一種曲軸箱通風系統竄機油收集裝置及其機油收集方法
2023-12-11 15:52:02
專利名稱：一種曲軸箱通風系統竄機油收集裝置及其機油收集方法
技術領域：
本發明屬於汽車發動機曲軸箱通風技術領域，特別涉及到一種曲軸箱通風系統竄機油收集裝置及其機油收集方法。
背景技術：
發動機曲軸箱通風系統是車用內燃機自20世紀60年代開始採用的一種新型技術，可以改善發動機性能、提高發動機使用壽命、降低內燃機排放汙染物指標。現代汽車發動機上廣泛採用強制通風方式來實現通風的目的，即通過利用發動機進氣系統的抽吸作用抽吸曲軸箱內的氣體，將竄入曲軸箱內的可燃混合氣和廢氣吸入氣缸內重新燃燒，從而實現曲軸箱內廢氣的回收利用。這不僅有利於提高發動機的經濟性，而且還減輕了發動機的排放汙染。然而被強制吸入氣缸進行燃燒的曲軸箱竄氣(blow by gas)會攜帶一定機油成分進入燃燒室一同燃燒，這一方面加劇了機油消耗，另一方面也惡化了燃燒過程，因此對發動機氣門室罩蓋和油氣分離器等機油分離裝置的油氣分離效率提出了更高的要求，同時對如何更好地測試和評價機油分離裝置的機油分離效率、採用何種方法或設備更能清淅客觀的反映真實的發動機竄機油量水平，也提出了更高的要求。現在廣泛採用的發動機曲軸箱通風系統竄機油量(Oil Carry Over)測試方法如下把冷凝器與收集瓶(玻璃瓶)串聯接入發動機曲軸箱通風管路中，熱機後運行在固定試驗工況一定時間，試驗結束後稱量冷凝器後收集瓶內收集的混合物重量，並對混合物成分進行分離以得出混合物中機油成分質量。上述測試方法存在下面不足，導致測量結果不夠準確，無法反應真實的發動機竄機油量水平1、冷凝水溫度無法精確控制，冷凝器冷凝效果隨水溫變化差別較大；玻璃收集瓶直接暴露在試驗環境中，收集物結果受周圍環境氣溫差別影響較大，有時可能會因為溫度較低而使得汽油、水凝結於混合物中；2、熱機、冷機過程中曲軸箱廢氣中攜帶的機油包含在最終的收集物結果中；3、串聯冷凝器與收集瓶後會對曲軸箱通風系統壓力、流量、流速以至於機油攜帶量產生影響。
發明內容
本發明的目的是提出一種曲軸箱通風系統竄機油收集裝置及其機油收集方法，以更好地測試和評價機油分離裝置的機油分離效率，客觀地反映發動機竄機油量水平。本發明的曲軸箱通風系統竄機油收集裝置包括三通閥、保溫腔體、真空泵、壓力調節閥，所述三通閥的一個輸出端與保溫腔體的進氣口相通，所述保溫腔體的出氣口通過壓力調節閥與真空泵相通；所述保溫腔體設置有加熱裝置，所述保溫腔體的進氣口與出氣口之間通過濾紙隔離。進一步地，所述保溫腔體由一個掀蓋式箱體構成，箱體內設置有圓錐狀的空腔，所述空腔的擴口端與保溫腔體的進氣口相通，所述空腔的縮口端與保溫腔體的出氣口相通， 所述濾紙設置於空腔內。圓錐狀的空腔有利於降低從進氣口進入的氣體流速，從而更好地使機油粘附在濾紙上；掀蓋式箱體方便放置及拿取濾紙。
進一步地，所述加熱裝置包括電源、開關、加熱線圈、溫度傳感器及溫度顯示裝置， 所述電源、開關、加熱線圈依次串聯，所述溫度傳感器與溫度顯示裝置相連；所述加熱線圈設置於箱壁外，所述溫度傳感器設置於箱壁內。通過溫度傳感器可以實時檢測箱體內的溫度，從而使箱體內的溫度符合試驗要求。進一步地，所述加熱裝置還設有一個控制器，所述控制器接收溫度傳感器的信號， 並根據該信號控制所述開關的工作。利用控制器來自動控制開關的工作，從而實現了箱體溫度的閉環自動控制。上述的曲軸箱通風系統竄機油收集裝置的機油收集方法包括如下步驟
A 稱量濾紙的重量值Ml並記錄，然後將濾紙放入保溫腔體內；將三通閥的輸入端及空閒的輸出端串接入待測發動機曲軸箱通風系統的通風管路中；
B 關閉三通閥通往保溫腔體的通路，啟動發動機進行熱機，並在熱機結束後的穩態運行工況測量發動機曲軸箱壓力或氣門室罩蓋壓力值Pl ；同時啟動加熱裝置，使保溫腔體內的溫度達到預定溫度t ；
C 開啟三通閥通往保溫腔體的通路，同時啟動真空泵，利用壓力調節閥調節真空泵所產生的負壓值，最終使此時的發動機曲軸箱壓力或氣門室罩蓋壓力值P2與B步驟中測得的壓力值Pl相等；
D 使發動機在預定負荷下工作預定時間T後，取出保溫腔體內的濾紙並稱量得到新的重量值M2，通過公式M= (M2-MD/T計算得出平均每小時竄機油量M。在上述測試過程中，利用三通閥來控制廢氣流向，可有效消除熱機、冷機過程對機油收集結果的影響；通過真空泵與壓力調節閥可有效消除由於串聯整套機油收集裝置對曲軸箱通風系統壓力、流量、流速以及機油攜帶量所產生的影響；加熱裝置可以使保溫腔體內的溫度保持在合適的溫度，確保最終收集物的結果不會受到周圍環境氣溫差別影響。具體來說，所述B步驟中的預定溫度t為140 士 2°C，此溫度可有效防止廢氣中含有的水分與汽油成分凝結在濾紙上，克服了傳統冷凝器收集方法中的冷凝水溫度無法精確控制和玻璃收集瓶暴露在大氣中，收集混合物結果受環境溫差影響大的缺點，因此可以使得測試結果更加精確、真實、可靠。具體來說，所述D步驟中預定負荷包括額定轉速全負荷和額定轉速30%負荷，以更好地測試在不同工況下的發動機竄機油量水平。本發明的曲軸箱通風系統竄機油收集裝置結構簡單，其機油收集方法實用，測試結果準確，可以客觀地反映發動機竄機油量水平。
圖1是本發明的曲軸箱通風系統竄機油收集裝置的連接原理圖。圖2是本發明的曲軸箱通風系統竄機油收集裝置中加熱裝置的原理圖。
具體實施例方式下面對照附圖，通過對實施實例的描述，對本發明的具體實施方式
如所涉及的各構件的形狀、構造、各部分之間的相互位置及連接關係、各部分的作用及工作原理等作進一步的詳細說明。
實施例1:
如圖所示，本實施例的曲軸箱通風系統竄機油收集裝置包括三通閥1、保溫腔體2、真空泵3、壓力調節閥4，三通閥1的一個輸出端與保溫腔體2的進氣口 21相通，保溫腔體2 的出氣口 22通過壓力調節閥4與真空泵3相通。保溫腔體2由一個掀蓋式箱體構成，箱體內設置有圓錐狀的空腔23，空腔23的擴口端與保溫腔體的進氣口 21相通，空腔23的縮口端與保溫腔體的出氣口 22相通，保溫腔體的進氣口 21與出氣口 22之間通過濾紙M隔離。保溫腔體2設置有加熱裝置5，加熱裝置5包括電源51、開關52、加熱線圈53、溫度傳感器M、溫度顯示裝置55和控制器56，其中電源51、開關52、溫度顯示裝置55和控制器56集成於控制箱57內，電源51、開關52、加熱線圈63依次串聯，溫度傳感器M分別與溫度顯示裝置55、控制器56相連；加熱線圈53設置於保溫腔體2的箱壁外，溫度傳感器M 設置於保溫腔體2的箱壁內；控制器56接收溫度傳感器M的信號，並根據該信號控制開關 52的工作，以實現保溫腔體2的箱體溫度的閉環自動控制。上述的曲軸箱通風系統竄機油收集裝置的機油收集方法包括如下步驟
A 稱量濾紙的重量值Ml並記錄，然後將濾紙放入保溫腔體內；將三通閥的輸入端及空閒的輸出端串接入待測發動機曲軸箱通風系統的通風管路中；
B 關閉三通閥通往保溫腔體的通路，啟動發動機進行熱機，並在熱機結束後的穩態運行工況測量發動機曲軸箱壓力值Pl ；同時啟動加熱裝置，使保溫腔體內的溫度達到預定溫度 140士2°C ；
C 開啟三通閥通往保溫腔體的通路，同時啟動真空泵，利用壓力調節閥調節真空泵所產生的負壓值，最終使此時的發動機曲軸箱壓力值P2與B步驟中測得的壓力值Pl相等；
D 使發動機在額定轉速全負荷或額定轉速30%負荷工況下工作預定時間T後，取出保溫腔體內的濾紙並稱量得到新的重量值M2，通過公式M= (M2-MD/T計算得出發動機在平均額定轉速全負荷或額定轉速30%負荷工況下的每小時竄機油量M (單位g/h)。
權利要求
1.一種曲軸箱通風系統竄機油收集裝置，其特徵在於包括三通閥、保溫腔體、真空泵、 壓力調節閥，所述三通閥的一個輸出端與保溫腔體的進氣口相通，所述保溫腔體的出氣口通過壓力調節閥與真空泵相通；所述保溫腔體設置有加熱裝置，所述保溫腔體的進氣口與出氣口之間通過濾紙隔離。
2.根據權利要求1所述的曲軸箱通風系統竄機油收集裝置，其特徵在於所述保溫腔體由一個掀蓋式箱體構成，箱體內設置有圓錐狀的空腔，所述空腔的兩端分別與保溫腔體的進氣口、出氣口相通，所述濾紙設置於空腔內。
3.根據權利要求2所述的曲軸箱通風系統竄機油收集裝置，其特徵在於所述加熱裝置包括電源、開關、加熱線圈、溫度傳感器及溫度顯示裝置，所述電源、開關、加熱線圈依次串聯，所述溫度傳感器與溫度顯示裝置相連；所述加熱線圈設置於箱壁外，所述溫度傳感器設置於箱壁內。
4.根據權利要求3所述的曲軸箱通風系統竄機油收集裝置，其特徵在於所述加熱裝置還設有一個控制器，所述控制器接收溫度傳感器的信號，並根據該信號控制所述開關的工作。
5.根據權利要求1所述的曲軸箱通風系統竄機油收集裝置的機油收集方法，其特徵在於包括如下步驟A 稱量濾紙的重量值Ml並記錄，然後將濾紙放入保溫腔體內；將三通閥的輸入端及空閒的輸出端串接入待測發動機曲軸箱通風系統的通風管路中；B:關閉三通閥通往保溫腔體的通路，啟動發動機進行熱機，並在熱機結束後的穩態運行工況測量發動機曲軸箱壓力或氣門室罩蓋壓力值Pl ；同時啟動加熱裝置，使保溫腔體內的溫度達到預定溫度t ；C 開啟三通閥通往保溫腔體的通路，同時啟動真空泵，利用壓力調節閥調節真空泵所產生的負壓值，最終使此時的發動機曲軸箱壓力或氣門室罩蓋壓力值P2與B步驟中測得的壓力值Pl相等；D 使發動機在預定負荷下工作預定時間T後，取出保溫腔體內的濾紙並稱量得到新的重量值M2，通過公式M= (M2-MD/T計算得出平均每小時竄機油量M。
6.根據權利要求5所述的曲軸箱通風系統竄機油收集裝置的機油收集方法，其特徵在於所述B步驟中的預定溫度t為140士2°C。
7.根據權利要求5所述的曲軸箱通風系統竄機油收集裝置的機油收集方法，其特徵在於所述D步驟中預定負荷包括額定轉速全負荷和額定轉速30%負荷。
全文摘要
本發明提出了一種曲軸箱通風系統竄機油收集裝置及其機油收集方法，以更好地測試和評價機油分離裝置的機油分離效率，客觀地反映發動機竄機油量水平。該曲軸箱通風系統竄機油收集裝置包括三通閥、保溫腔體、真空泵、壓力調節閥，三通閥的一個輸出端與保溫腔體的進氣口相通，保溫腔體的出氣口通過壓力調節閥與真空泵相通；保溫腔體設置有加熱裝置，保溫腔體的進氣口與出氣口之間通過濾紙隔離。本發明結構簡單，可有效消除熱機、冷機過程對機油收集結果的影響；同時也可消除由於串聯整套機油收集裝置對曲軸箱通風系統壓力、流量、流速以及機油攜帶量所產生的影響；收集過程中溫度恆定，可消除周圍環境氣溫對收集物的影響，測試結果準確。
文檔編號G01M15/00GK102353541SQ20111020979
公開日2012年2月15日 申請日期2011年7月26日 優先權日2011年7月26日
發明者李傳東, 王紅見, 祖松 申請人:奇瑞汽車股份有限公司