CN112610298A - 柴油机气缸盖罩油气预分离系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开柴油机气缸盖罩油气预分离系统，包括气缸盖板、预分离盖板、多个预分离组件，所述预分离盖板连接在气缸盖板内部并与气缸盖板形成预分离内腔，所述气缸盖板具有加油口、出气口，所述预分离盖板具有多个回油槽，所述预分离组件包括多孔板、挡板、以及无纺布，所述挡板卡接在所述预分离盖板顶面；所述多孔板与所述挡板间隔设置，沿高温混合气流方向上看，所述多孔板位于所述无纺布的后方。本发明的有益效果：通过多个预分离组件实现大油滴的收集，利用无纺布对有机物的吸附量大，吸附速度迅速，对高速混合气中的细小油滴进行吸附，最终减少油排入大气中，能够很好的对油气进行分离，以达到排入大气的要求，减少污染。
Description
技术领域
本发明涉及一种柴油机发动机领域，尤其涉及的是一种油气预分离系统。
背景技术
柴油机运行过程中，活塞燃烧室内的高压可燃混合气和已燃气体，少量会通过活塞环的开口、活塞裙部与气缸之间的间隙漏入曲轴箱内造成窜气。窜气的成份：未燃的混合气、燃烧废气、少量水蒸气等。窜气随着柴油机的运行不断聚集造成曲轴箱压力的上升。窜气聚集在曲轴箱内，不但影响机油的品质，还会因为压力太大影响曲轴箱的密封。此外，为满足日益严格的排放要求和提高经济型，在柴油机的设计过程中必须进行曲轴箱通风系统的设计和验证。
现阶段柴油发动机主流的曲轴箱通风系统中，气缸盖罩内部采用迷宫的型式：延长混合气的走线，提高混合气的流速。但是混合气中的细小油滴还是会从出气口进入大气中。或者布置多个孔板(密布小孔)的形式，细小油滴还是会进入大气中。
如申请号108049937A的中国发明专利申请“气缸盖罩内置油气分离系统”，内置油气分离器，包括：盖罩本体以及设置在该盖罩本体一侧的迷宫腔体和底盖，所述迷宫腔体的一端设置有延伸至盖罩外部的出气接管，顶部开设有呼吸器插口；该迷宫腔体内设有粗滤孔板、迂回式整流结构、精滤孔板和隔位板。通过以上内容可以发现，现有技术中气缸盖罩油气预分离装置设有粗滤孔板和迂回式整流结构，其可以用于油气分离，但超大油滴(直径大于10um的油滴)与大油滴(指油滴直径为2～10um)容易混杂，且不具有油滴吸附和导流效果，会导致进入精滤孔板的油滴直径仍然很大，对于处理小油滴(指油滴直径为0.1～2um)有非常大的影响；现有技术所公开的迂回式整流结构无法解决油气混合物在高速碰撞时产生的油滴二次破碎(碰撞飞溅)问题，油滴流经碰撞迂回式整流结构后无法吸附回收，仍会随着油气混合物流向出口，分离效率低下。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于：如何解决现有的气缸盖罩内油气分离系统无法对细小的油滴难以分离的问题。
本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：
柴油机气缸盖罩油气预分离系统，包括气缸盖板、预分离盖板、多个预分离组件，所述预分离盖板连接在气缸盖板内部并与气缸盖板形成预分离内腔，预分离内腔具有供高温混合气流进入口，所述气缸盖板具有加油口、出气口，所述预分离盖板具有多个回油槽，多个预分离组件间隔的连接在所述预分离盖板顶面，并位于预分离内腔内，多个预分离组件与多个回油槽交替间隔排列，沿高温混合气流方向上看，预分离组件位于回油槽前；
所述预分离组件包括多孔板、挡板、以及通过超声波焊接在挡板上的无纺布，所述挡板卡接在所述预分离盖板顶面；所述多孔板与所述挡板间隔设置，沿高温混合气流方向上看，所述多孔板位于所述无纺布的后方
高温混合气流由高温混合气流进入口进入预分离内腔，依次经过多个预分离组件后，大油滴流入回油槽，无纺布吸附小油滴，经过分离后的气体由出气口排出。
本发明工作过程，油气混合物由高温混合气流进入口进入预分离内腔，油气混合物撞击第一处多孔板，被阻挡在多孔板外的大油滴流向回油槽，携带小油滴的高速混合气进入第一处无纺布，无纺布的纤维结构能够快速吸附部分小油滴，并让混合气快速通过，然后绕过第一处挡板；后高温混合气通过多处预分离组件，最后携带很少量小油滴的混合气排入大气；本发明通过多个预分离组件实现大油滴的收集，利用无纺布纤维的结构特点，高的结构稳定性，对有机物的吸附量大，吸附速度迅速，对高速混合气中的细小油滴进行吸附，最终减少油排入大气中，能够很好的对油气进行分离，以达到排入大气的要求，减少污染。
优选的，所述预分离盖板通过螺栓连接在所述气缸盖板的内腔的中部。
具体的，气缸盖板的内部具有螺孔，预分离盖板通过螺栓固定在气缸盖板内部。
优选的，所述多孔板上设有多个矩阵排列的通孔，通孔直径为2-5mm。
多孔板的主要作用是筛掉大油滴，故直径不可过大，经过多孔板时，因混合气流通面积的急剧减小，能够显著提高了高温混合气的流速。
优选的，所述气缸盖板的内部具有用于卡接多孔板的孔板固定槽。
孔板固定槽一方面与多孔板形成密封，一方面可以固定多孔板，以防在柴油机运行过程中多孔板因振动大而断裂。
优选的，所述挡板上用于焊接无纺布的一侧具有多个间隔排列的焊接凸条，所述无纺布焊接在所述焊接凸条上。
焊接凸条能够使得无纺布与挡板具有一定的间隙，避免无纺布与挡板贴合，影响吸附效果。
优选的，所述挡板远离焊接无纺布的一侧具有卡扣，所述预分离盖板上设有挡板固定槽，所述卡扣卡接在所述挡板固定槽内。
挡板通过卡扣与挡板固定槽卡接，便于安装和更换。
优选的，还包括单向伞阀，所述单向伞阀连接所述回油槽处。
优选的，所述预分离组件为三个，所述回油槽为三个。
在第一个回油槽与加油口之间的气缸内表面设有防飞溅挡板。
优选的，所述气缸盖板的底部具有密封圈。气缸盖板的底部通过固定螺栓固定到柴油机的气缸盖上，并通过密封圈进行密封。
优选的，所述挡板远离无纺布的一侧具有加强筋，所述挡板的顶部具有凸型结构，挡板的底部具有槽口。
加强筋用于加固挡板，所述挡板的顶端为凸型结构，油气混合气体可以从挡板的顶部与气缸盖板的内部顶面之间的空隙通过，底部具有矩形槽，可以实现相邻的分离腔之间油的互通，特别是当倾斜时，保证大油滴不会积存在挡板处。
本发明的优点在于：
(1)本发明通过多个预分离组件实现大油滴的收集，利用无纺布纤维的结构特点，高的结构稳定性，对有机物的吸附量大，吸附速度迅速，对高速混合气中的细小油滴进行吸附，最终减少油排入大气中，能够很好的对油气进行分离，以达到排入大气的要求，减少污染；
(2)多孔板的主要作用是筛掉大油滴，故直径不可过大，经过多孔板时，因混合气流通面积的急剧减小，能够显著提高了高温混合气的流速；
(3)孔板固定槽一方面与多孔板形成密封，一方面可以固定多孔板，以防在柴油机运行过程中多孔板因振动大而断裂；
(4)焊接凸条能够使得无纺布与挡板具有一定的间隙，避免无纺布与挡板贴合，影响吸附效果；
(5)加强筋用于加固挡板，所述挡板的顶端为凸型结构，油气混合气体可以从挡板的顶部与气缸盖板1的内部顶面之间的空隙通过，底部具有矩形槽，可以实现相邻的分离腔之间油的互通，特别是当倾斜时，保证大油滴不会积存在挡板处。
附图说明
图1是本发明实施例柴油机气缸盖罩油气预分离系统的结构示意图；
图2是预分离盖板与预分离组件的结构示意图；
图3是柴油机气缸盖罩油气预分离系统的仰视图；
图4是柴油机气缸盖罩油气预分离系统的俯视图；
图5是柴油机气缸盖罩油气预分离系统的工作示意图；
图6是多孔板的结构示意图；
图7是挡板结构示意图；
图8是图2中A处放大示意图；
图9是挡板与无纺布连接剖视图；
图中标号：1、气缸盖板；11、加油口；12、出气口；13、防飞溅挡板；14、孔板固定槽；
2、预分离盖板；21、回油槽；22、挡板固定槽；
3、预分离组件；31、多孔板；32、挡板；33、无纺布；321、焊接凸条；322、卡扣；
4、盖板固定螺钉；
5、气缸盖固定螺栓；
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
如图1所示，柴油机气缸盖罩油气预分离系统，包括气缸盖板1、预分离盖板2、多个预分离组件3，气缸盖板1的内部中部具有螺孔，参考图3所示，预分离盖板2通过对称分布的八个盖板固定螺钉4固定在气缸盖板1内部，所述预分离盖板2与气缸盖板1形成预分离内腔，预分离内腔的右端为具有供高温混合气流进入口，所述气缸盖板1的右端具有加油口11，机油依靠自身重力由摇臂推杆室-曲轴箱-油底壳，左端具有出气口12，在第一个回油槽21与加油口11之间的气缸内表面设有防飞溅挡板13，防飞溅挡板13用于阻挡机油加注过程中飞溅的机油，以防飞溅的机油进入油气预分离腔内；参考图4所示，所述气缸盖板1的底部通过十一个分布的气缸盖固定螺栓5固定到柴油机的气缸盖上，并通过密封圈6进行密封。气缸盖板1为压铸铝材料。
如图1、图2所示，所述预分离盖板2具有多个回油槽21，多个预分离组件3间隔的连接在所述预分离盖板2的顶面，并位于预分离内腔内，多个预分离组件3与多个回油槽21交替间隔排列，回油槽21底部具有单向伞阀23。沿高温混合气流方向上看，预分离组件3位于回油槽21前；预分离盖板2为塑料件，使得整个结构重量更轻，柴油机更加轻量化。
所述预分离组件3包括多孔板31、挡板32、以及通过超声波焊接在挡板32上的无纺布33，所述挡板32卡接在所述预分离盖板2顶面；所述多孔板31与所述挡板32间隔设置，沿高温混合气流方向上看，所述多孔板31位于所述无纺布33的后方；
本实施例中，所述预分离组件3为三个，所述回油槽21为三个，由左及右依次为高温混合气流进入口、防飞溅挡板13、回油槽21、预分离组件3、回油槽21、预分离组件3、回油槽21、预分离组件3，最左侧的预分离组件3考虑尽肯能的吸附油滴，未设置多孔板31，无纺布33可以尽可能的吸附所有油滴。
如图5所示，本实施例工作过程，油气混合物由左侧高温混合气流进入口进入预分离内腔，油气混合物撞击第一处多孔板31，被阻挡在多孔板31外的大油滴流向回油槽21，携带小油滴的高速混合气进入第一处无纺布33，无纺布33的纤维结构能够快速吸附部分小油滴，并让混合气快速通过，然后绕过第一处挡板32；后高温混合气再次撞击第二处多孔板，穿过第二处无纺布，绕过第二处挡板，最后携带少量小油滴的混合气达到第三处无纺布，绕过第三处挡板，排入大气。
本实施例通过三次预分离实现大油滴的收集，利用无纺布纤维的结构特点，高的结构稳定性，对有机物的吸附量大，吸附速度迅速，对高速混合气中的细小油滴进行吸附，最终减少油排入大气中，能够很好的对油气进行分离，以达到排入大气的要求，减少污染。
本实施例中，对某4.2L柴油机使用该柴油机气缸盖罩油气预分离系统进行试验，如下：
试验结果显示：带无纺布比不带无纺布、带滤棉的油气分离效率提升22.86％。
实施例二：
如图6所示，在上述实施例一的基础上，所述多孔板31上设有多个矩阵排列的通孔，通孔直径为2-5mm，具体的为4*7＝28个通孔，直径为φ3.3。
多孔板31的主要作用是筛掉大油滴，故直径不可过大，经过多孔板31时，因混合气流通面积的急剧减小，能够显著提高了高温混合气的流速。
对应的，如图1所示，所述气缸盖板1的内部具有用于卡接多孔板31的孔板固定槽14。
孔板固定槽14一方面与多孔板31形成密封，一方面可以固定多孔板31，以防在柴油机运行过程中多孔板31因振动大而断裂。
实施例三：
如图7所示，所述挡板32的顶端为凸型结构，油气混合气体可以从挡板32的顶部与气缸盖板1的内部顶面之间的空隙通过，底部具有矩形槽，可以实现相邻的分离腔之间油的互通，特别是当倾斜时，保证大油滴不会积存在挡板32处，参照图8所示，挡板32的后侧面还设有对称的加强筋，加强筋可以提高挡板32的稳定性；所述挡板32上用于焊接无纺布的一侧具有多个间隔排列的焊接凸条321，如图8、图9所示，所述无纺布33焊接在所述焊接凸条321上。
焊接凸条321能够使得无纺布33与挡板32具有一定的间隙，避免无纺布33与挡板32贴合，影响吸附效果。
如图8所示，所述挡板32的后面的两侧具有两个卡扣322，卡扣322为“
”型，所述预分离盖板2上设有挡板固定槽22，所述卡扣322卡接在所述挡板固定槽22内，使用时，将卡扣322从顶部放入，卡扣322插入挡板固定槽22内即可。
挡板32通过卡扣322与挡板固定槽22卡接，便于安装和更换。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.柴油机气缸盖罩油气预分离系统，其特征在于，包括气缸盖板、预分离盖板、多个预分离组件，所述预分离盖板连接在气缸盖板内部并与气缸盖板形成预分离内腔，预分离内腔具有供高温混合气流进入口，所述气缸盖板具有加油口、出气口，所述预分离盖板具有多个回油槽，多个预分离组件间隔的连接在所述预分离盖板顶面，并位于预分离内腔内，多个预分离组件与多个回油槽交替间隔排列，沿高温混合气流方向上看，预分离组件位于回油槽前；
所述预分离组件包括多孔板、挡板、以及通过超声波焊接在挡板上的无纺布，所述挡板卡接在所述预分离盖板顶面；所述多孔板与所述挡板间隔设置，沿高温混合气流方向上看，所述多孔板位于所述无纺布的后方；
高温混合气流由高温混合气流进入口进入预分离内腔，依次经过多个预分离组件后，大油滴流入回油槽，无纺布吸附小油滴，经过分离后的气体由出气口排出。
2.根据权利要求1所述的柴油机气缸盖罩油气预分离系统，其特征在于，所述预分离盖板通过螺栓连接在所述气缸盖板的内腔的中部。
3.根据权利要求1所述的柴油机气缸盖罩油气预分离系统，其特征在于，所述多孔板上设有多个矩阵排列的通孔，通孔直径为2-5mm。
4.根据权利要求1所述的柴油机气缸盖罩油气预分离系统，其特征在于，所述气缸盖板的内部具有用于卡接多孔板的孔板固定槽。
5.根据权利要求1所述的柴油机气缸盖罩油气预分离系统，其特征在于，所述挡板上用于焊接无纺布的一侧具有多个间隔排列的焊接凸条，所述无纺布焊接在所述焊接凸条上。
6.根据权利要求1所述的柴油机气缸盖罩油气预分离系统，其特征在于，所述挡板远离焊接无纺布的一侧具有卡扣，所述预分离盖板上设有挡板固定槽，所述卡扣卡接在所述挡板固定槽内。
7.根据权利要求1所述的柴油机气缸盖罩油气预分离系统，其特征在于，还包括单向伞阀，所述单向伞阀连接所述回油槽处。
8.根据权利要求1所述的柴油机气缸盖罩油气预分离系统，其特征在于，所述预分离组件为三个，所述回油槽为三个。
9.根据权利要求1所述的柴油机气缸盖罩油气预分离系统，其特征在于，所述气缸盖板的底部具有密封圈。
10.根据权利要求1所述的柴油机气缸盖罩油气预分离系统，其特征在于，所述挡板远离无纺布的一侧具有加强筋，所述挡板的顶部具有凸型结构，挡板的底部具有槽口。
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