4G15D缸内直喷发动机油气分离模拟分析及试验验证

某4G15D缸内直喷发动机由于在缸盖罩位置布置高压油泵,导致气缸盖罩油气分离部分空间被占用,需要重新设计该款缸内直喷发动机油气分离结构型式。使用CFD仿真分析软件对发动机油气分离器内气液两相流场进行了数值模拟,分析了3种不同结构(改进前后)迷宫式油气分离器的流动分布、压力损失,采用离散模型模拟油滴粒子喷射,假定油滴粒子与壁面碰撞后即被捕捉,进而得出不同直径油滴的油气分离效率,根据仿真分析结果选择最优化设计方案;设计了一种简单而有效的试验方法对油气分离器分离效率间接进行验证。结果表明,采用CFD软件模拟计算方法能够计算出油气分离器油气分离效率,获得的结果反映了流动本质。在模拟分析过程中,油滴直径设定在1～15μm范围内时,根据所需要的油气分离效率优化设计油气分离结构,满足了最终产品要求。同时,在计算分析准确的前提下,提出了相应试验验证方法。     

某发动机油气分离器布置方案优选研究

文章针对某款发动机的两种不同布置方式的油气分离器方案应用STAR CD软件进行模型的压力损失和速度场分析,并进行发动机台架进行曲轴箱压力和油气分离效率的对比分析。分析结果和试验结果同时证明,两种方案的压力损失和速度场相近,分离效果均满足设计要求;但相比较而言,方案二更高的压力损换来了更好的油气分离效果。     

高强化柴油机迷宫式油气分离器结构影响研究

迷宫式油气分离器是重型柴油机油气预分离的主要设备，其性能直接影响柴油机排放达标度。基于CFD仿真在高窜气量下研究了迷宫式油气分离器主要结构参数对压力损失和分离效率的影响规律，包括过滤孔孔径、过滤孔板间距和过滤孔数量，并基于发动机试验台架对不同油气分离器的压力损失和分离效率开展试验验证。结果表明：在高窜气量条件下，对于以交错孔板进行分离的迷宫式油气分离器，对压力损失影响最大的是过滤孔板孔径，对分离效率影响最大的是过滤孔数量；在迷宫式油气分离器设计时应重点关注孔板开孔率。     

车用发动机油气分离器的设计匹配

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%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。     

曲轴箱通风系统试验开发研究

现有的发动机油气分离器需要利用滤芯进行分离过滤,随着时间的推移,滤芯上污物的累积将会使分离效率严重下降,效率和经济性都不理想。在-35°的低温下,由于阻力较大,废气中的水经滤芯过滤,易将滤芯冻住,丧失油气分离效果,造成发动机排放超标。文章提出使用主动碟片式油气分离器,既提高了油气分离效率,同时也降低了油气分离器结冰的故障。     

曲轴箱通风系统机油消耗试验与改进设计

对某型车用直列4缸柴油机开展了机油消耗、窜气和曲轴箱压力试验研究,试验结果表明该发动机在低负荷低转速工况下燃油消耗与机油消耗的比值(机燃比)不满足设计要求,随着转速和负荷的提高,总机油消耗量呈增加趋势,曲轴箱通风(PCV)系统所占总机油消耗比例较高,各工况点平均值约为10%。借助CFD仿真手段对原油气分离器及改进方案进行了对比分析,得知原结构油气分离效率较低,改进方案分离效率大幅提高。验证试验表明,3种对比工况下改进方案窜气特性和曲轴箱压力均满足设计要求,PCV系统机油消耗均大幅度下降,说明改进方案合理可行。     

Simulation on the Efficiency of Labyrinthian Oil-air Separator in a GDI Engine

鉴于在增压直喷汽油机中,常因油气分离器分离效率低下导致机油进入燃烧室形成的局部热点而引起“超级爆震”,以及采用CFD进行油气分离器效率分析仿真又存在计算较难收敛和对计算资源要求较高等问题,本文中介绍了另外一种两相流计算方法一欧拉-拉格朗日算法.首先采用欧拉算法进行油气分离器的气相流场计算,然后以此计算结果为基础,将机油粒子引入其中,采用拉格朗日粒子追踪算法对液相流场进行分析,求得粒子在流场中的运动规律和状态,间接求出油气分离器的分离效率.通过方案对比,选择出油气分离器的最佳结构.     

车用发动机油气分离器的数值模拟研究

应用CFD分析软件研究了某汽油机迷宫式油气分离系统。重点对其原设计方案的流动特性和油气分离效率进行了数值模拟研究。另外,又针对性地设计了4组对比方案来探讨多孔过滤板个数、多孔过滤板上孔的个数、多孔过滤板上孔的直径和窜气入口孔的个数等4个主要结构参数对油气分离器系统压降和系统分离效率两大特性的影响。     

BFM2012型柴油机曲轴箱通风系统油气分离器改进

为了改善油气分离效率,降低机油携出量,并维持合理的曲轴箱压力,以BFM2012型柴油机为研究对象,提出了在发动机预分离之后连接一个弥散式油气分离器的新方案,并将新油气分离器与原离心式油气分离器做了对比试验研究.试验结果表明,配备弥散式油气分离器后,活塞漏气量下降1～3 L/min,曲轴箱压力升高40Pa,油气分离效率由原来的53％提高到79％～95％,且不影响加机油的周期,但曲轴箱通风系统阻力增加较明显.     

一款发动机油气分离器的结构参数优化

为提高一款发动机用多孔过滤型油气分离器的分离效率,采用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)数值计算方法对原模型件内气液两相的流动特性与分离特性进行分析。结果表明,该模型件内的最大速度梯度和最大压力梯度所在区域均在多孔板上通孔和泡沫型多孔介质滤材的流通结合部。采用正交试验法对该油气分离器的多孔板与泡沫型多孔介质滤材的关键结构参数进行优化研究,获得了主要结构参数对气液两相的流动和分离效率指标影响的权重顺序,确定了该多孔过滤型油气分离器的最优结构组合,并通过试验进一步验证了该最优结构高效油气分离器的性能。     

曲轴箱通风系统油气分离器性能试验研究

对某增压汽油发动机曲轴箱通风系统原理进行了阐述,进行了漏气流量、新鲜空气补充量、机油携带量、机油消耗试验。概括性地介绍了台架测量油气分离器机油携带量的方法,测量了在不同漏气流量、油气分离器精分离小孔数量下油气分离器的机油携带量水平差异。同时,在油气分离器机油携带量试验过程中发现,油气分离器精分离回油通道上回油单向阀的反向截止功能是否可靠将直接影响油气分离器机油携带量试验的成败。油气分离器机油携带量试验结果表明,匹配所设计的油气分离器,在单双倍活塞漏气流量情况下,油气分离器的机油携带量水平满足设计目标要求。当油气分离器精分离小孔数量为4时,油气分离器具有更优的机油携带量水平。     

发动机预分离结构设计开发及验证

文章介绍了一种集成在发动机缸盖罩内部的油气预分离装置,缸盖罩内部的废气经由废气通道,在预分离挡板的阻挡下降低废气流速,使得一部分雾状油液因减速而凝结,并且顺着预分离挡板流下,达到阻隔废气中的油液部分的效果,被阻隔下来的油液进入回油管回油,有效提高了油气分离的效率。通过实验验证,新设计的油气预分离装置可以有效降低油气中的机油含量,提高滤芯的使用寿命,降低客户的使用成本。     

发动机曲轴箱通风装置的试验研究

一种曲轴箱通风装置,包括发动机缸盖罩本体内部的迷宫预分离结构和外置的油气分离器。由于经过二次分离,出来的油气含油量很少,通过连接管引入发动机进气系统,从而降低发动机的机油耗和排放。     

某GDI发动机烧机油问题优化方案

为了解决某GDI发动机研发阶段出现的发动机在低负荷工况下烧机油问题,通过分析烧机油问题的原因,最终确定采取了优化油气分离器结构的方法来降低机油耗,通过将原发动机的旋风式精分离油气分离器变更为纤维棉式精分离油气分离器的方式,成功将小时机油耗由1.425g/h降低至0.38g/h。经过整车路试验证,机油消耗量明显下降,可以得出纤维棉式精分离油气分离器可以有效降低发动机在低负荷状态下运转的机油消耗量的结论。     

EA888发动机进气管积碳原因分析及应对措施

针对EA888发动机存在进气管积碳的故障现象进行了全面分析,查找故障原因,分析故障形成特点。根据大量维修经验,提出了减少进气管积碳的改进措施,例如对发动机油气分离器进行技术改进,或者加装外置油气分离器等,尽量减少机油进入进气歧管,保证发动机工作可靠,延长发动机的使用寿命。     

四连杆铰链与气撑杆在发动机罩上的力学研究

配置四连杆铰链与气撑杆的发动机罩系统是一种典型的开闭结构,从建立发动机罩力学模型着手,对四连杆铰链进行几何解析,深入地分析机构瞬心对发动机罩运动轨迹的影响;通过分析气撑杆的结构和原理,建立气撑杆的特征曲线;最后,利用Excel编程,计算出发动机罩的操纵力,并分析开闭力和平衡点的参考意义。对实际设计过程中四连杆铰链的运动特性提供借鉴意义,为气撑杆的快速、有效选型提供一定的指导作用。     

华晨1.8T增压汽油机机油消耗降低研究

分析了影响增压汽油机机油消耗的因素,给出了减少汽油机机油消耗的解决措施。以华晨某1.8L增压汽油机为例对其机油异常消耗问题进行了研究,找出了影响因素。对该机型曲轴箱通风系统PCV阀到空气滤清器的管径、油气分离器回油管、活塞环结构与材料、气缸体缸套珩磨网纹结构进行了改进设计。对改进后5台样机进行了400 h可靠性测试和6万km的耐久性试验。结果表明,改进后汽油机的机油消耗从70 g/h降至12~17 g/h,达到标准范围内。     

危险品收纳车固体颗粒分离系统仿真分析

为防止在收集因交通事故泄漏的危险品时产生二次污染,危险品收纳车必须对被收纳物质进行介质分离过滤。根据收纳车气固分离的需要,对收纳车分离器的结构组成、工作原理进行了分析,采用有限元分析方法对分离器进行建模。因危险品固体颗粒在真空收集时其在空气气流中呈分散运动,且颗粒间相互作用对其运动无明显影响,这种气流属于一种稀相流的两相流。在仿真过程中,先进行空气的连续相流场仿真,在此基础上,再增加粒子的离散相分析。分析了气流入口速度、粒径大小对分离器分离效率的影响。对灰斗的结构布局进行了一定改进,提高了分离器的分离效率。     

CA6102型发动机气缸体三维有限元分析

对CA6102型发动机气缸体原设计结构及两种改进设计结构进行了三维有限元分析,介绍了气缸体计算模型、载荷条件的选择及计算结果。对计算结果的分析表明,第一种改进设计意义不大;采用第二种改进设计时,首先必须解决气缸体上端各气缸间相邻部位的强度问题;温度场产生的载荷对气缸体影响最大。     

具有油气分离功能的摩托车油箱盖

一种集成油气分离器功能的油箱盖，在有效收集汽油蒸气，防止燃油溢流的同时，还能平衡油箱内部气压，保证燃油箱正常供油，确保摩托车运行正常。该油箱盖不仅解决了油气分离效果不佳的问题，而且性能可靠、安装方便和应用成本低。