气端可以与第二呼吸管4相连，出气端可以通过软管等与文丘里管3的喉部相连。

在另一种实施方式中，第二油气分离器5与文丘里管3可以集成于一体。该实施方式可以参照图2、图3，第二油气分离器5可以包括壳体51，出气管路可以自壳体51内穿过，并使得至少文丘里管3的喉部位于壳体51内；出气管路与壳体51之间可以采用焊接固定，以保证出气管路在穿过壳体51的位置与壳体51密封连接。

比较而言，上述两种实施方式均可以实现第二油气分离器5二次过滤以及文丘里管3强化负吸的技术效果，但后一种实施方式的集成度更高，占用空间更少，为本发明实施例的优选方案；在下文中，关于第二油气分离器5具体结构的描述也是依据后一种实施方式。

如图3所示，第二油气分离器5可以为迷宫式分离器，当然，也可以为过滤式或者其他形式的分离器，在具体实施时，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。

以迷宫式分离器为例，壳体51内可以设有若干挡板52，各挡板52可以环绕出气管路间隔设置，且对于任一挡板52而言，其一端可以固定于壳体51的内壁、出气管路的外壁中的一者，另一端则可与壳体51的内壁、出气管路的外壁中的另一者呈间隙设置，以在壳体51的内壁与出气管路的外壁之间分隔出若干彼此连通的分离腔53。如此，当曲轴箱内的废气流入第二油气分离器5时，可以在各分离腔53之间来回流动，这一过程中，相邻两分离腔53之间的挡板52就可以对废气中的油液进行阻挡分离。

需要说明，本发明实施例并不限定各挡板52中，哪一个固定于壳体51的内壁，哪一个固定于出气管路的外壁，但是，上述两种安装方式优选为都存在，以保证迷宫式结构的形成和挡板52对油液的阻挡效果；同时，还需要保证安装完成后的各挡板52不会阻挡油液向下流动，具体可参照图3进行设置。

可以理解，上述由挡板52所形成的迷宫式结构，仅为本发明实施例的一种示例性描述，并不能够作为对本发明所提供曲轴箱污染物的处理系统的实施范围的限定，在实施时，本领域技术人员也可以采用其他的迷宫式结构，例如，由槽型板所组成的迷宫结构。

第二油气分离器5的进气端和出气端可以分别位于不同的分离腔53内，以避免进气端的进气直接通过出气端进入文丘里管3，可更好地利用第二油气分离器5的各分离腔53对曲轴箱废气中的油气进行分离。

出气端具体可以为孔状，即可以采用出气孔31的形式，该出气孔31可以设置于喉部的上端，以适应气体自然向上流动的规律，出气孔31的数量可以为一个，也可以为多个，具体可以根据实际需要进行设置，当为多个时，各出气孔31可以沿轴向间隔设置。

壳体51的下部可以形成储油腔54，经过油气分离的油液可以在该储油腔54内进行收集。喉部的下端可以设有溢流孔32，该溢流孔32的安装位置低于进气端，当储油腔54内的油液较多，足以淹没溢流孔32时，在文丘里管3的负压作用下，储油腔54内的油液可以被吸入文丘里管3内，并在文丘里管3内获得最大的动能，以与发动机1进气进行细化混合。如此设置，一方面，可避免油液回流至曲轴箱内，另一方面，还能够保证清洁燃烧，并防止过大油滴进入燃烧室结焦。与出气孔31相类似，上述溢流孔32的数量也可以为一个或者多个，当为多个时，各溢流孔32可以沿轴向间隔分布。

实际上，在发动机1运行时，收集于储油腔54内的油液会缓慢蒸发，蒸发形成的油气可通过溢流孔32或者出气孔31进入文丘里管3内，并随新鲜空气进入燃烧室内燃烧，由于这一过程较为缓慢，每次进入燃烧室内的油液量较少，基本不会改变既定的燃烧比以及燃烧目标等，也就是说，不会影响燃烧室的正常工作，同时，又能够将储油腔54内的油液消耗掉，以避免长期使用时储油腔54一直处于满液状态而影响第二油气分离器5的分离效果。

壳体51的外壁还可以设有进气管55，该进气管55与第二油气分离器5的连接处即为进气端，进气管55的轴向与水平面的夹角可以大于10度，可预防寒冷季节时来自曲轴箱的高温废气在进气端与来自外界的冷空气交汇所产生的凝露在进气端的滞留，以及由此而造成的凝露在进气端结冰，进而可降低第二呼吸管4阻塞的风险。

第一呼吸管2、第二呼吸管4均可以采用内壁光滑的胶管，第二呼吸管3的一端可以插接固定于进气管55，以通过进气管55向第二油气分离器5内输送废气。第二呼吸管4的轴向与水平面的夹角也可以大于10度，事实上，在具体实施时，第二呼吸管4可以与进气管55大致沿同一方向延伸，即二者可以同轴设置，并均与水平面呈大于10度的夹角，以防止凝露液滴在第二呼吸管4以及进气端的滞留、结冰，更有利于保证第二呼吸管4的通畅。

本发明还提供一种车辆，包括发动机1，该发动机1具有上述各实施方式所涉及的曲轴箱污染物的处理系统。

由于上述曲轴箱污染物的处理系统已经具备如上的技术效果，那么，具有该曲轴箱污染物的处理系统的车辆亦当具备相类似的技术效果，故在此不做赘述。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种曲轴箱污染物的处理系统，其特征在于，包括：

第一油气分离器，与所述曲轴箱相连通；

第一呼吸管(2)，其两端分别与所述第一油气分离器、发动机(1)的进气歧管(11)相连；

文丘里管(3)，设置于空气滤清器(6)的出气管路；

第二呼吸管(4)，其一端与所述第一油气分离器相连，另一端与所述文丘里管(3)的喉部相连通。

2.根据权利要求1所述曲轴箱污染物的处理系统，其特征在于，还包括第二油气分离器(5)，所述第二油气分离器(5)的进气端与所述第二呼吸管(4)相连，其出气端与所述文丘里管(3)的喉部相连。

3.根据权利要求2所述曲轴箱污染物的处理系统，其特征在于，所述第二油气分离器(5)包括壳体(51)，所述出气管路自所述壳体(51)穿过，并使得至少所述文丘里管(3)的喉部位于所述壳体(51)内；

所述出气管路在穿过所述壳体(51)的位置与所述壳体(51)密封连接。

4.根据权利要求3所述曲轴箱污染物的处理系统，其特征在于，所述第二油气分离器(5)为迷宫式分离器，其壳体(51)内设有若干挡板(52)，各所述挡板(52)环绕所述出气管路间隔设置，以在所述壳体(51)的内壁与所述出气管路的外壁之间分隔出若干彼此连通的分离腔(53)；

所述进气端、所述出气端分别位于不同的所述分离腔(53)。

5.根据权利要求4所述曲轴箱污染物的处理系统，其特征在于，所述出气端为出气孔(31)，所述出气孔(31)设置于所述喉部的上端。

6.根据权利要求3所述曲轴箱污染物的处理系统，其特征在于，所述壳体(51)的下部形成储油腔(54)，所述喉部的下端设有溢流孔(32)。

7.根据权利要求6所述曲轴箱污染物的处理系统，其特征在于，所述进气端的设置位置高于所述溢流孔(32)。

8.根据权利要求2-7中任一项所述曲轴箱污染物的处理系统，其特征在于，还包括进气管(55)，所述进气管(55)与所述第二油气分离器(5)的连接处为所述进气端，所述进气管(55)的轴向与水平面的夹角大于10度。

9.根据权利要求8所述曲轴箱污染物的处理系统，其特征在于，所述第一呼吸管(2)、所述第二呼吸管(4)均为内壁光滑的胶管，所述第二呼吸管(4)的一端插接固定于所述进气管(55)，所述第二呼吸管(4)的轴向与水平面的夹角大于10度。

10.一种车辆，包括发动机(1)，其特征在于，所述发动机(1)具有如权利要求1-9中任一项所述的曲轴箱污染物的处理系统。