一种油气分离性能试验装置的制作方法

本发明属于发动机油气分离试验领域，尤其是涉及一种油气分离性能试验装置。

背景技术：

不断提升柴油机功率密度和紧凑性是未来军用柴油机的主要发展方向，随之曲轴箱油气循环更为复杂，油气分离更加困难，主要表现在以下5个方面：1.提高爆压将导致燃烧室每工作循环向曲轴箱窜气量增加；2.高转速使得活塞窜气频次更高，曲轴箱内废气的搅拌更加剧烈；3.紧凑的机体结构使曲轴箱空间更小，曲轴箱废气压力容易升高，曲轴箱内表面积减小，导致油雾附着回流的几率减小，废气机油分离更困难；4.增压压比提高使增压器漏向曲轴箱的废气量增加；5.机油箱消泡空间和油底壳深度受到更严格限制，保证机油在各工况下可靠回流和消泡更加困难。所以非常有必要系统性地对柴油机曲轴箱油气循环开展研究。

另外，从民用柴油机技术发展趋势来看，排放法规的要求越来越严格，曲轴箱废气不能经简单分离后直接排入大气，通常将曲轴箱废气引入发动机进气系统再燃烧，这对油气分离效率提出了更高的要求，所以也非常有必要系统性地对柴油机曲轴箱油气循环开展研究。

柴油机曲轴箱油气循环系统及油气分离器的设计技术一般依赖于一、三维仿真技术和系统、部件的试验技术，由于油气循环和油气分离涉及到气、液、蒸汽多相流的复杂物理场，所以在仿真上有相当的难度，工程上一般依赖于试验手段，且仿真技术的进步也离不开试验技术的支撑。所以有非常必要建设一个油气分离性能试验装置，为油气循环系统设计提供试验技术支持。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明旨在提出一种油气分离性能试验装置，以提供一种可以测量并分析发动机曲轴箱废气的机油含量、粒度分布及变化规律，测量并分析油气分离器的分离效率及分离规律的试验装置。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种油气分离性能试验装置,包括空压机、除湿装置、电加热器、油雾发生装置、一号测量取样器、油气分离器、二号测量取样器、一号过滤器、二号过滤器、缓冲气罐、流量计、引风机、激光粒度分析仪、计算机、数据采集器、若干压力传感器和若干温度传感器，

所述空压机经稳压阀、一号压力传感器、所述除湿装置、所述电加热器和一号温度传感器后管路连接至所述油雾发生装置，所述油雾发生装置依次经过一号阀门、所述一号测量取样器、三号阀门、二号压力传感器和二号温度传感器后管路连接至所述油气分离器的一端，所述油气分离器的另一端依次经过三号压力传感器、四号阀门、所述二号测量取样器、六号阀门、所述一号过滤器和所述二号过滤器后管路连接至所述缓冲气罐，所述缓冲气罐经流量计后连接至所述引风机，

所述激光粒度分析仪采集所述一号测量取样器和所述二号测量取样器的信息，并传递给所述计算机，所述一号压力传感器、所述一号温度传感器、所述二号压力传感器、所述二号温度传感器、所述三号压力传感器均信号连接至所述数据采集器，所述数据采集器将数据传递到所述计算机。

进一步的，所述油雾发生装置包括储油箱、旋转泵、分油箱、喷嘴、调节齿轮和喷射油雾箱，所述储油箱经所述旋转泵连接至所述分油箱，所述分油箱内安装调节阀，所述分油箱的底部安装若干喷嘴，每个所述喷嘴与所述分油箱之间设置一个控制阀，所述分油箱下方设置所述喷射油雾箱，所述喷射油雾箱内设置所述调节齿轮。

进一步的，所述一号阀门、所述一号测量取样器和所述三号阀门并联一个二号阀门。

进一步的，所述四号阀门、所述二号测量取样器和所述六号阀门并联一个五号阀门。

进一步的，所述一号过滤器为A0级精密过滤器，所述二号过滤器为AA级精密过滤器。

进一步的，所述电加热器为恒温电加热器。

进一步的，所述数据采集器为RFID数据采集器。

相对于现有技术，本发明所述的油气分离性能试验装置具有以下优势：

(1)本发明所述的油气分离性能试验装置，通过该试验装置可以测量并分析发动机曲轴箱废气的机油含量、粒度分布及变化规律；测量分析油气分离器的分离效率及分离规律。

(2)本发明所述的油气分离性能试验装置，采用油雾发生装置模拟油雾发生，使油雾和空气充分混合，通过调节该装置，可得出不同含油率的油气混合物，提高试验的精准度。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的油气分离性能试验装置原理图的示意图；

图2为本发明实施例所述的油雾发生装置原理图的示意图。

附图标记说明：

1-空压机；2-稳压阀；3-一号压力传感器；4-除湿装置；5-电加热器；6-一号温度传感器；7-油雾发生装置；71-储油箱；72-旋转泵；73-调节阀；74-分油箱；75-控制阀；76-喷嘴；77-调节齿轮；78-喷射油雾箱；8-一号阀门；9-一号测量取样器；10-二号阀门；11-三号阀门；12-二号压力传感器；13-二号温度传感器；14-油气分离器；15-三号压力传感器；16-四号阀门；17-五号阀门；18-六号阀门；19-二号测量取样器；20-一号过滤器；21-二号过滤器；22-缓冲气罐；23-流量计；24-引风机；25-激光粒度分析仪；26-计算机；27-数据采集器。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

一种油气分离性能试验装置，如图1和图2所示，包括空压机1、除湿装置4、电加热器5、油雾发生装置7、一号测量取样器9、油气分离器14、二号测量取样器19、一号过滤器20、二号过滤器21、缓冲气罐22、流量计23、引风机24、激光粒度分析仪25、计算机26、数据采集器27、若干压力传感器和若干温度传感器，

所述空压机1经稳压阀2、一号压力传感器3、所述除湿装置4、所述电加热器5和一号温度传感器6后管路连接至所述油雾发生装置7，所述油雾发生装置7依次经过一号阀门8、所述一号测量取样器9、三号阀门11、二号压力传感器12和二号温度传感器13后管路连接至所述油气分离器14的一端，所述油气分离器14的另一端依次经过三号压力传感器15、四号阀门16、所述二号测量取样器19、六号阀门18、所述一号过滤器20和所述二号过滤器21后管路连接至所述缓冲气罐22，所述缓冲气罐22经流量计23后连接至所述引风机24，

所述激光粒度分析仪25采集所述一号测量取样器9和所述二号测量取样器19的信息，并传递给所述计算机26，所述一号压力传感器3、所述一号温度传感器6、所述二号压力传感器12、所述二号温度传感器13、所述三号压力传感器15均信号连接至所述数据采集器27，所述数据采集器27将数据传递到所述计算机26。

所述油雾发生装置7包括储油箱71、旋转泵72、分油箱74、喷嘴76、调节齿轮77和喷射油雾箱78，所述储油箱71经所述旋转泵72连接至所述分油箱74，所述分油箱74内安装调节阀73，所述分油箱74的底部安装若干喷嘴76，每个所述喷嘴76与所述分油箱74之间设置一个控制阀75，所述分油箱74下方设置所述喷射油雾箱78，所述喷射油雾箱78内设置所述调节齿轮77。

所述一号阀门8、所述一号测量取样器9和所述三号阀门11并联一个二号阀门10,保证管路内的压力平衡。

所述四号阀门16、所述二号测量取样器19和所述六号阀门18并联一个五号阀门17，保证管路内的压力平衡。

所述一号过滤器20为A0级精密过滤器，所述二号过滤器21为AA级精密过滤器，保证过滤油的精度，提高试验装置的准确性。

所述电加热器5为恒温电加热器，保证空气温度恒定。

所述数据采集器27为RFID数据采集器。

一种油气分离性能试验装置的工作原理为：

空压机1产生的气源通过稳压阀2稳压，一号压力传感器3测量该处压力，确保压力稳定，通过除湿装置4除去气源中的水分及杂质，再经电加热器5将空气加热到指定温度，并由一号温度传感器6测量该温度值，气体进入油雾发生装置7中，油雾发生装置7中的旋转泵72从储油箱71抽取油进入分油箱74，调节阀73调节分油箱74中油量，通过控制阀75调节油量大小并由喷嘴76喷出，形成油雾，调节齿轮77运转过程中会将油搅拌，并将油甩出与空气进行混合，通过调节齿轮77的不同转速，可得出含油率不同的油气混合物；

油气混合物进入一号测量取样器9，激光粒度分析仪25对一号测量取样器9进行测量，并将测量信息传递到计算机26，从而计算出油气分离器14入口处的油气混合物中油的粒径及分布情况；油气混合物经过油气分离器14后，进入二号测量取样器19，激光粒度分析仪25对二号测量取样器19进行测量，并将测量信息传递到计算机26，从而计算出油气分离器14出口处的油气混合物中油的粒径及分布情况；

分离后的油气混合物通过一号过滤器20和二号过滤器21进行油气分离，分离后的油分别聚集在一号过滤器20和二号过滤器21的底部，通过测量油气分离器14的分离油量、一号过滤器20和二号过滤器21的过滤油量，可得出油气分离器14的分离效率；分离后的气体经过缓冲气罐22缓冲，同时流量计23对气体流量测量，最后气体经引风机24排向大气，引风机24用来调节油气分离器14的出口背压；

二号压力传感器12采集油气分离器14的进口压力，三号压力传感器15采集油气分离器14的出口压力，二号温度传感器13采集油气分离器14的进口温度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。