CN116398272A - 一种曲轴箱通风系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种曲轴箱通风系统及其控制方法，该曲轴箱通风系统包括用于从发动机的进气管路引一部分新鲜空气到发动机的曲轴箱的补气通道，补气通道的一端与曲轴箱连通，另一端连接在进气管路上，补气通道上设置有用于控制补气流量的流量控制阀，补气通道与进气管路的连接处位于增压器的下游、中冷器的上游。本申请提供的曲轴箱通风系统对不同工况和环境的适应能力较强，可以更加有效地降低机油乳化风险。

Description

一种曲轴箱通风系统及其控制方法

技术领域

本申请涉及发动机技术领域，特别涉及一种曲轴箱通风系统及其控制方法。

背景技术

发动机曲轴箱内的窜气会导致机油乳化风险增大，因此一般设置曲轴箱通风系统，向曲轴箱引入新鲜空气，对窜到曲轴箱的废气进行稀释并加快扫气。目前的曲轴箱通风系统存在的问题是，对工况和环境的适应能力较差，当工况和环境出现较大的变化时，受例如环境温度、发动机负荷等因素的影响，往往不能发挥预想的通风效果，反而容易导致机油乳化加剧。因此，如何改进曲轴箱通风系统以提升对不同工况和环境的适应能力，更有效地降低机油乳化风险，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

一方面，本申请提供如下技术方案：

一种曲轴箱通风系统，包括用于从发动机的进气管路引一部分新鲜空气到所述发动机的曲轴箱的补气通道，所述补气通道的一端与所述曲轴箱连通，另一端连接在所述进气管路上，所述补气通道上设置有用于控制补气流量的流量控制阀，所述补气通道与所述进气管路的连接处位于增压器的下游、中冷器的上游。

可选地，在上述曲轴箱通风系统中，所述补气通道上设置有用于对经过的气体进行加热的加热装置，所述加热装置位于所述流量控制阀的下游。

可选地，在上述曲轴箱通风系统中，包括用于检测气体温度的温度传感器，所述温度传感器位于所述增压器的下游、所述流量控制阀的上游。

可选地，在上述曲轴箱通风系统中，包括用于将所述曲轴箱内的窜气引到所述进气管路的第一通风管路，所述第一通风管路的一端与设置于所述曲轴箱的出气口连接，另一端与所述进气管路的连接处位于空气滤清器的下游、增压器的上游，所述第一通风管路靠近所述曲轴箱的位置设置有第一油气分离器，所述补气通道远离所述进气管路的一端与设置于气缸盖罩的进气口连接。

可选地，在上述曲轴箱通风系统中，包括用于将所述曲轴箱内的窜气引到所述发动机的进气歧管的第二通风管路，所述第二通风管路的一端与所述曲轴箱连通，另一端连接在所述进气歧管上，所述第二通风管路靠近所述曲轴箱的位置设置有第二油气分离器。

一种曲轴箱通风系统的控制方法，所述控制方法执行于如上述任意一项所公开的曲轴箱通风系统，所述控制方法包括：

检测所述增压器的气体出口处的气体温度，当所述气体温度下降到预定气温值时，调小所述流量控制阀的开度。

可选地，在上述控制方法中，所述控制方法包括：

检测油门踏板开度，当所述油门踏板开度增大到预定踏板开度值时，调小所述流量控制阀的开度。

可选地，在上述控制方法中，所述控制方法包括：

检测所述油门踏板在踩油门过程中的运动加速度，当检测到所述运动加速度大于预定踏板加速值时，关闭所述流量控制阀2秒~5秒后重新打开所述流量控制阀。

可选地，在上述控制方法中，所述控制方法包括：

检测发动机水箱内的冷却液温度，当所述冷却液温度下降到预定水温值时，调小所述流量控制阀的开度，或者关闭所述流量控制阀。

一种曲轴箱通风系统的控制方法，所述控制方法执行于如上述任意一项所公开的曲轴箱通风系统，所述控制方法包括：

检测发动机的工作状态，当检测到发动机处于低负荷工作状态时，控制所述流量控制阀调整开度至第一开度值；当检测到发动机处于高负荷工作状态时，控制所述流量控制阀调整开度至第二开度值；其中，所述第一开度值大于所述第二开度值。

本申请提供的曲轴箱通风系统具有以下有益效果：

补气通道与进气管路的连接处位于增压器的下游、中冷器的上游，而且，补气通道上设置有用于控制补气流量的流量控制阀，这样，不但可以从进气管路引温度较高的新鲜空气到曲轴箱，而且可以灵活地调节通往曲轴箱的新鲜空气的流量和气流速度，高温的新鲜空气有利于提高曲轴箱内废气的整体温度，避免废气中例如水分等物质的析出，新鲜空气的流量控制有利于根据工况的需要来对曲轴箱进行通风，满足不同工况对通风量的不同需求。曲轴箱保持较高的温度以及合适的通风量将有效地降低机油乳化风险，由此可见，本申请提供的曲轴箱通风系统对不同工况和环境的适应能力较强，可以更加有效地降低机油乳化风险。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例一提供的曲轴箱通风系统的示意图；

图2是本申请实施例二提供的曲轴箱通风系统的示意图。

图中标记为：

1、空气滤清器；2、增压器；3、中冷器；4、流量控制阀；5、气缸盖罩；6、气缸盖；7、气缸；8、曲轴箱；9、第一管段；10、第一油气分离器；11、温度传感器；12、油门踏板传感器；13、水温传感器；14、加热装置。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

参见图1，本申请实施例一提供了一种曲轴箱通风系统，包括用于从发动机的进气管路引一部分新鲜空气到发动机的曲轴箱8的补气通道，进气管路即发动机总成的进气系统的管路，进气管路上连接有空气滤清器1、中冷器3等部件。补气通道的一端与曲轴箱8连通，另一端连接在进气管路上，因此进气管路中的新鲜空气能够沿着补气通道去往曲轴箱8，具体地，补气通道可以直接连接在曲轴箱8上，也可以连接在与曲轴箱8相通的其他部件上。补气通道与进气管路的连接处位于增压器2的下游、中冷器3的上游，而且，补气通道上设置有用于控制补气流量的流量控制阀4，由于进气管路内位于增压器2和中冷器3之间的新鲜空气温度较高，所以在例如冬季等低温环境下，相比于传统的曲轴箱通风系统，本申请的曲轴箱通风系统可以提高曲轴箱8内废气的整体温度，避免废气中例如水分等物质的析出，同时，利用流量控制阀4可以根据工况的需要来对曲轴箱8进行通风，因此，相比于传统的曲轴箱通风系统，本申请的曲轴箱通风系统可以更好地满足不同工况对通风量的不同需求，使曲轴箱8的通风与发动机的运转更加协调地配合。曲轴箱8保持较高的温度以及合适的通风量将有效地降低机油乳化风险，由此可见，本申请提供的曲轴箱通风系统对不同工况和环境的适应能力较强，可以更加有效地降低机油乳化风险，尤其是对于甲醇发动机，即以甲醇为燃料的发动机，该曲轴箱通风系统的有益效果表现更加突出。

参见图2，本申请实施例二提供了一种曲轴箱通风系统，在实施例一的基础上，实施例二在补气通道上设置有用于对经过的气体进行加热的加热装置14，加热装置14位于流量控制阀4的下游。加热装置14可以对来自进气管路的新鲜空气进一步加热以提高温度，从而使进到曲轴箱8的新鲜空气获得所需的温度。加热装置14布置在流量控制阀4的下游，可以尽量减小高温气体对流量控制阀4的部件寿命的影响，当然，在部件的耐高温性能较高的情况下，也可以将加热装置14布置在流量控制阀4的上游。

具体地，加热装置14优选利用发动机的冷却热量对经过的气体进行加热，即，高温的冷却水流过加热装置14时与新鲜空气进行热交换，从而使新鲜空气升温。当然，加热装置14也可利用排气温度对经过的气体进行加热，即，发动机排出的高温气体流过加热装置14时与新鲜空气进行热交换，从而使新鲜空气升温。此外，加热装置14还可以设置为电加热装置14，即，将电能转换为热能对新鲜空气进行加热。

如图2所示，为了实现更好的曲轴箱通风效果，本实施例中，曲轴箱通风系统包括用于检测气体温度的温度传感器11，温度传感器11位于增压器2的下游、流量控制阀4的上游。温度传感器11与车辆的ECU（即电子控制单元）电连接，从而使ECU能够根据气体温度来调控流量控制阀4的开度。而且，在补气通道设置有加热装置14的情况下，还可以将加热装置14与ECU电连接，从而使ECU可以根据气体温度来调控加热装置14的加热功率。温度传感器11通常如图2所示设置在进气管路上增压器2的下游、补气通道与进气管路的连接处的上游，当然，温度传感器11也可以是在补气通道靠近进气管路的位置。应当理解的是，当加热装置14布置在流量控制阀4的上游时，温度传感器11应布置于加热装置14的上游，即温度传感器11测量的是加热之前的气体温度。

在一优选的实施方式中，ECU与设置于发动机水箱的水温传感器13电连接，从而使ECU能够根据冷却液温度来调控流量控制阀4的开度。此外，ECU还可以与油门踏板传感器12电连接，从而使ECU能够根据油门踏板的运动速度、油门踏板的开度等因素来调控流量控制阀4的开度。

如图1所示，在一优选的实施方式中，补气通道远离进气管路的一端与设置于气缸盖罩5的进气口连接，曲轴箱通风系统包括用于将曲轴箱8内的窜气引到进气管路的第一通风管路，第一通风管路的一端与设置于曲轴箱8的出气口连接，另一端与进气管路的连接处位于空气滤清器1的下游、增压器2的上游，第一通风管路靠近曲轴箱8的位置设置有第一油气分离器10，即第一油气分离器10与曲轴箱8之间的第一管段9尽量做短，从而用较短距离将废气引入第一油气分离器10，降低温度损失，这样有利于降低第一通风管路和第一油气分离器10内机油乳化风险。为了进一步降低第一通风管路和第一油气分离器10内机油乳化风险，可以对第一通风管路和第一油气分离器10设置加热措施和/或保温措施，保证废气一直保持高温。

气缸盖6设置有将气缸盖罩5和曲轴箱8连通的通道，因此，来自补气通道的新鲜空气经气缸盖罩5进入曲轴箱8，与从气缸7窜入曲轴箱8的废气混合，实现对曲轴箱8的扫气。新鲜空气首先进入气缸盖罩5，即进气口（或者说补气入口）设置在气缸盖罩5，这样，通过引入增压器2后高压的气体，气缸盖罩5内的气压处于相对较高，能够防止废气上窜至气缸盖罩5内，从而彻底杜绝气缸盖罩5内机油乳化问题，大大降低曲轴箱8内机油乳化风险。

为了更好地适应发动机不同的载荷工况，曲轴箱通风系统可以还包括用于将曲轴箱8内的窜气引到发动机的进气歧管的第二通风管路（图中未示出），第二通风管路的一端与曲轴箱8连通，另一端连接在进气歧管上，第二通风管路靠近曲轴箱8的位置设置有第二油气分离器。

本说明书中对各部分结构采用递进的方式描述，每个部分的结构重点说明的都是与现有结构的不同之处，曲轴箱通风系统的整体及部分结构可通过组合上述多个部分的结构而得到。

本申请还提供了一种曲轴箱通风系统的控制方法，该控制方法执行于本申请提供的曲轴箱通风系统，参见图1和图2，控制方法包括：检测增压器2的气体出口处的气体温度，当气体温度下降到预定气温值时，调小流量控制阀4的开度。即，在发动机运转过程中，当检测到增压器2后的气体温度出现下降并已经由较高温度下降到预定气温值时，应降低流量控制阀4的开度，从而避免更多较低气温的新鲜空气进入曲轴箱8。容易理解的是，当车辆处于例如冬季等低温环境中时，假如增压器2后的气体温度在车辆启动后的开始阶段小于上述预定气温值，那么应将流量控制阀4的开度控制在较小范围，等增压器2后的气体温度超过上述预定气温值后，再将流量控制阀4调大至默认开度。具体实际应用中，上述预定气温值可以设置为25℃~40℃，例如30℃、35℃。

在一优选的实施方式中，上述控制方法包括：检测油门踏板开度，当油门踏板开度增大到预定踏板开度值时，调小流量控制阀4的开度。即，在发动机运转过程中，当检测到油门踏板开度逐渐增大并已经由较小开度增大到预定踏板开度值时，应降低流量控制阀4的开度，从而避免曲轴箱8内整体气体量超出限值。在此基础上，可以设置一小于上述预定踏板开度值的第二踏板开度值，并令上述控制方法还包括：检测油门踏板开度，当油门踏板开度降低到上述第二踏板开度值时，调大流量控制阀4的开度。即，在发动机运转过程中，当检测到油门踏板开度逐渐减小并已经由较大开度减小到上述第二踏板开度值时，应增大流量控制阀4的开度，从而提高通风补气量，提高废气温度和扫气效率。具体实际应用中，上述预定踏板开度值可以设置为油门踏板的最大开度的50%~70%，例如油门踏板的最大开度的60%，或者最大开度的65%。

在一优选的实施方式中，上述控制方法包括：检测油门踏板在踩油门过程中的运动加速度，当检测到运动加速度大于预定踏板加速值时，关闭流量控制阀4，2秒~5秒后重新打开流量控制阀4。即，在发动机运转过程中，当检测到快速深踩油门的急加速工况时，短暂关闭流量控制阀4，防止瞬态工况曲轴箱压力超出限值，从而降低油封泄露，呼吸器喷油等风险。具体实际应用中，在表征油门踏板运动加速度的大小时，可以使用油门踏板从静止开始以恒定加速度（即所要表征的踏板加速值）运动1秒所走过的理论行程与油门踏板的最大设计行程之间的比值作为参考，最大设计行程即油门踏板从未被踩状态到被踩到底状态所走过的行程，按此表征方式，上述预定踏板加速值可以设置为1.5~2.5，例如预定踏板加速值按照上述表征方式设置为2，意味着假如油门踏板从静止开始以该预定踏板加速值运动1秒，那么油门踏板所走过的行程将是其最大开度对应的行程的2倍。此外，也可以使用角加速度来表征油门踏板运动加速度的大小。

在一优选的实施方式中，上述控制方法包括：检测发动机水箱内的冷却液温度，当冷却液温度下降到预定水温值时，调小流量控制阀4的开度，或者关闭流量控制阀4。即，在发动机运转过程中，当检测到发动机水箱内的水温逐渐下降并已经由较高温度降低到预定水温值时，应降低流量控制阀4的开度，从而减少冷车工况的通风补气量。具体实际应用中，上述预定水温值可以设置为50℃~60℃，例如55℃。

此外，为了能够使曲轴箱通风系统更好地根据发动机的工作状态发挥出色的通风效果，本申请提供一种曲轴箱通风系统的控制方法，该控制方法包括：检测发动机的工作状态，当检测到发动机处于低负荷工作状态时，控制流量控制阀4调整开度至第一开度值；当检测到发动机处于高负荷工作状态时，控制流量控制阀4调整开度至第二开度值；其中，第一开度值大于第二开度值。发动机负荷指的是发动机输出的扭矩与该转速下能输出的最大扭矩的比值，需要说明的是，上述低负荷工作状态和高负荷工作状态对应的比值范围可以根据需要灵活设置，例如，发动机正常工作状态对应的负荷范围一般是20%~50%，那么可以将小于20%的负荷范围称为低负荷工作状态，将大于50%的负荷范围称为高负荷工作状态。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种曲轴箱通风系统，其特征在于，包括用于从发动机的进气管路引一部分新鲜空气到所述发动机的曲轴箱的补气通道，所述补气通道的一端与所述曲轴箱连通，另一端连接在所述进气管路上，所述补气通道上设置有用于控制补气流量的流量控制阀，所述补气通道与所述进气管路的连接处位于增压器的下游、中冷器的上游。

2.根据权利要求1所述的曲轴箱通风系统，其特征在于，所述补气通道上设置有用于对经过的气体进行加热的加热装置，所述加热装置位于所述流量控制阀的下游。

3.根据权利要求1所述的曲轴箱通风系统，其特征在于，包括用于检测气体温度的温度传感器，所述温度传感器位于所述增压器的下游、所述流量控制阀的上游。

4.根据权利要求1~3中任意一项所述的曲轴箱通风系统，其特征在于，包括用于将所述曲轴箱内的窜气引到所述进气管路的第一通风管路，所述第一通风管路的一端与设置于所述曲轴箱的出气口连接，另一端与所述进气管路的连接处位于空气滤清器的下游、增压器的上游，所述第一通风管路靠近所述曲轴箱的位置设置有第一油气分离器，所述补气通道远离所述进气管路的一端与设置于气缸盖罩的进气口连接。

5.根据权利要求4所述的曲轴箱通风系统，其特征在于，包括用于将所述曲轴箱内的窜气引到所述发动机的进气歧管的第二通风管路，所述第二通风管路的一端与所述曲轴箱连通，另一端连接在所述进气歧管上，所述第二通风管路靠近所述曲轴箱的位置设置有第二油气分离器。

6.一种曲轴箱通风系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法执行于如权利要求1~5中任意一项所述的曲轴箱通风系统，所述控制方法包括：

检测所述增压器的气体出口处的气体温度，当所述气体温度下降到预定气温值时，调小所述流量控制阀的开度。

7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：

检测油门踏板开度，当所述油门踏板开度增大到预定踏板开度值时，调小所述流量控制阀的开度。

8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：

检测所述油门踏板在踩油门过程中的运动加速度，当检测到所述运动加速度大于预定踏板加速值时，关闭所述流量控制阀2秒~5秒后重新打开所述流量控制阀。

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：

检测发动机水箱内的冷却液温度，当所述冷却液温度下降到预定水温值时，调小所述流量控制阀的开度，或者关闭所述流量控制阀。

10.一种曲轴箱通风系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法执行于如权利要求1~5中任意一项所述的曲轴箱通风系统，所述控制方法包括：

检测发动机的工作状态，当检测到发动机处于低负荷工作状态时，控制所述流量控制阀调整开度至第一开度值；当检测到发动机处于高负荷工作状态时，控制所述流量控制阀调整开度至第二开度值；其中，所述第一开度值大于所述第二开度值。

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