CN211314317U - 用于甲醇发动机的曲轴箱通风系统及车辆 - Google Patents
用于甲醇发动机的曲轴箱通风系统及车辆 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型提供了一种用于甲醇发动机的曲轴箱通风系统及车辆，曲轴箱通风系统包括：曲轴箱组件，其内具有凸轮轴腔室和曲轴箱腔室；进气歧管，与曲轴箱组件连接；空气滤清器，其具有空滤口；补气装置，其一端与空气滤清器的空滤口连通，另一端与曲轴箱组件连通；油气分离器，其具有油气进口、回油口和多个出气口，油气进口和回油口分别与曲轴箱组件连通，其中一个出气口与进气歧管连通，其中另一个出气口与增压器之间形成第二通风管路。本实用新型的用于甲醇发动机的曲轴箱通风系统，通过设置补气装置向曲轴箱通风系统内补充大量新鲜气体，将残留的燃烧废气带出曲轴箱，防止其在曲轴箱内积存，降低气体液化、乳化风险，提高机油使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及车辆发动机技术领域，特别是涉及一种用于甲醇发动机的曲轴箱通风系统和具有该曲轴箱通风系统的车辆。
背景技术
目前，由于甲醇燃料具有排放优势和较高的经济性，因此，甲醇燃料的车辆受到大家的广泛关注，对甲醇发动机的研发也成为大家的研究热点。
目前，在甲醇燃料车辆的使用过程中，大家发现燃烧废气中机油、未完全燃烧的甲醇、醛类物质以及水蒸气等会在曲轴箱内积存，导致甲醇发动机的曲轴箱通风装置的各个结构件内部出现部分乳色物质，容易引起机油变质老化。
实用新型内容
本实用新型的一个目的是要提供一种用于甲醇发动机的曲轴箱通风系统，通过向曲轴箱通风系统内补充大量新鲜气体，稀释燃烧废气中机油浓度、甲醇浓度以及水蒸气浓度等，并通过补充的新鲜气体的流动，将残留的燃烧废气带出曲轴箱，防止燃烧废气中机油、未完全燃烧的甲醇、醛类物质以及水蒸气等在曲轴箱内积存，降低气体液化乳化风险，提高机油使用寿命。
特别地，本实用新型提供了一种用于甲醇发动机的曲轴箱通风系统，包括：
曲轴箱组件，其内具有相互连通的凸轮轴腔室和曲轴箱腔室；
进气歧管，与所述曲轴箱组件连接；
空气滤清器，其具有空滤口，所述空滤口与增压器、中冷器、节气门、所述进气歧管和所述曲轴箱组件相连通；
补气装置，其一端与所述空气滤清器的所述空滤口连通，另一端与所述曲轴箱组件连通，以与所述空气滤清器、所述曲轴箱组件和油气分离器之间形成清扫回路；
油气分离器，其具有油气进口、回油口和多个出气口，所述油气进口和所述回油口分别与所述曲轴箱组件连通以形成进油气管路和回油管路，其中一个所述出气口与所述进气歧管连通以第一通风管路，其中另一个所述出气口与所述增压器之间形成第二通风管路，且所述曲轴箱通风系统根据不同工况控制所述第一通风管路和所述第二通风管路可切换。
进一步地，所述曲轴箱组件包括：
缸体，其内限定出用于设置凸轮轴的所述凸轮轴腔室和用于设置曲轴箱的所述曲轴箱腔室；
缸盖，设在所述缸体上，所述缸盖上设有与所述凸轮轴腔室连通的通气孔，所述进气歧管与所述凸轮轴腔室连通，所述补气装置与所述通气孔连通，所述进油气管路和所述回油管路分别与所述曲轴箱腔室连通。
进一步地，所述空气滤清器的所述空滤口通过空滤接头与所述增压器和所述补气装置连通。
进一步地，所述空滤口与所述空滤接头采用空滤出气软管连接。
进一步地，所述补气装置包括：
补气软管，其一端与所述空滤接头连接；
第一单向阀，设在所述缸盖上且与所述通气孔相连通，所述补气软管的另一端与所述第一单向阀连接。
进一步地，所述第一单向阀的开启压力不超过0.1KPa，且所述第一单向阀的正向流量在1KPa压力时大于30L/min。
进一步地，所述第一单向阀内的橡胶膜片采用氟橡胶材料件。
进一步地，所述油气分离器内集成有PCV阀、第二单向阀和第三单向阀，所述第二单向阀和所述第三单向阀分别与所述PCV阀连接，以导出经所述油气分离器分离后的气体。
进一步地，所述第二单向阀与所述第一通风管路上的所述出气口相对应，所述第三单向阀与所述第二通风管路上的所述出气口相对应。
本实用新型还提供一种车辆，包括上述实施例中所述的用于甲醇发动机的曲轴箱通风系统。
本实用新型的用于甲醇发动机的曲轴箱通风系统，通过设置补气装置向曲轴箱通风系统内补充大量新鲜气体，稀释燃烧废气中机油浓度、甲醇浓度以及水蒸气浓度等，并通过补充的新鲜气体的流动，将残留的燃烧废气带出曲轴箱，防止燃烧废气中机油、未完全燃烧的甲醇、醛类物质以及水蒸气等在曲轴箱内积存，降低气体液化、乳化风险，提高机油使用寿命。
根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
图1是根据本实用新型实施例的用于甲醇发动机的曲轴箱通风系统的工作原理图；
图2是根据本实用新型实施例的用于甲醇发动机的曲轴箱通风系统的清扫回路的示意图；
图3是根据本实用新型实施例的用于甲醇发动机的曲轴箱通风系统的补气装置的结构示意图。
附图标记：
曲轴箱通风系统100；
曲轴箱组件10；缸体11；缸盖12；凸轮轴腔室13；曲轴箱腔室14；
进气歧管20；
空气滤清器30；空滤出气软管31；空滤接头32；
补气装置40；补气软管41；第一单向阀42；
油气分离器50；PCV阀51；第二单向阀52；第三单向阀53；
增压器61；中冷器62；节气门63；
第一通风管路71；第二通风管路72；进油气管路73；回油管路74。
具体实施方式
参见图1和图2，本实用新型的用于甲醇发动机的曲轴箱通风系统100主要由曲轴箱组件10、进气歧管20、空气滤清器30、补气装置40和油气分离器 50组成。其中，曲轴箱组件10内具有相互连通的凸轮轴腔室13和曲轴箱腔室 14，凸轮轴腔室13内可以安装凸轮轴，曲轴箱腔室14内安装有曲轴箱。凸轮轴腔室13和曲轴箱腔室14相互连通，曲轴箱通风系统100中新鲜空气可以通过凸轮轴腔室13进入曲轴箱腔室14，从而将曲轴箱组件10内的燃烧废气经曲轴箱带出。进气歧管20与曲轴箱组件10连接，新鲜空气可以通过进气歧管20 进入凸轮轴腔室13中。
空气滤清器30具有空滤口，空气滤清器30可以将吸入的空气进行过滤，得到新鲜、干净的空气。空气滤清器30通过空滤口与增压器61、中冷器62、节气门63、进气歧管20和曲轴箱组件10相连通。增压器61可以增加曲轴箱通风系统100内的压力，便于气体流动，节气门63可以通知气体的流量。当然对于本领域技术人员来说，增压器61、中冷器62、节气门63、进气歧管20 等的工作原理是可以理解并且能够实现的，在本申请中不再详细赘述。通过空气滤清器30过滤后的新鲜空气经空滤口与增压器61、中冷器62、节气门63、进气歧管20进入曲轴箱组件10中，并通过新鲜空气的流动清扫曲轴箱组件10 内的燃烧废气，防止燃烧废气中机油、未完全燃烧的甲醇、醛类物质以及水蒸气等在曲轴箱内积存，降低气体液化乳化风险。
补气装置40的一端与空气滤清器30的空滤口连通，补气装置40的另一端与曲轴箱组件10连通，补气装置40与空气滤清器30、曲轴箱组件10和油气分离器50之间可以形成清扫回路(参见图2中箭头指示方向)，通过设置补气装置40，满足车辆在各种不同工况下，都能补充大量新鲜气体，稀释燃烧废气中机油浓度、甲醇浓度、水蒸气浓度等，进一步降低曲轴箱组件10中各个结构件乳化风险，防止乳化物质进入机油，引起机油变质老化。
油气分离器50具有油气进口、回油口和多个出气口，油气进口和回油口分别与曲轴箱组件10连通以形成进油气管路73和回油管路74，发动机工作产生的燃烧废气(即油雾混合气)经曲轴箱导出，并通过油气管路导入油气分离器50中，通过油气分离器50分离后，分离出的油滴积聚沉淀并通过回油管路 74流回曲轴箱组件10，分离出的气体从出气口导出。在本实用新型的曲轴箱通风系统100中，因油气分离器50的分离效率随曲轴箱组件10内气体流量增大而提高，通过设置补气装置40，可以随时补充新鲜空气，增大了曲轴箱组件10内气体流量进而使油气分离器50始终保持在高效工作区域。
油气分离器50中的一个出气口与进气歧管20连通形成第一通风管路71。另一个出气口与增压器61之间形成第二通风管路72。曲轴箱通风系统100根据不同工况下曲轴箱通风系统100的压力大小控制第一通风管路71和第二通风管路72可切换。具体来说，曲轴箱通风系统100通过调节增压器61前端压力和油气分离器50，使发动机运行时，曲轴箱组件10内的压力始终不大于空气滤清器30过滤后气体压力，必要时可以增加吸气装置。由于气体从高压流向低压，那么经过空气滤清器30过滤后的新鲜空气经补气装置40流到曲轴箱组件10内(凸轮轴腔室13和曲轴箱腔室14)，起到清扫发动机内燃烧废气，稀释燃烧废气中甲醇浓度、水蒸气浓度的作用。当车辆在中低负荷工况条件下，由于进气歧管20压力＜曲轴箱组件10压力＜增压器61前端压力，此时，第一通风管路71导通，第二通风管路72闭合，经油气分离器50分离出的气体通过第一通风管路71流向进气歧管20。当车辆在高负荷工况条件下，增压器 61前端压力＜曲轴箱组件10压力＜进气歧管20压力，此时，第一通风管路 71闭合，第二通风管路72导通，经油气分离器50分离出的气体流向增压器 61前端。
由此，本实用新型的用于甲醇发动机的曲轴箱通风系统100，通过设置补气装置40向曲轴箱通风系统100内补充大量新鲜气体，稀释燃烧废气中机油浓度、甲醇浓度以及水蒸气浓度等，并通过补充的新鲜气体的流动，将残留的燃烧废气带出曲轴箱，防止燃烧废气中机油、未完全燃烧的甲醇、醛类物质以及水蒸气等在曲轴箱内积存，降低气体液化、乳化风险，提高机油使用寿命。
根据本实用新型的一个实施例，参见图1，曲轴箱组件10主要由缸体11 和缸盖12组成，其中，缸体11内加工有用于安装凸轮轴的凸轮轴腔室13和用于安装曲轴箱的曲轴箱腔室14。缸盖12安装在缸体11上，缸盖12可以密闭发动机的凸轮轴腔室13。缸盖12上可以加工有与凸轮轴腔室13连通的通气孔，进气歧管20与凸轮轴腔室13连通，补气装置40与通气孔连通，进油气管路73和回油管路74分别与曲轴箱腔室14连通。也就是说，补气装置40中的新鲜空气通过缸盖12上的通气孔导入凸轮轴腔室13中，在发动机内部流动，有利于进一步将发动机燃烧废气中的机油、未完全燃烧的甲醇、醛类物质以及水蒸气等带出曲轴箱，防止其在曲轴箱组件10内的各个部件上沉积、液化、乳化。
在本实用新型的一些具体实施方式中，参见图1，空气滤清器30的空滤口通过空滤接头32与增压器61和补气装置40连通。空滤口与空滤接头32采用空滤出气软管31连接。具体来说，空气滤清器30的空滤口安装有空滤出气软管31，空滤出气软管31与空滤接头32连接，空滤接头32可以采用三通接头，空滤接头32的一个接头与空滤软管连接，空滤接头32的另外两个接头分别与增压器61和补气装置40连接。经空气滤清器30过滤后的新鲜气体可以通过空滤接头32分别导入补气装置40和增压器61中，以对曲轴箱组件10内的燃烧废气进行清扫。
根据本实用新型的一个实施例，参见图1和图3，补气装置40主要由补气软管41和第一单向阀42组成。其中，补气软管41的一端与空滤接头32紧固连接，保证补气软管41与空气滤清器30之间不漏气。第一单向阀42安装在缸盖12上，缸盖12上加工有用于安装第一单向阀42的安装面，第一单向阀 42与通气孔相连通，补气软管41的另一端与第一单向阀42连接，通过采用第一单向阀42可以有效防止凸轮轴腔室13内的混合气回流。优选地，第一单向阀42的开启压力不超过0.1KPa，且第一单向阀42的正向流量在1KPa压力时大于30L/min，确保补气装置40可及时补气，并且能够补气充分。同时，第一单向阀42的反向泄漏量不应大于2L/min。第一单向阀42内的橡胶膜片可以采用氟橡胶材料加工形成，氟橡胶材料具有优异的耐甲醇性能，抗腐蚀能力强，有利于提高第一单向阀42的使用寿命。
根据本实用新型的一个实施例，参见图1和图2，油气分离器50内集成有 PCV阀51、第二单向阀52和第三单向阀53，第二单向阀52和第三单向阀53 分别与PCV阀51连接，以导出经油气分离器50分离后的气体，并确保气体在管路中单向流动。第二单向阀52与第一通风管路71上的出气口相对应，第三单向阀53与第二通风管路72上的出气口相对应。具体来说，曲轴箱内压力与进气歧管20内压力相差较大，需要PCV阀51进行调节。并且在车辆的某些状况下(例如高负荷工况)进气歧管20内压力波动大，进而带动PCV阀51 内弹簧剧烈波动导致曲轴箱压力不稳，而补气装置40补气量多少与曲轴箱压力大小成反比，补气量变化可减缓曲轴箱压力波动。在曲轴箱通风系统100中，由于气体从高压流向低压，那么经过空气滤清器30过滤后的新鲜空气经补气装置40流到曲轴箱组件10内(凸轮轴腔室13和曲轴箱腔室14)，起到清扫发动机内燃烧废气，稀释燃烧废气中甲醇浓度、水蒸气浓度的作用。当车辆在中低负荷工况条件下，由于进气歧管20压力＜曲轴箱组件10压力＜增压器61 前端压力，此时，第二单相阀打开，使第一通风管路71导通，第三单向阀53 闭合，使第二通风管路72闭合，经油气分离器50分离出的气体通过第一通风管路71流向进气歧管20。当车辆在高负荷工况条件下，增压器61前端压力＜曲轴箱组件10压力＜进气歧管20压力，此时，第二单向阀52闭合，使第一通风管路71闭合，第三单向阀53导通，使第二通风管路72导通，经油气分离器50分离出的气体流向增压器61前端。
总而言之，本实用新型的用于甲醇发动机的曲轴箱通风系统100，通过设置补气装置40向曲轴箱通风系统100内补充大量新鲜气体，稀释燃烧废气中机油浓度、甲醇浓度以及水蒸气浓度等，并通过补充的新鲜气体的流动，将残留的燃烧废气带出曲轴箱，防止燃烧废气中机油、未完全燃烧的甲醇、醛类物质以及水蒸气等在曲轴箱内积存，降低气体液化、乳化风险，提高机油使用寿命。
本实用新型还提供一种车辆包括上述实施例中所述的用于甲醇发动机的曲轴箱通风系统100。由于根据本实用新型实施例的用于甲醇发动机的曲轴箱通风系统100具有上述技术效果，因此，根据本实用新型实施例的车辆也具有相应的技术效果，即本实用新型的车辆通过采用该曲轴箱通风系统100，可以向曲轴箱通风系统100内补充大量新鲜气体，稀释燃烧废气中机油浓度、甲醇浓度以及水蒸气浓度等，并通过补充的新鲜气体的流动，将残留的燃烧废气带出曲轴箱，防止燃烧废气中机油、未完全燃烧的甲醇、醛类物质以及水蒸气等在曲轴箱内积存，降低气体液化、乳化风险，提高机油使用寿命。
根据本实用新型实施例的车辆的其他结构和操作对于本领域技术人员而言都是可以理解并且容易实现的，因此不再详细描述。
至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的多个示例性实施例，但是，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，仍可根据本实用新型公开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。因此，本实用新型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。
Claims (10)
1.一种用于甲醇发动机的曲轴箱通风系统，其特征在于，包括：
曲轴箱组件，其内具有相互连通的凸轮轴腔室和曲轴箱腔室；
进气歧管，与所述曲轴箱组件连接；
空气滤清器，其具有空滤口，所述空滤口与增压器、中冷器、节气门、所述进气歧管和所述曲轴箱组件相连通；
补气装置，其一端与所述空气滤清器的所述空滤口连通，另一端与所述曲轴箱组件连通，以与所述空气滤清器、所述曲轴箱组件和油气分离器之间形成清扫回路；
油气分离器，其具有油气进口、回油口和多个出气口，所述油气进口和所述回油口分别与所述曲轴箱组件连通以形成进油气管路和回油管路，其中一个所述出气口与所述进气歧管连通以形成第一通风管路，其中另一个所述出气口与所述增压器之间形成第二通风管路，且所述曲轴箱通风系统根据不同工况控制所述第一通风管路和所述第二通风管路可切换。
2.根据权利要求1所述的用于甲醇发动机的曲轴箱通风系统，其特征在于，所述曲轴箱组件包括：
缸体，其内限定出用于设置凸轮轴的所述凸轮轴腔室和用于设置曲轴箱的所述曲轴箱腔室；
缸盖，设在所述缸体上，所述缸盖上设有与所述凸轮轴腔室连通的通气孔，所述进气歧管与所述凸轮轴腔室连通，所述补气装置与所述通气孔连通，所述进油气管路和所述回油管路分别与所述曲轴箱腔室连通。
3.根据权利要求2所述的用于甲醇发动机的曲轴箱通风系统，其特征在于，
所述空气滤清器的所述空滤口通过空滤接头与所述增压器和所述补气装置连通。
4.根据权利要求3所述的用于甲醇发动机的曲轴箱通风系统，其特征在于，
所述空滤口与所述空滤接头采用空滤出气软管连接。
5.根据权利要求3所述的用于甲醇发动机的曲轴箱通风系统，其特征在于，所述补气装置包括：
补气软管，其一端与所述空滤接头连接；
第一单向阀，设在所述缸盖上且与所述通气孔相连通，所述补气软管的另一端与所述第一单向阀连接。
6.根据权利要求5所述的用于甲醇发动机的曲轴箱通风系统，其特征在于，
所述第一单向阀的开启压力不超过0.1KPa，且所述第一单向阀的正向流量在1KPa压力时大于30L/min。
7.根据权利要求5所述的用于甲醇发动机的曲轴箱通风系统，其特征在于，
所述第一单向阀内的橡胶膜片采用氟橡胶材料件。
8.根据权利要求1所述的用于甲醇发动机的曲轴箱通风系统，其特征在于，
所述油气分离器内集成有PCV阀、第二单向阀和第三单向阀，所述第二单向阀和所述第三单向阀分别与所述PCV阀连接，以导出经所述油气分离器分离后的气体。
9.根据权利要求8所述的用于甲醇发动机的曲轴箱通风系统，其特征在于，
所述第二单向阀与所述第一通风管路上的所述出气口相对应，所述第三单向阀与所述第二通风管路上的所述出气口相对应。
10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的用于甲醇发动机的曲轴箱通风系统。
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