CN1108734A - 曲轴箱真空控制吹漏气回收系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及曲轴箱真空控制吹漏气回收系统，其 特征是曲轴箱除留有通往进气岐管(3)的通路外完全 封闭。在曲轴箱通往进气歧管的管道中间连接有曲 轴箱真空压力控制器，它由座体(15)及上盖(8)构成， 组合后内部形成两个阀门室，各阀门室都有一组膜片 式阀门组，两组阀门分别控制低速或高速运转，座体 下部有两条管道，上管道(17)为进气管道，与曲轴箱 连接，下管道(18)为出气管道，与进气歧管(3)连接。

Description

本发明涉及使四行程引擎的曲轴箱内产生真空，来回收控制吹漏气的系统。

目前，汽车引擎的生产制造无论如何精密，不论新旧，在气缸壁与活塞环间绝对不可能作到完全密合，故四行程引擎在压缩与爆发的行程中，燃烧室内的部分气体会经由气缸壁与活塞环间漏入曲轴箱内，这些漏入曲轴箱内的气体称为吹漏气。吹漏气中主要成份为氮、氧、二氧化碳，同时还有些有害气体，如一氧化碳、碳氢化合物，氮氧化合物及其他有害物质。这些有害气体排入大气中，会造成严重的空气污染，因此，各国政府均规定汽车必须装置积极式曲轴箱通风系统，即PCV系统。PCV系统，曲轴箱有两条通风管道，一条通往进气歧管，另一条通往空气滤清器，在通往进气歧管的管道中连接PCV阀。当引擎低速运转时，进气歧管真空强，吹漏气量少，故新鲜空气从空气滤清器进入曲轴箱，当引擎高速运转时，进气歧管真空弱，吹漏气量大增，曲轴箱内大量吹漏气无处渲泄，便会由连接空气滤清器的管道进入进气系统，以使吹漏气不致漏入大气中。

PCV系统虽能使吹漏气不漏入大气中，但却造成以下的困扰：

1，吹漏气滞留在曲轴箱内时间太长，容易与机油混合造成机油的稀化与劣化，缩短了机油的使用寿命。

2，劣化的机油中会产生腐蚀性的碳酸物及沉淀物，造成润滑不良，并损坏引擎机件。

3，PCV系统在引擎低速运转时，会由曲轴箱中吸入大量新鲜空气，造成混合气太稀。高速运转时，吹漏气逆流到空气滤清器，使进气时的混合气太浓。太稀或太浓的混合气均会造成马力降低，排气污染物增加，并浪费燃料。

4，吹漏气中有70%-80%的燃烧后气体，滞留在曲轴箱内，造成机油温度太高，降低润滑的效果。

本发明的目的是提供一种解决四行程引擎吹漏气的控制系统，采用完全封闭的曲轴箱，可以较PCV系统更彻底地解决吹漏气外逸的问题，充分利用吹漏气中的气体热能及可燃烧能量，克服引擎在重负荷运转时吹漏气造成的油气过浓的现象，克服吹漏气滞留于曲轴箱内所造成的机油污染，提升引擎的马力，节省燃料的消耗，延长机油与引擎的使用寿命，简化引擎的设计，并能使排气更洁净，符合世界环境保护的要求。

本发明的技术解决方案是在现有技术的四行程引擎系统的基础上，即在空气滤清器、化油器、进气歧管、活塞、气缸、燃烧室的基础上，推翻PCV系统所使用的曲轴箱通风的构思，改采用曲轴箱真空的方式来解决吹漏气所产生的困扰，故本发明的曲轴箱除留有通往进气歧管的通路外完全封闭，引擎运转时曲轴箱内呈真空状态，所有的吹漏气均在发生的一瞬间迅速被吸往进气歧管，较PCV系统更能解决吹漏气所造成的各种污染。

本发明的曲轴箱通往进气歧管的管道中，连接一个曲轴箱真空控制器，用来控制曲轴箱内的压力及吹漏气的回收量，引擎运转时由曲轴箱真空压力控制器来控制吹漏气的流量。曲轴箱真空压力控制器包括座体、上盖构成，组合后内部形成两个空室，分别为怠速阀门室及加速阀门室。两个阀门室内均有相同的膜片阀门组，膜片阀门组由膜片、垫片、阀门杆、弹簧、螺丝组成，两个阀门室底部中央均有阀门孔。座体下部有两条管道，上管道为进气管道，与曲轴箱连接，下管道为出气管道，与进气歧管连接，上管道与下管道有两孔相通，这两孔与两阀门孔分别在同一中心线上。两个阀门室均有相同的膜片阀门组，膜片阀门组由膜片、垫片、阀门杆、弹簧、螺丝组成。膜片固定于盖与座体之间，螺丝将垫片、阀门杆固定于膜片上。弹簧位于阀门杆外围，并一头与座体阀门孔周围相接，另一头紧顶膜片。阀门杆一端穿过阀门孔位于上管道内。在加速阀门室的上盖有一个真空压力孔，连接真空点火提前的真空提前讯号，使高速重负荷运转时能加速吹漏气的回收。膜片组的作用原理是当引擎运转时，进气歧管产生真空负压力，将膜片组向下拉，阀门开启度小，使吹漏气回收量小，当加速时节气门大开，进气歧管真空负压力变弱，膜片组被弹簧上顶，阀门开启度大，使吹漏气回收量大。

本发明的工作原理是在引擎运转时，进气歧管的真空负压力使曲轴箱内呈真空状态，当吹漏气发生时，迅速被吸往进气歧管，经过曲轴箱真空控制器控制吹漏气的流量，送回进气歧管稀化混合气。因为吹漏气中有20%-30%的压缩行程产生的可燃气性气体，及70%-80%的爆发行程产生的燃后气体，这些气体中不但有可供燃烧的能量，更有可以提高燃烧效率的热量能源，若能加以适当的回收及控制，就能成为稀化空燃气的最佳来源。本发明不论引擎转速高低，吹漏气的回收量均会与引擎运转同步进行，引擎负荷小时吹漏气发生量少，引擎所需的吹漏气也较少，通过曲轴箱真空控制器的吹漏气较少。当引擎负荷大时，吹漏气量多，引擎所需吹漏气也较多，通过曲轴箱真空控制器的吹漏气也较多。吹漏气的发生量永远与引擎的需要量成正比。而在曲轴箱的真空下，吹漏气永远都能充分而迅速的回收。这样由于吹漏气的回收，使供油系统的供油量能够与吹漏气的回收量成正比，克服了PCV系统在高速重负荷运转时，吹漏气逆流至供油系统中，造成混合比太浓，这些吹漏气中所含有的70%-80%的燃烧后高温气体不但其热量能源几乎完全浪费，逆流至供油系统，造成供油系统中温度升高，并且被吹漏气污染，缩短供油系统的使用寿命。

曲轴箱真空控制器是用来控制曲轴箱内的真空负压力，两组膜片式控制阀分别为中低速控制阀，也即怠速阀门室的阀，及加速控制阀，即加速阀门室的阀。当引擎启动时，进气歧管真空负压力强，吹漏气发生量少，曲轴箱真空控制器的两组膜片均被吸力下拉，此时加速控制阀完全关闭，吹漏气只能经由中低速控制阀流向进气歧管，引擎加速时，进气歧管内的真空负压力渐弱，吹漏气量渐增，膜片被弹簧上推，两组控制阀均开启，同时由真空点火提前的软管传来的真空压力渐增，使加速控制阀的膜片随着加速的真空讯号上升，使阀门的开口增大，加速吹漏气的回收量。经曲轴箱真空控制器控制吹漏气的流量，进气歧管内的混合气流量与吹漏气的回收量不但成正比，更能在引擎调整重负荷的情形下加速回收大量的吹漏气，以供引擎所需，适时适量的稀化空燃气，并且充分而迅速回收吹漏气的长期以来无法解决的问题。

本发明的优点是，首先是相应的增强了引擎的马力，这是由于曲轴箱内为真空负压力状态，燃烧室与曲轴箱内的压力差增加，在爆发行程时，燃烧室内压力与使用PCV系统的燃烧室压力相同，但本发明的曲轴箱呈真空状态，而PCV系统则为一个大气压，故本发明在引擎爆发的行程中，活塞向下的推力自然增加，与涡轮增压引擎增加燃烧室与曲轴箱内的压力差，来增强引擎马力的理论类似，只不过涡轮增压系统是增加燃烧室内压力，本发明是降低曲轴箱内压力，但两者都增加了燃烧室与曲轴箱内的压力差，故引擎马力增强。也由于吹漏气中有70%-80%的燃烧后气体，在本发明中被迅速回收，气体热能不易为引擎内部各机件吸收，在进气歧管内与混合气混合，故进气温度升高，在燃烧时更迅速，提高了燃烧效率也增强引擎瞬间爆发力。也由于在曲轴箱真空的状态下，吹漏气的回收永远与引擎的运转一致，彻底解决了PCV系统在高速重负荷时油气过浓的困扰。

优点之二是节省了燃料消耗，这是因为吹漏气中约有20%-30%的可燃气气体在引擎的各种运转状况下，均能适时适量而充分的回收及利用。也是因为吹漏气中有70%-80%的燃烧后气体热能用于混合气温度的提升，燃烧效率提高，所以可以使用更接近理论混比的稀薄混合气，节省燃料的消耗。

优点之三是延长机油使用寿命，保护了引擎。这是由于曲轴箱内真空，吹漏气在发生的同时，就迅速被吸入进气歧管，不容易与机油混合，故机油不易变质，同时也不会因吹漏气本身的温度造成机油温度升高，而使润滑效果不良，如此便能达到保护引擎的目的。

优点之四是简化了引擎设备。这是因充分利用了吹漏气的热能来提高燃烧效率，所以不需要再用EGR排气再循环系统来提高进气温度，另外本系统可完全取代PCV系统所有功能，故简化了引擎的设备。

优点之五是符合了环保要求，这是由于吹漏气在完全与外界封闭的真空状态下回收，加之燃料消耗减少，燃烧效率提高，排气干净。

下面结合附图对本发明的实施例进行描述：

图1本发明的构造示意图;

图2本发明的曲轴箱真空控制器剖面构造示意图;

图3本发明的曲轴箱真空控制器分解构造示意图;

图4PCV积极式曲轴箱通风系统构造及工作原理参考示意图。

根据图1、2、3、4所示，本发明在四行程引擎系统的基础上，即在空气滤清器（1）、化油器（2）、进气歧管（3）、曲轴箱（4）、活塞（5）、气缸（6）、燃烧室（7）的基础上，本发明的曲轴箱（4）除留有通往进气歧管（3）的通路外完全封闭。在曲轴箱（4）通往进气歧管（3）的管道中连接曲轴箱真空控制器，曲轴箱真空控制器包括座体（15），上盖（8）构成，组合后内部形成两个空室，分别为怠速阀门室及加速阀门室，两个阀门室底部中央均有阀门孔，座体（15）下部有两条管道，上管道（17）为进气管道，与曲轴箱（4）连接，下管道（18）为出气管道，与进气歧管（3）连接，上管道（17）与下管道（18）有两孔相通，这两孔与两阀门孔分别在同一中心线，两个阀门室均有相同的膜片阀门组，膜片阀门组由膜片（11）、垫片（10）及（12），阀门杆（14），弹簧（13），螺丝（9）组成。膜片（11）固定于盖（8）与座体（15）之间，螺丝（9）将垫片（10）及（12），阀门杆（14）固定于膜片（11）上，弹簧（13）位于阀门杆（14）外围，并一头与座体（15）阀门孔周围相接，另一头紧顶膜片（11），阀门杆（14）一端穿过阀门孔位于上管道（17）内，在加速阀门室的上盖有一个真空压力孔（11）。

Claims (2)

1、曲轴箱真空控制吹漏气回收系统，适用于所有的四行程引擎，包括空气滤清器(1)、化油器(2)、进气歧管(3)、活塞(5)、汽缸(6)、燃烧室(7)构成，其特征是曲轴箱(4)除留有通往进气歧管(3)的通路外完全封闭。

2、一种曲轴箱真空控制器，用来控制曲轴箱（4）内的压力及吹漏气的回收量，其特征是在通往进气歧管（3）的管道中连接有曲轴箱真空控制器，曲轴箱真空控制器包括有座体（15），上盖（8）构成，组合后内部形成两个空室，分别为怠速阀门室及加速阀门室，两个阀门室底部中央均有阀门孔，座体（15）下部有两条管道，上管道（17）为进气管道，与曲轴箱（4）连接，下管道（18）为出气管道，与进气歧管（3）连接，上管道（17）与下管道（18）有两孔相通，这两孔与两阀门孔分别在同一中心线上，两个阀门室均有相同的膜片阀门组，膜片阀门组由膜片（11），垫片（10）及（12），阀门杆（14）、弹簧（13），螺丝（9）组成，膜片（11）固定于盖（8）与座体（15）之间，螺丝（9）将垫片（10）及（12）、阀门杆（14）固定于膜片（11）上，弹簧（13）位于阀门杆（14）外围，并一头与座体（15）阀门孔周围相接，另一头紧顶膜片（11），阀门杆（14）一端穿过阀门孔位于上管道（17）内，在加速阀门室的上盖有一个真空压力孔（16）。

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