CN108729980A - 油气分离结构和发动机 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种油气分离结构、发动机的缸盖和发动机，其中，所述油气分离结构包括孔板(1)和挡流结构，所述孔板(1)设置有用于供曲轴箱窜气进入所述油气分离结构的进气孔(11)，所述挡流结构具有油气分离表面(21)，该油气分离表面(21)包括用于所述窜气中油滴的撞击区域，所述挡流结构配置为使得所述撞击区域的面积大小随进入所述油气分离结构的所述窜气的流速的大小成反比地改变。通过上述技术方案，本公开提供的油气分离结构结构简单，且能够实现稳定的油气分离效率。

Description

油气分离结构和发动机

技术领域

本公开涉及发动机领域，具体地，涉及一种用于发动机曲轴箱窜气的油气分离结构和发动机。

背景技术

在发动机工作时，会有部分可燃混合气和燃烧产物经活塞环由汽缸窜入曲轴箱内，形成曲轴箱窜气。由于窜气中所含有的未燃的燃油气、水蒸气和废气等成分会稀释机油，降低机油的使用性能，加速机油的氧化、变质，因此，需要对窜气进行油气分离，防止油滴进入进气系统，产生积碳，进而影响发动机性能。

现有发动机中通常设置有油气分离结构对曲轴箱窜气进行油气分离传统的油气分离结构按结构划分主要包括迷宫挡板式、旋风式、滤纸式、粒子电离式等几类结构。其中，相对于迷宫挡板式、粒子电离式结构来说，旋风式、挡板式的结构相对简单，成本低廉，需要较小的布置空间，有益于提高发动机的结构紧凑性。然而，无论是旋风式或者是挡板式结构，都只能在窜气流速到达预定值时，才能够达到需要的分离效率。因此，当发动机以较小的转速运行时窜气的流速无法达到预定值，在这种情况下，油气分离率无法满足需求。

因此，现有的油气分离结构中，简单的结构和稳定的油气分离效率无法兼顾。

发明内容

本公开的目的是提供一种油气分离结构，该油气分离结构具有结构简单的特点，且能够实现稳定的油气分离效率。

为了实现上述目的，本公开提供一种油气分离结构，包括孔板和挡流结构，所述孔板设置有用于供曲轴箱窜气进入所述油气分离结构的进气孔，所述挡流结构具有油气分离表面，该油气分离表面包括用于所述窜气中油滴的撞击区域，所述挡流结构配置为使得所述撞击区域的面积大小随进入所述油气分离结构的所述窜气的流速的大小成反比地改变。

可选择地，所述挡流结构包括可伸缩的挡流板，该挡流板的一个侧面用作所述油气分离表面，所述挡流板构造为具有褶皱位置和展开位置，所述挡流板能够在所述褶皱位置和所述展开位置之间转换，在所述褶皱位置，所述撞击面的面积最大，在所述展开位置，所述撞击面的面积最小。

可选择地，所述挡流板部分或整体设置有多条折弯线，所述挡流板能够沿该折弯线弯折以伸展和收缩，以使得所述挡流板分别到达所述展开位置和所述褶皱位置，在所述展开位置，所述油气分离表面为一个平面，在所述褶皱位置，所述油气分离表面为由多条所述折弯线分隔的多个相互成角度的平面。

可选择地，所述挡流结构还包括复位件，该复位件为所述挡流板提供朝向所述褶皱位置的回复力。

可选择地，所述复位件构造为具有弹性的板件，该板件的横向方向的两端分别与所述挡流板的两端连接，所述板件具有闲置位置和最大变形位置，在所述闲置位置，所述板件具有弧形横截面，此时，所述挡流板位于所述褶皱位置；在所述最大变形位置，所述板件具有直线形横截面，此时，所述挡流板处于所述展开位置。

可选择地，所述油气分离结构包括用于调节所述进气孔的进气横截面面积的单向调节阀结构，所述单向调节阀结构配置为仅允许窜气沿进入所述油气分离结构的方向流动，且使得所述进气横截面面积随着所述窜气气流的增大而增大。

可选择地，所述单向调节阀结构包括阀体和用于将所述阀体与所述孔板连接在一起的弹性连接件，所述进气孔设置有多个，所述阀体具有遮盖位置和打开位置，在所述遮盖位置，所述阀体封堵部分所述进气孔，在所述打开位置，所述阀体避让所述进气孔，所述弹性连接件为所述阀体提供朝向和保持在所述遮盖位置的弹力。

可选择地，所述油气分离结构还包括用于将所述油气分离结构安装到发动机缸盖的油气分离室中的安装座，所述孔板和所述挡流结构均固定于所述安装座。

在上述技术方案的基础上，本公开还提供一种发动机，包括缸盖，其中，所述缸盖集成有上述的油气分离结构，该油气分离结构位于在所述缸盖的油气分离室中。

可选择地，所述发动机设置有沿窜气的流动方向依次布置的油气粗分离结构和油气精分离结构，所述油气分离结构用作所述油气粗分离结构。

通过上述技术方案，本公开提供的油气分离结构通过设置挡流结构，提供可变的撞击面面积，即随着窜气流速的增大而减小，随着窜气流速的减小而增大，也就是说，当窜气流速减小时，通过增大撞击面面积可以补偿因窜气流速减小而导致的油气分离效率的下降，反之亦然。因此，本公开提供的油气分离结构能够提供稳定的油气分离效率，以满足需求。而且，由于本公开提供的油气分离结构通过孔板和挡流结构即可实现稳定的油气分离效率，因此，还具有结构简单、成本低廉的特点，一方面，降低了对于布置空间的要求，具有更广的适用范围，另一方面，也有利于发动机的结构紧凑及低成本的设计要求。而本公开提供的发动机包括上述油气分离结构，同样具有上述优点，为了避免重复，在此不再赘述。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是本公开具体实施方式中的油气分离结构的立体示意图，其中，挡油板处于褶皱位置，复位件处于闲置位置，阀体处于遮盖位置；

图2是本公开具体实施方式中的油气分离结构的立体示意图其中，挡油板处于展开位置，复位件处于最大变形位置，阀体处于打开位置；

图3是本公开具体实施方式中的油气分离结构的一部分的示意图，示出了处于遮盖位置的阀体；

图4是本公开具体实施方式中的油气分离结构的一部分的立体示意图，示出了处于打开位置的阀体；

图5是本公开具体实施方式中的油气分离结构的一部分的示意图，示出了处于褶皱位置的挡油板和处于闲置位置的复位件；

图6是本公开具体实施方式中的油气分离结构的一部分的示意图，示出了处于展开位置的挡油板和处于最大变形位置的复位件。

附图标记说明

1-孔板，11-进气孔，2-挡流板，21-油气分离表面，22销柱，3-复位件，4-阀体，5-弹性连接件，6-安装座。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指对应附图中的上、下，“内、外”是指相对于对应部件本身轮廓而言的内、外。但本领域技术人员能够理解的是，上述方位词仅用于解释和说明本公开，并不用于限制。

根据本公开的具体实施方式，提供一种油气分离结构，图1和图2示出了该油气分离结构的一种实施方式。参考图1和图2中所示，所述油气分离结构包括孔板1和挡流结构，所述孔板1设置有用于供曲轴箱窜气进入所述油气分离结构的进气孔11，所述挡流结构具有油气分离表面21，该油气分离表面21包括用于所述窜气中的油滴的撞击区域，所述挡流结构配置为使得所述撞击区域的面积大小随进入所述油气分离结构的所述窜气的流速的大小成反比地改变。

对于油气分离结构来说，影响油气分离效果的因素主要为气流速度和油气撞击面积，例如，现有的迷宫挡板式油气分离结构是通过增大油气撞击面积的方式提高油气分离效率，旋风式油气分离结构是通过提高气流速度的方式提高油气分离效率。而通过上述技术方案，本公开提供的油气分离结构通过设置挡流结构，提供可变的撞击区域面积，即随着窜气流速的增大而减小，随着窜气流速的减小而增大，也就是说，当窜气流速减小时，通过增大撞击面面积可以补偿因窜气流速减小而导致的油气分离效率的下降，反之亦然。因此，本公开提供的油气分离结构能够提供稳定的油气分离效率，以满足需求。而且，由于本公开提供的油气分离结构通过孔板和挡流结构即可实现稳定的油气分离效率，因此，还具有结构简单、成本低廉的特点，一方面，降低了对于布置空间的要求，具有更广的适用范围，另一方面，也有利于发动机的结构紧凑及低成本的设计要求。

在此需要说明的是，上述“撞击区域”可以理解为单位体积的窜气中油滴与油气分离表面接触的区域，例如，单位体积的窜气经进气孔11进入油气分离结构之后，吹向油气分离表面21，窜气受到油气分离表面21的阻挡而改变方向，而其中的部分油滴会撞击进而附着在油气分离表面21的某些位置上，这些位置的集合可以统称为“撞击区域”。其中，不同油滴撞击进而附着在油气分离表面21的同一位置时，该位置重复累积计入上述“撞击区域”。

在本公开提供的具体实施方式中，可以以任意合适的方式配置所述挡流结构。可选择地，参考图1、图2、图5和图6中所示，所述挡流结构可以包括可伸缩的挡流板2，该挡流板2的一个侧面用作所述油气分离表面21，所述挡流板2构造为具有褶皱位置(对应图1和图5)和展开位置(对应图2和图6)，所述挡流板2能够在所述褶皱位置和所述展开位置之间转换，在所述褶皱位置，窜气撞击次数相对较多，对应地，所述撞击面的面积最大，在所述展开位置，窜气撞击次数相对较少，对应地，所述撞击面的面积最小。

其中，可以以多种合适的方式配置挡流板2，以使其具有褶皱位置和展开位置。可选择地，所述挡流板2可以部分设置有多条折弯线，所述挡流板2能够沿该折弯线弯折以伸展和收缩，以使得所述挡流板2分别到达所述展开位置和所述褶皱位置。所述挡流板2能够沿该折弯线弯折以伸展和收缩，在所述展开位置，所述油气分离表面21为一个平面；在所述褶皱位置，所述油气分离表面21为由多条所述折弯线分隔的多个相互成角度的平面；窜气经进气孔11进入油气分离结构中之后，位于展开位置的挡流板2的油气分离表面21对窜气的反射次数少于位于褶皱位置的挡流板2对窜气的反射次数，也就是说，在褶皱位置，油气分离表面21由多个相互成角度的平面组成，使得窜气发生多次折射，由此，窜气中与油气分离表面21发生撞击的油滴的次数和数量增多，在这种情况下，处于褶皱位置的挡流板2的油气分离表面21所具有的撞击区域的面积大于处于展开位置的挡流板2的油气分离表面21所具有的撞击区域的面积。基于此，为了最大化撞击区域的面积，所述挡流板2可以整体设置有多条折弯线，如图5和图6中所示。其中，所述折弯线可以是规则的，也可以是不规则的，例如图5和图6中所示的实施方式中，多个折弯线平行且沿竖直方向延伸，以使得附着在油气分离表面21上的油滴能够在自身重力的作用下流动汇集以便于回收。在此需要说明的是，本文中所述的“竖直方向”对应于图中的上下方向，可以理解为与重力方向平行，或者，与车辆的垂向方向平行。当然，在其它实施方式中，折弯线可以不平行或不延竖直方向延伸，即可以根据实际需要设置折弯线的形状，例如，曲线形状或直线与曲线结合的形状。对此本公开不作具体限制。

通过以上描述可以明白的是，在本公开提供的具体实施方式中，当挡流板2处于褶皱位置时，窜气的流速最小，当挡流板处于展开位置时，窜气的流速最大，而流速的大小与其所具有的冲击力的大小成正比。考虑到发动机启动时窜气的流速较小，对应的冲击力较小，在这种情况下，为了保证油气分离效率，需要将挡流板2设置为在没有外力的情况下处于褶皱位置，而在外力的作用下能够从褶皱位置向展开位置转换。为此，所述挡流结构还可以包括复位件3，该复位件3为所述挡流板2提供朝向所述褶皱位置的回复力。随着窜气流速的增大，其所对应的冲击力也随之增大，在该冲击力的作用下，能够克服回复力的作用而逐渐展开挡流板2，从而使得挡流板2的折弯程度减小，进而降低对窜气的折射即撞击次数。

在本公开提供的具体实施方式中，所述复位件3可以以任意合适的方式配置。可选择地，参考图1和图2中所示，所述复位件3构造为具有弹性的板件，该板件的横向方向(与上述的竖直方向相垂直)的两端分别与所述挡流板2的两端连接，所述板件具有闲置位置和最大变形位置，在所述闲置位置，所述板件具有弧形横截面(沿所述横向方向截取的截面)，此时，所述挡流板2位于所述褶皱位置；在所述最大变形位置，所述板件具有直线形横截面，此时，所述挡流板2处于所述展开位置。

可以理解的是，存在窜气的流速小到即使撞击面的面积最大时也无法补偿的情况。为此，本公开提供的所述油气分离结构可以包括用于调节所述进气孔11的进气横截面面积的单向调节阀结构，所述单向调节阀结构配置为仅允许窜气沿进入所述油气分离结构的方向流动，并且使得所述进气横截面面积随着所述窜气气流的增大而增大。即通过单向调节阀结构，一方面能够控制窜气的流向，避免因发动机停止工作或转速变化导致窜气回流到曲轴箱内而改变曲轴箱内的负压环境，另一方面能够控制气孔的进气横截面积，提高进入油气分离结构的窜气的流速，从而提高油气分离效率。

在本公开提供的具体实施方式中，可以通过任意合适的方式配置上述单向调节阀结构。可选择地，参考图1至图4中所示，所述单向调节阀结构可以包括阀体4和用于将所述阀体4与所述孔板1连接在一起的弹性连接件5(例如弹簧)，所述进气孔11设置有多个，所述阀体4具有遮盖位置(对应于图1和图3)和打开位置(对应于图2和图4)，在所述遮盖位置，所述阀体4封堵部分所述进气孔11，在所述打开位置，所述阀体4避让所述进气孔11，所述弹性连接件5为所述阀体4提供朝向和保持在所述遮盖位置的弹力。在这种情况下，当窜气流速较小时，冲击力相应较小，阀体4在弹性连接件5的弹力的作用下保持在遮盖位置，此时，窜气只能通过部分进气孔11进入油气分离结构，而根据伯努利定理，通过这部分进气孔11的窜气的流速会相应增大，以达到上述提高油气分离效率的效果。

此外，为了使得从全部的进气孔11进入油气分离结构的窜气均匀地流向挡流板2，阀体4可以构造为圆形，弹性连接件5连接在阀体4的中心，而多个进气孔11则可以以该中心呈放射状对称分布。参考图1和图2中所示，为了提高窜气中油滴的撞击力，进气孔11的中心轴线可以与油气分离面21(处于展开位置时)垂直。

在本公开提供的具体实施方式中，所述油气分离结构还可以包括用于将所述油气分离结构安装到发动机缸盖的油气分离室中的安装座6，所述孔板1和所述挡流结构均固定于所述安装座6。例如，孔板1可以通过连接件(铆钉或螺栓等)固定于安装座6；挡流结构可以通过销柱22与安装座6上的销孔的过盈配合而固定于安装座6，其中，销柱22的中心轴线与挡流结构的中心对称轴线共线，且销柱可以与复位件3一体成型。

在上述技术方案的基础上，本公开还提供一种发动机，该发动机具有缸盖，所述缸盖集成有上述的油气分离结构，该油气分离结构位于在所述缸盖的油气分离室中。

可选择地，所述发动机设置有沿窜气的流动方向依次布置的油气粗分离结构和油气精分离结构，上述的油气分离结构用作所述油气粗分离结构。在这种情况下，曲轴箱窜气先经过粗分离再经过细分离，能够快速高效地实现油气分离，能够获得所需的高效的分离效率的同时，还能够避免曲轴箱窜气量累积过大而破坏发动机的密封性。因此，兼具上述油气分离结构的优点的同时，本公开提供的发动机缸盖即能够实现稳定的油气分离效率的同时，还能够提供高效的油气分离效率。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (10)

1.一种油气分离结构，其特征在于，所述油气分离结构包括孔板(1)和挡流结构，所述孔板(1)设置有用于供曲轴箱窜气进入所述油气分离结构的进气孔(11)，所述挡流结构具有油气分离表面(21)，该油气分离表面(21)包括用于所述窜气中油滴的撞击区域，所述挡流结构配置为使得所述撞击区域的面积大小随进入所述油气分离结构的所述窜气的流速的大小成反比地改变。

2.根据权利要求1所述的油气分离结构，其特征在于，所述挡流结构包括可伸缩的挡流板(2)，该挡流板(2)的一个侧面用作所述油气分离表面(21)，所述挡流板(2)构造为具有褶皱位置和展开位置，所述挡流板(2)能够在所述褶皱位置和所述展开位置之间转换，在所述褶皱位置，所述撞击面的面积最大，在所述展开位置，所述撞击面的面积最小。

3.根据权利要求2所述的油气分离结构，其特征在于，所述挡流板(2)部分或整体设置有多条折弯线，所述挡流板(2)能够沿该折弯线弯折以伸展和收缩，以使得所述挡流板(2)分别到达所述展开位置和所述褶皱位置，在所述展开位置，所述油气分离表面(21)为一个平面，在所述褶皱位置，所述油气分离表面(21)为由多条所述折弯线分隔的多个相互成角度的平面。

4.根据权利要求2所述的油气分离结构，其特征在于，所述挡流结构还包括复位件(3)，该复位件(3)为所述挡流板(2)提供朝向所述褶皱位置的回复力。

5.根据权利要求4所述的油气分离结构，其特征在于，所述复位件(3)构造为具有弹性的板件，该板件的横向方向的两端分别与所述挡流板(2)的两端连接，所述板件具有闲置位置和最大变形位置，在所述闲置位置，所述板件具有弧形横截面，此时，所述挡流板(2)位于所述褶皱位置；在所述最大变形位置，所述板件具有直线形横截面，此时，所述挡流板(2)处于所述展开位置。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的油气分离结构，其特征在于，所述油气分离结构包括用于调节所述进气孔(11)的进气横截面面积的单向调节阀结构，所述单向调节阀结构配置为仅允许窜气沿进入所述油气分离结构的方向流动，且使得所述进气横截面面积随着所述窜气气流的增大而增大。

7.根据权利要求6所述的油气分离结构，其特征在于，所述单向调节阀结构包括阀体(4)和用于将所述阀体(4)与所述孔板(1)连接在一起的弹性连接件(5)，所述进气孔(11)设置有多个，所述阀体(4)具有遮盖位置和打开位置，在所述遮盖位置，所述阀体(4)封堵部分所述进气孔(11)，在所述打开位置，所述阀体(4)避让所述进气孔(11)，所述弹性连接件(5)为所述阀体(4)提供朝向和保持在所述遮盖位置的弹力。

8.根据权利要求1所述的油气分离结构，其特征在于，所述油气分离结构还包括用于将所述油气分离结构安装到发动机缸盖的油气分离室中的安装座(6)，所述孔板(1)和所述挡流结构均固定于所述安装座(6)。

9.一种发动机，包括缸盖，其特征在于，所述缸盖集成有根据权利要求1-8中任意一项所述的油气分离结构，该油气分离结构位于在所述缸盖的油气分离室中。

10.根据权利要求9所述的发动机，其特征在于，所述发动机设置有沿窜气的流动方向依次布置的油气粗分离结构和油气精分离结构，所述油气分离结构用作所述油气粗分离结构。