CN113700570A - 发动机缸体、发动机及工程机械 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种发动机缸体、发动机及工程机械，其中，发动机缸体包括：气缸体，气缸体上设置有多个用于安装活塞的安装孔；多个气缸套，一一对应地设置在多个安装孔内，其中，气缸套的外侧壁和/或安装孔的内侧壁上设置有凹槽，气缸体上设置有连通孔，连通孔适于将相邻的凹槽连通，以使多个凹槽形成油气分离空间，气缸体上还设置有油气进入通道、油气排出通道以及排油通道，油气进入通道、油气排出通道以及排油通道均与油气分离空间连通，并且油气排出通道背离油气分离空间的一端适于与油气分离装置连通。本发明的技术方案解决了现有技术中的柴油机的油气预分离装置结构复杂，气体容易在气缸盖罩壳内造成二次污染的缺陷。

Description

发动机缸体、发动机及工程机械

技术领域

本发明涉及发动机油气分离技术领域，具体涉及一种发动机缸体、发动机及工程机械。

背景技术

现有技术中，柴油机的主流油气分离装置按原理大体可分为迷宫式、离心式和滤芯式三种。但是，由于国VI排放标准的要求，往往会设置两个分离装置，即预分离装置和主分离装置。具体而言，主分离通常为效率比较高的离心式或者滤芯式分离装置，可以将粒径比较小的油滴分离出去。预分离装置是效率相对较低的迷宫式装置，一般串联于主分离装置的前面，主要的目的是将粒径较大的油滴分离出，从而减轻主分离装置的负担。

现有技术中的柴油机预分离装置为独立的分离通道，并且与气缸体集成铸造，导致柴油机整体重量大幅上升。同时，现有技术中的气体最终上升至气缸盖罩壳处，并最终从气缸盖罩壳处排出，而上述气体的流动方式极有可能在气缸盖罩壳内造成二次污染。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的柴油机的油气预分离装置结构复杂，气体容易在气缸盖罩壳内造成二次污染的缺陷，从而提供一种发动机缸体、发动机及工程机械。

为了解决上述问题，本发明提供了一种发动机缸体，包括：气缸体，气缸体上设置有多个用于安装活塞的安装孔；多个气缸套，一一对应地设置在多个安装孔内，其中，气缸套的外侧壁和/或安装孔的内侧壁上设置有凹槽，气缸体上设置有连通孔，连通孔适于将相邻的凹槽连通，以使多个凹槽形成油气分离空间，气缸体上还设置有油气进入通道、油气排出通道以及排油通道，油气进入通道、油气排出通道以及排油通道均与油气分离空间连通，并且油气排出通道背离油气分离空间的一端适于与油气分离装置连通。

可选地，凹槽为环形槽。

可选地，发动机缸体还包括设置在安装孔和气缸套之间的密封结构，密封结构位于油气分离空间的上方。

可选地，密封结构包括多个密封圈，密封圈被夹设在安装孔的内壁和气缸套的外壁之间，多个密封圈沿安装孔的轴向间隔设置。

可选地，凹槽设置在安装孔的侧壁上，并且每个安装孔的侧壁上均设置有凹槽。

可选地，油气进入通道与多个安装孔中位于侧部的安装孔的凹槽连通。

可选地，油气排出通道和/或排油通道与多个安装孔中位于中部的安装孔的凹槽连通。

可选地，安装孔包括间隔设置的第一安装孔、第二安装孔、第三安装孔、第四安装孔、第五安装孔和第六安装孔，其中，油气进入通道为两个，两个油气进入通道分别与第一安装孔的凹槽和第六安装孔的凹槽连通；和/或，油气排出通道与第三安装孔的凹槽或者第四安装孔的凹槽连通；和/或，排油通道为两个，两个排油通道分别与第三安装孔的凹槽和第四安装孔的凹槽连通。

本发明还提供了一种发动机，包括发动机缸体以及油气分离装置，发动机缸体为上述的发动机缸体，油气分离装置设置在曲轴箱的侧部，油气排出通道的第一端与油气分离装置连通。

本发明还提供了一种工程机械，包括上述的发动机。

本发明具有以下优点：

应用本发明的技术方案，当发动机进行油气分离时，油气分离装置启动，在油气分离装置的抽气作用下，油气混合气从油气进入通道进入至凹槽内，油气混合气在油气分离空间流动的过程中与气缸体的内壁和气缸套的外壁之间发生碰撞，由于气体和油液的密度不同，因此会使油液粘附并沉积下来。油液最终从排油通道排出，被初步分离的油气混合气从油气排出通道进入至油气分离装置内，并进行进一步的分离工作。上述结构中，利用气缸体和气缸套之间的凹槽形成油气分离空间，因此不必在发动机缸体内铸造单独的油气分离通道，不增加发动机的整体重量。同时，油气混合气从气缸体处排出，不上升至气缸盖罩壳处，防止对气缸盖壳罩内空间进行污染。因此本发明的技术方案解决了现有技术中的柴油机的油气预分离装置结构复杂，气体容易在气缸盖罩壳内造成二次污染的缺陷。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本发明的发动机缸体的结构示意图；

图2示出了图1中发动机缸体的横向剖面的示意图(示出了油气分离空间)；

图3示出了图1中发动机缸体的第一安装孔处的纵向剖面的示意图；

图4示出了图1中发动机缸体的第二安装孔处的纵向剖面的示意图；

图5示出了图1中发动机缸体的第三安装孔处的纵向剖面的示意图；

图6示出了图1中发动机缸体的第四安装孔处的纵向剖面的示意图；

图7示出了图1中发动机缸体的第四安装孔处的另一位置的纵向剖面的示意图(示出了油气排出通道)；

图8示出了图1中发动机缸体的第五安装孔处的纵向剖面的示意图；

图9示出了图1中发动机缸体的第六安装孔处的纵向剖面的示意图；以及

图10示出了图1中发动机缸体的连通孔的示意图。

附图标记说明：

10、曲轴箱；20、气缸体；21、连通孔；30、安装孔；31、第一安装孔；32、第二安装孔；33、第三安装孔；34、第四安装孔；35、第五安装孔；36、第六安装孔；40、气缸套；50、凹槽；60、油气分离空间；70、油气进入通道；80、油气排出通道；90、排油通道；100、油气分离装置；110、密封结构。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明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做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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1至图3所示，本实施例的发动机缸体包括气缸体20以及多个气缸套40。气缸体20上设置有多个用于安装活塞的安装孔30。多个气缸套40一一对应地设置在多个安装孔30内。气缸套40的外侧壁和/或安装孔30的内侧壁上设置有凹槽50，气缸体20上设置有连通孔21，连通孔21适于将相邻的凹槽50连通，以使多个凹槽50形成油气分离空间60。气缸体20上还设置有油气进入通道70、油气排出通道80以及排油通道90。油气进入通道70、油气排出通道80以及排油通道90均与油气分离空间60连通，并且油气排出通道80背离油气分离空间60的一端适于与油气分离装置100连通。

应用本实施例的技术方案，当发动机进行油气分离时，油气分离装置100启动，在油气分离装置100的抽气作用下，油气混合气从油气进入通道70进入至凹槽50内，油气混合气在油气分离空间60流动的过程中与气缸体20的内壁和气缸套40的外壁之间发生碰撞，由于气体和油液的密度不同，因此会使油液粘附并沉积下来。油液最终从排油通道90排出，被初步分离的油气混合气从油气排出通道80进入至油气分离装置100内，并进行进一步的分离工作。上述结构中，利用气缸体20和气缸套40之间的凹槽50形成油气分离空间，因此不必在发动机缸体内铸造单独的油气分离空间，不增加发动机的整体重量。同时，油气混合气从气缸体20处排出，不上升至气缸盖罩壳处，防止对气缸盖壳罩内空间进行污染。因此本实施例的技术方案解决了现有技术中的柴油机的油气预分离装置结构复杂，气体容易在气缸盖罩壳内造成二次污染的缺陷。

需要说明的是，结合图1本领域技术人员可以理解，发动机缸体的气缸体20的下部设置有曲轴箱10，曲轴箱10底部设置有油底壳。因此对于油气进入通道70、油气排出通道80以及排油通道90而言，油气进入通道70的第一端和排油通道90的第一端与曲轴箱10内部空间连通，油气排出通道80的第一端适于与油气分离装置100连通。油气进入通道70的第二端、油气排出通道80的第二端以及排油通道90的第二端均与油气分离空间60连通。油气混合气由曲轴箱10内的空间从油气进入通道70进入至凹槽50内，油气混合气在油气分离空间60进行分离后，油液从排油通道90排出至曲轴箱10底部的油底壳内。

需要说明的是，本实施例中的油气分离空间60形成油气预分离装置，油气分离装置100为油气主分离装置。当油气分离装置100工作时，产生的负压使得油气混合气从油气进入通道70进入至油气分离空间60内，油气混合气在油气分离空间60进行预分离。油气混合气进行预分离后，分离出的油液从排油通道90排出，分离后的油气混合气从油气排出通道80进入至油气分离装置100并进行进一步的分离工作。

需要说明的是，结合图3至9可以看出，本实施例中的凹槽50设置在气缸体20的安装孔30的内侧壁上。因此当气缸套40安装在安装孔30内时，凹槽50和气缸套40的外侧壁围成了封闭的空间。进一步地，本实施例的凹槽50为沿着安装孔30的周向延伸。当然，本领域技术人员可以理解，凹槽50也可以设置在气缸套40的外侧壁上，或者在气缸体20的安装孔30的内侧壁上，以及在气缸套40的外侧壁上均设置凹槽。

进一步地，上述的油气分离空间60、油气进入通道70、油气排出通道80以及排油通道90均是集成在气缸体20上，或由气缸体20和气缸套40所围成，因此无需额外的零部件或结构，从而能达到减轻发动机重量、减少零部件种类、降低成本的目的，并有较高的油气预分离效率。

进一步地，气缸体20上设置有多个并行的安装孔30，至少部分安装孔30的孔壁上设置有凹槽50，因此当多个气缸套40一一对应地安装在多个安装孔30内时，多个气缸套40和气缸体20之间形成了多个封闭的空间，气缸体20上的连通孔21将多个封闭空间连通，进而形成油气分离空间60。

如图2所示，在本实施例的技术方案中，凹槽50为环形槽。凹槽50位环形槽使得气缸套40和气缸体20之间围成的空间形成环形空间，进而使得油气混合气在凹槽50内具有更长的行进路径，油气预分离效果更好。当然，本领域技术人员也可以将凹槽50设置为其他形状，例如设置为两端不封闭的环形结构。

如图3至图9所示，本实施例的技术方案中，在安装孔30和气缸套40之间设置有密封结构110，密封结构110设置在油气分离空间60的上方。密封结构110一方面将安装孔30和气缸套40之间的间隙密封，防止油气沿着安装孔30和气缸套40之间的间隙向上流入至气缸盖罩壳内。另一方面，结合图3至9可以看到，安装孔30和气缸套40之间还设置有用于通入冷却液的冷却液通道，密封结构110设置在油气分离空间60和冷却液通道之间，防止冷却液和油气混合气由于安装孔30和气缸套40之间的间隙的间隙导致串流的情况。

进一步地，结合图3至图9还可以看到，气缸套40的上边沿设置有环形凸边，安装孔30的上端面处设置有环形沉台，环形凸边和环形沉台过盈配合，从而对冷却液通道的上部空间进行密封。

需要说明的是，上述的“油气分离空间60的上方”指的是，当发动机缸体以安装孔的中心轴向处于竖直方向进行安装时，油气分离空间60的上方位置。

如图3和图9所示，在本实施例的技术方案中，密封结构110包括多个密封圈，密封圈被夹设在安装孔30的内壁和气缸套40的外壁之间。通过密封圈的弹性变形可以将安装孔30和气缸套40之间的间隙进行密封。优选地，本实施例的密封圈为两个，两个密封圈沿着安装孔30的轴向方向间隔设置，当然，本领域技术人员可以根据实际需要对密封圈的数量进行适应性地调整。

如图2所示，在本实施例的技术方案中，每个安装孔30的侧壁上均设置有凹槽50。具体而言，当多个气缸套40一一对应地安装在多个安装孔30内后，多个凹槽50形成了多个独立的封闭空间。相邻的凹槽50之间通过连通孔21连通，进而使得多个凹槽50之间共同形成上述的油气分离空间60。

当然，本领域技术人员可以理解，也可以在多个安装孔30中的部分安装孔30的内侧壁上设置上述的凹槽50，也是可行的实施方式。

如图10所示，相邻的凹槽50之间通过连通孔21连通，从而使得油气混合气能够在相邻的凹槽50之间流动。进一步地，连通孔21相对于凹槽50来说是收缩的，有助于油气混合气的分离，提高分离效率。连通孔21位于气缸体20上，合理设计的连通孔21的尺寸不会对气缸体20的强度产生影响，并能平衡曲轴箱10内的压力。

如图1和图2所示，在本实施例的技术方案中，油气进入通道70与多个安装孔30中位于侧部的安装孔30的凹槽50连通，并且，排油通道90与多个安装孔30中位于中部的安装孔30的凹槽50连通。具体而言，多个安装孔30并行设置，本领域人员可以理解，由于安装孔30用于安装活塞，因此发动机的缸数与安装孔30的孔数对应。当发动机为三缸发动机时，对应地安装孔30设置为三个，当发动机为四缸发动机时，对应地安装孔30设置为四个。通过上述的油气进入通道70与排油通道90的设置，可以使得油气混合气在油气分离空间60内行进的路径尽可能的长，进而使得油气分离的效果更好。同时，油气混合气在进入至油气分离空间60后，可以经过多个环形的凹槽50，使油气混合气在流动的过程中与气缸体20的内壁、气缸套40的外壁接触碰撞更加充分，并形成油滴，从而提高油气分离效果。

进一步地，本实施例的油气排出通道80与多个安装孔30中位于中部的安装孔30的凹槽50连通。油气混合气在油气分离空间60经过较长的路径后，从油气排出通道80进入至油气分离装置，并进行下一步的分离工作。

如图2所示，在本实施例的技术方案中，安装孔30包括间隔设置的第一安装孔31、第二安装孔32、第三安装孔33、第四安装孔34、第五安装孔35和第六安装孔36。具体而言，本领域技术人员可以理解，本实施例中的发动机为六缸发动机，因此安装孔30的数量对应地设置为六个。也即第一安装孔31对应第一缸、第二安装孔32对应第二缸、第三安装孔33对应第三缸、第四安装孔34对应第四缸、第五安装孔35对应第五缸、第六安装孔36对应第六缸。当然，当发动机为其他缸数的发动机时，本领域技术人员可以相应地调整安装孔30的个数。

如图2、图3和图9所示，在本实施例的技术方案中。油气进入通道70为两个，两个油气进入通道70分别与第一安装孔31的凹槽50和第六安装孔36的凹槽50连通。具体而言，第一安装孔31和第六安装孔36分别位于多个安装孔30的两侧，通过将两个油气进入通道70分别与第一安装孔31的凹槽50和第六安装孔36的凹槽50连通，使得油气混合气能够从油气分离空间60的两侧进入。

如图2、图5和图6所示，在本实施例的技术方案中，排油通道90为两个，两个排油通道90分别与第三安装孔33的凹槽50和第四安装孔34的凹槽50连通。具体而言，第三安装孔33和第四安装孔34分别位于多个安装孔30的中部位置，通过将两个排油通道90分别与第三安装孔33的凹槽50和第四安装孔34的凹槽50连通，使得油气混合气从油气进入通道70进入至油气分离空间60后，能够经过较长的距离进行油气分离。分离后油滴从排油通道90排出，并流回至曲轴箱10底部的油底壳内。同时，两个油气进入通道70和两个排油通道90的设置方式，也能够使得油气混合气至少经过两个环形的凹槽50进行碰撞分离，使得油气分离效果更好。

如图7所示，在本实施例的技术方案中，油气排出通道80与第三安装孔33的凹槽50或者第四安装孔34的凹槽50连通。具体而言，第三安装孔33和第四安装孔34分别位于多个安装孔30的中部位置，本实施例中，油气排出通道80与第四安装孔34的凹槽50连通，使得油气混合气从油气进入通道70进入至油气分离空间60后，能够经过较长的距离进行油气分离。分离后的油气混合气通过油气排出通道80进入至油气分离装置，并进行下一步的油气分离工作。

当然，由于第三安装孔33和第四安装孔34呈对称设置，因此将油气排出通道80设置为与第三安装孔33的凹槽50连通，也是可行的实施方式。

本实施例还提供了一种发动机，发动机包括发动机缸体以及油气分离装置，发动机缸体为上述的发动机缸体。进一步地，油气分离装置100设置在曲轴箱10的侧部，油气排出通道80的第一端与油气分离装置100连通。

本实施例还提供了一种工程机械，包括上述的发动机。工程机械可以为挖掘机、泵车等常规的工程机械。

根据上述描述，本专利申请具有以下优点：

1、油气分离腔体由气缸体与气缸套组合而成，相邻每缸之间相互连通。整个组合式腔体，是由数个圆环状的子腔体形成。油气混合物在腔体内流动，相比直通道，撞击内壁的几率会大幅增加，从而分离效率也大幅增加；

2、分离通道的进气和出气结构为，第一和第六缸进气、第三缸出气。可以让油气混合物在分离内腔中与内壁充分撞击，从而提升分离效率；

3、油气预分离结构是集成在气缸体上，相较于现有技术中普遍使用的从气缸盖罩上进行预分离结构而言，能减少油气混合气对气缸盖罩内的二次污染；

4、主动式油气分离器是从气缸体上取气，相较于现有技术中的普遍使用的从气缸盖罩上取气而言，能减少油气混合气对气缸盖罩内部的二次污染，并能提升油气分离效率。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种发动机缸体，其特征在于，包括：

气缸体(20)，所述气缸体(20)上设置有多个用于安装活塞的安装孔(30)；

多个气缸套(40)，一一对应地设置在多个所述安装孔(30)内，

其中，所述气缸套(40)的外侧壁和/或所述安装孔(30)的内侧壁上设置有凹槽(50)，所述气缸体(20)上设置有连通孔(21)，所述连通孔(21)适于将相邻的所述凹槽(50)连通，以使多个所述凹槽(50)形成油气分离空间(60)，所述气缸体(20)上还设置有油气进入通道(70)、油气排出通道(80)以及排油通道(90)，所述油气进入通道(70)、所述油气排出通道(80)以及所述排油通道(90)均与所述油气分离空间(60)连通，并且所述油气排出通道(80)背离所述油气分离空间(60)的一端适于与油气分离装置(100)连通。

2.根据权利要求1所述的发动机缸体，其特征在于，所述凹槽(50)为环形槽。

3.根据权利要求1或2所述的发动机缸体，其特征在于，所述发动机缸体还包括设置在所述安装孔(30)和所述气缸套(40)之间的密封结构(110)，所述密封结构(110)位于所述油气分离空间(60)的上方。

4.根据权利要求3所述的发动机缸体，其特征在于，所述密封结构(110)包括多个密封圈，所述密封圈被夹设在所述安装孔(30)的内壁和所述气缸套(40)的外壁之间，多个所述密封圈沿所述安装孔(30)的轴向间隔设置。

5.根据权利要求1或2所述的发动机缸体，其特征在于，所述凹槽(50)设置在所述安装孔(30)的侧壁上，并且每个所述安装孔(30)的侧壁上均设置有所述凹槽(50)。

6.根据权利要求5所述的发动机缸体，其特征在于，所述油气进入通道(70)与多个所述安装孔(30)中位于侧部的所述安装孔(30)的所述凹槽(50)连通。

7.根据权利要求5所述的发动机缸体，其特征在于，所述油气排出通道(80)和/或所述排油通道(90)与多个所述安装孔(30)中位于中部的所述安装孔(30)的所述凹槽(50)连通。

8.根据权利要求5所述的发动机缸体，其特征在于，所述安装孔(30)包括间隔设置的第一安装孔(31)、第二安装孔(32)、第三安装孔(33)、第四安装孔(34)、第五安装孔(35)和第六安装孔(36)，

其中，所述油气进入通道(70)为两个，两个所述油气进入通道(70)分别与所述第一安装孔(31)的所述凹槽(50)和所述第六安装孔(36)的所述凹槽(50)连通；和/或，

所述油气排出通道(80)与所述第三安装孔(33)的所述凹槽(50)或者所述第四安装孔(34)的所述凹槽(50)连通；和/或，

所述排油通道(90)为两个，两个所述排油通道(90)分别与所述第三安装孔(33)的所述凹槽(50)和所述第四安装孔(34)的所述凹槽(50)连通。

9.一种发动机，包括发动机缸体以及油气分离装置，其特征在于，所述发动机缸体为权利要求1至8中任一项所述的发动机缸体，所述油气分离装置(100)设置在曲轴箱(10)的侧部，所述油气排出通道(80)的第一端与所述油气分离装置(100)连通。

10.一种工程机械，其特征在于，包括如权利要求9所述的发动机。

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