CN105114202A - 一种发动机缸盖护罩改进结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种发动机缸盖护罩改进结构，在缸盖护罩的内表面设置有油气分离室；所述油气分离室包括位于进气侧的第一油气分离室和位于排气侧的第二油气分离室；所述第一油气分离室为四级分离结构；所述第二油气分离室为三级分离结构。本发明通过采用四级分离结构，并通过增加旋风分离板组的结构，使得油气混合气体在流经旋风分离板组时，通过曲线板的设置，导致气流产生漩涡，由于油和气的密度不同，油和气在漩涡的作用下产生分离，分离后的大油滴直接掉落在挡油板上，小油滴则撞击在旋风式分离板表面并顺其表面流向孔板，提高了油气分离的效果。

Description

一种发动机缸盖护罩改进结构

技术领域

本发明属于发动机技术领域，特别是指一种发动机缸盖护罩改进结构。

背景技术

在发动机运转过程中，会有少量气体从气缸壁与活塞环之间的间隙以及活塞与活塞环之间的间隙窜入曲轴箱中，这些窜气会将活塞和气缸壁表面的机油带走，通过进气系统进入燃烧室再次燃烧。但是由于机油不能完全燃烧，会对排放产生负面影响。因此为满足排放法规要求，必须将机油从窜气里分离出来。

现有汽油发动机为满足排放法规的要求均采用闭式的呼吸系统，早期的发动机通风系统采用外置油气分离器的结构，导致管路复杂，布置臃肿，有悖于发动机集成化轻量化的发展趋势。

现有的集成油气分离结构的缸盖护罩组件一般采用一至三级分离，油气分离的效果基本满足排放法规的需要,但随着排放法规日益严格，急需油气分离效果更好的油气分离器结构来满足排放要求。

如图1至图5所示，为了实现机油与窜气分离，目前油气分离技术方案采用闭式三级分离结构，具体为：油气分离器分为进气侧分离室A与排气侧分离室B，两分离室各有三级分离结构。

进气侧分离室包括有缸盖护罩010、挡油板020、第一隔板组011、第一挡板021、第一孔板023、第一齿形撞击板012、PCV阀013、进气侧出气口I、第一回油部022、进气侧进气口IN1、第二回油部024及凹槽029。

排气侧分离室包括有缸盖护罩010、挡油板020、第二隔板组014、第二挡板025、第二孔板027、第二齿形撞击板015、小管016、排气侧进气口IN2、排气侧出气口II、第三回油部026、第四回油部028。

现有技术不能满足更高排放限值要求，直接导致整车无法上市销售。为了克服上述的问题，现有技术通过采用发动机缸盖护罩加独立油气分离器来满足排放标准，这样不仅导致管路复杂，布置臃肿，而且增加的成本过多。

发明内容

本发明的目的是对现发动机缸盖护罩提出改进技术方案，通过本技术方案，在有限增加成本的情况下，实现发动机排气满足现法规的排放限值要求。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种发动机缸盖护罩改进结构，在缸盖护罩的内表面设置有油气分离室；

所述油气分离室包括位于进气侧的第一油气分离室和位于排气侧的第二油气分离室；

所述第一油气分离室为四级分离结构；所述第二油气分离室为三级分离结构；

所述第一油气分离室包括有第一隔板组、第一挡板、第一挡油板、旋风分离板组、第一孔板及第一齿形撞击板；

所述二油气分离室包括有第二隔板组、第二挡板、第二挡油板、第二孔板及第二齿形撞击板；

所述第一隔板组的一个侧边、所述旋风分离板组的一个侧边、所述第一齿形撞击板的一个侧边、所述第二隔板组的一个侧边、及所述第二齿形撞击板的一个侧边均与所述缸盖护罩的内表面连接；

所述第一挡板及所述第一孔板均与所述第一挡油板中与所述缸盖护罩相对的表面连接；

所述第二挡板及所述第二孔板均与所述第二挡油板中与所述缸盖护罩相对的表面连接；

所述第一孔板与所述第二孔板靠近所述缸盖护罩的一侧均设置有若干气体过孔；每个所述气体过孔均为锥形孔，其中进气一侧的孔径大于出气一侧的孔径。

每个所述气体过孔的内壁均设置有多个轴向贯通的槽型结构；每个所述槽型结构的中线均为曲线。

所述旋风分离板组包括有至少三个平行设置的曲线板。

所述第一挡油板与所述第二挡油板通过连接板连接为一体结构。

在所述第一挡油板上设置有第一回油部和第二回油部；在所述第二挡油板上设置有第三回油部和第四回油部。

所述第一回油部与所述第二回油部位于所述第一挡油板的同一侧；所述第三回油部与所述第四回油部位于所述第二挡油板的同一侧。

所述第一回油部的高度与所述第二回油部的高度不同；所述第三回油部的高度与所述第四回油部的高度不同。

所述第一挡油板及所述第二挡油板均设置有向所述缸盖护罩方向的翻边。

在所述翻边上设置有凹槽。

在所述第一油气分离室所对应的缸盖护罩上设置有第一出气孔；所述第一出气孔安装有PCV阀；所述PCV阀通过管路与进气歧管联通；在所述第二油气分离室所对应的缸盖护罩上设置有第二出气孔；所述第二出气孔通过管路与空气滤清器出气端管路联通。

本发明的有益效果是：

本申请通过在缸盖护罩进气侧的油气分离室设置为四级分离结构，提高了油气分离的效果；

通过采用四级分离结构，并通过增加旋风分离板组的结构，使得油气混合气体在流经旋风分离板组时，通过曲线板的设置，导致气流产生漩涡，由于油和气的密度不同，油和气在漩涡的作用下产生分离，分离后的大油滴直接掉落在挡油板上，小油滴则撞击在旋风式分离板表面并顺其表面流向孔板，提高了油气分离的效果。

另一方面，本申请通过在第一孔板和第二孔板上将气体过孔设置为锥形孔，并且在气体流动方向上，位于进气一侧的孔径大于位于出气一侧的孔径，这样的锥形孔结构使得气体在通过气体过孔中，在增加气体流速的同时，对进气一侧的气体增加挤压力，利于小油滴的汇集，并且在气体以更高的速度通过气体过孔后，并与齿形撞击反进行碰撞的程度增加，在与齿形撞击板撞击后气体压力的下降幅度增大，气体流速进一步放缓，这样更有利于油滴的降落，而提高油气分离效果。

附图说明

图1为现技术缸盖护罩去除挡油板后结构示意图；

图2为现技术缸盖护罩带挡油板的内部结构示意图；

图3为现技术挡油板的结构示意图；

图4为现技术挡油板另一个角度的结构示意图；

图5为图4的E-E剖视图；

图6为本发明缸盖护罩去除挡油板后的结构示意图；

图7为本发明缸盖护罩去除挡油板后的主视图；

图8为图7的F-F剖视图；

图9为本发明挡油板结构示意图。

附图标记说明

A进气侧分离室，B排气侧分离室，010缸盖护罩，011第一隔板组，012第一齿形撞击板，013PCV阀，014第二隔板组，015第二齿形撞击板，016小管，020挡油板，021第一挡板，022第一回油部，023第一孔板，024第二回油部，025第二挡板，026第三回油部，027第二孔板，028第四回油部，029凹槽，100缸盖护罩，200第一油气分离室，300第二油气分离室，400第一挡油板，500第二挡油板，600连接板，700翻边，800凹槽，900气体过孔，101凸筋，201第一隔板组，202第一挡板，203旋风分离板组，204第一孔板，205第一齿形撞击板，206PCV阀，207第一出气孔，208第一回油部，209第二回油部，301第二隔板组，302第二挡板，303第二孔板，304第二齿形撞击板，305第二出气孔，306第三回油部，307第四回油部。

具体实施方式

以下通过实施例来详细说明本发明的技术方案，以下的实施例仅是示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为是对本发明技术方案的限制。

本发明提供一种发动机缸盖护罩改进结构，如图6至图9所示，在缸盖护罩100的内表面设置有油气分离室；本申请的缸盖护罩100是指集成有油气分离器的缸盖护罩，而不包括没有集成有油气分离器的缸盖护罩。在本申请的技术方案中，仅与缸盖护罩上的油气分离器结构有关，而在缸盖护罩上设置的其它结构均为现有技术，并不在本申请的保护范围内。

所述油气分离室包括位于进气侧的第一油气分离室200和位于排气侧的第二油气分离室300；

所述第一油气分离室200为四级分离结构；所述第二油气分离室300为三级分离结构。

所述第一油气分离室200包括有第一隔板组201、第一挡板202、第一挡油板400、旋风分离板组203、第一孔板204及第一齿形撞击板205；第一孔板204上靠近缸盖护罩侧分布有两行若干个气体过孔900。第一隔板组201、旋风式分离板组203、第一齿形撞击板205与第一挡油板400面对缸盖护罩100的表面均一定间隙；气体过孔900的个数及直径、第一隔板组201、旋风分离板组203及第一齿形撞击板205与第一挡油板400的间隙、第一挡板202与缸盖护罩顶板的间隙根据油气混合气流量来合理设置。

所述二油气分离室300包括有第二隔板组301、第二挡板302、第二挡油板500、第二孔板303及第二齿形撞击板304；第二孔板303上靠近缸盖护罩侧分布有两行若干个气体过孔900。第二隔板组301、第二齿形撞击板304与第二挡油板500面对缸盖护罩100的表面均一定间隙；气体过孔900的个数及直径、第二隔板组301及第二齿形撞击板304与第二挡油板500的间隙、第二挡板302与缸盖护罩顶板的间隙根据油气混合气流量来合理设置。

所述第一孔板204与所述第二孔板303上的气体过孔900；每个所述气体过孔900均为锥形孔，其中进气一侧的孔径大于出气一侧的孔径。

每个所述气体过孔900的内壁均设置有多个轴向贯通的槽型结构(图中未示出)；每个所述槽型结构的中线均为曲线。在本申请中，槽形结构的形状及结构均相同。在本申请的各实施例中，每个槽型结构的横截面为方形或半圆形，槽型结构的深度为气体过孔最小处直径的1/10-1/3。

所述第一隔板组的一个侧边、所述旋风分离板组的一个侧边、所述第一齿形撞击板的一个侧边、所述第二隔板组的一个侧边、及所述第二齿形撞击板的一个侧边均与所述缸盖护罩的内表面连接；

所述第一挡板及所述第一孔板均与所述第一挡油板中与所述缸盖护罩相对的表面连接；

所述第二挡板及所述第二孔板均与所述第二挡油板中与所述缸盖护罩相对的表面连接。

所述旋风分离板组203包括有至少三个平行设置的曲线板；本申请中在缸盖护罩的进气侧增加设置旋风分离板组是本申请的关键技术方案，在本申请中，曲线板是指在缸盖护罩的前后方向上，曲线板的中线为曲线，而且在本实施例中，每块曲线板均垂直于缸盖护罩的内表面；为了提高旋风分离板组的分离效果，对每块曲线板做平行于缸盖护罩轴向中线的切线时，每块曲线板均有部分的切线切割相邻的曲线板。

所述第一挡油板400与所述第二挡油板500通过连接板600连接为一体结构。连接板600的长度不仅小于第一挡油板400的长度也小于第二挡油板500的长度；在本实施例中，连接板600的两端均为弧形。

在所述第一挡油板400上设置有第一回油部208和第二回油部209；在所述第二挡油板500上设置有第三回油部306和第四回油部307。为防止油气未经分离直接从回油部窜入分离室，第一回油部208的高度与第二回油部209的高度根据位置不同而不同；第三回油部306的高度与第四回油部307的高度根据位置不同而不同。

所述第一回油部208与所述第二回油部209位于所述第一挡油板400的同一侧；所述第三回油部306与所述第四回油部307位于所述第二挡油板500的同一侧。在本实施例中，第一回油部208与第二回油部209位于靠近连接板600的一侧；第三回油部306与第四回油部307位于远离连接板600的一侧。

所述第一挡油板400及所述第二挡油板500均设置有向所述缸盖护罩方向的翻边700。在所述翻边700上设置有凹槽800。凹槽800与缸盖护罩上一定高度凸筋101之间焊接连接，从而形成进气侧第一油气分离室或排气侧的第二油气分离室。

在所述第一油气分离室200所对应的缸盖护罩上设置有第一出气孔207；所述第一出气孔207安装有PCV(positivecrankcaseventilation曲轴箱强制通风)阀206；所述PCV阀206通过管路与进气歧管联通；在所述第二油气分离室300所对应的缸盖护罩上设置有第二出气孔305；所述第二出气孔305通过管路与空气滤清器出气端管路联通；第二出气孔同时兼有将新鲜空气导入曲轴箱功能。

在本申请中，第一油气分离室内自曲轴箱油气的进气侧进气孔至第一出气孔方向，依次设置有第一隔板组、第一挡板、旋风分离板组、第一回油部、第一孔板、第一齿形撞击板及第二回油部；从进气侧进气孔进入的油气混合气首先撞击第一隔板组，初步分离出较大的油滴，实现第一级油气分离；然后油气混合气流在前进过程中与第一挡板撞击实现第二级油气分离；经过二级油气分离的油气混合气以一定的速度流向旋风分离板组，由于旋风分离板组中曲线板设计，导致气流经过时产生漩涡，由于油和气的密度不同，油和气在漩涡的作用下产生分离，分离后的大油滴直接掉落在第一挡油板上，小油滴则撞击在曲线板表面并顺其表面流向第一孔板，完成第三级油气分离；经过第三级油气分离后的油气混合气以一定速度流向第一孔板及第一孔板后的第一齿形撞击板，第一孔板与第一齿形撞击板实现第四级油气分离。

第一孔板的分离作用分三方面：一是油气混合气直接与孔板非孔壁面碰撞分离出油气，二是油气临近孔板流入孔前以孔轴线为旋转轴产生漩涡，轻的气体被甩出实现油气分离，三是流入小孔的混合气经小孔汇聚加速，并通过槽型结构将油气进入气体过孔前的漩涡程度进一步增加，提高了径向旋转力及角速度，将小油滴汇聚成较大油滴并与齿形板发生较激烈碰撞分离出机油。

这样经过上述四级分离后油气混合气中的机油含量大大降低，分离后的气体流过PCV阀进入进气歧管进而进入燃烧室燃烧。

第二油气分离室内自曲轴箱油气的排气侧进气孔到第二出气孔依次设置有第二隔板组、第二挡板、第三回油部、第二孔板、第二齿形撞击板及第四回油部；从排气侧进气孔进入的油气混合气首先撞击第二隔板组，初步分离出较大的油滴，实现第一级油气分离；然后油气混合气流在前进过程中与第二挡板撞击实现第二级油气分离；经过第二级油气分离后的油气混合气以一定速度流向第二孔板及第二孔板后的第二齿形撞击板，第二孔板与第二齿形撞击板实现第三级油气分离。

第二孔板的分离作用分三方面：一是油气混合气直接与孔板非孔壁面碰撞分离出油气，二是油气临近孔板流入孔前以孔轴线为旋转轴产生漩涡，轻的气体被甩出实现油气分离，三是流入小孔的混合气经小孔汇聚加速，并通过槽型结构将油气进入气体过孔前的漩涡程度进一步增加，提高了径向旋转力及角速度，将小油滴汇聚成较大油滴并与齿形撞击板发生较激烈碰撞分离出机油。

油气分离原理如下：

由于曲轴箱与进气歧管或空气滤清器出气管压力差不同，发动机不同工况下曲轴箱通风路径不一样。

发动机低速小负荷时，此处一般是指发动机转速低于2000转时，曲轴箱窜气通过进气侧第一油气分离室进行分离，窜气首先从进气侧进气孔流入，同时，在发动机低速小负荷时，由于压差的原因，空滤后的新鲜空气会通过排气侧第一油气分离室第二出气口逆着油气流动方流入第二油气分离室和曲轴箱，进一步将曲轴箱内油气混合气扫入进气侧第一油气分离室进行油气分离，防止油底壳机油变质。

在高速大负荷时，此处一般是指发动机转速在2000转以上时，进气歧管压力较高，由于PCV阀单向导通，进气侧第一油气分离室混合气体流动受到阻碍，此时，会有部分曲轴箱窜气通过排气侧第二油气分离室进行分离，窜气首先从排气侧进气孔流入，经过上述三级分离后大幅度降低油气混合气中的机油含量，分离后的气体通过第二出气口流入空气滤清器的出气管，再依次流入进气歧管和燃烧室燃烧。

经过油气分离，被分离出的机油流向挡油板回油部，由此处回到油底壳。这样，无论发动机运行在何种工况，曲轴箱中油气混合气都能得到有效的油气分离，并保持曲轴箱能得到有效通风，有效地降低了排放污染同时避免油底壳机油变质。

进一步的，在本申请的其它实施例中，也可以将原位于第一油气分离室的旋风分离板组设置于第二油气分离室，即第一油气分离室采用三级油气分离设置，第二油气分离室采用四级油气分离设置，也能够实现本申请的技术方案。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (10)

1.一种发动机缸盖护罩改进结构，其特征在于：在缸盖护罩的内表面设置有油气分离室；

所述油气分离室包括位于进气侧的第一油气分离室和位于排气侧的第二油气分离室；

所述第一油气分离室为四级分离结构；所述第二油气分离室为三级分离结构；

所述第一油气分离室包括有第一隔板组、第一挡板、第一挡油板、旋风分离板组、第一孔板及第一齿形撞击板；

所述二油气分离室包括有第二隔板组、第二挡板、第二挡油板、第二孔板及第二齿形撞击板；

所述第一隔板组的一个侧边、所述旋风分离板组的一个侧边、所述第一齿形撞击板的一个侧边、所述第二隔板组的一个侧边、及所述第二齿形撞击板的一个侧边均与所述缸盖护罩的内表面连接；

所述第一挡板及所述第一孔板均与所述第一挡油板中与所述缸盖护罩相对的表面连接；

所述第二挡板及所述第二孔板均与所述第二挡油板中与所述缸盖护罩相对的表面连接；

所述第一孔板与所述第二孔板靠近所述缸盖护罩的一侧均设置有若干气体过孔；每个所述气体过孔均为锥形孔，其中进气一侧的孔径大于出气一侧的孔径。

2.根据权利要求1所述的发动机缸盖护罩改进结构，其特征在于：每个所述气体过孔的内壁均设置有多个轴向贯通的槽型结构；每个所述槽型结构的中线均为曲线。

3.根据权利要求1所述的发动机缸盖护罩改进结构，其特征在于：所述旋风分离板组包括有至少三个平行设置的曲线板。

4.根据权利要求1所述的发动机缸盖护罩改进结构，其特征在于：所述第一挡油板与所述第二挡油板通过连接板连接为一体结构。

5.根据权利要求1或4所述的发动机缸盖护罩改进结构，其特征在于：在所述第一挡油板上设置有第一回油部和第二回油部；在所述第二挡油板上设置有第三回油部和第四回油部。

6.根据权利要求5所述的发动机缸盖护罩改进结构，其特征在于：所述第一回油部与所述第二回油部位于所述第一挡油板的同一侧；所述第三回油部与所述第四回油部位于所述第二挡油板的同一侧。

7.根据权利要求5所述的发动机缸盖护罩改进结构，其特征在于：所述第一回油部的高度与所述第二回油部的高度不同；所述第三回油部的高度与所述第四回油部的高度不同。

8.根据权利要求1所述的发动机缸盖护罩改进结构，其特征在于：所述第一挡油板及所述第二挡油板均设置有向所述缸盖护罩方向的翻边。

9.根据权利要求8所述的发动机缸盖护罩改进结构，其特征在于：在所述翻边上设置有凹槽。

10.根据权利要求1所述的发动机缸盖护罩改进结构，其特征在于：在所述第一油气分离室所对应的缸盖护罩上设置有第一出气孔；所述第一出气孔安装有PCV阀；所述PCV阀通过管路与进气歧管联通；在所述第二油气分离室所对应的缸盖护罩上设置有第二出气孔；所述第二出气孔通过管路与空气滤清器出气端管路联通。