CN217440129U - 增压发动机曲轴箱通风系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种增压发动机曲轴箱通风系统，包括：第一通风管的一端连接于PCV阀，PCV阀通过油气分离器与所述窜气腔相连通，另一端连接于进气管上并位于涡轮增压器的压缩机与空气滤清器之间；第二通风管与所述窜气腔相连通，第二通风管上设置有响应所述窜气腔内的窜气被第一通风管与进气管的连接处的负压吸出以允许新鲜空气补入的单向阀，所述第二通风管的进气口设置有空气过滤器。该通风系统在发动机的全负荷工况下均可在负压条件下将曲轴箱中窜气“吸出来”，同时，新鲜空气被允许通过简单的方式补入曲轴箱，窜气置换时曲轴箱内气压低，发动机使用更为安全。

Description

增压发动机曲轴箱通风系统

技术领域

本实用新型涉及内燃发动机的曲轴箱通风系统，尤其涉及一种采用涡轮增压器以增大进气量的内燃发动机的曲轴箱通风系统。

背景技术

在发动机(内燃发动机)工作时，燃烧室的高压可燃混合气和已燃气体，或多或少会通过活塞与气缸套之间的间隙漏入曲轴箱内，造成窜气。窜气的成分为未燃的燃油气、水蒸气和废气等，这会稀释机油，降低机油的使用性能，加速机油的氧化、变质。水气凝结在机油中，会形成油泥，阻塞油路；废气中的酸性气体混入润滑系统，会导致发动机零件的腐蚀和加速磨损；窜气还会使曲轴箱的压力过高而破坏曲轴箱的密封，使机油渗漏流失。为防止曲轴箱压力过高，延长机油使用期限，减少零件磨损和腐蚀，防止发动机漏油，需采用通风系统对曲轴箱进行强制换气。

当前，增压发动机已非常普遍，由于设置了涡轮增压器，使得该类发动机的通风系统具有特殊性。公知的增压发动机曲轴箱强制通风系统，如图1所示(图中，柴油机可省略节气门10)，主要采用两路油气分离器(油气分离器5和油气分离器14)以及PCV阀6(PCV是曲轴箱强制通风的英文缩写)，其主要特征是，一路油气分离器5通过PCV阀6与进气歧管8连接，另一路油气分离器14连接空气滤清器13与涡轮增压器的压缩机11之间的进气管12，该系统有如下缺点：

在发动机处于怠速或低负荷时，涡轮增压器未被致动，进气歧管8中的空气压力低于增压器的压缩机11上游侧的压力，曲轴箱1中的窜气通过第一通风管7被吸入进气歧管8，同时涡轮增压器的压缩机11上游侧进气管12中的新鲜空气通过第二通风管9补充到曲轴箱1中，使曲轴箱1中的废气浓度降低，可实现曲轴箱的换气过程。

但在发动机处于大中负荷时，发动机排出的废气使涡轮增压器致动，涡轮增压器的压缩机11下游侧的空气压力升高，进气歧管8中的空气压力将大于涡轮增压器的压缩机11上游侧的压力，这时，PCV阀6关闭切断第一通风管7，曲轴箱1中的窜气通过第二通风管9排出到涡轮增压器的压缩机11的上游侧，然后通过进气管12进入气缸。由于曲轴箱1中不能补入新鲜空气，窜气导致曲轴箱内废气浓度越来越高，特别是燃烧气体燃料的气体机和燃烧汽油的汽油机，其中的可燃燃气的浓度升高到一定极限值后，有发生爆炸的危险。

中国发明专利CN106065798A公开了一种用于涡轮增压发动机的曲轴箱通风压力管理系统，在曲轴箱和进气管之间连通第一通风管，在曲轴箱和进气歧管之间连通第二通风管，与所述第二通风管连通的PCV阀，在涡轮增压器的怠速状态中所述PCV阀响应于所述进气歧管中的真空压力以允许空气从所述曲轴箱流动至所述进气歧管，与所述第二通风管连通的限制件，被构造成在所述怠速状态中限制通过所述第二通风管进入所述曲轴箱的新鲜空气的流量，PCV旁路，被构造成在所述增压状态中允许单向气流通过所述第二通风管绕过所述PCV阀进入所述曲轴箱，与所述第一通风管连通的泄压阀，被构造成当所述曲轴箱中的压力超过阈值压力时，在所述增压状态中绕开所述限制件。

上述专利在涡轮增压器处于增压状态期间允许合适流量的加压空气通过气流控制部件从进气歧管进入曲轴箱中，完成窜气的置换，解决了在增压状态时不能向曲轴箱中补充新鲜空气的问题，但其曲轴箱中的气体是被增压的空气“压出来”的，泄压时曲轴箱内的气体压力通常会高于大气压力，过高的气体压力存在损坏密封件的风险。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种增压发动机曲轴箱通风系统，以降低窜气置换时曲轴箱内的气体压力，提高其使用安全性。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种增压发动机曲轴箱通风系统，包括：油气分离器和PCV阀，所述油气分离器安装于发动机，所述发动机包括机体、曲轴箱和气缸盖罩，所述机体设置有窜气通道，所述窜气通道将所述气缸盖罩和所述曲轴箱连通并形成窜气腔，所述机体设置有通过进气管接收新鲜空气的进气歧管，涡轮增压器的压缩机设置于所述进气管上，所述进气管的进气口设置有空气滤清器；第一通风管和第二通风管，所述第一通风管的一端连接于所述PCV阀，所述PCV阀通过所述油气分离器与所述窜气腔相连通，所述第二通风管与所述窜气腔相连通；所述第一通风管的另一端连接于所述进气管上并位于所述压缩机与所述空气滤清器之间，所述第二通风管上设置有响应所述窜气腔内的窜气被所述第一通风管与所述进气管的连接处的负压吸出以允许新鲜空气进入的单向阀，所述第二通风管的进气口设置有空气过滤器。

其中，所述第一通风管与所述进气管的连接处设置有借助流动的新鲜空气形成负压的文丘里结构。

其中，所述文丘里结构设置于所述进气管中，所述文丘里结构包括用于形成喉部的喉管，所述喉管开设有通气孔，所述第一通风管通过所述通气孔与所述喉部的负压区相连通。

其中，所述喉管固定于所述进气管的内壁并与之形成连通腔，所述第一通风管连接于所述进气管的管壁并与所述连通腔连通。

其中，所述喉管和部分进气管形成一个独立的连接于所述进气管中的文丘里管。

其中，所述进气管并联设置有进气支管，所述文丘里结构设置于所述进气支管中，所述文丘里结构包括用于形成喉部的喉管，所述喉管开设有通气孔，所述第一通风管连接于所述进气支管并通过所述通气孔与所述喉部的负压区相连通。

其中，所述喉管固定于所述进气支管的内壁并与之形成连通腔，所述第一通风管连接于所述进气支管的管壁并与所述连通腔连通。

采用上述技术方案后，本实用新型所取得的技术效果是：

1.发动机工作时，进气管中的空气流速较快，新鲜空气经过空气滤清器后压力降低，导致空气滤清器后的管路中的空气压力低于大气压力，窜气腔中的窜气通过第一通风管被吸入空气滤清器下游侧的进气管中。在发动机各工况下，通过设计使第一通风管中流出的窜气量大于发动机产生的窜气量，例如可以通过设计第一通风管的管径来做到这一点。与进气管中的空气流速相比，第二通风管中新鲜空气的流速要慢的多，第二通风管中的气压力虽然稍微低于大气压，但比第一通风管中的气压高，如此一来，两者便产生压差，新鲜空气就会经空气过滤器、第二通风管、单向阀进入曲轴箱，从而实现对曲轴箱内窜气的置换。在发动机全负荷工况(不论涡轮增压器被致动还是未被致动)下均可通过负压的方式将曲轴箱中窜气“吸出来”，同时，新鲜空气被允许通过简单的方式补入曲轴箱，窜气置换时曲轴箱内气压低，发动机使用更为安全。

2.在进气管中设置文丘里结构，文丘里结构借助新鲜空气的流速，可以更为显著的形成负压，增强曲轴箱窜气的换气效果。

3.文丘里结构设置在与进气管并联的进气支管中，与进气管相比，进气支管的流通面积较小，将文丘里结构设置其中，可以显著降低成本，特别适合于大型发动机。

附图说明

图1是一种公知的增压发动机曲轴箱通风系统的结构示意图；

图2是本实用新型增压发动机曲轴箱通风系统实施例1的结构示意图；

图3是本实用新型增压发动机曲轴箱通风系统实施例1中第一通风管与进气管连接处的结构剖视图；

图4是本实用新型增压发动机曲轴箱通风系统实施例2中第一通风管与进气管连接处的结构剖视图；

图中：1、曲轴箱；2、机体；3、气缸盖罩；4、窜气通道；5、油气分离器；6、PCV阀；7、第一通风管；7a、第一通风管；8、进气歧管；9、第二通风管；9a、第二通风管；10、节气门；11、涡轮增压器的压缩机；12、进气管；12a、进气管；12b、进气管；13、空气滤清器；14、油气分离器；15、单向阀；16、空气过滤器；17a、喉管；17b、喉管；171、通气孔；18、进气支管；A、新鲜空气；B、窜气,C、负压区。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

实施例1

如图2所示，一种增压发动机曲轴箱通风系统，用于对曲轴箱内的窜气进行置换。该通风系统包括油气分离器5、PCV阀6、第一通风管7a、第二通风管9a、单向阀15和空气过滤器16等。

油气分离器5安装于发动机，例如汽油发动机机或气体发动机，所述发动机包括机体2、曲轴箱1和气缸盖罩3，通常情况下，发动机的机体2包括气缸体和气缸盖两部分。机体2设置有窜气通道4，窜气通道4将气缸盖罩3和曲轴箱1连通并形成窜气腔，机体2设置有通过进气管12a接收新鲜空气的进气歧管8，涡轮增压器的压缩机11设置于进气管12a上，进气管12a的进气口设置有空气滤清器13。在进气管12a上设置有节气门10，节气门10一般被设置在涡轮增压器的压缩机11与进气歧管8之间。

第一通风管7a的一端连接于PCV阀6，PCV阀6通过油气分离器5与所述窜气腔相连通，另一端连接于进气管12a上并位于涡轮增压器的压缩机11与空气滤清器13之间；第二通风管9a与所述窜气腔相连通，第二通风管9a上设置有响应所述窜气腔内的窜气被第一通风管7a与进气管12a的连接处的负压吸出以允许新鲜空气补入的单向阀15，所述第二通风管的进气口设置有空气过滤器16，在非正常工作状态下，单向阀15可防止窜气腔的油气进入到大气中。

一般而言，从燃烧室泄漏到曲轴箱1中的窜气B比较轻，因此，窜气出口设置于窜气腔的上方更为合理，即将油气分离器5设置于气缸盖罩3，第二通风管9a连接于曲轴箱1。

发动机工作时，进气管12a中的空气流速较快，新鲜空气A经过空气滤清器13后压力降低，导致空气滤清器13后的管路中的空气压力低于大气压力，窜气腔中的窜气B通过第一通风管7a被吸入空气滤清器13下游侧的进气管12a中。在发动机各工况下(不论涡轮增压器被致动还是未被致动)，通过设计使第一通风管7a中流出的窜气量大于发动机产生的窜气量，例如可以通过设计第一通风管的管径来做到这一点。与进气管12a中的空气流速相比，第二通风管9a中新鲜空气A的流速要慢的多，第二通风管9a中的气压力虽然稍微低于大气压，但比第一通风管7a中的气压高，如此一来，两者便产生压差，新鲜空气A就会经空气过滤器16、第二通风管9a、单向阀15进入曲轴箱1，从而实现对曲轴箱1内窜气的置换。

在发动机全负荷工况(不论涡轮增压器被致动还是未被致动)下均可通过负压的方式将曲轴箱中窜气“吸出来”，同时，新鲜空气被允许通过简单的方式补入曲轴箱，窜气置换时曲轴箱内气压低，可保证曲轴箱内的气压力不会超标，降低了过高的气体压力损坏密封件的风险，发动机使用更为安全。

为了增强曲轴箱窜气的换气效果，如图3所示，在第一通风管7a与进气管12a的连接处设置文丘里结构,文丘里结构借助流动的新鲜空气A可以形成更为显著的负压。

文丘里结构设置于进气管12a中，所述文丘里结构包括用于形成喉部的喉管17a，喉管17a开设有通气孔171，第一通风管7a通过通气孔171与所述喉部的负压区C相连通。

具体的，喉管17a固定于进气管12a的内壁并与之形成连通腔，第一通风管7a连接于进气管12a的管壁并与所述连通腔连通。

为了便于制造，将喉管17a和部分进气管12a形成一个独立的文丘里管后再连接于所述进气管中。

实施例2

图4示出了实施例2中第一通风管7a与进气管12a连接处的结构，如图4所示，进气管12a并联设置有进气支管18，所述文丘里结构设置于进气支管18中，即：文丘里结构包括用于形成喉部的喉管17b，喉管17b开设有通气孔，第一通风管7a连接于进气支管18并通过所述通气孔与所述喉部的负压区相连通。喉管17b固定于进气支管18的内壁并与之形成连通腔，第一通风管7a连接于进气支管18的管壁并与所述连通腔连通，具体结构可参考图3，在此不做赘述。相对于进气管12a，进气支管18的流通面积较小，将文丘里结构设置其中，可以显著降低成本，特别适合于大型发动机。

本实用新型不局限于上述实施例，例如：去掉节气门后，上述通风系统可用于增压柴油机，而且，该通风系统也同时适用于非增压发动机。

本实用新型构思的本质是在发动机全负荷工况(不论涡轮增压器被致动还是未被致动)下均可通过负压的方式将曲轴箱中窜气“吸出来”，同时，新鲜空气被允许通过简单的方式补入曲轴箱，窜气置换时曲轴箱内气压低，发动机使用更为安全。一切基于本实用新型的构思、结构、方法和原理所做出的种种改进，都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种增压发动机曲轴箱通风系统，包括：

油气分离器和PCV阀，所述油气分离器安装于发动机，所述发动机包括机体、曲轴箱和气缸盖罩，所述机体设置有窜气通道，所述窜气通道将所述气缸盖罩和所述曲轴箱连通并形成窜气腔，所述机体设置有通过进气管接收新鲜空气的进气歧管，涡轮增压器的压缩机设置于所述进气管上，所述进气管的进气口设置有空气滤清器；

第一通风管和第二通风管，所述第一通风管的一端连接于所述PCV阀，所述PCV阀通过所述油气分离器与所述窜气腔相连通，所述第二通风管与所述窜气腔相连通；其特征在于，

所述第一通风管的另一端连接于所述进气管上并位于所述压缩机与所述空气滤清器之间，所述第二通风管上设置有响应所述窜气腔内的窜气被所述第一通风管与所述进气管连接处的负压吸出以允许新鲜空气补入的单向阀，所述第二通风管的进气口设置有空气过滤器。

2.如权利要求1所述的增压发动机曲轴箱通风系统，其特征在于，所述第一通风管与所述进气管的连接处设置有借助流动的新鲜空气形成负压的文丘里结构。

3.如权利要求2所述的增压发动机曲轴箱通风系统，其特征在于，所述文丘里结构设置于所述进气管中，所述文丘里结构包括用于形成喉部的喉管，所述喉管开设有通气孔，所述第一通风管通过所述通气孔与所述喉部的负压区相连通。

4.如权利要求3所述的增压发动机曲轴箱通风系统，其特征在于，所述喉管固定于所述进气管的内壁并与之形成连通腔，所述第一通风管连接于所述进气管的管壁并与所述连通腔连通。

5.如权利要求4所述的增压发动机曲轴箱通风系统，其特征在于，所述喉管和部分进气管形成一个独立的连接于所述进气管中的文丘里管。

6.如权利要求2所述的增压发动机曲轴箱通风系统，其特征在于，所述进气管并联设置有进气支管，所述文丘里结构设置于所述进气支管中，所述文丘里结构包括用于形成喉部的喉管，所述喉管开设有通气孔，所述第一通风管连接于所述进气支管并通过所述通气孔与所述喉部的负压区相连通。

7.如权利要求6所述的增压发动机曲轴箱通风系统，其特征在于，所述喉管固定于所述进气支管的内壁并与之形成连通腔，所述第一通风管连接于所述进气支管的管壁并与所述连通腔连通。

8.如权利要求1所述的增压发动机曲轴箱通风系统，其特征在于，所述油气分离器设置于所述气缸盖罩，所述第二通风管连接于所述曲轴箱。

9.如权利要求1所述的增压发动机曲轴箱通风系统，其特征在于，所述进气管上设置有节气门，所述节气门位于所述涡轮增压器的压缩机与所述进气歧管之间。

Images