RU111583U1

RU111583U1 - OIL SEPARATOR OF VENTILATION SYSTEM OF CASE OF INTERNAL COMBUSTION ENGINE (OPTIONS)

Info

Publication number: RU111583U1
Application number: RU2011123340/28U
Authority: RU
Inventors: Сергей Викторович Башегуров; Сергей Михайлович Андриянов; Игорь Нургалеевич Хусаинов; Альберт Сафуанович Ямаев
Original assignee: Открытое акционерное общество "КАМАЗ"
Priority date: 2011-06-08
Filing date: 2011-06-08
Publication date: 2011-12-20

Abstract

1. Маслоотделитель системы вентиляции картера двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус, имеющий вход для приема газомасляной смеси от двигателя и выход для выпуска отсепарированных газов, а также сливной патрубок для масла, установленную в корпусе спиральную стенку, направляющую поток от входа к выходу, отличающийся тем, что образуемый спиральной стенкой канал выполнен увеличивающимся по ширине между входом и выходом, вход расположен в нижней части тангенциально к внутренней поверхности цилиндрического корпуса, кроме того, устройство снабжено маслоосадительной сеткой, размещенной в центре корпуса, а также вдоль его внутренней поверхности и спиральной стенки. ! 2. Маслоотделитель по п.1, отличающийся тем, что корпус состоит из двух частей. ! 3. Маслоотделитель системы вентиляции картера двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус, имеющий вход для приема газомасляной смеси от двигателя и выход для выпуска отсепарированных газов, а также выпускной патрубок для масла, установленную в корпусе спиральную стенку, направляющую поток от входа к выходу, отличающийся тем, что образуемый спиральной стенкой канал выполнен увеличивающимся по ширине между входом и выходом, вход расположен в нижней части тангенциально к внутренней поверхности цилиндрического корпуса, кроме того, устройство снабжено маслоосадительной сеткой, размещенной в центре корпуса, а также вдоль его внутренней поверхности и спиральной стенки, и клапаном, соединенным с отводящим патрубком отсепарированных газов. ! 4. Маслоотделитель по п.3, отличающийся тем, что корпус состоит из верхней и нижней частей, при этом следящий клапан ра 1. The oil separator of the ventilation system of the crankcase of an internal combustion engine, comprising a housing having an input for receiving a gas-oil mixture from the engine and an outlet for discharging separated gases, as well as a drain pipe for oil, a spiral wall installed in the housing directing the flow from inlet to outlet, characterized in that the channel formed by the spiral wall is made increasing in width between the inlet and the outlet, the inlet is located in the lower part tangentially to the inner surface of the cylindrical body, in addition, roystvo provided masloosaditelnoy mesh placed in the center of the body, as well as along its inner surface and a helical wall. ! 2. The oil separator according to claim 1, characterized in that the housing consists of two parts. ! 3. The oil separator of the ventilation system of the crankcase of an internal combustion engine, comprising a housing having an input for receiving a gas-oil mixture from the engine and an outlet for discharging separated gases, as well as an oil outlet, a spiral wall installed in the housing directing the flow from inlet to outlet, characterized in that the channel formed by the spiral wall is made to increase in width between the inlet and the outlet, the inlet is located in the lower part tangentially to the inner surface of the cylindrical body, in addition, stroystvo provided masloosaditelnoy mesh placed in the center of the housing and along the inner surface thereof and a spiral wall, and a valve connected to the outlet pipes of the separated gases. ! 4. The oil separator according to claim 3, characterized in that the housing consists of upper and lower parts, while the follow-up valve ra

Description

Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к устройствам сепарирования газов от жидкости из дисперсного двухфазного потока, и может быть использована для отделения масла от картерных газов в системе вентиляции картера двигателя внутреннего сгорания.The utility model relates to the field of mechanical engineering, namely, devices for separating gases from liquid from a dispersed two-phase stream, and can be used to separate oil from crankcase gases in the crankcase ventilation system of an internal combustion engine.

Известен маслоотделитель двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус, расположенные по его оси входной патрубок, конусный снабженный вырезами сепарирующий элемент и выпускные патрубки для масла и отсепарированного газа, при этом сепарирующий элемент выполнен в виде перегородки, разделяющей корпус на входную и выходную полости, соединенные одна с другой треугольными вырезами, а выпускной патрубок для газа размещен по оси конусного элемента (а.с. СССР №266726, МПК B01D, F02F, опубл. 01.06.1970).Known oil separator of an internal combustion engine, comprising a housing, an inlet nozzle arranged along its axis, a cone-shaped separating element and discharge nozzles for oil and separated gas, the separating element being made in the form of a partition separating the housing into the input and output cavities, connected to one another triangular cutouts, and the exhaust pipe for gas is placed along the axis of the conical element (AS USSR No. 266726, IPC B01D, F02F, publ. 06/01/1970).

Недостатком известного устройства является то, что оно не обеспечивает достаточную сепарацию газомасляной смеси, масло свободно проходит через треугольные вырезы и увлекается газом в выпускной патрубок на выход из устройства.A disadvantage of the known device is that it does not provide sufficient separation of the gas-oil mixture, the oil freely passes through triangular cutouts and is carried away by gas into the outlet pipe to the exit of the device.

Также известен маслоотделитель, в корпусе которого сформирована подвижная спиральная стенка, образующая канал для течения газов между входом и выходом, со стенкой соединена подвижная часть диафрагмы, образующей замкнутый объем, который открыт в сторону впускного коллектора (патент US №7140358, F02M 25/06, опубл. 28.11.2006).An oil separator is also known, in the housing of which a movable spiral wall is formed that forms a channel for gas flow between the inlet and outlet, a movable part of the diaphragm forming a closed volume that is open towards the intake manifold is connected to the wall (US patent No. 7140358, F02M 25/06, published on November 28, 2006).

В результате изменения давления происходит соответствующее смещение стенки, которое влечет за собой изменение высоты канала. Недостатком такого устройства является то, что при резких скачках давления спиральная стенка не успевает сформировать канал нужной высоты, что отрицательно сказывается на качестве маслоотделения.As a result of the change in pressure, a corresponding displacement of the wall occurs, which entails a change in the height of the channel. The disadvantage of this device is that with sharp pressure surges, the spiral wall does not have time to form a channel of the desired height, which negatively affects the quality of oil separation.

Известен маслоотделитель, выбранный в качестве ближайшего аналога, содержащий корпус, имеющий вход для приема газомасляной смеси от двигателя и выход для выпуска отсепарированных газов, а также выпускной патрубок для масла, установленную в корпусе спиральную стенку, которая направляет газы от входа корпуса к его выходу, при этом спиральный маршрут для газов постоянно уменьшается между входом и выходом (патент US №7246612, МПК F02M 25/06, опубл. 24.07.07).Known oil separator, selected as the closest analogue, containing a housing having an input for receiving a gas-oil mixture from the engine and an outlet for discharging separated gases, as well as an oil outlet installed in the housing a spiral wall that directs gases from the entrance of the housing to its output, while the spiral route for gases is constantly reduced between the input and output (US patent No. 7246612, IPC F02M 25/06, publ. 24.07.07).

Недостатком известного устройства является то, что при увеличении количества масла в газе на выходе из узла наблюдается значительное повышение гидравлического сопротивления, что приводит к снижению эффективности процесса маслоосаждения.A disadvantage of the known device is that with an increase in the amount of oil in the gas at the outlet of the assembly, a significant increase in hydraulic resistance is observed, which leads to a decrease in the efficiency of the oil deposition process.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является улучшение эксплутационных характеристик устройства за счет повышения эффективности маслоотделения.The task to which the claimed technical solution is directed is to improve the operational characteristics of the device by increasing the efficiency of oil separation.

Для решения поставленной задачи в маслоотделителе системы вентиляции картера двигателя внутреннего сгорания, содержащем корпус, имеющий вход для приема газомасляной смеси от двигателя и выход для выпуска отсепарированных газов, а также сливной патрубок для масла, установленную в корпусе спиральную стенку, направляющую поток от входа к выходу, образуемый спиральной стенкой канал выполнен увеличивающимся по ширине между входом и выходом, вход расположен в нижней части тангенциально к внутренней поверхности цилиндрического корпуса, кроме того, устройство снабжено маслоосадительной сеткой, а корпус может быть выполнен из двух частей. По второму варианту исполнения в верхней части корпуса размещен следящий клапан, соединенный с отводящим патрубком отсепарированных газов.To solve this problem, in the oil separator of the crankcase ventilation system of an internal combustion engine, comprising a housing having an input for receiving a gas-oil mixture from the engine and an outlet for discharging separated gases, as well as a drain pipe for oil, a spiral wall installed in the housing directing the flow from entrance to exit the channel formed by the spiral wall is made increasing in width between the inlet and the outlet, the inlet is located in the lower part tangentially to the inner surface of the cylindrical body, In addition, the device is equipped with an oil precipitation net, and the body can be made of two parts. According to the second embodiment, a follow-up valve is placed in the upper part of the housing, connected to the outlet pipe of the separated gases.

Выполнение входа для приема газомасляной смеси в нижней части тангенциально к внутренней поверхности цилиндрического корпуса позволяет преобразовать движение потока газомасляной смеси из поступательного во вращательное уже на входе в устройство, снизить гидравлическое сопротивление, а выполнение канала, образуемого спиральной стенкой, увеличивающимся по ширине между входом и выходом, позволяет обеспечить снижение скорости потока, что в совокупности положительно сказывается на эффективности маслоотделения.The input for receiving the gas-oil mixture in the lower part tangentially to the inner surface of the cylindrical body allows you to convert the flow of gas-oil mixture from translational to rotational already at the inlet of the device, reduce the hydraulic resistance, and the execution of the channel formed by a spiral wall, increasing in width between the input and output , allows to reduce the flow rate, which in aggregate positively affects the efficiency of oil separation.

Применение маслоосадительной сетки также позволяет снизить гидравлическое сопротивление потока, увеличить эффект коалесценции.The use of oil precipitation mesh also allows to reduce the hydraulic resistance of the flow, to increase the effect of coalescence.

В совокупности все существенные признаки позволяют осуществить работу устройства с высокими показателями эффективности маслоотделения, улучшенными эксплутационными характеристиками.Together, all the essential features make it possible to operate the device with high oil separation efficiency and improved operational characteristics.

Выполнение корпуса из двух частей, а также размещение следящего клапана, соединенного с отводящим патрубком отсепарированных газов, в верхней части корпуса обеспечивает дополнительную возможность применения данного устройства для закрытой системы вентиляции картера.The execution of the housing in two parts, as well as the placement of a follow-up valve connected to the outlet pipe of the separated gases in the upper part of the housing provides an additional possibility of using this device for a closed crankcase ventilation system.

Заявителю не известны маслоотделители системы вентиляции картера двигателя внутреннего сгорания с указанной совокупностью существенных признаков, и заявленная совокупность существенных признаков не вытекает явным образом из современного уровня техники, следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условию патентоспособности «новизна».The applicant is not aware of the oil separators of the crankcase ventilation system of the internal combustion engine with the indicated combination of essential features, and the claimed combination of essential features does not follow explicitly from the state of the art, therefore, the claimed technical solution meets the patentability condition of “novelty”.

Заявляемое техническое решение поясняется следующими чертежами:The claimed technical solution is illustrated by the following drawings:

фиг.1 - маслоотделитель, общий вид;figure 1 - oil separator, General view;

фиг.2 - маслоотделитель в разрезе, вариант 1 исполнения;figure 2 - oil separator in the context, option 1 execution;

фиг.3 - разрез А-А на фиг.1;figure 3 is a section aa in figure 1;

фиг.4 - маслоотделитель в разрезе, вариант 2 исполнения;figure 4 - oil separator in the context, option 2 execution;

фиг.5 - то же, вид сверху.5 is the same, top view.

Маслоотделитель системы вентиляции картера двигателя внутреннего сгорания содержит корпус 1, имеющий вход 2 для приема газомасляной смеси от двигателя и выход 3 для выпуска отсепарированных газов, а также сливной патрубок 4 для масла. Корпус состоит из двух частей 5 и 6, соответственно нижней и верхней, и закрыт сверху крышкой 7. Для направления потока внутри корпуса 1 установлена спиральная стенка 8, направляющая поток от входа к выходу. Образуемый спиральной стенкой 8 и внутренней поверхностью корпуса канал выполнен увеличивающимся по ширине между входом и выходом. Расширяющийся канал обеспечивает снижение скорости потока поступающей в маслоотделитель газомасляной смеси. Вход 2 выполнен в виде патрубка, расположенного в нижней части тангенциально к внутренней поверхности цилиндрического корпуса маслоотделителя. Устройство снабжено маслоосадительной сеткой 9, размещенной вдоль внутренней поверхности корпуса 1 и спиральной стенки 8 (на пути следования потока), а также в центре корпуса (непосредственно в потоке). Такое размещение маслоосадительной сетки 9 способствует увеличению эффективности осаждения масла, а также снижению гидравлического сопротивления движущегося потока.The oil separator of the crankcase ventilation system of the internal combustion engine comprises a housing 1 having an inlet 2 for receiving a gas-oil mixture from the engine and an outlet 3 for discharging the separated gases, as well as a drain pipe 4 for oil. The casing consists of two parts 5 and 6, respectively, the lower and upper, and is closed on top by a cover 7. To direct the flow inside the casing 1, a spiral wall 8 is installed, directing the flow from entrance to exit. The channel formed by the spiral wall 8 and the inner surface of the housing is made to increase in width between the inlet and the outlet. The expanding channel reduces the flow rate of the gas-oil mixture entering the oil separator. The input 2 is made in the form of a pipe located in the lower part tangentially to the inner surface of the cylindrical case of the oil separator. The device is equipped with an oil deposition net 9 located along the inner surface of the housing 1 and the spiral wall 8 (along the flow path), as well as in the center of the housing (directly in the flow). Such placement of the oil-bearing net 9 contributes to an increase in the efficiency of oil deposition, as well as a decrease in the hydraulic resistance of the moving flow.

По второму варианту исполнения в верхней части 6 корпуса размещают следящий клапан 10, соединенный с отводящим патрубком 3 отсепарированных газов. Предлагаемый маслоотделитель системы вентиляции картера двигателя внутреннего сгорания позволяет обеспечить следящее действие по давлению картерных газов и разряжению на впуске в двигатель, что позволяет использовать данное устройство в закрытой системе вентиляции картера.According to the second embodiment, a follow-up valve 10 is placed in the upper part 6 of the housing, connected to the outlet pipe 3 of the separated gases. The proposed oil separator of the crankcase ventilation system of the internal combustion engine allows to provide a follow-up effect on the crankcase gas pressure and discharge at the inlet to the engine, which allows the use of this device in a closed crankcase ventilation system.

Ориентация маслоотделителя при установке такова, что продольная его ось располагается вертикально, тангенциальный вход 2 выполнен ниже выхода 3 из маслоотделителя.The orientation of the oil separator during installation is such that its longitudinal axis is vertical, the tangential inlet 2 is made below the outlet 3 from the oil separator.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Условно в маслоотделителе можно выделить следующие зоны:Conventionally, the following zones can be distinguished in the oil separator:

- зона I входа в маслоотделитель и движения потока внутри патрубка 2;- zone I of the entrance to the oil separator and the movement of the flow inside the pipe 2;

- зона II непосредственного осаждения масла;- zone II of direct oil deposition;

- зона III расширения и выхода картерных газов;- zone III expansion and exit of crankcase gases;

- зона IV накопления и слива масла (зона слива связывается с картерным пространством через лепестковый клапан или гидрозатвор, для исключения сопротивления сливу масла, вызванного давлением картерных газов).- zone IV of accumulation and discharge of oil (the drain zone is connected to the crankcase through a flap valve or a water seal to exclude resistance to oil drainage caused by pressure from the crankcase gases).

На входе в маслоотделитель поток смеси газа и жидкости движется в горизонтальной плоскости через сужение входного патрубка 2, вследствие этого скорость потока увеличивается. Характер движения потока внутри патрубка является ламинарным, а у стенок преобладает турбулентное движение.At the inlet of the oil separator, the flow of a mixture of gas and liquid moves in a horizontal plane through the narrowing of the inlet pipe 2, as a result of which the flow rate increases. The nature of the flow movement inside the pipe is laminar, and turbulent movement predominates at the walls.

Внутри маслоотделителя (в центральной основной части узла, зона II) поток проходит по расширяющемуся каналу, образованному внутренней стенкой корпуса 1 маслоотделителя и направляющей спиральной стенкой 8. Для активизации процесса маслоосаждения на поверхность внутренней стенки корпуса маслоотделителя с переходом на направляющую стенку 8 устанавливается сетка 9. Поток после разгона во входном патрубке, попадая в данную зону, направляется на внутреннюю стенку корпуса маслоотделителя. Частицы масла за счет взаимодействия между собой, взаимодействия с поверхностью стенки и сетки. Происходит укрупнение частиц и осаждение на поверхностях за счет сил поверхностного натяжения и межмолекулярного взаимодействия. Таким образом, осуществляется сепарация двухфазного потока смеси газа и жидкости. Здесь происходит интенсивное и наибольшее осаждение частичек масла (что связано с явлениями коалесценции и коагуляции) с образованием капель. Осажденные и укрупненные частички масла удерживаются от обратного проникновения в поток, при этом перемещаются частично как под воздействием потока в направлении его движения, так и силы тяжести. В конечном результате осажденное масло перемещается вниз, которое впоследствии направляется на слив. При движении по каналу поток снижает скорость за счет постоянного расширения (увеличения поперечного сечения канала вдоль его средней линии) и поворота потока, что способствует процессу маслоотделения. Направление потока в данной зоне из горизонтальной плоскости переводится в вертикальную плоскость, при этом поток направляется в зону расширения и выхода (становится восходящим). При прохождении через сетку 9 в конце этой зоны происходит окончательное маслоосаждение частичек масла на сетке по всей высоте корпуса маслоотделителя.Inside the oil separator (in the central main part of the unit, zone II), the flow passes through the expanding channel formed by the inner wall of the oil separator housing 1 and the guide spiral wall 8. To activate the oil deposition process, a grid 9 is installed on the surface of the inner wall of the oil separator housing with a transition to the guide wall 8. The flow after acceleration in the inlet pipe, falling into this zone, is directed to the inner wall of the oil separator housing. Particles of oil due to interaction between each other, interaction with the surface of the wall and mesh. Particle enlargement and deposition on surfaces occur due to surface tension forces and intermolecular interaction. Thus, the separation of the two-phase flow of a mixture of gas and liquid. Here, intensive and greatest deposition of particles of oil occurs (which is associated with the phenomena of coalescence and coagulation) with the formation of drops. Precipitated and coarse particles of oil are prevented from penetrating back into the stream, while partially moving both under the influence of the stream in the direction of its movement and gravity. In the end result, the precipitated oil moves down, which is subsequently sent to the drain. When moving along the channel, the flow reduces speed due to constant expansion (increasing the cross section of the channel along its midline) and rotation of the flow, which contributes to the process of oil separation. The direction of flow in this zone from the horizontal plane is translated into a vertical plane, while the flow is directed to the expansion and exit zone (becomes upward). When passing through the grid 9 at the end of this zone, the final oil deposition of oil particles on the grid occurs along the entire height of the oil separator body.

При движении потока в зоне III в сторону выхода происходит снижение скорости потока с изменением его направления, поток направляется к выходу из маслоотделителя.When the flow moves in zone III towards the outlet, the flow velocity decreases with a change in its direction, the flow is directed to the exit of the oil separator.

Для создания закрытой системы вентиляции картера в этой зоне маслоотделителя устанавливается следящий клапан 10, который находится под воздействием давления картерных газов, разряжения на входе в компрессорную ступень турбокомпрессора и усилия возвратной пружины 11. Величина разряжения на входе в компрессорную ступень турбокомпрессора и усилие возвратной пружины связаны между собой напрямую.To create a closed crankcase ventilation system in this area of the oil separator, a follow-up valve 10 is installed, which is under the influence of crankcase gas pressure, vacuum at the inlet to the compressor stage of the turbocompressor and the force of the return spring 11. The magnitude of the vacuum at the entrance to the compressor stage of the turbocompressor and the force of the return spring are connected between yourself directly.

В зоне IV осажденное масло накапливается и сливается в картер двигателя. Движение потока картерных газов здесь отсутствует. Давление картерных газов со стороны картерного пространства не воздействует на процесс слива за счет применения лепесткового клапана или гидрозатвора (не показано), установленного на расстоянии около 300 мм от маслоотделителя в картерной части блока цилиндров или в самом сливном трубопроводе.In zone IV, the precipitated oil accumulates and drains into the engine crankcase. The flow of crankcase gases is absent here. The crankcase pressure from the crankcase does not affect the discharge process by using a flap valve or a water seal (not shown) installed at a distance of about 300 mm from the oil separator in the crankcase of the cylinder block or in the drain pipe itself.

Предлагаемое техническое решение соответствует требованию промышленной применимости и возможно для реализации на стандартном технологическом оборудовании.The proposed technical solution meets the requirements of industrial applicability and is possible for implementation on standard processing equipment.

Claims

1. The oil separator of the ventilation system of the crankcase of an internal combustion engine, comprising a housing having an input for receiving a gas-oil mixture from the engine and an outlet for discharging separated gases, as well as a drain pipe for oil, a spiral wall installed in the housing directing the flow from inlet to outlet, characterized in that the channel formed by the spiral wall is made increasing in width between the inlet and the outlet, the inlet is located in the lower part tangentially to the inner surface of the cylindrical body, in addition, roystvo provided masloosaditelnoy mesh placed in the center of the body, as well as along its inner surface and a helical wall.

2. The oil separator according to claim 1, characterized in that the housing consists of two parts.

3. The oil separator of the ventilation system of the crankcase of an internal combustion engine, comprising a housing having an input for receiving a gas-oil mixture from the engine and an outlet for discharging separated gases, as well as an oil outlet, a spiral wall installed in the housing directing the flow from inlet to outlet, characterized in that the channel formed by the spiral wall is made to increase in width between the inlet and the outlet, the inlet is located in the lower part tangentially to the inner surface of the cylindrical body, in addition, stroystvo provided masloosaditelnoy mesh placed in the center of the housing and along the inner surface thereof and a spiral wall, and a valve connected to the outlet pipes of the separated gases.

4. The oil separator according to claim 3, characterized in that the housing consists of upper and lower parts, while the follow-up valve is located in the upper part.