CN114738078A - 一种发动机窜气除水装置、窜气除水方法及车 - Google Patents

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Abstract

本发明属于发动机防结冰技术领域，公开一种发动机窜气除水装置、窜气除水方法及车，发动机窜气除水装置包括冷凝管路、储水机构和分流管路，冷凝管路开设有窜气进气口和第一进气口，窜气进气口用于通入窜气，第一进气口用于通入第一预设量的冷空气，储水机构连通于冷凝管路，分流管路内通有第二预设量的冷空气，冷凝管路和分流管路的出气口均连通于增压器；车包括上述的发动机窜气除水装置。先将第一预设量的冷空气通入窜气中，从而能够冷凝出窜气中的气态水，然后再与第二预设量的冷空气进行混合并进入增压器内，由于窜气中的水分已经提前被析出，所以不会出现结冰问题，能够保证车的平稳运行。

Description

一种发动机窜气除水装置、窜气除水方法及车
技术领域
本发明涉及发动机防结冰技术领域，尤其涉及一种发动机窜气除水装置、窜气除水方法及车。
背景技术
闭式曲轴箱通风系统的发动机在冬季的北方地区使用时，由于窜气中含有气态的水分子，当较高温度的窜气与冷空气在增压器的进气管内混合后，温度降低，窜气中的水分子被冷凝析出，当温度达到冰点以下，被析出的水分将凝结成冰，随发动机运行时间增加，冰块不断壮大，进而堵塞进气管路或造成发动机其它故障。
基于上述现状，亟待我们设计一种发动机窜气除水装置、窜气除水方法及车来解决上述问题。
发明内容
本发明的一个目的在于：提供一种发动机窜气除水装置，能够除去窜气中的气态水，防止发动机结冰。
本发明的另一个目的在于：提供一种窜气除水方法，能够除去窜气中的气态水，防止发动机结冰。
本发明的另一个目的在于：提供一种车，包括上述的发动机窜气除水装置。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一方面，公开一种发动机窜气除水装置，包括：
冷凝管路，开设有窜气进气口和第一进气口，所述窜气进气口用于向所述冷凝管路内通入窜气，所述第一进气口用于向所述冷凝管路内通入第一预设量的冷空气，所述冷空气能够冷凝所述窜气中的气态水；
储水机构，连通于所述冷凝管路，所述储水机构用于容纳冷凝后得到的液态水；
分流管路，所述分流管路内通有第二预设量的所述冷空气，所述冷凝管路和所述分流管路的出气口均能够连通于增压器以向所述增压器通入混合气体。
作为一种优选方案，发动机窜气除水装置还包括隔热挡板，所述冷凝管路与所述分流管路一体成型，所述隔热挡板分隔所述冷凝管路与所述分流管路。
作为一种优选方案，所述冷凝管路的所述第一进气口和所述分流管路的第二进气口连通在同一个进气总口，外部的冷空气进入所述进气总口并被所述隔热挡板分流。
作为一种优选方案，所述储水机构包括储水件、出水管和启闭阀，所述储水件连通于所述冷凝管路，所述出水管连通于所述储水件，所述启闭阀安装于所述出水管，所述启闭阀能够启闭所述出水管，所述出水管能够排出所述液态水。
作为一种优选方案，所述储水机构还包括加热件，所述加热件安装于所述储水件内，所述加热件能够加热所述液态水。
作为一种优选方案，所述储水件的材料设置为绝热材料。
另一方面，还公开一种窜气除水方法，应用于上述的发动机窜气除水装置，包括：
将窜气与第一预设量的冷空气混合得到第一混合气体，冷凝出窜气中的气态水；
将第二预设量的冷空气与所述第一混合气体混合以得到第二混合气体；
将所述第二混合气体通入增压器内。
作为一种优选方案，在将窜气与第一预设量的冷空气混合得到第一混合气体，冷凝出窜气中的气态水之前，还包括以下步骤：
将第三预设量的冷空气分流为第一预设量的冷空气和第二预设量的冷空气，所述第一预设量与所述第二预设量之和等于所述第三预设量。
作为一种优选方案，在将窜气与第一预设量的冷空气混合得到第一混合气体，冷凝出窜气中的气态水之后，包括：
收集冷凝后得到的液态水；
判断所述液态水的温度是否小于0℃，若是，则加热所述液态水。
另一方面，还公开一种车，包括上述的发动机窜气除水装置。
本发明的有益效果为：提供一种发动机窜气除水装置、窜气除水方法及车，先将第一预设量的冷空气通入窜气中，从而能够冷凝出窜气中的气态水，然后再与第二预设量的冷空气进行混合并进入增压器内，由于窜气中的水分已经提前被析出，所以不会出现结冰问题，能够保证车的平稳运行。
附图说明
下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
图1为发动机窜气除水装置的结构示意图；
图2为发动机窜气除水装置的剖视图；
图3为窜气除水方法的流程图。
图1至图3中：
1、冷凝管路；11、窜气进气口；12、第一进气口；
2、储水机构；21、储水件；211、储水口；212、储水腔；22、出水管；23、启闭阀；
3、分流管路；31、第二进气口；
4、隔热挡板；
51、进气总口；52、出气总口。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，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，本领域技术人员在没有作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。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例一：
发动机的窜气主要由燃油混合气和燃烧废气组成，它们中含有一定量的水分子，窜气中的这些水分子以气态形式存在。而在寒冷地区工作时，例如北方冬季环境温度为-20℃，2.2升发动机进气量为400kg/h(4700L/min)，发动机窜气温度为50℃，流量为50L/min，当占发动机进气量为0.8％的窜气在增压器的进气管路中与新鲜空气汇合后温度迅速降至近-20℃，在低温下窜气中的气态水分子被析出为液态水，并迅速凝结成冰，如果水分含量按2％计，析出的水分重量为62g/h。随着发动机运行时间增加冰团体积不断增大，一方面，会最终堵塞进气管路，使发动机无法运行窜气在进气管路中结冰后；另一方面，细小的冰渣有被进气携带进入增压器的风险，即便冰块体积较小，一旦进入增压器，将会损坏高速旋转的增压器叶片。基于上述问题，本实施例提供了一种发动机窜气除水装置，能够去除窜气中的气态水，避免发动机结冰。
具体地，如图1和图2所示，发动机窜气除水装置包括冷凝管路1、储水机构2和分流管路3，冷凝管路1上开设有窜气进气口11和第一进气口12，窜气进气口11连通于发动机的窜气排气管，用于向冷凝管路1内通入窜气，第一进气口12用于向冷凝管路1内通入第一预设量的外界冷空气；储水机构2连通于冷凝管路1的下方，用于承接气态水冷凝得到的液态水；分流管路3开设有第二进气口31，第二进气口31用于通入第二预设量的冷空气，第一预设量的冷空气和第二预设量的冷空气之和是窜气理论上需要混合的总空气量，冷凝管路1和分流管路3的出气口均连通于增压器的进气管。可以理解的是，窜气在不同温度下的饱和含水量不同，0℃空气的最大饱和含水量2.95g/m3(3.8g/kg)，较50℃下窜气中水分含量62g/m3(按2％含水量计算)下降94％，本实施例的冷凝管路1先将窜气与第二预设量的冷空气混合，使第一混合气体的温度下降到0-5℃，在此温度下，窜气中的80-90％的气态水能够冷凝析出为液态水，但又不至于固化结冰，冷凝后的液态水流入储水机构2，然后分流管路3中的第二预设量的冷空气与第一混合气体混合形成第二混合气体，此时满足了窜气与空气的混合比例，最后第二混合气体进入增压器内。在窜气与冷空气完全混合之前，窜气中的气态水已经被冷凝析出，所以不会在发动机内出现结冰问题。
具体地，发动机窜气除水装置还包括隔热挡板4，隔热挡板4由隔热材料制成，冷凝管路1与分流管路3一体成型于同一个管道中，隔热挡板4将管道分隔为冷凝管路1和分流管路3，能够避免冷凝管路1和分流管路3相互传热，结构紧凑，制造简单。在本发明的其他实施例中，也可以将冷凝管路1和分流管路3分开设置在两个管道中，其中一条管道通入窜气和第一预设量的冷空气，另一条管道通入第二预设量的冷空气，最后两条管道汇集进入增压器的进气管。
作为一种优选的实施方式，冷凝管路1的第一进气口12和分流管路3的第二进气口31连通于同一个进气总口51，冷凝管路1的出气口和分流管路3的出气口连通于同一个出气总口52。可以理解的是，外部的冷空气从进气总口51进入，然后被挡板按比例分流至冷凝管路1和分流管路3中，进入冷凝管路1的冷空气与窜气先混合形成第一混合气体并冷凝析出窜气中的气态水，然后在出气总口52与进入分流管路3中的冷空气混合形成第二混合气体再经由增压器进入发动机内燃烧。
如图2所示，储水机构2包括储水件21、出水管22和启闭阀23，储水件21内开设有储水腔212，储水件21连接于冷凝管路1的下方，储水腔212通过上方的储水口211连通于冷凝管路1，储水管连通于储水腔212的下方，启闭阀23可以设置为电磁阀、手动开关阀或者气动开关阀，启闭阀23安装于储水管以启闭出水管22。当气态水冷凝得到的液态水流入储水件21，达到预设储水量后，通过开启启闭阀23，能够排出储水件21内储存的液态水。
作为一种优选的实施方式，储水机构2还包括加热件，加热件可以设置为电磁加热器或者电阻加热器，本实施例的加热件设置为电阻加热的加热铜板，加热铜板铺设于储水件21内，储水件21内还安装有温度传感器。当温度传感器感应到储水件21的液态水的温度到达0℃以下时，加热件能够对储水件21加热以防止液态水凝固。具体地，储水件21的材料设置为绝热材料，能够防止储水件21的内外相互传热，避免储水件21的内部热量散失，同时避免外界温度过低导致储水件21的液态水凝固。
实施例二：
如图3所示，本实施例提供了一种窜气除水方法，应用于上述的发动机窜气除水装置，能够提前析出窜气中的水分，避免发动机出现结冰问题，具体包括以下步骤：
S100：将第三预设量的冷空气分流为第一预设量的冷空气和第二预设量的冷空气。
第一预设量与第二预设量之和等于第三预设量，第三预设量是窜气需要混合的总空气量。通过流量分流的方式将第三预设量的冷空气分流为第一预设量的冷空气和第二预设量的冷空气两股气流。
S200：将窜气与第一预设量的冷空气混合得到第一混合气体，冷凝出窜气中的气态水。
第一预设量的冷空气能够使窜气的温度下降到0-5℃，在此温度下，窜气中的80-90％的气态水能够冷凝析出为液态水，但又不至于凝固结冰。
与此同时，储水机构2收集冷凝后得到的液态水，使用温度传感器感应液态水的温度，并且判断液态水的温度是否小于0℃，若液态水的温度小于0℃时，则需要加热液态水，防止液态水凝固。
S300：将第二预设量的冷空气与第一混合气体混合得到第二混合气体。
在S200的基础上，窜气中的气态水已经被冷凝析出，然后第一混合气体与第二预设量的冷空气混合，能够满足窜气与空气的混合比例需求，并且不会出现结冰问题。
S400：将第二混合气体通入增压器内。
可以理解的是，第二混合气体是所需的窜气与所需的空气的混合气体，并且窜气中的气态水已经被析出，将第二混合气体经由增压器通入发动机内，能够避免结冰堵塞进气管路或造成发动机其它故障。
实施例三：
本实施例提供了一种车，包括上述的发动机窜气除水装置，发动机的窜气排气管连通于窜气进气口11，出气总口52连通于增压器的进气管。发动机窜气除水装置先将第一预设量的冷空气通入窜气中，从而能够冷凝出窜气中的气态水，然后再与第二预设量的冷空气进行混合并进入增压器内，由于窜气中的水分已经提前被析出，所以不会出现结冰问题，能够保证车的平稳运行。
于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
此外，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种发动机窜气除水装置，其特征在于，包括：
冷凝管路(1)，开设有窜气进气口(11)和第一进气口(12)，所述窜气进气口(11)用于向所述冷凝管路(1)内通入窜气，所述第一进气口(12)用于向所述冷凝管路(1)内通入第一预设量的冷空气，所述冷空气能够冷凝所述窜气中的气态水；
储水机构(2)，连通于所述冷凝管路(1)，所述储水机构(2)用于容纳冷凝后得到的液态水；
分流管路(3)，所述分流管路(3)内通有第二预设量的所述冷空气，所述冷凝管路(1)和所述分流管路(3)的出气口均能够连通于增压器以向所述增压器通入混合气体。
2.根据权利要求1所述的发动机窜气除水装置，其特征在于，还包括隔热挡板(4)，所述冷凝管路(1)与所述分流管路(3)一体成型，所述隔热挡板(4)分隔所述冷凝管路(1)与所述分流管路(3)。
3.根据权利要求2所述的发动机窜气除水装置，其特征在于，所述冷凝管路(1)的所述第一进气口(12)和所述分流管路(3)的第二进气口(31)连通在同一个进气总口(51)，外部的冷空气进入所述进气总口(51)并被所述隔热挡板(4)分流。
4.根据权利要求1所述的发动机窜气除水装置，其特征在于，所述储水机构(2)包括储水件(21)、出水管(22)和启闭阀(23)，所述储水件(21)连通于所述冷凝管路(1)，所述出水管(22)连通于所述储水件(21)，所述启闭阀(23)安装于所述出水管(22)，所述启闭阀(23)能够启闭所述出水管(22)，所述出水管(22)能够排出所述液态水。
5.根据权利要求4所述的发动机窜气除水装置，其特征在于，所述储水机构(2)还包括加热件，所述加热件安装于所述储水件(21)内，所述加热件能够加热所述液态水。
6.根据权利要求4所述的发动机窜气除水装置，其特征在于，所述储水件(21)的材料设置为绝热材料。
7.一种窜气除水方法，应用于权利要求1-6任一项所述的发动机窜气除水装置，其特征在于，包括：
将窜气与第一预设量的冷空气混合得到第一混合气体，冷凝出窜气中的气态水；
将第二预设量的冷空气与所述第一混合气体混合以得到第二混合气体；
将所述第二混合气体通入增压器内。
8.根据权利要求7所述的窜气除水方法，其特征在于，在将窜气与第一预设量的冷空气混合得到第一混合气体，冷凝出窜气中的气态水之前，还包括以下步骤：
将第三预设量的冷空气分流为第一预设量的冷空气和第二预设量的冷空气，所述第一预设量与所述第二预设量之和等于所述第三预设量。
9.根据权利要求7所述的窜气除水方法，其特征在于，在将窜气与第一预设量的冷空气混合得到第一混合气体，冷凝出窜气中的气态水之后，包括：
收集冷凝后得到的液态水；
判断所述液态水的温度是否小于0℃，若是，则加热所述液态水。
10.一种车，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的发动机窜气除水装置。
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