CN104500259A - 集成螺旋式缸盖罩油气分离机构 - Google Patents

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缪孟阳
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Abstract

本发明涉及一种集成螺旋式缸盖罩油气分离机构，包括具有油气进口和油气出口的缸盖罩，在所述油气进口和油气出口之间形成的油气分离路径上设置有挡油板，还包括螺旋式油气分离机构，并且所述螺旋式油气分离机构通过翻边焊接在所述挡油板上，所述螺旋式油气分离机构包括挡墙导向开口、分离器入口、分离器涡室以及位于分离器涡室中心的分离器出口。本发明的油气分离机构有效解决缸盖罩内置迷宫式油气分离机构分离效率低，独立油气分离器占用布置空间大的问题，具有安装方便、制造成本低以及使用寿命长的特点。

Description

集成螺旋式缸盖罩油气分离机构
技术领域
本发明涉及汽车发动机结构设计的技术领域，更具体地说，本发明涉及一种集成螺旋式缸盖罩油气分离机构。
背景技术
现有技术中，缸盖罩油气分离多为独立机构或内置迷宫式油气分离机构，其缺点为：(1)使用独立油气分离机构增加系统开发成本；(2)拆装复杂，装配成本高，占用空间大不利于整机布置；(3)传统缸盖罩内多采用迷宫式油气分离机构，分离效率低，机油携带量大不利于曲轴箱的有效通风。
发明内容
为了解决现有技术中的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种集成螺旋式缸盖罩油气分离机构。
为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种集成螺旋式缸盖罩油气分离机构，包括具有油气进口和油气出口的缸盖罩，在所述油气进口和油气出口之间形成的油气分离路径上设置有挡油板，其特征在于：还包括螺旋式油气分离机构，并且所述螺旋式油气分离机构通过翻边焊接在所述挡油板上，所述螺旋式油气分离机构包括挡墙导向开口、分离器入口、分离器涡室以及位于分离器涡室中心的分离器出口。
其中，所述缸盖罩由铝合金铸造形成。
其中，所述的铝合金的合金元素的组成为：4.5～5.0wt％的Si、1.0～1.2wt％的Cu、0.45～0.50wt％的Mg、0.55～0.60wt％的Mn、0.20～0.30wt％的Fe、0.12～0.15wt％的Zr、0.03～0.05wt％的Te、0.03～0.05wt％的Sr，和余量的Al。
与现有技术相比，本发明所述的集成螺旋式缸盖罩油气分离机构具有以下有益效果：
(1)本发明的油气分离机构有效解决缸盖罩内置迷宫式油气分离机构分离效率低，独立油气分离器占用布置空间大的问题，具有安装方便、制造成本低以及使用寿命长的特点。
(2)本发明所述的缸盖罩使用的铝合金，不仅铸造加工性好，而且形成的气缸盖热稳定性好，热变形量小，而且具有良好的抗疲劳性能。
附图说明
图1为实施例1所述集成螺旋式缸盖罩油气分离机构的示意图；
图2为实施例1所述油气分离机构中螺旋式油气分离机构的示意图；
图3为实施例1的油气分离机构中油气流动路径的示意图。
具体实施方式
以下将结合具体实施例对本发明所述的集成螺旋式缸盖罩油气分离机构做进一步的阐述，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
实施例1
如图1～2所示，本实施例所述的集成螺旋式缸盖罩油气分离机构，包括具有油气进口1和油气出口4的缸盖罩11，在所述油气进口1和油气出口4之间形成的油气分离路径上设置有挡油板3，此外还包括螺旋式油气分离机构2，并且所述螺旋式油气分离机构2通过翻边9焊接在所述挡油板3上，所述螺旋式油气分离机构3包括挡墙导向开口5、分离器入口6、分离器涡室7以及位于分离器涡室中心的分离器出口8。油气混合气从油气进口进入，通过螺旋式油气分离机构经过挡墙导向开口的提速后，进入分离器入口，在涡室内做离心运动，在离心力作用下实现油气分离，分离出的机油在重力作用下流经落油孔最后流回油底壳，混合气则从分离器出口逃出涡室，分离后的混合气经过缓冲段后从油气出口流出缸盖罩。本实施例通过集成油气分离机构，合理优化结构，节省了机构布置空间，并降低开发成本。通过自身螺旋结构使油气混合气在涡室内加速，并在离心力的作用下实现油气分离，可使油气分离效率显著提高，从而降低了汽车尾气对大气环境的影响，改善了车辆的排放性能和经济性能。本实施例通过本机构巧妙设计，实现已分离的机油与混合气相向运动效果，即机油在重力作用下自然向下运动，通过落油孔落回油池，而混合气则通过涡室上方开孔逃出涡室，从而避免已分离的油气再次被高速运动的混合气吹散并带走的可能性，并实现分离效率最大化。以某2.0T增压机型的缸盖罩为例，将本实施例的油气分离机构置于空气室内，使用STAR CCM+软件建模分析，经过初步计算单体分离效率可以达到5.48E+01。
实施例2
在本发明中所述的缸盖罩具有复杂的结构，因而所述缸盖罩使用的铝合金需要在熔融条件下具有良好的流动性。在本发明中，所述的铝合金的合金元素的组成为：4.5～5.0wt％的Si、1.0～1.2wt％的Cu、0.45～0.50wt％的Mg、0.55～0.60wt％的Mn、0.20～0.30wt％的Fe、0.12～0.15wt％的Zr、0.03～0.05wt％的Te、0.03～0.05wt％的Sr，和余量的Al。所述的铝合金可以通过熔炼铝锭(例如Al99.90、Al99.9、Al99.85)或铝基母合金等为主原料，通过添加合金元素在熔炉中制备熔体，并利用惰性气体例如N2等进行吹扫脱气和净化。通过将铝合金熔融浇铸得到所需形状的缸盖属于本领域的现有技术。简单地说，将熔融的铝合金浇铸在蜡模或金属模中凝固，对于本发明所述的铝合金合适的浇铸温度为790℃，然后打开模具把铸件取出，然后通过X射线检查判断是否由于收缩而产生了孔隙(对于本发明所述的合金组成一般没有收缩问题)，对于合格产品接着进行T6热处理，具体为在500℃固溶8～10小时，然后在70～80℃进行淬火，并在200℃时效处理10～12个小时。表1给出了几个具体的铝合金的样品、对照样品的组成。表2给出了它们的性能。
表1余量为Al
Si Cu Mg Mn Fe Zr Te Sr
样品1 4.5 1.2 0.50 0.60 0.25 0.12 0.03 0.05
样品2 5.0 1.0 0.45 0.55 0.20 0.15 0.05 0.03
对照样品1 5.0 1.0 0.45 0.55 0.20 / / 0.03
对照样品2 4.5 1.2 0.50 0.60 0.25 0.12 0.05 /
对照样品3 9.8 1.8 0.50 0.55 0.25 0.15Ti 0.05 0.03
对照样品4 7.2 1.0 0.45 0.50 0.30 0.70Ni 0.05 0.03
表2
样品1 样品2 对照样品1 对照样品2 对照样品3 对照样品4
室温抗拉强度，MPa 310 290 250 240 250 250
300℃抗拉强度，MPa 220 220 180 190 190 180
300℃热膨胀系数，10-6/K 8.0 10.0 36.0 42.0 32.0 35.0
可铸造性 优良 优良 差 差 合格 合格
其中，在本发明中所述的可铸造性，对于100件铸件如果有5件或5件以上通过X射线检查发现了孔隙，则可铸造性差，对于100件铸件如果有2～5件通过X射线检查发现了孔隙，则可铸造性为合格，对于100件铸件如果有1件或以下，则可铸造性为优良。
对于本领域的普通技术人员而言，具体实施例只是对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种集成螺旋式缸盖罩油气分离机构，包括具有油气进口和油气出口的缸盖罩，在所述油气进口和油气出口之间形成的油气分离路径上设置有挡油板，其特征在于：还包括螺旋式油气分离机构，并且所述螺旋式油气分离机构通过翻边焊接在所述挡油板上，所述螺旋式油气分离机构包括挡墙导向开口、分离器入口、分离器涡室以及位于分离器涡室中心的分离器出口。
2.根据权利要求1所述的集成螺旋式缸盖罩油气分离机构，其特征在于：所述缸盖罩由铝合金铸造形成。
3.根据权利要求2所述的集成螺旋式缸盖罩油气分离机构，其特征在于：所述的铝合金的合金元素的组成为：4.5～5.0wt％的Si、1.0～1.2wt％的Cu、0.45～0.50wt％的Mg、0.55～0.60wt％的Mn、0.20～0.30wt％的Fe、0.12～0.15wt％的Zr、0.03～0.05wt％的Te、0.03～0.05wt％的Sr，和余量的Al。
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