一种用于发动机活塞漏气量试验的油气分离装置的制作方法

本发明涉及一种发动机开发领域的试验装置，更确切地说，本发明涉及一种用于发动机活塞漏气量试验的油气分离装置

背景技术：

1.发动机在工作时，由于气缸套与活塞、活塞环之间存在间隙，会导致一部分含燃油、机油、水蒸汽及其它蒸汽的混合气体进入曲轴箱。如果活塞、活塞环及气缸套设计或者加工存在缺陷，就会使得泄漏到曲轴箱的混合气大大增加，从而导致发动机功率下降，油耗增加，机油消耗量增加。为了避免活塞、活塞环及气缸套出现设计缺陷，进而达到控制进入曲轴箱的混合气，发动机在开发过程中，都要进行活塞漏气量的试验，用于建立试验数据库，以便评价活塞、活塞环及气缸套的设计质量，达到控制活塞漏气量的目的。

2.大排量发动机在高转速和高负荷工况下漏气量较大，尤其当活塞、活塞环及汽缸套设计存在缺陷的时候，漏气量更大。

3.目前传统的油气分离装置方法主要有几种：

1)内置隔板组成迷宫，由气流撞击隔板分离出较大的机油油滴；

2)由外力强制驱动转子的离心式分离装置；

3)通过螺旋状侧壁使油气加速进行分离。这些装置有些分离效率低，有些结构复杂，通用性不强，不适合所研发的发动机使用。这就导致在活塞漏气量试验时，在测试仪器的管路中，出现机油冷凝堵塞测试管路甚至污染测试传感器，从而影响试验效率和试验精度。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是克服了现有技术存在的油气分离效率低、结构复杂、通用性不强的问题，提供一种通用性强、分离效率高的用于发动机活塞漏气量试验的油气分离装置。

为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：所述的一种用于发动机活塞漏气量试验的油气分离装置包括油气分离器本体、散热器与冷却水控制系统。

所述的散热器斜置在油气分离器本体内，散热器的下水室从油气分离器本体的右侧筒壁上的弧形通孔中伸出，散热器的流动腔体的上端从油气分离器本体的顶盖左侧的通孔中伸出，散热器的下水室与油气分离器本体的右侧筒壁上的弧形通孔之间采用焊接方式连接，流动腔体的上端与油气分离器本体顶盖左侧的通孔之间采用焊接方式连接，流动腔体的前后端面与油气分离器本体筒壁内表面相接触的部分采用焊接方式连接，冷却水控制系统中的温度传感器安装在与油气分离器本体的油气出口连接的油气测试管路上，电动二通阀安装在与冷却水进口连接的冷却水供水管上。

技术方案中所述的油气分离器本体为圆筒形壳体类结构件，油气分离器本体上端的左侧筒壁上设置有与筒内贯通相连的圆柱形的油气进口，在油气进口对面的右侧筒壁的外侧安装有L形安装板，油气分离器本体顶盖的右侧设置有圆柱形的油气出口，油气分离器本体的顶盖的左侧设置有前后面为圆弧面、左右面为平面的安装散热器中流动腔体的通孔，通孔的几何尺寸与流动腔体在该处的外形尺寸相等，油气分离器本体的筒底设置成漏斗形筒底，并在筒底的中心处设置一个圆柱形的机油出口，油气分离器本体下端的右侧筒壁上设置一个安装下水室的弧形通孔，弧形通孔的几何尺寸与下水室的外形尺寸相等。

技术方案中所述的散热器为“Z”字型中空的板类结构件，散热器由上水室、设置有冷却水流动腔的流动腔体与下水室组成；上水室与下水室的横截面皆为矩形等壁厚的环形空心横截面，流动腔体的前、后两侧端面为对称曲面；上水室、流动腔体与下水室依次连成一体，上水室与下水室相互平行，流动腔体和上水室与下水室之间为倾斜连接，流动腔体和上水室与下水室之间夹角为95度～115度，上水室顶部设置有圆柱形的冷却水进口，下水室的右侧底面设置有圆柱形的冷却水出口，下水室左端的前后中心处设置有圆柱形的通孔，圆柱形的通孔与下水室不连通。

技术方案中所述的流动腔体的左、右腔体壁上对称地各设置有10至15行与5至10列并有空腔的圆柱形的凸台，凸台的外径为5mm～10mm，凸台的高度为5mm～10mm，沿流动腔体长度方向相邻两行凸台之间的距离为15mm～30mm，沿流动腔体宽度方向相邻两列凸台之间的距离为15mm～25mm，凸台的空腔与散热器的冷却水流动腔相连通。

技术方案中所述的冷却液控制系统还包括比例积分温度控制器；所述的温度传感器顶部的末端箱盒引出两根信号传输线与比例积分温度控制器上的温度信号传输线接口连接，比例积分温度控制器上的控制信号输出线接口与电动二通阀阀顶执行器上的信号传输线连接。

与现有技术相比本发明的有益效果是：

1.本发明所述的一种用于发动机活塞漏气量试验的油气分离装置的散热器将油气分离腔分隔为两个空腔，通过穿过散热器下水室的圆柱体通孔联通，使得进入油气分离器内的油气有更长的移动轨迹，从结构布置上提高油气分离效率。

2.本发明所述的一种用于发动机活塞漏气量试验的油气分离装置的散热器强制对油气进行降温，使油气中的机油快速冷凝滴落，提高了油气分离效率。

3.本发明所述的一种用于发动机活塞漏气量试验的油气分离装置的散热器流动腔体表面有带内腔的凸台，既能增加油气撞击的表面积，又能增加油气与散热器流动腔体表面的接触面积，提高散热器的散热能力。

4.本发明所述的一种用于发动机活塞漏气量试验的油气分离装置的冷却水控制系统能根据需要主动调节冷却水的流量，从而控制散热器的冷却能力，满足不同发动机不同漏气量的油气分离需求。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

图1是本发明所述的一种用于发动机活塞漏气量试验的油气分离装置主体结构组成的轴测投影视图；

图2是本发明所述的一种用于发动机活塞漏气量试验的油气分离装置主体结构组成主视图上的全剖视图

图3是本发明所述的一种用于发动机活塞漏气量试验的油气分离装置中散热器结构组成的轴测投影视图。

图4是本发明所述的一种用于发动机活塞漏气量试验的油气分离装置中冷却水控制系统结构组成的示意图。

图中：1.冷却水进口，2.上水室，3.流动腔体，4.顶盖，5.油气出口，6.L形安装板，7.安装孔，8.油气分离器本体，9.1号分离腔，10，下水室,11.冷却水出口，12.通孔，13.漏斗形底面，14，机油出口，15.冷却水流动腔，16.凸台，17.空腔，18.2号分离腔，19.油气进口，20.冷却水供水管，21.油气测试管路，22.温度传感器，23.比例积分温度控制器，24.电动二通阀。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细的描述：

参阅图1与图2，本发明所述的一种用于发动机活塞漏气量试验的油气分离装置包括油气分离器本体8、散热器与冷却水控制系统。

参阅图2与图2，所述的油气分离器本体8为圆筒形壳体类结构件，油气分离器本体8的顶盖4为圆形平板，顶盖4的右侧设置有与顶盖4贯通相连的圆柱形的油气出口5，顶盖4的左侧设置有安装散热器中流动腔体3的通孔，通孔的前后面为圆弧面、左右面为平面，通孔的几何尺寸与流动腔体3在该处的外形尺寸相等，油气分离器本体8上端的左侧筒壁上设置有与筒壁贯通相连的圆柱形的油气进口19，在油气进口19对面的右侧筒壁的外侧焊接有L形安装板6，L形安装板6的竖直壁上设置有用于安装固定油气分离器本体8的安装孔7，油气分离器本体8下端的右侧筒壁上设置一个安装下水室10的弧形通孔，弧形通孔的几何尺寸与散热器中下水室10的外形尺寸相等，油气分离器本体8筒底设置成漏斗形筒底13，并在筒底的中心处设置一个经油气分离后的圆柱形的机油出口14。

参阅图2与图3，所述的散热器为“Z”字型中空的板类结构件，散热器由上水室2、设置有冷却水流动腔15的流动腔体3与下水室10组成，上水室2与下水室10的横截面皆为矩形等壁厚的环形空心横截面，流动腔体3前、后两侧端面为对称曲面，上水室2、流动腔体3与下水室10依次连成一体，上水室2与下水室10相互平行，流动腔体3和上水室2与下水室10之间为倾斜连接，流动腔体3和上水室2与下水室10之间夹角为95度至115度，上水室2顶部设置有圆柱形的冷却水进口1，下水室10的右侧底面设置有圆柱形的冷却水出口11。

所述的流动腔体3的左右腔体壁上对称地各设置有10至15行与5至10列并有空腔17的圆柱形的凸台16，凸台16的外径为5至10mm，凸台16的高度为5至10mm，沿流动腔体3长度方向相邻两行凸台16之间的距离为15至30mm，沿流动腔体3宽度方向相邻两列凸台16之间的距离为15至25mm，凸台16的空腔17与散热器的冷却水流动腔15相连通；散热器的下水室10左端的前后中心处设置有圆柱形的通孔12，圆柱形的通孔12孔口处的顶端面与底端面和下水室10的顶端面与底端面共面，圆柱形的通孔12与下水室10不连通。

所述的散热器斜置在油气分离器本体8内，散热器的上水室2位于油气分离器本体8的顶盖4上方，散热器的下水室10从油气分离器本体8右侧筒壁上的弧形通孔中伸出，散热器的流动腔体3的上端从油气分离器本体8的顶盖4左侧的前后面为圆弧面、左右面为平面的通孔中伸出，下水室10与油气分离器本体8右侧筒壁上的弧形通孔之间采用焊接方式连接，流动腔体3的上端与油气分离器本体8的顶盖4左侧的通孔之间采用焊接方式连接，流动腔体3的前后端面与油气分离器本体8筒壁内表面相切接触，流动腔体3与油气分离器本体8筒壁内表面相接触的部分采用焊接方式连接。

所述的一种用于发动机活塞漏气量试验的油气分离装置由散热器将油气分离器本体8的油气分离腔分为1号分离腔9和2号分离腔18。

参阅图4，所述的冷却液控制系统包括温度传感器22、比例积分温度控制器23和电动二通阀24。

所述的温度传感器22采用型号为TSC-8212-103B34的风管式温度传感器，温度传感器22的测量部分为圆柱体杆件，头部自带有用于安装的螺纹接头，温度传感器22顶部的末端箱盒引出两根信号传输线，将温度信号传输给比例积分温度控制器23；

所述的比例积分温度控制器23的型号为TC-8312-11K，比例积分温度控制器23为方形集装盒子，盒子上有目标温度设置旋钮、温度信号传输线接口以及控制信号输出线接口；

所述的电动二通阀24的型号为24VA-7010-8503，电动二通阀的阀体结构形式为两通阀，阀体的两端有连接螺纹，阀顶设置有控制阀开度的执行器，执行器上引出两根与比例积分温度控制器23的控制接口连接的信号传输线。

所述的温度传感器22安装于连接油气出口5与活塞漏气量测试仪器之间的油气测试管路21上，温度传感器22顶部的末端箱盒引出两根信号传输线连接到比例积分温度控制器23上的温度信号传输线接口，比例积分温度控制器23上的控制信号输出线接口与电动二通阀24阀顶执行器上的信号传输线连接，电动二通阀24安装于连接冷却水塔与冷却水进口1之间的冷却水供水管20。

所述的一种用于发动机活塞漏气量试验的油气分离装置由散热器将油气分离器本体3的油气分离腔分为1号分离腔5和2号分离腔10。

一种用于发动机活塞漏气量试验的油气分离装置的工作原理：

所述的散热器将油气分离器本体8的油气腔分隔为1号分离腔9和2号分离腔18，圆柱形通孔12将1号分离腔5和2号分离腔10连通，使得进入油气分离装置内的油气有更长的移动轨迹，从结构布置上提高油气分离效果。从油气进气口19进入的油气进入2号分离腔18，与散热器的流动腔体3表面相接触，进行热交换，油气的温度被降低；同时，油气与2号分离腔18的表面及流动腔体3表面相撞击，加剧机油的冷凝，使机油冷凝聚集，从油气分离器本体8底部的机油出口14滴出，回到曲轴箱内；经过2号分离腔18分离的油气，从散热器的下水室10上的圆柱形的通孔12进入1号分离腔9，进一步与流动腔体3表面进行热交换并与流动腔体3表面和1号分离腔9的表面相撞击，在1号分离腔9内进一步进行油气分离，机油冷凝聚汇集后从下水室10上的圆柱形的通孔12滴落入2号分离腔18，最后从油气分离装置底部的机油出口14滴出，进入曲轴箱，而经分离后的油气从油气出口5出去，进入测试管路。冷却水从外接的冷却水进水管由冷却水进口1进入上水室2，从上水室2流入冷却水流动腔15，将流动腔体3表面的温度降低，带走2号分离腔18和1号分离腔9内油气的热量，最后进入下水室10从冷却水出口11流向外接的冷却水回水管。

流动腔体3表面设置的带空腔17的凸台16，增加了流动腔体3与油气接触的表面积，有利于流动腔体3与油气进行热交换，凸台16的空腔17与冷却水流动腔15联通，使得冷却水能进入凸台16的空腔17，带走凸台16表面的热量，通过强制散热，降低油气的温度，提高油气分离效果。

冷却水控制系统中的温度传感器22将从油气测试管路21中测得的油气温度信号通过信号传输线传输给比例积分温度控制器23，比例积分温度控制器23将温度传感器22测得的温度值与比例积分温度控制器内根据需要设定的温度值不断做比较，根据比较结果，不断从控制接口通过电动二通阀24上执行器的信号传输线给执行器输出控制信号，电动二通阀24上的执行器根据控制信号，调节电动二通阀24中阀的开度，从而控制冷却水流量，实现散热器冷却能力的调节，满足不同发动机不同工况活塞漏气量试验的需求，将油气温度控制在使机油完全冷凝的温度范围内。