车用发动机油气分离器的数值模拟研究

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1、车用发动机油气分离器的数值模拟研究丁宁信曦张小矛陈明徐政李建国杨洋(上海汽车集团股份有限公司技术中心，上海201804)【摘要】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人口孔的个数等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。【Abstract】ThelabyrinthoilgasseparatorsystemofagasolineengineisanalyzedbyCFDsoft-ware．Nu

2、mericalsimulationresearchontheflowcharacteristicandoilgasseparatoreficiencyisfo—cused．Inadditional，thefourmainstructureparametersincludingthenumberofthefilterplate，thenumberofholesonthefiherplate，theholediameterofthefilterplateandthenumberofblow-bygasinletorificearedesignedtodiscusstheinfluenceoffou

3、rmainstructureparameterstothetwomaincharacteristicoftheoil—gasseparatorssystem．Theresultshowsthatithasthesametrendofthepres—suredropandoil-gasseparatoreficiencyandthecasewhichappropriatelyincreasestheuseoffilterplatehasthebestintegratedperformance．【关键词】油气分离系统发动机汽车流动特性doi：10．3969／j．issn．1007-4554．201

4、4．03．10的消耗量。同时，由于机油不能够完全燃烧，对发0引言动机的排放也会产生负面影响。因此，在油气分离器的设计过程中既要考虑到流动特性，也要兼顾到油气分离效率。众所周知，曲轴箱窜气中含有HC等大量污染物，因此国家已经出台了相关法令用来限制曲轴本文主要采用CFD方法针对上汽某款油气分箱污染物不经过净化装置直接排人大气中。目离器进行了流动特性和油气分离特性的数值模拟研究。在此基础上，又设计了4款改进方案进行前，乘用车广泛采用曲轴箱通风系统将发动机窜气送回到进气系统中与新鲜气体混合后进入燃烧了对比分析，重点研究油气分离器的设计参数对室烧掉，用以减少污染物排放。油气分离器是曲其性能的影响。轴箱通

5、风系统的重要组成部分，如果窜气经过油气分离器时的流动阻力比较大，就会损失发动机1油气分离器的构造的性能。然而，窜气中含有大量的机油颗粒，如果不经过分离直接进人缸内燃烧，会显著加大机油一般来讲，油气分离器内部主要是通过离心收稿日期：2014一O1一O7上海汽车2014．03·4l·机、滤网介质、气旋、静电、迷宫等手段来实现油气分开来计算。当稳态流场计算收敛后，将不同直径的离的功能。考虑到成本和实际油气分离效果，近年粒子分别通过入口面引入流场中，进行粒子运动轨来国内的汽车公司主要采用的是旋风式分离器和迹的计算，即拉格朗日粒子追踪。迷宫式分离器。本文所研究的油气分离器集成在计算离散相缸罩盖内部，主要

6、是由气缸罩盖、迷宫式油气分离器⋯计算连续相。．，．．统计逃逸和捕获的颗粒数目．和膜片式压力调节阀组成(见图1)。气缸罩盖在此建立几何模型0建离散相射流源系统中除了作为曲轴箱通风的主要通道，还具有遮I建立网络模型I盖和密封气缸盖、充当机油加注口等功能。I设置边土界条件I垂至壁面捕挠4之解连续相流场上输出结果一图2油气分离器分析流程图2．1研究方案窜气入口如图1所示，本文中的迷宫式油气分离器的图1油气分离器的结构示意图内部结构主要是由2排12个小的窜气人口和5个多孑L过滤板组成。每个多孔过滤板包括39个过该油气分离器主要是利用油滴的惯性和撞击滤孔，每个过滤孔的标准孔径为2．5mm。本文采实现分离。

7、当油气混合气从窜气人口流入迷宫式用STARCCM+软件进行网格划分、求解计算和后油气分离器后，由于油滴和气体的密度不同，在流处理。由于油气分离器的内部结构复杂，采用了动过程中受到惯性的作用，粒径较大的油滴将被相对比较密的网格设置，网格总量为3279352。为吸附于分离器的内表面和多孑L过滤板上。粒径较了保证计算有很好的收敛性，在出口位置进行了小的油滴则可能随着气流一起被带出分离器。被适当的延长，其