一種發(fā)動(dòng)機(jī)呼吸系統(tǒng)的改進(jìn)

文/呂雪軍（華菱星馬汽車（集團(tuán)）股份有限公司）

一、技術(shù)背景

現(xiàn)有技術(shù)中，發(fā)動(dòng)機(jī)呼吸系統(tǒng)主要包括開式呼吸系統(tǒng)和閉式呼吸系統(tǒng)。其中，開式呼吸系統(tǒng)直接將曲軸箱內(nèi)的廢氣通入大氣中，不但造成了污染，還浪費(fèi)了能源；同時(shí)，外界大氣為一個(gè)大氣壓，沒有負(fù)壓，不利于廢氣的排出，容易使廢氣積存在曲軸箱中，使曲軸箱內(nèi)的壓力升高[1]。而現(xiàn)有的閉式呼吸系統(tǒng)將曲軸箱中的廢氣通入油氣分離器中，經(jīng)油氣分離后與空氣濾清器后端相連，但是在發(fā)動(dòng)機(jī)低負(fù)荷時(shí)，空氣濾清器后端的負(fù)壓很小，曲軸箱內(nèi)的廢氣流通不暢，難以排出，曲軸箱內(nèi)的壓力隨之上升，進(jìn)而造成密封件失效。

圖1 發(fā)動(dòng)機(jī)呼吸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

因此，如何提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)呼吸系統(tǒng)，使其在用于發(fā)動(dòng)機(jī)后，能夠有利于曲軸箱內(nèi)廢氣的排出，使發(fā)動(dòng)機(jī)維持在較低的曲軸箱壓力下，對(duì)廢氣進(jìn)行充分的利用，降低發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗和排放，成為本領(lǐng)域亟待解決的重要技術(shù)問題。

二、技術(shù)方案

為了解決上述技術(shù)難題，筆者設(shè)計(jì)了一種發(fā)動(dòng)機(jī)呼吸系統(tǒng)，能使發(fā)動(dòng)機(jī)在較低的曲軸箱壓力下，對(duì)廢氣進(jìn)行充分的利用，降低發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗和排放。圖1是這種發(fā)動(dòng)機(jī)呼吸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

新型發(fā)動(dòng)機(jī)呼吸系統(tǒng)包括缸蓋罩殼、油氣分離器6以及曲軸箱。油氣分離器6用于對(duì)從曲軸箱內(nèi)經(jīng)缸蓋罩殼的出氣口流出廢氣進(jìn)行分離，油氣分離器6的進(jìn)氣口通過(guò)進(jìn)氣管1與缸蓋罩殼的出氣口相連，回油口通過(guò)回油管5與曲軸箱的油底殼連通。

其中，油氣分離器6的出氣口通過(guò)出氣管分別與發(fā)動(dòng)機(jī)增壓器進(jìn)氣口以及發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管1連通，油氣分離器6的出氣口與發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管1之間設(shè)置有第一單向閥7，第一單向閥7在油氣分離器6出氣口朝向發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管1方向?yàn)槌ＭńY(jié)構(gòu)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，新設(shè)計(jì)的發(fā)動(dòng)機(jī)呼吸系統(tǒng)在發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中，曲軸箱中的廢氣從缸蓋罩殼的出氣口經(jīng)進(jìn)氣管1進(jìn)入油氣分離器6的進(jìn)氣口，廢氣在油氣分離器6中經(jīng)油氣分離后，分離出來(lái)的機(jī)油從油氣分離器6的回油口經(jīng)回油管5進(jìn)入曲軸箱的油底殼中，而分離出來(lái)的廢氣從油氣分離器6的出氣口出來(lái)，一部分經(jīng)發(fā)動(dòng)機(jī)增壓器進(jìn)氣口重新進(jìn)入燃燒室，剩下的部分經(jīng)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管1進(jìn)入燃燒室。在發(fā)動(dòng)機(jī)低負(fù)荷時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管1有一定的負(fù)壓，能夠?qū)⑶S箱內(nèi)的廢氣引出；但是在發(fā)動(dòng)機(jī)額定負(fù)荷下，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管1會(huì)有一定的正壓，氣體會(huì)倒流，因此在此處設(shè)置第一單向閥7阻止氣體倒流。

出氣管可以采用不同的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)將油氣分離器6的出氣口分別與發(fā)動(dòng)機(jī)增壓器進(jìn)氣口以及發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管1連通的目的。在本例中，出氣管包括主管3以及分流管2，主管3與分流管2的管身連通，分流管2的一端與發(fā)動(dòng)機(jī)增壓器進(jìn)氣口連通，另一端與發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管1連通，第一單向閥7設(shè)置在分流管2與發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管1的連通處。

為了避免曲軸箱中的廢氣經(jīng)回油管5向油氣分離器6方向反向流動(dòng)，在油氣分離器6的回油口與曲軸箱的油底殼之間設(shè)置有第二單向閥4。第二單向閥4在油氣分離器6朝向曲軸箱的油底殼方向?yàn)槌ＭńY(jié)構(gòu)。通過(guò)設(shè)置第二單向閥4，在不影響機(jī)油流向曲軸箱油底殼的同時(shí)，避免廢氣反向流動(dòng)到油氣分離器6。

圖2 發(fā)動(dòng)機(jī)呼吸系統(tǒng)中補(bǔ)氣管與第三單向閥連接結(jié)構(gòu)示意圖

第二單向閥4可以設(shè)置在油氣分離器6回油口和曲軸箱油底殼之間的任意位置。在本實(shí)用新型實(shí)施例中，第二單向閥4設(shè)置在回油管5與曲軸箱的油底殼的連通處。

圖2為發(fā)動(dòng)機(jī)呼吸系統(tǒng)中補(bǔ)氣管與第三單向閥連接結(jié)構(gòu)示意圖。為了避免曲軸箱內(nèi)的廢氣出氣過(guò)量，導(dǎo)致曲軸箱內(nèi)壓力過(guò)低產(chǎn)生負(fù)壓，曲軸箱上開設(shè)有補(bǔ)氣口。補(bǔ)氣口通過(guò)補(bǔ)氣管8與發(fā)動(dòng)機(jī)空氣濾清器的出氣口相連。在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，新鮮的空氣經(jīng)空氣濾清器進(jìn)入曲軸箱中，使曲軸箱中的壓力保持穩(wěn)定。

曲軸箱中的廢氣經(jīng)補(bǔ)氣管8流向發(fā)動(dòng)機(jī)空氣濾清器，發(fā)動(dòng)機(jī)空氣濾清器的出氣口與補(bǔ)氣口之間設(shè)置有第三單向閥9，第三單向閥9在發(fā)動(dòng)機(jī)空氣濾清器朝向補(bǔ)氣口方向?yàn)槌ＭńY(jié)構(gòu)。進(jìn)一步的，第三單向閥9設(shè)置在補(bǔ)氣管8與補(bǔ)氣口的連通處，可有效避免曲軸箱中壓力較大。

三、結(jié)論

新設(shè)計(jì)開發(fā)的發(fā)動(dòng)機(jī)呼吸系統(tǒng)可以將油氣分離器分離出來(lái)的廢氣分成兩路，分別通向發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管以及發(fā)動(dòng)機(jī)增壓器進(jìn)氣口，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣的流通量，有利于曲軸箱內(nèi)廢氣的排出，能夠使曲軸箱內(nèi)的壓力保持在較低的水平，避免密封件由于壓力過(guò)大而失效，降低了安全隱患，充分利用了廢氣，減少了發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗和排放[2]。