一種發動機呼吸系統的改進

文/呂雪軍（華菱星馬汽車（集團）股份有限公司）

一、技術背景

現有技術中，發動機呼吸系統主要包括開式呼吸系統和閉式呼吸系統。其中，開式呼吸系統直接將曲軸箱內的廢氣通入大氣中，不但造成了污染，還浪費了能源；同時，外界大氣為一個大氣壓，沒有負壓，不利于廢氣的排出，容易使廢氣積存在曲軸箱中，使曲軸箱內的壓力升高[1]。而現有的閉式呼吸系統將曲軸箱中的廢氣通入油氣分離器中，經油氣分離后與空氣濾清器后端相連，但是在發動機低負荷時，空氣濾清器后端的負壓很小，曲軸箱內的廢氣流通不暢，難以排出，曲軸箱內的壓力隨之上升，進而造成密封件失效。

圖1 發動機呼吸系統結構示意圖

因此，如何提供一種發動機呼吸系統，使其在用于發動機后，能夠有利于曲軸箱內廢氣的排出，使發動機維持在較低的曲軸箱壓力下，對廢氣進行充分的利用，降低發動機的油耗和排放，成為本領域亟待解決的重要技術問題。

二、技術方案

為了解決上述技術難題，筆者設計了一種發動機呼吸系統，能使發動機在較低的曲軸箱壓力下，對廢氣進行充分的利用，降低發動機的油耗和排放。圖1是這種發動機呼吸系統的結構示意圖。

新型發動機呼吸系統包括缸蓋罩殼、油氣分離器6以及曲軸箱。油氣分離器6用于對從曲軸箱內經缸蓋罩殼的出氣口流出廢氣進行分離，油氣分離器6的進氣口通過進氣管1與缸蓋罩殼的出氣口相連，回油口通過回油管5與曲軸箱的油底殼連通。

其中，油氣分離器6的出氣口通過出氣管分別與發動機增壓器進氣口以及發動機進氣管1連通，油氣分離器6的出氣口與發動機進氣管1之間設置有第一單向閥7，第一單向閥7在油氣分離器6出氣口朝向發動機進氣管1方向為常通結構。

與現有技術相比，新設計的發動機呼吸系統在發動機工作過程中，曲軸箱中的廢氣從缸蓋罩殼的出氣口經進氣管1進入油氣分離器6的進氣口，廢氣在油氣分離器6中經油氣分離后，分離出來的機油從油氣分離器6的回油口經回油管5進入曲軸箱的油底殼中，而分離出來的廢氣從油氣分離器6的出氣口出來，一部分經發動機增壓器進氣口重新進入燃燒室，剩下的部分經發動機進氣管1進入燃燒室。在發動機低負荷時，發動機進氣管1有一定的負壓，能夠將曲軸箱內的廢氣引出；但是在發動機額定負荷下，發動機進氣管1會有一定的正壓，氣體會倒流，因此在此處設置第一單向閥7阻止氣體倒流。

出氣管可以采用不同的結構來實現將油氣分離器6的出氣口分別與發動機增壓器進氣口以及發動機進氣管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的一端與發動機增壓器進氣口連通，另一端與發動機進氣管1連通，第一單向閥7設置在分流管2與發動機進氣管1的連通處。

為了避免曲軸箱中的廢氣經回油管5向油氣分離器6方向反向流動，在油氣分離器6的回油口與曲軸箱的油底殼之間設置有第二單向閥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為常通結構。通過設置第二單向閥4，在不影響機油流向曲軸箱油底殼的同時，避免廢氣反向流動到油氣分離器6。

圖2 發動機呼吸系統中補氣管與第三單向閥連接結構示意圖

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

圖2為發動機呼吸系統中補氣管與第三單向閥連接結構示意圖。為了避免曲軸箱內的廢氣出氣過量，導致曲軸箱內壓力過低產生負壓，曲軸箱上開設有補氣口。補氣口通過補氣管8與發動機空氣濾清器的出氣口相連。在發動機運行過程中，新鮮的空氣經空氣濾清器進入曲軸箱中，使曲軸箱中的壓力保持穩定。

曲軸箱中的廢氣經補氣管8流向發動機空氣濾清器，發動機空氣濾清器的出氣口與補氣口之間設置有第三單向閥9，第三單向閥9在發動機空氣濾清器朝向補氣口方向為常通結構。進一步的，第三單向閥9設置在補氣管8與補氣口的連通處，可有效避免曲軸箱中壓力較大。

三、結論

新設計開發的發動機呼吸系統可以將油氣分離器分離出來的廢氣分成兩路，分別通向發動機進氣管以及發動機增壓器進氣口，提高了發動機廢氣的流通量，有利于曲軸箱內廢氣的排出，能夠使曲軸箱內的壓力保持在較低的水平，避免密封件由于壓力過大而失效，降低了安全隱患，充分利用了廢氣，減少了發動機的油耗和排放[2]。