CN103603706A - 发动机曲轴箱油气分离装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种发动机曲轴箱油气分离装置。该油气分离装置包括：管状本体，其外端通过管路连接至发动机的进气管或引入增压器的压气机入口侧；过滤组件，其包括：支撑环和固定支撑在支撑环内的选择性半透膜，选择性半透膜通过所述支撑环嵌装在管状本体的内端口内，选择性半透膜采用石墨烯材料制备，表面布满直径不大于10纳米的孔洞。该发动机曲轴箱油气分离装置结构简单紧凑，通过采用选择性半透膜作为过滤材料，提高了对曲轴箱排放油气混合物的分离效率。另外，由于选择性半透膜为纳米材料，表面极为光滑，不粘附大颗粒的润滑油的油雾分子、水分子及粉尘颗粒，表面始终保持洁净状态，其便于安装、通用性好。
Description
技术领域
本发明涉及发动机领域，特别涉及一种发动机曲轴箱油气分离装置。
背景技术
众所周知，发动机工作时，气缸内的高温高压燃气会有一部分通过活塞环泄漏至曲轴箱，致使曲轴箱内的压力通常高于大气压力，为了保证曲轴箱内的压力不至于过高而影响相关零部件密封效果，以及过高的曲轴箱压力带来的安全隐患，需要将曲轴箱与大气连通。同时，发动机工作时，机油的温度较高，在高温及相关运动件的飞溅润滑影响下，润滑油容易被打碎分散成油雾颗粒并充溢整个曲轴箱空间。在曲轴箱与大气直接相通的情况下，气缸中泄漏出来的燃气将与油雾颗粒一起排放至大气中，这些排出至大气的油气混合物通常会对环境会造成污染。为了回收排出至大气中的油雾颗粒，以及为满足排放法规的要求，行业中通常采用油气分离装置对泄漏的燃气和油雾颗粒进行分离，分离出来的油雾颗粒凝结在一起成为液态油滴后引回至油底壳，而分离出来的燃气则需要重新引回至发动机的进气管，对于增压机型则引回压气机的吸入口，以形成负压利于分离出来的燃气被吸出。
目前，国内发动机采用的油气分离装置通常利用离心作用，加上结构复杂的过滤装置对油气混合物进行分离，由于油气混合物的温度较高，压力较大，所以单纯依靠离心作用和过滤装置无法对油气混合物中的润滑油和燃气进行100%分离，分离出来的燃气中仍含有相当多的油雾颗粒，这样，含有油雾颗粒的燃气重新进入进气管后或增压器压气机的吸入口后，将使原本光洁干燥的进气管或增压器压气机内壁沾满粘稠状油雾，这些粘附在内壁上的油雾在高温和氧化作用下将逐渐固化，导致进气系统进气不畅，发动机性能下降。
发明内容
本发明是为了克服上述现有技术中缺陷，提供了一种结构简单紧凑，对曲轴箱排放油气的分离效率高，维护清洗方便，其便于安装、通用性好的发动机曲轴箱油气分离装置。
为达到上述目的，根据本发明提供了一种发动机曲轴箱油气分离装置，包括：
管状本体，其外端通过管路连接至发动机的进气管或引入增压器的压气机入口侧；
过滤组件，其包括：支撑环和固定支撑在支撑环内的选择性半透膜，选择性半透膜通过所述支撑环嵌装在管状本体的内端口内，选择性半透膜采用石墨烯材料制备，表面布满直径不大于10纳米的孔洞。
上述技术方案中，管状本体的内端口外侧布设有端法兰，端法兰通过螺栓与发动机曲轴箱上的窗口或缸盖罩上面的窗口密封安装。
上述技术方案中，端法兰为菱形，两侧分别开设有螺栓安装孔。
上述技术方案中，支撑环采用工程塑料或金属材料制成。
上述技术方案中，管状本体采用金属材料或工程塑料材料制成。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：该发动机曲轴箱油气分离装置结构简单紧凑，通过采用选择性半透膜作为过滤材料，使得发动机曲轴箱内的气体自由排出，但高温下的油雾蒸汽颗粒无法通过选择性半透膜排出，这样选择性半透膜起到了平衡曲轴箱内压力，又保证曲轴箱内的油雾不排出污染环境，且经选择性半透膜排出的气体用管路连接至发动机的进气管或引入增压器的压气机入口侧，进入发动机的气缸内部再次燃烧，转化为符合排放法规允许的气体排出至大气，提高了对曲轴箱排放油气混合物的分离效率。另外，由于选择性半透膜为纳米材料，表面极为光滑，不粘附大颗粒的润滑油的油雾分子、水分子及粉尘颗粒，表面始终保持洁净状态，其便于安装、通用性好。
附图说明
图1为本发明的发动机曲轴箱油气分离装置的轴向剖视结构示意图；
图2为本发明的发动机曲轴箱油气分离装置的俯视结构示意图；
附图标记说明：
1-管状本体，11-端法兰，12-卡接凸环，13-气体流出通道，14-螺栓安装孔，21-支撑环，22-选择性半透膜。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。需要理解的是，本发明的以下实施方式中所提及的“上”、“下”、“左”、“右”、“正面”和“反面”均以各图所示的方向为基准，这些用来限制方向的词语仅仅是为了便于说明，并不代表对本发明具体技术方案的限制。
本发明的发动机曲轴箱油气分离装置结构简单紧凑，通过采用选择性半透膜作为过滤材料，使得发动机曲轴箱内的气体自由排出，但高温下的油雾蒸汽颗粒无法通过选择性半透膜排出，这样选择性半透膜起到了平衡曲轴箱内压力，又保证曲轴箱内的油雾不排出污染环境，且经选择性半透膜排出的气体用管路连接至发动机的进气管或引入增压器的压气机入口侧，进入发动机的气缸内部再次燃烧，转化为符合排放法规允许的气体排出至大气，提高了对曲轴箱排放油气混合物的分离效率。另外，由于选择性半透膜为纳米材料，表面极为光滑，不粘附大颗粒的润滑油的油雾分子、水分子及粉尘颗粒，表面始终保持洁净状态，其便于安装、通用性好。
以下详细的描述通过举例但非限制的方式说明了本公开，应该明白的是本公开的各种方面可被单独的实现或者与其他方面结合的实现。本说明书清楚的使本领域的技术人员能够制造并使用我们相信为新的且非显而易见的改进，描述了若干实施例、变通方法、变型、备选方案以及系统应用，包括当前被认为是执行本说明书中描述的发明原理的最好模式。当描述元件或特征和/或实施例时，冠以“一”“一个”“该”和“所述”旨在表示具有元件或特征中的一个或多个。术语“包括”“包含”和“具有”旨在为包括性的，并表示在那些具体描述的元件或特征以外还具有额外的元件或特征。
如图1和图2所示，该发动机曲轴箱油气分离装置为管件，其具体结构包括：管状本体1和布设在管状本体1一端的端法兰11，以及布设在管状本体1管腔内的过滤组件，管状本体1通过端法兰11安装到发动机曲轴箱上的窗口或缸盖罩上面的窗口，过滤组件采用选择性半透膜作为过滤材料，使得发动机曲轴箱内的气体自由排出，但高温下的油雾蒸汽颗粒无法通过选择性半透膜排出，这样选择性半透膜起到了平衡曲轴箱内压力，又保证曲轴箱内的油雾不排出污染环境，且经选择性半透膜排出的气体用管路连接至发动机的进气管或引入增压器的压气机入口侧，进入发动机的气缸内部再次燃烧，转化为符合排放法规允许的气体排出至大气，提高了对曲轴箱排放油气混合物的分离效率。
管状本体1采用金属材料或工程塑料材料制成，其外端口通过管路连接至发动机的进气管或引入增压器的压气机入口侧，具有与管路适配插装的径向卡接凸环12；内端口开设有过滤组件安装环槽。管状本体1的管腔作为经选择性半透膜排出的气体流出通道13。
端法兰11布设在管状本体1的内端，其为菱形，两侧分别开设有螺栓安装孔14，用于通过螺栓与发动机曲轴箱上的窗口或缸盖罩上面的窗口密封安装。
过滤组件包括：支撑环21和选择性半透膜22，支撑环21嵌装在管状本体1的内端口过滤组件安装环槽内，其采用工程塑料或金属材料制成。选择性半透膜22固定支撑在支撑环21内，其采用石墨烯材料制备，表面布满直径不大于10nm（10纳米，即10×10-9米）的孔洞，使得燃气中的气体成分可以全部通过这些孔洞顺利通过选择性半透膜至发动机曲轴箱外；其厚度只有碳原子直径大小，使得曲轴箱中泄露出来的燃气通过选择性半透膜时的距离很短，阻力很小，更加容易通过选择性半透膜；另外，由于石墨烯材料制成的选择性半透膜属于纳米材料，表面密度高、抗拉强度高，不粘附油雾、水汽、灰尘等固体和液态颗粒，所以使用过程中，不需对选择性半透膜进行清洗维护。
使用时，该发动机曲轴箱油气分离装置通过端法兰11安装到发动机曲轴箱上的窗口或缸盖罩上面的窗口，同时，要确保管状本体1沿着竖直向上方向或水平方向布置，不允许管状本体1竖直向下或斜向下的方式布置，避免油气分离后的润滑油油雾颗粒堵塞选择性半透膜22，而影响后续的油气分离。管状本体1通过连接管与经选择性半透膜排出的气体用管路连接至发动机的进气管，当曲轴箱内的油雾颗粒与燃气混合物经过选择性半透膜4时，气体混合物成分顺利通过选择性半透膜22，并与发动机新吸入的空气一起进入气缸内燃烧，转化为符合排放法规允许的气体排出至大气，而润滑油油雾颗粒被阻挡后则汇集回流至油底壳。对于废气涡轮增压或机械增压机型，经选择性半透膜排出的气体需引入增压器的压气机入口侧，确保选择性半透膜的内侧受曲轴箱正压力作用，外侧受增压器压气机入口侧负压吸引作用，促进曲轴箱内气体的顺利排出，并经增压器压气机增压后进入发动机的气缸内部再次燃烧。
综上，该发动机曲轴箱油气分离装置结构简单紧凑，通过采用选择性半透膜作为过滤材料，使得发动机曲轴箱内的气体自由排出，但高温下的油雾蒸汽颗粒无法通过选择性半透膜排出，这样选择性半透膜起到了平衡曲轴箱内压力，又保证曲轴箱内的油雾不排出污染环境，且经选择性半透膜排出的气体用管路连接至发动机的进气管或引入增压器的压气机入口侧，进入发动机的气缸内部再次燃烧，转化为符合排放法规允许的气体排出至大气，提高了对曲轴箱排放油气混合物的分离效率。另外，由于选择性半透膜为纳米材料，表面极为光滑，不粘附大颗粒的润滑油的油雾分子、水分子及粉尘颗粒，表面始终保持洁净状态，其便于安装、通用性好。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种发动机曲轴箱油气分离装置，其特征在于，包括：
管状本体，其外端通过管路连接至发动机的进气管或引入增压器的压气机入口侧；
过滤组件，其包括：支撑环和固定支撑在所述支撑环内的选择性半透膜，所述选择性半透膜通过所述支撑环嵌装在管状本体的内端口内，所述选择性半透膜采用石墨烯材料制备，表面布满直径不大于10纳米的孔洞。
2.根据权利要求1所述的发动机曲轴箱油气分离装置，其特征在于：所述管状本体的内端口外侧布设有端法兰，所述端法兰通过螺栓与发动机曲轴箱上的窗口或缸盖罩上面的窗口密封安装。
3.根据权利要求2所述的发动机曲轴箱油气分离装置，其特征在于：所述端法兰为菱形，两侧分别开设有螺栓安装孔。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的发动机曲轴箱油气分离装置，其特征在于：所述支撑环采用工程塑料或金属材料制成。
5.根据权利要求4所述的发动机曲轴箱油气分离装置，其特征在于：所述管状本体采用金属材料或工程塑料材料制成。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20140226 |