车用发动机油气分离器的设计匹配

量控 制 阀开 度却 减小 ．过量 的窜 缸混 合气 会通 过 开
迷 宫式 、 风式 。 旋
３１１ 滤 网式 油气 分离 器 ．．
在 发 动机 工作 时 ．窜人 曲轴 箱 的各 种气体 经 过 滤 网的过滤 、分离 后 由出气 口排 出 。这种 通 风方 式
结 构 比较 简 单 ， 用方 便 ， 其 净 化 率 相 对较 低 ， 使 但 导 人 大气 中的可燃 混 合气 和机 油蒸 气容 易 污染 大气 。
ｏｌｆ ｗ ｉｉ ｌ ｅｗｅ ｎ ｏｌｇ ｓ ｓ ｐ ａ ｅ ａ ｄ Ｐ Ｖ ｏ ｔｏ ａｖ ｅ ｉｔｎ ｇ ｓｂ ｏ ｂ ｓ ｉ ｃ ｅ ｓ ｄ ｂ ｎ ｉ ，ａ ｄ ｉｌ ｏ ｖ ｓｂ ｅ ｂ ｔ ｅ ｉ ａ ｅ ａ ｔ ｎ Ｃ ｃ ｎ ｒ ｌｖ ｅ ｗｈ ｎ ｐ ｓｏ ａ ｌｗ－ ｙ ｉ ｎ ｒ ａ ｅ ｙ ｏ ｅ ｔ ｒ ｌ ｍｅ ｎ
发 动机 运用 较 多 的油气 分离 器形 式 主要有 ： 网式 、 滤
２ 曲轴 箱 通 风 系统 的形 式
曲轴箱 通 风系 统 主要有 开式 曲轴 箱 通风 系统 和 闭式 曲轴箱 通风 系 统两类 开式 曲轴 箱通 风 系统 在 发动 机 处 于全 负荷 低转 速 时产 生 的漏 气 量大 ．但 流
燃 料 类 型
机 油
９ ＃汽 油 ３
５ ３ Ｗ－ ０
标 定 功 率 转 速 ｗ （ ｉ） ｋ ｎ
最 大 扭 矩 转 速／ ｍ（ ｍｉ ） Ｎ・ ｒ ｎ ／ 升 功 率 ／Ｗ ． － ｋ Ｌｌ
１５ ６００ ０ （ ０ ）
２ ０ １ ０ ￣ ０ ） ０ （ ０ ４５ ０ ７ ７ ０
计 方 案 ： 网油 气 过 滤 ＋ 风 式 油 气 分 离 器 ＋ Ｃ 控 制 阀 。在 发 动 机 机 油 量 为 标 准 值 、 小 值 、 大 值 增 加 ２ ％Ｓ 况 滤 旋 ＰＶ 最 最 ０ Ｅ
下 ， 行 了全 负荷 曲轴 箱 通 风 试 验 。结 果 表 明 ， 开 发 的 曲轴 箱 通 风 系 统 在 活 塞 窜 气 量 增 加 １倍 时 。 气 分 离器 和 进 所 油
３ 曲轴 箱 通 风 系 统 的 主 要 零 件
３１ 油气 分 离器 ．
油 气 分 离 器 是 曲轴 箱 通 风 系 统 中最 重 要 的 零
件． 曲轴箱 混合 气通 过 油气分 离 器后 ． 油从 混合 气 机
中分离 出来 回到油 底壳 ．较 为 干净 的气体 经 油气 分 离 器 的分 离 后 进人 燃 烧 室再 次 燃 烧嘲 当前 乘 用 车 。
ｑ ａ ｔ ｙ ａ ｄ ｔ ｅ ｍａ ｉ ｍ ｉ ｑ ａ ｔ ｙ Ｔ ｅ ｒ ｓ ｌ ｈ ｗ ｔ ａ ｔ ｅ ｄ ｖ ｌｐ ｄ ｃ ａ ｋ ａ ｅ ｖ ｎ ｉ ｔ ｎ ｓ ｓｅ ｕ ｎ ｉ ｎ ｈ ｘ ｍｕ ｏ ｌ ｕ ｎ ｉ ． ｈ ｅ ｕ ｔ ｓ ｏ ｈ ｔ ｈ ｔ ｅ ｅｏ ｅ ｒ ｎ ｃ ｓ ｅ ｔ ａｉ ｙ ｔ ｍ，ｔ ｅ ｅ ｉ ｎ ｔ ｔ ｓ ｗｉ ｈ ｌ ｏ ｈ ｒ ｓ ｏ
ｉ ｒ ｖ ｄ ｍｐ ｏ ｅ ．
Ｋｅ ｒ ｓ Ｇａ ｏｉ ｅ ｅ ｇ ｎ ， ａ ｋ ａ ｅ ｖ ｎ ｉ ｔｏ ， ｌ ａ ｅ ａ ａ ｏ ， ｓｇ ｙ ｗｏ ｄ ： ｓ ｌ ｎ ｉ ｅ Ｃｒ ｎ ｃ ｓ ｅ ｔ ａ ｉ ｎ Ｏｉ ｇ ｓｓ ｐ ｒ ｔ ｒ Ｄｅ ｉ ｎ ｎ ｌ
Ｐ Ｖ控 制 阀之 间 无 可 见 油 流 ， Ｃ 曲轴 箱 漏 气 量 和 曲轴 箱 压 力 符 合 评 价 指 标 要 求 。 提高 了油 气 分 离 效 率 。
主 题词 ： 油机 曲轴箱 通 风 系统 汽
油气 分 离器
设计
中图分 类 号 ： ４４ 文献 标识 码 ： 文 章编 号 ：００ ３０ （０ ２０ —０ ２ ０ Ｕ６ Ａ １０ — ７３ ２ １ ）３ ０ ３ — ３
０ ｉ ｇ ｓ ｓ ｐ ｒ ｔｒ ｎ ｅ ｎ ｄ ｔ ｅ ｄ ｓｇ ｒｇ ａ ｏ ｒ ｎ ｃ ｓ ｅ ｔ ａｉ ｎ ｓ ｓｅ ｓｒ ｉ ｅ ｉ ｇ ｓ ｆ ｔｒ ｗ ｉ ｉ ｇ ｓ ｆｏ ｌ ａ ｅ ａ ａｏ ｓ ａ ｄ ｄ ｆ ｅ ｈ ｅ ｉ ｎ ｐ ｏ ｒ ｍ ｆｃ ａ ｋ ａ ｅ ｖ ｎ ｉ ｔ ｙ ｔｍ： ｔ ｎ ｒ ｏｌ ａ ｌ ＋ ｈ ｒ ｏ ｌ ａ ｉ ｌ ｏ ａ ’ ｉ ｅ ｌ ｓ ｐ ｒ ｔｒ Ｐ Ｖ ｏ ｔ ｌｖ ｌｅ Ｆ ｌ ｌａ ｒ ｎ ｃ ｓ ｅ ｔ ａｉ ｎ ｔ ｓ ｗａ ｄ ｔ ｔｎ ａ ｄ ｅ ｇ ｎ ｉ ｑ ａ ｔ ｙ ｍｉ ｉ ｍ ｉ ｅ ａ ａｏ ＋ Ｃ ｃ ｎｒ ａｖ ． ｕ ｌ ｏ ｄ ｃ ａ ｋ ａ ｅ ｖ ｎ ｉ ｔ ｅ ｔ ｓｍａ ｅｗｉ ｓ ｄ ｒ ｎ ｉ ｅ ｏ ｌ ｕ ｎ ｉ ， ｎ ｍｕ ｏ ｌ ｏ ｌ ｏ ｈ ａ ｔ
箱 通风 的 主要通 道
图 ｌ旋 风 式 油 气 分 离 器 结 构 示 意
３２ Ｐ Ｖ 压 力 控 制 阀 ． Ｃ
、
图 ３ 高 度 集 成 化 的 发动 机 链 轮 室 盖 示 意
Ｐ Ｖ 压 力 控 制 阀 的 工 作 原 理 是 通 过 曲 轴 箱 与 Ｃ 进气 管 之间 的压 力差来 调 节窜 气流 量 ．使 曲轴箱 压 力稳定 在 一个 合适 的范围 内 。 般情 况下 ． 一 曲轴箱 压
ｃ ａ ｋ ａ ｅ ｇ ｓｌ ａ ａ ｅ ａ ｄ ｃ ａ ｋ ａ ｅ ｐ ｅ ｓ ｃ ｍｐ ｙ ｗ ｔ ｅ ｕ ｒ ｍｅ ｔｏ ｖ ｌ ａｉｎ ｃ ｔ ｒ ． ｉ ｇ ｓ ｓ ｐ ｒ ｔ ｎ ｅ ｃ ｅ ｃ ｓ ｒ ｎ ｃ ｓ ａ ｅ ｋ ｇ ｎ ｒ ｎ ｃ ｓ ｒ ｓ ｏ ｌ ｉ ｒ ｑ ｉ ｈ ｅ ｎ ｆｅ ａｕ ｔ ｒ ｅ ａ ｏｌ ａ ｅ ａ ａｉ ｆ ｉ ｎ ｙ ｉ ｏ ｉ ｉ ｏ ｉ
轮室 盖不 仅具 有遮 盖和 密封 发动机 前端 面 、充 当机
下 回流 ． 体 则 从 顶 部 进 入 进 气 歧 管 ． 气 分 离 效 气 油
果 较佳
油加油 口 、 构成 水泵 和机 油泵 液压 腔 、 固定前 悬置 支
撑 的作 用 ． 还有 效集 成旋 风式 油气分 离器 ， 成 曲轴 构
一
３ 一 ２
汽
车
技
术
．
设计 ． 计算 ． 究 ・ 研
速 ． 混 合 气 中 的油 雾 冷 凝 。 而 达 到 油 气 分 离 的 使 从
效果【 ３ ］ 。迷 宫式 油 气分 离 器 的 主要 特 点是 使 用 寿命 长、 压损 小 、 价格 便 宜 ， 结 构 曾广 泛 采用 ， 该 随着 时 间
３１２ 迷宫 式油 气分 离器 ．．
式通 风 盖散 人大 气 ，其净 化 率较 低 。闭式 强制 曲轴
箱通 风 系统 能完 全 实现控 制 曲轴箱 的排放 ．防止 油
该 分 离 器 主 要 通 过 减 缓 曲 轴 箱 混 合 气 的 流
｛基 金 项 目 ：大 学 生 创 新 性 实 验 计 划 ” 家 级 资 助 项 目（０ １ ２ ８ ） “ 国 ２ １Ａ４ ０ ０ 。
（ ． ｉｎＵｎｖ ｒｉ １ Ｊ ｉ ｉｅｓｔ ｌ ｙ；２Ｂ ｌ ａ ｃ ｔｍｏ ｉ ｓａｃ ｎｔ ｕｅ ．ｒ ｌ ｎ ｅＡｕｏ ｂｌ Ｒｅｅ ｒｈ Ｉｓｉ ｔ ） ｉｉ ｅ ｔ
【 ｓ ａｔＩ ｉ ａｔ ｌ， ｅａａｙｅ ｅ ｔ ｃ ｒ ａ ｒ ｆ ｎｉｅｃａ ｋａｅｖｎｉ ｔ ｎｓｓ ｍ ａｄｓｖｒ ｐ ｓ Ａｂｔ ｃ ］ ｔ ｓ ｒｃ ｗ ｎｌｚｄｔ ｒ ｔ ａ ｆ ｔ ｅｏ ｇｎ ｒｎ ｃｓ ｅ ｔａｉ ｙｔ ｎ ｅｅａ ｔ ｅ ｒ ｎ ｈ ｉｅ ｈ ｓ ｕ ｕ ｌｅ ｕ ｅ ｌｏ ｅ ｌ ｙ
效率 更 高 的油 气 分离 器 ， 发 动机 在排 放 、 济性 等 使 经
方 面更有 优 势 。本文所 研 究 的发动 机 曲轴箱 通 风系 统 的 方 案 设 计 为 滤 网油 气 过 滤 ＋ 风 式 油 气 分 离 旋 器＋ Ｃ Ｐ Ｖ控制 阀（ ２ 图 ）
力必 须 保证 在 一 ． ｌｋ ａ Ｐ Ｖ压 力 控制 阀 的另一 ２５ Ｐ Ｃ 作 用是 阻 止发 动机 的 回火 ． 即避 免引 起 曲轴箱 爆炸 。
４２ 曲轴 箱通 风 系统 的试验 验证 ． 试 验用 发动 机 的基 本 性能参 数见 表 １ 所列 。
表 １ 试 验 用 发 动 机 的基 本 性 能 参 数
Ｄｅ ｉ ｎ ａ ｄ Ｍ ａ ｃ ｉ ｇ ｏ ｌＧａ ｅ ａ ａ ｏ ｎ ｔ ｅ Ｖｅ ｉｌ ｇ ｎ ｓｇ ｎ ｔ ｈ ｎ ｆＯｉ ｓＳ ｐ ｒ ｔ ｒ ｉ ｈ ｈ ｃｅ Ｅｎ ｉ ｅ
Ｈｕ ｎ ｏ ，Ｊａ ｇＳ ｅ ｇｏ ｇ ，Ｙｕ ｎＺ ａ ｃ ｅ ｇ ａ ｇＫｕ 。 ｉｎ ｈ ｎ ｌｎ ２ ａ ｈ ｏｈｎ 。
的推移 ． 日益 减少 的趋 势 。 有 ３１ 旋 风式 油气 分离 器 ．． ３
发 动 机 曲轴 箱 油 气 首 先 经 过 双 层 滤 网 进 行 油
气 过 滤 和 冷 却 ．冷 却下 来 的 大 颗粒 油滴 回流 到 油
底 壳 ： 滤 后 的 油气 进 入 ５ Ｌ的稳 压 腔 ， 稳 压 过 ０ｍ 在 腔 稳 定后 进 人 螺旋 切 向气 道 ．微 观 油滴 在 重 力 作 用 下 回流 到 油 底 壳 ． 体 则 从 顶 部 进 入 到 Ｐ Ｖ 控 气 Ｃ
・
设计 ・ 算 ・ 计 研究 ．
车用发动机油气分 离器 的设计 匹配 ★
黄 阔 １ 蒋升 龙 ２ 袁 兆成 １
（ ． 大 学 ；． 晨汽 车 工程研 究 院 ） １ 吉林 ２华
【 摘要 】 在分析发动机 曲轴箱 通风系统形式及几种油气分离 器结构特点 的基础上 ． 确定 了曲轴箱通 风系统的设
发 动 机 类 型
缸 径×行程 ／ ｍｍｘ ｍｍ 压 缩 比
直列 、 四缸 、 水冷 、６ Ｄ Ｈ １ Ｖ、 Ｏ Ｃ
７ｘ ５ ５ ８ ９１ ：
４ 曲轴 箱 通 风 系统 的设 计 开发 与 试 验 验 证
４１ 曲轴 箱 通风 系统 的设 计开 发 ． 目前 ．发 动机 曲轴箱 通 风 系统越 来越倾 向于将 Ｐ Ｖ 阀 、 气 分 离器 等 统置 于 气 门室 罩 盖 内 部或 者 Ｃ 油 发 动机 上易 于布 置 的位置 ．使 发 动机 整机 结构 更加 紧凑 。 占用 空 间更 小； 同时也 越来 越 倾 向于 使 用分 离
１ 前 言
在 发 动机 工作 过程 中 ． 燃烧 室 内的废 气 、 未燃 混
泥 和其 他 有害 物质 的积 蓄 ．减少 了发 动机 故 障和 磨 损， 也更 能 满足 越来 越严 格 的排放 标 准 和环保 要求 。
合气 及 水蒸 气 等往 往会 通过 活 塞与缸 壁 间 隙渗入 到
曲轴 箱 窜 到 曲轴 箱 内的燃 油蒸 气凝 结后 将使 机 油 变 稀 。 能 变坏 ； 流入 曲轴箱 的废 气 不 排 出 ， 会 性 若 则 在 曲轴 箱 内形 成高 压 ． 密 封件 漏油 ， 油会 从 曲轴 使 机 油封 、 曲轴 箱衬 垫 等处渗 出而流 失 ： 同时 流失 到大 气 中 的机油 蒸 气 会加 大 Biblioteka Baidu 大 气 的污 染 【 本 文 以某 型 ｌ 】 发 动机 曲轴 箱 通风 装置 为例 ， 绍其 开发 过程 。 介
制阀。
图 １为旋 风 式 油 气 分离 器 结 构示 意 ． 离器 内 分 部 设 螺 旋 气 道 ． 气 在 气 道 内高 速 旋 转 ． 靠 离 心 油 依
力 将微 观 油 滴甩 到 气 道壁 上 ． 观油 滴 在 重 力作 用 微
这 种 结 构 （ ３ 集 约化 程 度较 高 ． 系 统 中链 图 ） 在