发动机曲轴箱油气分离系统

《发动机曲轴箱油气分离系统》涉及发动机油气分离领域，特别涉及一种发动机曲轴箱油气分离系统。

随着节能减排的呼声日益高涨，排放法规也越来越严格，国III法规规定车用柴油机必须采用闭式的曲轴箱强制通风系统。通常地，发动机曲轴箱含有大量机油颗粒的混合气体一般直接通过缸盖罩的出口直接进入到进气管，这种曲轴箱的混合气体输出方式不能把“旁通混合气”中的机油清除干净，将会导致柴油机的PM排放量升高、机油耗高和空滤堵塞等不良后果。

图1为根据《发动机曲轴箱油气分离系统》的发动机曲轴箱油气分离系统的一级油气分离结构的结构示意图；

图2为图1的A-A方向的剖视图；

图3为根据《发动机曲轴箱油气分离系统》的发动机曲轴箱油气分离系统的一级油气分离结构的缸盖罩结构示意图；

图4为根据《发动机曲轴箱油气分离系统》的发动机曲轴箱油气分离系统的一级油气分离结构的隔板结构示意图；

图5为图4的B-B方向的剖视图；

图6为图4的C-C方向的局部剖视图；

图7为根据《发动机曲轴箱油气分离系统》的发动机曲轴箱油气分离系统的一级油气分离结构的出气接管的轴向剖视结构示意图；

图8为根据《发动机曲轴箱油气分离系统》的发动机曲轴箱油气分离系统的二级油气分离结构的油气分离器的立体结构示意图；

图9为根据《发动机曲轴箱油气分离系统》的发动机曲轴箱油气分离系统的二级油气分离结构的油气分离器的俯视结构示意图；

图10为图9的D-D方向的剖视图；

图11为根据《发动机曲轴箱油气分离系统》的发动机曲轴箱油气分离系统的二级油气分离结构的油气分离器的主视结构示意图；

图12为图11的E-E方向的剖视图；

图13为根据《发动机曲轴箱油气分离系统》的发动机曲轴箱油气分离系统的二级油气分离结构的分离器调压阀的俯视结构示意图；

图14为根据《发动机曲轴箱油气分离系统》的发动机曲轴箱油气分离系统的二级油气分离结构的分离器调压阀的左视结构示意图；

图15为图13的F-F方向的剖视图；

图16为图15的G-G方向的局部剖视图；

图17为根据《发动机曲轴箱油气分离系统》的发动机曲轴箱油气分离系统的二级油气分离结构的装配结构示意图。

2020年7月14日，《发动机曲轴箱油气分离系统》获得第二十一届中国专利奖优秀奖。 2100433B

参看图1和图2，该发动机曲轴箱油气分离系统包括两级油气分离结构，其中，一级油气分离结构包括：缸盖罩1、隔板2和出气接管3。如图3所示，缸盖罩1右侧设置有油气分离槽，该油气分离槽内沿气流方向间隔设置有多个横向挡板11，相临两挡板11开设有错开的通气槽(分别开设在左侧或右侧)，以形成多重的迷宫门结构；油气分离槽的上部侧壁开设有通气口，出气接管3(如图7所示)安装在该通气口上。如图4至图6所示，隔板2为矩形板状，右端部具有进气孔21；中部具有左右延伸的倾斜集油凹槽22，集油凹槽22为冲压而成，集油凹槽22中部的最低位置开设有出油孔23。隔板2通过柳钉覆盖在缸盖罩1的油气分离槽上，且四周边缘涂上密封胶密封，以形成一级油气分离结构的油气分离室。

二级油气分离结构包括：油气分离器4和分离器调压阀5。其中，如图8至图12所示，油气分离器4包括：甩油桶41、进气管42、排气管43和回油管44。甩油桶41包括：倒置的圆筒部和连接在该圆筒部下端且向下内收的锥形部；进气管42正切相接在圆筒部的侧壁上端(如图9和图12所示)，排气管43插入圆筒部的顶壁，回油管44连通在锥形部的下端。圆筒部的侧壁下端还固定有固定板。

如图13至图16所示，分离器调压阀5包括：壳体51、支撑板52、膜片53、上盖54和弹簧55。壳体51的左右侧壁分别连通有出气管56和进气管57，上盖54盖设在壳体51的上端口形成密封腔，该密封腔又通过膜片53分隔成进气腔和出气腔，出气管56与出气腔连通，进气管57与进气腔连通，支撑板52压设在膜片53上，弹簧55设置在支撑板52与壳体51内壁之间。

如图17所示，一级油气分离结构的出气接管3通过橡胶管6与油气分离器4的进气管42连接；油气分离器4的排气管43通过橡胶管7与分离器调压阀5的进气管57连接，分离器调压阀5的出气管56与发动机进气系统的空滤进行连接；油气分离器4的回油管44连接到存油装置或发动机的油底壳。油气分离器4通过螺栓固定在发动机机体上，分离器调压阀5通过螺栓和支架8固定在发动机机体上。

当油气混合气从一级油气分离结构的隔板2的进气孔21进入，经过缸盖罩1上的挡板11形成的迷宫门，由于该迷宫门的阻流，油气混合气的速度在挡板1附近突然降低，这使得油气中油滴析出在挡板1上，由于重力的作用，析出的油滴汇集到集油凹槽22里，然后经由集油凹槽22通过出油孔23回流到发动机，这样达到分离油气混合气中的机油颗粒目的。

经过分离机油颗粒的气体继续往前，进入安装在发动机气缸盖罩1上的出气接管3，由于油气混合气从缸盖罩腔室经过出气接管3的狭小通道时，气体的流通截面积变小，使得气体的流速提高，使得出气接管3的通道相对与缸盖罩1腔室形成负压，这样机油直接流出缸盖罩的难度增加，进一步进行油气分离。一级油气分离结构提高了“旁通混合气”在油气分离室内的流速，增大油粒与腔壁的接触机会，再利用重力的作用，使得较大的机油颗粒从混合气中分离，从而达到分离油粒的目的。并且缓解了二级分离系统的油气分离器的压力。

进一步分离的油气混合气经橡胶管6由进气管42进入油气分离器4，油气混合气高速在甩油桶41内旋转，从出气接管3流出的高压油气混合气进入到油气分离器4的甩油桶41后，其压力变小，体积突然变大，气温降低，废气中的油雾变成细小的油滴。由于该进气管与油气分离器的甩油桶正切相接，含油气体会沿甩油桶41的内壁不停地做回旋运动，使油滴有充分的机会与内壁接触并凝结至甩油桶41的内壁面。油气在旋转的过程中，它会逐渐往桶底方向下移，由于甩油桶存在斜度，越往下半径越小，根据离心力公式F＝m*v2/r得知，油滴的离心力也越来越大，从而使更细小的油滴也能在更大的离心力的作用下被甩到桶壁，凝结汇集至油气分离器4的回油管44流回到发动机，进一步分离的油气混合气由排气管43经进气管57进入分离器调压阀5。

分离器调压阀5的作用为根据发动机性能开发确定的发动机内部压力平衡点，通过调节弹簧弹力的控制，确定调压阀进出气口的压力。当从油气分离器4出来的气体低于进气系统的进气压力即负压时，外面进气系统空滤的空气使得弹簧55弹簧力降低而被放松；当油气分离器出来的气体为正压时，油气分离器出来的气体推动膜片53和支撑板52，这样弹簧55弹簧力升高而进一步压缩，使得气体排出进入发动机进气系统实现废气循环，这样保证了整个二级分离结构的密封及油气分离效率和密封问题。

由于该油气分离系统由一级分离系统和二级分离系统组成，一级分离系统又称预分离系统，主要负责将“旁通混合气”中的较大的油粒清除，以减轻二级分离系统的工作压力；二级分离系统则负责将经一级分离系统处理过的混合气中的绝大部分油粒清除，必要时，旁通气体经调压阀进入发动机的进气系统。这种双重的分离系统对于保障整个发动机通风系统的长期、可靠运行，具有重要作用。双重的油气分离系统使发动机油气混合气分离更充分、更有效率。

发动机曲轴箱油气分离系统专利目的

《发动机曲轴箱油气分离系统》解决的技术问题是提供一种能够使得油气混合气的油气分离更充分、更有效率的发动机曲轴箱油气分离系统。

发动机曲轴箱油气分离系统技术方案

《发动机曲轴箱油气分离系统》其特征在于，包括：两级油气分离结构，其中：

一级油气分离结构包括：缸盖罩、隔板和出气接管；所述缸盖罩的一侧设置有带有迷宫门结构的油气分离槽；所述隔板覆盖在所述油气分离槽上，且一端具有进气孔，中部具有倾斜集油凹槽，所述集油凹槽的最低位置开设有出油孔；所述出气接管连接到所述油气分离槽的一端；

二级油气分离结构包括：油气分离器和分离器调压阀；所述油气分离器包括：甩油桶、第一进气管、排气管和回油管；所述甩油桶包括：倒置的圆筒部和连接在该圆筒部下端且向下内收的锥形部；所述进气管正切相接在圆筒部的侧壁上端，所述排气管插入圆筒部的顶壁，所述回油管连通在锥形部的下端；所述分离器调压阀包括：壳体、支撑板、膜片、上盖和弹簧；所述壳体的两侧壁分别连通有出气管和第二进气管，所述上盖盖设在壳体的上端口形成密封腔，所述密封腔通过所述膜片分隔成进气腔和出气腔，所述出气管与出气腔连通，所述第二进气管与进气腔连通，所述支撑板压设在膜片上，所述弹簧设置在支撑板与壳体内壁之间；所述油气分离器的排气管与分离器调压阀的第二进气管连接；所述分离器调压阀的出气管与发动机进气系统的空滤进行连接；所述油气分离器的回油管连接到存油装置或发动机的油底壳；

所述一级油气分离结构的出气接管与所述二级油气分离结构的油气分离器进气管连接。

进一步地，油气分离槽内间隔设置有多个开设错开通气槽的挡板以形成所述迷宫门结构。

进一步地，隔板通过柳钉覆盖在所述油气分离槽上，且四周边缘涂上密封胶密封。

进一步地，油气分离器的排气管通过橡胶管与分离器调压阀的第二进气管连接；所述一级油气分离结构的出气接管通过橡胶管与所述二级油气分离结构的油气分离器进气管连接。

进一步地，油气分离器通过螺栓固定在发动机机体上，所述分离器调压阀通过螺栓和支架固定在发动机机体上。

根据《发动机曲轴箱油气分离系统》的技术方案，由于该油气分离系统由一级分离系统和二级分离系统组成，一级分离系统又称预分离系统，主要负责将“旁通混合气”中的较大的油粒清除，以减轻二级分离系统的工作压力；二级分离系统则负责将经一级分离系统处理过的混合气中的绝大部分油粒清除，必要时，旁通气体经调压阀进入发动机的进气系统。这种双重的分离系统对于保障整个发动机通风系统的长期、可靠运行，具有重要作用。双重的油气分离系统使发动机油气混合气分离更充分、更有效率。

1.一种发动机曲轴箱油气分离系统，其特征在于，包括：两级油气分离结构，其中：

一级油气分离结构包括：缸盖罩、隔板和出气接管；所述缸盖罩的一侧设置有带有迷宫门结构的油气分离槽；所述隔板覆盖在所述油气分离槽上，且一端具有进气孔，中部具有倾斜集油凹槽，所述集油凹槽的最低位置开设有出油孔；所述出气接管连接到所述油气分离槽的一端；

二级油气分离结构包括：油气分离器和分离器调压阀；所述油气分离器包括：甩油桶、第一进气管、排气管和回油管；所述甩油桶包括：倒置的圆筒部和连接在该圆筒部下端且向下内收的锥形部；所述进气管正切相接在圆筒部的侧壁上端，所述排气管插入圆筒部的顶壁，所述回油管连通在锥形部的下端；所述分离器调压阀包括：壳体、支撑板、膜片、上盖和弹簧；所述壳体的两侧壁分别连通有出气管和第二进气管，所述上盖盖设在壳体的上端口形成密封腔，所述密封腔通过所述膜片分隔成进气腔和出气腔，所述出气管与出气腔连通，所述第二进气管与进气腔连通，所述支撑板压设在膜片上，所述弹簧设置在支撑板与壳体内壁之间；所述油气分离器的排气管与分离器调压阀的第二进气管连接；所述分离器调压阀的出气管与发动机进气系统的空滤进行连接；所述油气分离器的回油管连接到存油装置或发动机的油底壳；所述一级油气分离结构的出气接管与所述二级油气分离结构的油气分离器进气管连接。

2.根据权利要求1所述的发动机曲轴箱油气分离系统，其特征在于，所述油气分离槽内间隔设置有多个开设错开通气槽的挡板以形成所述迷宫门结构。

3.根据权利要求1所述的发动机曲轴箱油气分离系统，其特征在于，所述隔板通过柳钉覆盖在所述油气分离槽上，且四周边缘涂上密封胶密封。

4.根据权利要求1所述的发动机曲轴箱油气分离系统，其特征在于，所述油气分离器的排气管通过橡胶管与分离器调压阀的第二进气管连接；所述一级油气分离结构的出气接管通过橡胶管与所述二级油气分离结构的油气分离器进气管连接。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的发动机曲轴箱油气分离系统，其特征在于，所述油气分离器通过螺栓固定在发动机机体上，所述分离器调压阀通过螺栓和支架固定在发动机机体上。

曲轴箱完全密封，用一个通风装置使曲轴箱通风的系统。