CN113323741B - 一种发动机曲轴箱通风结构及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发动机曲轴箱通风结构及方法，包括发发动机、曲轴箱、油气分离装置及缸盖，曲轴箱气体经油气分离装置的入口进入油气分离装置，本发明通过将下游小负荷通道内置在油气分离装置内部，下游小负荷通道连接有多个气体分支通道，曲轴箱气体通过下游小负荷通道及多个气体分支通道直接与缸盖进气道相连接，此种曲通箱通风***的设计不会出现液体囤积在进气岐管底部的情况，避免了结冰导致电子节气门卡死。

Description

一种发动机曲轴箱通风结构及方法

技术领域

本发明涉及发动机曲轴箱技术领域，尤其涉及一种曲轴箱通风结构及方法。

背景技术

根据国家排放法规的要求，曲轴箱气体不能直接排入大气中，目前行业内发动机应用的都是闭式的曲轴箱通风***，其通过曲轴箱通风管将发动机进气***与曲轴箱相连，外加上压力调节阀，使得曲轴箱中的气体能不断被抽走从而使曲轴箱压力保持在一定范围内的负压，然而曲轴箱与发动机润滑***直接相连通，其内部有大量的液态机油和油雾，随着发动机运动件的压力及飞溅润滑，曲轴箱气体中混合了大量的机油颗粒，因而必须采用油气分离装置对曲轴箱气体进行油气分离，排走气体的同时使机油回流到润滑***循环使用，一方面减少不必要的机油消耗，另一方面减少油液进入到进气***当中沉积影响电子节气门的正常工作。

增压发动机通常设置有两条外置气体通道：下游小负荷通道、上游大负荷通道。如图1为现有的油气分离***及下游小负荷通道的示意图，图中1为下游小负荷通道、2为油气分离装置的下游小负荷外置通道起点、3为经油气分离后的曲轴箱气体、4为油气分离装置、5为缸盖、6为新鲜空气进气通道、7为密封圈、8为进气岐管、9为连接部位、10为冷凝液、11为节气门体、12为进气管、13为新鲜冷空气。

大部门用户都是在城市工况下用车，在城市工况条件下当发动机负荷较小时，涡轮增压不工作或部分介入工作，节气门11阀片开度很小，由于活塞的抽吸作用，节气门阀片后的进气岐管8和新鲜空气进气通道6内形成一定真空度，上游单向阀关闭，下游单向阀开启，这时候曲轴箱气体3会从油气分离装置的下游小负荷外置通道起点2，通过曲轴箱通风管的下游小负荷通道1，吸入到进气岐管8底部，再进入缸盖5的新鲜空气进气通道6中，最终进入燃烧室循环燃烧。

目前存在的问题在于：由一根外置的曲轴箱通风管作为下游小负荷通道1，它与进气岐管8的连接部位9在进气***底部，经油气分离装置4分离后的曲轴箱气体中含有大量水分、少量机油和燃油，遇上了来自进气管12流经节气门11和进气岐管8的低温新鲜空气13后，会产生冷凝液10并逐渐在进气岐管8内部的低位处囤积，外加上该发动机配置了下置式的节气门体11，因此在冬季、尤其是寒冷地区，容易出现节气门体结冰卡死无法工作的情况。

发明内容

本发明目的是提供一种将下游小负荷通道内置于油气分离装置内部的曲轴箱通风结构及通风方法，以解决冬季寒冷地区发动机节气门体结冰卡死无法工作的问题。

为实现以上目的，本发明技术方案为：

一种发动机曲轴箱通风结构，包括缸盖，缸盖上连接的油气分离装置，油气分离装置的进气口用于曲轴箱气体进入油气分离装置，缸盖内设置有多条空气进气通道，所述的油气分离装置还包括内置的下游小负荷气体通道干路，所述的下游小负荷气体通道干路与油气分离装置内的压力调节机构的出气口连通；下游小负荷气体通道干路连接有多个设置于油气分离装置内的气体分支通道，多个气体分支通道分别连接有连接通道，缸盖顶部设有分离气体入口，分离气体入口一端与相对应的连接通道连通，另一端与缸盖空气进气通道连通，曲轴箱排出的气体经过油气分离装置的下游小负荷通道干路、缸盖上的分离气体入口、缸盖内的空气进气通道进入发动机燃烧室燃烧。

进一步的是，所述的下游小负荷气体通道干路连接有三条气体分支通道，三条气体分支通道位于油气分离装置内部。

进一步的是，所述的连接通道包括分别设置在三个气体分支通道底端的环形槽，环形槽内部周身设置有密封圈。

进一步的是，所述的发动机缸盖上有三个分离气体入口，分别为第一分离气体入口、第二分离气体入口、第三分离气体入口，三个气体分支通道分别与相对应的缸盖分离气体入口通过连接通道连通。

进一步的是，所述的密封圈从环形槽内部周身延伸出，延伸的部分分别覆盖三个缸盖分离气体入口。

进一步的是，所述缸盖内设置有四条空气进气通道，分别为第一空气进气通道、第二空气进气通道、第三空气进气通道、第四空气进气通道；第一分离气体入口与第一空气进气通道连通；第二分离气体入口分别与第二、第三空气进气通道连通；第三分离气体入口与第四空气进气通道连通。

进一步的是，所述曲轴箱气体从油气分离装置排出后，曲轴箱气体排出支路末端位于缸盖内的各空气进气通道的上壁。

进一步的是，所述所述曲轴箱气体从油气分离装置排出后，曲轴箱气体排出支路末端位于缸盖内的各空气进气通道水平方向中部区域。

一种利用上述发动机曲轴箱通风结构实现发动机曲轴箱通风的方法：

曲轴箱气体从油气分离装置的进气口进入油气分离装置，依次通过油气初分离机构、油气精分离机构、压力调节机构后，气体流动通过油气分离装置内置的下游小负荷通道干路起点，再进入下游小负荷通道干路，继而再进入与小负荷通道干路连接的三条气体分支通道当中的一条；

三条气体分支通道分别与缸盖上相对应的三个分离气体入口连通；

第一分离气体入口与第一空气进气通道连通，通往发动机一缸燃烧室；第二分离气体入口与第二空气进气通道连通，通往发动机二缸燃烧室；第二分离气体入口同时与第三空气进气通道连通，通往发动机三缸燃烧室；第三分离气体入口与第四空气进气通道连通，通往发动机四缸燃烧室；

在发动机对应缸处于进气冲程的时候，经油气分离的曲轴箱气体经相应气体通道被吸至相应缸，曲轴箱气体产生流动。

本发明的有益效果是：本发明下游小负荷通道设置在油气分离装置内部，并且直接与缸盖进气通道相连通，连接的接口处于进气***高位，气体流动的路径完全避开了进气岐管与安装在其底部的节气门，此种曲通箱通风结构的设计不会出现液体囤积在进气岐管底部的情况，避免了结冰导致电子节气门卡死。

附图说明

图1是现有技术示意图。

图2是本发明***示意图。

图3是本发明结构示意图。

图4是本发明结构示意图。

图5油气分离装置内部的迷宫结构及气体流向。

图6是油气分离装置主视图。

图7是油气分离装置内部结构及下游小负荷通道剖面图。

图8是下游小负荷通道剖面图。

图9是油气分离装置内部结构及下游小负荷通道仰视图。

图10是缸盖内置的气体通道支路示意图。

图11是缸盖内置的气体通道支路示意图。

图12油气分离装置与缸盖上的内置气体通道的示意图。

图中：1-下游小负荷通道；2-下游小负荷外置通道起点；3-经油气分离后的曲轴箱气体；4-油气分离装置；5-缸盖；6-新鲜空气进气通道；7-密封圈；8-进气岐管；9-连接部位；10-冷凝液；11-节气门体；12-进气管；13-新鲜空气；14-下游小负荷通道干路；15-油气分离装置内的三条支路通道；16-缸盖内的四条曲轴箱气体通道支路；17-内置的下游小负荷通道干路的起点；18、19、20-三个连接通道；21、22、23-三条分支通道；24、25、26-环形槽；27、28、29-缸盖上的分离气体入口；30、31、32、33-曲轴箱气体通道支路；34、35、36、37-曲轴箱气体通道支路末端；38、39、40、41-四个缸的曲轴箱气体；42-上壳体；43-焊接筋；44-下壳体；45-上游大负荷通道起点；46-进气口；47-初分离机构；48-初级回油柱；49-精分离机构；50-液体导流板；51-主回油柱；52-压力调节机构。

具体实施方式

为了使发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步阐述。

在本实施例中，如图2至图11，发动机曲轴箱通风结构，包括缸盖5，缸盖5上连接的油气分离装置4，油气分离装置4的进气口46用于曲轴箱气体进入油气分离装置4。

油气分离装置主体由上壳体42、下壳体44通过热气焊接方式形成一个整体，上下壳体上都有形状相同的焊接筋43，焊接完成后会形成多个独立的功能区域：油气初分离机构47、油气精分离机构49、压力调节机构52、内置的下游小负荷通道干路14，上游大负荷通道，压力调节机构52设置有出气口，油气初分离机构47与油气精分离机构49连通，油气精分离机构49与压力调节机构52连通，下游小负荷气体通道干路14的起点17位于压力调节机构下游，所述起点17与压力调节机构52的出气口连通。

本发明工作原理为：曲轴箱气体从进气口46进入油气分离装置4，通过鱼骨形的初分离机构47进行初级油气分离，初分离出的油液会通过初级回油柱48回流到发动机润滑***，经初级分离后的气体继续流动通过精分离机构49，精分离出油液会通过液体导流板50导流进入到主回油柱51然后回流到发动机润滑***，而经精分离后的气体会通过压力调节机构52，再流动到内置的下游小负荷通道干路14的起点17或上游大负荷通道起点45附近。

根据发动机运行工况，气体会按照图中所述的方向通过下游小负荷通道干路起点17或者上游大负荷通道起点45继续流动。发动机小负荷工况的时候，缸盖气道内和进气岐管内都是负压，下游小负荷通道的单向阀是打开的，曲轴箱内的气体会顺着小负荷通道干路起点17被吸入到缸盖气道内；当发动机负荷较大时，由于增压器全额工作了，缸盖气道或者进气岐管内是增压的，这时候小负荷通道的单向阀就关闭了，曲轴箱内的气体会顺着上游大负荷通道起点45被吸入到缸盖气道内，下游小负荷通道起点17或上游大负荷通道起点45处设置了气体单向阀，用于使曲轴箱气体被吸入到进气***，进气***的空气不允许倒流到曲轴箱。

本发明涉及的是城市工况下用车发动机负荷较小时，气体流动通过油气分离装置的下游小负荷通道起点17以后，会进入下游小负荷通道干路14，继而再进入与下游小负荷通道干路14连通的油气分离装置内的三条支路通道15当中的一条，继而流向缸盖5内的四条曲轴箱气体通道支路16当中的一条，最终在发动机进气冲程时进入到对应缸的缸盖进气道和燃烧室；气体流动的路径完全避开了进气岐管8与安装在其底部的节气门11。

油气分离装置内的三条支路通道15包括设置在油气分离装置内部的三条气体分支通道21、22、23。

油气分离装置内的下游小负荷通道干路14连接的三条分支通道21、22、23的底部设置有安装密封圈7的环形槽24、25、26，密封圈7安装在环形槽24、25、26内部周身之后，环形槽24、25、26形成三个连接通道18、19、20。

发动机共有四个缸，分别为一缸、二缸、三缸、四缸，四个缸共用一个缸盖5，缸盖5上通过加工设置有三个分离气体入口，分别是第一分离气体入口27、第二分离气体入口28、第三分离气体入口29。

所述密封圈7从环形槽24、25、26内部周身延伸出，延伸的部分分别覆盖在分离气体入口27、28、29上。

分支通道21通过连接通道18与第一分离气体入口27连通；分支通道22通过连接通道19与第二分离气体入口28连通；分支通道23通过连接通道20与第三分离气体入口29连通。因有密封圈上7的存在，它可使油气分离装置内的分支通道21、22、23与缸盖上的分离气体入口27、28、29的结合部位密封。

设置在缸盖5内的四条曲轴箱气体通道支路16包括第一曲轴箱气体通道支路30、第二曲轴箱气体通道支路31、第三曲轴箱气体通道支路32、第四曲轴箱气体通道支路33；第一曲轴箱气体通道支路30包括有位于缸盖内的曲轴箱气体通道支路末端34、第二曲轴箱气体通道支路31包括有位于缸盖内的曲轴箱气体通道支路末端35、第三曲轴箱气体通道支路32包括有位于缸盖内的曲轴箱气体通道支路末端36、第四曲轴箱气体通道支路33包括有位于缸盖内的曲轴箱气体通道支路末端37；

第一分离气体入口27与缸盖内的曲轴箱气体通道支路30连通；第二分离气体入口28为共用入口，第二分离气体入口28分别与缸盖内的曲轴箱气体通道支路31及32相连通；第三分离气体入口29与缸盖内的曲轴箱气体通道支路33相连通。

油气分离装置内的分支通道的21，通过第一分离气体入口27，与缸盖内的曲轴箱气体通道支路30相连通；油气分离装置内的分支通道的22，通过第二分离气体入口28，与缸盖内的曲轴箱气体通道支路31相连通；油气分离装置内的分支通道的22，通过第二分离气体入口28，与缸盖内的曲轴箱气体通道支路32相连通；油气分离装置内的分支通道的23，通过第三分离气体入口29，与缸盖内的曲轴箱气体通道支路33相连通。

缸盖5内设置有四条空气进气通道，用于新鲜空气13进入，分别为通往一缸的第一空气进气通道、通往二缸的第二空气进气通道、通往三缸的第三空气进气通道、通往四缸的第四空气进气通道.

所述曲轴箱气体通道支路末端34与第一空气进气通道连通；曲轴箱气体通道支路末端35与第二空气进气通道连通；曲轴箱气体通道支路末端36与第三空气进气通道连通；曲轴箱气体通道支路末端37与第四空气进气通道连通；

本发明中，虽然有有三条分支通道21、22、23，以及与三条分支通道21、22、23相对应的四条内置的曲轴箱气体通道支路30、31、32、33，气体只会在对应缸处于进气冲程的时候，才会被吸过去，产生流动。本发明中，发动机一缸、二缸、三缸、四缸之间交错进气、压缩、做功、排气、循环往复，同一时刻只有其中一个缸处于进气冲程，因而同一时刻只有一个分支通道内有气体流动。

本发明中，最终在发动机对应缸处于进气冲程的时候，经油气分离的曲轴箱气体经相应气体通道被吸至相应缸，曲轴箱气体产生流动。

经油气分离后的曲轴箱气体，通过油气分离装置的下游小负荷通道干路14的起点17以后，会进入下游小负荷通道干路14，继而再进入与下游小负荷通道干路14连通的三条分支通道21、22、23中的一条。

如图12所示：

一缸的曲轴箱气体38通过分支通道21，由缸盖5上的第一分离气体入口27流进，流经缸盖5内置的曲轴箱气体通道支路30，并从曲轴箱气体通道支路末端34流出，进入到缸盖内的第一空气进气通道最终进入一缸燃烧室燃烧；

二缸的曲轴箱气体39通过分支通道22，由缸盖5上的第二分离气体入口28流进，流经缸盖5内置的曲轴箱气体通道支路31，并从曲轴箱气体通道支路末端35流出，进入到缸盖内的第二空气进气通道最终进入二缸燃烧室燃烧；

三缸的曲轴箱气体40通过分支通道22，由缸盖5上的第二分离气体入口28流进，流经内置的曲轴箱气体通道支路32，并从曲轴箱气体通道支路末端36流出，进入到缸盖内的第三空气进气通道最终进入三缸燃烧室燃烧；

四缸的曲轴箱气体41通过分支通道23，由缸盖5上的第三分离气体入口29流进，流经内置的曲轴箱气体通道支路33，并从曲轴箱气体通道支路末端37流出，进入到缸盖内的第四空气进气通道最终进入四缸燃烧室燃烧。

曲轴箱气体通道支路末端34、35、36、37位于各空气进气道的上壁，如图11，且在各空气进气通道水平方向居中位置的附近，并且偏往气体流动方向相反的方向，随着曲轴箱气体气流惯性，曲轴箱气体气流进入新鲜空气进气道后，气体气流就正好居中，以便曲轴箱气体与新鲜空气均匀混合进入燃烧室燃烧。

一种利用上述发动机曲轴箱通风结构实现发动机曲轴箱通风的方法：

曲轴箱气体从油气分离装置4的进气口46进入油气分离装置4，依次通过油气初分离机构47、油气精分离机构49、压力调节机构52后，气体流动通过油气分离装置内置的下游小负荷通道干路14的起点17，再进入下游小负荷通道干路14，继而再进入与小负荷通道干路14连接的三条气体分支通道21、22、23当中的一条；

三条气体分支通道21、22、23分别与缸盖5上相对应的三个分离气体入口27、28、29连通；

分离气体入口27与第一空气进气通道连通，通往发动机一缸燃烧室；分离气体入口28与第二空气进气通道连通，通往发动机二缸燃烧室；分离气体入口28同时与第三空气进气通道连通，通往发动机三缸燃烧室；分离气体入口29与第四空气进气通道连通，通往发动机四缸燃烧室；

最终在发动机对应缸处于进气冲程的时候，经油气分离的曲轴箱气体经相应气体通道被吸至相应缸，曲轴箱气体产生流动。

最后应说明的是：本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种发动机曲轴箱通风结构，包括缸盖(5)，缸盖(5)上连接的油气分离装置(4)，油气分离装置(4)的进气口(46)用于曲轴箱气体进入油气分离装置(4)，缸盖(5)内设置有多条空气进气通道，其特征在于，所述的油气分离装置(4)还包括内置的下游小负荷气体通道干路(14)，所述的下游小负荷气体通道干路(14)与油气分离装置内的压力调节机构(52)的出气口连通；

所述的下游小负荷气体通道干路(14)连接有三条气体分支通道(21、22、23)，三条气体分支通道(21、22、23)位于油气分离装置(4)内部；多个气体分支通道(21、22、23)分别连接有连接通道(18、19、20)；

所述的发动机的缸盖(5)上有三个分离气体入口(27、28、29)，分别为第一分离气体入口(27)、第二分离气体入口(28)、第三分离气体入口(29)，分离气体入口(27、28、29)一端与相对应的连接通道(18、19、20)连通，另一端与缸盖空气进气通道连通，曲轴箱排出的气体经过油气分离装置(4)的下游小负荷通道干路(14)、缸盖上的三个分离气体入口(27、28、29)、缸盖(5)内的空气进气通道进入发动机燃烧室燃烧；

所述的缸盖(5)内设置有四条空气进气通道，分别为第一空气进气通道、第二空气进气通道、第三空气进气通道、第四空气进气通道；第一分离气体入口(27)与第一空气进气通道连通；第二分离气体入口(28)分别与第二、第三空气进气通道连通；第三分离气体入口(29)与第四空气进气通道连通；

所述曲轴箱气体从油气分离装置(4)排出后，曲轴箱气体排出支路末端(34、35、36、37)位于缸盖(5)内的各空气进气通道水平方向中部区域，并且偏往气体流动方向相反的方向。

2.如权利要求1所述的发动机曲轴箱通风结构，其特征在于所述的连接通道(18、19、20)包括分别设置在三个气体分支通道(21、22、23)底端的环形槽(24、25、26)；所述的环形槽(24、25、26)内部周身设置有密封圈(7)。

3.如权利要求2所述的发动机曲轴箱通风结构，其特征在于所述的密封圈(7)从环形槽内部周身延伸出，延伸的部分分别覆盖三个缸盖上的分离气体入口(27、28、29)。

4.如权利要求1所述的发动机曲轴箱通风结构，其特征在于所述曲轴箱气体从油气分离装置(4)排出后，曲轴箱气体排出支路末端(34、35、36、37)位于缸盖(5)内的各空气进气通道的上壁。

5.一种利用权利要求1所述的发动机曲轴箱通风结构实现发动机曲轴箱通风的方法：

曲轴箱气体从油气分离装置(4)的进气口(46)进入油气分离装置(4)，依次通过油气初分离机构(47)、油气精分离机构(49)、压力调节机构(52)后，气体流动通过油气分离装置内置的下游小负荷通道干路(14)的起点(17)，再进入下游小负荷通道干路(14)，继而再进入与小负荷通道干路(14)连接的三条气体分支通道(21、22、23)当中的一条；

三条气体分支通道(21、22、23)分别与缸盖(5)上相对应的三个分离气体入口(27、28、29)连通；

第一分离气体入口(27)与第一空气进气通道连通，通往发动机一缸燃烧室；第二分离气体入口(28)与第二空气进气通道连通，通往发动机二缸燃烧室；第二分离气体入口(28)同时与第三空气进气通道连通，通往发动机三缸燃烧室；第三分离气体入口(29)与第四空气进气通道连通，通往发动机四缸燃烧室；

在发动机对应缸处于进气冲程的时候，经油气分离的曲轴箱气体经相应气体通道被吸至相应缸，曲轴箱气体产生流动。

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