曲轴箱通风系统和发动机的制作方法

1.本实用新型涉及汽车技术领域，具体而言，涉及一种曲轴箱通风系统和发动机。


背景技术：

2.在发动机工作时，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组与气缸之间的间隙漏入曲轴箱内，形成窜气。窜气过多会影响机油品质和腐蚀润滑系统，严重时会导致曲轴箱压力过大，从而引起机油泄漏，因此需要设置曲轴箱通风系统。
3.然而现有的曲轴箱通风系统的部分负荷管路和全负荷管路均外置设置，且同时均通过进气歧管与缸盖的进气道连接，从而导致外置管路增加零部件成本，增加发动机外附件布置难度。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的包括，例如，提供了一种曲轴箱通风系统和发动机，其能够将部分负荷管路内置设置，减少外置管路布置，降低成本。
5.本实用新型的实施例可以这样实现：
6.第一方面，本实用新型提供一种曲轴箱通风系统，与发动机的涡轮增压器、缸体、缸盖和凸轮轴承盖配合，包括：
7.曲轴箱、第一通风管道、精油气分离器和部分负荷管路；
8.所述第一通风管道的一端与所述曲轴箱连接，所述第一通风管道的另一端与所述精油气分离器的进口连接；
9.所述精油气分离器的一个出气口通过所述部分负荷管路与所述缸盖的进气道连接；
10.所述部分负荷管路位于发动机内部。
11.本方案的曲轴箱通风系统的精油气分离器的一个出气口通过部分负荷管路与缸盖的进气道连接，且部分负荷管路位于发动机内部。这样的设置方式将部分负荷管路完全内置在发动机内部，从而改善了现有技术中的部分负荷管路和全负荷管路均外置设置的情况，仅保留全负荷管路外置的情况(进一步的，全负荷管路也能够实行内置，这里不进一步展开)，如此显著地减少了外置管路布置的数量、还降低了成本。另一方面，国六b需要监测pcv系统的完整性，而将部分负荷管路内置与发动机内部的方式使得能够满足国六b对曲轴箱通风系统监测的豁免要求。同时，部分负荷管路的出口直接与缸盖的进气道连接，改善了现有技术部分负荷管路需要经进气歧管与缸盖的进气道连接的情况，缩短了窜气经部分负荷管路的移动路径，提高了曲轴箱通风的效率。综上，这样的曲轴箱通风系统保障了润滑系统的稳定，从而确保了发动机的高效运行，且这样的设置方式还能够提高发动机的环保效能；经过分离的窜气还能够补充进气道的进气量，提高燃烧室内的混合气的燃烧效率，使发动机的燃油经济性更加出众。
12.在可选的实施方式中，所述部分负荷管路内置于所述缸盖和所述凸轮轴承盖内。
13.因为部分负荷管路的一个出气口需要与缸盖的进气道连接，将部分负荷管路内置于缸盖和凸轮轴承盖内的方式能够简化部分负荷管路的路径，保障其高效稳定地工作。
14.在可选的实施方式中，还包括第一单向阀，所述第一单向阀设置在所述部分负荷管路上。
15.第一单向阀能够防止部分负荷管路的压力变化时，气体倒流入曲轴箱，如此确保部分负荷管路稳定运行。
16.在可选的实施方式中，还包括第一回油管，所述第一回油管的一端与所述精油气分离器的出油口连接，所述第一回油管的另一端与所述曲轴箱连接。
17.第一回油管能够将窜气经过精油气分离器分离产生的机油收集回油至曲轴箱，这样一方面能够保障润滑系统中机油总量的稳定，保障润滑系统稳定运行；另一方面将机油回收能够避免机油对润滑系统以外的部分的污染和腐蚀，保障发动机整体性能。
18.在可选的实施方式中，还包括全负荷管路和进气管路；
19.所述精油气分离器的另一出气口通过全负荷管路与所述涡轮增压器连接，所述涡轮增压器的出口通过所述进气管路与进气歧管连接。
20.相较于现有技术中全负荷管路与空滤后管路连接，空滤后管路再与涡轮增压器连接的方式，这里的全负荷管路依旧采用外置方式，而全负荷管路是直接与涡轮增压器连接的。如此改善了现有技术中在增压器刚介入工作后，由于空滤后的压损小，无法保证此刻发动机的曲轴箱压力为负值，国六b中规定对曲轴箱污染物排放需要进行追加试验，从而增加试验成本的技术问题。
21.进而保证在整个发动机运行map工况下，曲轴箱压力为负值，无需对曲轴箱污染物排放进行追加试验，降低试验成本。
22.在可选的实施方式中，还包括第二单向阀，所述第二单向阀设置在所述全负荷管路上。
23.第二单向阀能够防止全负荷管路的压力变化时，气体倒流入曲轴箱，如此确保全负荷管路稳定运行。
24.在可选的实施方式中，还包括空气过滤器；
25.所述空气过滤器通过管路与所述涡轮增压器的进口连接。
26.在可选的实施方式中，还包括粗油气分离器和第二通风管道；
27.所述粗油气分离器的进口通过所述第二通风管道的一端与所述曲轴箱连接；
28.所述粗油气分离器的出气口与所述第一通风管道连接。
29.如此使得来自曲轴箱中的窜气先经过粗油气分离器的过滤后再输送至第一通风管道，从而进一步增加油气分离效率，保障了部分负荷管路和全负荷管路中气体的品质，保证了发动机的燃烧效率，提高了曲轴箱通风系统的工作效能。
30.在可选的实施方式中，还包括第二回油管，所述粗油气分离器的出油口通过所述第二回油管与所述曲轴箱连接。
31.第二回油管能够将窜气经粗油气分离器后分离的机油部分输送至曲轴箱，保障润滑系统的稳定工作。
32.第二方面，本实用新型提供一种发动机，包括：
33.涡轮增压器、缸体、缸盖、凸轮轴承盖和前述实施方式中任一项所述的曲轴箱通风
系统；
34.所述曲轴箱通风系统用于将所述曲轴箱内的窜气经过所述第一通风管道进入所述精油气分离器中；所述第一通风管道依次经过所述缸体、所述缸盖和所述凸轮轴承盖；
35.在中小负荷时，所述涡轮增压器未介入工作，此刻进气歧管为负压，经所述精油气分离器过滤后的气体通过内置的所述部分负荷管路进入所述缸盖的所述进气道中，最终进入燃烧室参与燃烧。
36.这样的发动机能够高效、快捷地完成对曲轴箱的窜气的油气分离，且将分离后的气体输入至燃烧室参与燃烧做功，如此即保障了发动机的润滑系统的稳定运行，又能够提高发动机的燃烧效率，具有节能环保、经济效益突出的特点。
37.本实用新型实施例的有益效果包括，例如：
38.曲轴箱通风系统包括曲轴箱、第一通风管道、精油气分离器和部分负荷管路。精油气分离器的一个出气口通过部分负荷管路与缸盖的进气道连接，且部分负荷管路位于发动机内部。这样的设置方式将部分负荷管路完全内置在发动机内部，从而改善了现有技术中的部分负荷管路和全负荷管路均外置设置的情况，仅保留全负荷管路外置的情况，如此显著地减少了外置管路布置的数量、还降低了成本，同时满足国六b对曲轴箱通风系统监测的豁免要求。
39.另一方面，部分负荷管路的出口直接与缸盖的进气道连接，改善了现有技术部分负荷管路需要经进气歧管与缸盖的进气道连接的情况，缩短了窜气经部分负荷管路的移动路径，提高了曲轴箱通风的效率。
40.这样的曲轴箱通风系统保障了润滑系统的稳定，从而确保了发动机的高效运行，且这样的设置方式还能够提高发动机的环保效能；经过分离的窜气还能够补充进气道的进气量，提高燃烧室内的混合气的燃烧效率，使发动机的燃油经济性更加出众。
41.发动机包括上述的曲轴箱通风系统，因此具有曲轴箱通风系统的全部效益，其燃油经济性出众、节能环保、经济效益突出。
附图说明
42.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
43.图1为现有技术的曲轴箱通风的示意图；
44.图2为本实用新型实施例的曲轴箱通风系统的示意图；
45.图3为本实用新型实施例的曲轴箱通风系统的局部结构示意图。
46.图标：001
‑
缸体；002
‑
缸盖；003
‑
凸轮轴承盖；004
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油气分离器；005
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空气滤清器；006
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涡轮增压器；007
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进气歧管；008
‑
曲轴箱；041
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通风管道；042
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第一单向阀；043
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全负荷管路；044
‑
第二单向阀；045
‑
部分负荷管路；046
‑
空滤后管路；047
‑
进气管路；048
‑
进气道；049
‑
回油管；10
‑
曲轴箱通风系统；11
‑
缸体；12
‑
缸盖；13
‑
凸轮轴承盖；14
‑
精油气分离器；15
‑
空气过滤器；16
‑
涡轮增压器；17
‑
进气歧管；18
‑
曲轴箱；19
‑
粗油气分离器；251
‑
第一通风管道；252
‑
第一单向阀；253
‑
部分负荷管路；254
‑
第一回油管；255
‑
进气道；256
‑
全负荷管
路；257
‑
第二单向阀；258
‑
进气管路；381
‑
第二通风管道；382
‑
第二回油管。
具体实施方式
47.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
48.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
49.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
50.在本实用新型的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
51.此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
52.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例中的特征可以相互结合。
53.在发动机工作时，燃烧室中的高压可燃混合气和已燃气体，或多或少会通过活塞组与气缸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，从而阻塞发动机润滑油路；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，形成漏油故障。
54.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，必须实行曲轴箱通风。此外，为满足日益严格的排放要求和提高经济性，在汽车发动机设计过程中也必须进行曲轴箱通风系统设计。
55.图1为现有技术的曲轴箱008通风系统的示意图，从图1中可以看出，现有技术方案，位于缸体001中的曲轴箱008窜气通过通风管道041输送至油气分离器004。该通风管道041内置在缸体001、缸盖002和凸轮轴承盖003中。
56.油气分离器004的出油口通过内置的回油管049回流至曲轴箱008。
57.油气分离器004的一个出气口通过具有第一单向阀042的全负荷管路043连接至空滤后管路046，空滤后管路046用于连接空气滤清器005的出口和涡轮增压器006的进口，涡轮增压器006的出口通过进气管路047连接至进气歧管007；油气分离器004的另一个出气口通过具有第二单向阀044的部分负荷管路045连接至进气歧管007。进气歧管007连通至发动机缸盖002内的进气道048。
58.这样的系统在发动机低负荷工况，由部分负荷管路045进入进气歧管007；在发动
机高负荷工况，由全负荷管路043进入空滤后管路046，再经增压器进入进气歧管007。
59.然而这样的系统具有以下缺点：
60.1.现有技术方案，部分负荷管路045外置，与进气歧管007连接，国六b需要监测pcv系统的完整性，而且外置管路增加零部件成本，增加发动机外附件布置难度。
61.2.而且全负荷管路043连接在空滤后，在中等负荷时，在增压器刚介入工作后，由于空滤后的压损小，无法保证此刻发动机的曲轴箱008压力为负值，而国六b中规定对曲轴箱008污染物排放需要进行追加试验，从而增加试验成本。
62.3.运行时间久后，油气分离器004的分离效率会有所下降，从而增大烧机油的风险。
63.为改善上述技术问题，在下面的实施例中提供一种曲轴箱008通风系统和发动机。
64.请参考图2，本实施例提供了一种曲轴箱通风系统10，其与发动机的涡轮增压器16、缸体11、缸盖12和凸轮轴承盖13配合，包括曲轴箱18、第一通风管道251、精油气分离器14和部分负荷管路253。
65.第一通风管道251的一端与曲轴箱18连接，第一通风管道251的另一端与精油气分离器14的进口连接；
66.精油气分离器14的一个出气口通过部分负荷管路253与缸盖12的进气道255连接；
67.部分负荷管路253位于发动机内部。
68.本实施例的曲轴箱通风系统10的精油气分离器14的一个出气口通过部分负荷管路253与缸盖12的进气道255连接，且部分负荷管路253位于发动机内部。
69.这样的设置方式将部分负荷管路253完全内置在发动机内部，从而改善了现有技术中的部分负荷管路253和全负荷管路256均外置设置的情况，仅保留全负荷管路256外置的情况，如此显著地减少了外置管路布置的数量、还降低了成本，同时满足国六b对曲轴箱通风系统10监测的豁免要求。
70.另一方面，部分负荷管路253的出口直接与缸盖12的进气道255连接，改善了现有技术部分负荷管路253需要经进气歧管17与缸盖12的进气道255连接的情况，缩短了窜气经部分负荷管路253的移动路径，提高了曲轴箱18通风的效率。
71.这样的曲轴箱通风系统10保障了润滑系统的稳定，从而确保了发动机的高效运行，且这样的设置方式还能够提高发动机的环保效能；经过分离的窜气还能够补充进气道255的进气量，提高燃烧室内的混合气的燃烧效率，使发动机的燃油经济性更加出众。
72.可以理解的是，在本实用新型的其他实施例中，全负荷管路256也可调整为内置结构，如此进一步减少了外置管路布置的数量、降低了成本，同时满足国六b对曲轴箱通风系统10监测的豁免要求，这里仅仅是一个示例，不做限定。
73.需要说明的是，凸轮轴承盖13、缸体11、缸盖12均设置有贯通的连接通道，连接通道形成第一通风管道251的一部分。
74.请继续参照图2和图3，以了解曲轴箱通风系统10的更多结构细节。从图中可以看出，在本实施例中，部分负荷管路253内置于缸盖12和凸轮轴承盖13内。特别的，图3中黑色线段和黑色箭头示出了部分负荷管路253的路径。
75.因为部分负荷管路253的一个出气口需要与缸盖12的进气道255连接，将部分负荷管路253内置于缸盖12和凸轮轴承盖13内的方式能够简化部分负荷管路253的路径，保障其
高效稳定地工作。
76.进一步的，在本实用新型的本实施例中，还包括第一单向阀252，第一单向阀252设置在部分负荷管路253上。
77.第一单向阀252能够防止部分负荷管路253的压力变化时，气体倒流入曲轴箱18，如此确保部分负荷管路253稳定运行。
78.在本实施例中，曲轴箱通风系统10还包括第一回油管254，第一回油管254的一端与精油气分离器14的出油口连接，第一回油管254的另一端与曲轴箱18连接。
79.第一回油管254能够将窜气经过精油气分离器14分离产生的机油回至曲轴箱18，这样一方面能够保障润滑系统中机油的总量的稳定，保障润滑系统稳定运行；另一方面将机油回收能够避免机油对润滑系统以外的零部件的污染和腐蚀，保障发动机整体性能，避免漏油等情况的发生。
80.进一步的，在本实用新型的本实施例中，曲轴箱通风系统10还包括全负荷管路256和进气管路258；精油气分离器14的另一出气口通过全负荷管路256与涡轮增压器16连接，涡轮增压器16的出口通过进气管路258与进气歧管17连接。
81.相较于现有技术中全负荷管路256与空滤后管路连接，空滤后管路再与涡轮增压器16连接的方式，这里的全负荷管路256依旧外置方式，而全负荷管路256是直接与涡轮增压器16连接的。如此改善了现有技术中在增压器刚介入工作后，由于空滤后的压损小，无法保证此刻发动机的曲轴箱18压力为负值，国六b中规定对曲轴箱18污染物排放需要进行追加试验，从而增加试验成本的技术问题。
82.进而保证在整个发动机运行map工况下，曲轴箱18压力为负值，无需对曲轴箱18污染物排放进行追加试验，降低试验成本。
83.在本实施例中，还包括第二单向阀257，第二单向阀257设置在全负荷管路256上。第二单向阀257能够防止全负荷管路256的压力变化时，气体倒流入曲轴箱18，如此确保全负荷管路256稳定运行。
84.具体的，曲轴箱通风系统10还包括空气过滤器15；空气过滤器15通过管路与涡轮增压器16的进口连接。
85.在本实用新型的本实施例中，曲轴箱通风系统10还包括粗油气分离器19和第二通风管道381；粗油气分离器19的进口通过第二通风管道381的一端与曲轴箱18连接；粗油气分离器19的出气口与第一通风管道251连接。
86.如此使得来自曲轴箱18中的窜气先经过粗油气分离器19的过滤后再输送至第一通风管道251，从而进一步增加油气分离效率，保障了部分负荷管路253和全负荷管路256中气体的品质，保证了发动机的燃烧效率，提高了曲轴箱通风系统10的工作效能。
87.可以理解的是，第二通风管道381可以为贯通地设置在缸体11内的通道。
88.进一步的，曲轴箱通风系统10还包括第二回油管382，粗油气分离器19的出油口通过第二回油管382与曲轴箱18连接。
89.第二回油管382能够将窜气经粗油气分离器19分离后的机油输送至曲轴箱18，保障润滑系统的稳定工作。
90.可选的，第二回油管382是在缸体11中形成的通道(例如机加、铸造成型等)。
91.需要说明的是，第一回油管254和第二回油管382中的机油进入曲轴箱后最终汇入
油底壳的油液中。
92.使用时，曲轴箱18内的窜气经过内置在缸体11中的第二通风管道381进入粗油气分离器19中，过滤后的大粒径油滴通过内置在缸体11中的第二回油管382回到油底壳，分离后的气体经过内置于缸体11、缸盖12和凸轮轴承盖13中的第一通风管道251进入精油气分离器14中，经过过滤后的小粒径油滴通过内置在缸体11、缸盖12和凸轮轴承盖13中的第一回油管254回到油底壳，分离后的气体分为两路进入燃烧室。
93.在低负荷时，增压器未介入工作，此刻进气歧管17为负压，过滤后的气体通过第一单向阀252及内置于缸盖12和凸轮轴承盖13的部分负荷管路253进入进气道中，最终进入燃烧室参与燃烧；在增压器刚介入工作时，过滤后的气体通过第二单向阀257及外置的全负荷管路256进入涡轮增压器16压端，经过压机增压后最终进入燃烧室参与燃烧。
94.第二方面，本实用新型提供一种发动机，包括：
95.涡轮增压器16、缸体11、缸盖12、凸轮轴承盖13和前述实施方式中任一项的曲轴箱通风系统10；
96.曲轴箱通风系统10用于将曲轴箱18内的窜气经过第一通风管道251进入精油气分离器14中；第一通风管道251依次经过缸体11、缸盖12和凸轮轴承盖13；
97.在低负荷时，涡轮增压器16未介入工作，此刻进气歧管17为负压，经精油气分离器14过滤后的气体通过内置的部分负荷管路253进入缸盖12的进气道255中，最终进入燃烧室参与燃烧。
98.这样的发动机能够高效、快捷地完成对曲轴箱18的窜气的油气分离，且将分离后的气体送至燃烧室参与燃烧做功，如此即保障了发动机的润滑系统的稳定运行，又能够提高发动机的燃烧效率，具有节能环保、经济效益突出的特点。
99.综上，本实用新型实施例提供了一种曲轴箱通风系统10和发动机，至少具有以下优点：
100.1、本方案在现有技术方案的基础上增加粗油气分离器19，进一步提高了油气分离效率。
101.2、将部分负荷管路253内置于凸轮轴承盖13与缸盖12的机加通道内，既可以降低外置管路的成本，降低布置难度，也可以满足国六b对曲轴箱通风系统10监测中，确保系统完整性的豁免要求。
102.3、将全负荷管路256与涡轮增压器16压端连接后，保证发动机在整个map工况内，曲轴箱18压力为负值，满足曲轴箱18污染物排放试验要求。
103.以上，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。