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一种闭式循环呼吸系统及汽车

阅读：395发布：2021-06-07

专利汇可以提供一种闭式循环呼吸系统及汽车专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明属于交通工具技术领域，公开了一种闭式循环呼吸系统及汽车。该闭式循环呼吸系统，包括：发动机、油气分离器及增压器，油气分离器的一端连通于发动机的曲轴箱，另一端通过出气管路与进气管路相连通，进气管路连通于增压器，增压器连通于发动机；旁通管路的进口端连通于出气管路，旁通管路的出口端分别与增压器和发动机相连通；单向阀，其设置于旁通管路上，单向阀被配置为选择性开启，使经油气分离器分离的气体能够通过旁通管路回流至发动机内，用于对曲轴箱的泄压。该闭式循环呼吸系统结构简单可靠，降低了发动机压力突然变大而损坏发动机的风险，实现了对发动机的有效防护，延长发动机的使用寿命。，下面是一种闭式循环呼吸系统及汽车专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种闭式循环呼吸系统，包括：发动机(1)、油气分离器(2)及增压器(3)，所述油气分离器(2)的一端连通于所述发动机(1)的曲轴箱，另一端通过出气管路(4)与进气管路(5)相连通，所述进气管路(5)连通于所述增压器(3)，所述增压器(3)连通于所述发动机(1)的气缸，其特征在于，还包括：
旁通管路(6)，所述旁通管路(6)的进口端(61)连通于所述出气管路(4)，所述旁通管路(6)的出口端(62)分别与所述增压器(3)和所述发动机(1)相连通；
单向阀(7)，其设置于所述旁通管路(6)上，所述单向阀(7)被配置为选择性开启，使经所述油气分离器(2)分离的气体能够通过所述旁通管路(6)回流至所述发动机(1)内，用于对所述曲轴箱进行泄压。
2.根据权利要求1所述的闭式循环呼吸系统，其特征在于，还包括进气加热器(8)，所述进气加热器(8)的一端连通于所述增压器(3)，另一端分别连通于所述发动机(1)和所述旁通管路(6)。
3.根据权利要求2所述的闭式循环呼吸系统，其特征在于，所述进气加热器(8)和所述发动机(1)之间通过第一管路(9)相连通，且所述第一管路(9)连通于所述旁通管路(6)。
4.根据权利要求3所述的闭式循环呼吸系统，其特征在于，所述第一管路(9)的管径向靠近所述发动机(1)的方向逐渐减少。
5.根据权利要求3所述的闭式循环呼吸系统，其特征在于，所述第一管路(9)内的气流与所述旁通管路(6)内的气流在所述第一管路(9)和所述旁通管路(6)之间的连接处呈锐角设置。
6.根据权利要求3所述的闭式循环呼吸系统，其特征在于，所述旁通管路(6)的出口端(62)设置在所述第一管路(9)靠近所述进气加热器(8)的位置处，以使经所述进气加热器(8)加热的气体能够加热所述单向阀(7)。
7.根据权利要求2所述的闭式循环呼吸系统，其特征在于，所述增压器(3)和所述进气加热器(8)之间通过第二管路(10)相连通。
8.根据权利要求1所述的闭式循环呼吸系统，其特征在于，还包括空气滤清器(11)，所述空气滤清器(11)设置在所述进气管路(5)的进口。
9.根据权利要求1所述的闭式循环呼吸系统，其特征在于，所述增压器(3)包括压气机(31)、连接轴(32)及涡轮机(33)，所述连接轴(32)的两端分别连接于所述压气机(31)和所述涡轮机(33)，且所述压气机(31)和所述涡轮机(33)均与所述发动机(1)相连通。
10.一种汽车，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的闭式循环呼吸系统。

说明书全文

一种闭式循环呼吸系统及汽车

技术领域

[0001] 本发明涉及交通工具技术领域，尤其涉及一种闭式循环呼吸系统及汽车。

背景技术

[0002] 在汽车行业中，发动机的呼吸通风系统一般分为闭式循环呼吸系统和开式循环呼吸系统，其中闭式循环呼吸系统是指经过油气分离器分离后的油气不直接排到大气中，而是通过出气管路连接到增压器前的进气管路上，然后再次重新进入发动机内。

[0003] 对于在寒冷地区运行的发动机，如果采用闭式循环呼吸系统，当长时间停车后再启动时，经常会在油气分离器的出气管路和增压器的进气管路之间的连接处出现结冰的情况。由于结冰位置在管路内部，不容易发现，如果直接启动，即使在怠速运行时，结冰位置会堵塞油气分离器的出气管路中气体的排出，使得发动机的曲轴箱压力突然增大，导致加机油口喷机油以及机油尺被顶出等故障，从而损坏发动机，缩短发动机的使用寿命。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供一种闭式循环呼吸系统及汽车，避免因管路结冰而损坏发动机的情况，延长发动机的使用寿命。

[0005] 为达此目的，本发明采用以下技术方案：

[0006] 一种闭式循环呼吸系统，包括：发动机、油气分离器及增压器，所述油气分离器的一端连通于所述发动机的曲轴箱，另一端通过出气管路与进气管路相连通，所述进气管路连通于所述增压器，所述增压器连通于所述发动机的气缸，还包括：

[0007] 旁通管路，所述旁通管路的进口端连通于所述出气管路，所述旁通管路的出口端分别与所述增压器和所述发动机相连通；

[0008] 单向阀，其设置于所述旁通管路上，所述单向阀被配置为选择性开启，使经所述油气分离器分离后的油气体能够通过所述旁通管路回流至所述发动机内，用于所述曲轴箱的泄压。

[0009] 作为优选，还包括进气加热器，所述进气加热器的一端连通于所述增压器，另一端分别连通于所述发动机和所述旁通管路。

[0010] 作为优选，所述进气加热器和所述发动机之间通过第一管路相连通，且所述第一管路连通于所述旁通管路。

[0011] 作为优选，所述第一管路的管径向靠近所述发动机的方向逐渐减少。

[0012] 作为优选，所述第一管路内的气流与所述旁通管路内的气流在所述第一管路和所述旁通管路之间的连接处呈锐角设置。

[0013] 作为优选，所述旁通管路的出口端设置在所述第一管路靠近所述进气加热器的位置处，以使经所述进气加热器加热的气体能够加热所述单向阀。

[0014] 作为优选，所述增压器和所述进气加热器之间通过第二管路相连通。

[0015] 作为优选，还包括空气滤清器，所述空气滤清器设置在所述进气管路的进口。

[0016] 作为优选，所述增压器包括压气机、连接轴及涡轮机，所述连接轴的两端分别连接于所述压气机和所述涡轮机，且所述压气机和所述涡轮机均与所述发动机相连通。

[0017] 为达上述目的，本发明还提供了一种汽车，包括上述的闭式循环呼吸系统。

[0018] 本发明的有益效果：

[0019] 本发明提供的闭式循环呼吸系统，通过设置旁通管路，旁通管路的一端连通于出气管路，另一端分别与增压器和发动机相连通，旁通管路起到了对发动机中曲轴箱内的气体进行泄压的作用。通过在旁通管路上设置单向阀，单向阀被配置为选择性开启，单向阀用于在不同工况下控制旁通管路的通断。

[0020] 当发动机在寒冷地使用时，如果发动机停机时间过长，油气分离器的出气管路和进气管路之间的连接位置处会因为残留的冷凝水而结冰，此时如果直接启动，即使在怠速运行时，结冰位置会堵塞油气分离器的出气管路中气体的排出，使得发动机压力较大，对于不加负荷的运行，经增压器进入到发动机内的气体压力较低，旁通管路的进口端的压力大于出口端的压力，此时在旁通管路的进口端和出口端存在压力差，该压力差将单向阀开启，使经油气分离器分离的气体能够通过旁通管路回流至发动机内，实现对曲轴箱的泄压，结构简单可靠，降低了曲轴箱压力突然变大而损坏曲轴箱的风险，实现了对发动机的有效防护，延长发动机的使用寿命。

[0021] 在怠速运行一段时间之后，发动机正常工作，由于发动机温度较高的油气经油气分离器后进入到出气管路并与结冰位置直接进行接触，加上发动机振动，结冰处会慢慢融化，油气分离器的出气管路中气体能够顺利排出，该气体与进气管内的空气相混合后，通入到增压器内进行加压，使得位于旁通管路的出口端的压力大于旁通管路进口端的压力，单向阀关闭，不会打开。采用这种设置，发动机内的气体不会通过旁通管路回流至油气分离器内，满足发动机正常使用的需要。

[0022] 本实施例还提供了一种汽车，包括上述闭式循环呼吸系统。该发动机避免因管路结冰而时发动机压力突然增加，导致机油口喷机油以及机油尺被顶出等故障，实现了对发动机的保护，延长了发动机的使用周期。附图说明

[0023] 图1是本发明闭式循环呼吸系统的结构示意图；

[0024] 图2是本发明闭式循环呼吸系统中第一管路和单向阀的结构示意图。

[0025] 图中：

[0026] 1、发动机；2、油气分离器；3、增压器；4、出气管路；5、进气管路；6、旁通管路；7、单向阀；8、进气加热器；9、第一管路；10、第二管路；11、空气滤清器；12、排气管路；

[0027] 31、压气机；32、连接轴；33、涡轮机；

[0028] 61、进口端；62、出口端。

具体实施方式

[0029] 为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域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，都属于本发明保护的范围。

[0030] 在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0031] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

[0032] 下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

[0033] 本实施例提供了一种闭式循环呼吸系统，主要针对在管路结冰时对发动机的防护。如图1所示，该闭式循环呼吸系统包括发动机1、油气分离器2、增压器3、空气滤清器11、旁通管路6及单向阀7，油气分离器2的一端连通于发动机1的曲轴箱，另一端通过出气管路4和进气管路5相连通，空气滤清器11设置在进气管路5的进口，使得增压器3的一端通过进气管路5与空气滤清器11相连通，增压器3的另一端连通于发动机1的气缸。

[0034] 发动机在正常工作时，将空气通入空气滤清器11内之后，空气滤清器11将完成过滤的清洁空气经进气管路5通入到增压器3内，空气经增压器3压缩以提高空气的密度，使更多的空气充填到发动机1的气缸内，从而增大发动机功率。其中，气体燃烧产生的废气会通入到增压器3，且气缸内燃烧的高温高压气体会沿着活塞组件与气缸壁之间的间隙窜入曲轴箱中，而油气分离器就安装在曲轴箱通风机构的通道中，用于对窜入曲轴箱的废气进行油气分离，分离后的气体通过出气管路4流入进气管路5内，该气体与清洁空气相混合后经增压器3增压再次重新进入发动机1内。

[0035] 本实施例提供的闭式循环呼吸系统，通过设置旁通管路6，旁通管路6的一端连通于出气管路4，另一端设置于增压器3和发动机1之间并分别与增压器3和发动机1相连通，旁通管路6起到了对曲轴箱内的气体进行泄压的作用。通过在旁通管路6上设置单向阀7，单向阀7被配置为选择性开启，单向阀7用于在不同工况下控制旁通管路6的通断。

[0036] 具体地，当发动机在寒冷地使用时，如果发动机停机时间过长，在油气分离器2的出气管路4和空气滤清器11后的进气管路5之间的连接位置处会因为残留的冷凝水而结冰，此时如果直接启动，即使在怠速运行时，结冰位置会堵塞出气管路4中气体的排出，使得发动机1的曲轴箱压力较大，对于不加负荷的运行，经增压器3进入到发动机1内的气体压力较低，旁通管路6的进口端61的压力大于出口端62的压力，此时在旁通管路6的进口端61和出口端62存在压力差，该压力差将单向阀7开启，使油气分离器2内的油气能够经旁通管路6回流至发动机1的曲轴箱内，实现对发动机1的曲轴箱的泄压，结构简单可靠，降低了曲轴箱压力突然变大而损坏发动机的风险，实现了对发动机的有效防护，延长发动机的使用寿命。

[0037] 在怠速运行一段时间之后，发动机正常工作，由于发动机1中温度较高的油气经油气分离器2后进入到出气管路4并与结冰位置直接进行接触，加上发动机振动，结冰处会慢慢融化，出气管路4中气体能够顺利排出，该气体与经空气滤清器11过滤完成的清洁空气相混合后，通入到增压器3内进行加压，使得位于旁通管路6的出口端62的压力大于旁通管路6进口端61的压力，单向阀7关闭，不会打开。采用这种设置，发动机1内的气体不会通过旁通管路6回流至油气分离器2内，满足发动机正常使用的需要。

[0038] 进一步地，如图1所示，上述增压器3包括压气机31、连接轴32及涡轮机33，连接轴32的两端分别连接于压气机31和涡轮机33，且压气机31和涡轮机33均与发动机1相连通。具体地，压气机31的一端通过进气管路5与空气滤清器11相连通，另一端连通于发动机1，压气机31用于对清洁空气的增压处理，涡轮机33和发动机1之间通过排气管路12相连通，用于排出发动机1内的废气。

[0039] 如果发动机长时间处于寒冷状态时，可能会出现单向阀7由于冷凝水凝结导致卡滞的现象，为了解决这一问题，如图1所示，该闭式循环呼吸系统还包括进气加热器8，进气加热器8的一端连通于增压器3，另一端分别连通于发动机1和旁通管路6，进气加热器8用于对经增压器3加压的气体进行预热处理，保证进入发动机1内的气体的在合适的工作温度范围，改善发动机冷起动，同时发动机起动前，进气加热器8的热量可以传递到单向阀7，提升单向阀7的自身温度，防止单向阀7卡滞。

[0040] 具体地，进气加热器8和发动机1之间通过第一管路9相连通，增压器3和进气加热器8之间通过第二管路10相连通，且第一管路9连通于旁通管路6，使得经增压器3增压的气体经第二管路10流入至进气加热器8内，进气加热器8用于对气体加热处理，加热的气体分成两个支路，其中一条支路通过第一管路9直接进入到发动机1内，另外一条支路依次通过第一管路9和旁通管路6与单向阀7相接触。

[0041] 其中旁通管路6的出口端62设置在靠近进气加热器8的位置处，使得进气加热器8和单向阀7距离比较靠近，通过进气加热器8进行预热的热量可以传递到单向阀7，防止单向阀7本身因为冷凝水导致的卡滞发生，从而保证了单向阀7的正常工作。进一步地，单向阀7可以设置在靠近旁通管路6的出口端62的位置处，有效地缩短了进气加热器8和单向阀7之间的距离，使得经进气加热器8加热的气体并从进气加热器8流出的气体热量能够更加快速的对单向阀7加热。

[0042] 由于旁通管路6和第一管路9相连通，旁通管路6内的气体需要与第一管路9内的增压气体相混合后，再进入发动机1内，为了减少旁通管路6内的气体与第一管路9中的增压气体流入方向的相互影响，将第一管路9内的气流与旁通管路6内的气流在第一管路9和旁通管路6之间的连接处呈锐角设置，使得旁通管路6内气体能够顺应第一管路9中的增压气体的流入方向，减少对增压气体的流入的阻力影响。

[0043] 可以理解的是，如果第一管路9与旁通管路6的出口端62呈钝角设置，旁通管路6内气体沿第一管路9的分力与增压气体的流入方向具有相反的趋势，此时旁通管路6内的气体与第一管路9内增压气体会出现相互阻碍，两者产生的阻力会防止彼此流入发动机1内。因此，通过设置第一管路9与旁通管路6的出口端62呈锐角设置，保证了第一管路9内增压气体和旁通管路6的气体能够顺利流入至发动机1的气缸内，使得旁通管路6能够顺利将发动机1的曲轴箱内气体排出，实现泄压，从而保证发动机的正常工作。

[0044] 如图1-2所示，为了保证单向阀7能够正常开启，设置第一管路9为喇叭形结构，第一管路9的小口端与发动机1相连通，第一管路9的大口端与进气加热器8连接，即第一管路9的管径向靠近发动机1的方向逐渐减少。通过设置第一管路9为截面渐收缩的结构，当增压气体在经过第一管路9时，因为第一管路9的截面逐渐变小，增压气体的流速加大，即进入发动机1内的增压气体加快，则第一管路9内的压力变小，此时经过第一管路9的增压气体会对旁通管路6的油气起一个引射作用。随着第一管路9内的压力变小，旁通管路6的出口端62压力也减少，增大了单向阀7两端的压力差，使得怠速时单向阀7更容易打开，保证了单向阀7的正常工作。

[0045] 本实施例提供的闭式循环呼吸系统的工作工程如下：

[0046] 当发动机在寒冷地区使用时，油气分离器2的出气管路4和空气滤清器11的进气管路5之间的连接位置处会因为残留的冷凝水而结冰，此时如果发动机直接启动，结冰位置会堵塞油气分离器2的出气管路4，阻碍气体的排出，使得发动机1压力较大，对于不加负荷的运行，经空气滤清器11过滤的气体通过进气管路5进入到增压器3的压气机31进行压缩，然后增压气体经第二管路10流入至进气加热器8内进行预热处理，加热的气体分成两个支路，其中一条支路通过第一管路9直接进入到发动机1内，另外一条支路依次通过第一管路9和旁通管路6与单向阀7相接触，对于不加负荷的运行，此时经增压器3的压气机31后的增压气体压力较低，且第一管路9的截面逐渐变小，增压气体的流速加大，第一管路9内的压力变小，旁通管路6的进口端61的压力大于出口端62的压力，以将单向阀7开启，使经油气分离器2分离的气体能够依次经旁通管路6和第一管路9回流至发动机1内，实现对发动机1的曲轴箱进行泄压，最后发动机1内的废气经排气管路12进入到增压器3的涡轮机33内，用于废气排放；

[0047] 在怠速运行一段时间之后，发动机正常工作，由于发动机1温度较高的油气经油气分离器2后进入到出气管路4并与结冰位置直接进行接触，加上发动机振动，结冰处会慢慢融化，油气分离器2的出气管路4中气体能够顺利排出，该气体与经空气滤清器11过滤完成的清洁空气相混合后，通入到增压器3内进行加压，使得位于旁通管路6的出口端62的压力大于旁通管路6进口端61的压力，单向阀7关闭，不会打开。

[0048] 本实施例还提供了一种汽车，包括上述闭式循环呼吸系统。该发动机避免因管路结冰而时发动机1压力突然增加，导致机油口喷机油以及机油尺被顶出等故障，实现了对发动机的保护，延长了发动机的使用周期。

[0049] 于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

[0050] 在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

[0051] 此外，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

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