CN101532410A

CN101532410A - 用于泄漏气体的油分离器

Info

Publication number: CN101532410A
Application number: CN200910126296A
Authority: CN
Inventors: 田中敏满; 池田淳; 冈田直也
Original assignee: Kojima Press Industry Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp; Kojima Industries Corp
Priority date: 2008-03-13
Filing date: 2009-03-11
Publication date: 2009-09-16
Anticipated expiration: 2029-03-11
Also published as: JP4510108B2; US8256404B2; CN101532410B; JP2009221857A; US20090229585A1

Abstract

提供了一种油分离器，包括多个锥部，并具有简单的结构以及用于油雾的高捕集效率。油分离器(10)可包括沿一直线布置的多个锥部(31至34)以及用于泄漏气体的室(20)，所述室邻近所述锥部所在的直线形成，并在所述锥部的上侧表面上设置，所述室(20)设有流入端口(22)，所述流入端口位于所述锥部所在的直线之前，所述锥部的上侧外周壁在朝向所述室(20)的部分构成设有狭缝(51至54)的隔壁(41至44)，所述狭缝形成泄漏气体进入所述锥部的入口。

Description

用于泄漏气体的油分离器

本发明专利申请要求日本专利申请No.2008-64023的优先权，其全文结合在此引作参考。

技术领域

本发明涉及用于泄漏气体的油分离器，并且更具体地讲，涉及用于捕集在诸如汽车发动机的内燃机的发动机曲轴箱内产生的泄漏气体中的油雾，所述油分离器的结构设置成多个锥部捕集油雾。

背景技术

在诸如汽车发动机的内燃机中，在内燃机运转时，泄漏气体(blow-by gas)从活塞环与气缸壁之间的间隙泄漏出来。此外，泄漏气体排放到大气中造成了空气污染。因此，通过利用在内燃机中设置的所谓的曲轴箱强制通风(PCV)系统，泄漏气体被返回至进气系统并然后重新燃烧。

在这种情况中，泄漏气体包含油雾，所述油雾是诸如机油的雾化的润滑油。因而，需要防止泄漏气体中的油雾流入到进气系统中。关于这一点，为了捕集(trap)泄漏气体中的油雾，在用于将进气管线与曲轴箱相连的连接通道的中游或在气缸盖罩内侧设有油分离器。

在前述的锥型油分离器结构中，其中锥部发挥最佳性能的泄漏气体的流速的范围被限制。另一种已知的油分离器具有位于其中的单锥部，这导致了这样一种问题，即泄漏气体的流速较低，造成了油雾的变差的捕集性能。

还提出了一种并非单锥部结构的多锥部结构。在该结构中，各锥部的尺寸被减小成甚至在泄漏气体的流速较低时产生涡流，因而使得可以高效地捕集油雾。在泄漏气体的流速较高时，用于油雾的捕集操作可以通过多锥部被划分。

然而，因为这种结构需要具有多个锥部，其中每个锥部适于高效地分离油雾，所以这种结构需要足够简单，以保持制造成本较低。

在这种情况中，为了使得每个锥部实现油雾的高效的捕集，已经考虑包括这样一种结构，在所述结构中，针对每个锥部设置专用于泄漏气体的流道，从而使得泄漏气体沿切向流入每个锥部中。然而，该方法使得这种结构非常复杂，并且导致了成本增加。

另一方面，已经提出了这样一种结构，其中，流道在泄漏气体流入每个锥部的正前方在各个位置被分隔，以将泄漏气体流部分地引入到每个锥部中。泄漏气体冲击流道的隔壁，并且因此，流有可能被扰乱。此外，流入的泄漏气体需要被分布至平行布置的并且彼此分离的锥部，并因此，用于泄漏气体进入锥部的流入端口被形成为具有较宽的宽度。从而，泄漏气体还直接流入锥部中央附近。因此，根据这种结构的油分离器具有在锥部中形成涡流的结构缺点，并且锥部的油雾捕集效率较低或者不足。

因此，本技术领域需要这样一种油分离器，所述油分离器具有多锥部结构，其具有简单的结构并且具有对于油雾的高捕集效率。

发明内容

为了实现上述目的，根据本发明的油分离器包括以下技术措施。

首先，根据本发明的第一方面，用于捕集在发动机的曲轴箱内产生的泄漏气体中所包含的油雾的油分离器，包括：

沿一直线布置的多个锥部；以及

用于所述泄漏气体的整流室，所述整流室平行于所述锥部所在的直线形成，并布置在所述锥部的上侧表面，所述整流室设有处于所述锥部所在的直线之前的、用于所述泄漏气体的流入端口，其中：

所述锥部的上侧外周壁在朝向所述整流室的部分构成将所述整流室与所述锥部分隔的隔壁，并且所述锥部的上侧外周壁在分别朝向相邻的锥部的部分构成了与相邻的锥部的外周壁彼此共用的共用壁；

所述隔壁分别设有狭缝，所述狭缝构成泄漏气体进入锥部的入口，并且所述狭缝平行于锥部的轴向被形成；

从所述流入端口流入整流室并沿整流室的外周壁或沿所述隔壁流入整流室的泄漏气体沿锥部的外周壁的切向沿锥部的内侧表面从狭缝流入锥部内。

根据本发明的第一方面，各锥部沿一直线布置，并且因此油分离器无需较宽的宽度。因而，油分离器可以在较窄宽度的空间被设置。此外，锥部的上侧外周壁在朝向整流室的部分构成了用于将整流室与锥部分隔的隔壁，并且锥部的外周表面在朝向其它锥部的部分构成了与其它锥部共用的共用壁。因此，油分离器的结构被简化，并且尺寸被减小。

另外，从整流室的流入端口流动的泄漏气体沿整流室的外周壁或者隔壁流动，并且从狭缝沿锥部的外周壁的切向沿着锥部的内侧表面流到锥部中，其中所述狭缝设置于隔壁并且平行于锥部的轴向设置。因此，泄漏气体沿锥部的外周壁被供应至锥部的最外周，并且因此可以在锥部内容易地形成涡流。因此，泄漏气体中的油雾可以高效地被凝聚，并且通过涡流的离心力被捕集。

接着，根据本发明的第二方面，设有根据本发明的第一方面的油分离器，其中：

在最靠近流入端口的一个锥部中，狭缝被形成为从整流室的外周壁与锥部的外周壁彼此交汇的位置延伸至隔壁的侧部，狭缝具有一预定的宽度以及一高度，所述狭缝的高度沿隔壁的高度覆盖(等于)隔壁高度，从而所述狭缝朝向流入端口开设，隔壁的构成狭缝的侧表面的一部分平行于狭缝的开设方向被形成；并且

在除了最靠近流入端口的锥部以外的每个锥部中，狭缝被形成为从较靠近流入端口的锥部的共用壁与锥部的隔壁之间的边界位置延伸至隔壁的侧部，所述狭缝具有一预定的宽度以及一高度，所述狭缝的高度沿隔壁的高度方向覆盖隔壁高度度，并且较靠近流入端口的锥部的隔壁的外侧表面、共用壁侧上的狭缝的侧表面、锥部的共用壁的内侧表面彼此相互平滑地连续延伸。

根据本发明的第二方面，每个狭缝被形成为沿隔壁的高度方向覆盖隔壁高度，并且因此，泄漏气体并未停留在整流室的上部或下部中，因而泄漏气体在锥部中平滑地流动。

此外，在最靠近流入端口的锥部中，狭缝的开口和与狭缝连续的隔壁平行于泄漏气体的流入方向被形成，因而在流入锥部时泄漏气体流不可能被干扰。此外，在除了最靠近流入端口的锥部以外的每个锥部中，最近的锥部的隔壁的外侧表面、共用壁侧上的狭缝的侧表面、以及锥部的共用壁的内侧表面彼此相互平滑地连续延伸，并且因此在流入锥部时泄漏气体流不可能被干扰。

因此，可以在锥部中容易地形成稳定的涡流，并且泄漏气体中的油雾可以高效地被凝聚，并且通过涡流的离心力被捕集。

接着，根据本发明的第三方面，设置了根据本发明第二方面的油分离器，其中，在整流室中，气流通道的宽度确保了一定范围地维持泄漏气体的流(速)，并且泄漏气体均匀地被分配至多个锥部。

根据本发明的第三方面，整流室的气流通道的宽度被确保成，从流入端口流入整流室的泄漏气体均匀地流至整流室的靠近流入端口的侧部以及深侧。因此，泄漏气体被均匀地分配至每个锥部，因此每个锥部可以实现同一处理效率。因此，无需过多地将泄漏气体供应至特定的锥部，每个锥部可以高效地捕集油雾，直至泄漏气体的流速达到油分离器的极限流速(这考虑了油分离器的整个处理性能)。

接着，根据本发明的第四方面，根据本发明第一方面的油分离器设置在汽车发动机的气缸盖罩中。

根据本发明的第四方面，油分离器可以设置在气缸盖罩内，并因此，汽车可以减小尺寸。

本发明的上述方面可以提供以下的效果。

首先，根据本发明的第一方面，油分离器可以简化结构并可以减小尺寸。此外，泄漏气体沿锥部的外周壁的切向流入，并且因此，可以在锥部内容易地形成涡流。因此，泄漏气体中的油雾可以被高效地凝聚，并通过涡流的离心力被捕集。

接着，根据本发明的第二方面，泄漏气体并不停留在整流室的上部或下部中，因而泄漏气体在锥部内平滑地流动。此外，在流入锥部时泄漏气体流不可能被干扰。因此，涡流在锥部内被容易地形成，并因而，泄漏气体中的油雾可以高效地被凝聚，并通过涡流的离心力被捕集。

接着，根据本发明的第三方面，泄漏气体被均匀地供应至每个锥部，并因而，油雾可以高效地被分离，直至泄漏气体的流速达到油分离器的极限流速(这考虑了油分离器的整个处理性能)。

根据本发明的第四方面，可以将油分离器布置在气缸盖罩内，并因而汽车的尺寸可以被减小。

附图说明

图1是根据本发明实施例的油分离器的外部前视图；

图2是沿图1的线II-II的剖视图；

图3是示出了油分离器的上侧部分中泄漏气体的流的视图；

图4是根据本发明实施例的油分离器的外部俯视图；

图5是沿图4的线V-V的剖视图；

图6是构成油分离器的锥部部分的外部透视图。

具体实施方式

如上和如下所公开的每个附加特征和启示可以单独地或与其它特征和启示结合地被利用，以提供用于泄漏气体的油分离器。单独地并彼此结合地利用了多个这些附加特征和启示的本发明的示意性实施例现在将参照附图详细进行说明。详细的说明仅仅将启示本领域技术人员实施这些技术启示的优选方面的进一步细节，并不将限制本发明的范围。仅仅权利要求书限定了本发明的范围。因此，在以下详细说明中所公开的特征和步骤的组合对于在最宽广的范围内实施本发明并不是必须的，并且实际上仅仅用于具体地说明本发明的实施例。而且，示意性实施例与从属权利要求的各个特征可以以并未列举的方式组合，从而提供这些技术启示的其它有用的实施例。

图1是在汽车发动机盖罩内设置的油分离器10的外部前视图。油分离器10是锥型油分离器，包括沿一直线布置的四个相对小的锥部31、32、33和34。术语锥部在此宽广地被限定为锥形的形状。如图所示，在这些实施例中锥部包括两个大致平行的侧缘，所述侧缘大致彼此相互平行，然后彼此朝向斜角，因而形成锥部。本领域技术人员应该清楚的是，所述形状的功能是用于产生涡流形的流或抽吸，并且这些形状仅仅是实现所述功能的实例。此外，油分离器10包括在锥部31至34的上侧表面上设置的整流室(rectification chamber)20；进气口12，从所述进气口引入泄漏气体；排气端口14，从所述排气端口排出泄漏气体；以及用于收集从泄漏气体分离的油的排油口16。

从进气口12流入的泄漏气体经由整流室20被引至锥部31至34。然后，由在锥部31至34内产生的涡流所造成的离心力使得泄漏气体中的油雾凝聚，因而油雾成为油，并且与泄漏气体分离。分离的油附着至锥部31至34的外周壁，或者掉到锥部之下，因而被捕集从而从排油口16被收集。分离了油雾的泄漏气体可以被引向并从排气端口14排出。

图2是沿图1的线II-II的剖视图。如图2所示，整流室20包括流入端口22，从进气口12被引入的泄漏气体从所述流入端口被指向成流入整流室20中，而流入端口22位于锥部31至34所在的直线的前方。此外，在锥部31至34的上侧位置(其中，整流室20被形成)中，锥部31至34的外周壁在朝向整流室20的部分构成了隔壁41、42、43和44，所述隔壁将整流室20与锥部31至34部分地分隔。此外，锥部31至34的上侧外周壁具有朝向相邻的锥部的部分，它们构成了共用的壁45、46和47，并且它们每个与锥部的相邻的外周壁共用。

在油分离器10中，锥部31至34与整流室20彼此相互共用壁表面。因此，油分离器的结构被简化，并且具有更加紧凑的构造。另外，各锥部沿一直线设置，并因此无需较宽的宽度，因而油分离器可以布置在具有一窄宽度的空间内。在该实施例中，油分离器10布置在气缸盖罩内，并且因此汽车发动机可以更加紧凑。

在最靠近用于泄漏气体的流入端口22的锥部31中，形成有狭缝51，用于使得泄漏气体从那里进入锥部31。狭缝51具有预定的宽度，并且从整流室20的外周壁48与锥部31的外周壁交汇(cross)的位置延伸至隔壁41侧。狭缝51具有一高度，所述高度沿隔壁41的高度方向覆盖了隔壁的高度。此外，狭缝51朝向流入端口22开设，并且构成狭缝51的侧表面的隔壁41的一部分平行于狭缝51被形成。

因而，从流入端口22流入整流室20的泄漏气体从狭缝51沿锥部31的隔壁41的内侧表面流入锥部31中，因而形成了顺时针的涡流。

锥部32限定了狭缝52，从其接收泄漏气体进入锥部32。狭缝52的宽度从靠近流入端口22的锥部31的共用壁45与将锥部32与整流室20分隔的隔壁42之间的边界位置延伸至隔壁42侧。狭缝52具有一高度，所述高度沿隔壁42的高度方向覆盖隔壁的高度。此外，锥部31的隔壁41的外侧表面、共用壁45侧上的狭缝52的侧表面、以及锥部32的共用壁45的内侧表面彼此相互平滑地连续延伸。

因此，从流入端口22沿隔壁41流入整流室20中的泄漏气体沿共用壁45的锥部32的内侧表面从狭缝52流入锥部32中，因而形成了逆时针的涡流。

锥部33和34以与锥部32中的狭缝52相同的方式分别限定了狭缝53和狭缝54。此外，流入锥部33和锥部34的泄漏气体像锥部32的情况那样形成了逆时针的涡流。

图3示出了沿图1的线II-II的泄漏气体的水平流。

如上所述，狭缝51至54平行于锥部31至34的轴向被形成，并且泄漏气体通过每个对应的狭缝被引到各锥部中。

注意到在该实施例中，狭缝51至54彼此相互大致等间距地间隔。

如上所述，在泄漏气体流入油分离器10中时，泄漏气体沿锥部的内侧表面从锥部的外壁的切向通过狭缝51至54流入锥部中，因而形成了涡流形的流。因此，在油分离器10中，泄漏气体中所包含的油雾可以高效地被凝聚，并且因此油雾可以高效地被捕集。

在整流室20内，气流通道24被设置用于将泄漏气体供应至锥部31至34。气流通道24的宽度被确保成并不扰乱泄漏气体流。因此，从流入端口22流入整流室20中的泄漏气体可以均匀地流至整流室20的流入端口22附近的侧以及深侧这两者。

因此，泄漏气体均匀地分布至锥部31至34，并因而每个锥部可以实现同一处理效率。因此，无需过多地将泄漏气体供应至特定的锥部，每个锥部可以高效地捕集油雾，直至泄漏气体的流速达到油分离器10的限定流速(这考虑到油分离器的有效处理性能)。

图4是根据本发明的实施例的油分离器10的外部俯视图。图5是沿图4的线V-V的剖视图。

在从狭缝51至54流至锥部31至34的泄漏气体中所包含的油雾被凝结成为油滴，这是因为经由锥部31至34内产生的涡流所造成的离心力。然后，已经成为油滴的油雾向下流向锥部31至34的外周壁的内侧，或者掉至锥部31至34的底部，因而从锥部31至34的底部引向排油口16，并从排油口16被收集。

此外，分离了油雾的泄漏气体从锥部31至34的流出端口61至64流出，因而从排气端口14引向油分离器10的外侧。

如图5所示，油分离器10包括四个部件，所述四个部件包含下壳10A、锥部部分10B、排气部10C和上壳10D。图6是锥部部分10B的外部透视图。油分离器10具有简单的结构，并因此其制造成本可以保持较低。

尽管在该实施例中油分离器被构造成布置在汽车发动机的盖罩的内侧，但是油分离器还可以设置在除了盖罩内侧以外的位置中。

另外，在该实施例中平行地设置了四个锥部，但是平行设置的锥部的数量并不限于四个。此外，整流室的结构并不限于该实施例中的结构，并且在不脱离本发明精神的前提下可以采用各种不同的结构。

本发明并不限于附着至汽车发动机的油分离器，还可应用于将在除了汽车发动机以外的内燃机中产生的泄漏气体中的油分离的分离器。

Claims

1.一种油分离器，用于捕集在发动机的曲轴箱中产生的泄漏气体中所包含的油雾，所述油分离器包括：

沿一直线布置的多个锥部；

用于所述泄漏气体的整流室，所述整流室与所述锥部所在的直线平行、并邻近所述锥部的上侧表面布置，所述整流室包含用于所述泄漏气体的流入端口，所述流入端口位于所述锥部所在的直线的前方，其中：

所述锥部的上侧外周壁具有朝向所述整流室的部分，所述朝向所述整流室的部分构成用于将所述整流室与所述锥部分隔的隔壁，所述锥部的上侧外周壁具有朝向相邻的锥部的部分，所述朝向相邻的锥部的部分构成与所述相邻的锥部的外周壁彼此共用的共用壁；

所述隔壁分别设有适于允许所述泄漏气体流入所述锥部的狭缝，所述狭缝与所述锥部的轴向平行地被形成；并且

所述泄漏气体可从所述流入端口流入所述整流室内并沿所述整流室的外周壁或沿所述隔壁流入所述整流室内，从所述狭缝沿着所述锥部的外周壁的切向沿所述锥部的内侧表面流入所述锥部中。

2.根据权利要求1所述的油分离器，其特征在于：在最靠近所述流入端口的一个锥部中，所述狭缝从所述整流室的外周表面与所述锥部的外周表面交汇的位置延伸至所述隔壁的侧部，所述狭缝具有一宽度以及一高度，所述狭缝的高度与所述隔壁的高度大致相同，并且所述狭缝还被构造成朝向所述流入端口开设，所述隔壁的构成狭缝的侧表面的一部分与所述狭缝的开设方向平行地被形成；并且

在除了最靠近所述流入端口的锥部的其它每个锥部中，所述狭缝从较靠近所述流入端口的锥部的共用壁与锥部的隔壁之间的边界位置延伸至所述隔壁的侧部，所述狭缝具有一宽度以及一高度，所述狭缝的高度与所述隔壁的高度大致相同，并且，较靠近所述流入端口的锥部的隔壁的外侧表面、位于共用壁侧上的狭缝的侧表面、以及所述锥部的共用壁的内侧表面彼此相互连续地延伸。

3.根据权利要求2所述的油分离器，其特征在于，在所述整流室内，气体流道的宽度被确保成可以一定范围地维持泄漏气体流，并且所述泄漏气体被均匀地分布至所述锥部。

4.根据权利要求1所述的油分离器，其特征在于，所述油分离器在汽车发动机的气缸盖罩内设置。