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柴油发动机凸轮轴罩盖的开发
来源:汽车与驾驶维修  作者:佚名  2017-12-15 10:43:24



    摘要:本文主要是介绍一款新的柴油发动机凸轮轴罩盖的开发,相比目前市场上正在使用的凸轮轴罩盖,此罩盖有更高的油气分离效率,更低的机油消耗量,更稳定可靠的曲轴箱压力调节,更及时的回机油到油底壳等特点。

    0 引言
    随着国六对内燃机排放有着苛刻的要求,主机厂对新发动机的设计提出了更高的要求,更高的功率、扭矩性能,更经济的燃油性,更低的机油消耗量,更稳定可靠的曲轴箱压力调节,良好的整机振动表现等。
    1 概述
    此凸轮轴罩盖从2016年5月开始正式立项开发,采用正向全新设计,高度集成凸轮轴罩盖的各个组件,满足客户各种功能指标的要求。历经方案设计,产品三维数模实现,二维图纸的定稿,软模阶段的零部件级别、整机的设计验证,硬模阶段的零部件、整车的产品生产验证,最终很好的满足了客户的要求。
    凸轮轴罩盖最重要的功能是分离窜气中的机油回油底壳,达到机油的循环利用,降可酬放的目的。其中窜气是来自于发动机燃烧室燃烧后的气体从活塞环与缸体之间的间隙窜出,和增压器参与工作前后的窜气,流入曲轴箱,由于发动机转速很快,窜气会在曲轴箱里集聚,这样会造成曲轴箱压力上升,对曲轴的径向密封带来很大挑战,所以要把曲轴箱里的窜气及时地通过发动机缸体里的通道导入到凸轮轴罩盖上的进气口。窜气从进气口进入,然后经过特殊设计的粗分离装置,大颗粒的机油会被挡板分离流向回油孔,细小颗粒的油气随后会进入精分离装置,此精分离装置集成有螺旋分离机构,无纺布,可控制截面开度的旁通阀。此精分离装置可以满足流量从0.120 L/min的分离效率。小颗粒的机油经过精分离装置分离以后,形成大颗粒机油,然后流入油底壳。分离后的窜气最终流入进气系统干净侧。

    2 凸轮轴罩盖系统设计开发
    下面介绍一下凸轮轴罩盖的各个功能组件的详细设计以及主要性能指标的实现。凸轮轴罩盖的结构如图1、图2所示。



 
    主要的性能指标,如表1所示。

    来自于曲轴箱的窜气经过发动机缸体里的通道上升到缸盖与发动机罩盖组成的封闭腔体,然后进入罩盖的窜气入口。窜气入口设计时要竭力避免位于凸轮轴的正上方,否则给凸轮轴润滑的机油会被高速运转的凸轮轴甩入窜气入口,这样会导致窜气初始机油携带量过大,不利于油气分离效率提升。窜气入口的截面面积不能太小,截面积过小会导致窜气流速过高,油气不易分离,结合仿真计算以及试验验证,窜气入口的截面面积要大于480 mm2,这样能保证窜气有较高的流速,但又不至于特别高,有利于大颗粒的机油油滴在粗分离结构中被分离出来。粗分离结构是有两个挡板组成,两个挡板之间的面积,以及每个挡板处的有效流通截面面积最好一致,截面面积都大于480 mm2,这样是为了避免流通截面有突变导致的流速变化。经过粗分离挡板的撞击以后,大颗粒的机油油滴会沿着挡板流进回油孔。

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