[发明专利]一种发动机曲轴箱通风系统及方法

说明书

本发明公开一种发动机曲轴箱通风系统及方法包括：在气缸盖罩和油气分离器之间设置第一取气通道、在气缸体和油气分离器之间设置第二取气通道；根据外部环境温度、发动机的运行状态和气缸盖罩处的气体温度分别独立控制第一取气通道、第二取气通道的启闭。本发明采用气缸盖罩、气缸体取气双通道取气方案设置，并根据整车环境温度、发动机气缸盖罩区域气体温度和发动机运转情况，使用电磁阀控制两路取气通道的开闭，进行曲轴箱窜气的流动调节，在改善曲轴箱水汽冷凝风险的同时，消除气缸盖罩区域的气体流动死区。

技术领域

本发明属于发动机技术领域，具体是一种发动机曲轴箱通风系统及方法。

背景技术

随着氢气发动机、氨气发动机、氢/氨发动机等技术项目向商品化项目转化，发动机曲轴箱内的水汽冷凝问题会愈发严重，发动机水汽冷凝会造成发动机机油乳化，气门卡滞、生锈，制动摇臂卡滞、生锈，油气分离器生锈、卡滞等一系列严重问题。为解决水汽冷凝问题，需要及时将曲轴箱内含水窜气及时排出发动机或对曲轴箱窜气进行稀释，并确保发动机停机后不会有水汽在发动机曲轴箱内停留，以防止长时间停机后引发上述故障。另外，对于氢气发动机，也需要消除曲轴箱内的窜气死区，以防止氢气积存造成爆炸等事故。

天然气、氢气、氨气等低碳零碳能源的应用成为内燃机发展的全新方向，但这些低碳零碳燃料在燃烧后产生了更多的水，导致发动机曲轴箱内水汽冷凝问题及由此导致的机油乳化，配气机构生锈、卡滞等问题频发，对发动机的正常使用产生不良影响。

现有发动机曲轴箱通风布置技术方案普遍采用气缸盖罩取气或缸体取气的单通道取气布置方案，也即采取气缸盖罩或者缸体作为唯一的曲轴箱取气位置，然后在此基础上进行设计的变形，以消除或改善曲轴箱的机油乳化问题。

现有气缸盖罩取气方案下，曲轴箱窜气需要从曲轴箱(油底壳上方窜气产生区域)流经飞轮壳、气缸盖等零件后，在流经气缸盖罩后流出曲轴箱，整个流通路径过长，窜气在曲轴箱内停留时间长，寒冷天气下，在发动机短暂启动，没有充分热机情况下容易在曲轴箱内发生水汽冷凝析出，造成曲轴箱内机油乳化，气门、摇臂生锈卡滞等问题；

现有缸体取气方案下，曲轴箱窜气流通路径相比气缸盖罩取气缩短，可以使曲轴箱窜气快速排出发动机曲轴箱，防止水汽在曲轴箱内大量凝结，但缸体取气方案下气缸盖罩等发动机上方区域极易形成窜气不流动的死区(仿真计算分析表明，在缸体取气方案下，流经气缸盖罩区域的窜气量占比只有3％左右，该区域窜气流动极缓慢)，窜气不流动死区的存在会导致该部位水汽无法流动，发动机在停机后，在该部位形成水汽冷凝，由此导致局部机油乳化或配气机构生锈卡滞故障；特别是对于氢气发动机，窜气流动死区的存在极易形成氢气积存，造成氢气爆炸等安全隐患。

现有的单通道取气方案，无法针对发动机全工况下实现曲轴箱窜气的及时排出，易造成各种隐患。

一些针对单通道取气方案进行的改型设计，可以改善曲轴箱内水汽冷凝问题，但需要额外的配置和动力源，会大幅增加发动机成本。

发明内容

针对背景技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种有效减少曲轴箱内水汽冷凝、防止形成窜气死区的发动机曲轴箱通风系统及方法。

为达到上述目的，本发明设计的发动机曲轴箱通风方法，包括：在气缸盖罩和油气分离器之间设置第一取气通道、在气缸体和油气分离器之间设置第二取气通道；根据外部环境温度、发动机的运行状态和气缸盖罩处的气体温度分别独立控制第一取气通道、第二取气通道的启闭。

优选的，当外部环境温度高于0℃，同时开启第一取气通道和第二取气通道。

优选的，当外部环境温度低于0℃，发动机由停机工况变为运行工况，关闭第一取气通道，开启第二取气通道，直至发动机充分暖机后，同时开启第一取气通道和第二取气通道。

进一步优选的，当气缸盖罩气体温度升至预设温度T，即为发动机充分暖机。