CN113279836B - 一种发动机系统及车辆 - Google Patents

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Abstract

为了降低发动机运行中曲轴箱内部残留的甲醇气体，本发明提出了一种发动机系统及车辆，其中，甲醇发动机系统包括：发动机，发动机包括缸体和曲轴箱；抽气泵，抽气泵设于曲轴箱，抽气泵的进气口与曲轴箱连接；吸附罐，吸附罐的第一进气口与抽气泵的出气口连接；进气歧管，进气歧管的进气口与吸附罐的出气口连接，进气歧管的出气口与缸体连接；第一阀门，第一阀门设于进气歧管的进气口和吸附罐出气口之间。本发明通过抽气泵抽取曲轴箱内的气体，输送至吸附罐并由吸附罐进行吸附；当需要燃烧甲醇时，第一阀门开启，吸附罐释放之前吸附的气体，气体被输送至发动机缸体并燃烧。由此，可以降低曲轴箱内的残留的甲醇气体。

Description

一种发动机系统及车辆
技术领域
本发明涉及车辆结构领域，具体涉及一种发动机系统及车辆。
背景技术
近年来，甲醇作为替代原煤和油气的燃料，在汽车、船舶、工业锅炉、采暖供热等领域的应用逐步推开，产生了较好的经济和环境效益。2019年3月20日工信部、国家发改委等部门联合发布了工信部联节[2019]61号《八部门关于在部分地区开展甲醇汽车应用的指导意见》，要求强化甲醇汽车产业合理布局，保持我国甲醇汽车及相关产业在产品、技术及专用装备领域的国际领先地位，加快甲醇汽车制造体系的建设。文件中规定新生产轻型甲醇汽车的甲醇、甲醛排放限值分别按不大于2.5mg/km控制，自2019年7月1日起，所有生产、销售、进口的轻型甲醇汽车均应符合国六排放标准，甲醇、甲醛排放应分别到达2.5mg/km限值要求。
对比传统汽油车，甲醇汽车在尾气排放的要求中增加了甲醇污染物的要求。尾气中甲醇的来源主要是发动机缸内不完全燃烧，导致发动机运行过程中曲轴箱内部充满了甲醇气体，冷启动阶段发动机内部的甲醇气体直接排出，导致排放超标。
因此，有必要提供一种方案，降低发动机运行中曲轴箱内部残留的甲醇气体。
发明内容
为了降低发动机运行中曲轴箱内部残留的甲醇气体，本发明提出了一种发动机系统及车辆，本发明具体是以如下技术方案实现的。
本发明提供一种甲醇发动机系统，包括：
发动机，所述发动机包括缸体和曲轴箱；
抽气泵，所述抽气泵设于所述曲轴箱，所述抽气泵的进气口与所述曲轴箱连接；
吸附罐，所述吸附罐的第一进气口与所述抽气泵的出气口连接；
进气歧管，所述进气歧管的进气口与所述吸附罐的出气口连接，所述进气歧管的出气口与所述缸体连接；
第一阀门，所述第一阀门设于所述进气歧管的进气口和所述吸附罐出气口之间。
本发明提供的甲醇发动机系统的进一步改进在于，还包括第二阀门，所述第二阀门设于所述抽气泵和所述吸附罐之间。
本发明提供的甲醇发动机系统的更进一步改进在于，所述第一阀门和所述第二阀门均为单向阀。
本发明提供的甲醇发动机系统的进一步改进在于，所述吸附罐中的吸附介质为活性碳。
本发明提供的甲醇发动机系统的进一步改进在于，还包括油箱，所述油箱与所述吸附罐的第二进气口连接。
本发明提供的甲醇发动机系统的进一步改进在于，所述曲轴箱设有曲轴，所述曲轴与所述抽气泵连接。
本发明提供的甲醇发动机系统的更进一步改进在于，所述曲轴通过传动链条与所述抽气泵连接。
本发明提供的甲醇发动机系统的进一步改进在于，所述发动机还包括缸盖，所述缸盖设有通孔，所述缸盖与所述进气歧管连接，所述通孔与所述进气歧管的出气口连接。
此外，本发明还提供一种车辆，包括如上所述的甲醇发动机系统。
本发明提供的车辆的进一步改进在于，还包括控制器，所述控制器与所述甲醇发动机系统的第一阀门连接，所述控制器用于控制所述第一阀门启闭。
本发明通过抽气泵抽取曲轴箱内的气体，输送至吸附罐并由吸附罐进行吸附；由第一阀门控制吸附罐和进气歧管之间的通断，当需要燃烧甲醇时，第一阀门开启，吸附罐释放之前吸附的气体，气体被输送至发动机缸体并燃烧。由此，曲轴箱内的残留的甲醇气体被吸附且最终被燃烧，可以降低曲轴箱内的残留的甲醇气体。本发明能解决甲醇汽车尾气中甲醇超标的问题，在冷启动期间就可以抽取曲轴箱内的甲醇气体并燃烧，从而解决冷启动期间尾气中甲醇超标的问题，无需在三元催化器中增加贵金属含量，可降低综合成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1提供的发动机系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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的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。
为了降低发动机运行中曲轴箱12内部残留的甲醇气体，本发明提出了一种发动机系统及车辆，本发明具体是以如下技术方案实现的。
实施例1：
结合图1所示，本实施例1提供的甲醇发动机系统包括：
发动机，发动机包括缸体11和曲轴箱12；
抽气泵20，抽气泵20设于曲轴箱12，抽气泵20的进气口与曲轴箱12连接；
吸附罐40，吸附罐40的第一进气口与抽气泵20的出气口连接；
进气歧管60，进气歧管60的进气口与吸附罐40的出气口连接，进气歧管60的出气口与缸体11连接；
第一阀门50，第一阀门50设于进气歧管60的进气口和吸附罐40出气口之间。
现有技术中，甲醇汽车尾气中甲醇的来源主要是发动机缸内不完全燃烧，导致发动机运行过程中曲轴箱12内部充满了甲醇气体，冷启动阶段发动机内部的甲醇气体直接排出，会导致排放超标。
本实施例1中，抽气泵20为齿轮泵。本实施例1中，通过抽气泵20抽取曲轴箱12内的气体，输送至吸附罐40并由吸附罐40进行吸附；由第一阀门50控制吸附罐40和进气歧管60之间的通断，当需要燃烧甲醇时，第一阀门50开启，吸附罐40释放之前吸附的气体，气体被输送至发动机缸体11并燃烧。由此，曲轴箱12内的残留的甲醇气体被吸附且最终被燃烧，可以降低曲轴箱12内的残留的甲醇气体。
本实施例1在发动机曲轴箱12中增加抽气泵20，发动机运转时，抽气泵20同步开始工作，将曲轴箱12内的甲醇气体抽出并泵至发动机外部，进而输送至吸附罐40，泵出的甲醇气体被吸附罐40吸附，通过第一阀门50控制在合适的时候进行脱附，脱附后的甲醇气体被引入进气歧管60中，最终在发动机燃烧室内被燃烧，使尾气排放满足法规要求。
进一步地，还包括第二阀门30，第二阀门30设于抽气泵20和吸附罐40之间。
本实施例1中，第二阀门30设于抽气泵20的出气口和吸附罐40的第一进气口之间，第二阀门30控制抽气泵20和吸附罐40之间的通断，当需要对曲轴箱12内的气体进行吸附时，第二阀门30开启，抽气泵20将抽取的曲轴箱12内气体经过第二阀门30输送至吸附罐40。
更进一步地，第一阀门50和第二阀门30均为单向阀。
进一步地，吸附罐40中的吸附介质为活性碳。本实施例1中的吸附罐40为碳罐。
进一步地，还包括油箱70，油箱70与吸附罐40的第二进气口连接。
本实施例1中，油箱70装有甲醇，吸附罐40还可以从油箱70吸附气体。
进一步地，曲轴箱12设有曲轴120，曲轴120与抽气泵20连接。
更进一步地，曲轴120通过传动链条与抽气泵20连接。
本实施例1中，曲轴120转动可以带动抽气泵20运行，曲轴120与车身控制器连接，车身控制器控制曲轴120转动。
进一步地，发动机还包括缸盖13，缸盖13设有通孔，缸盖13与进气歧管60连接，通孔与进气歧管60的出气口连接。
本实施例1中，缸盖13和进气歧管60均设有法兰面，缸盖13的法兰面和进气歧管60的法兰面相对接，同时，缸盖13的通孔与进气歧管60的出气口对齐并且相连通，气体可以从进气歧管60的出气口排出，通过缸盖13的通孔并进入缸体11内部，气体最终在缸体11内燃烧。
本实施例1中，发动机的缸盖13、缸体11、曲轴箱12通过螺栓连接组成发动机本体，进气歧管60装配在缸盖13上，发动机运行时空气通过进气歧管60进入缸盖13中，并在发动机缸内燃烧。油箱70通过管路与吸附罐40、第一阀门50、进气歧管60连接。在曲轴箱12增加一个抽气泵20，抽气泵20的进气口在曲轴箱12内，抽气泵20的出气口通过管路与第二阀门30连接，第二阀门30通过管路连接到吸附罐40上。发动机运行时，曲轴120转动，曲轴120通过链条驱动抽气泵20，抽气泵20转动后，将曲轴箱12内的带有甲醇的气体抽出，并通过第二阀门30将甲醇气体排向吸附罐40中。第二阀门30的作用是只允许气体从抽气泵20向吸附罐40流动，不允许气体反向流动。吸附罐40上有两个进气口，第一进气口与第二阀门30连接，用于吸入抽气泵20排出的甲醇气体；第二进气口与油箱70连接，用于吸入油箱70排出的甲醇气体。吸附罐40的出气口与第一阀门50连接。吸附罐40吸收从第二阀门30和油箱70中排出的气体，利用吸附罐40内部的活性碳吸附甲醇气体。控制器控制第一阀门50的开启或关闭，当吸附罐40吸附饱和时，控制器控制第一阀门50开启，此时利用进气歧管60中的负压产生吸力，将吸附罐40中吸附的甲醇气体脱附，并排出至进气歧管60中，然后进入发动机缸内进行燃烧。脱附完成后，控制器控制第一阀门50关闭，吸附罐40继续吸附从曲轴箱12和油箱70中排出的甲醇蒸汽，周而复始的进行吸附和脱附。
现有技术只能通过在三元催化器中增加贵金属含量来降低甲醇排放。贵金属含量增加会导致成本大幅增加，同时三元催化器开始工作需要一定的温度，发动机冷启动时排气温度低，无法满足三元催化器工作温度的要求。本发明能解决甲醇汽车尾气中甲醇超标的问题，在冷启动期间就可以抽取曲轴箱12内的甲醇气体并燃烧，从而解决冷启动期间尾气中甲醇超标的问题，无需在三元催化器中增加贵金属含量，可降低综合成本。
实施例2：
本实施例2提供一种车辆，包括实施例1中的甲醇发动机系统。
进一步地，还包括控制器，控制器与甲醇发动机系统的第一阀门50连接，控制器用于控制第一阀门50启闭。控制器还与发动机连接，控制器可控制发动机的曲轴120转动，曲轴120与抽气泵20连接，曲轴120转动可带动抽气泵20运行。
本实施例2中甲醇发动机系统包括：发动机，发动机包括缸体11、曲轴箱12和缸盖13；抽气泵20，抽气泵20设于曲轴箱12，抽气泵20的进气口与曲轴箱12连接；吸附罐40，吸附罐40的第一进气口与抽气泵20的出气口连接；进气歧管60，进气歧管60的进气口与吸附罐40的出气口连接，进气歧管60的出气口与缸体11连接；第一阀门50，第一阀门50设于进气歧管60的进气口和吸附罐40出气口之间；其中，缸盖13设有通孔，缸盖13与进气歧管60连接，通孔与进气歧管60的出气口连接。
甲醇发动机系统还包括：第二阀门30，第二阀门30设于抽气泵20和吸附罐40之间；油箱70，油箱70与吸附罐40的第二进气口连接。
本实施例2中，发动机的缸盖13、缸体11、曲轴箱12通过螺栓连接组成发动机本体，进气歧管60装配在缸盖13上，发动机运行时空气通过进气歧管60进入缸盖13中，并在发动机缸内燃烧。油箱70通过管路与吸附罐40、第一阀门50、进气歧管60连接。在曲轴箱12增加一个抽气泵20，抽气泵20的进气口在曲轴箱12内，抽气泵20的出气口通过管路与第二阀门30连接，第二阀门30通过管路连接到吸附罐40上。发动机运行时，曲轴120转动，曲轴120通过链条驱动抽气泵20，抽气泵20转动后，将曲轴箱12内的带有甲醇的气体抽出，并通过第二阀门30将甲醇气体排向吸附罐40中。第二阀门30的作用是只允许气体从抽气泵20向吸附罐40流动，不允许气体反向流动。吸附罐40上有两个进气口，第一进气口与第二阀门30连接，用于吸入抽气泵20排出的甲醇气体；第二进气口与油箱70连接，用于吸入油箱70排出的甲醇气体。吸附罐40的出气口与第一阀门50连接。吸附罐40吸收从第二阀门30和油箱70中排出的气体，利用吸附罐40内部的活性碳吸附甲醇气体。控制器控制第一阀门50的开启或关闭，当吸附罐40吸附饱和时，控制器控制第一阀门50开启，此时利用进气歧管60中的负压产生吸力，将吸附罐40中吸附的甲醇气体脱附，并排出至进气歧管60中，然后进入发动机缸内进行燃烧。脱附完成后，控制器控制第一阀门50关闭，吸附罐40继续吸附从曲轴箱12和油箱70中排出的甲醇蒸汽，周而复始的进行吸附和脱附。
以上仅为本发明的较佳实施例，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 (10)

1.一种发动机系统，其特征在于，包括：
发动机，所述发动机包括缸体(11)和曲轴箱(12)；
抽气泵(20)，所述抽气泵(20)设于所述曲轴箱(12)，所述抽气泵(20)的进气口与所述曲轴箱(12)连接，所述抽气泵(20)用于在所述发动机运转时同步运转，抽取所述曲轴箱(12)内的气体，以抽取所述曲轴箱(12)内的甲醇；
吸附罐(40)，所述吸附罐(40)的第一进气口与所述抽气泵(20)的出气口连接，所述吸附罐用于吸附甲醇；
进气歧管(60)，所述进气歧管(60)的进气口与所述吸附罐(40)的出气口连接，所述进气歧管(60)的出气口与所述缸体(11)连接；
第一阀门(50)，所述第一阀门(50)设于所述进气歧管(60)的进气口和所述吸附罐(40)出气口之间。
2.如权利要求1所述的发动机系统，其特征在于，还包括第二阀门(30)，所述第二阀门(30)设于所述抽气泵(20)和所述吸附罐(40)之间。
3.如权利要求2所述的发动机系统，其特征在于，所述第一阀门(50)和所述第二阀门(30)均为单向阀。
4.如权利要求1所述的发动机系统，其特征在于，所述吸附罐(40)中的吸附介质为活性碳。
5.如权利要求1所述的发动机系统，其特征在于，还包括油箱(70)，所述油箱与所述吸附罐(40)的第二进气口连接。
6.如权利要求1所述的发动机系统，其特征在于，所述曲轴箱(12)设有曲轴(120)，所述曲轴(120)与所述抽气泵(20)连接。
7.如权利要求6所述的发动机系统，其特征在于，所述曲轴(120)通过传动链条与所述抽气泵(20)连接。
8.如权利要求1所述的发动机系统，其特征在于，所述发动机还包括缸盖(13)，所述缸盖(13)设有通孔，所述缸盖(13)与所述进气歧管(60)连接，所述通孔与所述进气歧管(60)的出气口连接。
9.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1至8中任一项所述的发动机系统。
10.如权利要求9所述的车辆，其特征在于，还包括控制器，所述控制器与所述发动机系统的第一阀门(50)连接，所述控制器用于控制所述第一阀门(50)启闭。
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