CN105073219B - 带有喷射增强撞击的气油分离器及其相关方法 - Google Patents

带有喷射增强撞击的气油分离器及其相关方法 Download PDF

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Abstract

将气压驱动泵喷嘴或可选的康达效应喷嘴与气油分离器中的撞击器喷嘴进行组合，用于从内燃机曲轴箱的窜气中分离出油，或一般用于从气体中分离液体喷雾。这种组合提高了撞击效率，并允许在更高的压力差(或压降)(“dP”)下操作，而不会在气油分离器中导致过度的反压。

Description

带有喷射增强撞击的气油分离器及其相关方法
与相关申请的交叉引用
本申请要求于2013年3月28日提交的申请序列号为61/806，040的美国临时专利的利益和优先权，其通过全部引用被包含于此。
技术领域
本发明涉及在曲轴箱通风系统中使用的气油分离器及其它气液分离应用中用于惯性撞击的系统和方法。
背景技术
惯性气液分离器从气液流移除并聚结液体粒子。在曲轴箱通风应用中，希望从发动机的曲轴箱排出燃烧窜气。未经处理的这些气体含有油雾和油烟形式的微粒物质。因此存在着控制污染物的浓度的需求，特别是在如果窜气将再循环回到发动机的进气系统的情况下。油雾滴一般直径小于5微米，因此难以使用常规的纤维性过滤介质来去除同时保持低流阻作为介质收集并充满油和污染物。
曲轴箱通风应用中的气液分离器可用作气油分离器。气油分离器包括一个外壳，该外壳具有用于从发动机曲轴箱接收气油流的入口，和用于向例如空气进气歧管排放空气流的出口。外壳中的喷嘴结构具有多个喷嘴(孔)接收来自所述入口的气油流，并通过喷嘴加速气油流。外壳中的惯性撞击器在加速气油流的路径上，并且导致气油流急剧的方向变化。急剧的方向变化导致油粒子从空气中分离。
美国专利6290738公开了一种惯性气液分离器，包括一个外壳，该外壳具有一个用于接收气液流的入口和一个用于排放气流的出口。外壳中的喷嘴结构具有多个喷嘴来接收来自入口的气液流，并通过喷嘴加速气液流。外壳中在加速气液流路径上的惯性收集器在此导致急剧的方向变化，并且在优选形式中具有粗糙的多孔收集表面(收集介质)，该收集表面比起光滑无孔撞击器冲击表面，使更小尺寸的液体粒子从气液流发生液体粒子分离并且没有后者的锐截止尺寸，以提高整体分离效率，包括用于更小的液体粒子。提供了各种外壳构造和几何形状。
美国专利7699029公开了一种用于内燃机的曲轴箱通风系统，具有喷射泵，该喷射泵从气/油分离器的油出口抽吸清除的分离的油并将其向曲轴箱泵送。喷射泵供应泵送压力，该泵送压力大于压力较高的曲轴箱和低压油出口之间的压力差，以克服这样的压力差以及由此导致的回流趋势，而是使从油出口抽吸清除的分离的油并将其向曲轴箱泵送。
美国专利7870850公开了一种用于内燃机的曲轴箱通风系统，具有喷射泵从气/油分离器的油出口抽吸清除的分离的油并将其向曲轴箱泵送。
美国专利8202339公开了一种惯性气液撞击分离器，包括一个具有撞击表面的惯性撞击收集器，撞击表面相对于轴向加速流对角延伸，该表面优选为一个圆锥体，该圆锥体具有轴向面对加速喷嘴并与加速喷嘴轴向对齐的导向尖端。在进一步的方面，第一和第二惯性撞击收集器串联设置，在第一惯性撞击收集器中具有孔口，为第二惯性撞击收集器提供喷嘴。通过减小停滞区域的范围，以从一个窄带粒度范围改变到更宽的频带范围并移动截止尺寸来提供改进的性能。惯性气液撞击分离器具有聚结介质的穿孔层，该聚结介质具有气液流流过的至少一个孔。通过增强流入介质补丁的渗透力，并由此通过拦截，碰撞和扩散增强粒子捕获而改进性能。
美国专利8191537公开了一种用于内燃机的曲轴箱通风系统，包括分离器和放大器，放大器通过分离器增加沿流动路径的至少一路流量和压力，以提供更高的分离效率。
发明内容
第一实施方式涉及一种气液分离器。气液分离器包括具有用于接收气液流的入口的外壳，和由外壳支撑并位于所述入口下游的撞击器喷嘴板，所述撞击器喷嘴板接收气液流。撞击器喷嘴延伸穿过撞击器喷嘴板，并提供一个通道供气液流通过撞击器喷嘴板，从而当气液流通过撞击器喷嘴板时产生撞击器喷嘴上游端和撞击器喷嘴下游端之间的压力差。加压气体喷嘴喷射高速气流进入气液流，从而减小压力差。
另一实施方式涉及用于增强惯性气液分离器中液体粒子收集的方法和系统。在该方法和系统中，与液体粒子混合的气体的第一流通过撞击器喷嘴在收集介质接收并引导，从而当第一流通过撞击器喷嘴时，在撞击器喷嘴的上游端和撞击器喷嘴的下游端之间产生的压力差。随后在该方法和系统中，气体的第二流注射到所述第一流，以减小压力差，并在收集介质引导第一流时提高液体粒子的速度。
另一实施方式涉及一种气液分离器。该气液分离器包括一个撞击器喷嘴，该撞击器喷嘴接收气液流并提供一个通道用于气液流通过撞击器喷嘴，从而当气液流通过撞击器喷嘴板时，在撞击器喷嘴的上游端和撞击器喷嘴的下游端之间产生压力差。气液分离器还包括围绕所述撞击器喷嘴的气室，该气室为撞击器喷嘴提供加压空气流。气液分离器包括一个喷气嘴，该喷气嘴将加压空气流喷射进入通道。
本发明内容用以选择介绍一些在以下具体实施方式中将被进一步描述的概念。本发明内容并不旨在标识所要求保护的主题的关键或必要特征，也不旨在用作帮助限制所要求保护的主题范围。
附图说明
图1示出了根据示例性实施方式的用于曲轴箱通风(“CV”)系统的气液分离器的中央喷射系统的剖面图。
图2示出了图1的中央喷射系统的另一剖面图。
图3示出了在外壳内的图1的中央喷射系统的立体图。
图4示出了根据示例性实施方式的包含各种用于CV系统的气液分离器的边界条件的中央喷射系统的剖面图。
图5至图13示出了图4中央喷射系统的各种实施例的计算流体动力学(CFD)建模结果。
图14示出了根据示例性实施方式用于CV系统的气液分离器的环喷射系统的剖面图。
图15示出了图14中环喷射系统的加压气体喷嘴的剖视图。
图16至图18图示出了图14环喷射系统的CFD建模结果。
具体实施方式
在本说明书中，使用某些术语为了简洁，明了和便于理解。从中没有隐含超出现有技术要求的不必要的限制，因为这些术语仅是用于描述性的目的并且旨在被广义地解释。本文描述的不同的系统和方法可以单独使用或与其它系统和方法结合使用。各种等同方案，替代方案和修改都可能在所附权利要求的范围之内。在所附权利要求的每个限制中，只要术语“方法”或“步骤”明确记载在各自的限制中，则所附权利要求中的限制目的在于调用《美国法典》第35卷第112节(35U.S.C.§112)第六段的解释。
本文公开了气液分离器以及与其相关的方法和系统。所述气液分离器以及与其相关的方法和系统可以基于以下定义进一步描述。
除非另有规定或根据上下文说明，术语“一”，“一个”，和“该”的意思是“一个或多个”或“至少一个”。例如，“喷嘴”应被解释为指“一个或多个喷嘴”。
如本文所用，“约”，“近似”，“基本上”，和“显著”将被所属领域的普通技术人员理解，且在一定程度上会因为它们所使用的上下文而有所不同。如果有术语的使用对于本领域的普通技术人员不清楚，考虑到其被使用的上下文，“大约”和“近似”将意味着加或减小于该特定项的10％，“基本上”和“显著”将意味着加或减大于该特定项的10％。
如本文所用，术语“包含”和“包括”与术语“包含”和“包括”具有相同的含义。
本公开内容将气压驱动泵喷嘴或可选的康达效应喷嘴与气油分离器中的撞击器喷嘴进行结合，用于从内燃机曲轴箱的窜气中分离出油，或一般用于从气体中分离液体喷雾。这种组合提高了撞击效率，并允许在更高的压力差(或压降)(“dP”)下操作，而不会在气油分离器中导致过度的反压。
惯性撞击气油分离器用于曲轴箱通风(“CV”)应用，但它们的喷雾分离效率受到可允许的曲轴箱反压的制约。来自窜气的喷雾的惯性撞击效率随着窜气撞击速度的增加而增加。例如，撞击器d50(在50％效率下分离的喷雾直径)随着撞击速度“U”的平方根倒数而下降：所以4倍增加撞击速度会使d50切割尺寸下降(改善)一半(即，给定尺寸分布的喷雾混合下，效率高得多)。
公式1：海因兹“喷雾技术”撞击器D50公式(Cc＝坎宁安滑移校正系数,η＝粘度,Dj＝喷射系数,Stk50＝圆形喷嘴撞击设计的常数～0.24,ρp＝喷雾的浓度,U＝喷嘴中平均气速)。
粒子直径具有50％的收集效率下，d50可根据下列公式计算：
穿过撞击器喷嘴的压力差也随撞击速度(U)的平方而增加。用于驱动惯性撞击分离过程的可用压降通常受最大允许反压的限制。例如，在曲轴箱通风应用中，在曲轴箱内发动机密封件在更高的反压下可能会失效，从而限制了最大允许反压的典型范围为5-20英寸的水(“在H2O中”，相当于约1.25-5千帕)。
本公开内容描述的系统和方法以通过中央喷嘴和/或柯安达喷嘴提供加压空气，而为穿过撞击器喷嘴的窜气创建泵协助，从而创建更高的可允许的dP以及增加的效率,而不必增加曲轴箱内的反压。中央喷嘴也已经被计算流体动力学(“CFD”)建模所证明其能够通过加速液体粒子进入撞击器喷嘴内的高速中央喷射而增加撞击区域中的撞击效率，来提供附加的分离效率提升(超出简单dP减少利益)。
曲轴箱通风空气充满着水份，因为它包含燃烧副产品。如果气油分离器在冰点以下，水分会凝结/冻结在喷嘴上，导致喷嘴阻塞，高压降，以及其他后继问题(旁通阀开度，效率低，发动机去速率，警示灯等)。通过利用相对较热的后涡轮增压器增压空气以供给加压空气，可以防止喷嘴冻结问题。在一个实施例中，后涡轮增压器增压空气在充气冷却器之前被采用。提供相对热的空气可以使气油分离器的安装在远离发动机的位置。在一个实施例中，气/油分离器安装空气过滤器外壳内。
中央喷射布置
参考图1，示出了根据示例性实施方式的中央喷射系统100的剖视图。中央喷射系统100是用于CV系统的气液分离器的一部分。中央喷射系统100从加压源(例如，从内燃机的曲轴箱)接收窜气102。所述窜气102包括空气和油喷雾的混合物。为了从空气中分离油喷雾，窜气102通过撞击器喷嘴104并到达多孔的撞击表面106。多孔的撞击表面106可以是不可渗透的或可渗透的。中央喷射系统100采用了中央加压动力喷嘴108，动力喷嘴108将加压和高速喷射的洁净空气递送(即“核心喷射”)到撞击器喷嘴104，以形成强大的真空/混合效果从而产生泵送效果，加速窜气朝向多孔撞击表面106(即，核心喷射降低因窜气流102穿过撞击器喷嘴104而产生的压降，从而使窜气102能够以更高的速度来撞击多孔撞击表面106，而更高的速度增加了喷雾从窜气102分离的分离效率)。加压气室110提供加压的清洁空气给动力喷嘴108，以在撞击器喷嘴104的上游端向窜气流102中注入高速空气流。在一些布置中，加压气室110中空气的压力近似为30磅每平方英寸。加压气室110中的空气可从内燃发动机的涡轮增压器进料。清洁空气和窜气102生成的混合喷射可能会经历伯努利效应，使窜气102沿径向向内移动(即，接近中心轴112)，其具有增加窜气102进入多孔撞击表面106的穿透深度的第二个好处，从而进一步增加中央喷射系统100的效率，使其超出简单的“DP等效”的操作条件。
仍然参考图1，动力喷嘴108沿轴线112与撞击器喷嘴104轴向对齐。在一个替代性的布置中，动力喷嘴108不与撞击器喷嘴104轴向对齐。在进一步的布置中，动力喷嘴108的范围可以从与撞击器喷嘴104轴向对齐(如图1所示)移位到几乎与撞击器喷嘴104相切的点，直到本公开中的系统的抽吸性能不再提高。用高速气体喷射来加速窜气流102，减小了撞击器喷嘴104上游端和撞击器喷嘴104下游端之间的压力差，从而使窜气以更高的撞击速度撞击多孔撞击表面。动力喷嘴108的几何形状提供流速使窜气102在H2O中的dP减少超过20(即，曲轴箱压力是不引起变化的，尽管如果动力流被关闭，在H2O中相同的喷嘴dP大于30)。
参考图2，中央喷射系统100的另一剖视图可以包括多个加压动力喷嘴108和多个撞击器喷嘴104。多个动力喷嘴107可以通过在歧管板202中钻孔或模制小管孔形成。歧管板202与撞击器喷嘴板204间隔开。撞击器喷嘴板204具有延伸的管孔，管孔包括撞击器喷嘴104。
参考图3，示出了外壳302内中央喷射系统100的立体图。如图3所示，窜气102的气液流，例如气油流，通过窜气流入口304进入外壳。该窜气102围绕涡轮入口总管306的外部环流，并流过撞击器喷嘴104(如图2)。与此同时，清洁的加压空气，排气，或其他合适的气体通过，例如涡轮入口306，进入外壳。该气体流过动力中央喷嘴108(如图2所示)。该动力中央喷嘴创建高速气流，高速气流在撞击器喷嘴104的上游端泵入气油流。然后高速气流和气油流通过撞击器喷嘴104并碰到多孔撞击表面106。油喷雾粒子粘在多孔撞击表面106，而空气一旦撞击多孔撞击表面改变方向后就径向向外流。该空气通过出口308离开外壳。
参考图4，根据示例性实施方式示出了用于CV系统的气液分离器的具有各种边界条件中央喷射系统400的剖视图。中央喷射系统400类似于图1至图3的中央喷射系统100。中央喷射系统400包括撞击器喷嘴402，将窜气流朝撞击介质404引导。撞击器喷嘴402的直径为3毫米，高度为3.3毫米。在一个替代性的布置中，撞击器喷嘴402直径为3毫米，高度为7毫米(例如，如图7所示)。中央喷射系统400包括将洁净空气高速喷射引导入撞击器喷嘴402的动力喷嘴406。动力喷嘴406的直径为0.9毫米。动力喷嘴406由增压气源408(例如，内燃发动机的涡轮增压器)在0psig压力下(即“没有辅助”)，10psig压力下，20psig压力下，或30psig压力下进行供应。
为了理解由中央喷射提供的抽吸提升和喷雾分离增强，在中央喷射系统400上使用计算流体动力学进行了理论研究。理论研究的结果与基准模型在漏气质量流率大约为1.2标准立方英尺/分钟下进行了比较，基准模型包含3毫米孤立撞击器喷嘴(即，与中央喷射系统400的撞击器喷嘴相似的，没有中央喷射系统400的动力喷嘴带来的额外抽吸效果的撞击器喷嘴)，1.2标准立方英尺/分钟使H20的压降为19.3"。这项研究的结果将在下面图5至图13进行进一步详细讨论。
参考图5，示出了对于无辅助情况和对于两个不同动力喷嘴406压力：10和30PSIG下，速度大小的等高线(上限为200米/秒)。根据等高线，流在撞击器喷嘴402的中心轴上/附近被加速到非常高的速度。这导致高速流渗透到撞击介质404。在纤维撞击介质404内的惯性撞击机制是喷雾斯托克斯数的强函数，其取决于本地喷雾速度。撞击介质404可以是穿透介质，允许流穿过撞击介质404。多孔撞击介质404内的质量平均速度，作为另一种表示更高性能的参数，也示于图5。
参考图6，示出了从动力喷嘴406的边界释放的流迹线。虽然该迹线从未到达撞击器喷嘴402的中心轴线，该迹线在10和30PSIG的情况中都由动力喷射流加速到非常高的速度。
参考图7，示出了中央喷射撞击器相比基准设计的抽吸性能(或压差的减少)。基准设计具有大约19.3"H2O的压降。在10PSIG推动压力下，抽吸性能很小，但当推动压力增加时，抽吸性能适度提高到大约6"H2O。中央喷嘴的特定几何形状并不提供大量抽吸，因为混合孔没有足够长到可以将有效动量传递到周围的流体。动力中央喷射几乎就像自由扩展的(即，没有混合孔)预计在高压下(20PSI以上)的喷射。
参考图8，示出了基准无辅助的撞击器和3.3mm孔中央喷射撞击器之间的效率比较。由于介质区内更高的油滴速度,D50的切割尺寸随着增压压力增加而向左偏移，导致更大的惯性分离。
参考图9，示出了3.3毫米撞击器喷嘴混合孔长度和7毫米撞击器喷嘴混合孔长度之间的速度比较。该比较包括30和10PSIG推动压力。正如在该比较中所看到的，通过增加混合孔长度,抽吸性能可以得到改善。对于30PSIG的情况，在介质区内质量加权平均速度略有下降。对于10PSIG的情况，两个混合孔长度之间不存在太大的差别。
参考图10，示出了混合孔长度3.3毫米的撞击器喷嘴相较于混合孔长度7毫米的撞击器喷嘴的抽吸性能的比较图。随着混合孔的长度的增加，喷射泵的抽吸性能显著提高。在7毫米孔30PSIG情况下，曲轴箱压力约为3"H2O,即达到约23"H2O抽吸(对比3.3毫米的版本约6"H2O抽吸)。
参考图11，示出了3.3毫米和7毫米混合孔之间的分离效率的比较。对于更长的混合孔设计,效率的下降可以忽略不计，但对于基准情况仍然是很大的改进。
参考图12，示出了曲轴箱流量范围从2标准立方英尺至8标准立方英尺以及推动压力范围从0PSI到30PSI的测试压降图。如图12所示，如在CFD中看到的,由高速喷射产生的抽吸作用由此提供了如CFD所示的趋势。如在CFD看出从而证明见于CFD趋势。零以下的压降值表示曲轴箱是在真空条件下。由于喷射速度和喷嘴速度彼此接近这样的事实,对于5，10和15PSI在较高的曲轴箱流动下没有抽吸效果。在一系列6标准立方英尺和30PSI的设计点上,曲轴箱压力的降幅大于80％。
参考图13，示出了在不同液滴尺寸以及不同推动压力下的测试效率曲线。图13还调用出0.3微米的分离效率。可看出的一般趋势是，由于高速喷射撞击,在更小液滴尺寸处的分离效率随着推动压力增加而增加。
中央喷射概念可以通过使用更长的混合孔和/或混合孔直径/动力喷射直径的更小比率进行最优化。
因此，通过在惯性撞击器使用高压/高速中央喷射,在压力损失和分离效率方面都有改进。中央喷射设计提供了超出简单dP降低效果的效率增强。在撞击器喷嘴的中心轴处的高速的关键效果在于将低速喷雾负载套拉向中心轴，从而改善了撞击区的渗透和速度。换言之，与抽吸喷射“关闭”，气流速相同并且忽略高得多的压降的设计的分离效率相比，由喷射泵辅助的喷嘴的效率显著提高，切割尺寸(D50)显著向左移。
康达效应喷射布置
参考图14，根据示例性实施方式示出了用于CV系统的气液分离器的环喷射系统1400的剖视图。环喷射系统1400以如上所述关于系统100的类似方式，从空气中的窜气1402分离包含在窜气1402中的油喷雾。环喷射系统1400与系统100不同的是，环喷射系统1400使用康达效应以加速窜气1402通过撞击器喷嘴1404朝向多孔撞击表面1406。康达效应描述了高速喷射流移向并附着到附近表面上的趋势，即便该表面曲线远离喷射方向。所述多孔撞击表面1406可以是可渗透的或不渗透的。环喷射系统1400采用了包围撞击器喷嘴1404的圆形气室1408，它允许清洁加压空气的单独流1410(例如，涡轮增压空气)、废气、或其它合适的气体朝撞击器喷嘴1404和中心轴1412径向向内喷射。加压气体喷嘴1414在撞击器喷嘴1404的上游端和撞击器喷嘴1404的下游端之间向窜气流1402注入高速气体流。加压气体喷嘴在撞击器喷嘴1404周围形成一个环形。加压气体喷嘴1414创建高速离开气体喷嘴1414的一个环形喷射，或一个鞘形喷射。环形喷射对通过撞击器喷嘴1402的窜气1402形成剪切力。该剪切力导致窜气1404的加速与抽吸(即剪切力减少了由窜气1402流过撞击器喷嘴1402而导致的压降，结果产生允许增加撞击分离效率的较高速的流)。撞击器喷嘴1402和加压气体喷嘴1414的几何形状提供的流速使窜气102的dP减少超过H2O中的20(即，曲轴箱压力是中性的，尽管如果动力流被关闭，等效喷嘴dP大于H2O中的30)。
参考图示15，示出了系统1400的加压气体喷嘴1414的特写剖视图。由抽吸空气1410在具有径向间隙(即加压气体喷嘴1414)的圆形气室1408产生康达效应。圆形气室1408围绕撞击器喷嘴1404，并向撞击器喷嘴1404径向注入高速气体流。圆形气室1408均匀地提供小间隙以控制喷射流。该间隙被配置为在下侧具有圆形排放边缘1502，在上侧具有向下转的边缘1504，它们一起使环形喷射在康达效应协助下“附加”到撞击器喷嘴的内径。向下转的边缘1504转动的方向为窜气1404的方向，以将空气1410引导到撞击器喷嘴1404。此圆柱形空气喷射相对于窜气流1402的中央核心在更高的速度，并且得到的混合/切变产生的抽吸效果加速了窜气流1404以及大大降低了通过撞击器喷嘴1404的压降。环喷射系统1400，其类似于上述描述的关于系统100中的中央喷嘴，使用从高速流(流量环，在这种情况下)到低速核心流的动量转移。康达效应使得环形喷射流粘到墙壁，在这种情况下为撞击器喷嘴的内径，并使得消散得比自由扩展喷射更慢。使用CFD评估的环形喷射系统1400的测试结果将在下面关于图16-18中进一步详细描述。
参考图16，示出了在10PSIG和30PSIG增压压力下通过撞击器喷嘴1404的迹线。该迹线偏离中心。偏差是由于速度场的再分配，以使得当撞击器喷嘴1404上游端的质量流速固定时满足连续性方程。
参考图17，比较了系统1400的康达效应喷嘴和基准模型的抽吸性能。比较中所用的基准模型与上面所讨论的关于系统100的比较相同的基准模型，特别地，所述基准模型包括一个窜气流速约为1.2SCFM的3毫米孤立喷嘴，产生19.3"H20的压降。
参考图18，比较了系统1400的康达喷嘴与基准模型的分离效率曲线。在30PSIG下，相比基准值0.26微米，D50为0.24微米。在较低推动压力10PSIG下，康达概念的效率相比基准线(切割大小0.39微米相比基准线0.26微米)有所减小。
其它实施例
上述实施方式都允许设计控制曲轴箱压力。曲轴箱压力可以为中性、负的、或正的，取决于喷射泵设计比、推动压力、和动力流速。
任一上述实施方式可适合于包括穿孔多孔表面(多孔区的圆形孔与喷射对准，以进一步提高多孔区渗透)和/或美国专利8202339所述的圆锥形支撑表面。
任一上述实施方式可适合于采用2维线性“缝隙式喷嘴”，而不是轴对称圆形喷嘴所述配置。
中央喷射概念中每个撞击器喷嘴可以包括多个动力中央喷嘴。例如，三个或六个动力喷嘴可阵列设置并分布在撞击器喷嘴的横截面上。
任一上述实施方式，可以与无孔区撞击表面(即，收集介质)结合使用。例如，该撞击表面可以是平的，光滑的，或者粗糙但不可渗透的。
任一上述实施方式可以与可变撞击器方案一起使用，其中固定和/或可变撞击可以是喷射辅助以得到相对于窜气流速更平坦的性能响应。可替代地，一个或多个固定的或可变的撞击器喷嘴可以与动力中央喷射增强喷嘴平行。
用于任一实施例的加压动力气流可以源于发动机充气(在涡轮增压压力，无论是在充气冷却器外壳前，后，或者在外壳上)。一个可能的位置可以是充气冷却器的低点，通常容易产生不希望的积液，例如油的积存。从该位置吸引动力空气将会将该液体转移到撞击分离器，并最终经由撞击分离器外壳的泄口回到发动机的油槽内。其他动力空气源包括压缩空气罐，空气压缩机，废气再循环管线，排气歧管，或者任何普通的气体压力源。
推动压力和/或压缩气体的流速可以由节气门基于从ECM或其它一个或多个传感器的反馈进行控制。控制器可以根据发动机/客户在该操作条件/状态下的需要裁剪撞击分离效率。控制压缩气体的流速也可以在一定操作条件下降低寄生损失(排气)。
喷射增强撞击可以与喷射泵辅助回油相结合，如在美国专利7699029或美国专利7870850中所述的那样。喷射泵可以使用共同的加压气体源，并且在气油分离器外壳上具有单个加压气体附着点。
撞击介质可以是可流过的介质和/或不必由一个支撑表面支持。例如，撞击介质可以是纤维或多孔介质柱形管的内径或外径表面，其中基本上所有离开动力和撞击器喷嘴的流最终从撞击介质的一侧穿过另一侧。
撞击器喷嘴的流出口侧(下游端)可以与撞击介质直接接触，要么在收集介质表面或者穿透一定距离进入采集介质。动力喷射通过提供额外的能量来驱动所有的气流进入收集介质而没有过度曲轴箱反压来使之成为可能。
当气液分离器被用作曲轴箱通风气油分离装置，它可以远离发动机安装，如安装在进气空气过滤器外壳或进气管道。这是通过使用温度高于环境或高于窜气温度的动力气体源来实现的。换句话说，气油分离器可远离曲轴箱通风系统，并且高速气流可以比气液流热。多达五个流体线可以集成到管道或沿着管道，该管道将空气过滤器外壳连接到发动机：(a)进气空气、(b)发动机窜气、(c)动力气源、(d)分离的油漏、和/或(e)净化的窜气流。潜在地，所有这些流体连接可以在涡轮增压器外壳进行管理。通过消除曲轴箱通风设备设计和集成的负担，以及安装成本和在发动机制造点中附件安装部件成本，这可以有益于发动机制造商。
在前述的说明中，对于本领域技术人员而言,显而易见地可以对本文所公开的发明进行改变替换和修改,而不脱离本发明的范围和精神。于此说明性描述的该发明在缺少任何一个或多个原件,未具体公开的一种或多种限制时,可以适当地实现。已使用的术语和表达被用作描述术语而不是限制，并且目的并不在于使用这些术语和表达排除所示和所描述的特征或其部分的任何等同物,但认识到在本发明的范围之内各种修改是可能。因此，应该理解的是，尽管本发明已经由特定实施方式和可选特征示出，但是在此公开的概念的修改和/或变化可以由本领域的技术人员诉诸，并且这样的修改和变化被认为在本发明的范围之内。
在此引用了大量参考文献。所引用的参考文献通过引用的方式以其整体并入本文。如果本说明书中术语的定义和参考文献中术语定义相比不一致,该术语应当根据本说明书中的定义进行解释。

Claims (16)

1.一种气液分离器，其特征在于,该气液分离器包括：
外壳,该外壳具有用于接收气液流的入口；
撞击器喷嘴板,该撞击器喷嘴板由所述外壳支撑并位于所述入口的下游，该撞击器喷嘴板接收所述气液流；
撞击器喷嘴,该撞击器喷嘴延伸通过所述撞击器喷嘴板,并为气液流提供通道以穿过撞击器喷嘴板，从而当气液流穿过撞击器喷嘴板时,在撞击器喷嘴的上游端和撞击器喷嘴的下游端之间产生压力差；和
加压气体喷嘴，该加压气体喷嘴包括围绕所述撞击器喷嘴的圆形气室，该圆形气室将高速气流径向注入撞击器喷嘴，使得该高速气流被注入所述气液流以减小压力差。
2.根据权利要求1所述的气液分离器，其特征在于，所述加压气体喷嘴在所述撞击器喷嘴的上游端将所述高速气流注入气液流。
3.根据权利要求1所述的气液分离器，其特征在于，所述加压气体喷嘴在所述撞击器喷嘴的上游端和撞击器喷嘴的下游端之间将所述高速气流注入气液流。
4.根据权利要求1所述的气液分离器，
其特征在于，所述气液分离器包括用于曲轴箱通风系统的气油分离器；
其中所述气油分离器远离所述曲轴箱通风系统；而且，
其中所述高速气流比所述气液流热。
5.一种在惯性气液分离器中用于增强液体粒子收集的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
接收与液体粒子混合的气体的第一流；
引导所述第一流通过撞击器喷嘴到达撞击介质，从而当所述第一流通过所述撞击器喷嘴时，在撞击器喷嘴的上游端和撞击器喷嘴的下游端之间产生压力差；以及
将气体的第二流向所述撞击器喷嘴径向注入并注入所述第一流以减小压力差，并在所述第一流被引导到收集介质时提高液体粒子的速度。
6.权利要求5所述的方法，其特征在于,还包括以下步骤：将所述第一流中的液体粒子浓缩至所述第一流的中心以增强液体粒子在撞击介质的撞击。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于,还包括以下步骤：在引导所述第一流通过所述撞击器喷嘴之前,将所述第二流注入所述第一流。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于,还包括以下步骤：沿所述撞击器喷嘴的中心轴注入所述第二流。
9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于,还包括以下步骤：在所述撞击器喷嘴内将所述第二流注入所述第一流。
10.根据权利要求5所述的方法，其特征在于,所述撞击介质包括穿透介质。
11.一种气液分离器，其特征在于,该气液分离器包括：
撞击器喷嘴,该撞击器喷嘴接收气液流并为所述气液流提供通道以穿过所述撞击器喷嘴，从而当所述气液流穿过撞击器喷嘴板时,在撞击器喷嘴的上游端和撞击器喷嘴的下游端之间产生压力差；
围绕所述撞击器喷嘴的气室,该气室向所述撞击器喷嘴提供加压空气流；
喷嘴，该喷嘴将所述加压空气流径向注入所述通道。
12.根据权利要求11所述的气液分离器，其特征在于，所述喷嘴在撞击器喷嘴的上游端和撞击器喷嘴的下游端之间将所述加压空气流注入所述通道。
13.根据权利要求11所述的气液分离器，其特征在于，所述喷嘴包括转动边缘。
14.根据利要求13所述的气液分离器，其特征在于，所述喷嘴还包括与所述转动边缘相反的圆形排放。
15.根据权利要求11所述的气液分离器，其特征在于，所述加压空气流形成环形喷射。
16.根据权利要求11所述的气液分离器，其特征在于，所述气室是圆形气室。
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