CN109026280A - 一种可调式、两级油气分离的柴油机曲轴箱闭式循环系统 - Google Patents
一种可调式、两级油气分离的柴油机曲轴箱闭式循环系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属于柴油机技术领域,公开一种可调式、两级油气分离的柴油机曲轴箱闭式循环系统。公开的一种可调式、两级油气分离的柴油机曲轴箱闭式循环系统具有设置在气缸盖上的一级油气分离器;一级油气分离器通过气路连通二级油气分离器;二级油气分离器具有与增压器连通的进气管;进气管的前端与增压器相连通,后端设置有锥形管;进气管、锥形管的外侧套置有与其同心设置的外套管;外套管的前端开口由前隔板进行密封,后端开口由后隔板进行密封;前隔板与后隔板之间还设置有中隔板;焊接在外套管上的曲轴箱通气管连通前隔板与中隔板之间的空腔。本发明大大节约了柴油机布置的空间,克服了采用双分离油气分离器笨重,占用体积过大的缺点。
Description
技术领域
本发明属于柴油机技术领域,具体涉及一种可调式、两级油气分离的柴油机曲轴箱闭式循环系统。
背景技术
柴油机在运行时,气体与燃油在气缸内燃烧放出大量热量导致活塞等零部件温度升高,机油在润滑这些高温零部件时受热蒸发,同时燃烧室的高温气体沿活塞与缸套之间的间隙窜入曲轴箱,若曲轴箱油气排除不畅,会导致曲轴箱内压力的升高;为有效降低曲轴箱内压力,防止曲轴箱压力过高影响柴油机运行,避免曲轴箱内高温油气混合气直接排入大气中污染环境,同时降低发动机机油消耗率,柴油机通常有一套曲轴箱通气系统;常见的曲轴箱通气系统为开式的,分离后的气体排出至大气中,这样残留的机油会污染大气。
目前从已公开的资料中,如授权公告号:CN 107780993A《发动机的曲轴箱呼吸系统》,此专利是闭式循环系统,其曲轴箱内气体先经过一个带隔板及油气分离器芯的空腔起到初步分离油气的作用后再进入油气分离器进行二次分离后进入增压器再次参与循环;但该方案未考虑一旦增压器吸力过大可能会导致曲轴箱内产生负压,从而影响到机器的运行。而且该方案初步分离的空腔和油气分离器都独立于机器外,不利于柴油机空间的布置。
如CN 105041426 A《气体燃料发动机曲轴箱闭式透气系统》,此专利中循环也是闭式循环系统,其曲轴箱高温混合气经油气分离器分离后气体进入至增压器继续参与循环,机油则返回至油底壳中;该方案利用单向阀的方式避免了气体回流及曲轴箱产生负压的问题;而且将增压器润滑与该系统相结合,节约了柴油机的布置空间;但该专利亦因为采用单向阀过多及将增压器润滑集成的原因,导致结构较为复杂,且在实际使用时发生故障概率增大,降低了该系统的可靠性。另外,该装置对曲轴箱油气仅一次分离,极易导致分离不完全,从而造成进入增压器内气体混杂机油,不利于机器的长期使用。
如CN 203499767 U《中速大功率柴油机曲轴箱强制通风装置》,该装置通过利用压缩喷嘴引射的方式,将曲轴箱内高温油气经油气分离器引入至消声器二次分离,分离后气体排出大气,机油回流至油底壳继续参与循环。该专利中分离后气体未继续参与循环,当柴油机长期运行时,对其经济性有所影响,同时未分离完全的机油导致环境污染。另外该系统仅适用于安装了排气消声器的设备,适用范围较小;且上述三专利,都不能对曲轴箱通风循环系统进行有效的压力调节控制。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明的目的是提出一种可调式、两级油气分离的柴油机曲轴箱闭式循环系统。
本发明为完成上述目的采用如下技术方案:
一种可调式、两级油气分离的柴油机曲轴箱闭式循环系统,所述的柴油机曲轴箱闭式循环系统具有设置在气缸盖上的一级油气分离器,所述的一级油气分离器连通曲轴箱,用以对在气缸内燃烧后进入曲轴箱的高温油气进行一级分离;所述一级油气分离器通过气缸盖连通油底壳,将经一级油气分离器分离的机油送入油底壳;所述一级油气分离器通过气路连通二级油气分离器;并在二级油气分离器与所述的一级油气分离器之间设置有可调式节流阀;所述的二级油气分离器为多功能油气分离器;所述的多功能油气分离器具有与增压器连通的进气管;所述进气管的前端即出口端与所述的增压器相连通;所述进气管的后端即进口端设置有锥形管;所述的锥形管为由进气管的进口端向后渐扩径的结构;所述的进气管、锥形管的外侧套置有与其同心设置的外套管;所述的外套管为前后两端开口的筒状结构;所述外套管的前端开口由套置在进气管、锥形管上的前隔板进行密封;所述外套管的后端开口由套置在锥形管上的后隔板进行密封;所述的前隔板与所述的后隔板之间还设置有套置在进气管、锥形管上的中隔板;所述的中隔板为具有缺口的环状;所述的多功能油气分离器还设置有焊接在外套管上的曲轴箱通气管,所述的曲轴箱通气管连通前隔板与中隔板之间的空腔;所述锥形管的一侧壁面上也具有缺口,且中隔板上所述的缺口与锥形管上所述的缺口交错设置,形成迷宫式气体通道,使通过曲轴箱通气管进入到外套管内的高温油气在前隔板、中隔板、后隔板形成的空腔内迷宫式前行进行油气分离,分离后的气体通过锥形管上的通气孔进入锥形管、进气管、在进入增压器中参与燃烧,分离后的机油通过设置在油气分离器下部的回油管流入至油底壳中;所述多功能油气分离器还连通有用以对多功能油气分离器中所分离的气提进行冷却的中冷器;所述中冷器的气体输出端连通气缸。
本发明提出的一种可调式、两级油气分离的柴油机曲轴箱闭式循环系统,通过两级油气分离的方式,更高效的将曲轴箱高温混合油气分离,降低了柴油机的机油消耗率,提高了经济性;分离后气体重新参与燃烧循环,避免了其中残留的机油混入大气中造成污染;一级油气分离器布置在气缸上方,当曲轴箱内高温混合油气通过时,一级分离的机油可直接通过气缸盖流入到油底壳中,经一级分离后的油气混合气沿着气路通过可调式节流阀进入到二级多功能油气分离器中。多功能油气分离器为一种集成型油气分离器,该装置将外套管、进气管、空滤器支架集成至一体,外套管与进气管中通过增加中隔板,形成迷宫式路径,可使油气混合气分离更为彻底;通过集成的方式,也大大节约了柴油机布置的空间,克服了采用双分离油气分离器笨重,占用体积过大的缺点;分离后的气体可直接进入至进气管中重新参与燃烧,也提高了柴油机的经济性。
该系统包含一个可调式节流阀,节流阀的使用可有效调节曲轴箱的压力。解决了分离后气体直接引入增压器可能造成的因增压器吸气能力过强,曲轴箱油气被大量吸出导致曲轴箱产生负压。或流通面积小时导致曲轴压力偏大节流阀的流通面积对柴油机正常运行时保持正常的曲轴箱压力有着极大的影响。由于柴油机状态的不同,对于每一台柴油机,最优的流通面积都有区别采用可调式能最大可能的保证每台柴油机在出厂时能处于最佳的状态。
附图说明
图1为本发明的循环示意图。
图2为本发明的结构示意图。
图3为本发明中多功能油气分离器的结构示意及气体流向简图。
图中:1、空滤器;2、增压器;3、二级油气分离器;3-1、连接法兰;3-2、进气管;3-3、真空计接头;3-4、前隔板;3-5、回油管;3-6、曲轴箱通气管;3-7、真空计通气管;3-8、中隔板;3-9、后隔板;3-10、锥形管;3-11、外套管;4、气缸;5、曲轴箱;6、一级油气分离器;7、可调式节流阀;8、中冷器;9、油底壳。
具体实施方式
结合附图和具体实施例对本发明加以说明。
如图1所示,一种可调式、两级油气分离的柴油机曲轴箱闭式循环系统,所述的柴油机曲轴箱闭式循环系统具有设置在气缸盖上的一级油气分离器6,所述的一级油气分离器6连通曲轴箱5,用以对在气缸4内燃烧后进入曲轴箱5的高温油气进行一级分离;所述一级油气分离器6通过气缸盖连通油底壳9,将经一级油气分离器分离的机油送入油底壳9;所述一级油气分离器通过气路连通二级油气分离器3;并在二级油气分离器3与所述的一级油气分离器6之间设置有可调式节流阀7;所述的二级油气分离器3为多功能油气分离器;结合图3,所述的多功能油气分离器具有与增压器2连通的进气管3-2;所述进气管3-2的前端即出口端通过连接法兰3-1与所述的增压器2相连通;所述进气管3-2的后端即进口端设置有锥形管3-10;所述的锥形管3-10为由进气管的进口端向后渐扩径的结构;所述的进气管3-2、锥形管3-10的外侧套置有与其同心设置的外套管3-11;所述的外套管3-11为前后两端开口的筒状结构;所述外套管3-11的前端开口由套置在进气管3-2、锥形管3-10上的前隔板3-4进行密封;所述外套管的后端开口由套置在锥形管上的后隔板3-9进行密封;所述的前隔板3-4与所述的后隔板3-9之间还设置有套置在进气管、锥形管上的中隔板3-8;所述的中隔板3-8为具有缺口的环状;所述的多功能油气分离器还设置有焊接在外套管上的曲轴箱通气管3-6,所述的曲轴箱通气管3-6连通前隔板3-4与中隔板3-8之间的空腔;所述锥形管3-10的一侧壁面上也具有缺口,且中隔板3-8上所述的缺口与锥形管3-10上所述的缺口交错设置,形成迷宫式气体通道,使通过曲轴箱通气管进入到外套管内的高温油气在前隔板、中隔板、后隔板形成的空腔内迷宫式前行进行油气分离,分离后的气体通过锥形管上的通气孔进入锥形管、进气管、在进入增压器中参与燃烧,分离后的机油通过设置在油气分离器下部的回油管3-5流入至油底壳9中;所述多功能油气分离器还连通有用以对多功能油气分离器中所分离的气提进行冷却的中冷器3;所述中冷器的气体输出端连通气缸4。
一种可调式的、两级油气分离的曲轴箱废气循环原理如下所示:柴油机的燃烧发生于气缸4内,气缸4内的高温气体沿活塞与缸套之间的间隙窜入曲轴箱5;且活塞等零部件温度较高,机油润滑活塞等高温零部件后,由于受热,形成高温油气混合气聚集在曲轴箱5中,从而形成了曲轴箱内的高温油气混合气。曲轴箱的高温油气混合气通过气缸盖进入至油气分离器6中,在油气分离器6处进行一级分离;一级分离的机油直接通过气缸盖回到油底壳5中。一级分离后的油气混合气通过可调式节流阀7进入至多功能油气分离器中;油气混合气通过迷宫式油气分离,分离为机油与气体,其中气体随进气管进入至增压器2中继续参与循环,而机油通过回油管回到油底壳5中。
Claims (1)
1.一种可调式、两级油气分离的柴油机曲轴箱闭式循环系统,其特征在于;所述的柴油机曲轴箱闭式循环系统具有设置在气缸盖上的一级油气分离器,所述的一级油气分离器连通曲轴箱,用以对在气缸内燃烧后进入曲轴箱的高温油气进行一级分离;所述一级油气分离器通过气缸盖连通油底壳,将经一级油气分离器分离的机油送入油底壳;所述一级油气分离器通过气路连通二级油气分离器;并在二级油气分离器与所述的一级油气分离器之间设置有可调式节流阀;所述的二级油气分离器为多功能油气分离器;所述的多功能油气分离器具有与增压器连通的进气管;所述进气管的前端即出口端与所述的增压器相连通;所述进气管的后端即进口端设置有锥形管;所述的锥形管为由进气管的进口端向后渐扩径的结构;所述的进气管、锥形管的外侧套置有与其同心设置的外套管;所述的外套管为前后两端开口的筒状结构;所述外套管的前端开口由套置在进气管、锥形管上的前隔板进行密封;所述外套管的后端开口由套置在锥形管上的后隔板进行密封;所述的前隔板与所述的后隔板之间还设置有套置在进气管、锥形管上的中隔板;所述的中隔板为具有缺口的环状;所述的多功能油气分离器还设置有焊接在外套管上的曲轴箱通气管,所述的曲轴箱通气管连通前隔板与中隔板之间的空腔;所述锥形管的一侧壁面上也具有缺口,且中隔板上所述的缺口与锥形管上所述的缺口交错设置,形成迷宫式气体通道,使通过曲轴箱通气管进入到外套管内的高温油气在前隔板、中隔板、后隔板形成的空腔内迷宫式前行进行油气分离,分离后的气体通过锥形管上的通气孔进入锥形管、进气管、在进入增压器中参与燃烧,分离后的机油通过设置在油气分离器下部的回油管流入至油底壳中;所述多功能油气分离器还连通有用以对多功能油气分离器中所分离的气体进行冷却的中冷器;所述中冷器的气体输出端连通气缸。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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TA01 | Transfer of patent application right | ||
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Effective date of registration: 20190916 Address after: 471039 No. 173 West Zhongzhou Road, Henan, Luoyang Applicant after: HENAN DIESEL ENGINE Co.,Ltd. Applicant after: China Shipbuilding Heavy Industry Group Co.,Ltd. Address before: 471039 No. 173 West Zhongzhou Road, Henan, Luoyang Applicant before: HENAN DIESEL ENGINE Co.,Ltd. |
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GR01 | Patent grant | ||
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