CN111997710A - 一种发动机曲轴箱通风系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种发动机曲轴箱通风系统和方法，该系统包括发动机曲轴箱，PCV阀一端与油气分离器连通，一端通过第一单向阀与进气歧管进气端连通，一端通过第二单向阀与增压器、EGR混合阀一个输出端连通；EGR冷却器与EGR混合阀输入端连通，EGR混合阀另一个输出端与空气滤清器连通，增压器另一端与进气歧管进气端连通，进气歧管出气端与发动机缸盖连通。本发明可以有效的降低机油老化速度，减轻气门室罩盖、加油口盖及油气分离器壁面机油乳化风险，解决冬季呼吸管末端结冰的故障。

Description

一种发动机曲轴箱通风系统和方法
技术领域
本发明属于发动机领域，尤其涉及一种发动机曲轴箱通风系统和方法。
背景技术
发动机在工作时，燃烧室中高压可燃混合气和已燃气体，不可避免的会通过活塞环与气缸之间的间隙漏入曲轴箱内，造成漏气。漏气的主要成分为燃烧后的废气、未燃的燃油气和燃料燃烧生成的水蒸气。燃烧后废气中存在的SO2与水蒸气结合生成亚硫酸，亚硫酸遇到空气中的氧生成硫酸，这些酸性物质的出现加速了机油的氧化，不仅使机油变质，而且也会使零件受到腐蚀。如果漏气得不到释放，曲轴箱内的压力会急剧升高，导致曲轴前后油封和各密封处漏油。低速低负荷工况，由于加油口盖与油气分离器远离高温环境，在迎面冷风的吹拂作用下，为加油口盖及油气分离器壁面提供低温条件，水蒸气凝结成水滴落下与凸轮轴飞溅的机油混合，低温壁面易出现机油乳化现象。
为防止曲轴箱压力过高，延长机油使用期限，减少零件磨损、腐蚀及机油乳化，防止发动机漏油，满足排放法规，提高燃油经济性，必须采用曲轴箱强制通风系统。
传统的发动机曲轴箱通风系统由曲轴箱、缸体缸盖油气通道、罩盖、油气分离器、PCV阀、至进气歧管与至增压器前的单向流通管路组成。只能实现漏气的油气分离及曲轴箱压力的控制，不能解决机油快速老化、冬季低温环境呼吸管末端结冰与加油口盖及油气分离器壁面机油乳化的问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提出一种发动机曲轴箱通风系统和方法，本发明提出曲轴箱从空滤后引入新鲜空气、呼吸管末端与增压器进气混合前增加EGR废气混合阀的结构，可以有效的降低机油老化速度，减轻气门室罩盖、加油口盖及油气分离器壁面机油乳化风险，解决冬季呼吸管末端结冰的故障。
本发明的技术方案具体如下：
一种发动机曲轴箱通风系统，包括发动机曲轴箱，PCV阀一端与油气分离器连通，一端通过第一单向阀与进气歧管进气端连通，一端通过第二单向阀与增压器、EGR混合阀一个输出端连通；
EGR冷却器与EGR混合阀输入端连通，EGR混合阀另一个输出端与空气滤清器连通，增压器另一端与进气歧管进气端连通，进气歧管出气端与发动机缸盖连通。
进一步地，空气滤清器一端还通过节流孔、第三单向阀与曲轴箱连通，使得新鲜空气通过节流阀、单向阀至曲轴箱，新鲜空气与曲轴箱漏气混合点远离油气分离器进气口。
进一步地，油底壳位于曲轴箱下方，缸盖位于曲轴箱上方，油气分离器位于缸盖罩上方。
进一步地，EGR混合阀位于呼吸管末端与增压器进气混合前。
基于上述的通风方法，按以下进行：
经过油气分离器后的气体通过PCV阀进行曲轴箱压力调节后分别经过第一单向阀分配给进气歧管和第二单向阀，进入增压器前管路被带入燃烧室进行燃烧；EGR废气在第二单向阀后呼吸管末端与增压器进气交接处之前与空气滤清器的新鲜空气混合，利用混合阀调节EGR废气与新鲜空气的比例，对新鲜空气加热。
进一步地，从空气滤清器后引入新鲜空气，通过节流阀、第三单向阀至曲轴箱，引入的新鲜空气与曲轴箱漏气混合点远离油气分离器进气口，使得废气与新鲜空气充分的进行混合。
进一步地，EGR废气与新鲜空气的比例为5%~15%，有效降低各发动机转速下中低扭矩的燃油消耗率。EGR废气对空滤后新鲜空气进行加热再进入增压器压气机入口。
进一步地，呼吸管末端与增压器进气交汇处的进气温度高于0℃。
进一步地，各气缸燃烧室高温高压气体通过活塞环与气缸壁间隙、活塞环与环槽间隙、活塞环闭口间隙泄漏到曲轴箱，与曲轴箱飞溅的机油液滴、缸套与活塞表面蒸发的机油气体、空滤后导入的新鲜空气混合后经过缸体进排气侧及前端的油气通道进入缸盖及缸盖罩，再经过油气分离器前挡板预分离过滤掉大直径油滴，接着通过冲击毛毡过滤掉更小直径油滴，分离出来的液态油滴在油气分离器设置的伞阀上方腔体内聚集，聚集到一定容量后，通过机油重力打开伞阀，机油通过缸盖油气通道、缸体油气通道回到油底壳。
本发明的主要特点如下：
1、从空气滤清器后引入新鲜空气，通过节流阀、单向阀至曲轴箱，布置特点是引入的新鲜空气与曲轴箱漏气混合点必须远离油气分离器进气口，保证废气与新鲜空气充分的进行混合。
2、由于北方冬季气温低，车辆在长时间高速运行后，会出现呼吸管出口末端结冰堵塞、机油标尺弹出、密封件漏油的故障。因此在增压器进气管路与呼吸管交汇位置之前设置一个EGR废气混合阀，利用混合阀调节EGR废气与新鲜空气的比例实现对新鲜空气的加热作用，从而提高了呼吸管末端的进气温度，进气温度超过0℃，则冷凝水不会结冰，避免呼吸管中水蒸气冷凝后结冰的风险。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
由于漏气中的水蒸气来源于环境新鲜空气中的水蒸气与燃料燃烧生成的水蒸气，其含量大大超过了新鲜空气中的水蒸气含量；本发明从空气滤清器后引入新鲜空气，降低了漏气中水蒸气的含量，也就减少了与SO2等酸性气体的接触的概率，降低机油老化速度，改善加油口盖与油气分离器的机油乳化，延长机油使用期限，减少零件磨损，大部分水蒸气被通风系统带走进入燃烧室进行燃烧。
由于新鲜空气的引入，本发明降低了漏气中水蒸气的含量，减少了水蒸气在冷却壁面凝结成水滴的总量，从而降低了在低温环境下，长时间低速低负荷工况运行，在加机油口盖、油气分离器中出现机油乳化的现象的风险。
本发明在增压器进气管路与呼吸管交汇位置之前设置一个EGR废气混合阀，通过混合阀调节空气滤清器后新鲜空气与EGR废气的比例，控制呼吸管末端与增压器进气交汇处的进气温度，一般高于0℃，则可避免水滴结冰，从而解决了呼吸管末端交汇处水蒸气冷凝后结冰的问题。
附图说明
图1为本申请的通风系统的结构框图；
图中：1、油底壳；2、曲轴箱；3、缸盖；4、缸盖罩；5、油气分离器；6、PCV阀；7、单向阀A；8、单向阀B；9、EGR冷却器；10、空气滤清器；11、EGR混合阀；12、增压器；13、节流阀体；14、进气歧管；15、节流孔；16、单向阀C。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于实施例，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。
除非另外定义，本申请实施例中使用的技术术语或者科学术语应当为所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“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。“上”、“下”、“左”、“右”、“横”以及“竖”等仅用于相对于附图中的部件的方位而言的，这些方向性术语是相对的概念，它们用于相对于的描述和澄清，其可以根据附图中的部件所放置的方位的变化而相应地发生变化。
如图1所示，本实施例的发动机曲轴箱通风系统，包括油底壳1、曲轴箱2、缸盖3、缸盖罩4、油气分离器5、PCV阀6、单向阀A7、单向阀B8、EGR冷却器9、空气滤清器10、EGR混合阀11、增压器12、节流阀体13、进气歧管14、节流孔15和单向阀C16。
PCV阀6一端与油气分离器5连通，一端通过单向阀A6与进气歧管14进气端连通，一端通过单向阀B8与增压器12、EGR混合阀11一个输出端连通。
EGR冷却器9与EGR混合阀11输入端连通，EGR混合阀11另一个输出端与空气滤清器10连通，增压器12另一端与进气歧管14进气端连通，进气歧管14出气端与发动机缸盖3连通。空气滤清器10一端还通过节流孔15、单向阀C16与曲轴箱2连通，使得新鲜空气通过节流孔15、单向阀C16至曲轴箱2，新鲜空气与曲轴箱2漏气混合点远离油气分离器5进气口。
油底壳1位于曲轴箱2下方，缸盖3位于曲轴箱2上方，油气分离器5位于缸盖罩4上方。EGR混合阀11位于呼吸管末端与增压器12进气混合前。
本实施例的系统的工作过程如下：
各气缸燃烧室高温高压气体通过活塞环与气缸壁间隙、活塞环与环槽间隙、活塞环闭口间隙泄漏到曲轴箱，与曲轴箱飞溅的机油液滴、缸套与活塞表面蒸发的机油气体、空滤后导入的新鲜空气混合后经过缸体进排气侧及前端的油气通道进入缸盖及缸盖罩，再经过油气分离器前挡板预分离过滤掉大直径油滴，接着通过冲击毛毡过滤掉更小直径油滴，分离出来的液态油滴在油气分离器设置的伞阀上方腔体内聚集，聚集到一定容量后，通过机油重力打开伞阀，机油通过缸盖油气通道、缸体油气通道回到油底壳。
经过油气分离器后的气体通过PCV阀进行曲轴箱压力调节后分别经过单向阀A分配给进气歧管和单向阀B进入增压器前管路被带入燃烧室进行燃烧；特别的在单向阀B后呼吸管末端与增压器进气交接处之前设置一个EGR废气混合阀，EGR废气与新鲜空气的比例为5%~15%，有效降低各发动机转速下中低扭矩的燃油消耗率。EGR废气对空滤后新鲜空气进行加热再进入增压器压气机入口。
利用混合阀调节EGR废气与新鲜空气的比例实现对新鲜空气的加热作用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种发动机曲轴箱通风系统，其特征在于：包括发动机曲轴箱，PCV阀一端与油气分离器连通，一端通过第一单向阀与进气歧管进气端连通，一端通过第二单向阀与增压器、EGR混合阀一个输出端连通；
EGR冷却器与EGR混合阀输入端连通，EGR混合阀另一个输出端与空气滤清器连通，增压器另一端与进气歧管进气端连通，进气歧管出气端与发动机缸盖连通。
2.根据权利要求1所述的发动机曲轴箱通风系统，其特征在于：空气滤清器一端还通过节流孔、第三单向阀与曲轴箱连通，使得新鲜空气通过节流阀、单向阀至曲轴箱，新鲜空气与曲轴箱漏气混合点远离油气分离器进气口。
3.根据权利要求1所述的发动机曲轴箱通风系统，其特征在于：油底壳位于曲轴箱下方，缸盖位于曲轴箱上方，油气分离器位于缸盖罩上方。
4.根据权利要求1所述的发动机曲轴箱通风系统，其特征在于：EGR混合阀位于呼吸管末端与增压器进气混合前。
5.基于权利要求1-4之一的通风方法，其特征在于：按以下步骤进行：
经过油气分离器后的气体通过PCV阀进行曲轴箱压力调节后分别经过第一单向阀分配给进气歧管和第二单向阀，进入增压器前管路被带入燃烧室进行燃烧；EGR废气在第二单向阀后呼吸管末端与增压器进气交接处之前与空气滤清器的新鲜空气混合，利用混合阀调节EGR废气与新鲜空气的比例，对新鲜空气加热。
6.根据权利要求5所述的通风方法，其特征在于：从空气滤清器后引入新鲜空气，通过节流阀、第三单向阀至曲轴箱，引入的新鲜空气与曲轴箱漏气混合点远离油气分离器进气口，使得废气与新鲜空气充分的进行混合。
7.根据权利要求5所述的通风方法，其特征在于：EGR废气与新鲜空气的比例为5%~15%，EGR废气对空滤后新鲜空气进行加热再进入增压器压气机入口。
8.根据权利要求5所述的通风方法，其特征在于：呼吸管末端与增压器进气交汇处的进气温度高于0℃。
9.根据权利要求5所述的通风方法，其特征在于：各气缸燃烧室高温高压气体通过活塞环与气缸壁间隙、活塞环与环槽间隙、活塞环闭口间隙泄漏到曲轴箱，与曲轴箱飞溅的机油液滴、缸套与活塞表面蒸发的机油气体、空滤后导入的新鲜空气混合后经过缸体进排气侧及前端的油气通道进入缸盖及缸盖罩，再经过油气分离器前挡板预分离过滤掉大直径油滴，接着通过冲击毛毡过滤掉更小直径油滴，分离出来的液态油滴在油气分离器设置的伞阀上方腔体内聚集，聚集到一定容量后，通过机油重力打开伞阀，机油通过缸盖油气通道、缸体油气通道回到油底壳。
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