CN114645750A - 车辆及涉水时发动机的保护装置、保护方法和计算机设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种车辆涉水时发动机的保护装置，包括涉水感应系统、通风系统、压力传感器和控制器，涉水感应系统用于监测所述车辆的涉水深度；通风系统用于发动机的曲轴箱排气和补气；压力传感器用于监测所述曲轴箱内气压；以及控制器用于在所述涉水感应系统监测到所述车辆的涉水深度达到阈值时，根据曲轴箱内气压调节通风系统的运行，以使曲轴箱内气压大于曲轴箱外水压。本申请还公开了一种车辆涉水时发动机的保护方法、计算机设备和车辆。本申请在车辆涉水时通过调节曲轴箱内气压来保护发动机的方式，降低了保护成本。

Description

车辆及涉水时发动机的保护装置、保护方法和计算机设备

技术领域

本申请涉及车辆领域，尤其涉及一种车辆涉水时发动机的保护装置、保护方法、计算机设备及车辆。

背景技术

车辆通过涉水路段时，发动机防水的薄弱环节在发动机曲轴前后油封，一般油封只是单向密封，只能保证曲轴箱里面油气不泄露到发动机外面，不能保证外面水不进入发动机里面。

现有技术方案采用毛毡油封或者组合式油封来实现双向密封效果。但是根据目前试验数据，这两种油封也只能保证一定时间内进水量不超过一定的限值，也无法保证油封完全不进水。且两种油封为了实现双向密封，油封与曲轴接触面积增加，也会导致油封磨损量增加，影响油封的寿命。特别是组合式油封的轴向方向的尺寸较大(相比普通油封，单个油封轴向尺寸增加约8mm)，导致发动机轴向尺寸变大，影响发动机机舱布置。且两种油封成本也较高。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例期望提供一种车辆涉水时发动机的保护装置、保护方法、计算机设备及车辆，解决车辆涉水时发动机的保护成本较高问题。

为达到上述目的，本申请实施例的技术方案是这样实现的：

本申请的第一方面，提供了一种车辆涉水时发动机的保护装置，包括：

涉水感应系统，用于监测所述车辆的涉水深度；

通风系统，用于所述发动机的曲轴箱排气和补气；

压力传感器，用于监测所述曲轴箱内气压；以及

控制器，用于在所述涉水感应系统监测到所述车辆的涉水深度达到阈值时，根据所述曲轴箱内气压调节所述通风系统的运行，以使所述曲轴箱内气压大于所述曲轴箱外水压。

进一步地，所述通风系统包括：

进气管路，用于对气体增压后向所述发动机的燃烧室供气；

泄压管路，连通所述进气管路，用于对所述进气管路气体增压后泄压；

高负荷管路，连通所述发动机的曲轴箱和所述进气管路，用于所述曲轴箱内气体排至所述进气管路，增压后进入所述燃烧室；

低负荷管路，用于所述曲轴箱内气体单向排至所述燃烧室；以及补气管路，连通所述曲轴箱和所述进气管路，用于单向对所述曲轴箱补气。

进一步地，所述进气管路包括：

空滤器；

增压器，与所述空滤器连通，位于所述空滤器的下游；

中冷器，与所述增压器连通，位于所述增压器的下游；

节气门，连通所述中冷器与所述发动机的进气歧管；以及

进气管，所述空滤器、所述增压器、所述中冷器和所述节气门相邻的两两之间用所述进气管连通；

所述泄压管路的一端连通所述中冷器后的所述进气管，另一端连通至所述空滤器后的所述进气管；所述高负荷管路和所述补气管路分别连通至所述空滤器后的所述进气管。

进一步地，所述高负荷管路包括：

第一单向阀，用于所述曲轴箱内气体单向排至所述进气管路；或，

电控阀，用于控制所述曲轴箱与所述进气管路连通或关闭。

进一步地，所述低负荷管路包括：

第二单向阀，用于所述曲轴箱内气体单向排至所述燃烧室。

进一步地，所述补气管路包括：

第三单向阀，用于所述进气管路单向对所述曲轴箱补气；

鼓风机，用于对所述曲轴箱内增加补气流量；以及

补气管，连通所述进气管路和所述曲轴箱，所述第三单向阀和所述鼓风机均设置在所述补气管上。

本申请实施例的第二方面，提供了一种车辆涉水时发动机的保护方法，包括：

获取车辆的涉水深度；

当所述车辆的涉水深度达到阈值，控制所述发动机中大负荷运行；

获取所述发动机的曲轴箱内气压；

调节通风系统，使所述曲轴箱内气压大于所述曲轴箱外水压。

进一步地，调节所述通风系统，使所述曲轴箱内气压大于所述曲轴箱外水压的步骤，具体包括：

当所述曲轴箱内气压小于第一压力值时，打开泄压管路，进气管路加压后的气体通过所述泄压管路流向空滤器后进气管，并通过补气管路进入所述曲轴箱内，所述曲轴箱内气体无法通过高负荷管路被排至所述进气管，所述曲轴箱内气压升高；

当所述曲轴箱内气压升高至第二压力值时，关闭所述泄压管路，所述曲轴箱内气体通过所述高负荷管路被排至所述空滤器后，进入所述发动机的燃烧室；其中，所述第一压力值大于所述曲轴箱外水压，所述第二压力值大于所述第一压力值。

进一步地，调节所述通风系统，使所述曲轴箱内气压大于所述曲轴箱外水压的步骤，具体包括：

当所述曲轴箱内气压小于第一压力值时，所述曲轴箱内气体通过高负荷管路被排至进气管，打开补气管路的鼓风机向所述曲轴箱内补气，所述曲轴箱内气压升高；

当所述曲轴箱内气压升高至第二压力值时，关闭所述鼓风机；其中，所述第一压力值大于所述曲轴箱外水压，所述第二压力值大于所述第一压力值。

进一步地，调节所述通风系统，使所述曲轴箱内气压大于所述曲轴箱外水压的步骤，具体包括：

当所述曲轴箱内气压小于第一压力值时，关闭高负荷管路，使所述曲轴箱内气体无法被排至进气管，所述曲轴箱内气压升高；

当所述曲轴箱内气压升高至第二压力值时，打开所述高负荷管路，使所述曲轴箱内气体被排至所述进气管；其中，所述第一压力值大于所述曲轴箱外水压，所述第二压力值大于所述第一压力值。

本申请实施例的第三方面，提供了一种计算机设备，包括一个或多个处理模块，所述处理模块配置为执行存储在存储模块中的计算机指令，以执行上述任意一项所述的保护方法。

本申请实施例的第四方面，提供了一种车辆，包括：

发动机；以及

权利要求1～6任意一项所述的保护装置。

本申请实施例的第五方面，提供了一种车辆，包括上述的计算机设备。

本申请实施例提供的车辆涉水时发动机的保护装置及保护方法，在车辆涉水时，通过涉水感应系统监测车辆的涉水深度，并通过压力传感器监测曲轴箱内气压，当涉水深度达到阈值时，根据曲轴箱内气压大小调节通风系统给发动机的曲轴箱排气或补气，使曲轴箱内气压大于曲轴箱外水压，外界的水不能通过曲轴油封处进入发动机，提高了车辆行驶安全性；通过调节曲轴箱内气压的方式，曲轴无需采用组合式双向密封，减少发动机占用过多的布置空间，降低了车辆涉水时发动机的保护成本。

附图说明

图1为本申请实施例提供的第一种车辆涉水时发动机及其通风系统的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的第二种车辆涉水时发动机及其通风系统的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的第三种车辆涉水时发动机及其通风系统的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种车辆涉水时发动机的保护装置；

图5为本申请实施例提供的一种车辆涉水时发动机的保护方法流程图。

附图标记说明：

1、通风系统；11、进气管路；111、空滤器；112、增压器；113、中冷器；114、节气门；115、进气管；12、泄压管路；121、电子泄压阀；13、高负荷管路；131、第一单向阀；132、电控阀；14、低负荷管路；141、第二单向阀；15、补气管路；151、第三单向阀；152、鼓风机；153、补气管；2、涉水感应系统；3、压力传感器；4、控制器；5、发动机；51、进气歧管；52、燃烧室；53、曲轴箱；54、气缸盖；55、油气分离器。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合，具体实施方式中的详细描述应理解为本申请宗旨的解释说明，不应视为对本申请的不当限制。

下面结合附图及具体实施例对本申请再做进一步详细的说明。本申请实施例中的“第一”、“第二”等描述，仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含地包括至少一个特征。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。

一般越野车和轿车在雨季通过涵洞或者积水路面时需要通过涉水路段。例如，对于硬派越野车来说，一般要求涉水深度最大900mm左右。车辆通过涉水路段时，发动机防水的薄弱环节在发动机曲轴前后油封，一般油封只是单向密封，只能保证曲轴箱里面油气不泄露到发动机外面，不能保证外面水不进入发动机里面。例如，900mm的涉水深度，除去约400mm离地间隙，发动机曲轴油封距离水面约500mm，所以需要保证水下500mm，曲轴前后油封不进水。

有鉴于此，本申请创造性的利用发动机的曲轴箱通风系统，无需改变曲轴前后单向密封的油封结构，通过控制通风系统的运行，使曲轴箱内的气压大于曲轴箱外的水压，从而实现车辆涉水时油封不会进水。

在介绍本申请的实施例前，先介绍一下发动机曲轴箱的通风系统的运行原理。借用图1(仅为示例性说明，现有技术的通风系统与本申请实施例的不一定相同)，对曲轴箱的通风系统进行说明。在发动机5工作时，燃烧室52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53内，造成窜气。窜气的成分为未燃的燃油气、水蒸气和废气等，这会稀释机油，降低机油的使用性能，加速机油的氧化、变质。水气凝结在机油中，会形成油泥，阻塞油路；废气中的酸性气体混入润滑系统，会导致发动机零件的腐蚀和加速磨损；窜气还会使曲轴箱53的压力过高而破坏曲轴箱53的密封，使机油渗漏流失。为防止曲轴箱53压力过高，延长机油使用期限，减少零件磨损和腐蚀，防止发动机5漏油，必须实行曲轴箱53的通风。

发动机5的油气分离器55安装在气缸盖54里面，油气分离器55后端连接有通风系统1的两路管路。其中，高负荷管路13上布置有第一单向阀131，且管路连接油气分离器55和空滤器111后的进气管115。低负荷管路14上布置有第二单向阀141，且管路连接油气分离器55和进气歧管51。另有一路补气管路15，补气管路15上布置有第三单向阀151，且管路连接曲轴箱53与空滤器111后的进气管115。高负荷管路13和补气管路15都是连接到空滤器111后、增压器112前的进气管路115上。增压器112后管路连接中冷器113，中冷器113连接节气门114到进气歧管51。中冷器113和节气门114之间连接有泄压管路12，管路上布置有电子泄压阀121，且管路连接节气门114前到增压器112前的进气管115。在曲轴箱53内设置有压力传感器3，可以检测曲轴箱53内气体压力。

当发动机小负荷工况时，节气门114接近关闭，进气歧管51负压较大，例如为-50～-70kPa，而空滤器后负压约-3kPa，此时发动机活塞漏气产生的废气上升经过油气分离器55分离油和水，分离后的气体通过低负荷管路14被抽取到进气岐管51，并最终进入燃烧室52内烧掉，由于高负荷管路13上设置有第一单向阀131，空滤器后气体不会反向通过高负荷管路13再到低负荷管路14被抽取到进气歧管51。为了不让曲轴箱53内气体负压被抽取的太大而影响发动机机油消耗，在曲轴箱53上设置了补气管路15，通过补气管路15补充新鲜空气到曲轴箱53内，保证曲轴箱53内气体压力在规定的范围内。

当发动机中高负荷时，节气门114开度较大，且增压器112对进气压力增压，导致进气歧管51内压力较高，曲轴箱53内经油气分离器55分离后的气体无法通过低负荷管路14抽取。此时，空滤器111后气体负压约-3kPa，气体会通过高负荷管路13被抽取到空滤器111后的进气管115，最终进入燃烧室52内烧掉。低负荷管路14上设置的第二141单向阀也保证进气岐管51内气体不会被反向抽取到空滤器111后。补气管路15的第三单向阀151保证曲轴箱53内气体不会通过补气管路15反向抽取到空滤器111后。当经增压器112的气体，通过电子泄压阀121泄压时，高负荷管路13连接到空滤器111后进气管115里面压力较高，曲轴箱53内气体无法通过高负荷管路13被抽取到空滤器111后，会导致曲轴箱53内气体压力变大。

本申请创造性地利用上述曲轴箱通风系统原理，在车辆涉水时执行相应控制策略，保证曲轴箱内气体压力大于涉水时的外界水压，例如外界水压为4.9kPa时，曲轴箱内气体压力可以设置为大于5kPa，例如，压力在5～10kPa，在此压力范围内车辆涉水时，发动机外侧水无法通过发动机前后油封进入发动机里面。由于发动机油封的耐受压力一般为30kPa，曲轴箱内气体增压至5～10kPa，不会影响油封的原有密封性能。

由上分析，本申请实施例的第一方面，参见图1～图4，提供了一种车辆涉水时发动机的保护装置，包括通风系统1、涉水感应系统2、压力传感器3和控制器4。

通风系统1用于发动机5的曲轴箱53排气和补气。通风系统1可以连通外界和曲轴箱53，以实现曲轴箱53的排气和补气功能。通风系统1可以是适用于涡轮增压发动机的，也可以是适用于自然吸气发动机的。为了实现本申请车辆涉水时发动机保护的控制策略，可以利用车辆原有的通风系统1或对通风系统1进行相应的结构改造。

涉水感应系统2用于监测车辆的涉水深度。涉水感应系统2的形式不限，可以是水位传感器、超声波传感器或激光传感器等。例如，将超声波传感器安装在车辆的后视镜上，利用超声波测距将经水面反射的距离发送给控制器4，控制器4结合车辆姿态数据确定出车辆的涉水深度。或者，涉水传感系统2为水位传感器时，水位传感器安装在阈值高度，例如低于发动机进气口和排气口的高度，车辆涉水达到阈值高度时，水位传感器将水位信号传送到控制器4。

压力传感器3用于监测曲轴箱53内气压。控制器4用于在涉水感应系统2监测到车辆的涉水深度达到阈值时，根据曲轴箱53内气压调节通风系统1的运行，以使曲轴箱53内气压大于曲轴箱53外水压。例如，控制器4是计算机设备，例如行车电脑或车载电脑，又称电子控制单元(Electronic Control Unit，简称ECU)。

本申请实施例的第二方面，参见图5，基于上述车辆涉水时发动机的保护装置，提供了一种车辆涉水时发动机的保护方法，包括：

S1、获取车辆的涉水深度；

S2、当所述车辆的涉水深度达到阈值，控制所述发动机中大负荷运行；

S3、获取所述发动机的曲轴箱内气压；

S4、调节通风系统，使所述曲轴箱内气压大于所述曲轴箱外水压。

本申请实施例的车辆涉水时发动机的保护装置和保护方法，通过涉水感应系统2监测车辆的涉水深度，压力传感器3监测曲轴箱53内气压，当车辆的涉水深度达到阈值时，根据曲轴箱53内气压大小调节通风系统1的运行，控制发动机5的曲轴箱53排气或补气，使曲轴箱53内气压大于曲轴箱53外水压。通过调节曲轴箱5内的气压大于外界的水压，外界的水不能通过曲轴油封处进入发动机5，提高了车辆行驶安全性。由于利用车辆的通风系统1的原有结构或对通风系统稍作改动，不需要额外设计发动机5曲轴的组合油封实现双向密封，降低了发动机的制造成本，提升了车辆涉水时发动机的密封效果，无需因曲轴油封改为双向密封而增加发动机的轴向尺寸。

下面结合具体实施例对本申请实施例的保护方法进行详细说明。

S1、获取车辆的涉水深度。

在本步骤中，可以通过多种方式获取车辆的涉水深度。例如，可以通过车辆安装的涉水感应系统2进行测量，涉水感应系统2可以包括水位传感器，对水位进行采集；或涉水感应系统2可以包括超声波传感器，监测出超声波经水面反射的距离从而计算出涉水深度等。

S2、当车辆的涉水深度达到阈值，控制发动机中大负荷运行。

在本步骤中，在车辆的控制器4中储存有车辆涉水高度的阈值，例如，阈值为略低于发动机曲轴前后油封的安装位置。当涉水深度达到该阈值，控制器4接收水位信号后控制发动机5提升运行负荷，例如，通过油门来控制发动机中大负荷运行。具体地，发动机中大负荷是指发动机的转速为设定值以上，例如1500rpm以上。

S3、获取发动机的曲轴箱内气压。

在本步骤中，获取发动机5曲轴箱53内气压的方式不限。可以通过气体流量计或压力传感器3等测量。

S4、调节通风系统，使曲轴箱内气压大于曲轴箱外水压。

在本步骤中，车辆涉水达到阈值高度时，获取发动机5曲轴箱53内气压后，通过控制器4对比曲轴箱53内气压和曲轴箱53外水压的大小，在曲轴箱53内气压小于曲轴箱53外水压时，通过调节通风系统1来增大曲轴箱53内气压，使曲轴箱53内气压大于曲轴箱53外水压。

本申请的第三方面，提供了一种计算机设备，包括一个或多个处理模块，处理模块配置为执行存储在存储模块中的计算机指令，以执行本申请任意一种保护方法。该计算机设备可以为上述实施例的控制器。

在一实施例中，本申请实施例提供一种计算机系统，包括：可编程电路；以及编码在至少一个计算机可读介质上的软件，该软件用于对可编程电路进行编程以实施本申请任意一项保护方法。上述计算机设备安装了该计算机系统。

在一实施例中，本申请实施例提供一种计算机可读介质，该计算机可读介质上具有计算机可读指令，这些指令在被计算机执行时会使计算机进行本申请任意一项保护方法的所有步骤。计算机可读介质可以为一个或多个。上述计算机设备配置了该计算机可读介质。

本申请实施例的第四方面，提供了一种车辆，包括发动机5和本申请任意一种保护装置。车辆涉水时可以防止发动机5进水，提高车辆涉水时的行驶安全。

本申请实施例的第五方面，提供了一种车辆，包括本申请任意一种计算机设备。

下面通过三种实施方式，对车辆涉水时发动机的保护装置的具体结构、保护方法的具体步骤进行详细说明。

实施方式一：

请参见图1，通风系统1包括进气管路11、泄压管路12、高负荷管路13、低负荷管路14和补气管路15。进气管路11用于对气体增压后向发动机5的燃烧室52供气。可以理解的是，进气管路11一端和外界连通，另一端与发动机5的燃烧室52连通，进气管路11上设置有增压装置，以实现气体的增压。泄压管路12连通进气管路11，用于对进气管路11气体增压后泄压，例如泄压管路12包括电子泄压阀121。通过泄压管路12排出气体，实现进气管路11的泄压。高负荷管路13，连通发动机5的曲轴箱53和进气管路11，用于曲轴箱53内气体排至进气管路11的增压装置前，增压后进入燃烧室52。低负荷管路14，用于曲轴箱53内气体单向排至燃烧室52。其中，高负荷管路13和低负荷管路14连通曲轴箱53的一端管路可以共用以节省布置空间。补气管路15，连通曲轴箱53和进气管路11，用于单向对曲轴箱53补气。

示例性地，进气管路11包括空滤器111、增压器112、中冷器113、节气门114和进气管115。空滤器111和空气连通，用于过滤空气。增压器112和空滤器111连通，位于空滤器111的下游，用于增大气体的压力。中冷器113和增压器112连通，位于增压器112的下游，用于降低增压后的高温空气温度、以降低发动机的热负荷，提高进气量，进而增加发动机的功率。节气门114连通中冷器113与发动机5的进气歧管51，是控制空气进入发动机的一道可控阀门，控制节气门开度以控制发动机气缸的充填量，从而决定发动机的输出功率。空滤器111、增压器112、中冷器113和节气门114相邻的两两之间用进气管115连通。泄压管路12的一端连通中冷器113后的进气管115，另一端连通至空滤器111后的进气管115。高负荷管路13和补气管路15分别连通至空滤器111后的进气管115。

示例性地，高负荷管路13上包括第一单向阀131，用于曲轴箱53内气体单向排至进气管路11。发动机5低负荷工况运行时，由于高负荷管路13上设置有第一单向阀131，空滤器111后的气体不会反向通过高负荷管路13再到低负荷管路14被排至进气歧管51。低负荷管路14包括第二单向阀141，用于曲轴箱53内气体单向排至燃烧室52，保证进气歧管51内气体不会被反向排到空滤器111后。补气管路15包括第三单向阀151。第三单向阀151用于进气管路11单向对曲轴箱53补气，在曲轴箱53气压不足时通过控制器4调节。

当曲轴箱53内气压小于第一压力值时，打开泄压管路12，进气管路11加压后的气体通过泄压管路12流向空滤器111后进气管115，并通过补气管路15进入曲轴箱53内，曲轴箱53内气体无法通过高负荷管路13被排至进气管115，曲轴箱53内气压升高。当曲轴箱53内气压升高至第二压力值时，关闭泄压管路12，曲轴箱53内气体通过高负荷管路13被排至空滤器111后，进入发动机5的燃烧室52；其中，第一压力值大于曲轴箱53外水压，第二压力值大于第一压力值。曲轴箱53外水压为4.9kPa时，第一压力值可以设置为5kPa，第二压力值可以设置为10kPa。

当车辆涉水时，通过车辆上设置的涉水感应系统2感知水深，如果水深达到曲轴前后油封安装位置，例如达到500mm高度时，则控制器4控制发动机5执行涉水保护策略。此时，控制发动机5中高负荷运行，例如发动机转速1500rpm以上。具体地，可以通过打开节气门114来控制发动机5在中高负荷运行。当车辆上设置的显示模块和/或警报模块，提示车辆的涉水深度已达到阈值时，驾驶员需要踩踏油门踏板以加大节气门114的开度。此时发动机5节气门114开度较大，在增压器112增压下进气歧管51压力较大，曲轴箱53内气体无法通过低负荷管路14抽取。此时曲轴箱53内气体只能通过高负荷管路13。控制增压器112和电子泄压阀121保持开启，经过增压器112加压后的气体通过电子泄压阀121排至空滤器111后进气管115，此时空滤器111后进气管115压力较大，曲轴箱53内气体无法通过高负荷管路13被排至进气管路11，空滤器111后加压气体通过补气路管路进入曲轴箱53内，导致曲轴箱53内气体压力持续上升。通过压力传感器3检测曲轴箱53内气体压力，当曲轴箱53内气体压力大于第二压力值，例如第二压力值为10kPa时关闭电子泄压阀121，此时空滤器111后进气管115内气体压力下降，曲轴箱53内气体可以通过高负荷管路13被抽取到空滤器111后，并最终进入燃烧室52内烧掉，此时曲轴箱53内气体压力会下降。当曲轴箱53气体压力小于第一压力值，例如第一压力值为5kPa时，打开电子泄压阀121，如此反复进行控制。通过控制电子泄压阀121的开启和关闭可以控制曲轴箱53内气体压力一直处于5～10kPa之间。

可以理解的是，由于曲轴前后油封对曲轴箱53内压力耐受约30kPa，所以10kPa曲轴箱53气体压力不会损坏曲轴前后油封，可以保证曲轴箱53内油气不泄露到发动机5外。且由于曲轴箱53内气体压力5～10kPa，而发动机5外侧水压小于5kPa，可以保证发动机5外侧水无法通过曲轴前后油封进入到发动机5曲轴箱53里面。

实施方式二：

请参照图2，该实施方式二与实施方式一不同的是，补气管路15上还设置有鼓风机152。当曲轴箱53内气压小于第一压力值时，曲轴箱53内气体通过高负荷管路13被排至进气管115，打开补气管路15的鼓风机152向曲轴箱53内补气，曲轴箱53内气压升高。当曲轴箱53内气压升高至第二压力值时，关闭鼓风机152；其中，第一压力值大于曲轴箱53外水压，第二压力值大于第一压力值。

具体地，当车辆涉水时，通过车辆上设置的涉水感应系统2感知水深，如果水深达到曲轴前后油封安装位置，例如达到500mm高度时，则控制器4控制发动机5执行车辆涉水保护策略。控制发动机5在中高负荷运行，例如，控制发动机5转速大于1500rpm。此时发动机5节气门114开度较大，在增压器112增压下进气歧管51压力较大，曲轴箱53内气体无法通过低负荷管路14排出，此时曲轴箱53内气体只能通过高负荷管路13。此时控制补气管路15上的鼓风机152开启，由于鼓风机152开启后，补气管路15流量增大，且控制补气管路15气体流量大于高负荷管路13气体排出气体的流量，此时曲轴箱53内气体压力增加，通过压力传感器3监测曲轴箱53内气体压力，当曲轴箱53内气体压力大于第二压力值，例如第二压力值为10kPa时关闭鼓风机152，由于曲轴箱53内气体继续通过高负荷管路13被排至空滤器111后，并最终进入燃烧室52内烧掉，此时曲轴箱53内气体压力会下降。当曲轴箱53气体压力小于第一压力值，例如第一压力值为5kPa时，打开补气管路15鼓风机152，如此反复进行控制。如上，通过补气管路15的鼓风机152的开启和关闭，可以控制曲轴箱53内气体压力一直处于5～10kPa之间。

与实施方式一相同，由于曲轴前后油封对曲轴箱53内压力耐受约30kPa，所以曲轴箱53气体压力为10kPa时也不会损坏曲轴前后油封，可以保证曲轴箱53内油气不泄露到发动机5外。且由于曲轴箱53内气体压力为5～10kPa，而发动机5外侧水压为4.9kPa时，可以保证发动机5外侧水无法通过曲轴前后油封进入到发动机5曲轴箱53里面。

实施方式三：

请参照图3，该实施方式三与实施方式一不同的是，高负荷管路13上的第一单向阀131换成了电控阀132，用于控制曲轴箱53与进气管路11连通或关闭。当曲轴箱53内气压小于第一压力值时，关闭电控阀132，高负荷管路13被关闭，使曲轴箱53内气体无法由高负荷管路13被排至进气管115，曲轴箱53内气压升高；当曲轴箱53内气压升高至第二压力值时，打开电控阀132，高负荷管路13接通，使曲轴箱53内气体由高负荷管路13被排至进气管115；其中，第一压力值大于曲轴箱53外水压，第二压力值大于第一压力值。

当车辆涉水时，通过车辆上设置的涉水感应系统2感知水深，如果水深达到曲轴前后油封安装位置，例如达到500mm高度时，则控制器4控制发动机5执行车辆涉水保护策略。控制发动机5在中高负荷运行，例如，控制发动机5转速大于1500rpm。此时发动机5节气门114开度较大，在增压器112增压下进气歧管51压力较大，曲轴箱53内气体无法通过低负荷管路14排出，曲轴箱53内气体只能通过高负荷管路13。此时控制高负荷管路13的电控阀132关闭，曲轴箱53气体无法通过高负荷管路13排出，曲轴箱53内气体压力增加，通过压力传感器3检测曲轴箱53内气体压力，当曲轴箱53内气体压力大于第二压力值，例如第二压力值为10kPa时开启高负荷管路13电控阀132，由于曲轴箱53内气体通过高负荷管路13被抽取到空滤器111后，并最终进入燃烧室52内烧掉，此时曲轴箱53内气体压力会下降。当曲轴箱53气体压力小于第一压力值，例如第一压力值为5kPa时关闭高负荷管路13电控阀132，如此反复进行控制。通过高负荷管路13电控阀132的开启和关闭可以控制曲轴箱53内气体压力一直处于5～10kPa之间。

与实施方式一相同，由于曲轴前后油封对曲轴箱53内压力耐受约30kPa，所以10kPa曲轴箱53气体压力不会损坏曲轴前后油封，可以保证曲轴箱53内油气不泄露到发动机5外。且由于曲轴箱53内气体压力5～10kPa，而发动机5外侧水压小于5kPa，可以保证发动机5外侧水无法通过曲轴前后油封进入到发动机5曲轴箱53里面。

由上可知，通过车辆涉水传感系统测量实际涉水深度h1，已知曲轴油封到地面距离为h2，则油封外侧受到的水压为P＝ρg(h1-h2)，若油封的耐受压力为P2，通过以上三种实施方式中任意一种控制曲轴箱内气体压力到P1，且P＜P1＜P2，可以有效地防止车辆涉水时发动机从油封处进水，且曲轴箱内气压增加不会影响油封的使用寿命。

以上所述，仅为本申请的较佳实施例而已，并非用于限定本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所有的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本申请的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种车辆涉水时发动机的保护装置，其特征在于，包括：

涉水感应系统，用于监测所述车辆的涉水深度；

通风系统，用于所述发动机的曲轴箱排气和补气；

压力传感器，用于监测所述曲轴箱内气压；以及

控制器，用于在所述涉水感应系统监测到所述车辆的涉水深度达到阈值时，根据所述曲轴箱内气压调节所述通风系统的运行，以使所述曲轴箱内气压大于所述曲轴箱外水压。

2.根据权利要求1所述的保护装置，其特征在于，所述通风系统包括：

进气管路，用于对气体增压后向所述发动机的燃烧室供气；

泄压管路，连通所述进气管路，用于对所述进气管路气体增压后泄压；

高负荷管路，连通所述发动机的曲轴箱和所述进气管路，用于所述曲轴箱内气体排至所述进气管路，增压后进入所述燃烧室；

低负荷管路，用于所述曲轴箱内气体单向排至所述燃烧室；以及

补气管路，连通所述曲轴箱和所述进气管路，用于单向对所述曲轴箱补气。

3.根据权利要求2所述的保护装置，其特征在于，所述进气管路包括：

空滤器；

增压器，与所述空滤器连通，位于所述空滤器的下游；

中冷器，与所述增压器连通，位于所述增压器的下游；

节气门，连通所述中冷器与所述发动机的进气歧管；以及

进气管，所述空滤器、所述增压器、所述中冷器和所述节气门相邻的两两之间用所述进气管连通；

所述泄压管路的一端连通所述中冷器后的所述进气管，另一端连通至所述空滤器后的所述进气管；所述高负荷管路和所述补气管路分别连通至所述空滤器后的所述进气管。

4.根据权利要求2所述的保护装置，其特征在于，所述高负荷管路包括：

第一单向阀，用于所述曲轴箱内气体单向排至所述进气管路；或，

电控阀，用于控制所述曲轴箱与所述进气管路连通或关闭。

5.根据权利要求2所述的保护装置，其特征在于，所述低负荷管路包括：

第二单向阀，用于所述曲轴箱内气体单向排至所述燃烧室。

6.根据权利要求2所述的保护装置，其特征在于，所述补气管路包括：

第三单向阀，用于所述进气管路单向对所述曲轴箱补气；

鼓风机，用于对所述曲轴箱内增加补气流量；以及

补气管，连通所述进气管路和所述曲轴箱，所述第三单向阀和所述鼓风机均设置在所述补气管上。

7.一种车辆涉水时发动机的保护方法，其特征在于，包括：

获取车辆的涉水深度；

当所述车辆的涉水深度达到阈值，控制所述发动机中大负荷运行；

获取所述发动机的曲轴箱内气压；

调节通风系统，使所述曲轴箱内气压大于所述曲轴箱外水压。

8.根据权利要求7所述的保护方法，其特征在于，调节所述通风系统，使所述曲轴箱内气压大于所述曲轴箱外水压的步骤，具体包括：

当所述曲轴箱内气压小于第一压力值时，打开泄压管路，进气管路加压后的气体通过所述泄压管路流向空滤器后进气管，并通过补气管路进入所述曲轴箱内，所述曲轴箱内气体无法通过高负荷管路被排至所述进气管，所述曲轴箱内气压升高；

当所述曲轴箱内气压升高至第二压力值时，关闭所述泄压管路，所述曲轴箱内气体通过所述高负荷管路被排至所述空滤器后，进入所述发动机的燃烧室；其中，所述第一压力值大于所述曲轴箱外水压，所述第二压力值大于所述第一压力值。

9.根据权利要求7所述的保护方法，其特征在于，调节所述通风系统，使所述曲轴箱内气压大于所述曲轴箱外水压的步骤，具体包括：

当所述曲轴箱内气压小于第一压力值时，所述曲轴箱内气体通过高负荷管路被排至进气管，打开补气管路的鼓风机向所述曲轴箱内补气，所述曲轴箱内气压升高；

当所述曲轴箱内气压升高至第二压力值时，关闭所述鼓风机；其中，所述第一压力值大于所述曲轴箱外水压，所述第二压力值大于所述第一压力值。

10.根据权利要求7所述的保护方法，其特征在于，调节所述通风系统，使所述曲轴箱内气压大于所述曲轴箱外水压的步骤，具体包括：

当所述曲轴箱内气压小于第一压力值时，关闭高负荷管路，使所述曲轴箱内气体无法被排至进气管，所述曲轴箱内气压升高；

当所述曲轴箱内气压升高至第二压力值时，打开所述高负荷管路，使所述曲轴箱内气体被排至所述进气管；其中，所述第一压力值大于所述曲轴箱外水压，所述第二压力值大于所述第一压力值。

11.一种计算机设备，其特征在于，包括一个或多个处理模块，所述处理模块配置为执行存储在存储模块中的计算机指令，以执行权利要求8～10任意一项所述的保护方法。

12.一种车辆，其特征在于，包括：

发动机；以及

权利要求1～6任意一项所述的保护装置。

13.一种车辆，其特征在于，包括权利要求11所述的计算机设备。

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