CN210858865U - 一种发动机曲轴箱通风系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种发动机曲轴箱通风系统，包括：发动机，其进气通路上沿进气方向设有空气滤清器、涡轮增压器和中冷器；油气分离器，其进气口通过通风管路与所述发动机的曲轴箱相连通，其排气口通过回气管路与所述空气滤清器的进气口相连通或者在所述空气滤清器的下游与所述涡轮增压器的进气口相连通，其出油口通过回油管路通至所述发动机的曲轴箱；在从所述油气分离器通往所述涡轮增加器的回气路径上设有用于对所述油气分离器排出的气体进行加热的加热器以及位于所述加热器下游的污染物收集器。该系统可以解决发动机在处于中、低转速/负荷工况时性能下降的技术问题。

Description

一种发动机曲轴箱通风系统

技术领域

本实用新型涉及发动机技术领域，尤其是发动机的曲轴箱通风系统。

背景技术

对于开式曲轴箱通风系统来讲，即开式呼吸循环的发动机，由于油气分离器效率的影响，通过油气分离器排出的气体仍含有一定量的机油悬浮颗粒，会增加整机排放的PM量，对环境造成污染。

随着柴油机排放的要求日益严苛，尤其是在国六排放法规颁布之后，昔日的开式呼吸循环已经无法满足法规的要求，需要采取闭式呼吸循环，其工作原理是将油气分离器排出的气体引入柴油机增压器前，随经过空气过滤器之后的进气一起进入增压器，再进入缸内燃烧后，经过后处理设备处理后排出，从而减少污染排放，已经是柴油机满足国六排放法规的必由之路。

而采用闭式呼吸循环的柴油机，经过一段时间工作后，普遍在中、低转速/负荷的工况下出现了性能下降的现象，主要表现为功率与中冷前/后压力下降、涡前/涡后排温与燃油消耗量上升，与之相比，采取开式呼吸循环的柴油机工作同样的时间则无此现象发生。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种发动机曲轴箱通风系统，以解决发动机在处于中、低转速/负荷工况时性能下降的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供一种发动机曲轴箱通风系统，包括：

发动机，其进气通路上沿进气方向设有空气滤清器、涡轮增压器和中冷器；

油气分离器，其进气口通过通风管路与所述发动机的曲轴箱相连通，其排气口通过回气管路与所述空气滤清器的进气口相连通或者在所述空气滤清器的下游与所述涡轮增压器的进气口相连通，其出油口通过回油管路通至所述发动机的曲轴箱；

在从所述油气分离器通往所述涡轮增加器的回气路径上设有用于对所述油气分离器排出的气体进行加热的加热器以及位于所述加热器下游的污染物收集器。

优选地，所述污染物收集器具有非直线型的气流通路且所述气流通路具有非平滑的内表面。

优选地，所述气流通路具有至少一个气流转向部位，且所述气流通路的内表面在气体流动方向上呈高低起伏的形状。

优选地，所述污染物收集器包括连续折弯或弯曲的蛇形管路。

优选地，所述蛇形管路为波纹管。

优选地，所述加热器包括加热格栅。

优选地，进一步包括隔热罩；所述加热器和污染物收集器位于所述隔热罩内部。

优选地，所述回气管路上设有压力调节阀。

优选地，所述通风管路上设有安全阀。

优选地，所述回油管路设有与所述发动机的曲轴箱相连通的旁通油路，并在所述旁通油路上设有单向阀。

本实用新型所提供的发动机曲轴箱通风系统，其涡轮增压器、中冷器、发动机和油气分离器共同构成闭式呼吸循环，并在主动式油气分离器之后的路径上增设有加热器和污染物收集器，通过加热器和污染物收集器可以在气体进入空气滤清器或涡轮增压器之前，对分离后的气体进行处理，加热器用于加热从油气分离器排出的含油气体，加速其氧化结焦，污染物收集器用于收集氧化结焦后的污染物，从而避免污染物随气体一起进入涡轮增压器，使油气分离器排出的气体在进入涡轮增压器后不易出现氧化结焦现象，进而解决了涡轮增压器因油泥结焦而导致效率下降的问题，具有结构简单、针对性强、成本低且寿命长等优点。

在一种优选方案中，所述污染物收集器为采用波纹管连续折弯或弯曲形成的蛇形管路，通过这种结构可以起到延长加热时间的作用，而且，波纹结构可起到增大油泥吸附面积的作用，能够使气体中的油泥提前在波纹管流道上充分氧化结焦。

附图说明

图1为本实用新型实施例公开的一种发动机曲轴箱通风系统的结构示意图；

图2为图1中所示加热格栅的结构示意图；

图3为图1中所示蛇形波纹管的结构示意图。

图中：

1.空气滤清器 2.涡轮增压器 3.中冷器 4.发动机 5.气分离器 6.加热器7.收集器 8.压力调节阀 9.安全阀 10.单向阀

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

在本文中，“上、下、左、右”等用语是基于附图所示的位置关系而确立的，根据附图的不同，相应的位置关系也有可能随之发生变化，因此，并不能将其理解为对保护范围的绝对限定；而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

请参考图1，图1为本实用新型实施例公开的一种发动机曲轴箱通风系统的结构示意图。

如图所示，在一种实施例中，所提供的发动机曲轴箱通风系统，主要由空气滤清器1、涡轮增压器2、中冷器3、发动机4、油气分离器5、加热器6和污染物收集器7等部件构成。

空气滤清器1、涡轮增压器2和中冷器3沿进气方向，依次设置在发动机4的进气通路上，并通过管路依次连通，油气分离器5的进气口通过通风管路与发动机4的曲轴箱相连通，其排气口通过回气管路与空气滤清器1的进气口相连通，其出油口通过回油管路通至发动机4的曲轴箱，回气管路上设有压力调节阀8，通风管路上设有安全阀9。

可选地，回油管路设有与发动机的曲轴箱相连通的旁通油路，并在旁通油路上设有单向阀10。

为防止曲轴箱压力过高，延长机油使用期限，减少零件的磨损和腐蚀，防止发动机漏油，必须进行曲轴箱通风，即呼吸循环，而将曲轴箱内的混合气通过连接管导向涡轮增压器2的进气管，经加压后进入燃烧室燃烧，成为强制曲轴箱通风系统(点画线方框所示)，整体上来讲，形成闭式呼吸循环系统。

针对闭式呼吸循环的柴油机在中、低转速/负荷的工况下出现性能下降的技术问题，通过对性能下降的闭式呼吸循环柴油机拆检分析，发现其增压叶轮、压气机壳与背板组成的扩压器流道上沾染了大量的油泥，从而影响了压气机的性能。这是曲轴箱油气从主动式油气分离器出来后流经涡轮增压器2时附着在涡轮增压器2的增压叶轮与扩压器上，改变了质量与表面粗糙度等参数，进而影响涡轮增压器2的效率和可靠性。

本实用新型旨在解决柴油机主动式油气分离器5排出的含油气体进入涡轮增压器2后发生高温氧化结焦，从而导致涡轮增压器2效率下降的问题。

为解决这一技术问题，本实施例在从油气分离器5通往涡轮增加器2的回气路径上设有用于对油气分离器5排出的气体进行加热的加热器6以及位于加热器下游的污染物收集器7。

通过加热器6和污染物收集器7可以在气体进入涡轮增压器2之前，对分离后的气体进行处理，加热器6用于加热从油气分离器2排出的含油气体，加速其氧化结焦(润滑油品极易发生热氧化，并在发动机内壁等部位生成结焦沉积)，污染物收集器7用于收集氧化结焦后的污染物，从而避免污染物随气体一起进入空气滤清器1或涡轮增压器2，使油气分离器5排出的气体在进入涡轮增压器2后不易出现氧化结焦现象，进而解决了涡轮增压器2因油泥结焦而导致效率下降的问题，具有结构简单、针对性强、成本低且寿命长等优点

具体地，如图2所示，加热器6可采用加热格栅，例如CN108869140A公开的加热格栅，也可以采用其他类型的加热器，以用来加热从油气分离器5逸出的含油气体，加速其氧化结焦。

请一并参考图3，图3为图1中所示蛇形波纹管的结构示意图。

如图所示，污染物收集器7具有非直线型的气流通路，其气流通路具有至少一个气流转向部位，且气流通路具有在气体流动方向上呈高低起伏的非平滑的内表面。

具体地，污染物收集器7可采用波纹管连续折弯或弯曲形成，波纹管具有良好的折弯或弯曲性能，能够折弯或弯曲成各种不同的造型，而且，波纹管的内表面和外表面呈波纹形状，不仅可以起到延长加热时间的作用，而且，波纹结构可起到增大油泥吸附面积的作用，能够使气体中的油泥提前在波纹管流道上充分氧化结焦。

如果加热器6的进气口和出气口呈方形或矩形，而蛇形波纹管的进气口和出气口呈圆形，两者间可通过过渡导通件进行连接，此过渡导通件的一端呈方形或矩形，能够与加热器6的出气口相对接，另一端呈圆形，能够方便地与蛇形波纹管相对接。

发动机在低速低负荷情况下出气含油量较低，所以当发动机运行到特定工况时，例如转到达到大扭矩点最低转速，负荷率到50％，其出气含油量大幅增多，此时，发动机控制器可输出电信号使加热器6开始工作。通过加热器6将油气分离器5排出的气体进行充分加热至220～240℃，并使高温气体在蛇形波纹管上充分吸附结焦，加热后的气体经过进气管路与新鲜空气混合，再经过空气滤清器1过滤进入涡轮增压器2。

在另一实施例中，油气分离器5的排气口也可以通过回气管路与在空气滤清器1的下游与涡轮增压器2的进气口相连通。这样，高温气体在蛇形波纹管上充分吸附结焦之后，可直接进入涡轮增压器2。

考虑到在发动机上额外增加了加热格栅，所以在蛇形波纹管与加热格栅外部可以增加一段隔热罩，避免热辐射对进气温度造成影响，而仅加热油气分离器后的气体，则对整体的进气温度影响不大。因为根据如下公式，算得额定点某机型进气温度变化为：

Cm_总Δt_总＝Cm_外Δt_外+Cm_内Δt_内

m_总(进气总流量)：880m³/h

m_内(曲轴箱漏气量)：8m³/hΔt_内≈200℃

m_外(外界近气流量)：872m³/hΔt_外＝0℃

算得Δt_总≈1.82℃

可见，即使考虑到加热器产生的少量高温气体对进气系统的影响，经过计算与分析后证明对涡轮增压器2的进气温度影响较小。

此外，蛇形波纹管便于拆装更换，相比于涡轮增压器2性能劣化后拆卸清洗或更换涡轮增压器2来说，具有操作简单、使用周期长、成本低的优点，而且耗电工况处于发动机的发电机向外输出电量的工况，无需担心电量供给问题。

上述实施例仅是本实用新型的优选方案，具体并不局限于此，在此基础上可根据实际需要作出具有针对性的调整，从而得到不同的实施方式。例如，采用其他类型的加热器6对油气分离器5排出的气体进行加热，或者，将污染物收集器7的气流通路设计成迷宫结构或筛网结构，等等。由于可能实现的方式较多，这里就不再一一举例说明。

以上对本实用新型所提供的发动机曲轴箱通风系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种发动机曲轴箱通风系统，其特征在于，包括：

发动机，其进气通路上沿进气方向设有空气滤清器、涡轮增压器和中冷器；

油气分离器，其进气口通过通风管路与所述发动机的曲轴箱相连通，其排气口通过回气管路与所述空气滤清器的进气口相连通或者在所述空气滤清器的下游与所述涡轮增压器的进气口相连通，其出油口通过回油管路通至所述发动机的曲轴箱；

在从所述油气分离器通往所述涡轮增压器的回气路径上设有用于对所述油气分离器排出的气体进行加热的加热器以及位于所述加热器下游的污染物收集器。

2.根据权利要求1所述的发动机曲轴箱通风系统，其特征在于，所述污染物收集器具有非直线型的气流通路且所述气流通路具有非平滑的内表面。

3.根据权利要求2所述的发动机曲轴箱通风系统，其特征在于，所述气流通路具有至少一个气流转向部位，且所述气流通路的内表面在气体流动方向上呈高低起伏的形状。

4.根据权利要求3所述的发动机曲轴箱通风系统，其特征在于，所述污染物收集器包括连续折弯或弯曲的蛇形管路。

5.根据权利要求4所述的发动机曲轴箱通风系统，其特征在于，所述蛇形管路为波纹管。

6.根据权利要求1所述的发动机曲轴箱通风系统，其特征在于，所述加热器包括加热格栅。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的发动机曲轴箱通风系统，其特征在于，进一步包括隔热罩；所述加热器和污染物收集器位于所述隔热罩内部。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的发动机曲轴箱通风系统，其特征在于，所述回气管路上设有压力调节阀。

9.根据权利要求1至6中任一项所述的发动机曲轴箱通风系统，其特征在于，所述通风管路上设有安全阀。

10.根据权利要求1至6中任一项所述的发动机曲轴箱通风系统，其特征在于，所述回油管路设有与所述发动机的曲轴箱相连通的旁通油路，并在所述旁通油路上设有单向阀。

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