氢气发动机主动曲轴箱通风结构及工况分区控制方法与流程

本申请涉及发动机，特别是涉及一种氢气发动机主动曲轴箱通风结构及工况分区控制方法。

背景技术：

1、在全球碳减排的背景下，氢气发动机技术由于其清洁高效的特点，正成为各大汽车制造商（oem，original equipment manufacturer）研发的热点。然而，氢气发动机的安全问题也因此备受关注。氢气具有较宽的爆炸极限（4%-75%），即使在较低的体积浓度下也可能引发爆炸。另外，氢气燃烧的主要产物是水。这些特性为氢气发动机的设计和应用带来了挑战。

2、相关技术中，一般通过采用高性能材料和先进的密封结构，力求减少氢气与水蒸气通过活塞环与缸套之间缝隙的泄漏，以及通过高效的通风装置及时排除可能积聚的氢气与水蒸气。

3、然而，上述的相关技术，无法完全避免氢气泄漏以及无法避免水蒸气进入曲轴箱，尤其是水蒸气与机油混合后会导致机油乳化，进而影响发动机的润滑效果和寿命。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供能够避免发动机曲轴箱内浓度过高及机油乳化的一种氢气发动机主动曲轴箱通风结构及工况分区控制方法。

2、第一方面，本申请提供了一种氢气发动机主动曲轴箱通风结构，包括：

3、发动机主体，通过气缸内的氢气与空气的混合燃烧，实现对外做功，所述发动机主体包括补气口、进气口、曲轴箱通风口和机油回收口；

4、空气过滤器，所述空气过滤器的输出端与所述发动机主体的进气口连接，用于将外部新鲜空气引入所述发动机主体内，所述空气过滤器与所述发动机主体之间连接有进气组件和补气组件，所述进气组件的输入端和所述补气组件的输入端均与所述空气过滤器的输出端连接，所述进气组件的输出端与所述发动机主体的进气口连接，所述补气组件的输出端与所述发动机主体的补气口连接；

5、油气分离组件，所述油气分离组件的第一端与所述发动机主体的曲轴箱通风口连接，所述油气分离组件的第二端与所述发动机主体的机油回收口连接，用于将从所述发动机主体的曲轴箱内抽出的气体中混合的机油分离并将分离后机油输送至所述发动机主体内。

6、在其中一个实施例中，所述补气组件包括：

7、单向阀，所述单向阀的第一端与所述空气过滤器的输出端连接，所述单向阀的第二端与所述发动机主体的补气口连接，所述单向阀和所述进气口之间设有空气流量计。

8、在其中一个实施例中，所述进气组件包括：

9、增压器，所述增压器的第一端与所述空气过滤器的输出端连接，且所述增压器的第二端与所述油气分离组件连接，所述增压器的第一端设有气压传感器。

10、在其中一个实施例中，所述油气分离组件包括：

11、油气分离器，所述油气分离器的第一端与所述发动机主体的曲轴箱通风口连接，所述油气分离器的第二端与所述发动机主体的机油回收口连接，所述油气分离器的第三端与所述进气组件的输入端连接。

12、在其中一个实施例中，所述油气分离组件还包括：

13、真空泵，所述真空泵安置于所述油气分离器的第三端，所述真空泵的输出端设有氢气浓度传感器。

14、在其中一个实施例中，所述发动机主体包括：

15、缸体，所述缸体包括曲轴箱；

16、缸盖，所述缸盖安置于所述缸体上；

17、罩盖，所述罩盖安置于所述缸体上且处于所述缸盖上方；

18、油底壳，所述油底壳安置于所述曲轴箱下方且所述油底壳与所述曲轴箱连接，所述机油回收口设在所述油底壳上，所述机油回收口与所述油气分离组件连接。

19、在其中一个实施例中，所述真空泵的输出端还与所述发动机主体的进气管道连接。

20、在其中一个实施例中，所述曲轴箱设有第一补气口，所述罩盖设有第一曲轴箱通风口，所述第一曲轴箱通风口与所述油气分离组件连接。

21、在其中一个实施例中，所述曲轴箱设有第二曲轴箱通风口，所述罩盖设有第二补气口，所述第二曲轴箱通风口与所述油气分离组件连接。

22、第二方面，本申请还提供了一种工况分区控制方法，应用于如上述任一实施例所述的氢气发动机主动曲轴箱通风结构，包括：

23、获取发动机主体的当前运行数据；

24、基于所述当前运行数据和预设运行阈值对所述发动机进行工况比较，获得工况比较结果；

25、基于所述工况比较结果和预设映射关系对所述油气分离组件进行功率调节。

26、上述氢气发动机主动曲轴箱通风结构及工况分区控制方法，通过空气过滤器和油气分离组件将发动机主体内曲轴箱内部的气体排出，油气分离组件将气体中机油收集并输入至发动机主体内，空气过滤器从外部获取新鲜空气并通过进气组件输送至发动机主体中，并且还可以通过油气分离组件将去除机油的气体回流并利用进气组件输入发动机主体内，同时还可以利用与补气口连接的补气组件向发动机主体内部输送新鲜空气，保证了发动机主体内曲轴箱的内外气体有效交换，利用新鲜空气扫除曲轴箱内的水蒸气与氢气，从而保持曲轴箱内的气体组成在安全范围内，降低曲轴箱爆炸的风险，还能有效减少机油乳化的概率，延长发动机的使用寿命，提升其可靠性和性能表现。

技术特征：

1.一种氢气发动机主动曲轴箱通风结构，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的氢气发动机主动曲轴箱通风结构，其特征在于，所述补气组件包括：

3.根据权利要求2所述的氢气发动机主动曲轴箱通风结构，其特征在于，所述进气组件包括：

4.根据权利要求1所述的氢气发动机主动曲轴箱通风结构，其特征在于，所述油气分离组件包括：

5.根据权利要求4所述的氢气发动机主动曲轴箱通风结构，其特征在于，所述油气分离组件还包括：

6.根据权利要求1所述的氢气发动机主动曲轴箱通风结构，其特征在于，所述真空泵的输出端还与所述发动机主体的进气管道连接。

7.根据权利要求1所述的氢气发动机主动曲轴箱通风结构，其特征在于，所述发动机主体包括：

8.根据权利要求7所述的氢气发动机主动曲轴箱通风结构，其特征在于，所述曲轴箱设有第一补气口，所述罩盖设有第一曲轴箱通风口，所述第一曲轴箱通风口与所述油气分离组件的第一端连接。

9.根据权利要求7所述的氢气发动机主动曲轴箱通风结构，其特征在于，所述曲轴箱设有第二曲轴箱通风口，所述罩盖设有第二补气口，所述第二曲轴箱通风口与所述油气分离组件的第一端连接。

10.一种工况分区控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1至9任一项所述的氢气发动机主动曲轴箱通风结构，所述方法包括：

技术总结本申请涉及一种氢气发动机主动曲轴箱通风结构及工况分区控制方法。该氢气发动机主动曲轴箱通风结构包括：发动机主体，发动机主体包括补气口、进气口、曲轴箱通风口和机油回收口；空气过滤器，空气过滤器的输出端与发动机主体的进气口连接，空气过滤器与发动机主体之间连接有进气组件和补气组件；油气分离组件，油气分离组件的第一端与发动机主体的曲轴箱通风口连接，油气分离组件的第二端与发动机主体的机油回收口连接。本申请利用新鲜空气清扫出曲轴箱内的水蒸气与氢气，保证曲轴箱内外气体有效交换，从而保持曲轴箱内的气体组成在安全范围内，降低曲轴箱内氢气爆炸的风险，有效减少机油乳化的概率，提升其氢气发动机可靠性和性能表现。技术研发人员：刘长铖,韩俊楠,高金恒,张斌,马立,韩家明受保护的技术使用者：一汽解放汽车有限公司技术研发日：技术公布日：2024/12/2