甲醇发动机的水气分离装置和曲轴箱漏气量测量系统的制作方法

1.本实用新型涉及新能源汽车技术领域，特别涉及一种甲醇发动机的水气分离装置和曲轴箱漏气量测量系统。


背景技术：

2.曲轴箱漏气量是指发动机工作时由燃烧室通过气缸与活塞组窜入曲轴箱的气体流量，漏气量的大小，反映出活塞与气缸、活塞环与气缸以及活塞与活塞环的配合和磨损的情况。曲轴箱漏气量是确定发动机重要技术状况的重要依据之一。
3.目前发动机试验台架上测量漏气量，均采用直接接入油器分离器或迷宫分离后的气体，来检测发动机漏气量数据，从而为发动机开发提供依据。
4.但是，随着新型燃料的出现，甲醇发动机在燃烧甲醇后，会产生大量的co2和h2o，也就是甲醇发动机燃烧后气体内含有水份，随着发动机的工作，发动机其产生的水汽较多。在进行曲轴箱漏气量测量时，水汽会随着曲轴箱漏气量流出至测量设备。如此会使发动机数据测量存在一定误差，对甲醇发动机漏气量测试结果有较大影响。


技术实现要素：

5.本实用新型的主要目的是提供一种甲醇发动机的水气分离装置，旨在提高甲醇发动机曲轴箱漏气量的测试结果的准确性。
6.为实现上述目的，本实用新型提出的甲醇发动机的水气分离装置，用于测量甲醇发动机曲轴箱的漏气量，包括壳体，所述壳体合围成容纳腔，所述壳体内设置有分隔板，所述分隔板将所述容纳腔分隔成分离腔和储水腔，所述壳体上设置有进气口，螺旋进气管通过所述进气口伸入所述分离腔，所述壳体的顶端还设有出气口。
7.可选地，所述分隔板上设置有通孔。
8.可选地，所述储水腔内设置有液位传感器。
9.可选地，所述储水腔的底部设置有电磁阀，用于打开或关闭所述储水腔。
10.可选地，所述电磁阀由与所述液位传感器电连接的车辆ecu控制，所述ecu控制所述电磁阀以控制所述储水腔的开关。
11.可选地，所述壳体的底板上设置有所述电磁阀，所述底板与所述壳体可拆卸连接。
12.可选地，所述储水腔与车辆排气管连接。
13.可选地，所述壳体呈椭圆型。
14.可选地，所述壳体的材质为塑料或钢化玻璃。
15.本实用新型还提出一种曲轴箱漏气量测量系统，包括油气分离器、漏气量仪以及所述的甲醇发动机的水气分离装置，所述油气分离器与发动机曲轴箱连接，以对所述发动机曲轴箱的漏气进行油气分离，所述油气分离器与所述甲醇发动机的水气分离装置连接，所述甲醇发动机的水气分离装置与所述漏气量仪连接。
16.本实用新型的一个技术方案通过在甲醇发动机曲轴箱漏气量的测量过程中设置
甲醇发动机的水气分离装置，用于对油气分离后的气体进行水气分离，以分离出气体中的水分。在甲醇发动机的水气分离装置中通过分隔板将壳体合围的容纳腔分隔成分离腔和储水腔，螺旋进气管通过进气口伸入分离腔，从而将气体引入甲醇发动机的水气分离装置。气体在螺旋管内流动产生离心力，同时在流动中触碰螺旋管内管壁使气体冷却，使气体中水分贴附在管壁上缓缓流出至底部的储水腔内，而分离出水分的气体进入分离腔通过壳体顶端的出气口流出，从而实现了对甲醇发动机曲轴箱的漏气中的水分的分离。相较于现有技术中，不进行水分分离直接进行漏气量测量的方案，一方面，本实用新型避免了发动机窜出的水气流入漏气量仪，进而避免了水气对漏气量仪的腐蚀和污染，提高了漏气量仪的灵敏度和准确度；另一方面，本实用新型减少了甲醇发动机曲轴箱漏气量测量过程中气体携带的水分，避免了因水分造成的漏气量测量数值的失准，从而提高了甲醇发动机曲轴箱漏气量的测试结果的准确性。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
18.图1为本实用新型甲醇发动机的水气分离装置一实施例的结构示意图；
19.图2为本实用新型曲轴箱漏气量测量系统一实施例的结构示意图。
20.附图标号说明：
[0021][0022]
本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0023]
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0024]
需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)
仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0025]
另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中的“和/或”包括三个方案，以a和/或b为例，包括a技术方案、b技术方案，以及a和b同时满足的技术方案；另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
[0026]
在发动机开发阶段，需对发动机曲轴箱漏气量进行测量评估。曲轴箱漏气量是指发动机工作时由燃烧室通过气缸与活塞组窜入曲轴箱的气体流量，漏气量的大小，反映出活塞与气缸、活塞环与气缸以及活塞与活塞环之间的配合和磨损的情况。曲轴箱漏气量是确定发动机重要技术状况的重要依据之一。
[0027]
目前在发动机试验台架上测量漏气量，均采用直接接入油气分离器或迷宫分离后的气体，来检测发动机漏气量数据，从而为发动机开发提供依据。该常规的测量方法对汽油发动机漏气量的采集测量，能得到较好的有效的数据。
[0028]
但是随着新型燃料的出现，甲醇发动机若采用常规连接方式及测量方法，对发动机数据测量存在一定误差，特别是对甲醇发动机漏气量测试结果有较大的影响。
[0029]
在进行曲轴箱漏气量的测量时，通过试验表明，在曲轴箱漏气量的取气过程中，气体通过管路时管壁上会产生少量水，随着测试时间增加，管壁上的水也在增加。发动机气体的水分主要原因是甲醇发动机主要燃料为甲醇，甲醇的燃烧后产物为co2和h2o，也就是甲醇发动机燃烧后气体内含有水份，随着发动机的工作，发动机产生的水汽较多，水汽随着曲轴箱漏气流出至测量设备。尤其是当气体在低温环境下时，会造成曲轴箱漏气量测量数值失准，此外发动机窜出的水气会腐蚀或污染检测仪器流量计，影响流量计的灵敏度和准确度。
[0030]
鉴于此，本实用新型提出一种甲醇发动机的水气分离装置10。
[0031]
请参照图1和图2，在本实用新型一实施例中，该甲醇发动机的水气分离装置10，用于测量甲醇发动机曲轴箱40的漏气量，包括壳体100，壳体100合围成容纳腔200，壳体100内设置有分隔板110，分隔板110将容纳腔200分隔成分离腔210和储水腔220，壳体100上设置有进气口130，螺旋进气管300通过进气口130伸入分离腔210，壳体100的顶端还设有出气口140。
[0032]
具体地，壳体100合围成容纳腔200，为甲醇发动机水气分离提供分离处理空间。壳体100的材质为塑料或钢化玻璃，因发动机工作产生的气体温度较高，故壳体100优选耐高温、耐变形、冷却能力强的塑料或采用钢化玻璃，以满足发动机曲轴箱40漏气温度高、处理过程中需冷却等情况。同时，壳体100的内壁设计为光滑表面，漏气经水气分离处理后，一部分的冷却水会沿壳体100的内壁滑落，光滑的壳体100内壁减少了冷却水和壳体100内壁之间的摩擦力，从而使冷却水更容易从壳体100的内壁滑落至储水腔220；同时也减少了壳体100内壁对冷却水的沾附，降低了冷却水对壳体100内壁的污染。
[0033]
壳体100内的分隔板110将容纳腔200分隔成分离腔210和储水腔220，分离腔210用于对漏气进行水气分离，储水腔220用于储存水气分离后产生的水分，分离腔210位于壳体
100的上方，储水腔220位于壳体100的下方。为增大漏气的水气分离处理量，将隔板放置于壳体100的偏下方，也即分离腔210的体积大于储水腔220的体积，从而在不改变甲醇发动机的水气分离装置10的前提下，通过调整分隔板110的位置以增大水气分离的处理量，从而提高了水气分离的效率。
[0034]
进气口130设置于壳体100的上方，在本实用新型图中示出的方案，进气口130位于壳体100上方的侧壁，用于引入经油气分离后的气体。进气口130设置于壳体100上方，相对于将进气口130设置于壳体100中部，如此可使气体在分离腔210内经过更长的流动路径，从而使气体中的水分更容易被分离出，提高了气体在水气分离装置中的分离效果。进一步地，通过螺旋型的进气管将经油气分离后的气体引入分离腔210，气体在螺旋进气管300内流动产生离心力，同时气体在流动中不断的触碰螺旋进气管300的内管壁，可以有效的降低气体的温度，使气体冷却，从而使气体中水分贴附在螺旋进气管300的管壁上缓缓流出至储水腔220内，从而将气体中的水分分离出来。同时螺旋进气管300在分离腔210内，朝向储水腔220的一端设有管出口，经螺旋进气管300完成水气分离的气体，从螺旋进气管300的管出口进入分离腔210，通过壳体100的顶端的出气口140流出，进入漏气量仪30，进行甲醇发动机曲轴箱40漏气量的测量，如此减少了漏气中的水分，使甲醇发动机曲轴箱40漏气量的测量结果更准确。
[0035]
本实用新型的一个技术方案通过在甲醇发动机曲轴箱40漏气量的测量过程中设置甲醇发动机的水气分离装置10，用于对油气分离后的气体进行水气分离，以分离出气体中的水分。在甲醇发动机的水气分离装置10中通过分隔板110将壳体100合围的容纳腔200分隔成分离腔210和储水腔220，螺旋进气管300通过进气口130伸入分离腔210，从而将气体引入甲醇发动机的水气分离装置10。气体在螺旋进气管300内流动产生离心力，同时气体在流动中不断的触碰螺旋进气管300的内管壁，可以有效的降低气体的温度，使气体冷却，从而使气体中水分贴附在螺旋进气管300的管壁上缓缓流出至储水腔220内，而分离出水分的气体进入分离腔210通过壳体100顶端的出气口140流出，从而实现了对甲醇发动机曲轴箱40的漏气中的水分的分离。相较于现有技术中，不进行水分分离直接进行漏气量测量的方案，一方面，本实用新型避免了发动机窜出的水气流入漏气量仪30，进而避免了水气对漏气量仪30的腐蚀和污染，提高了漏气量仪30的灵敏度和准确度；另一方面，本实用新型减少了甲醇发动机曲轴箱40漏气量测量过程中气体携带的水分，避免了因水分造成的漏气量测量数值的失准，从而提高了甲醇发动机曲轴箱40漏气量的测试结果的准确性。
[0036]
进一步地，分隔板110上设置有通孔111，从而方便分离腔210内分离出的水分流入储水腔220。具体地，通孔111于分隔板110上均匀间隔排布，如此可使分离腔210内的水分更均匀顺畅的流入储水腔220。当然，由于螺旋进气管300的管出口处产生的冷却水较多，通孔111于分隔板110上也可以在靠近螺旋进气管300的管出口处设置的数量多些，在远离螺旋进气管300的管出口处设置的数量少些，从而方便冷却水及时的流入储水腔220。通孔111的截面形状可以是圆形、矩形或椭圆形等形状，通孔111的大小也可以根据实验情况进行调整设置，在此不对通孔111于分隔板110上的排布规律、形状以及大小做限制。
[0037]
进一步地，为方便储水腔220内的冷却水的排出，储水腔220内设置有液位传感器400。储水腔220的底部设置有电磁阀500，用于打开或关闭储水腔220。电磁阀500由与液位传感器400电连接的车辆ecu控制，ecu控制电磁阀500以控制储水腔220的开关。液位传感器
400用于监测储水腔220内的水位，通过液位传感器400时刻监测水位情况，以便及时排空储水腔220内的冷却水。当储水腔220内的水位达到预设高度时，液位传感器400向车辆ecu传输液位信号，ecu接收到液位传感器400传递的液位信号，控制电磁阀500打开，从而将储水腔220中的水排出。
[0038]
更进一步地，为方便储水腔220内的冷却水的排出，壳体100的底板120上设置有电磁阀500，底板120与壳体100可拆卸连接。具体地，设置有电磁阀500的壳体100的底板120与壳体100可拆卸连接，可以是底板120与壳体100之间螺纹连接，也可以是凸起与凹槽的卡扣配合连接，只要能够保证底板120与壳体100之间的连接紧密性，在底板120与壳体100连接状态下储水腔220内的水不会流出或漏水即可。如此，当电磁阀500出现故障无法自动打开排出储水腔220内的水时，可以手动打开底板120以排出储水腔220内的水，保证了储水腔220内的水及时的排出，保证了甲醇发动机的水气分离装置10的正常使用。同时，底板120与壳体100的可拆卸连接也避免了长时间使用导致冷却水无法排出的情况，方便拆卸清洗。
[0039]
进一步地，为提高甲醇发动机水气分离的环保性，储水腔220与车辆排气管连接。车辆排气管用于将车辆工作过程中产生的废气排出，一般废气温度较高，排气管温度大约为600-800℃，将储水腔220与车辆的排气管连接，使储水腔220内的冷却水经排气管蒸发，避免了储水腔220内的水外排造成的环境污染，同时也避免了复杂的冷却水处理装置。
[0040]
进一步地，为提高甲醇发动机水气分离过程的稳定性，壳体100呈椭圆型。当气体进入甲醇发动机的水气分离装置10的分离腔210内后，椭圆型的壳体100结构使分离腔210有一定的稳压作用，避免了发动机在测试甲醇发动机曲轴箱40漏气量时，发动机转速的变化，带来了漏气量的数据的变化，避免了读取数值时错误的判断，从而进一步提高了甲醇发动机曲轴箱40漏气量测量结果的准确性。
[0041]
本实用新型还提出一种曲轴箱漏气量测量系统，该曲轴箱漏气量测量系统包括油气分离器20、漏气量仪30和甲醇发动机的水气分离装置10，该甲醇发动机的水气分离装置10的具体结构参照上述实施例，由于本曲轴箱漏气量测量系统采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。其中，油气分离器20与发动机曲轴箱40连接，以对发动机曲轴箱40的漏气进行油气分离，油气分离器20与甲醇发动机的水气分离装置10连接，甲醇发动机的水气分离装置10与漏气量仪30连接。
[0042]
在进行甲醇发动机曲轴箱40漏气量的测量时，先通过油气分离器20对从发动机曲轴箱40处采集到的甲醇发动机曲轴箱40漏气进行油气分离，分离出油液的气体再进入甲醇发动机的水气分离装置10，甲醇发动机的水气分离装置10对气体中的水分进行分离，分离出水分的气体再进入漏气量仪30，进行漏气量的测量。如此，使漏气中的油液、水分均分离出去，一方面避免了油液和水分对漏气量仪30的腐蚀和污染，保证了漏气量仪30的灵敏性和准确性，另一方面避免了因油液和水分造成的漏气量测量数值的失准，从而提高了甲醇发动机曲轴箱40漏气量的测试结果的准确性。
[0043]
以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。