CN212716818U - 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和油气分离器，所述油气分离器具有回气管；所述回气管与所述发动机进气管连通，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；所述发动机进气管与所述回气管连通的位置处设有冷凝件，用于冷凝所述分离气体，并生成冷凝水；所述发动机进气管上还设有排水口，所述排水口用于将所述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和油气分离器，所述油气分离器具有回气管；所述回气管与所述发动机进气管连通，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；所述发动机进气管与所述回气管连通的位置处设有冷凝件，用于冷凝所述分离气体，并生成冷凝水；所述发动机进气管上还设有排水口，所述排水口用于将所述冷凝水排出所述发动机进气管。

如上所述的发动机，其中，所述发动机进气管的侧壁上形成有冷凝腔，所述冷凝腔具有与所述回气管连通的进气口以及与所述发动机进气管连通的多个出气口。

如上所述的发动机，其中，所述发动机包括设置在所述发动机进气管内的围挡件，所述围挡件与所述发动机进气管相连并围成所述冷凝腔，所述多个出气口以及所述冷凝件均设置在所述围挡件上。

如上所述的发动机，其中，所述围挡件上还设有进水口，所述冷凝水可经由所述进水口进入所述冷凝腔内，所述排水口贯穿所述冷凝腔。

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，所述冷凝腔设置在所述发动机进气管的下部。

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冷凝腔的下游位置。

如上所述的发动机，其中，所述冷凝件包括多个冷凝片，所述多个冷凝片沿所述发动机进气管的长度方向间隔设置，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，发动机进气管的管壁上设有冷凝腔，冷凝腔与油气分离器的回气管连通，用于将油气分离器分离出的分离气体导入冷凝腔内，冷凝腔还具有与发动机进气管连通的出气口。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，分离气体经由出气口进入发动机进气管内与新鲜空气混合时，分离气体的温度降低。再者，发动机进气管内设置有冷凝件，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的剖视结构示意图一；

图4为图2的剖视结构示意图二；

图5为图2的剖视结构示意图三。

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；

142：冷凝腔；

143：进水口；

a：进气口；

b：出气口；

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；

23：回油管；

30：冷凝件；

40：围挡件；

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发动机进气管与回气管连接的位置处设置冷凝件，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。

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。

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的剖视结构示意图一。图4为图2的剖视结构示意图二。图5为图2的剖视结构示意图三。请参阅图1至图5，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，用于向发动机进气管14内导入分离气体。其中，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，本实施例中在发动机进气管14的内部设置冷凝件30，冷凝件30位于与回气管22相连通的位置处，其中，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可以包括多个冷凝片，多个冷凝片沿发动机进气管14的长度方向间隔设置，也就是沿新鲜空气的流动方向X间隔设置。冷凝片呈片状，面积大，易于散热，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，使水蒸气凝结。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。

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，发动机进气管14上还设置排水口141，排水口141贯穿发动机进气管14的内外两侧，使得冷凝水可以经由排水口141排出发动机进气管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。

在一些实施例中，发动机进气管14与回气管22连通的位置处可以设置冷凝腔142，示例性的，冷凝腔142可以形成在发动机进气管14的侧壁内。冷凝腔142沿发动机进气管14的内壁面延伸，其分布面积和分布形状可以根据需要进行设置。例如，冷凝腔142可以沿发动机进气管14的周向延伸，此时，冷凝腔142可以为条弧形或者为环形。在一些可选的实施方式中，冷凝腔142也可以沿发动机进气管14的长度方向延伸。

冷凝腔142位于发动机进气管14外的一侧设有进气口a，进气口a与回气管22连通，用于向冷凝腔142内导入分离气体。冷凝腔142位于发动机进气管14内的一侧设有出气口b，出气口b用于将分离气体导入发动机进气管内。

出气口b的个数可以为多个，以使分离气体可以与新鲜空气混合均匀。出气口b的形状可以为圆形、椭圆形、方形等，本实施例不进行限制。

在一些实施例中，冷凝腔142还可以形成在发动机进气管14的内部，此时，发动机进气管14内设有围挡件40，围挡件40与发动机进气管14的内壁面连接，并围成冷凝腔142。围挡件40可以为平板状、弧形板状等，出气口b和冷凝件30均设置在围挡件40上。

围挡件40可以通过卡接、焊接等方式与发动机进气管14固定相连，围挡件40也可以与发动机进气管14一体成型，本实施例不进行限制。

相关技术中，发动机进气管14包括蜿蜒设置的多段，例如发动机进气管14可以包括沿竖直方向延伸的竖直管段以及沿水平方向延伸的水平管段。根据冷凝腔142设置位置的不同，排水口141可以直接连通发动机进气管14的内外两侧，或者通过冷凝腔142连通发动机进气管14的内外两侧。

当冷凝腔142设置在竖直管段上，分离气体经由出气口b沿发动机进气管14的径向进入发动机进气管14内。此时，排水口141可以设置在竖直管段上，且位于冷凝腔142的沿竖直方向的下方，冷凝水沿冷凝片以及发动机进气管14的内壁面进入排水口141。可选的，排水口141还可以与冷凝腔142连通，并设置在冷凝腔142沿竖直方向的底端，此时，冷凝片可以相对于竖直管段倾斜设置，冷凝片与冷凝腔142连通的位置处可以设置进水口143，这样，冷凝水凝结后可以沿冷凝片向下流动，并经由进水口143回流至冷凝腔142内，冷凝腔142内的冷凝水可以经由排水口141排出。

在一些可选的实施例中，冷凝腔142还可以设置在水平管段上。其中，冷凝腔142可以设置在水平管段的顶端，分离气体可以经由出气口b向下进入发动机进气管14内。此时，排水口141与冷凝腔142分开设置，排水口141位于水平管段的底部，冷凝水在自身重力作用下滴落至水平管段的底部，并经由排水口141排出。

可选的，冷凝腔142还可以设置在水平管段的底部，此时，排水口141与冷凝腔142连通。请参阅图4和图5，以围挡件40为弧形板为例，围挡件40向水平管段的上侧凸出，多个出气口b分布在围挡件40上。冷凝片设置在围挡件40上，且与水平管段的轴向垂直，围挡件40与发动机进气管14连接的位置处具有间隙，以形成进水口143。分离气体经由出气口b进入发动机进气管14内，其中，分离气体降温并凝结在围挡件40和冷凝片上。冷凝水可以沿冷凝片向下流动至围挡件40上，围挡件40上的冷凝水可以沿围挡件40向两侧流动，并从进水口143进入冷凝腔142内。

在一些可选的实施例中，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设置在冷凝腔142的下游位置，这样，即使冷凝水落在冷凝腔142的下游位置，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18一侧移动时，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。

示例性的，当冷凝腔142设置在竖直管段上，挡水件40可以位于排水口141的下游位置。当冷凝腔142设置在水平管段上，且冷凝腔142设置在水平管段的顶部时，排水口141可以设置在冷凝腔142的下游位置，此时挡水件设置在排水口141的下游位置。

当冷凝腔142设置在水平管段上，且冷凝腔142设置在水平管段的底部时，由于围挡件40凸出发动机进气管14的内壁面，此时，挡水件40可以为位于下游位置的冷凝片。

在一些可选的实施例中，挡水件40也可以设置在冷凝腔142的下游位置，此时，冷凝腔142与挡水件40之间还可以设置用于排水的贯穿孔。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，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，包括发动机进气管和油气分离器，所述油气分离器具有回气管；

所述回气管与所述发动机进气管连通，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；所述发动机进气管与所述回气管连通的位置处设有冷凝件，用于冷凝所述分离气体，并生成冷凝水；

所述发动机进气管上还设有排水口，所述排水口用于将所述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，所述发动机进气管的侧壁上形成有冷凝腔，所述冷凝腔具有与所述回气管连通的进气口以及与所述发动机进气管连通的多个出气口。

3.根据权利要求2所述的发动机，其特征在于，所述发动机包括设置在所述发动机进气管内的围挡件，所述围挡件与所述发动机进气管相连并围成所述冷凝腔，所述多个出气口以及所述冷凝件均设置在所述围挡件上。

4.根据权利要求3所述的发动机，其特征在于，所述围挡件上还设有进水口，所述冷凝水可经由所述进水口进入所述冷凝腔内，所述排水口贯穿所述冷凝腔。

5.根据权利要求4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，所述冷凝腔设置在所述发动机进气管的下部。

6.根据权利要求2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冷凝腔的下游位置。

7.根据权利要求1-6任一项所述的发动机，其特征在于，所述冷凝件包括多个冷凝片，所述多个冷凝片沿所述发动机进气管的长度方向间隔设置，所述冷凝片为易导热材质制件。

8.根据权利要求1-6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。

9.根据权利要求1-6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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