CN219366131U - 发动机曲轴箱的通风系统、发动机及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种发动机曲轴箱的通风系统、发动机及车辆，涉及车辆技术领域。该发动机曲轴箱的通风系统包括油气分离器，油气分离器用于分离发动机曲轴箱排出的油气混合物，油气分离器的出气口设置有负压形成装置，负压形成装置能使油气分离器的出气口形成负压区。通过负压形成装置在油气分离器的出气口形成负压区，负压区的负压能够抵消由于发动机负荷率升高漏气量增加导致的发动机曲轴箱的压力升高，不会影响油气分离器的分离效率和增压器的增压效率，而且避免了发动机出现喷机油的问题。另外，该发动机曲轴箱的通风系统无需增加额外的控制系统，降低了成本，结构简单，可靠性高。

Description

发动机曲轴箱的通风系统、发动机及车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆技术领域，尤其涉及一种发动机曲轴箱的通风系统、发动机及车辆。

背景技术

发动机运行产生的曲轴箱气体是造成大气污染的一个主要来源，为了降低大气污染，发动机曲轴箱的通风系统中设置油气分离器用于分离有害物质。

被动式油气分离器由于其成本低的特点，在柴油机上广泛应用，其分离效率和阻力成一定的正相关关系，分离效率越高的油气分离器，其阻力也越大，阻力过大会导致发动机曲轴箱压力高，继而引发增压器、油气分离器等回油不畅，出现增压器漏油、油气分离器喷机油等问题。为避免油气分离器阻力过大，现有油气分离器采用旁通设计，会牺牲部分过滤效率，导致排放的碳氢化合物等污染物增加。而采用闭式循环，将油气分离器的出气口接到增压器前会导致油气混合物中的油泥附着在增压器叶轮上，导致增压器的效率下降。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种发动机曲轴箱的通风系统、发动机及车辆，该发动机曲轴箱的通风系统能够避免发动机曲轴箱的压力过高，且不会降低油气分离器的分离效率和增压器的增压效率，提高了发动机的性能，保证了车辆运行的可靠性。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

发动机曲轴箱的通风系统，包括油气分离器，所述油气分离器用于分离所述发动机曲轴箱排出的油气混合物，其中，所述油气分离器的出气口设置有负压形成装置，所述负压形成装置能使所述油气分离器的出气口形成负压区。

作为发动机曲轴箱的通风系统的一个可选方案，所述负压形成装置包括腔体、第一进口、第一出口和连接口，所述第一进口和所述第一出口分别设置于所述腔体的两端，所述第一进口与所述油气分离器的出气口连通，所述第一出口与大气连通，所述连接口设置于所述第一进口和所述第一出口之间，且与所述腔体连通，通过所述连接口对所述腔体内的气体作用以使所述腔体内形成所述负压区。

作为发动机曲轴箱的通风系统的一个可选方案，所述腔体内设置有环形腔，所述环形腔位于所述腔体的中部，且与所述连接口连通；所述连接口与压缩空气源连接，所述压缩空气源通过所述连接口向所述环形腔内提供压缩空气，所述压缩空气经所述环形腔的喷嘴喷出并贴附所述环形腔的侧壁流动，能使所述腔体的中心形成所述负压区。

作为发动机曲轴箱的通风系统的一个可选方案，所述环形腔的喷嘴的侧壁与所述第一进口和所述第一出口的连线方向呈预设夹角设置，所述预设夹角为5°～15°。

作为发动机曲轴箱的通风系统的一个可选方案，所述环形腔的喷嘴的宽度为0.05mm～1mm。

发动机，包括发动机曲轴箱和如以上任一方案所述的发动机曲轴箱的通风系统，所述发动机曲轴箱与所述发动机曲轴箱的通风系统连接。

作为发动机的一个可选方案，所述发动机还包括增压器压气系统，所述增压器压气系统包括增压器，所述增压器的出气口与所述负压形成装置连接。

车辆，包括车载空气罐和如上所述的发动机，所述车载空气罐与所述负压形成装置连接。

作为车辆的一个可选方案，所述车载空气罐通过第一管路与所述负压形成装置连接，所述第一管路上设置有开关阀，所述开关阀用于控制所述车载空气罐与所述负压形成装置的连通。

作为车辆的一个可选方案，所述第一管路上还设置有压力控制阀，所述压力控制阀用于控制所述第一管路内的气体压力。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的发动机曲轴箱的通风系统，包括油气分离器，油气分离器用于分离发动机曲轴箱排出的油气混合物，将油气混合物中的有害物质分离出来避免排到大气中污染大气环境。由于油气分离器的分离效率越高，其阻力越大，油气分离器的阻力过大会导致发动机曲轴箱的压力高，继而引发增压器和油气分离器等回油不畅，出现增压器漏油、油气分离器喷机油等问题。通过在油气分离器的出气口设置负压形成装置，在油气分离器的结构和进气量确定的情况下，阻力是一个定值，即油气分离器的进气口和出气口的压差确定，通过负压形成装置在油气分离器的出气口形成负压区，负压区的负压能够抵消由于发动机负荷率升高漏气量增加导致的发动机曲轴箱的压力升高。即在压差恒定的情况下，通过改变油气分离器的出气口的压力，将油气分离器的进气口的压力控制在合理的范围，不会影响油气分离器的分离效率和增压器的增压效率，而且避免了发动机出现喷机油的问题。另外，该发动机曲轴箱的通风系统无需增加额外的控制系统，降低了成本，结构简单，可靠性高。

本实用新型提供的发动机，包括发动机曲轴箱、发动机曲轴箱的通风系统和增压器压气系统，增压器压气系统中的增压器的出气口与发动机曲轴箱的通风系统中的负压形成装置连接，增压器的出气口流出的压缩空气进入负压形成装置，能使负压形成装置内形成负压区，负压区的负压抵消由于发动机负荷率升高漏气量增加导致的发动机曲轴箱的压力升高，能够避免发动机喷射机油的问题，且不影响油气分离器的分离效率和增压器的增压效率，提高了发动机的性能。

本实用新型提供的车辆，包括车载空气罐和上述的发动机，车载空气罐能为负压形成装置提供压缩空气，使负压形成装置内形成负压区，负压区的负压抵消由于发动机负荷率升高漏气量增加导致的发动机曲轴箱的压力升高，保证了车辆运行的可靠性。

附图说明

图1是本实用新型具体实施方式提供的发动机曲轴箱的通风系统的结构示意图；

图2是本实用新型具体实施方式提供的负压形成装置的结构示意图。

图中：

1、发动机曲轴箱；2、油气分离器；3、负压形成装置；4、增压器；5、空气过滤器；6、中冷器；7、第三管路；8、第四管路；9、第五管路；

11、油底壳；31、腔体；32、第一进口；33、第一出口；34、连接口；

311、环形腔；

3111、喷嘴。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”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；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实施例提供了一种车辆，车辆包括车载空气罐和发动机，车载空气罐内存储有压缩空气。

如图1所示，本实施例还提供了一种发动机，应用于上述的车辆，发动机包括发动机曲轴箱1、发动机曲轴箱的通风系统、增压器压气系统和空气压缩机压气系统(图中未示出)，发动机曲轴箱1与发动机曲轴箱的通风系统连接，发动机曲轴箱的通风系统用于分离发动机曲轴箱1产生的废气。增压器压气系统包括空气过滤器5、增压器4和中冷器6，大气中的新鲜空气经过空气过滤器5过滤后进入增压器4增压，增压器4增压后的气体再经过中冷器6冷却后经发动机气缸盖进入发动机。空气压缩机压气系统包括空气压缩机和气罐，空气压缩机为发动机自带，气罐的进气端与空气压缩机连通，气罐的出气端与发动机气缸盖的进气口连通。

在发动机运行过程中，发动机曲轴箱1中的废气主要来源于活塞环、增压器4和空气压缩机的漏气，漏气量高的工况对应高进气量，因此，高漏气量导致发动机曲轴箱1压力升高。

发动机曲轴箱1中的废气为油气混合物，油气混合物中的油污含碳氢化合物等污染物。油气分离器2与发动机曲轴箱1连接，用于分离发动机曲轴箱1排出的油气混合物。发动机曲轴箱1内的油气混合物经发动机曲轴箱1的排气口通过第三管路7与油气分离器2的进气口连通。油气混合物经过油气分离器2分离出的气体经油气分离器2的出气口排出，分离出的油污经油气分离器2的排污口排出，油气分离器2的排污口通过第四管路8与发动机曲轴箱1的油底壳11连接，以将分离出的油污集聚在油底壳11。

由于油气分离器2的分离效率越高，阻力越大，油气分离器2的阻力大会造成发动机曲轴箱1的压力大。发动机曲轴箱1的压力大容易导致发动机出现增压器4漏油和油气分离器2喷机油等问题。现有技术中为避免油气分离器2的阻力过大，采用旁通设计，但是这种方法会牺牲油气分离器2的部分过滤效率，导致排放的碳氢化合物等污染物增加。而闭式循环的发动机曲轴箱的通风系统，是将油气分离器2的出气口与增压器4的进气口连接，这样会导致油气中的油泥附着在增压器4叶轮上，导致增压器4的增压效率下降。

为避免发动机曲轴箱1的压力过高，且不会降低油气分离器2的分离效率和增压器4的增压效率。本实施例还提供了一种发动机曲轴箱的通风系统，应用于上述的发动机，发动机曲轴箱的通风系统包括油气分离器2，油气分离器2与发动机曲轴箱1连接，油气分离器2的出气口设置有负压形成装置3，负压形成装置3能使油气分离器2的出气口形成负压区。

通过在油气分离器2的出气口设置负压形成装置3，在油气分离器2的结构和进气量确定的情况下，阻力是一个定值，即油气分离器2的进气口和出气口的压差确定，通过负压形成装置3在油气分离器2的出气口形成负压区，负压区的负压能够抵消由于发动机负荷率升高漏气量增加导致的发动机曲轴箱1的压力升高。即在压差恒定的情况下，通过改变油气分离器2的出气口的压力，将油气分离器2的进气口的压力控制在合理的范围，不会影响油气分离器2的分离效率和增压器4的增压效率，而且避免了发动机出现喷机油的问题。另外，该发动机曲轴箱的通风系统无需增加额外的控制系统，降低了成本，结构简单，可靠性高。

作为发动机曲轴箱的通风系统的一个可选方案，负压形成装置3包括腔体31、第一进口32、第一出口33和连接口34，第一进口32和第一出口33分别设置于腔体31的两端，第一进口32与油气分离器2的出气口连通，第一出口33与大气连通，连接口34设置于第一进口32和第一出口33之间，且与腔体31连通，通过连接口34对腔体31内的气体作用以使腔体31内形成负压区。通过负压形成装置3的腔体31内形成负压区，负压区的负压抵消由于发动机负荷率升高漏气量增加导致的发动机曲轴箱1的压力升高，无需额外增加控制系统，结构简单，降低了成本，提高了可靠性。

如图2所示，作为发动机曲轴箱的通风系统的一个可选方案，腔体31内设置有环形腔311，环形腔311位于腔体31的中部，且与连接口34连通；连接口34与压缩空气源连接，压缩空气源通过连接口34向环形腔311内提供压缩空气，压缩空气经环形腔311的喷嘴3111喷出并贴附环形腔311的侧壁流动，以使腔体31的中心形成负压区。环形腔311的侧壁为曲面，基于科恩达效应(又称附壁效应)，在油气分离器2出气口形成负压区，避免出现发动机曲轴箱1压力过高问题。

科恩达效应为：流体具有改变原来流动方向，转为贴附凸出曲面运动的特性，流体与固定表面之间存在的摩擦使流体流速减缓，当曲面的曲率变化相对平缓时，流体会贴附固体壁面运动。

在本实施例中，压缩空气通过连接口34进入环形腔311经喷嘴3111喷射出后，在射流附壁效应的作用下压缩空气贴附环形腔311的侧壁流动，由于气流卷吸作用，在腔体31的中心形成负压区，负压区的负压抵消由于漏气量升高导致的发动机曲轴箱1压力升高。

作为发动机曲轴箱的通风系统的一个可选方案，环形腔311的喷嘴3111的侧壁与第一进口32和第一出口33的连线方向呈预设夹角设置，预设夹角为5°～15°。第一进口32和第一出口33的连线方向即为油气分离器2分离出的气体的射流方向，自环形腔311的喷嘴3111高速喷射出的压缩空气与油气分离器2分离出的气体的射流方向呈预设夹角。

优选地，预设夹角取10°～12°，使得油气分离器2的出气口形成负压区的效果更好。

作为发动机曲轴箱的通风系统的一个可选方案，环形腔311的喷嘴3111的宽度为0.05mm～1mm。环形腔311的喷嘴3111的长度与腔体31的宽度基本相同，环形腔311的喷嘴3111的宽度设置为0.05mm～1mm，以保证压缩空气的喷射速度。若宽度过大，取气量会增加，而且影响负压区形成效果。

优选地，环形腔311的喷嘴3111的宽度为0.05mm～0.1mm。在该范围内的喷嘴3111的宽度，在油气分离器2的出气口形成负压的效果更好。

负压区的负压大小与环形腔311的喷嘴3111的结构和压缩空气的压力相关，对于同一型号的发动机，根据该型号的发动机的工况配置环形腔311的喷嘴3111的结构，不同型号的发动机，配置的负压形成装置3中的环形腔311的喷嘴3111的结构不同。对于同一型号的发动机，环形腔311的喷嘴3111结构已确定，可以通过调整压缩空气的压力调整在负压形成装置3内形成的负压大小，使得油气分离器2的出气口的负压能够与发动机曲轴箱1升高的压力抵消。

由于增压器压气系统与发动机气缸盖连接，经增压器4增压后的压缩空气的压力与发动机的工况相关，增压器4增压后的压缩空气的压力随发动机曲轴箱1的压力的变化而变化。在本实施例中，增压器4的出气口与负压形成装置3连接，即压缩空气源为经增压器4增压后的压缩空气。连接口34通过第五管路9与增压器4的出气口连接，以从增压器4后取少量压缩空气，基于科恩达效应，在油气分离器2的出气口形成负压区，应对油气分离器2阻力较大导致的发动机曲轴箱1压力升高问题，无额外控制系统，结构简单，可靠性高。

由于科恩达效应的压缩空气倍增的效果，该发动机曲轴箱的通风系统，在增压器4后的取气量约为漏气量的1/6，占发动机进气量的比例约为1‰左右，不会影响发动机的响应性。

在本实用新型提供的发动机曲轴箱的通风系统的一个可选实施例中，车载空气罐与负压形成装置3连接，即压缩空气源为车载空气罐中的压缩空气。车载空气罐通过第一管路与负压形成装置3的连接口34连接，第一管路上设置有开关阀，开关阀用于控制车载空气罐与负压形成装置3的连通。通过设置开关阀，控制车载空气罐中的压缩空气与负压形成装置3的连通。

由于发动机曲轴箱1的压力不高时，即不需要在油气分离器2的出气口形成负压。只有发动机曲轴箱1的压力升高时，才需要从车载空气罐中获取压缩空气。当需要在油气分离器2的出气口形成负压时，打开开关阀，从车载空气罐中获取压缩空气。当不需要在油气分离器2的出气口形成负压时，关闭开关阀，车载空气罐不向负压形成装置3中提供压缩空气。

为了便于调节从车载空气罐中获取的压缩空气的压力，以调节在负压形成装置3内形成的负压大小，第一管路上还设置有压力控制阀，压力控制阀用于控制第一管路内的气体压力，即控制通过连接口34进入环形腔311内的压缩空气的压力，从而控制在腔体31内形成的负压大小，以与发动机曲轴箱1的升高压力抵消。

在本实用新型提供的发动机曲轴箱的通风系统的又一个可选实施例中，发动机曲轴箱的通风系统还包括真空泵，真空泵通过第二管路与连接口34连通，真空泵能向腔体31内抽真空，以使腔体31内形成负压区。通过真空泵向腔体31内抽真空，使得腔体31内形成负压区，也可抵消发动机曲轴箱1的升高压力。

本实施例提供的发动机，应用上述的发动机曲轴箱的通风系统，增压器压气系统中的增压器4的出气口与发动机曲轴箱的通风系统中的负压形成装置3连接，增压器4的出气口流出的压缩空气进入负压形成装置3，能使负压形成装置3内形成负压区，负压区的负压抵消由于发动机负荷率升高漏气量增加导致的发动机曲轴箱1的压力升高，能够避免发动机喷射机油的问题，且不影响油气分离器2的分离效率和增压器4的增压效率，提高了发动机的性能。

本实施例提供的车辆，应用上述的发动机，车载空气罐能为负压形成装置3提供压缩空气，使负压形成装置3内形成负压区，负压区的负压抵消由于发动机负荷率升高漏气量增加导致的发动机曲轴箱1的压力升高，保证了车辆运行的可靠性。

以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.发动机曲轴箱的通风系统，包括油气分离器(2)，所述油气分离器(2)用于分离发动机曲轴箱(1)排出的油气混合物，其特征在于，所述油气分离器(2)的出气口设置有负压形成装置(3)，所述负压形成装置(3)能使所述油气分离器(2)的出气口形成负压区。

2.根据权利要求1所述的发动机曲轴箱的通风系统，其特征在于，所述负压形成装置(3)包括腔体(31)、第一进口(32)、第一出口(33)和连接口(34)，所述第一进口(32)和所述第一出口(33)分别设置于所述腔体(31)的两端，所述第一进口(32)与所述油气分离器(2)的出气口连通，所述第一出口(33)与大气连通，所述连接口(34)设置于所述第一进口(32)和所述第一出口(33)之间，且与所述腔体(31)连通，通过所述连接口(34)对所述腔体(31)内的气体作用以使所述腔体(31)内形成所述负压区。

3.根据权利要求2所述的发动机曲轴箱的通风系统，其特征在于，所述腔体(31)内设置有环形腔(311)，所述环形腔(311)位于所述腔体(31)的中部，且与所述连接口(34)连通；所述连接口(34)与压缩空气源连接，所述压缩空气源通过所述连接口(34)向所述环形腔(311)内提供压缩空气，所述压缩空气经所述环形腔(311)的喷嘴喷出并贴附所述环形腔(311)的侧壁流动，能使所述腔体(31)的中心形成所述负压区。

4.根据权利要求3所述的发动机曲轴箱的通风系统，其特征在于，所述环形腔(311)的喷嘴的侧壁与所述第一进口(32)和所述第一出口(33)的连线方向呈预设夹角设置，所述预设夹角为5°～15°。

5.根据权利要求3所述的发动机曲轴箱的通风系统，其特征在于，所述环形腔(311)的喷嘴的宽度为0.05mm～1mm。

6.发动机，其特征在于，包括发动机曲轴箱(1)和如权利要求1-5任一项所述的发动机曲轴箱的通风系统，所述发动机曲轴箱(1)和所述发动机曲轴箱的通风系统连接。

7.根据权利要求6所述的发动机，其特征在于，所述发动机还包括增压器压气系统，所述增压器压气系统包括增压器(4)，所述增压器(4)的出气口与所述负压形成装置(3)连接。

8.车辆，其特征在于，包括车载空气罐和如权利要求6所述的发动机，所述车载空气罐与所述负压形成装置(3)连接。

9.根据权利要求8所述的车辆，其特征在于，所述车载空气罐通过第一管路与所述负压形成装置(3)连接，所述第一管路上设置有开关阀，所述开关阀用于控制所述车载空气罐与所述负压形成装置(3)的连通。

10.根据权利要求9所述的车辆，其特征在于，所述第一管路上还设置有压力控制阀，所述压力控制阀用于控制所述第一管路内的气体压力。