一种发动机油气分离器机油携带量检测装置
技术领域
本实用新型属于机械技术领域，涉及一种发动机油气分离器机油携带量检测装置。
背景技术
现有的发动机正常运行时，发动机气缸内燃烧后的气体会通过活塞环间隙通风系统进入曲轴箱，当漏气量超出规定的额定值后，必然导致发动机的功率下降、燃油消耗率增加、机油老化快等问题。因此，根据GB/T19055-2003汽车发动机可靠性试验方法规定最大的活塞漏气量不能超过发动机最大进气量的0.6％。
曲轴箱是一个油雾环境非常恶劣的区域，活塞窜气中包括机油、汽油和水蒸气，现有的发动机处均设有曲轴箱通风系统，将活塞的窜气经过油气分离器进行油气分离后直接送回空滤器。随着排放指标的越来越严格，发动机曲轴箱通风系统对油气分离器分离效率的要求也越来越高，因为油气分离器的分离效率的高低，直接决定了发动机机油携带量的大小。而分离出来的机油含量的大小成为评价一个油气分离器分离效率的核心，因此，生产过程中，需要对油气分离器的机油携带量进行检测。
如中国专利申请(申请号：200710030964.0)公开了一种发动机曲轴箱通风系统基于携带量实验系统，该实验系统能够在特定工况条件下运行发动机并进行实验，冷凝器能够将曲轴箱通风系统中的混合气冷凝降温后形成油气混合物并在收集瓶中收集，然后对收集瓶中的油气实施分离后进行检测，得到机油携带量的具体数值。
上述的实验系统虽然能够实现检测发动机曲轴箱通风系统的机油携带量，但该系统只适用于闭式曲轴箱，而且每次检测只能在特定的工况条件下进行实验，还需要进行抽真空操作，完了之后还需要进行额外的油气分离操作，才能进行机油量的检测，也就是说，每变换一次工况，需要发动机先停机，进行抽真空使曲轴箱通风系统出口处的压力传感器测量的结果与该工况的正常工作压力一致，再开机进行冷凝，收集了油气混合物后又重新进行依次油气分离，整体效率较低，而且发动机在实际使用过程中工况是多变的，各种工况之间可能随时切换，因此，上述的检测只能检测出特定工况下的机油携带量，无法检测各种复杂工况相互切换后的机油携带量，从而导致检测的精度也较低，不具代表性。同时，由于曲轴箱通风系统中的混合气包括机油、汽油和水蒸气，因此在经过冷凝器冷凝的过程中，混合气体中的机油冷却液化，同时部分汽油和水蒸气也会冷却液化掺杂在机油中，而后续的油气分离也只能够将油气混合物中气体和液体分离，即掺杂在机油中的液态水和汽油依旧存在，从而导致检测的精度较低。
为了提高检测的精度，本领域的常规做法为：对油气分离后的液体进行过滤，实现油水分离，操作复杂，而且油水分离也只能将该液体中的水分离出来，液化掺杂在机油中的汽油仍没有分离，导致检测的精度还是较低。
发明内容
本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种发动机油气分离器机油携带量检测装置，本实用新型所要解决的技术问题是：如何解决现有的检测装置检测的精度和效率较低的问题。
本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种发动机油气分离器机油携带量检测装置,包括具有进气通道的中间容器，所述进气通道外设有冷凝器，其特征在于，所述中间容器上还具有出气通道，本检测装置还包括采用导热材料制成的收集容器以及能够对所述收集容器进行加热的加热件，所述中间容器的底部与所述收集容器相连接且两者之间还设有能使两者单向连通的单向阀，所述收集容器的底部还设有能够对收集容器进行称重的称重件，所述收集容器上还开设有出气口。
本检测装置中间容器的进气通道用于与曲轴箱通风系统连接，由曲轴箱通风系统排出的高温混合气体进入进气通道中，由于进气通道外设有冷凝器，混合气体进行热交换冷却后，混合气体中的机油遇冷凝结液化形成油气混合物进入到中间容器，其中油液在重力的作用下沿着中间容器的侧壁滑落至中间容器的底部并通过单向阀进入到收集容器中，气体则直接从出气通道中排出，实现了油气的分离。液体进入收集容器后，加热件对收集容器进行加热，由于机油的沸点要大于水和汽油，因此，加热后能够使得液体中的水和汽油汽化从收集容器的出气口排出，收集容器里面剩下的液体则为机油，称重件能够对机油进行称重。
为了能够从曲轴箱通风系统排出的高温混合气体中分离出机油，在本领域的常规认知里，需要将该高温气体进行冷却降温处理使其液化，而本申请颠覆了常规的认知，在对高温混合气体进行冷却并且油气分离后，又对分离后的液体进行加热汽化处理，从而利用机油、水以及汽油沸点的不同，将液体中掺杂的水和汽油直接从机油中分离出去，称重件称重后得出的即是机油的携带量，提高了检测的精度。而且，本检测装置在冷凝后油气混合物进入中间容器时就自动完成了油气的分离，而由于油气分离以及机油的携带量称重均是直接可以发动机运行的过程中同步完成的，无需停机处理，因此在检测过程中，发动机能够随意切换各种工况条件，从而进一步提高了检测的精度和效率，可以直接帮助设计人员有效评价油气分离器性能。
在上述的发动机油气分离器机油携带量检测装置中，本检测装置还包括中控器，所述称重件与所述中控器相连接且所述中控器能够将称重件传输的电信号转化为数字信号并显示，所述收集容器内还设有温度传感器，所述温度传感器和所述加热件均与所述中控器相连接，且所述中控器能够根据温度传感器传输的检测信号控制所述加热件的通断电。温度传感器能够实时检测收集容器内的温度，并将检测的信号传递给中控器，中控器根据检测的温度信号发送控制信号给加热件，控制加热件通断电，从而能够实现精确的控制收集容器内的温度，保证该温度下，机油保持液体，水和汽油受热汽化被蒸发出去，从而提高了检测的精度。作为优选，控制收集容器内的温度保持为130℃。同时中控器又能够实时显示称重件传回的称重数据，因此，能够实时检测出发动机各工况条件下的机油携带量，进一步提高了检测的效率。
在上述的发动机油气分离器机油携带量检测装置中，所述中间容器具有呈漏斗状的内腔，所述进气通道和出气通道均连接在内腔的顶壁上且分别靠近内腔的两侧设置，所述收集容器位于所述中间容器的下方，且所述中间容器的内腔底部与收集容器顶部之间通过连接管相连通，所述单向阀设置在连接管上。中间容器的内腔呈漏斗状设计，即内腔的底部呈锥状，收集容器位于中间容器的下方且与中间容器的内腔底部通过连接管连通，因此，在冷凝后油气混合物进入中间容器时，油液在重力的作用下沿着中间容器的侧壁滑落至中间容器的底部后，在锥面的作用下，往连接管处汇集，这样既可以有效形成液位高度，也可以大大减少液滴滑行的阻力，使得油液能够全部汇集流入到收集容器中，同时气体从顶部的出气通道中排出，完成油气的分离。同时，进气通道和出气通道分别位于两侧，使得其有充分的时间完成热交换凝结，能够更充分的实现油气的分离，进一步提高了检测的精度。
在上述的发动机油气分离器机油携带量检测装置中，所述进气通道包括水平段和竖直段，所述竖直段与所述内腔的顶部相连通，所述水平段外设有上述的冷凝器，所述水平段一端为进口端，另一端与竖直段连接，所述水平段的内径由进口端往另一端方向逐渐增大。上述的设置，降低了混合气体进入到进气通道后的流速，使得有足够长的时间和比较大的对流换热系数对从曲轴箱通气系统排出的混合气体进行冷却，让混合气体中的机油快速凝结，便于对油气混合液滴的碰壁收集。同时，该设计，也能够使得水平段的内壁相当于水平面呈倾斜设置，具有一定的导向作用，油气混合液能够沿着水平段的内壁更顺畅的流至中间容器内，不会残留在水平段内，进一步提高了检测的精度。
在上述的发动机油气分离器机油携带量检测装置中，所述冷凝器环绕所述水平段的外周且靠近水平段的进口端设置。通过上述设置，使得高温混合气体能够更充分的实现冷却凝结。
在上述的发动机油气分离器机油携带量检测装置中，所述内腔内还设有挡板，所述挡板一端固定在内腔的顶壁上，另一端与内腔的底壁之间具有间隙，所述挡板位于进气通道和出气通道之间。挡板的设计，使得进入中间容器内的气体在往出气通道方向流动排出的过程中，能够进一步与挡板发生碰撞，从而使得该气体中掺杂的一些质量较小的油液成分被挡板收集，沿着挡板往中间容器的底部滴落，从而进一步提高了检测的精度。同时，挡板的设计，又能够提高中间容器底部处的流速，使得单向阀处压力较大，利于油液从中间容器进入到收集容器内。挡板可以设置一个或多个。
在上述的发动机油气分离器机油携带量检测装置中，所述连接管和单向阀均采用隔热材料制成。通过上述的设置，能够隔绝收集容器的高温热量对中间容器的影响，从而进一步保证检测的精度。
在上述的发动机油气分离器机油携带量检测装置中，所述内腔的底壁上还喷涂有防水漆。通过上述的设置，能进一步减少油液滑行的阻力，使得油液能够全部汇集流入到收集容器中，同时气体从顶部的出气通道中排出，完成油气的分离。
在上述的发动机油气分离器机油携带量检测装置中，所述收集容器的顶部呈圆台状且小口端与所述连接管相连接。通过上述是设置，便于油液能够更好的流入到收集容器内。
在上述的发动机油气分离器机油携带量检测装置中，所述加热件包裹收集容器的底壁和外周壁，所述称重件与所述加热件之间通过隔热垫分隔。通过上述的设置，收集容器中的各部位的温度能够保持统一均匀，能够更好的让油液中的水和汽油成分快速沸腾蒸发从出气口排出。隔热垫的设置又能够很好的避免加热件的高温对称重件造成损坏。
与现有技术相比，本发动机油气分离器机油携带量检测装置具有以下优点：
1、本检测装置在冷凝后油气混合物进入中间容器时就自动完成了油气的分离，而由于油气分离以及机油的携带量称重均是直接可以发动机运行的过程中同步完成的，无需停机处理，因此在检测过程中，发动机能够随意切换各种工况条件，从而提高了检测的精度和效率，可以直接帮助设计人员有效评价油气分离器性能。
2、油液通过收集容器收集后，利用机油、水以及汽油沸点的不同，对油液进一步进行加热处理，将机油中掺杂的水和汽油直接分离出去，进一步提高了检测的精度。
3、进气通道独特的结构设计，降低了混合气体进入到进气通道后的流速，使得有足够长的时间和比较大的对流换热系数对从曲轴箱通气系统排出的混合气体进行冷却，让混合气体中的机油快速凝结，便于对油气混合液滴的碰壁收集。
4、挡板的设计，使得进入中间容器内的气体中掺杂的一些质量较小的油液成分被挡板收集，沿着挡板往中间容器的底部滴落，从而进一步提高了检测的精度，同时又能够提高中间容器底部处的流速，使得单向阀处压力较大，利于油液从中间容器进入到收集容器内。
附图说明
图1是本发动机油气分离器机油携带量检测装置的结构示意图。
图中，1、中间容器；1a、进气通道；1a1、水平段；1a2、竖直段；1b、出气通道；1c、内腔；2、冷凝器；3、收集容器；3a、出气口；4、加热件；5、单向阀；6、称重件；7、中控器；7a、显示屏；7b、采集单元；7c、温控单元；8、连接管；9、挡板；10、隔热垫；11、温度传感器。
具体实施方式
以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。
如图1所示，本发动机油气分离器机油携带量检测装置,包括具有进气通道1a和出气通道1b的中间容器1、采用导热材料制成的收集容器3、能够对收集容器3进行加热的加热件4、称重件6、冷凝器2以及中控器7。
具体地说，中间容器1具有呈漏斗状的内腔1c，进气通道1a和出气通道1b均连接在内腔1c的顶壁上且分别靠近内腔1c的两侧设置，内腔1c内还设有挡板9，挡板9一端固定在内腔1c的顶壁上，另一端与内腔1c的底壁之间具有间隙，挡板9位于进气通道1a和出气通道1b之间。本实施例中，挡板9为一个，作为替换，挡板9也可以设置为多个。内腔1c的底壁上还喷涂有防水漆，能进一步减少油液滑行的阻力。
进一步地说，进气通道1a包括水平段1a1和竖直段1a2，竖直段1a2与内腔1c的顶部相连通，水平段1a1一端为进口端，用于与曲轴箱通风系统连接，另一端与竖直段1a2连接，水平段1a1的内径由进口端往另一端方向逐渐增大。冷凝器2包括环绕水平段1a1的外周的冷却套，冷却套上设有循环冷却液进口和循环冷却液出口，冷却套靠近水平段1a1的进口端设置。
收集容器3位于中间容器1的下方，且中间容器1的内腔1c底部与收集容器3顶部之间通过连接管8相连通，收集容器3的顶部呈圆台状且小口端与连接管8相连接。连接管8上设有能使中间容器1的内腔1c与收集容器3单向连通的单向阀5，连接管8和单向阀5均采用隔热材料制成，能够隔绝收集容器3与中间容器1的热量传递。
加热件4为内具有电热丝的加热套且包裹收集容器3的底壁和外周壁，收集容器3中的各部位的温度能够保持统一均匀。收集容器3放置在称重件6上，且称重件6与加热件4之间通过隔热垫10分隔，能够很好的避免加热件4的高温对称重件6造成损坏。本实施例中，称重件6可以为压力传感器，也可以为电子秤。
中控器7包括显示屏7a、采集单元7b和温控单元7c，采集单元7b和温控单元7c均与显示屏7a相连接。称重件6与采集单元7b相连接，采集单元7b能够将称重件6传输的电信号转化为数字信号并在显示屏7a上显示。收集容器3内还设有温度传感器11，温度传感器11和加热件4均与采集单元7b相连接，采集单元7b能够将温度传感器11传输的检测信号与预设值相比对，并根据比对结果发生控制信号给加热件4并控制加热件4通断电，即当检测的温度大于预设值时，控制加热件4断电停止运行；当检测的温度小于预设值时，控制加热件4通电进行加热。同时，采集单元7b将温度传感器传输的检测信号转换为数字信号并在显示屏7a上显示。本实施例中，中控器7为常用的车用ECU，预设温度值为130℃。
采用本检测装置进行机油携带量检测的具体过程为：曲轴箱通风系统排出的高温混合气体进入进气通道1a的水平段1a1，冷凝管对高温混合气体进行冷却。水平段1a1锥状的结构设计，降低了混合气体进入到进气通道1a后的流速，使得有足够长的时间和比较大的对流换热系数对从曲轴箱通气系统排出的混合气体进行冷却，让混合气体中的机油快速凝结，便于对油气混合液滴的碰壁收集。凝结后的油液沿着水平段1a1的内壁在重力的作用下经竖直段1a2流向中间容器1的内腔1c，内腔1c呈漏斗状，因此，油液进入内腔1c后在重力的作用下能够往底部中间的连接管8处汇聚。而剩下的气体也进入中间容器1的内腔1c中并沿着挡板9与内腔1c底壁之间的间隙往出气通道1b方向流动，在此过程中，气体与挡板9发生碰撞，从而使得该气体中掺杂的一些质量较小的油液成分被挡板9收集，沿着挡板9往中间容器1的底部滴落，气体则从出气通道1b排出，自动实现了油气分离。流向内腔1c底部的油液从连接管8经单向阀5流入收集容器3内，温度传感器11实时检测收集容器3内的温度，并将检测的信号传递给中控器7，中控器7根据检测的温度信号发送控制信号给加热件4，加热件4对收集容器3进行加热，使得收集容器3内的温度保持为130℃，从而利用机油、水以及汽油沸点的不同，将液体中掺杂的水和汽油直接从机油中分离出去并从出气口3a排出，称重件6称重后得出的即是机油的携带量并在显示屏7a中显示。
本检测装置在冷凝后油气混合物进入中间容器1时就自动完成了油气的分离，而由于油气分离以及机油的携带量称重均是直接可以发动机运行的过程中同步完成的，无需停机处理，因此在检测过程中，发动机能够随意切换各种工况条件。同时，油液通过收集容器3收集后，利用机油、水以及汽油沸点的不同，对油液进一步进行加热处理，将机油中掺杂的水和汽油直接分离出去，从而提高了检测的精度和效率，可以直接帮助设计人员有效评价油气分离器性能。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了1、中间容器；1a、进气通道；1a1、水平段；1a2、竖直段；1b、出气通道；1c、内腔；2、冷凝器；3、收集容器；3a、出气口；4、加热件；5、单向阀；6、称重件；7、中控器；7a、显示屏；7b、采集单元；7c、温控单元；8、连接管；9、挡板；10、隔热垫等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。
