[发明专利]在增压发动机操作期间用于反向曲轴箱通风的系统

说明书

技术领域

本发明公开涉及在发动机增压操作期间使发动机曲轴箱通风。

背景技术

往复式内燃发动机使用活塞环，以致气缸内的高压燃烧气体不会轻易泄露到曲轴箱。在正确装配的活塞-缸套系统中，少于1％的小部分气体确实会经过活塞环及活塞环环隙从燃烧室泄露。这些气体是部分燃烧的燃烧产物，含有未燃烧燃料以及部分燃烧的燃料与空气混合后的反应成分。首个于20世纪60年代应用于车辆内燃发动机的排放控制措施是曲轴箱强制通风(PCV)系统，如今该系统被普遍使用。

图1所示，具有PCV系统的发动机系统100被显示为自然吸气式发动机102。发动机102具有：汽缸盖104，其带有覆盖气门机构部件的摇臂盖(没有分开显示)；汽缸体106；和油盘108。空气通过管道114被引入发动机102，管道114有空气净化器110和通向进气歧管116的节气门112。排气从发动机102进入排气歧管120，再进入排气管122，然后流经排气管122中的消声器和排放控制装置后，排放到大气中。

未在图1中分开显示的气门机构部件可以包含凸轮轴、摇臂、滚柱指轮从动件、提升阀和弹簧。

发动机102具有曲轴箱108，窜气(blowby)经过发动机环流入曲轴箱108。如果窜气不被排放出，压力将会在发动机内形成，并且最终窜气将找到通向大气的泄露路径。由于从曲轴箱排放出的这些气体约占发动机没有进行任何排放控制时的碳氢化合物排放量的一半，显然这是不可接受的。曲轴箱108与汽缸盖104内的容积流体地连通，汽缸盖104被摇臂盖包围。窜气被抽吸通过摇臂盖的开口，再流经内部设置有PCV阀132的管道130。管道130将气门机构部件上方的开放空间与进气管114(在节气门112下游且在进气歧管116上游)流体地相连。在几乎所有的发动机工作状态下，节气门112下游的管道114的压力低于大气压，因此通过压差产生流动。PCV阀132控制流经管道130的流动。用于通风的洁净空气供应管道134被提供于进气管114的节气门112上游的位置处，并耦连到汽缸盖104的摇臂盖。管道130耦连到汽缸盖104的与管道130耦连的一端相对的端，从而使洁净的进气冲洗汽缸盖。图1所示的PCV管道是一个非限制性示例。

油分离器136被提供于摇臂盖下方。窜气不仅含有未燃烧碳氢化合物和腐蚀性成分，也包含机油油雾，该机油油雾从曲轴箱和汽缸盖内被提供有压力润滑剂的转动部件甩出。该机油含有含磷添加剂，该添加剂如若在燃烧室内燃烧将削弱催化转化器的活性。即使没有这种机油添加剂，优选地将机油保留在发动机内并防止其进入发动机的进气口。油分离器136被用于，在窜气进入PCV阀132进而进入进气管114之前，从窜气中提取机油。油分离器136可使用旋流式分离，即通过旋转空气，使小液滴撞在分离器的壁上，然后滴回至汽缸盖104。在一些情况中，油分离器136是收集较大油滴但允许气体通过的过滤器。被捕获的机油最终落回至汽缸盖104。任何合适的油分离机械装置可被使用于分离器136。

内燃机内有多个容积：

燃烧室通过提升阀选择性地与进气口和排气口耦连。冷却系统中的加压冷却液大部分循环通过汽缸盖和汽缸上部。存在加压机油供应管路。油泵将机油从油盘抽出，并对发动机内通向与移动零件相关的轴承表面的输油管路加压。进行油冷却时，机油以受控方式在轴承表面间泄露或者可以被喷在如活塞裙部或活塞底面等零件上。机油滴落到油盘。在发动机内存在这样一个容积，其包含油盘、曲轴箱和气门机构区域，在该容积内气体和机油通常处于大气压力。流体地耦连的这些容积在此被称为容油容积(oil-containment volume)。在本公开内，容油容积特别地排除加压机油管路，该管路只含机油(机油内仅仅含有少量空气)并且其压力远高于该容油容积的压力。