车用发动机油气分离器的设计匹配

油气分离器的设计喷油螺杆压缩机中，在压缩气体的同时，大量的油被喷入压缩机的齿间容积。

这些油和被压缩气体形成的油气混合物，在经历相同的压缩过程后，被排到机组的油气分离器中。

油气分离器是喷油螺杆压缩机机组系统中的主要设备之一。

为了降低机组排气中的含油量和循环使用机组中的润滑油，必须利用油气分离器把润滑油有效地从气体中分离出来。

一、油气分离原理与方法1.油气混合物特性在由被压缩气体和润滑油形成的油气混合物中，润滑油以气相和液相两种形式存在。

处于气相的润滑油是由液相的润滑油蒸发所产生的，其数量的多少除取决于油气混合物的温度和压力外，还与润滑油的饱和蒸气压有关。

油气混合物的温度和压力愈高，则气相的油愈多；饱和蒸气压愈低，则气相的油愈少。

气相油的特性与其他气体类似，无法用机械方法予以分离，只能用化学方法去清除。

在一般的运行工况下，油气混合物中处于气相的润滑油很少。

一是因为在通常的排气温度下，混合物中润滑油蒸气的分压力很低；二是由于润滑油在从喷入到分离的时间很短，没有足够的时间达到气相和液相间的平衡状态。

处于液相的润滑油占了所有被喷入油中的绝大部分，但这种液相油滴的尺寸范围分布很广。

大部分油滴直径通常处在1～50μm，少部分的油滴可小至与气体分子具有同样的数量级，仅有0.01μm。

显然，大油滴和小油滴的性质会有较大的差异。

在重力作用下，只要油气混合物的流速不是太快，大的油滴最终都会落到油气分离器的底部。

油滴直径越小，其下落的时间就越长。

对于直径很小的润滑油微粒，却可以长时间悬浮在空气中，无法在自身重力的作用下，从气体中被分离出来。

油气分离器的作用，就是尽可能地把这部分油滴分离出来。

2.油气分离方法按分离机理的不同，喷油螺杆压缩机机组中采用两种不同的油气分离方法。

一种称为机械法，即碰撞法或旋风分离法，它是依靠油滴自身重力以及离心力的作用，从气体中分离直径较大的油滴。

实际测试表明，对于直径大于1μm的油滴，都可采用机械法被有效地分离出来。

Q/LX摩托车和轻便摩托车油气分离器设计规范发布前言为控制摩托车燃油蒸发污染物对环境的污染，保护环境，节约能源。

使摩托车燃油蒸发污染物排放符合国家强制性标准GB 20998-2007《摩托车和轻便摩托车燃油蒸发污染物排放限值及测量方法》的规定，在摩托车油箱上设置油气分离器，以利于收集燃油蒸气。

为规油气分离器的设计、明确相关要求及方法，特制定本规。

油气分离器设计规1 围本规规定了摩托车和轻便摩托车（以下统称摩托车）用油气分离器设计的基本要求、原则、方案选择及检测方法等。

本规适用于全新或改进设计的摩托车。

2 规性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。

凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T 191-2008 包装储运图示标志GB 20998-2007 摩托车和轻便摩托车燃油蒸发污染物排放限值及测量方法3 基本要求3.1 通气性：油气分离器应具有良好的通气性能，以保证摩托车燃油箱部的大气平衡，避免油箱部产生负压而导致供油不畅，出现发动机熄火等现象。

3.2 密封性：按照GB 20998-2007的要求，燃油蒸发控制系统应具有良好的密封性，避免摩托车燃油蒸发污染物因昼间换气损失和热浸损失而排放到大气中。

油气分离器通大气的燃油蒸发管接头及油箱出油口堵上后，整个油箱系统应具有良好的密封性能。

4 设计原则及方案选择4.1 设计原则4.1.1 为保证油气分离器的通气性及密封性，油气分离器应设计成为油箱部与燃油蒸发收集系统的唯一通道。

4.1.2 为减少摩托车在运动过程中燃油蒸发管接头的燃油溢出量，油气分离器应尽可能设置于燃油箱的最高位置（摩托车处于水平位置）。

4.1.3 为保证油气分离器具有良好的油气分离效果，在油气分离器部应设置类似迷宫或单向阀结构。

4.1.4 燃油蒸发管接头“孔径”需根据车型设计匹配确定。

4.2 方案选择4.2.1 外置式油箱的油气分离器从整车商品性和安全性考虑，油气分离器应设置在油箱部最高位置，油气分离器燃油蒸发管接头出口在油箱底部（见图1）。

.Q/LX摩托车和轻便摩托车油气分离器设计规范发布前言为控制摩托车燃油蒸发污染物对环境的污染，保护环境，节约能源。

使摩托车燃油蒸发污染物排放符合国家强制性标准GB 20998-2007《摩托车和轻便摩托车燃油蒸发污染物排放限值及测量方法》的规定，在摩托车油箱上设置油气分离器，以利于收集燃油蒸气。

为规范油气分离器的设计、明确相关要求及方法，特制定本规范。

油气分离器设计规范1 范围本规范规定了摩托车和轻便摩托车（以下统称摩托车）用油气分离器设计的基本要求、原则、方案选择及检测方法等。

本规范适用于全新或改进设计的摩托车。

2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。

凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T 191-2008 包装储运图示标志GB 20998-2007 摩托车和轻便摩托车燃油蒸发污染物排放限值及测量方法3 基本要求3.1 通气性：油气分离器应具有良好的通气性能，以保证摩托车燃油箱内部的大气平衡，避免油箱内部产生负压而导致供油不畅，出现发动机熄火等现象。

3.2 密封性：按照GB 20998-2007的要求，燃油蒸发控制系统应具有良好的密封性，避免摩托车燃油蒸发污染物因昼间换气损失和热浸损失而排放到大气中。

油气分离器通大气的燃油蒸发管接头及油箱出油口堵上后，整个油箱系统应具有良好的密封性能。

4 设计原则及方案选择4.1 设计原则4.1.1 为保证油气分离器的通气性及密封性，油气分离器应设计成为油箱内部与燃油蒸发收集系统的唯一通道。

4.1.2 为减少摩托车在运动过程中燃油蒸发管接头的燃油溢出量，油气分离器应尽可能设置于燃油箱的最高位置（摩托车处于水平位置）。

4.1.3 为保证油气分离器具有良好的油气分离效果，在油气分离器内部应设置类似迷宫或单向阀结构。

4.1.4 燃油蒸发管接头“孔径”需根据车型设计匹配确定。

车用发动机油气分离器的设计匹配
黄阔;蒋升龙;袁兆成
【期刊名称】《汽车技术》
【年(卷),期】2012(000)003
【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计方案:滤网油气过滤+旋风式油气分离器+PCV控制阀.在发动机机油量为标准值、最小值、最大值增加20％T工况下,进行了全负荷曲轴箱通风试验.结果表明,所开发的曲轴箱通风系统在活塞窜气量增加1倍时,油气分离器和PCV控制阀之间无可见油流,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.
【总页数】4页(P32-35)
【作者】黄阔;蒋升龙;袁兆成
【作者单位】吉林大学;华晨汽车工程研究院;吉林大学
【正文语种】中文
【中图分类】U464
【相关文献】
1.车用发动机ECU安装设计振动匹配研究 [J], 彭浪;沈健;侯路;王彦
2.车用发动机油气分离器的数值模拟研究 [J], 丁宁;信曦;张小矛;陈明;徐政;李建国;杨洋
3.车用发动机冷却系统匹配优化方法研究 [J], 朱江苏;刘刚;吕文芝;常国丽
4.某车用发动机迷宫式油气分离器的数值模拟分析 [J], 牛彩云;陈浩平;叶燕帅
5.关于车用发动机动力匹配若干问题 [J], 罗锋
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汽车发动机缸盖罩盖油气分离结构设计作者：荣健孙思峰来源：《山东工业技术》2015年第15期摘要：针对目前发动机缸盖罩盖油气分离室存在的分离效率低的问题，对一种汽油机盖罩内迷宫式挡板油气分离结构进行了改进。

该结构的特点在于多孔分离挡板组合和两组挡板组合的设计，该种设计延长了油气气流的流动路径，提高了油气分离的效率。

同时在原有的通道空间上进行的设计改进，不会对发动机罩盖的空间布局产生影响，结构更为紧凑。

关键词：缸盖罩盖；油气分离；迷宫式挡板0 引言汽车发动机工作时，曲轴箱内可能会窜入部分可燃混合气以及一些燃烧产物，若发动机在低温下运行，曲轴箱内甚至还可能有液态燃油漏入[1]。

这些物质进入曲轴箱后不及时排除，会使得机油稀释，一些具有腐蚀性的污染物还会导致机件的腐蚀和锈蚀，这将会严重影响发动机的性能[2]。

汽车发动机缸盖罩盖与缸盖紧固相联接，其强度与密闭性要求很高。

气缸盖罩油气分离效果的好坏直接影响汽车发动机油气利用效率，因此必须要保证良好的油气分离装置设计，本设计针对现有油气分离结构分离效率低的问题，合理改造了油气分离装置，取得了一定的成果。

1 油气分离装置及原理1.1 本设计分离系统简介本文对塑料气门室罩盖内油气分离结构进行了改进，其整体结构如图1，其罩盖内挡板分布可以参照图1罩盖本体的仰视结构示意图。

该结构主要由罩盖本体1和盖板2组成，罩盖本体1采用振动摩擦焊与盖板2一体连接，罩盖本体与盖板的内壁共同围成油气分离腔3。

盖板2或罩盖本体1上形成有隔板8，隔板8沿油气分离腔3的长度方向设置并将油气分离腔3分隔为第一油气分离腔3-1和第二油气分离腔3-2。

盖板2上具有供油气进入第一油气分离腔3-1的入口10，罩盖本体1上具有供气排出第二油气分离腔3-2的出口总成20，入口10和出口总成20位于同一侧。

隔板8在背离入口10的方向上开设有分流孔9，分流孔9连通第一油气分离腔3-1和第二油气分离腔3-2。

第一油气分离腔3-1中分布有可使油气在第一油气分离腔3-1作S形流动（准确来说是作非直线运动）的第一组挡板12，而第二油气分离腔3-2中分布有可使油气在第一油气分离腔3-2作S形流动的第二组挡板15。

油气分离器的介绍一、前言随着近年来国内环保要求的提高，对汽车排量要求达到欧三、欧四水平，柴油机的结构发生了很大的变化，变化之一就是在曲轴箱通风系统中配有高效的油气分离器。

油气分离器一般采取了闭式连接的方式用于消除曲轴箱污染物的排放，欧五排放要求将对曲轴箱污染排放做要求。

本文将探讨一下发动机曲轴箱油气分离器设计中所关注的要点。

二、正文（一）、油气分离器在柴油机中的安装位置油气分离器如图所示，在闭式连接中所安装位置，进气口与曲轴箱连接，出气口与增压器连接，底部回油口与油底壳相连接。

开式连接出气口直接与大气相通，其余连接相同。

（二）、油气分离器的作用1、曲轴箱通风在发动机工作时，总有一部分可燃混合气和废气经活塞环窜到曲轴箱内，窜到曲轴箱内的汽油蒸气凝结后将使机油变稀，性能变坏。

废气内含有水蒸气和二氧化硫，水蒸气凝结在机油中形成泡沫，破坏机油供给，这种现象在冬季尤为严重；二氧化硫遇水生成亚硫酸，亚硫酸遇到空气中的氧生成硫酸，这些酸性物质的出现不仅使机油变质，而且也会使零件受到腐蚀。

由于可燃混合气和废气窜到曲轴箱内，曲轴箱内的压力将增大，机油会从曲轴油封、曲轴箱衬垫等处渗出而流失。

曲轴箱内压力增大，使活塞运动时阻力增大，造成发动机功率损失，发动机装有曲轴箱通风装置就可以避免或减轻上述现象，因此，发动机曲轴箱通风装置的作用是：1.防止机油变质:2.防止曲轴油封、曲轴箱衬垫渗漏；3减少发动机功率损失。

油气分离器作用就是在曲轴箱通风时，将机油与气体分离的装置。

（三）、油气分离器各设计要点1、关于油气分离器外形与安装位置油气分离器回油口与柴油机油底壳相连接，为了方便将分离后的机油经回油口靠重力作用流回到油底壳内，油气分离器底部外形是圆锥状，与漏斗相似。

在发动机上必须竖直安装并且安装位置比较高。

一般位于发动机的最顶端。

竖直安装的油气分离器2、开式连接时油气分离器工作阻力与安全阀开启压力油气分离器工作阻力是指发动机正常工作时，油气分离器在进行油气分离时所形成的阻力。

发动机附件设计匹配［设计匹配］发动机各主要附件系统设计规范系统设计,发动机,规范,附件发动机各主要附件系统设计规范一、进气系统1、空气滤清器:1.1根据发动机排量、额定转速、增压度等严格按计算结果，确定空滤器额定空气流量（计算公式及方法见附件1）1.2参照国际标准规定并结合我公司Q/FT A002《干式空气滤清器总成技术条件》的标准要求，确定空滤器的原始进气阻力、最大进气阻力、原始滤清效率、粗滤效率等技术参数。

1.3牵引车等公路运输车辆，粗滤效率应不低于7概（卧式安装复合式空滤器）或87% （立式安装复合式空滤器），自卸车等经常在工地上，或在灰尘较多环境下运行的车辆，应配装粗滤效率不低于90%的双级带旋流管的沙漠空滤器。

空滤器试验用灰尘应不低于JB/T9747标准要求。

一1.4根据国内道路状况，空滤器必须加装安全滤芯。

并且应配装空滤器阻塞报警装置。

1.5确保空滤内部清洁，各焊接或连接部位密封可靠—1.6空滤器出气口为了保证密封，应用圆形管，并要求接口处有一凸缘和止口，以保证密封和不会松动。

一1.7为了保养和清洁方便，在空滤器最底端部位要加装排尘袋，并保证排尘袋子不靠近污染大的地方。

1.8空滤器进出管走向避免肘关节现象。

...2、中冷器:2.1根据发动机的有关技术参数先用理论计算公式初步确定中冷器的总散热面积，并在此基础上増加10%"15%的余量（计算公式及方法见附件1）。

2.2根据水冷散热器的外形尺寸及整车空间尺寸，确定最合理的中冷器芯体尺寸，并尽可能加大迎风面积。

2.3为了提高进气效率，减少増压后的空气压降，应尽量使中冷器进、岀气口内表面光滑，并保证各连接和圆角处无死角、急弯。

还应考虑气室大小、形状对效率的影响。

一2.4根据发动机増压后最大空气压力，确定中冷器密封试验的气压。

欧1【发动机取250kPa,欧II］取300kPa,时间均为不低于2分钟。

并保证中冷器进、出气管直径不能小于发动机的进、出气口直径。

车用发动机油气分离器的设计匹配随着汽车的普及和使用量的不断增加，车用发动机的保养变得越来越重要。

发动机是汽车的核心部件，因此需要进行定期的检查和维护，以确保其正常运行并延长其使用寿命。

其中一个重要的保养内容就是更换发动机油，这样可以保证发动机内部机件的润滑和保护。

在更换发动机油的过程中，常常会出现一些难以处理的问题，其中之一就是油和气的混合物无法完全分离。

因此，车用发动机油气分离器的设计和匹配变得越来越重要。

车用发动机油气分离器是一种通过物理分离来分离发动机油和气的装置。

它的主要作用是将积聚在燃烧室、汽缸及排气管内的废气和油分离出来，保证发动机的正常工作。

根据使用的车型和发动机规格的不同，匹配的油气分离器也会有所不同。

其设计需要考虑到以下因素：首先是尺寸匹配。

车用发动机油气分离器的尺寸需要与特定车型和发动机相匹配，以便更好地适应和处理发动机中的油和气混合物。

如果安装错误或与发动机不匹配，会导致分离效果不佳或无法正常使用。

其次是物料匹配。

车用发动机油气分离器的制作材料也需要与发动机的材料相匹配，以防止不同材质之间的化学反应和腐蚀，从而延长零部件的使用寿命。

同时，如果选择不合适的材料，还会导致过早堵塞或失效的问题。

第三是设计特点匹配。

不同类型的油气分离器具有不同的设计特点，例如使用材料、连接装置、过滤器类型等等。

根据特定车型和发动机的不同要求，需要选择与之匹配的设计特点，以最大限度地发挥油气分离器的性能。

除了这些关键因素之外，还需要考虑其他因素，例如安装位置、维护要求、操作简便性等等。

通过仔细对发动机进行分析和选装车用发动机油气分离器，可以有效减少发动机内部的损耗和加速磨损，从而延长发动机的使用寿命。

同时还可以提高发动机的燃油效率，减少废气排放，对环境保护具有积极的作用。

总之，车用发动机油气分离器是一种非常重要的保养装置，它的设计和匹配是关键。

需要根据特定车型和发动机的要求选择匹配的油气分离器，以确保发动机的正常工作，增强其使用寿命，同时保护环境。

通用汽油机三器匹配设计规范通用汽油机 三器匹配设计规范1 范围本规范是针对通用汽油机的三器（空滤器、化油器和消声器）匹配原则、技术指标及方法而制订的。

通过该文件使设计者对三器匹配的原理、过程有较清楚的认识，同时对汽油机三器匹配有理论上的依据，缩短汽油机新产品的开发周期，提高产品开发质量。

本规范适用于本公司生产的通用汽油机的三器匹配设计和试验。

2 规范性引用文件下列标准中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款，其最新版本适用于本规范。

JB-T 5135.1 通用小型汽油机 台架性能试验方法JB/T 5135.3 通用小型汽油机 技术条件JB 5137 小型汽油机排气消声器 技术条件QC/T 793摩托车和轻便摩托车空气滤清器技术条件与试验方法Q/RT JL 210 通用汽油机 化油器技术条件3技术要求3.1空气滤清器3.1.1空气滤清器的功能是去除悬浮于汽油机吸入空气中的颗粒杂质，以减少汽油机气缸内运动副零部件的磨损及化油器油、气道的堵塞，此外其还应具有消减进气噪声的作用。

3.1.2空气滤清器按其滤芯材料可分为泡沫塑料滤芯式和纸质滤芯式。

3.1.3空气滤清器的容积应根据汽油机的排量设计。

3.1.4空气滤清器连接管的尺寸按整机要求确定。

3.1.5在额定空气体积流量下，空气滤清器进气原始阻力极限偏差不超过±10% ，额定空气体积流量的计算如下： τεηn V .Q h v 060= 式中： Q ──额定空气体积流量（h m 3）n ──汽油机额定转速（min r ）h V ──汽油机排量（L ）v η──汽油机额定转速下的充气效率，对于四冲程汽油机v η=0.71，对于二冲程汽油机v η=0.45。

τ──汽油机冲程系数，对于四冲程汽油机τ=2，对于二冲程汽油机τ=1。

ε──脉冲系数，按下表选取：脉冲系数3.1.6 空气滤清器应按QC/T 793的规定方法进行试验。

在额定空气体积流量下，各种型式空气滤清器的原始滤清效率和原始进气阻力应符合该标准所规定的要求。

AUTO TIME2020/12Locomotive design 丨机车设计057车时代1.1PCV 系统概述和设计要求发动机运行过程高温高压的环境下会有一定的串气[1]现象发生：包括活塞环与气缸壁的串气、燃烧室气门泄漏等，增压发动机还会有部分高压废气通过增压器涡轮轴油封渗透进入发动机润滑的机油中。

串气会使相关壁面油膜雾化成微米粒径大小的油雾进入曲轴箱系统内，油雾在遇到温度较低的曲轴箱后，会形成水蒸气和油蒸汽混合的气溶胶体[2] ，包含但不仅限于以上所说的串气会引发曲轴箱压力的不断增加，同时会引发机油乳化等变质情况。

良好的曲轴箱通风系统需要具备以下功能：良好的曲轴箱压力管理，最佳状态是让曲轴箱保持在大气压附近，甚至略微负压会更佳，在此环境下能够为发动机密封曲轴箱相关密封零件提供较好的密封环境。

高效的油气分离能力，如果油气分离器的油气分离能力不足则会导致有较多的机油颗粒物进入燃烧室，会引发烧机油情况发生[3]，导致燃烧室、活塞、火花塞积炭问题，也会影响发动机的性能和排放水平。

泵气损失小，曲轴箱内的气体对活塞运动做负工，随着发动机的转速增加做的负工贡献更大。

怠速时，曲轴箱泵气损失占摩擦功的比例较小，在高速时会明显增加[4]。

清洁曲轴箱环境，发动机运转时，大部零件都处在被润滑的环境中[5]，串气当中的成分都会对机油的品质产生影响，造成机油乳化或者机油润滑能力的下降，需要尽量减少串气与机油的接触。

1.2 PCV 系统的组成目前广泛采用的是强制曲轴箱通风（Positive Crankcase Ventilation）系统[6]。

发动机进气空滤或者进气歧管的负压作用，作为PCV 系统的动力源，强制将曲轴箱内的油气混合气循环至燃烧室参与燃烧。

如下图所示是PCV 系统的基本结构图。

PCV 系统包含了脏空气和新鲜空气两路空气循环通道，脏空气通道是将曲轴箱内的油气混合物经单向阀定向控制脏空气流向。

新鲜空气管的作用是将进气歧管内的新鲜空气循环至曲轴箱，达到平衡曲轴箱压力的作用。

图4　0.01s时粒子分布图
图5　0.1s时粒子分布图
图6　0.5s时粒子分布图
4　结论及结构改进建议
通过本文分析，可得出以下三点结论：第一，迷宫腔内气流速度大部分在2m/s以下，在挡板之间的转弯处速度大于8m/s，从气流速度迹线图来看，流速偏低；第二，在粒子流动流量低于78L/min时，迷宫总压降为0.206kPa，满足回油要求，压降主要集中在迷宫挡板处；第三，油气分离器的分离效率为49.8%，6块挡板拦截作用较小，大部分粒子均逃逸。

针对上述，提出相应的改进建议：首先，针对挡板较短的问题，建议将挡板改为与壁面成一定夹角的结构，增长气流在迷宫内流动的路程，增加粒子碰撞几率；其次，针对带盖板组件窜油比不大的情况，建议将盖板组件改成阀片式结构，入口孔数增加至24个。

参考文献
[1]黄阔，蒋升龙，袁兆成.车用发动机油气分离器的设计匹配[J].
汽车技术，2012，（3）：32-35.
（下转第57页）。