CN212716817U - 发动机和车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种发动机和车辆，该发动机包括发动机进气管以及油气分离器，所述油气分离器具有回气管，所述回气管伸入所述发动机进气管内，以将所述油气分离器分离出的分离气体导入所述发动机进气管内；所述回气管的位于所述发动机进气管内的部分设有冷凝件，所述冷凝件用于冷凝所述油气分离器分离出的分离气体，并生成冷凝水；所述发动机进气管上还设有排水口，所述排水口连通所述发动机进气管的内外两侧，用于将所述冷凝件上生成的冷凝水排出所述发动机进气管。本实用新型能够冷凝油气分离器分离出的分离气体，并使其含有的水蒸气凝结为冷凝水排出。

Description

发动机和车辆

技术领域

本实用新型涉及发动机技术领域，尤其涉及一种发动机和车辆。

背景技术

发动机活塞在压缩做功时，有一部分未燃烧的可燃混合气和燃烧废气会由活塞与气缸之间的间隙排出，形成曲轴箱窜气现象。该部分气体直接排放到空气中，会造成空气污染。

相关技术中，通常采用闭式循环的油气分离器系统处理该部分气体。具体地，油气分离器的导入口与发动机曲轴箱连通，以导入该部分气体。该部分气体经油气分离器处理，分离出的油液通过回油管回流至发动机底壳内，分离出的气体通过回气管重新导入发动机进气管内，也就是分离出的气体不直接排放到空气中，而是进入发动机重新燃烧并随尾气排放到空气中。

然而，油气分离器分离出的气体含有水蒸气，水蒸气通过发动机进气管进入发动机内，会腐蚀发动机的进气管以及缸套等部件；且当环境温度较低时，水蒸气会冷凝结冰，容易损坏发动机的增压器叶片等部件。

实用新型内容

鉴于上述问题，本实用新型实施例提供一种发动机和车辆，能够冷凝油气分离器分离出的气体，并使其含有的水蒸气凝结为冷凝水排出，避免发动机零部件受腐蚀或撞击损坏。

为了实现上述目的，本实用新型实施例提供如下技术方案：

本实用新型实施例的第一方面提供一种发动机，其包括发动机进气管以及油气分离器，所述油气分离器具有回气管，所述回气管伸入所述发动机进气管内，以将所述油气分离器分离出的分离气体导入所述发动机进气管内；所述回气管的位于所述发动机进气管内的部分设有冷凝件，所述冷凝件用于冷凝所述油气分离器分离出的分离气体，并生成冷凝水；所述发动机进气管上还设有排水口，所述排水口连通所述发动机进气管的内外两侧，用于将所述冷凝件上生成的冷凝水排出所述发动机进气管。

如上所述的发动机，其中，所述发动机进气管与所述油气分离器相连的管段沿水平方向延伸，所述排水口设置在所述发动机进气管的底部。

如上所述的发动机，其中，所述排水口位于所述油气分离器的回气管的下游位置。

如上所述的发动机，其中，所述油气分离器的回气管与所述排水口相对设置，并从所述发动机进气管的顶部伸入所述发动机进气管内。

如上所述的发动机，其中，所述油气分离器的回气管沿所述发动机进气管的径向延伸。

如上所述的发动机，其中，所述发动机进气管的内壁面上还设有凸出的挡水件，所述挡水件设置在所述排水口的下游位置。

如上所述的发动机，其中，所述发动机还包括与所述排水口连通的储水容器，所述储水容器上设有排水阀。

如上所述的发动机，其中，所述冷凝件包括沿所述进气管的周向间隔设置的多个冷凝片，所述冷凝片为易导热材质制件。

如上所述的发动机，其中，所述发动机还包括设置在所述发动机进气管上的空气过滤器和增压器；所述油气分离器的回气管设置在所述空气过滤器和所述增压器之间。

与现有技术相比，本实用新型实施例提供的发动机具有如下优点：发动机包括发动机进气管以及油气分离器，油气分离器的回气管伸入到发动机进气管内，使得油气分离器分离出的分离气体可以和进气管内的新鲜空气混合。其中，由于油气分离器分离出的分离气体温度高于新鲜空气的温度，分离气体与新鲜空气混合时可以降低分离气体的温度。再者，回气管位于进气管内的管段上设置冷凝件，冷凝件可以进一步降低分离气体的温度，使得分离气体中的水蒸气凝结为冷凝水，冷凝水滴落并从排水口处排出发动机进气管。也就能使得干燥的混合气体经发动机进气管进入发动机内，避免湿度较高的混合气体腐蚀发动机零部件或者水蒸气冷凝结冰并损坏发动机零部件，提高发动机使用寿命。

本实用新型实施例的第二方面提供一种车辆，其包括：上述第一方面所述的发动机。

除了上面所描述的本实用新型实施例解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的有益效果外，本实用新型实施例提供的发动机和车辆所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征带来的有益效果，将在具体实施方式中作出进一步详细的说明。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的发动机的结构示意图；

图2为图1中发动机进气管的结构示意图；

图3为图2的剖视结构示意图。

附图标记：

10：发动机；

11：气缸体；

12：气缸盖；

13：油底壳；

14：发动机进气管；

141：排水口；

15：发动机排气管；

16：曲轴箱；

17：燃料喷射组件；

18：燃烧室；

20：油气分离器；

21：导入管；

22：回气管；

221：出气孔；

23：回油管；

30：冷凝件；

40：挡水件；

51：储水容器；

52：排水阀；

60：空气过滤器；

70：增压器；

X：流动方向。

具体实施方式

为了使本实用新型实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，均属于本实用新型保护的范围。

发动机内通常配备有油气分离器，用于分离曲轴箱内窜出的油气混合气体，分离出的油液重新导回发动机油底壳，分离出的气体导入发动机进气管，分离气体与新鲜空气混合，混合气体进入燃烧室重新燃烧，也就避免了曲轴箱中窜出的油气混合气体直接排放到空气中。然而，油气分离器分离出的分离气体含有水蒸气，湿度大，分离气体与新鲜空气的混合气体直接进入燃烧室容易腐蚀发动机零部件，且当环境温度较低时，水蒸气冷凝结冰，其会撞击损坏发动机零部件。

有鉴于此，本申请实施例考虑在油气分离器的回气管处设置冷凝件，用于冷凝分离气体，使分离气体中的水蒸气凝结为液态的冷凝水，同时在发动机进气管上设置排水口，冷凝水可以从排水口排出发动机进气管，使得进入发动机燃烧室内的混合气体的湿度降低，避免发动机零部件的腐蚀或损坏，提高发动机使用寿命。

本实施例提供一种车辆，该车辆可以是以汽油或柴油为燃料的车辆。且根据用途不同，该车辆可以是轿车、客车(城市公共客车、长途客车、团体客车、游览客车等)、卡车(牵引车、自卸车、起重机、载货车等)，或工程机械。

图1为本实用新型实施例提供的发动机的结构示意图。图2为图1中发动机进气管的结构示意图。图3为图2的剖视结构示意图。

请参阅图1至图3，车辆包括车辆本体以及发动机10，车辆本体可以包括底盘以及与底盘连接的滚轮，滚轮通过传动系统与发动机10连接。

发动机10包括气缸体11、气缸盖12以及油底壳13，气缸体11、气缸盖12以及油底壳13围成的空腔内设有燃烧室18和曲轴箱16，燃烧室18和曲轴箱16通过活塞分隔，曲轴与传动系统连接。气缸盖12上设有发动机进气管14和发动机排气管15，发动机进气管14用于将新鲜空气导入燃烧室18内，发动机10还包括燃料喷射组件17，用于向燃烧室18内喷射燃油/燃气，燃油/燃气与空气混合并在燃烧室18内燃烧，燃油/燃气燃烧过程中产生高温高压的气体并带动活塞往复移动，活塞通过曲轴以及传动系统带动滚轮滚动，实现将燃料的内能转化为机械能并带动车辆行走。发动机排气管15用于排出燃烧室18内生成的废气。

油气分离器20设置有导入管21、回气管22和回油管23。其中，导入管21与曲轴箱16连接，用于将曲轴箱16内窜出的油气混合气体导入油气分离器20内，回油管23与油底壳13连接，用于使分离出的油液回流至油底壳13处，回气管22与发动机进气管14连接，以将分离出的分离气体导入发动机进气管14内。分离气体与发动机进气管14内的新鲜空气混合后导入燃烧室18内重新燃烧。油气分离器20可以是本领域技术人员熟知的主动式油气分离器、容积式油气分离器、旋风式油气分离器、挡板式油气分离器等。

油气分离器20的回气管22与发动机进气管14连通，其中，回气管22的端部可以与发动机进气管14的侧壁连通。在一些可选的实施例中，回气管22还可以伸入发动机进气管14内，回气管22伸入发动机进气管14内的管段的侧壁上设有多个出气孔221，多个出气孔221可以沿回气管22的周向间隔设置，以使分离气体可以与新鲜空气混合均匀。其中，出气孔221可以为圆形孔、椭圆形孔、方形孔等，本实施例不进行限制。

油气分离器20分离的油气混合气体来自燃烧室18，由于燃烧室18内温度较高，使得油气混合气体的温度较高，也就导致回气管22中流动的分离气体的温度较高。而发动机进气管14内新鲜空气的温度可以认为是环境温度，也就是环境温度始终低于分离气体的温度，分离气体与新鲜空气混合时，分离气体的温度降低，新鲜空气的温度升高，直至两者混合均匀。

在夏季，环境温度可以为20℃-35℃，分离气体与新鲜空气混合后，混合气体可以为40℃-50℃的湿气体，湿气体进入发动机10内，容易腐蚀发动机10零部件。在冬季，环境温度可以达到零度以下，分离气体与新鲜空气混合时，分离气体中的水蒸气可能会受冷结冰，并形成固体状的冰屑，冰屑高速移动，容易对发动机10零部件造成撞击损伤。

因此，本实施例考虑将分离气体中的水蒸气凝结为液态的冷凝水并排出，具体的，本实施例中的回气管22上还设有冷凝件30，冷凝件30位于发动机进气管14内，冷凝件30自身由导热较快的材质构成，当分离气体遇到冷凝件30的表面时，热量快速传递，从而实现水蒸气的遇冷凝结。

在一些可选的实施例中，冷凝件30可以包括冷凝片，冷凝片可以辅助分离气体或者分离气体与新鲜气体的混合气体快速降温，有助于水蒸气凝结。冷凝片的材质可以为铜、铝等，易于热量散发。冷凝片也可以为复合材质，例如可以包括塑料片和金属涂层，金属涂层包裹在塑料片的外表面，本实施例不对冷凝片的材质进行限制。

其中，冷凝片可以呈片状并沿回气管22的长度方向延伸，冷凝片的个数为多个，多个冷凝片可以沿回气管22的周向间隔设置。可选的，冷凝片也可以呈螺旋状并沿回气管22的周向螺旋盘绕，冷凝片的面积大，有助于水蒸气凝结，且凝结的冷凝水也能沿冷凝片流动。

在一些可选的实施例中，冷凝件30还可以包括制冷件，例如热交换部件，热交换部件可以带走冷凝片上的热量，使冷凝片降温，有助于水蒸气凝结；例如，制冷件可以为热电制冷件，热电制冷件能够降低冷凝片的温度，使水蒸气凝结。

进一步的，凝结的液态冷凝水可以在自身重力作用下沿回气管22或冷凝片流动，直至冷凝水滴落在排水口141处，排水口141连通发动机进气管14的内外两侧，使得冷凝水可以经由排水口141流出发动机进气管14。

也就是说，本实施例通过设置冷凝件30和排水口141，可以将分离气体中的水蒸气凝结为液态的冷凝水并排出，降低进入燃烧室18内的混合气体的湿度，避免发动机10零部件受损，提高了发动机10使用寿命。

可以理解的，水蒸气凝结后形成液态的冷凝水，冷凝水在自身重力作用下会向下方流动，相应的，本实施例中的排水口141可以与回气管22相对设置，且设置在回气管22的下方，使得液态的冷凝水从回气管22上掉落时，可以朝向排水口141一侧掉落。

相关技术中，发动机进气管14包括蜿蜒设置的多段，本实施例中的回气管22可以与发动机进气管14沿水平方向延伸的管段连接，该水平延伸的管段可以称为连接管段，回气管22与发动机进气管14连接的位置设置在连接管段的上部，例如，连接位置可以位于连接管段的顶部，回气管22伸入发动机进气管14内并向下延伸。

其中，回气管22可以倾斜设置，例如，回气管22的倾斜方向可以与发动机进气管14内新鲜空气的流动方向X一致，这样，冷凝水可以顺应混合气体的流动方向X，且在混合气体的带动下沿着回气管22外壁面或者冷凝片流动。

排水口141与连接位置相对设置，并设置在连接管段沿竖直方向的最低位置处。这样，即使冷凝水掉落在发动机进气管14的内壁面上，冷凝水可以在自身重力作用下沿发动机进气管14的内壁面流动，直至进入排水口141。

在一些可选的实施例中，回气管22可以沿发动机进气管14的径向延伸，也就是说，回气管22可以从发动机进气管14的顶部沿竖直方向向下延伸，便于回气管22的安装固定。

此时，排水口141可以设置在回气管22沿竖直方向的下方，也就是排水口141的轴线可以与回气管22的轴线重合。考虑到混合气体的影响，冷凝水掉落过程中会沿混合气体的流动方向X移动预设距离，本实施例中排水口141的开口面积可以大于回气管22的管径，这样，冷凝水掉落后可以直接落入排水口141内。

在一些可选的实施例中，排水口141可以位于回气管22沿流动方向X的下游位置，也就是排水口141的轴线位于回气管22轴线沿流动方向X的下游位置，避免冷凝水随气流飘落在排水口141的下游位置。此时，排水口141可以覆盖回气管22，或者排水口141整体位于回气管22的下游位置。本实施例不进行限制。

在上述实施例的基础上，本实施例还可以在发动机进气管14的内壁面上设置凸出的挡水件40，挡水件40设置在排水口141的下游位置，这样，即使冷凝水落在排水口141的下游位置，且冷凝水在混合气体的带动下沿发动机进气管14的内壁面向燃烧室18一侧移动，冷凝水也会受到挡水件40的阻挡，使其不会跟随混合气体进入发动机10内。

挡水件40的凸出高度可以小于发动机进气管14的半径，避免因挡水件40凸出高度太大，影响混合气体的流量。进一步的，挡水件40可以与发动机进气管14一体成型，也可以通过螺栓等紧固件固定连接，本实施例不进行限制。

在一些可选的实施例中，挡水件40迎风面的一侧可以为斜面，该斜面延伸至排水口141处，且斜面的凸出高度沿气流流向逐渐变大。这样，斜面可以起到引流作用，使落在排水口141与挡水件40之间的冷凝水可以沿斜面流动至排水口141处，避免排水口141与挡水件40之间积存冷凝水。

其中，斜面可以向背离发动机进气管14的轴线的一侧凹陷，也就是沿发动机进气管14的垂向，斜面可以为两边高中间低的凹陷状，有助于冷凝水向斜面的中部汇集，避免冷凝水从斜面上脱落。

在一些可选的实施例中，发动机进气管14外还可以设置储水容器51，储水容器51可以用于暂存冷凝水。其中，储水容器51可以与发动机进气管14的外壁面可拆卸连接，此时，储水容器51的开口可以与排水口141连通并通过发动机进气管14进行封闭。当储水容器51从发动机进气管14处拆卸下来，储水容器51的开口暴露，此时可以通过储水容器51的开口排出储水容器51内的水，排水动作完成后，可以将储水容器51安装于发动机进气管14上。

可选的，储水容器51上可以设置排水阀52，此时，储水容器51可以与发动机进气管14固定相连，例如通过焊接固定，储水容器51也可以与发动机进气管14可拆卸连接，本实施例不进行限制。

排水阀52可以手动控制开闭。在一些可选的实施例中，排水阀52可以为电磁阀等，排水阀52与发动机10的控制系统连接，储水容器51内还设有与发动机10的控制系统连接的液位传感器，液位传感器用于测量储水容器51内的冷凝水的水位。当液位传感器测得储水容器51内的水位达到预设高度时，控制系统可以控制排水阀52开启以排出冷却水；冷却水排完后，控制系统控制排水阀52关闭，操作方便。

储水容器51内的冷凝水可以与发动机10水箱连接，或者冷凝水可以直接排放到外界环境中，不会对环境造成污染。

在一些实施例中，发动机进气管14上还设有空气过滤器60和增压器70，空气过滤器60用于过滤新鲜空气中的颗粒物等异物，避免异物进入发动机10内部，加剧发动机10的零部件磨损。空气过滤器60可以是本领域技术人员熟知的惯性式过滤器、过滤式过滤器、油浴式过滤器等。

增压器70用于提高发动机10进气量，从而提高发动机10的功率和扭矩。增压器70可以是本领域技术人员熟知的机械增压器、蜗轮增压器、复合增压器等。

其中，增压器70增压后，发动机进气管14内的混合气体压力增加，为使回气管22内的分离气体可以顺利导入发动机进气管14，回气管22可以与增压器70上游位置处的发动机进气管14连接。

且由于分离气体来自于发动机10内的燃烧室18，分离气体已经经过空气过滤器60过滤，回气管22可以与空气过滤器60下游位置处的发动机进气管14连接，以避免增加空气过滤器60的负荷。

也就是说，本实施例中回气管22可以与发动机进气管14的位于空气过滤器60和增压器70之间的任意位置连接。

本说明书中各实施例或实施方式采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分相互参见即可。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语"安装"、"相连"、"连接"、"固定"等术语应做广义理解，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，也可以是电连接或彼此可通讯；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，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征"上"或"下"可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征"之上"、"上方"和"上面"可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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"可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施方式或示例中。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方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种发动机，其特征在于，包括发动机进气管以及油气分离器，所述油气分离器具有回气管，所述回气管伸入所述发动机进气管内，以将所述油气分离器分离出的分离气体导入所述发动机进气管内；

所述回气管的位于所述发动机进气管内的部分设有冷凝件，所述冷凝件用于冷凝所述油气分离器分离出的分离气体，并生成冷凝水；

所述发动机进气管上还设有排水口，所述排水口连通所述发动机进气管的内外两侧，用于将所述冷凝件上生成的冷凝水排出所述发动机进气管。

2.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，所述发动机进气管与所述油气分离器相连的管段沿水平方向延伸，所述排水口设置在所述发动机进气管的底部。

3.根据权利要求2所述的发动机，其特征在于，所述排水口位于所述油气分离器的回气管的下游位置。

4.根据权利要求2所述的发动机，其特征在于，所述油气分离器的回气管与所述排水口相对设置，并从所述发动机进气管的顶部伸入所述发动机进气管内。

5.根据权利要求2所述的发动机，其特征在于，所述油气分离器的回气管沿所述发动机进气管的径向延伸。

6.根据权利要求1-4任一项所述的发动机，其特征在于，所述发动机进气管的内壁面上还设有凸出的挡水件，所述挡水件设置在所述排水口的下游位置。

7.根据权利要求1-4任一项所述的发动机，其特征在于，所述发动机还包括与所述排水口连通的储水容器，所述储水容器上设有排水阀。

8.根据权利要求1-4任一项所述的发动机，其特征在于，所述冷凝件包括沿所述进气管的周向间隔设置的多个冷凝片，所述冷凝片为易导热材质制件。

9.根据权利要求1-4任一项所述的发动机，其特征在于，所述发动机还包括设置在所述发动机进气管上的空气过滤器和增压器；

所述油气分离器的回气管设置在所述空气过滤器和所述增压器之间。

10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的发动机。

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