CN116066202A - 发动机曲通加热系统及具有其的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种发动机曲通加热系统及具有其的车辆，发动机曲通加热系统包括：曲通废气管路，曲通废气管路的进口端与曲轴箱连通，曲通废气管路的出口端与外界环境连通；曲通加热装置，曲通加热装置包括换热箱体，换热箱体设置于曲通废气管路上，换热箱体沿第一方向的两侧分别与进口端和出口端连通；发动机排气管路，发动机排气管路的第一端与发动机的排气总管的上游连通，发动机排气管路的第二端沿第二方向穿过换热箱体后与排气总管的下游连通。本申请有效地解决了现有技术中的曲轴箱通风系统内的曲通废气易结冰的问题。

Description

发动机曲通加热系统及具有其的车辆

技术领域

本发明涉及发动机设计技术领域，具体而言，涉及一种发动机曲通加热系统及具有其的车辆。

背景技术

发动机工作时，燃烧室内的高压气体会通过活塞和缸壁之间的空隙窜入曲轴箱，造成曲轴箱内压力异常升高及机油性能的快速衰减。现有技术中，通常采用对曲轴箱进行通风的方式改善上述问题。现有的发动机曲轴箱通风系统包括呼吸管。呼吸管由胶管组成，呼吸管分为小负荷呼吸管和大负荷呼吸管。大负荷呼吸管将油气分离系统分离后的曲通废气导入空气滤清器后的进气总管中，最终进入燃烧室参与燃烧。一般情况下，大负荷呼气管长度较大，其内部的气体含有水蒸气，在寒冷环境中有温度降低至结冰的风险，造成管路堵塞、曲通功能失效等问题，并且部分冰块随进气经过增压器时会对增压器叶片产生撞击进而损伤增压器叶片。

针对现有技术中的上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种发动机曲通加热系统及具有其的车辆，以解决现有技术中的曲轴箱通风系统内的曲通废气易结冰的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种发动机曲通加热系统，包括：曲通废气管路，曲通废气管路的进口端与曲轴箱连通，曲通废气管路的出口端与外界环境连通；曲通加热装置，曲通加热装置包括换热箱体，换热箱体设置于曲通废气管路上，换热箱体沿第一方向的两侧分别与进口端和出口端连通；发动机排气管路，发动机排气管路的第一端与发动机的排气总管的上游连通，发动机排气管路的第二端沿第二方向穿过换热箱体后与排气总管的下游连通，其中，位于换热箱体内的部分发动机排气管路可与换热箱体内部环境进行热交换，以使发动机排气管路内的发动机排气对换热箱体内的曲通废气进行加热。

进一步地，第一方向为换热箱体的宽度方向，和/或，第二方向为换热箱体的长度方向。

进一步地，曲通废气管路的进口端和曲通废气管路的出口端中的至少一个设置有温度传感器和流量传感器。

进一步地，发动机排气管路的第一端设置有第一开关，排气总管在上游和下游之间设置有第二开关。

进一步地，发动机曲通加热系统还包括控制器，控制器与温度传感器电性连接，控制器与流量传感器电性连接，控制器与第一开关和第二开关均电性连接，控制器用于根据温度传感器的采集信号控制第一开关的开度值和第二开关的开度值，控制器用于根据流量传感器的采集信号控制第一开关的开度值和第二开关的开度值。

进一步地，换热箱体为圆柱状结构，位于换热箱体内的部分发动机排气管路设置为绕换热箱体的中心轴线的螺旋管道结构。

进一步地，位于换热箱体内的部分发动机排气管路的直径大于位于换热箱体外的部分发动机排气管路的直径。

进一步地，换热箱体内部设置有电加热器，电加热器与控制器电性连接，其中，控制器通过温度传感器检测到曲通废气的温度低于预设阈值时，电加热器可对换热箱体内部气体执行加热作业。

进一步地，位于换热箱体内的部分发动机排气管路设置为多段排气管，多个排气管沿换热箱体的宽度方向间隔设置，各排气管沿换热箱体的长度方向延伸设置，各排气管的两端分别与排气总管的上游和下游连通。

根据本发明的另一方面，提供了一种车辆，包括发动机曲通加热系统，发动机曲通加热系统为上述的发动机曲通加热系统。

应用本发明的技术方案，通过在曲通废气管路上集成设置曲通加热装置，并且利用与排气总管连通的发动机排气管路进行热交换，在无需改变曲轴箱通风系统的整体结构的前提下，实现对曲通废气进行加热，提高曲通废气温度，防止其析出水分及结冰，提高了发动机的工作稳定性。曲通加热装置利用发动机排气的热量进行热交换，无需设置额外的电加热原件，提高了发动机的热利用效率。采用本申请的技术方案，有效地解决了现有技术中的曲轴箱通风系统内的曲通废气易结冰的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的发动机曲通加热系统的实施例的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、曲通废气管路；

20、曲通加热装置；21、换热箱体；

30、发动机排气管路；

40、排气总管；

50、温度传感器；

60、第一开关；

70、第二开关；

80、控制器。

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特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

现在，将参照附图更详细地描述根据本申请的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，在附图中，为了清楚起见，有可能扩大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的器件，因而将省略对它们的描述。

结合图1所示，根据本申请的具体实施例，提供了一种发动机曲通加热系统。

发动机曲通加热系统包括：曲通废气管路10、曲通加热装置20、发动机排气管路30。曲通废气管路10的进口端与曲轴箱连通。曲通废气管路10的出口端与外界环境连通。曲通加热装置20包括换热箱体21。换热箱体21设置于曲通废气管路10上。换热箱体21沿第一方向的两侧分别与进口端和出口端连通。发动机排气管路30的第一端与发动机的排气总管40的上游连通，发动机排气管路30的第二端沿第二方向穿过换热箱体21后与排气总管40的下游连通。其中，位于换热箱体21内的部分发动机排气管路30可与换热箱体21内部环境进行热交换，以使发动机排气管路30内的发动机排气对换热箱体21内的曲通废气进行加热。

应用本申请的技术方案，通过在曲通废气管路10上集成设置曲通加热装置20，并且利用与排气总管40连通的发动机排气管路30进行热交换，在无需改变曲轴箱通风系统的整体结构的前提下，实现对曲通废气进行加热，提高曲通废气温度，防止其析出水分及结冰，提高了发动机的工作稳定性。曲通加热装置20利用发动机排气的热量进行热交换，无需设置额外的电加热原件，提高了发动机的热利用效率。采用本申请的技术方案，有效地解决了现有技术中的曲轴箱通风系统内的曲通废气易结冰的问题。

需要说明的是，曲通废气即为通过活塞和缸壁之间的空隙窜入曲轴箱的部分高压气体，外界环境可以是气体容器、增压器、大气、排气总管中的一个。

具体地，第一方向为换热箱体21的宽度方向。第二方向为换热箱体21的长度方向。采用上述设置，可提高发动机排气管路30内的发动机排气和换热箱体21内曲通废气的接触面积，进而提高两者的换热效率。

进一步地，曲通废气管路10的进口端和曲通废气管路10的出口端中的至少一个设置有温度传感器50和流量传感器。通过设置温度传感器50可使发动机曲通加热系统根据曲通废气当前问题，自适应调整发动机排气的流量，提高能量利用效率。通过设置温度传感器50可使发动机曲通加热系统根据曲通废气流量，自适应调整发动机排气的流量，提高能量利用效率。

可选地，曲通废气管路10的进口端和曲通废气管路10的出口端中的至少一个还设置湿度传感器，湿度传感器与控制器电性连接。

如图1所示，发动机排气管路30的第一端设置有第一开关60。排气总管40在上游和下游之间设置有第二开关70。优选地，第一开关60设置为电磁阀，第二开关70设置为电磁阀。

在一个可选的实施例中，发动机曲通加热系统还包括控制器80。控制器80与温度传感器50电性连接。控制器80与流量传感器电性连接。控制器80与第一开关60和第二开关70均电性连接。控制器80用于根据温度传感器50的采集信号控制第一开关60的开度值和第二开关70的开度值。控制器80用于根据流量传感器的采集信号控制第一开关60的开度值和第二开关70的开度值。

如图1所示，换热箱体21内集成有发动机排气管路30，利用发动机排气对曲通加热装置内部的曲通废气进行加热。具体气体流动路径为：燃烧后的发动机排气经发动机排气管路30的第一端导流至换热箱体21内的发动机排气管路30内，再由发动机排气管路30的第二端导出至排气总管40内。其中，第一开关60控制发动机排气管路30的第一端的通断，第二开关70控制排气总管40的开度。温度传感器50监控发动机曲通废气温度，温度传感器50监控经过曲通加热装置后的曲通废气温度。温度传感器50的监控数值输入至控制器80。当监控数值过低时，控制器80控制第二开关70减小开度，第一开关60打开，部分高温排气流经曲通加热装置，对其内部流通的曲通废气进行加热。当监控数值达到要求时，控制器80命令第二开关70开度全部打开，第一开关60关闭，排气不流经曲通加热装置，停止对曲通废气加热。寒冷环境下，发动机排气温度较高，一部分排气经过曲通加热装置内的集成通道对其内部流通的曲通废气进行加热，使其快速达到理想工作温度，避免在寒冷环境下管内结冰的问题。采用本申请的技术方案，发动机曲通加热系统结构简单，成本低，利用发动机本体排气热量加热曲轴箱通风气体，避免了另外设置加热元件。

可选地，换热箱体21为圆柱状结构，位于换热箱体21内的部分发动机排气管路30设置为绕换热箱体21的中心轴线的螺旋管道结构。采用上述设置可提高发动机排气管路30与换热箱体21内部环境的换热面积，进而提高对曲通废气的加热速率。

进一步地，位于换热箱体21内的部分发动机排气管路30的直径大于位于换热箱体21外的部分发动机排气管路30的直径。采用上述设置一方面可提高发动机排气管路30与换热箱体21内部环境的换热面积，另一方面可使位于换热箱体21内的部分发动机排气管路30与位于换热箱体21外的部分发动机排气管路30的连接处形成扩口结构，进而降低曲通废气在位于换热箱体21内的部分发动机排气管路30中的流通速度，改善对曲通废气的加热效果，实现对热能的充分利用。

进一步地，换热箱体21内部设置有电加热器，电加热器与控制器80电性连接，其中，控制器80通过温度传感器50检测到曲通废气的温度低于预设阈值时，电加热器可对换热箱体21内部气体执行加热作业。发动机在低温环境下工作时，发动机排气的余热可能参与暖风系统等其余部分的换热，进而难以保证曲通废气的加热效果，此时，通过设置电加热器可充分保证曲通废气在极寒环境下仍不结冰，保证发动机的正常运转。控制器还可用于在电加热器工作时，生成报警信息以提醒驾驶人员关注该部位的情况。

位于换热箱体21内的部分发动机排气管路30设置为多段排气管，多个排气管沿换热箱体21的宽度方向间隔设置，各排气管沿换热箱体21的长度方向延伸设置，各排气管的两端分别与排气总管40的上游和下游连通。各排气管上设置有独立的电磁阀，各电磁阀均与控制器电性连接，这样设置可使得发动机排气管路30具有快速加热曲通废气的加热模式，通过控制器闭环控制各排气管的电磁阀的开度，可自适应调节对曲通废气加热速率。

根据本发明的另一具体实施例，提供了一种车辆，包括发动机曲通加热系统，发动机曲通加热系统为上述实施例中的发动机曲通加热系统。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

除上述以外，还需要说明的是在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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)

1.一种发动机曲通加热系统，其特征在于，包括：

曲通废气管路(10)，所述曲通废气管路(10)的进口端与曲轴箱连通，所述曲通废气管路(10)的出口端与外界环境连通；

曲通加热装置(20)，所述曲通加热装置(20)包括换热箱体(21)，所述换热箱体(21)设置于所述曲通废气管路(10)上，所述换热箱体(21)沿第一方向的两侧分别与所述进口端和所述出口端连通；

发动机排气管路(30)，所述发动机排气管路(30)的第一端与发动机的排气总管(40)的上游连通，所述发动机排气管路(30)的第二端沿第二方向穿过所述换热箱体(21)后与所述排气总管(40)的下游连通，其中，位于所述换热箱体(21)内的部分所述发动机排气管路(30)可与所述换热箱体(21)内部环境进行热交换，以使所述发动机排气管路(30)内的发动机排气对所述换热箱体(21)内的曲通废气进行加热。

2.根据权利要求1所述的发动机曲通加热系统，其特征在于，所述第一方向为所述换热箱体(21)的宽度方向，和/或，所述第二方向为所述换热箱体(21)的长度方向。

3.根据权利要求2所述的发动机曲通加热系统，其特征在于，所述曲通废气管路(10)的进口端和所述曲通废气管路(10)的出口端中的至少一个设置有温度传感器(50)和流量传感器。

4.根据权利要求3所述的发动机曲通加热系统，其特征在于，所述发动机排气管路(30)的第一端设置有第一开关(60)，所述排气总管(40)在所述上游和所述下游之间设置有第二开关(70)。

5.根据权利要求4所述的发动机曲通加热系统，其特征在于，所述发动机曲通加热系统还包括控制器(80)，所述控制器(80)与所述温度传感器(50)电性连接，所述控制器(80)与所述流量传感器电性连接，所述控制器(80)与所述第一开关(60)和所述第二开关(70)均电性连接，所述控制器(80)用于根据所述温度传感器(50)的采集信号控制所述第一开关(60)的开度值和所述第二开关(70)的开度值，所述控制器(80)用于根据所述流量传感器的采集信号控制所述第一开关(60)的开度值和所述第二开关(70)的开度值。

6.根据权利要求1所述的发动机曲通加热系统，其特征在于，所述换热箱体(21)为圆柱状结构，位于所述换热箱体(21)内的部分所述发动机排气管路(30)设置为绕所述换热箱体(21)的中心轴线的螺旋管道结构。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的发动机曲通加热系统，其特征在于，位于所述换热箱体(21)内的部分所述发动机排气管路(30)的直径大于位于所述换热箱体(21)外的部分所述发动机排气管路(30)的直径。

8.根据权利要求5所述的发动机曲通加热系统，其特征在于，所述换热箱体(21)内部设置有电加热器，所述电加热器与所述控制器(80)电性连接，其中，所述控制器(80)通过所述温度传感器(50)检测到所述曲通废气的温度低于预设阈值时，所述电加热器可对所述换热箱体(21)内部气体执行加热作业。

9.根据权利要求1至6中任一项所述的发动机曲通加热系统，其特征在于，位于所述换热箱体(21)内的部分所述发动机排气管路(30)设置为多段排气管，多个所述排气管沿所述换热箱体(21)的宽度方向间隔设置，各所述排气管沿所述换热箱体(21)的长度方向延伸设置，各所述排气管的两端分别与所述排气总管(40)的上游和下游连通。

10.一种车辆，包括发动机曲通加热系统，其特征在于，所述发动机曲通加热系统为权利要求1至9中任一项所述的发动机曲通加热系统。

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