CN107893686A - 一种发动机的油气预分离结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发动机的油气预分离结构，包括缸盖罩和与缸盖罩构成油气预分离型腔的回流底板，油气预分离型腔内间隔设置有多个挡板，挡板与油气预分离型腔构成迷宫式油路，挡板包括截面为r形的第一弧形挡板和截面为S形的第二弧形挡板，第一弧形挡板对应r形的根部位置设置在油气预分离型腔的腔壁上，第二弧形挡板对应S形的一个凹部与第一弧形挡板对应r形的一个分支固定连接。上述发动机的油气预分离结构，相比于传统的挡板结构，能够大大缩减挡板的布置数量，进而缩减了油气预分离结构的占用空间，从而避免了对缸盖罩的整体结构布置的影响；此外在相同进出口压力损失前提下，能以较少数目的挡板实现较高的预分离效率。

Description

一种发动机的油气预分离结构

技术领域

本发明涉及油气分离技术领域，尤其涉及一种发动机的油气预分离结构。

背景技术

目前的发动机油气预分离结构的设计要求较高，需要在进出口压力损失尽可能小的前提下，综合油气预分离效率要尽可能的高。综合油气分离效率，是指针对于数值模拟而言，选取一组典型的油滴粒径代表油气混合物中的所有油滴群，不同粒径的油滴群占总油滴群的比例也不同；分别对各个粒径的油滴群进行两相流模拟，计算进口及出口出油滴总质量，从而得到各个粒径的分离效率；根据各个粒径的油滴群占总油滴群的比例，统计出总油滴群的分离效率，即为综合分离效率。

目前，在油气预分离结构的常规设计流程中，一般采用矩形截面的挡板均匀布置在预分离结构内，形成迷宫式预分离结构。油气混合物从入口进入预分离结构，在绕过各个挡板过程中部分油滴会吸附在挡板或者缸盖罩内侧的固体壁面上，油滴积聚后沿回油管流向缸盖上部，最终流回油底壳。而经过过滤后的油气混合物从出口流出，至此完成预分离过程。经过预分离后的油气混合物随后继续流向油气分离器进行更为彻底地油气分离过程，从而完成整个油气分离过程。油气混合物在油气预分离结构内的流动形式较为简单，为了提高综合分离效率，往往需要增加挡板数量或者挡板高度，进而会使得油气预分离结构的占用空间较大，影响缸盖罩的整体结构布置，此外还会引起较大的节流损失，因此常规迷宫式油气预分离结构在实现预设综合油气分离效率的同时，会导致节流损失严重。

综上所述，如何解决发动机的油气预分离结构占用空间较大，影响缸盖罩的整体结构布置的问题，已成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种发动机的油气预分离结构，以减小发动机的油气预分离结构的占用空间，从而避免对缸盖罩的整体结构布置的影响。

为了实现上述目的，本发明提供了一种发动机的油气预分离结构，包括缸盖罩和与所述缸盖罩构成油气预分离型腔的回流底板，所述油气预分离型腔内间隔设置有多个挡板，所述挡板与所述油气预分离型腔构成迷宫式油路，所述挡板包括截面为r形的第一弧形挡板和截面为S形的第二弧形挡板，所述第一弧形挡板对应r形的根部位置设置在所述油气预分离型腔的腔壁上，所述第二弧形挡板对应S形的一个凹部与所述第一弧形挡板对应r形的一个分支固定连接。

优选地，所述油气预分离型腔的进口处设置有用于对进入的油气进行加速的导流板。

优选地，所述油气预分离型腔内靠近所述导流板的位置还设置有锥孔筛板，且所述锥孔筛板的大孔面位于所述油气预分离型腔的进口的一侧，所述锥孔筛板的小孔面位于所述挡板的一侧。

优选地，所述锥孔筛板与靠近所述锥孔筛板的所述挡板之间设置有撞击板。

优选地，所述撞击板包括正对所述锥孔筛板布置的主板和设置在所述主板上的多个子板。

优选地，所述主板焊接在所述缸盖罩上。

优选地，所述子板在所述主板上均匀的倾斜布置。

优选地，所述主板与所述子板之间为焊接连接。

优选地，所述挡板与所述缸盖罩为一体式结构。

优选地，所述挡板与所述缸盖罩为一体铸造成型。

相比于背景技术介绍内容，上述发动机的油气预分离结构，包括缸盖罩和与缸盖罩构成油气预分离型腔的回流底板，油气预分离型腔内间隔设置有多个挡板，挡板与油气预分离型腔构成迷宫式油路，挡板包括截面为r形的第一弧形挡板和截面为S形的第二弧形挡板，第一弧形挡板对应r形的根部位置设置在油气预分离型腔的腔壁上，第二弧形挡板对应S形的一个凹部与第一弧形挡板对应r形的一个分支固定连接。上述发动机的油气预分离结构，通过将挡板设计成截面为r形的第一弧形挡板和截面为S形的第二弧形挡板组合的结构形式，能够使油气混合物在流动过程中作变速运动，促使油滴撞壁，提高油气的凝结效率，进而在达到预设的综合分离效率时，相比于传统的挡板结构，能够大大缩减挡板的布置数量，进而缩减了挡板的占用空间，即缩减了油气预分离结构的占用空间，从而避免了对缸盖罩的整体结构布置的影响；此外在相同进出口压力损失前提下，能以较少数目的挡板实现较高的预分离效率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的发动机的油气预分离结构的整体剖视的结构示意图；

图2为图1的A部放大结构示意图；

图3为本发明实施例提供的发动机的油气预分离结构的挡板布置结构示意图；

图4为图1的B部放大结构示意图；

图5为本发明实施例提供的发动机的油气预分离结构与传统的油气预分离结构的综合分离效率的对比示意图。

上图1-图5中，

缸盖罩1、回流底板2、挡板3、第一弧形挡板4、第二弧形挡板5、进口6、导流板7、锥孔筛板8、撞击板9、主板10、子板11。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种发动机的油气预分离结构，以减小发动机的油气预分离结构的占用空间，从而避免对缸盖罩的整体结构布置的影响。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明提供的技术方案，下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1-图4所示，本发明实施例提供的发动机的油气预分离结构，包括缸盖罩1和与缸盖罩1构成油气预分离型腔的回流底板2，油气预分离型腔内间隔设置有多个挡板3，挡板3与油气预分离型腔构成迷宫式油路，挡板3包括截面为r形的第一弧形挡板4和截面为S形的第二弧形挡板5，第一弧形挡板4对应r形的根部位置设置在油气预分离型腔的腔壁上，第二弧形挡板5对应S形的一个凹部与第一弧形挡板4对应r形的一个分支固定连接。油气预分离结构在工作过程中，挡板3均匀布置在油气预分离结构内，其数目可以根据进出口压力损失以及综合分离效率来确定。油气混合物在绕挡板3运动过程中，会形成多个回流区以及加速区，增大了油滴撞壁概率，从而提高了油气分离效率。每个第一弧形挡板4上对应r的分支处形成弯钩结构，每个第二弧形挡板5上对应S的凹部也形成弯钩结构，进而相邻两个挡板之间构成的弯钩结构可以形成回流区。同时，与的上游弧形挡板配合，可以加速气流运动。加速后的气流撞击到位于挡板的弯钩结构，能够改善油滴捕集效果。

上述发动机的油气预分离结构，通过将挡板设计成截面为r形的第一弧形挡板和截面为S形的第二弧形挡板组合的结构形式，能够使油气混合物在流动过程中作变速运动，促使油滴撞壁，提高油气的凝结效率，进而在达到预设的综合分离效率时，相比于传统的挡板结构，能够大大缩减挡板的布置数量，进而缩减了挡板的占用空间，即缩减了油气预分离结构的占用空间，从而避免了对缸盖罩的整体结构布置的影响；此外在相同进出口压力损失前提下，能以较少数目的挡板实现较高的预分离效率。

这里需要说明的是，挡板与油气预分离型腔构成迷宫式油路的结构属于现有的技术结构，本领域技术人员都应该能够理解的是，为了实现迷宫式油路，挡板在油气预分离型腔的上侧壁与下侧壁上间隔布置，并且固定在上侧壁上的挡板与下侧壁之间应留有对应的流道间隙，固定在下侧壁上的挡板与上侧壁之间应留有对应的流道间隙，从而能够形成迷宫式油路；另外本领域技术人员都应该能够理解的是，回流底板与缸盖罩之间应该为密封配合，通过回流底板将挡板封闭在油气预分离的型腔内，该回流底板可以采用螺钉固定的方式与缸盖罩固定连接，也可以采用本领域技术人员常用的其他固定方式连接，比如高强度胶粘结等方式。另外需要说明的是，为了方便截面为r形的第一弧形挡板的固定方式的描述，将远离分叉的一端定义为根部。

在一些具体的实施方案中，为了加强进入油气预分离型腔内的油气的速度，以增强油滴的撞击效果，在油气预分离型腔的进口6处还设置有用于对进入的油气进行加速的导流板7。通过该导流板7能够对油气的进入速度进行加速。

此外为了进一步增强油气的速度，在油气预分离型腔内靠近导流板7的位置还设置有锥孔筛板8，且锥孔筛板8的大孔面位于油气预分离型腔的进口6的一侧，锥孔筛板8的小孔面位于挡板3的一侧。这样使得通过锥孔筛板的油气的速度加快且压强增大，能够减弱经过油气预分离型腔进出口的节流损失，同时锥孔筛板8还能起到筛除杂质的作用。

为提高油气分离效果，在锥孔筛板8与靠近锥孔筛板8的挡板3之间还设置有撞击板9。该撞击板9可以固定在缸盖罩1上，固定方式可以采用焊接或螺钉铆接的方式进行连接。通过设置撞击板9使得油气撞击在撞击板上会冷凝成油液经回流底板流回至油底壳。

为了增强撞击板的冷凝效果，上述撞击板9的具体结构可以包括正对锥孔筛板8布置的主板10和设置在主板上的多个子板11。通过设置多个子板使得冷凝的工作面增大，进而冷凝效果加强。

这里需要说明的是，一般来说，主板10以焊接的方式固定在缸盖罩1上。当然也可以采用本领域技术人员常用的其他固定方式进行固定。为了方便冷凝油液的收集和回流，避免了油液残留在子板的间隙槽内，上述子板11在主板10上均匀的倾斜布置。

此外，上述主板10与子板11之间可以采用焊接连接，也可以采用本领域技术人员常用的其他固定方式连接，比如螺钉连接或者铆接等。

另外需要说明的是，上述挡板3与缸盖罩1一般为一体式结构，并且该一体成型结构常常采用挡板3与缸盖罩1为一体铸造成型。当然可以理解的是，上述挡板还可以与回流底板为一体式结构，并且上述挡板3与缸盖罩1为一体铸造成型也仅仅是本发明实施例对于一体式结构的举例，还可以采用焊接一体式的结构。

为了本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合油气预分离结构的具体工作过程进行说明：

油气混合物从进口6进入油气预分离结构，首先经过导流板7，随后经过锥孔筛板8以及撞击板9，最后经过多个挡板3之后从出口流至外部油气分离器。而油气凝结后积聚的油滴则通过回流底板收集后流向回油管，最终从缸盖上部的推杆孔流回油底壳。

为了进一步证明本发明技术方案中的油气预分离结构所能达到的综合分离效果明显优于传统的油气预分离结构，下面结合试验结果进行说明：

如图5所示，对本发明技术方案中的油气预分离结构和传统的油气预分离结构对不同粒径的油滴群的收集能力进行试验，结果发现在油滴的粒径为1-3μm时，本发明技术方案中的油气预分离结构的综合分离效率达30％左右，而传统油气预分离结构的综合分离效率仅能达到20％左右；当油滴的粒径为5μm时，本发明技术方案中的油气预分离结构的综合分离效率达到44.8％左右，而传统油气预分离结构的综合分离效率仅能达到28.1％左右；当油滴粒径为7μm时，本发明技术方案中的油气预分离结构的综合分离效率达到70％左右，而传统油气预分离结构的综合分离效率仅能达到43％左右；只有当油滴粒径大于10μm时，本发明技术方案中的油气预分离结构的综合分离效率和传统油气预分离结构的综合分离效率差别不是很明显均在90％以上。

以上对本发明所提供的发动机的油气预分离结构进行了详细介绍。需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种发动机的油气预分离结构，包括缸盖罩(1)和与所述缸盖罩(1)构成油气预分离型腔的回流底板(2)，所述油气预分离型腔内间隔设置有多个挡板(3)，所述挡板(3)与所述油气预分离型腔构成迷宫式油路，其特征在于，所述挡板(3)包括截面为r形的第一弧形挡板(4)和截面为S形的第二弧形挡板(5)，所述第一弧形挡板(4)对应r形的根部位置设置在所述油气预分离型腔的腔壁上，所述第二弧形挡板(5)对应S形的一个凹部与所述第一弧形挡板(4)对应r形的一个分支固定连接。

2.如权利要求1所述的发动机的油气预分离结构，其特征在于，所述油气预分离型腔的进口(6)处设置有用于对进入的油气进行加速的导流板(7)。

3.如权利要求2所述的发动机的油气预分离结构，其特征在于，所述油气预分离型腔内靠近所述导流板(7)的位置还设置有锥孔筛板(8)，且所述锥孔筛板(8)的大孔面位于所述油气预分离型腔的进口(6)的一侧，所述锥孔筛板(8)的小孔面位于所述挡板(3)的一侧。

4.如权利要求3所述的发动机的油气预分离结构，其特征在于，所述锥孔筛板(8)与靠近所述锥孔筛板(8)的所述挡板(3)之间设置有撞击板(9)。

5.如权利要求4所述的发动机的油气预分离结构，其特征在于，所述撞击板(9)包括正对所述锥孔筛板(8)布置的主板(10)和设置在所述主板上的多个子板(11)。

6.如权利要求5所述的发动机的油气预分离结构，其特征在于，所述主板(10)焊接在所述缸盖罩(1)上。

7.如权利要求6所述的发动机的油气预分离结构，其特征在于，所述子板(11)在所述主板(10)上均匀的倾斜布置。

8.如权利要求6所述的发动机的油气预分离结构，其特征在于，所述主板(10)与所述子板(11)之间为焊接连接。

9.如权利要求1-8任一项所述发动机的油气预分离结构，其特征在于，所述挡板(3)与所述缸盖罩(1)为一体式结构。

10.如权利要求9所述发动机的油气预分离结构，其特征在于，所述挡板(3)与所述缸盖罩(1)为一体铸造成型。