CN210195882U - 一种带发动机窜气油气分离装置的气缸盖罩盖 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带发动机窜气油气分离装置的气缸盖罩盖，属于发动机结构设计领域，针对国六标准对柴油机对窜气的过滤效率，降低窜气中的机油含量，需要在气缸盖罩盖内部增加窜气分离装置，优化(分离出的)机油回流装置，使缸盖出口窜气中机油的含量降至一定水平，本实用新型中在气缸盖罩盖上设置了迷宫过滤和回油装置虽然成本低、结构简单，但具有较高的窜气过滤效率，与外接纤维过滤器搭配解决了4DB1国六曲轴箱窜气过滤效率的问题，并通过了排放和耐久考核。目前，该款发动机已通过国六排放标准认证。

Description

一种带发动机窜气油气分离装置的气缸盖罩盖

技术领域

本实用新型属于发动机结构设计领域，具体属于气缸盖罩盖和窜气分离装置设计领域。

背景技术

现有的发动机窜气分离装置分离效果差，又由于其结构布置特点使得分离出的机油回流不畅，被窜气夹带进入二级分离装置，形成二次污染，加重了二级分离的负担，不仅影响发动机最终的排放特性和机油耗，还会引起增压器、中冷器及后处理系统等故障，甚至导致发动机拉缸等严重后果。

发明内容

随着国六排放标准的实施，发动机曲轴箱窜气也纳入了排放监测，对窜气中的机油携油量提出了更严格的要求。为了提高柴油机对窜气的过滤效率，降低窜气中的机油含量，需要在气缸盖罩盖内部增加窜气分离装置，优化(分离出的)机油回流装置，使缸盖出口窜气中机油的含量降至一定水平，本实用新型提供了一种带发动机窜气油气分离装置的气缸盖罩盖，所采用的技术方案具体如下：

所述的气缸盖罩盖由气缸盖罩盖壳体2-1、迷宫分离盖板2-2组成，缸盖罩盖壳体2-1和迷宫分离盖板2-2形成窜气通道；窜气入口设置在气缸盖罩盖壳体2-1中部下方；迷宫分离盖母板4-1与气缸盖罩盖安装面呈8°的夹角，使窜气入口所处的一侧边位于最低处；

其中，气缸盖罩盖壳体2-1由气缸盖罩外壳3-1、撞击分离板Ⅰ3-2、撞击分离板Ⅱ3-3、加速孔板Ⅰ3-4、撞击分离板Ⅲ3-5、撞击分离板Ⅳ3-6和加速孔板Ⅱ3-7组成，撞击分离板Ⅰ3-2、撞击分离板Ⅱ3-3、加速孔板Ⅰ3-4、撞击分离板Ⅲ3-5、撞击分离板Ⅳ3-6和加速孔板Ⅱ3-7沿窜气入口向窜气出口依次排列安装形成的“S”形迷宫通道；

所述的迷宫分离盖板2-2由迷宫分离盖母板4-1、一级回油口4-2、二级回油口4-3和窜气出口4-4组成。

一级回油口4-2设置在迷宫分离盖母板4-1的窜气入口旁，位于撞击分离板Ⅰ3-2和撞击分离板Ⅱ3-3下方，底部开有细长狭缝；窜气撞击到撞击分离板Ⅰ3-2和撞击分离板Ⅱ3-3上分离出的机油聚集在回油口内，由底部0.8mm宽的缝隙依靠自重回流，经缸盖顶部最终回流至油底壳内；

二级回油口4-3设置在撞击分离板Ⅲ3-5、撞击分离板Ⅳ3-6下方，由聚油盘6-1、泄油孔6-2、导油管6-3和储油杯6-4组成；聚油盘6-1为漏斗形开放空间，顶部四周与迷宫分离盖母板4-1相接，底部向下延伸与导油管6-3相连；所述的导油管6-3为中空圆管，上部与聚油盘6-1底部相连，下部延伸至储油杯6-4内，但不与储油杯6-4底部相接触；储油杯6-4为包裹在聚油盘6-1和导油管6-3外的封闭空腔，其顶部开有四个泄油孔6-2。

经迷宫分离盖板2-2分离出的机油通过聚油盘6-1的收集后，沿导油管6-3聚集在储油杯6-4内，随着分离出的机油越来越多，储油杯6-4液面越升越高，直到没过回油导管下端面，将迷宫内被过滤的窜气和没有被过滤的窜气隔离，防止两者的互窜而影响到迷宫分离器的分离效果，使罩盖出口的窜气获得较低的机油含量。

发动机产生的曲轴箱窜气经由机体和缸盖通气孔进入缸盖顶部，经缸盖罩盖上的窜气入口进入，经过撞击分离板3-2、3-3、3-5和3-6与气缸盖罩外壳3-1形成的“S”形迷宫通道，产生气流漩涡，在重力和频繁的撞击作用下，窜气中的大颗粒油滴吸附在撞击片表面，从而使大的油滴从气体中分离出来，通过一级回油口4-2和二级回油口4-3经缸盖回流至油底壳。加速孔板3-4和3-7上开有很多细小的孔，当窜气流过细小通道时，就会被加速，高的流速会获得高的分离效率。迷宫分离盖母板4-1与气缸盖罩盖安装面呈8°的夹角，使一级回油口和二级回油口所处的一侧边位于最低处，保证发动机不论在何种工况下，迷宫分离出的机油都能顺利回流，而不滞留在迷宫腔内，对出口窜气形成二次污染。

当窜气由窜气入口进入迷宫分离装置后，以较高的速度与第一道挡板3-2和第二道挡板3-3撞击后，较大颗粒的液滴和油雾凝结后从一级回油口4-2直接返流经缸盖流回油底壳。一级回油口4-2采用直接回油方式，采用0.8mm宽细长狭缝，即使部分曲轴箱窜气从此缝隙经过也能将较大颗粒的油滴阻挡下来。

当窜气依次经过层层撞击分离板和加速孔板后，二级回油口4-3的采用U型管的原理，利用储油杯内聚集的机油将罩盖内没有过滤的窜气彻底阻隔在迷宫装置之外。经过撞击分离出来的机油从聚油盘6-1，经回油导管6-3聚集在储油杯内。当储油杯内的机油液面高过泄油孔6-2时，就会从泄油孔回流至缸盖，最终流回油底壳。当迷宫分离装置的气阻逐渐升高时，根据压力平衡原理，储油杯内的机油液面会就会不断降低，直至储油杯内的所有回油均被压入聚油盘6-1内。所以，储油杯高度h的设计取决于迷宫装置的最大阻力。迷宫装置阻力越大，需要的储油杯高度就越高。

h＝ΔP/(ρg)

其中h为需要的储油杯高度，ΔP为迷宫装置对窜气的最大阻力，ρ为所用机油的密度，g为重力加速度。所有单位均按国际标准。

本实用新型的有益效果：

发动机窜气中机油含量超标不仅影响其机油耗和排放特性，还会影响到发动机增压器、中冷器、进排气系统及后处理系统等部件的可靠性，甚至会导致发动机拉缸等严重后果。为了达到国六排放标准要求的窜气含油量，大多数发动机都采用主动式窜气分离装置，不仅成本高昂，体积大，还需要驱动能源等限制。本带迷宫过滤和回油装置的柴油发动机用气缸盖罩盖，虽然成本低、结构简单，但具有较高的窜气过滤效率，与外接纤维过滤器搭配解决了4DB1型柴油机国六曲轴箱窜气过滤效率的问题，并通过了排放和耐久考核。目前，该款发动机已通过国六排放标准认证。

附图说明

图1气缸盖罩盖部件

图2气缸盖罩盖

图3气缸盖罩壳体

图4迷宫分离盖板

图5一级回油口

图6二级回油口

图7～9 4DB1型柴油机气缸盖罩盖

具体实施方式

本实施例中所述的气缸盖罩盖由气缸盖罩盖壳体2-1、迷宫分离盖板2-2组成，缸盖罩盖壳体2-1和迷宫分离盖板2-2形成窜气通道；窜气入口设置在气缸盖罩盖壳体2-1中部下方；迷宫分离盖母板4-1与气缸盖罩盖安装面呈8°的夹角，使窜气入口所处的一侧边位于最低处；

其中，气缸盖罩盖壳体2-1由气缸盖罩外壳3-1、撞击分离板Ⅰ3-2、撞击分离板Ⅱ3-3、加速孔板Ⅰ3-4、撞击分离板Ⅲ3-5、撞击分离板Ⅳ3-6和加速孔板Ⅱ3-7组成，撞击分离板Ⅰ3-2、撞击分离板Ⅱ3-3、加速孔板Ⅰ3-4、撞击分离板Ⅲ3-5、撞击分离板Ⅳ3-6和加速孔板Ⅱ3-7沿窜气入口向窜气出口依次排列安装形成的“S”形迷宫通道；

所述的迷宫分离盖板2-2由迷宫分离盖母板4-1、一级回油口4-2、二级回油口4-3和窜气出口4-4组成。

一级回油口4-2设置在迷宫分离盖母板4-1的窜气入口旁，位于撞击分离板Ⅰ3-2和撞击分离板Ⅱ3-3下方，底部开有细长狭缝；窜气撞击到撞击分离板Ⅰ3-2和撞击分离板Ⅱ3-3上分离出的机油聚集在回油口内，由底部0.8mm宽的缝隙依靠自重回流，经缸盖顶部最终回流至油底壳内；

二级回油口4-3设置在撞击分离板Ⅲ3-5、撞击分离板Ⅳ3-6下方，由聚油盘6-1、泄油孔6-2、导油管6-3和储油杯6-4组成；聚油盘6-1为漏斗形开放空间，顶部四周与迷宫分离盖母板4-1相接，底部向下延伸与导油管6-3相连；所述的导油管6-3为中空圆管，上部与聚油盘6-1底部相连，下部延伸至储油杯6-4内，但不与储油杯6-4底部相接触；储油杯6-4为包裹在聚油盘6-1和导油管6-3外的封闭空腔，其顶部开有四个泄油孔6-2。

经迷宫分离盖板2-2分离出的机油通过聚油盘6-1的收集后，沿导油管6-3聚集在储油杯6-4内，随着分离出的机油越来越多，储油杯6-4液面越升越高，直到没过回油导管下端面，将迷宫内被过滤的窜气和没有被过滤的窜气隔离，防止两者的互窜而影响到迷宫分离器的分离效果，使罩盖出口的窜气获得较低的机油含量。

发动机产生的曲轴箱窜气经由机体和缸盖通气孔进入缸盖顶部，经缸盖罩盖上的窜气入口进入，经过撞击分离板3-2、3-3、3-5和3-6与气缸盖罩外壳3-1形成的“S”形迷宫通道，产生气流漩涡，在重力和频繁的撞击作用下，窜气中的大颗粒油滴吸附在撞击片表面，从而使大的油滴从气体中分离出来，通过一级回油口4-2和二级回油口4-3经缸盖回流至油底壳。加速孔板3-4和3-7上开有很多细小的孔，当窜气流过细小通道时，就会被加速，高的流速会获得高的分离效率。迷宫分离盖母板4-1与气缸盖罩盖安装面呈8°的夹角，使一级回油口和二级回油口所处的一侧边位于最低处，保证发动机不论在何种工况下，迷宫分离出的机油都能顺利回流，而不滞留在迷宫腔内，对出口窜气形成二次污染。

当窜气由窜气入口进入迷宫分离装置后，以较高的速度与第一道挡板3-2和第二道挡板3-3撞击后，较大颗粒的液滴和油雾凝结后从一级回油口4-2直接返流经缸盖流回油底壳。一级回油口4-2采用直接回油方式，采用0.8mm宽细长狭缝，即使部分曲轴箱窜气从此缝隙经过也能将较大颗粒的油滴阻挡下来。

当窜气依次经过层层撞击分离板和加速孔板后，二级回油口4-3的采用U型管的原理，利用储油杯内聚集的机油将罩盖内没有过滤的窜气彻底阻隔在迷宫装置之外。经过撞击分离出来的机油从聚油盘6-1，经回油导管6-3聚集在储油杯内。当储油杯内的机油液面高过泄油孔6-2时，就会从泄油孔回流至缸盖，最终流回油底壳。当迷宫分离装置的气阻逐渐升高时，根据压力平衡原理，储油杯内的机油液面会就会不断降低，直至储油杯内的所有回油均被压入聚油盘6-1内。所以，储油杯高度h的设计取决于迷宫装置的最大阻力。迷宫装置阻力越大，需要的储油杯高度就越高。

h＝ΔP/(ρg)

其中h为需要的储油杯高度，ΔP为迷宫装置对窜气的最大阻力，ρ为所用机油的密度，g为重力加速度。所有单位均按国际标准。

如图7～9所示为4DB1型柴油机气缸盖罩盖，其结构作为本实用新型应用实例之一。

Claims (3)

1.一种带发动机窜气油气分离装置的气缸盖罩盖，其特征在于，所述的气缸盖罩盖由气缸盖罩盖壳体(2-1)、迷宫分离盖板(2-2)组成，缸盖罩盖壳体(2-1)和迷宫分离盖板(2-2)形成窜气通道；窜气入口设置在气缸盖罩盖壳体(2-1)中部下方；迷宫分离盖母板(4-1)与气缸盖罩盖安装面呈8°的夹角，使窜气入口所处的一侧边位于最低处；

其中，气缸盖罩盖壳体(2-1)由气缸盖罩外壳(3-1)、撞击分离板Ⅰ(3-2)、撞击分离板Ⅱ(3-3)、加速孔板Ⅰ(3-4)、撞击分离板Ⅲ(3-5)、撞击分离板Ⅳ(3-6)和加速孔板Ⅱ(3-7)组成，撞击分离板Ⅰ(3-2)、撞击分离板Ⅱ(3-3)、加速孔板Ⅰ(3-4)、撞击分离板Ⅲ(3-5)、撞击分离板Ⅳ(3-6)和加速孔板Ⅱ(3-7)沿窜气入口向窜气出口依次排列安装形成的S形迷宫通道；

所述的迷宫分离盖板(2-2)由迷宫分离盖母板(4-1)、一级回油口(4-2)、二级回油口(4-3)和窜气出口(4-4)组成；

一级回油口(4-2)设置在迷宫分离盖母板(4-1)的窜气入口旁，位于撞击分离板Ⅰ(3-2)和撞击分离板Ⅱ(3-3)下方，底部开有细长狭缝；窜气撞击到撞击分离板Ⅰ(3-2)和撞击分离板Ⅱ(3-3)上分离出的机油聚集在回油口内，由底部缝隙依靠自重回流，经缸盖顶部最终回流至油底壳内；

二级回油口(4-3)设置在撞击分离板Ⅲ(3-5)、撞击分离板Ⅳ(3-6)下方，由聚油盘(6-1)、泄油孔(6-2)、导油管(6-3)和储油杯(6-4)组成；聚油盘(6-1)为漏斗形开放空间，顶部四周与迷宫分离盖母板(4-1)相接，底部向下延伸与导油管(6-3)相连；所述的导油管(6-3)为中空圆管，上部与聚油盘(6-1)底部相连，下部延伸至储油杯(6-4)内，但不与储油杯(6-4)底部相接触；储油杯(6-4)为包裹在聚油盘(6-1)和导油管(6-3)外的封闭空腔，其顶部开有四个泄油孔(6-2)。

2.根据权利要求1所述的带发动机窜气油气分离装置的气缸盖罩盖，其特征在于，

储油杯(6-4)的高度h存在如下关系式：

h＝ΔP/(ρg)

其中h为需要的储油杯高度，ΔP为迷宫装置对窜气的最大阻力，ρ为所用机油的密度，g为重力加速度。

3.根据权利要求1所述的带发动机窜气油气分离装置的气缸盖罩盖，其特征在于，一级回油口(4-2)底部的细长狭缝为0.8mm宽。

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