专利名称：一种用于发动机的曲轴箱通风系统和发动机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及发动机领域，更具体地说，涉及一种用于发动机的曲轴箱通风系
统以及包括该系统的发动机。
背景技术：
众所周知，在内燃发动机工作时，总会有一部分可燃混合气和废气经过活塞环而 窜流到曲轴箱内，窜流到曲轴箱内的可燃混合气和废气会使曲轴箱内的压力增大，从而在 极大程度上提高曲轴箱的密封出现失效(如曲轴油封失效)的可能性，容易造成机油渗漏。 为了至少克服上述缺陷，当前的发动机中通常设计有曲轴箱通风系统，其主要作 用为防止曲轴箱内的压力过大等。 为此，现有技术中已经开发出各种用于发动机的曲轴箱通风技术。例如， CN101270683A公开了一种内燃机曲轴箱通风系统的油气分离结构，参考图1、图2和图3可 知，内燃发动机的主体结构包括机油盘1、机油过滤器2、曲轴箱3、曲轴5、连杆6、活塞7、气 缸盖8、配气机构9、凸轮轴10、凸轮轴盖11、气缸盖罩12、PCV阀25等。机油盘1与机油罩 4形成机油室20，油气通道19穿越机油反射罩4。在曲轴箱3设置有通气腔17，在气缸盖8 附近也设置有通气腔15。凸轮轴的一端延伸出气缸盖罩12之外，由端盖23罩住，端盖23 与凸轮轴盖11形成冲击分离室26。端盖23开有通气口和回油口，通气口向上通过通气通 道24进入PCV阀25，回油口通过回油管道16接机油室20。凸轮轴10为中空结构，形成分 离室29，该分离室29的一端为进气口 ，另一端为出气口 ，中间设有若干与气门室14相通的 小孔30。 当可燃混合气和废气窜流到曲轴箱内时，这些(混有油品的)气体会依次经过通 气腔17、15，继而进入到气门室14，再进入中空的凸轮轴10的分离腔29中，在凸轮轴的高 速旋转下，相对较重的油滴向凸轮轴径向方向运动，并通过分离腔29上的若干小孔30甩出 凸轮轴10，并再通过回油通道回到机油室20。进入冲击分离室26的气体会进一步油气分 离，获得的油品则会通过回油口回流到机油室中，而气体则经过PCV阀25排出。 CN101270683A所公开的上述曲轴箱通风结构中，凸轮轴10不但起到其固有的驱 动配气系统工作的作用，而且在曲轴箱通风结构中，凸轮轴IO还起到油气分离的作用。因 此，需要在凸轮轴10上设置多个径向的小孔30。因而，造成这种传统的曲轴箱通风结构具 有凸轮轴IO加工工艺相对复杂的缺陷，从而使凸轮轴10的制造成本更高，还使凸轮轴10 的结构强度有所下降。
实用新型内容本实用新型的目的在于克服CN101270683A的曲轴箱通风结构制造难度相对较高 的缺陷，而提供一种制造难度相对较低的用于发动机的曲轴箱通风系统，以及包括该曲轴 箱通风系统的发动机。 根据本实用新型的一个方面，提供了一种用于发动机的曲轴箱通风系统，该曲轴箱通风系统包括曲轴箱、与该曲轴箱相通的中空的凸轮轴以及与所述凸轮轴相通的排气
管，其中，所述曲轴箱通风系统还包括油气分离装置，该油气分离装置包括壳体和位于该壳
体内的油气过滤器，所述壳体安装在发动机上，所述凸轮轴的一个端部伸入所述壳体的内
腔中，所述油气过滤器安装在所述凸轮轴的伸入所述壳体内腔的所述一个端部上。 根据本实用新型的另一个方面，还提供了一种发动机，该发动机包括本实用新型
所提供的上述曲轴箱通风系统。 按照本实用新型所提供的曲轴箱通风系统和发动机，在该曲轴箱通风系统中设置有专门的油气分离装置，因而中空的凸轮轴无需再发挥其用作油气分离的作用，因此不需要在凸轮轴上设置径向的小孔，仅将凸轮轴加工为纵向中空的凸轮轴即可。显然，与现有技术中曲轴箱通风结构的凸轮轴相比，本实用新型的凸轮轴结构更为简单，加工制造更为容易，也不会造成凸轮轴结构强度的降低。 优选地，所述曲轴箱通过所述壳体的内腔而与所述凸轮轴相通。在该情况中，窜入曲轴箱的气体(如窜流到曲轴箱内的可燃混合气和废气和/或油底壳中挥发的机油气体等)首先进入油气分离装置的壳体内，然后经过油气过滤器的过滤分离后，过滤后的气体再经过中空的凸轮轴，继而通过排气管排出。 优选地，所述曲轴箱通风系统还包括旋转接头，所述排气管通过该旋转接头与所述凸轮轴的另一端部连通。当发动机运行时，凸轮轴处于高速旋转状态之中，[0013] 优选地，所述凸轮轴通过所述壳体的内腔而与所述排气管相通。在该情况下，窜入曲轴箱的气体(如窜流到曲轴箱内的可燃混合气和废气和/或油底壳中挥发的机油气体等)首先直接进入中空的凸轮轴内，然后再进入油气分离装置的油气过滤器进行过滤，过滤后的气体再通过排气管而排出。 优选地，所述曲轴箱通风系统还包括回油通路，该回油通路连通在所述壳体的内腔底部与发动机的油底壳之间。利用回油通路，由油气分离装置的油气过滤器过滤获得的油品，可以回流到油底壳中，从而有利于补充油底壳内的机油。 优选地，所述壳体可拆卸地安装在发动机上，以便于对该曲轴箱通风系统进行维护。 优选地，所述排气管通向大气或者所述排气管与发动机的进气系统相通。[0017] 优选地，所述凸轮轴在发动机中的布置方式为下置式、中置式或上置式。
图1至图3分别为CN101270683A公开的曲轴箱通风结构的示意图； 图4为根据本实用新型的曲轴箱通风系统的结构示意图；禾口 图5为根据本实用新型的曲轴箱通风系统的立体结构示意图。 主要部件的附图标记 机油盘 1 机油过滤器 2 曲轴箱 3 机油罩 4 曲轴 5
4[0027]连杆6活塞7气缸盖8配气机构9凸轮轴10凸轮轴盖11气缸盖罩12气门室14通气腔15， 17油气通道19机油室20立而盖23PCV阀25冲击分离室26分离室29小孔30(本实用新型中的)曲轴箱100(本实用新型中的)凸轮轴200排气管300油气分离装置400壳体500油气过滤器600回油通路700油底壳■旋转接头900
具体实施方式下面参考附图对本实用新型的具体实施方式
进行详细地描述。 如图4和图5所示，本实用新型提供的用于发动机的曲轴箱通风系统包括曲轴箱100，与该曲轴箱100相通的中空的凸轮轴200，以及与所述凸轮轴200相通的排气管300，其中，所述曲轴箱通风系统还包括油气分离装置400，该油气分离装置400包括安装在发动机上的壳体500和位于该壳体500内的油气过滤器600，所述凸轮轴200的一个端部伸入所述壳体500的内腔中，所述油气过滤器600安装在所述凸轮轴200的伸入所述壳体500内腔的所述端部上。 发动机通常是指内燃发动机。该发动机包括曲轴箱100，曲轴箱100内容纳有发动机的曲轴(未显示)，并为曲轴提供旋转运动的空间，以允许发动机正常运转。本实用新型主要涉及用于发动机的曲轴箱通风系统部分，因而在本说明书中主要对上述曲轴箱通风系统所涉及的部件或装置进行详细地描述，而省略或简化对发动机中与上述曲轴箱通风系统无关或关系不密切的部件或装置的描述，对于这些部件或装置的结构和设置，可以参考现有的内燃发动机。 凸轮轴200为中空的。该中空的凸轮轴200与曲轴箱100的空间相通，可以是直
接相通，也可以是通过其他管路或中间空间而间接相通。同时，中空的凸轮轴200与排气管
300也相通(直接相通或间接相通)。因此，该凸轮轴200的中空部分的作用在于作为曲轴
箱100内(压力)气体的输送通道，以将曲轴箱100内的气体输送到排气管300。 在CN101270683A公开的曲轴箱通风结构中，凸轮轴还设置有径向小孔，从而使该
凸轮轴的制造较为复杂，制造成本较高，并使凸轮轴的整体强度下降。而在本实用新型所提
供的曲轴箱通风系统中，还包括有油气分离装置400。换句话说，在本实用新型的曲轴箱通
风系统中，利用油气分离装置实现油品和气体的分离，而不是利用凸轮轴的高速旋转时的
离心力实现油气分离。因此，在本实用新型的曲轴箱通风系统中，不需要在凸轮轴上设置径
向的小孔，该凸轮轴不再承担油气分离的任务，而是利用其中空部分用于输送曲轴箱内的
压力气体。 具体来说，所述油气分离装置400包括安装在发动机上的壳体500和位于该壳体 500内的油气过滤器600，所述凸轮轴200的一个端部伸入所述壳体500的内腔中，所述油 气过滤器600安装在所述凸轮轴200的伸入所述壳体500内腔的所述端部上。 壳体500的内腔形成一个腔室，由于凸轮轴200的一个端部伸入壳体500的内腔 中，从而使壳体500的内腔与凸轮轴200的中空部分相通。同时，油气过滤器600安装到凸 轮轴200伸入壳体500内腔的端部上，从而在凸轮轴200的旋转过程中，由该油气过滤器 600实现油品和气体的分离作业。 通过以上分析可知，本实用新型所提供的曲轴箱通风系统通过另外设置的专门用 于实现油气分离的油气分离装置，从而允许凸轮轴200不再承担油气分离的任务，进而使 凸轮轴200的制造更为简单，使整个曲轴箱通风系统的结构更为紧凑，并降低整体的成本。 凸轮轴200具有两个端部，在本实用新型的曲轴箱通风系统中，油气分离装置400 可以设置于凸轮轴200的任一个端部上。不管油气分离装置400安装在凸轮轴200的哪一 个端部上，由于凸轮轴200的中空部分是曲轴箱通风系统的必经之路，因而油气分离装置 400都能够完成油气分离作业。 根据本实用新型的一种实施方式，如图4和图5所示，油气分离装置400安装凸轮 轴200的右端(在图4所示方位中)。也就是说，所述曲轴箱100通过所述壳体500的内腔 而与所述凸轮轴200相通。在该实施方式中，曲轴箱100与凸轮轴200之间不是直接相通， 而是间接相通，即曲轴箱100首先连通于壳体500的内腔，进而再通过壳体500的内腔而 连通于凸轮轴200的中空部分。 参考图4所示，在图4中箭头示意曲轴箱100内压力气体的流动方向。气缸内的 一部分可燃混合气和废气会经过活塞环而窜流到曲轴箱100内，另外，从油底壳800中可以 会有部分机油蒸气也进入曲轴箱100内，从而致使曲轴箱100内的压力增高。 曲轴箱100内的压力气体(可包括可燃混合气、废气和/或机油蒸气)首先进入 壳体500的内腔中，从而吸入到设置在凸轮轴200端部上的油气过滤器600中，由该油气过 滤器600进行油气分离处理。经过油气分离处理后，分离后的气体再经过中空的凸轮轴200 而输送到排气管300，进而排放到大气或输送到发动机的进气系统中。因此，在该实施方式 中，来自曲轴箱100的压力气体首先经过油气分离装置400的油气分离处理之后，再通过排
6气管300排出。 凸轮轴200与排气管300之间为可旋转的密封连接。该可旋转的密封连接可以通过多种方式来实现。例如，在排气管300与可旋转的凸轮轴200之间设置合适的轴承，并另外设置密封垫，以确保二者之间的密封。再如，优选地，如图4和图5所示，所述曲轴箱通风系统还包括旋转接头900，所述排气管300通过该旋转接头900与所述凸轮轴200的另一端部连通。该旋转接头900的作用为既能确保凸轮轴200在旋转状态下保持与排气管300的连通，同时还能够确保凸轮轴200和排气管300之间的密封。 虽然在图4和图5所示的实施方式中，油气分离装置400安装在凸轮轴200的右端。但本实用新型并不限于此，根据另一种实施方式(未图示)，所述油气分离装置400还可安装在凸轮轴200的左端，即所述凸轮轴200通过所述壳体500的内腔而与所述排气管300相通。在该实施方式中，凸轮轴200的中空部分通过凸轮轴200的一端而与曲轴箱100直接相通，在凸轮轴200的另一端，凸轮轴200通过壳体500的内腔而与排气管300连通。[0066] 曲轴箱100内的压力气体(可包括可燃混合气、废气和/或机油蒸气)在该实施方式中的流动方式与图4和图5所示的实施方式中的流动方式稍有不同。在本实施方式中，压力气体首先在凸轮轴200的一端直接进入中空的凸轮轴200中，然后在凸轮轴200的另一端经过油气分离装置400的油气分离处理，再将分离后的气体排到排气管300中。但是，这两种实施方式都完全能够实现本实用新型的目的。 在经过油气分离装置400油气分离处理后的气体排到排气管300，而油气分离后获得液态油品则可以储存到特定的容器中，例如在油气分离装置400的壳体500的底部设置凹部，以将分离获得油品储存到该凹部中。或者，在本实用新型的曲轴箱通风系统中设置抽吸装置，如泵，将分离出来的液体抽吸到发动机的外部。 优选地，如图4所示，所述曲轴箱通风系统还包括回油通路700，该回油通路700连通在所述壳体500的内腔底部与发动机的油底壳800之间。因而，当位于壳体500内部的油气过滤器600进行油气分离处理时，产生的液体油品会自动地流到壳体500的内腔底部，进而通过所述回油通路700流到发动机的油底壳800，从而能够避免发动机机油的损耗，实现了油品的重复利用。 优选地，为了便于对所述油气分离装置400中的油气过滤器600进行维护(如更换或检修)，所述壳体500可拆卸地安装在发动机上，例如通过螺栓连接等方式。[0070] 优选地，所述排气管300通向大气，从而使经过油气分离处理后获得的气体可以直接通向大气中；或者，考虑到环境保护的因素，所述排气管300也可以与发动机的进气系统相通，从而将该气体引入气缸内，参与到燃烧做功过程之中。 本实用新型的油气分离装置400和油气过滤器600可以选自于现有的各种具有将液体和气体分离的装置或工具。例如，美国专利No. 6640792所公开的油气过滤器。[0072] 本实用新型所提供的曲轴箱通风系统适用于各种内燃发动机，如各种汽油机、柴油机或其他燃料的内燃机。而且，本实用新型的结构对凸轮轴的设置方式并无特殊要求，只要能够确保曲轴箱、中空的凸轮轴以及排气管相通即可。因此，所述凸轮轴200在发动机中的布置方式可以为下置式、中置式或上置式。 以上描述了本实用新型所提供的曲轴箱通风系统的具体结构及其运行原理，此外，本实用新型还提供了一种发动机，该发动机包括上述曲轴箱通风系统。利用该曲轴箱通风系统，能够避免使凸轮轴的整体结构强度下降，还可以降低制造成本。 上文结合本实用新型的实施方式描述了本实用新型所提供的曲轴箱通风系统以及发动机，但是，本说明书应视为描述性或解释性的，而不是对本实用新型的限制。本实用新型并不限于上述文字描述，在不脱离本实用新型实质范围的前提下，本实用新型的上述特征可以以任意合适的方式单独和/或组合地结合在一起，从而可以做出各种修改、替换和变化。
权利要求一种用于发动机的曲轴箱通风系统，该曲轴箱通风系统包括曲轴箱(100)，与该曲轴箱(100)相通的中空的凸轮轴(200)，以及与所述凸轮轴(200)相通的排气管(300)，其特征在于，所述曲轴箱通风系统还包括油气分离装置(400)，该油气分离装置(400)包括安装在发动机上的壳体(500)和位于该壳体(500)内的油气过滤器(600)，所述凸轮轴(200)的一个端部伸入所述壳体(500)的内腔中，所述油气过滤器(600)安装在所述凸轮轴(200)的伸入所述壳体(500)内腔的所述端部上。
2. 根据权利要求l所述的曲轴箱通风系统，其特征在于，所述曲轴箱(100)通过所述壳 体(500)的内腔而与所述凸轮轴(200)相通。
3. 根据权利要求2所述的曲轴箱通风系统，其特征在于，所述曲轴箱通风系统还包括 旋转接头(900)，所述排气管(300)通过该旋转接头(900)与所述凸轮 轴(200)的另一端部 连通。
4. 根据权利要求l所述的曲轴箱通风系统，其特征在于，所述凸轮轴(200)通过所述壳 体(500)的内腔而与所述排气管(300)相通。
5. 根据权利要求1至4中任意一项所述的曲轴箱通风系统，其特征在于，所述曲轴箱通 风系统还包括回油通路(700)，该回油通路(700)连通在所述壳体(500)的内腔底部与发动 机的油底壳(800)之间。
6. 根据权利要求5所述的曲轴箱通风系统，其特征在于，所述壳体(500)可拆卸地安装 在发动机上。
7. 根据权利要求5所述的曲轴箱通风系统，其特征在于，所述排气管(300)通向大气， 或者所述排气管(300)与发动机的进气系统相通。
8. 根据权利要求5所述的曲轴箱通风系统，其特征在于，所述凸轮轴(200)在发动机中 的布置方式为下置式、中置式或上置式。
9. 发动机，其特征在于，该发动机包括权利要求1-8中任意一项所述的曲轴箱通风系统。
专利摘要一种用于发动机的曲轴箱通风系统，包括曲轴箱、与该曲轴箱相通的中空的凸轮轴以及与所述凸轮轴相通的排气管，其中，所述曲轴箱通风系统还包括油气分离装置，该油气分离装置包括壳体和位于该壳体内的油气过滤器，所述壳体安装在发动机上，所述凸轮轴的一个端部伸入所述壳体的内腔中，所述油气过滤器安装在所述凸轮轴的伸入所述壳体内腔的所述一个端部上。一种发动机，该发动机包括本实用新型所提供的上述曲轴箱通风系统。按照本实用新型所提供的曲轴箱通风系统和发动机，在该曲轴箱通风系统中设置有专门的油气分离装置，因此不需要在凸轮轴上设置径向的小孔，仅将凸轮轴加工为纵向中空的凸轮轴即可。
文档编号F01M13/04GK201526354SQ20102011778
公开日2010年7月14日 申请日期2010年2月23日 优先权日2010年2月23日
发明者崔海龙 申请人:北京福田康明斯发动机有限公司