一种自动控制的曲轴箱加热通风装置的制作方法

本发明涉及一种发动机结构，尤其涉及一种自动控制的曲轴箱加热通风装置。

背景技术：

曲轴箱通风系统是发动机重要的组成部分之一，其主要功能是合理的控制曲轴箱压力；将由轴箱排放物中的油气进行分离，同时将分离后的机油回到油底壳；其次将曲轴箱内由未燃的燃油气、水蒸气和废气等组成的混合气体通过连接管导向进气管，返回气缸重新燃烧，或者将混合气体排放到大气中。

由于曲轴箱混合气体中含有大量水份，在冬季寒冷环境下，曲轴箱高温混合气体流经低温状态的通风管时，混合气体中水蒸气凝结成水滴，进而结冰形成冰块，从而造成通风管堵塞，使得曲轴箱压力增加，造成密封处渗漏机油，严重的机油会进入气缸进行燃烧，最终导致发动机报废。

目前针对上述曲轴箱通风管水汽冷凝甚至结冰的问题，常见解决方案主要以下几种：其一，在曲轴箱通风管旁布置加热水管或者高温气管，利用发动机冷却液或者排气高温气体间接加热曲轴箱通风管；其二，在曲轴箱通风管与进气管连接位置，设置加热过渡接头；其三，在通风管上布置加热材料，利用发动机电路或者整车电路开启加热材料进行加热。

加热水管或气管方案受到整车空间限制，部分车辆无法布置额外水管或气管；加热水管分流发动机冷却液，影响发动机散热；此外发动机冷却液或排气高温气体在低温冷启动时，存在一定升温过程，此段时间内曲轴箱通风管存在凝水结冰问题。

加热过渡接头方案仅能解决流经曲轴箱通风管后混合气体的凝水结冰问题，无法解决流经通风管过程中凝水结冰问题，仍然存在损坏发动的风险；或者混合气体流经曲轴箱通风管后，直接排放到大气中，此时无法布置加热过渡接头。

在通风管上布置加热材料，能够解决通风管混合气体中水蒸气凝结成水滴，进而通风管结冰而造成堵塞；但是存在加热材料结构设置和控制设置复杂等问题，专利201911028088.3在通风管的内壁布置加热材料，要求通风管中间切开，而后通过中间接头将起开的通风管连接起来，增加了泄露风险；加热材料一直处于加热状态，造成电量损失并且增加了失效风险。专利201820384368.6在通风管表面缠绕热热电阻丝的电热材料，但是电热材料的加热控制通过ecu进行控制，需要增设ecu控制线路和修改ecu编程。

按照gb/t22687-2008《家用和类似用途双金属温度控制器》，温度控制器(温度敏感控制器)是一种动作可以限温也可以调温的温度敏感控制器，在正常工作期间，通过自动或人工接通或断开电路，保持器具温度在某一个范围之间的双金属温度控制器。温度控制器包括控温器与限温器。控温器是一种周期性的温度敏感控制器，温度可由使用者在规定范围内设定，在正常工作条件下温度保持在通断两设定值之间，当温度上升至上设定的温度或下降至下设定的温度时，触点自动断开或接通电路，保持器具温度在某一个范围之间的双金属温度控制器。控温器按照动作速度划分为突跳式(瞬动式)和慢动式，按照温度设定方式划分为可调式和固定式。按照接点形式划分为常闭型和常开型，常闭型为温度上升触点断开，温度下降触点接通；常开型为温度上升触点接通，温度下降，触点断开。温度控制器主要应用于电路需随温度变化而自动通、断的场合，使器具温度控制在一恒定温度范围内，如家电类的饮水机、热水器、电热开水瓶等；还有如办公设备类的热熔机、激光打印机；也有应用于汽车上的过热保护和作为加热器等。

按照广东省地方标准db44/t1391-2014《家用和类似用途磁敏温控开关》，磁敏温控开关是通过磁敏性材料实现温度控制的控制开关，是一种温度敏感控制器。在正常工作条件下，该器件在预设定的动作温度接通或断开，主要由温敏软磁体和永磁体组成。通过控制接通温度和断开温度至磁敏温控开关触点的断开和接通状态的互相转换来进行控制。根据接触点连接方式，分为常闭型和常开型的温度敏感控制器。

技术实现要素：

针对现有技术中轴箱通风加热装置存在的不足，本发明的目的是提供一种自动控制的曲轴箱加热通风装置，通过对曲轴箱通风管外表面缠绕加热材料进行加热，以及通过温控装置来调节加热装置控制，无需额外增加热流管路，加热材料控制设置简单，可进行混合气体的加热，能够简单高效的解决混合气体流经曲轴箱通风管时，以及流经曲轴箱通风管后的凝水结冰问题。

本发明通过如下技术方案实现：

一种自动控制的曲轴箱加热通风装置，包括通风管、温控装置、电源线及接插头；所述通风管由进气端、主体及出气端依次连接组成，所述通风管的外表面设置有加热材料，所述的加热材料与所述的温控装置连接，温控装置与电源线及接插头连接构成回路。

进一步的，所述的温控装置包括温度控制开关，根据设定的温度值，当低于设定的温度点时连通加热材料，温度控制开关触点接通；当高于设定的温度点时断开加热材料，温度控制开关触点断开；或者根据设定的温度值，当低于设定的温度点时连通加热材料，温度控制开关触点断开；当高于设定的温度点时断开加热材料，温度控制开关触点接通。

进一步的，所述温度控制开关是双金属温度控制开关或磁敏温控开关。

进一步的，所述的温控装置为常闭型或常开型温控开关。

进一步的，所述的温控装置是两点温度控制型，在下温度点连通加热材料，在上温度点断开加热材料。

进一步的，所述的温控装置的温度控制范围在0-150℃。

进一步的，所述的通风管为金属管、橡胶管、塑料管或复合管。

进一步的，所述的加热材料为电阻丝或加热带。

进一步的，所述的加热材料用绝缘材料进行包裹，用于绝缘和隔热。

进一步的，所述的加热材料装配在主体上，装配方式为缠绕在主体上，或者加热材料平行并列贴合在主体上。

进一步的，所述的通风管的加热功率范围为1-50000瓦/平方米。

进一步的，所述的进气端为软连接接头，所述的软连接接头是橡胶管接头、橡胶套接头或波纹管接头。

进一步的，所述的主体的外壁设置有鼓包防脱出结构，用于防止软连接接头脱出。

进一步的，所述的进气端为硬连接接头，所述的硬连接接头可以是金属接头，塑料接头或快插接头。

进一步的，所述的出气端设置有喇叭口套筒结构，用于改善出气端结冰。

进一步的，所述的通风管采用发泡管进行包裹，用于保温作用。

进一步的，所述的通风管采用热收缩护套进行包裹，用于防止磨损和阻燃作用。

进一步的，所述的电源线外部包裹波纹管，用于绝缘和防磨损作用。

进一步的，所述的插接头可以和发动机电路连接，也可以和整车电路连接。

与现有技术相比，本发明的优点如下：

本发明中自动控制的曲轴箱加热通风装置，采用原来发动机曲轴箱通风管的布置结构，无需额外设计管路结构，进气端连接油气分离器或气缸罩盖(或机体出气口)，出气端连接进气管或油底壳或直接连通大气。通过在曲轴箱通风胶管内设置温控装置，自动控制加热材料进行加热和停止加热，提高曲轴箱通风管的内壁温度，减小从发动机内出来的高温混合气与通风管内壁的温度差异，解决在低温寒冷环境下混合气体在通风管内腔的凝水结冰问题，同时无需额外占用空间布置管路引进热流。自动控制的曲轴箱加热通风装置，可以在原来通风管结构上改进，只需要加热电源电路，温控装置能够自动控制加热电路的打开和关闭，结构简单，通用性强，安全可靠。

附图说明

图1是本发明实施例1的曲轴箱加热通风装置的整体视图；

图2是本发明实施例1的曲轴箱加热通风装置的通风管的剖视图；

图3是本发明实施例1的曲轴箱加热通风装置的电路示意图；

图4是本发明实施例1的曲轴箱加热通风装置的出气端塑料接头(硬连接接头之一)的剖视图；

图5是本发明实施例1的曲轴箱加热通风装置的出气端170喇叭口橡胶套的剖视图；

图6是本发明实施例1的管路200截面图；

图7是本发明实施例2的曲轴箱加热通风装置的整体视图；

图8是本发明实施例2的曲轴箱加热通风装置的进气端橡胶管(软连接接头之一)的剖视图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

实施例1

如图1所示，一种曲轴箱加热通风装置100，包括通风管110、温控装置120、电源线130及接插头140。

如图2所示，通风管110有进气端150、主体160和出气端170组成。主体160的内层是管路200，管路200为尼龙管。如图6所示，在管路200上采用发泡管220进行包裹，能够起到保温的作用。在管路200上采用热收缩护套210进行包裹，能够起到防止磨损的作用；采用阻燃的热收缩护套210，能够起到阻燃的作用。如图4所示，进气端150是塑料接头(硬连接接头)，塑料接头和管路200的固定，采用塑料接头上的竹节接头和管路200过盈配合。如图5所示，出气端170直接连通大气，在出气端170上设置了喇叭口橡胶套。喇叭口橡胶套能够扩大了流通面积，能够有效地减少凝水结冰堵住通风管内腔的风险。

如图3所示，管路200表面设置有加热材料180，加热材料180和温控装置120、电源线130和接插头140连接；电源线130设置有两根导线，插接头140设置有两个通道。该加热材料180是电阻丝，电阻丝包裹有绝缘层用于绝缘和隔热。加热材料180的一端和电源线130的一根导线连接，加热材料180的另一端和控温装置120一端连接，温控装置120另一端和电源线130的另一根导线连接，电源线130和插接头140连接。插接头140可以和发动机电路连接，也可以和整车电路连接。电源线130外部包裹波纹管190，用于绝缘和防磨损作用。

温控装置120控制温度范围在0-150℃，适宜的在5-80℃，选择常闭型突跳式控温器(ksd-5/80)。控温器(ksd-5/80)控制温度范围在5-80℃，控温器在5度和5度以下接通，连通加热材料180和电源线130，此时加热材料180加热；控温器在80度和80度以上断开，切断加热材料180和电源线130，此时加热材料180不加热。当温度从5度或5度以下上升至5度以上80度以下的范围，此时控温器为接通状态，连通加热材料180和电源线130，此时加热材料180加热；当温度从80度或80度上降低至80度以下5度以上的范围，此时控温器为断开状态，切断加热材料180和电源线130，此时加热材料180停止加热。

该电阻丝加热材料180的功率为1-100欧/米，合适的为10-80欧/米，此时选择10欧/米，缠绕在主体160。在工作时电阻丝的电阻是基本不变化的，在稳定电压下电流也是恒定的，所述电阻丝的功率可以认为是标定量。通过对曲轴箱加热通风装置100进行标定，使通风管110的内腔在某两个温度间(一段温度范围内)变化，加热通风装置100能够防止混合气体产生冷凝水和结冰；如果在发动机启动阶段，加热通风装置100能够产生热量，融化结冰的冰块，防止曲轴箱压力升高。

电阻丝加热材料的电阻值有一个范围，电阻丝加热材料缠绕在通风管110主题160管路200上，不同的缠绕升角和不同的密度，会有不同的通风管加热功率(瓦/平方米)。最终，电阻丝加热材料的电阻不决定加热效率，通风管加热功率(瓦/平方米)决定加热效率。

缠绕在管路上后，按照电阻丝计算，通常电阻丝的直径一般是1.2mm，平铺在1平方米上，有50kw/平米。因此通风管的加热功率在1-50000w/平方米，优选在1-30000瓦/平方米。

本发明的曲轴箱加热通风装置100的工作过程如下：

温控装置120为控温器(ksd-5/80)，控温器在5度和5度以下接通，连通加热材料180和电源线130，此时加热材料180加热；控温器在80度和80度以上断开，切断加热材料180和电源线130，此时加热材料180不加热。当温度从5度或5度以下上升至5度以上，同时处于80度以下，此时控温器为接通状态，连通加热材料180和电源线130，此时加热材料180加热；当温度从80度或80度上降低至80度以下，同时处于5度以上，此时控温器为断开状态，切断加热材料180和电源线130，此时加热材料180停止加热。

在使用时，通风管110的进气端150连接油气分离器的出气端(未显示)，通风管110的出气端170连接曲轴箱的进气端(未显示，位于油底壳上)，发动机加热通风装置100的接插头140连接发动机线束插接头(未显示)。在寒冷低温环境下，车辆停止工作发动机关闭，此时通风管110内仍然存有混合气体，混合气体容易在出气端170产生凝水结冰；当发动机启动时，出气端170有结冰的冰块，当温控装置120检测到与通风管110接触位置的温度低于5℃，温控装置120打开，电阻丝(加热材料180)通过接插头140、电源线130、温控装置120实现供电，电阻丝加热材料180开始加热，通过主体160的管壁进行热传导，进而使得通风管110的内壁温度升高。同时从进气端150过来的混合气体也有较高的温度，能够加热通风管110内壁，也可以融化与混合气体接触的冰块。当主体160的内壁温度升高到大于0℃，出气端170处与通风管110内壁接触的冰块开始融化成水，融化的水在混合气体的压力和重力作用下进行流动，同时通风管110上的电阻丝加热材料180持续加热，更多的冰块融化为水，在较高温度的混合气体(当冰块部分融化，混合气体能够在通风管内腔开始部分流通)和加热材料加热产生热量的作用下，能够将结冰的冰块融化，混合气体能够在通风管110内腔进行正常的流通。

在寒冷低温环境车辆运行时，当温控装置检测到与通风管接触位置的温度为5度或低于5℃，温控装置120打开，电阻丝通过接插头140、电源线130、温控装置120实现供电，电阻丝进行加热，通过主体160的管壁，进而加热通风管110内壁，升高通风管110的内壁温度。此时通风管110内壁温度较高，高温混合气体流经通风管110内腔时，与通风管110内壁的产生温差较小，避免出现混合气体中水蒸气凝水结冰或者较多的水蒸气凝水。

随着加热材料持续加热，控温器(温控装置120)与通风管110接触位置的温度升高为5度至80度之间，控温器为接通状态(温控装置120接通)，电阻丝加热材料180通过接插头140、电源线130、温控装置120实现供电，电阻丝持续加热。

随着电阻丝加热材料180持续加热产生热量，热量累计使得温控装置120与通风管110接触位置的温度持续升高。当温控装置与通风管接触位置的温度为80度或高于80度，温控装置120检测到与通风管接触位置的温度高于80℃，控温器断开或处于断开状态(温控装置切断)，温控装置120使得电阻丝加热材料180断电，电阻丝停止加热。

由于车辆处于寒冷低温环境中，冷空气接触通风管110的外表面，通过热缩护套210、发泡管220和主体160的管壁，进而冷却通风管110内壁，使得通风管110的内壁温度降低；当温控装置120与通风管110接触位置的温度为5度或5度以上，控温器为断开状态。当温控装置120与通风管110接触位置的温度为5度或低于5度，温控装置检测到与通风管接触位置的温度为5度或低于5℃，控温器(温控装置120)接通，连通接插头140、电源线130、温控装置120实现供电，电阻丝开始加热，重复通风管的加热过程。

温控装置120监测与通风管110接触位置的温度，在5℃和80℃之间重复接通和断开，控制电阻丝加热材料180进行加热和停止加热，维持通风管110内壁温度维持在合适的范围，减少高温混合气体与通风管内壁的温度差异，避免出现混合气体中水蒸气凝水结冰或者较多的水蒸气凝水。

实施例2

本实施例是实施例1的另一种变换技术方案的实施。如图7所示，一种曲轴箱加热通风装置100，包括通风管110、温控装置120、电源线130及接插头140。

通风管110有进气端150、主体160和出气端170组成。主体160的内层是管路200，管路200为尼龙管。在管路200上采用发泡管220进行包裹，能够起到保温的作用。在管路200上采用热收缩护套210进行包裹，能够起到防止磨损的作用；采用阻燃的热收缩护套210，能够起到阻燃的作用。如图8所示，进气端150是橡胶管(软连接接头)，橡胶管和主体200的固定用卡箍260锁紧，进气端150部位有鼓包结构230和橡胶管以及卡箍260配合，防止橡胶管脱出；出气端170直接连通大气，在出气端170上设置了喇叭口橡胶套。喇叭口橡胶套能够扩大了流通面积，能够有效地减少凝水结冰堵住通风管内腔的风险。

本实施例的曲轴箱加热通风装置的工作过程如下：

温控装置120为控温器(ksd-5/80)，控温器在5度和5度以下接通，连通加热材料180和电源线130，此时加热材料180加热；控温器在80度和80度以上断开，切断加热材料180和电源线130，此时加热材料180不加热。当温度从5度或5度以下上升至5度以上80度以下的范围，此时控温器为接通状态，连通加热材料180和电源线130，此时加热材料180加热；当温度从80度或80度上降低至80度以下5度以上的范围，此时控温器为断开状态，切断加热材料180和电源线130，此时加热材料180停止加热。

在使用时，通风管110的进气端150连接油气分离器的出气端(未显示)，通风管110的出气端170连接曲轴箱的进气端(未显示，位于油底壳上)，发动机加热通风装置100的接插头140连接发动机线束插接头(未显示)。在寒冷低温环境下，车辆停止工作发动机关闭，此时通风管110内仍然存有混合气体，混合气体容易在出气端170产生凝水结冰；当发动机启动时，出气端170有结冰的冰块，当温控装置120检测到与通风管110接触位置的温度低于5℃，温控装置120打开，电阻丝(加热材料180)通过接插头140、电源线130、温控装置120实现供电，电阻丝(加热材料180)开始加热，通过主体160的管壁进行热传导，进而使得通风管110的内壁温度升高。同时从进气端150过来的混合气体也有较高的温度，能够加热通风管110内壁，也可以融化与混合气体接触的冰块。当主体160的内壁温度升高到大于0℃，出气端170处与通风管110内壁接触的冰块开始融化成水，融化的水在混合气体的压力和重力作用下进行流动，同时通风管110上的电阻丝(加热材料180)持续加热，更多的冰块融化为水，在较高温度的混合气体(当冰块部分融化，混合气体能够在通风管内腔开始部分流通)和加热材料加热产生热量的作用下，能够将结冰的冰块融化，混合气体能够在通风管110内腔进行正常的流通。

在寒冷低温环境车辆运行时，当温控装置检测到与通风管接触位置的温度为5度或低于5℃，温控装置120打开，电阻丝通过接插头140、电源线130、温控装置120实现供电，电阻丝进行加热，通过主体160的管壁，进而加热通风管110内壁，升高通风管110的内壁温度。此时通风管110内壁温度较高，高温混合气体流经通风管110内腔时，与通风管110内壁的产生温差较小，避免出现混合气体中水蒸气凝水结冰或者较多的水蒸气凝水。

随着加热材料持续加热，控温器(温控装置120)与通风管110接触位置的温度升高为5度至80度之间，控温器为接通状态(温控装置120接通)，电阻丝(加热材料180)通过接插头140、电源线130、温控装置120实现供电，电阻丝持续加热。

随着电阻丝(加热材料180)持续加热产生热量，热量累计使得温控装置120与通风管110接触位置的温度持续升高。当温控装置与通风管接触位置的温度为80度或高于80度，温控装置120检测到与通风管接触位置的温度高于80℃，控温器断开或处于断开状态(温控装置切断)，温控装置120使得电阻丝(加热材料180)断电，电阻丝停止加热。

由于车辆处于寒冷低温环境中，冷空气接触通风管110的外表面，通过热缩护套210、发泡管220和主体160的管壁，进而冷却通风管110内壁，使得通风管110的内壁温度降低；当温控装置120与通风管110接触位置的温度为5度或5度以上，控温器为断开状态。当温控装置120与通风管110接触位置的温度为5度或低于5度，温控装置检测到与通风管接触位置的温度为5度或低于5℃，控温器(温控装置120)接通，连通接插头140、电源线130、温控装置120实现供电，电阻丝开始加热，重复通风管的加热过程。

温控装置120监测与通风管110接触位置的温度，在5℃和80℃之间重复接通和断开，控制电阻丝(加热材料180)进行加热和停止加热，维持通风管110内壁温度维持在合适的范围，减少高温混合气体与通风管内壁的温度差异，避免出现混合气体中水蒸气凝水结冰或者较多的水蒸气凝水。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

本发明的实施例是对本发明进行说明，而不是对其进行限制。事实上，那些熟悉本行业的人员可以显而易见地在本发明的范围和原理内对本发明进行修改和变动。举例来说，一个具体机构所阐明或描述的某一部分功能，可用于另一具体机构，进而得到一个新的机构。实施例中的加热通风装置，不但还可以用在发动机上的曲轴箱通风管用来防止混合气体在通风管内凝水进而导致机油乳化，还可以应用在车辆油箱的通风管上——提高进气温度改善炭罐中吸附在活性炭上燃油的抽提效率，以及商用车辆尾气后处理的尿素管上——采用温控装置简化尿素管的加热控制。因此，本发明将包括上述修改和变动，只要它们属于所附的权利要求或与所要求权利相当的范围之内。